PhyDid - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (E-Journal, FU Berlin)
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Experimentieren im Physikunterricht - Welche Ziele verbinden Lehrkräfte mit dem Experimentieren?
Get PDFExperimente spielen im Physikunterricht eine zentrale Rolle. Demgemäß gibt es zahlreiche Forschungsarbeiten, die sich diesem besonders wichtigen Teil des Physikunterrichts widmen. Viele dieser Arbeiten haben sich bisher intensiv mit dem Nutzen von Experimenten für Schülerinnen und Schüler und mit Mustern des Experimentierens im Unterricht beschäftigt. Forschungsdefizite bestehen demgegenüber bei der Beschreibung der Experimentierabsichten von Lehrkräften. Im Beitrag wird ein Dissertationsprojekt vorgestellt, welches einen Beitrag zur Beschreibung dieser Absichten im Zusammenhang mit dem Experimentieren im Unterricht leisten möchte. Im Rahmen einer Untersuchung soll sowohl ein Einblick in die Experimentierabsichten als auch in die Experimentierpraxis von Lehrenden im Physikunterricht erhalten werden. Weiterhin werden in diesem Zusammenhang Ziele, die Lehrerinnen und Lehrer mit der Durchführung von Experimenten im Physikunterricht erreichen möchten, erhoben. Im Beitrag werden Ziele und Methoden des Projektes vorgestellt
Fächerübergreifende Schüleruntersuchungen zum Stadtklima Kölns
Get PDFDie gegenwärtige Stadtentwicklung muss sich in der heutigen Zeit und in der Zukunft einigen Herausforderungen stellen. Neben Versorgungs- problemen und zunehmenden Umweltbelastungen, steigen die Ein- wohnerzahlen und klimatische Veränderungen treten auf. Das Stadtkli- ma gilt, auf Grund ihrer lokalklimatischen Veränderungen und Beson- derheiten gegenüber dem Umland, als besondere Form im Klimasys- tem. Ihr werden verschiedene Einflussfaktoren zugerechnet, aus denen sich ein hoch komplexes Klimabild für jede Stadt ergibt. Das K.Ö.L.N.- Projekt (Kreatives. Ökologisches. Lernen für Nachhaltigkeit.) bringt Schüler(innen) im zdi-Schülerlabor der Universität zu Köln das Stadtklima ihres lebensnahen Handlungsraumes,Köln, näher. Anhand von sechs Experimenten werden fassbare Gegenstände aus dem Raum Köln und den verschiedenen Bereichen des Stadtklimas auf eine Modellebe- ne gebracht. Hierbei liegt ein starker Fokus auf die Verknüpfung zur Temperatur als Messelement. Ein weiteres Lernziel ist die Vernetzung der Einflussfaktoren des Stadtklimas, welche im Hauptteil durch offene Unterrichtsformen zum komplexen Thema Stadtklima gestärkt werden soll. Mittel- bis langfristiges Ziel ist es das fächerübergreifende Basismodul zum Stadtklima Köln als festen Bestandteil im zdi-Schülerlabor zu implementieren. Des Weiteren ist es Ziel Schulen Ansätze zu bieten, wie sie bei der Behandlung mit dem komplexen Thema Stadtklima im Unterricht vorgehen können.
Moderne Physik im Unterricht: Forschungsdesign zur Didaktischen Rekonstruktion der Themen Granulare Materie und Strukturbildung
Get PDFUm Inhalte und Themen aus der aktuellen physikalischen Forschung in den Schulunterricht zu holen, braucht es Elementarisierungen und didaktische Unterrichtskonzepte, die neue Erkenntnisse, Ansätze und Methoden der modernen Physik für diesen Zweck aufarbeiten. Als problematisch erweist sich dabei häufig die Komplexität oder Abstraktheit der Inhalte aus der aktuellen Forschung. Im Rahmen eines Forschungsprojektes zur Didaktischen Rekonstruktion der Themenbereiche Granulare Materie und Strukturbildung wurden in einem ersten Schritt bereits Fachexpert_innen zum aktuellen Forschungsstand befragt. In einem zweiten Schritt werden Lehrer_innen zu vorhandenen Umsetzungsmöglichkeiten und Umsetzungsschwierigkeiten befragt. Darauf aufbauend sollen in einem weiteren Schritt exemplarisch sowohl Unterrichtsmedien als auch Konzepte entwickelt und erprobt werden. In diesem Beitrag wird das Forschungsdesign des Gesamtprojektes vorgestellt
Studienwahlmotive angehender Physiklehrkräfte - Qualitativ inhaltsanalytische Auswertung einer offenen, retrospektiven Befragung -
Get PDFStudien- und Berufswahlmotive (SWM) sind Gegenstand zahlreicher Veröffentlichungen, die jedoch kein einheitliches Bildzeichnen und viele Fragen offen lassen. Insbesondere sind SWM bisher selten nach Fächern differenziert betrachtet worden, wobei SWM Physik-Lehramtsstudierender nur randständig im Kontext umfangreicher Studien zu Abbruchquoten oder Seiteneinsteigern, und dann zumeist unter Zuhilfenahme allgemeiner, nicht physiklehramtsspezifischer Erhebungsinstrumente erforscht wurden. Die Relevanz der Erforschung von fächerspezifischen SWM wird im Artikel herausgearbeitet und der Forschungsstand zu SWM (Physik) Lehramtsstudierender detailliert dargestellt. Im Zentrum des Artikels steht die Beschreibung einer Studie, die zum Ziel hat, zwischen 2008 und 2011 erhobene SWM Physik-Lehramtsstudierender (N = 357) der Universitäten Potsdam und Paderborn zu untersuchen. Einen zentralen Bestandteil des Artikels bildet die ausführliche Vorstellung desinduktiv entwickelten Kategoriensystems zur Systematisierung der Motive. Die Häufigkeitsverteilungen verschiedener Subgruppenwerden mittels χ2-Heuristik ausgewertet und mit dem Forschungsstand zu SWM Lehramtsstudierender verglichen. Dabei stellt sich unter anderem heraus, dass zunächst keine geschlechtsspezifischen Unterschiede oder Unterschiede aufgrund des gewählten Studiengangs für Physik-Lehramtsstudierende generalisierbar sind und weiterer Forschungsbedarf besteht
Physikalische Aspekte des Fussballspiels - Kopfbälle
No full textDie kinematische und dynamische Analyse von sportlichen Bewegungen bietet einen spannendenRahmen für eine intensive Auseinandersetzung mit physikalischen Gesetzmäßigkeiten. Die hierfürnotwendige Verwendung von modernsten Gerätschaften wie Hochgeschwindigkeitskameras und Beschleunigungssensorenmotiviert darüber hinaus. Wir haben Situationen des Kopfballspiels, wie siein einem Fussballspiel in Angriff und Verteidigung auftreten, nachgestellt. Mit einer Hochgeschwindigkeitskameravom Typ CASIO Exilim EX-FH25 wurden gleichzeitig die Bewegung des Balles undauch die des Kopfes aufgenommen. Anschließend wurde der zeitliche Verlauf beider Bewegungenbezüglich des Weges, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung analysiert. Parallel hierzu wurdeder zeitliche Verlauf der Beschleunigung des Kopfes mit einem dreiachsigen Beschleunigungssensorder Firma Vernier aufgezeichnet. Vorgestellt werden die Ergebnisse einer ersten Auswertung: Derzeitliche Verlauf der Beschleunigung des Kopfes stimmt mit demjenigen der entsprechenden Videoanalyseüberein. Zudem lässt sich der Betrag der Kraft abschätzen, die während des Kopfballs auf denKopf des Fußballspielers wirkt
Fördern Praxisseminare im Schülerlabor das Professionswissen und einen reflexiven Habitus bei Lehramtsstudierenden?
Get PDFIm Projekt MINT-Lehrerbildung neu denken! werden an der Freien Universität Berlin die Praxisphasen im Lehramtsstudium durch neu eingerichtete Praxisseminare im Schülerlabor PhysLab ausgebaut. Praxisphasen tragen aber nur dann zur Verbesserung der Lehrerausbildung bei, wenn sie theoretisch fundiert und von Reflexionen begleitet werden [1]. Unreflektierte Praxisphasen wie z.B. nicht begleitete Schulpraktika können dagegen zu einer Deprofessionalisierung führen und sogar die Abkehr von einer theoriegeleiteten Fundierung didaktisch-pädagogischer Entscheidungen in der Praxis zur Folge haben [2, 3]. Ein Schülerlabor bietet vielschichtige Ressourcen als Lernort für Studierende, beispielsweise ermöglicht es Freiheitsgrade bei der Wahl der Themen, Methoden oder Materialien und stellt eine geschützte Umgebung zur Erprobung von neuen Unterrichtskonzepten dar.Dieser Beitrag soll am Beispiel des Praxisseminars Klimawandel auf die drei wichtigsten Ziele und Maßnahmen der Praxisseminare fokussieren: die Förderung von Professionswissen [4], die Förderung eines reflexiven Habitus‘ bei den Studierenden [5] sowie eine stabile bzw. steigende Lehrerselbstwirksamkeitserwartung [6, 7].Das Konzept des Praxisseminars Wärmeübertragung sowie die Ansätze zur Begleitforschung derartiger Praxisseminare wurden bereits vorgestellt [8, 9]. In diesem Artikel wird ein Einblick in den aktuellen Forschungsstand sowie in erste studentische Rückmeldungen gegeben
Elektrisierende Hirnkurven - Konzeption eines Schülerforschungstages zur Elektroenzephalographie
Get PDFNeben der Elektrokardiographie (EKG) bietet die Elektroenzephalographie (EEG) einen weiteren attraktiven Kontext für die Behandlung elektrischer Felder im Unterricht. Eine geeignete didaktische Aufbereitung für den Physikunterricht in der Sekundarstufe II existiert allerdings noch nicht. Die Konzeption eines Schülerforschungstages im Lehr-Lern-Labor des Didaktikzentrums M!ND der Universität Würzburg stellt hierfür einen ersten Vorschlag dar. Unter Anleitung und mit Hilfe eines speziell für den Forschungstag konzipierten Workbooks erarbeiten die Schüler/innen zentrale Teilaspekte der Elektroenzephalographie, angefangen bei den neurobiophysikalischen Grundlagen, über Aspekte der Elektroden- und Verstärkertechnik bis zu Details der Auswertung typischer EEG-Kurven. Dazu führen die Schülerinnen und Schüler geeignete Analogieversuche durch, experimentieren an elektrischen Ersatzschaltkreisen und nehmen selbst EEG-Kurven auf
Lernaktivitäten steuern durch Aufgaben: Relevanz, Initiierung und Erhebung
Get PDFDie Ergebnisse einer Interventionsstudie (N=177) zeigten, inwieweit sich die kognitiven Lernaktivitäten von Schülerinnen und Schülern bei der Bearbeitung von Übungsaufgaben durch die Aufgabenform steuern und durch die Aufgabencodierung unterstützen lassen.Im Rahmen einer Unterrichtseinheit zum Thema "Anwendungen von CO2-Gassensoren" bearbeiteten die Probanden in zwei Übungsphasen unterschiedliche Aufgaben zum Aufbau und zur Funktionsweise von CO2-Sensoren. In jeder Klasse erfolgte eine zufällige Einteilung der Teilnehmer/-innen nach dem Codierformat der Aufgaben. Eine Gruppe bearbeitete ausschließlich bildhaft codierte Aufgaben, eine zweite ausschließlich textbasierte Aufgaben und eine dritte Gruppe einen Aufgabenmix, bestehend aus text- und bildbasierten Aufgaben.Die Ergebnisse der multivariaten Varianzanalyse zeigten u.a. einen signifikanten Effekt mittlerer Effektstärke des Faktors Codierformat der Aufgaben auf den Wissenserwerb und auf die Transferleistung von Faktenwissen.Die Analyse der Aufgabenbearbeitung ergab zwei Hauptergebnisse. Erstens gibt es Aufgaben, die eine erfolgreiche Durchführung bestimmter Lernaktivitäten begünstigen. Zweitens beeinflusst die Aufgabencodierung die korrekte Bearbeitung bestimmter Aufgaben. Schülerinnen und Schüler, die mit bildhaft codierten Aufgaben übten, hoben beispielsweise Kernaussagen häufiger korrekt hervor und fassten wesentliche Aussagen besser zusammen als Lernende, die mit textbasierten Aufgaben oder mit dem Aufgabenmix übten
„Ich sehe was, was du nicht siehst…“ – Experimente zur optischen Bestimmung der Ergänzungsfarben im Nachbild
Get PDFNachbilder bieten eine leicht zugängliche Gelegenheit, sich mit der aktiven Seite des Sehvorgangs und den Eigengesetzlichkeiten des Farbensehens zu befassen. Um uns mit Studierenden dem Zusammenhang zwischen der angeblickten Farbe und der im Sukzessivkontrast hervorgebrachten „Ergänzungsfarbe“ anzunähern, haben wir eine Reihe einfacher Versuche entworfen, in denen man die im Nachbild gesehenen Farben am PC optisch mit RGB-Farbwerten identifizieren kann. Ferner bieten die Versuche die Möglichkeit, verschiedene Einflüsse auf die subjektive Farbwahrnehmung zu untersuchen. Dazu zählen beispielsweise die Untergrund- und Umgebungsfarbe bzw. -helligkeit oder der Farbkontrast. Die in einer kleinen Studie erhobenen Daten wurden farbmetrisch ausgewertet, die Ergebnisse mit den rechnerisch bestimmten Komplementärfarben der Ausgangsfarbreize in Beziehung gesetzt und mit ähnlichen Studien verglichen
Experimente mit kosmischen Teilchen im Netzwerk Teilchenwelt - Eine Interessenstudie
Get PDFDas bundesweite Netzwerk Teilchenwelt hat sich zum Ziel gesetzt, Teilchen- und Astroteilchenphysik in der Gesellschaft zu fördern. Hierbei werden z.B. Experimente im Bereich der Astroteilchenphysik angeboten, welche unter anderem in schülerlaborartigen Lernumgebungen eingesetzt werden. Diese Veranstaltungen sollen im Rahmen einer Evaluationsstudie zur Interessenförderung untersucht werden.Bisherige Interessenstudien haben gezeigt, dass Schülerlabore vor allem das aktuelle Interesse der Jugendlichen steigern können (z.B. [17]). Langfristige Interessensteigerungen werden jedoch im Normalfall durch die eintägigen Veranstaltungen nicht erreicht. Es gibt allerdings Hinweise, dass durch eine schulische Einbindung der Laborbesuche langfristige Effekte hervorgerufen werden können. Dies wird bei dieser quantitativen Studie in Form einer Nachbereitung im Unterricht umgesetzt und untersucht.In diesem Beitrag werden die Experimente, das Design der Studie und die Pilotierung des Fragebogens vorgestellt