PhyDid - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (E-Journal, FU Berlin)
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Smartphone Physics: Neue Experimente und Fragestellungen rund um das Messwerterfassungssystem Smartphone
Get PDFIn den letzten Jahren wurde in mehreren Beiträgen dargestellt, wie Smartphones und Tablet-Computer als Messwerteerfassungssysteme im Physikunterricht der Sekundarstufen 1 und 2 eingesetzt werden können (z. B. [1]-[5]). Möglich wird dies durch eine Vielzahl standardmäßigig verbauter Sensoren (insb. Kraftsensoren, Gyroskop, Mikrofon, GPS-Empfänger, CCD-Chip und Riesenmagnetowiderstände), welche mit geeigneten und zumeist kostenfreien Apps ausgelesen werden können. In den bisherigen Publikationen wurden vorwiegend Laborexperimente beschrieben, wobei ein entscheidender fachdidaktischer Mehrwert des Messmittels „Smartphone“ zumeist unberücksichtigt blieb, nämlich die starke Verbreitung der Geräte im Alltag der Schüler und deren Mobilität; wo Lernenden früher lediglich eine Stoppuhr und ein Zollstock zur Verfügung stand, verfügen sie heute über ein vollständiges Messwerterfassungssystem, mit Sensoren, dem Interface und der Auswerteelektronik in einem einzigen Gerät in der Größe einer Zigarettenschachtel. Mit dem Messmittel „Smartphone“ können deshalb verstärkt auch experimentelle Inhalte in Hausaufgaben erarbeitet oder vertieft sowie Alltagskontexte experimentell erschlossen werden. Der vorliegende Artikel legt den Fokus insb. auf diesen Aspekt und schließt mit der Vorstellung und Diskussion von Forschungsfragen rund um das Thema "Physics2Go!" ab
Schülerinnen und Schüler verstehen das 1-Liter-Auto
Get PDFLeichtbau ist ein Schlüsselbeitrag zur Energiewende. Wir berichten über ein innovatives, anspruchsvolles, umfassendes, progressives und mehrfach erprobtes Konzept für die letzten beiden Klassenstufen des Gymnasiums
Die Rolle der Schüleraktivität beim Experimentieren
Get PDFEntgegen großer Hoffnungen seitens vieler Schülerinnen und Schüler sowie vieler Lehrkräfte fürden naturwissenschaftlichen Unterricht zeichnet eine Analyse der Forschungsarbeiten kein klaresBild darüber, ob für die Fachwissensvermittlung Schülerexperimente eher geeignet sind als Demonstrationsexperimente.Auch eigene Studien geben nicht Anlass dazu, einen Vorteil der einenExperimentiermethode vor der anderen zu vermuten.In diesem Beitrag werden die Ergebnisse einer Studie zum Einfluss von unterschiedlichen Experimentiersituationenauf das Erlernen fachlicher Inhalte vorgestellt. Eine erste Studie fand bereits imSchuljahr 2012/13 statt, die zweite Erhebung (deren Ergebnisse hier berichtet werden) wurde imSchuljahr 2013/14 durchgeführt. Abschließend wird ein kurzer Blick auf das aktuelle Interesse derSchülerinnen und Schüler geworfen, nachdem diese an einer dreiwöchigen Unterrichtsinterventionin drei verschiedenen Treatments teilgenommen hatten
Möglichkeiten zur Behandlung des Wärmeäquivalents im Unterricht - Erweiterte Vorschläge zur experimentellen Erfassung des Wärmeäquivalents
Get PDFBekanntlich ist die Vernetzung der einzelnen Teilgebiete der Physik beim Lehren und Lernen von hoher Bedeutung. Zu den Schnittstellen zwischen Mechanik und Thermodynamik gehört die Beschäftigung mit dem Wärmeäquivalent, das in der Geschichte der Physik eine wichtige Rolle spielte. Welche Leistungen Meyer, Joule und Colding mit der Bestimmung des quantitativen Zusammenhangs zwischen Arbeit und Wärme erbracht haben, wird erst dann deutlich, wenn man selbst Experimente zur Findung des Wärmeäquivalents durchführt. Auf experimentellem Wege kann man für Lernende besonders gut verdeutlichen, dass Wärme eine Prozessgröße ist und keinesfalls mit stofflichen Vorstellungen (Stichwort Phlogiston) in Verbindung gebracht werden darf. Im vorliegenden Artikel sollen Möglichkeiten präsentiert werden, wie man das Wärmeäquivalent experimentell zugänglich machen kann
Die Verbesserung der Lehramtsausbildung im Bereich Quantenphysik
Get PDF Bei der Ausbildung von Lehramtsstudenten stellt sich die Frage, ob die Vermittlung formal-theoretischer Kenntnisse in der Quantenphysik ausreicht, damit zukünftige Lehrer diese modern, interessant und praxisnah ihren Schülern unterrichten können. Es ist zu vermuten, dass fachdidaktische Kompetenzen, wie das Erkennen von Schülervorstellungen, Vermittlung fachspezifischer methodisch-didaktischer Kenntnisse und die Darstellung eines schüleradäquaten Zugangs ebenfalls zur soliden Ausbildung dazugehören.Dozenten und Studenten in Deutschland wurden zur Situation und Verbesserungsmöglichkeiten in der Quantenphysikausbildung befragt und daraufhin ein zusätzliches fachdidaktisches Seminar zur Quantenphysik konzipiert, in zwei Semestern an der TU Dresden durchgeführt und im Prä-Post-Design mithilfe fachlicher und fachdidaktischer Testitems sowie Concept Maps evaluiert. Dieser Artikel stellt das Studiendesign und die Ergebnisse der Seminarevaluation vor
Vorstellung eines Blended-Learning-Lab-Konzeptes für die Grundlagenlabore in MINT-Fächern
Get PDFAuch aus der modernen Hochschulausbildung sind die oftmals „angestaubt“ daherkommenden Grundlagenlabore in den natur- und ingenieurwissenschaftlichen Studiengängen nicht wegzudenken. Denn gerade in der Laborsituation wird der Lernende mit einem dem späteren Berufsalltag vergleichbaren Aufgaben-/Anforderungs- und Erwartungsspektrum konfrontiert. Einerseits verlangt die Laborarbeit ein solides Wissen, Verstehen und Anwenden theoretischer Grundlagen; andererseits sind ebenso praktisches Know-how oder Fertigkeiten notwendig, um den Versuch erfolgreich (und sicher) in Betrieb nehmen sowie zielgerichtet zur Beantwortung wissenschaftlicher Fragestellungen durchführen zu können. Überdies kommt es mit der Herausbildung wichtiger Kompetenzen zu einer „Veredelung des Rohwissens“. Wir stellen ein in sich geschlossenes Baustein-Konzept vor, welches E-Learning als Lehr-Lern-Werkzeug zur Unterstützung der Grundlagenlabore in einigen MINT-Fächern heranzieht. Dieses Blended-Learning-Lab-Konzept ist nach didaktischen Überlegungen aufgebaut und versucht den Studierenden mit seinen individuellen Lernvoraussetzungen abzuholen und auf seiner Lernkarriere zu begleiten
Beim Sehen übersehen: Der Einfluss der Eigenschaften der Retina auf unsere Sicht der Welt
Get PDFIn einem immer noch überwiegend fachsystematisch geordneten Physikunterricht spielt der aktive Beitrag der Netzhaut bei der Bildentstehung im Auge in aller Regel keine Rolle. Im Rahmen einer mit den Mitteln der Schulphysik realisierbaren Erweiterung der klassischen Behandlung des Sehvorgangs lassen sich die weitgehend übersehenen Auswirkungen wesentlicher physikalischer Eigenschaften der Retina auf unser Bild der Welt thematisieren. Anhand konkreter Beispiele wird dargelegt, dass sich ein solches Vorgehen nicht nur eine Vielzahl neuer Lerngelegenheiten bietet, sondern darüber hinaus einen Beitrag zu einem viableren, weil umfassenderen Verständnis des Sehprozesses leisten kann
Digitales Experimentieren mit individuellem feedback
Get PDFDas selbstständige Arbeiten mit Experimenten ist ein wichtiger Bestandteil des Physikunterrichtes. Allerdings sind Experimentiermöglichkeiten in verschiedenen Themenfeldern stark eingeschränkt, da die nötigen Geräte bspw. sehr teuer sind. Hier können digitale Experimente helfen, Schülerinnen und Schüler zu aktivieren und ihnen eigene Erfahrungen zu ermöglichen. Darüber hinaus bieten digitale Experimente allen Nutzern direkt im Lernprozess ein individuelles Feedback über ihre Arbeit. Auch bei der Diagnose von experimentellen Kompetenzen können solche Experimente in bestimmten Teilbereichen von Nutzen sein.In einer browserbasierten Lernumgebung wurden Teile des klassischen Experimentierprozesses, wie bspw. das Prüfen und Bewerten von Hypothesen, nachgebildet. Bei den dabei zu bearbeitenden Aufgaben wurden unterschiedliche Feedbackformate eingesetzt. Eine explorative Studie zum Einsatz in der Schule zeigte am Beispiel der Ablenkung von Elektronen im elektrischen Feld, dass die Schülerinnen und Schüler unterschiedliche Hypothesen bzgl. des Einflusses verschiedener Parameter auf die Flugbahn der Elektronen auswählten. Das anschließende Prüfen der Hypothesen gelang nicht allen Nutzern vollständig. Einige Probanden hielten an ihrer nicht zutreffenden Hypothese fest. Im Post-Test, nach der vollständigen Bearbeitung der Lernumgebung, zeigten sich diese falschen Vorstellungen jedoch kaum noch. Es ist daher zu vermuten, dass sich auch beim digitalen Experimentieren eine Vorstellung mehrfach als unpassend herausstellen muss, bevor diese revidiert wird
Bedingungen der Interessensentwicklung im Fach Physik
No full textDie schulischen Interessen von Jugendlichen verändern sich im Laufe der Sekundarstufe I sehr stark. Dabei nimmt das Interesse an naturwissenschaftlichen Fächern besonders stark ab. In der vorgestellten Studie wurden zwei Unterrichtsreihen auf der Grundlage eines Modells der Interessensgenese entwickelt und von ca. 750 Schülerinnen und Schülern in 33 Klassen am Ende der Sekundartstufe I über einen Zeitraum von 12 bis 24 Unterrichtsstunden durchgeführt. Die methodische Gestaltung und die Auswahl der Kontexte orientiert sich dabei an den Ergebnissen vorheriger Interessensstudien unter besonderer Berücksichtigung geschlechtsspezifischen Aspekte. Die über alle Schülerinnen und Schüler gemittelten Werte zeigen einen Zuwachs des Interesses, der jedoch eine hohe Varianz bezüglich der Schülerinnen und Schüler und der Schulklassen besitzt. Die Auswertung der pre/post Fragebogenerhebung weist einen starken Effekt des Vorinteresses nach
Anwendung verschiedener Messmethoden bei der Analyse von Achterbahnfahrten
Get PDFIn diesem Aufsatz werden Messwerte verglichen und ausgewertet, die mit einem GPS-Empfänger und mit einem Beschleunigungssensor bei Fahrten auf einer Holzachterbahn aufgezeichnet wurden. Es zeigt sich, dass die Daten des Beschleunigungssensors wegen der Überlagerung mit der Erdbeschleunigung nur dann kinematisch interpretiert werden können, wenn seine Orientierung relativ zur Richtung des Gravitationsfeldes während der ganzen Bewegung bekannt ist. Aus den Beschleunigungsdaten wird die Bewegung rekonstruiert.Beschleunigungssensoren nehmen Messwerte im körpereigenen Ruhesystem auf, das in der Regel beschleunigt ist. Es wird deshalb dazu angeregt, die im Schulunterricht übliche Beschränkung neu zu überdenken, dynamische Probleme ausschließlich im Inertialsystem zu beschreiben