PhyDid - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (E-Journal, FU Berlin)
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Ein interaktiver Lehrgang zur geometrischen Optik auf tet.folio
Full text linkAufbauend auf den Forschungsergebnissen zu Schülervorstellungen in der geometrischen Optik wurde von Wiesner et al. eine Unterrichtskonzeption entwickelt und in einem Re-Design von Haagen-Schützenhöfer et al. überarbeitet. Dieser Ansatz basiert auf der Idee des Sender-Strahlungs-Empfänger-Konzepts, d.h. auf der konsequenten Verfolgung von Lichtquellen über das optische System bis zum Empfänger. Aufbauend auf diesen Grundlagen wurde ein neuer Lehrgang mit insgesamt zwölf digital aufbereiteten Einheiten entwickelt. Durch den Einsatz von Lernvideos, interaktiven Bildschirmexperimenten, Simulationen und Quizaufgaben ergibt sich eine asynchron einsetzbare Lernumgebung, die ein forschend entdeckendes Lernen im Sinne des 5-E-Modells nach Bybee ermöglicht. Im Beitrag werden die didaktischen Überlegungen bei der Entwicklung der Unterrichtsmaterialien und die Möglichkeiten der interaktiven Lernplattform tet.folio vorgestellt. Außerdem wird ein Ausblick gegeben, wie die Materialien im Rahmen einer empirischen Evaluation eingesetzt werden
Workshop: Hochschuldidaktische Konsequenzen aus zwei Semestern Krisenlehre
Full text linkDie Umstellung des Lehrbetriebs an den Hochschulen auf Online-Lehre hat nicht nur technische, sondern vor allem auch didaktische Herausforderungen mit sich gebracht, die vielfältig – und zum Teil sehr unterschiedlich – beantwortet wurden. An einer systematischen hochschulübergreifenden Auswertung fehlt es bislang aber noch. Im hir dokumentierten Workshop wurde der aktuelle Stand exemplarisch vorgestellt und diskutiert, wie es gelingen kann, dass die wertvollen Erfahrungen dieser Zeit nicht mit der Rückkehr zur Präsenzlehre verloren gehen
Erwerb und Messung physikdidaktischer Kompetenzen zum Einsatz digitaler Medien
Full text linkAngesichts der zunehmenden Bedeutung digitaler Medien im Unterricht ist die Bereitstellung entsprechender fachdidaktischer Lerngelegenheiten unabdingbar. Im Rahmen des Projektes DiKoLeP (Digitale Kompetenzen von Lehramtsstudierenden im Fach Physik) soll daher ein bestehendes physikdidaktisches Lehr-Lern-Seminar, in dem Studierende in einem komplexreduzierten Rahmen erste Lehrversuche unternehmen, hinsichtlich des Einsatzes digitaler Medien weiterentwickelt und evaluiert werden. Dabei werden Kernelemente des Seminars mit physikdidaktischen Lehrveranstaltungen zum Einsatz digitaler Medien der kooperierenden Universitäten aus Tübingen und Graz abgestimmt.Neben der Weiterentwicklung des Lehr-Lern-Seminars zielt das vorgestellte Teilprojekt vor allem auf die Modellierung und Messung physikdidaktischer Kompetenzen zum Einsatz digitaler Medien. Dazu werden Testitems entwickelt, die im Sinne des DiKoLANOrientierungsrahmens (Becker et al., 2020) vor allem die Bereiche Digitale Messwerterfassung, Simulationen/ Modellierung und Erklärvideos abdecken und zur Untersuchung des Kompetenzerwerbs in den Lehrveranstaltungen der beteiligten Standorte genutzt werden. Das Poster stellt neben dem entwickelten Modell beispielhafte Items sowie die Umsetzung der geplanten Evaluation vor
Quantitative Phänomene rund ums Fliegen: Erfassung realer Flugdaten mit der App „Flightradar24“
Full text linkNicht erst die kontinuierlich steigende Flugintensität führt häufig dazu, dass man sich beim Blick zum Himmel fragt, wohin ein zu sehendes Flugzeug wohl fliegen wird. Ausgehend von der beobachteten Flugrichtung kann man zwar Vermutungen anstellen, aber selten überprüfen, ob diese tatsächlich korrekt sind. Die App "Flightradar24" bietet die Möglichkeit, eine solche Vermutung zu verifizieren. Hierzu visiert man das Flugzeug mit dem Smartphone oder Tablet an und bekommt in das Live-Bild des Kameraobjektivs Augmented-Reality-Informationen des Flugs angezeigt. Auch aus physikalischer Sicht interessante Daten sind abrufbar, nämlich die momentane Höhe des Flugzeugs, seine verschiedenen Geschwindigkeiten, seine derzeitige Position, die vorliegende Windgeschwindigkeit sowie die Außentemperatur. Aus physikalischer Sicht entspricht dies einem Abrufen von Messdaten, sodass die Applikation auch für physikalische Experimente alternativ genutzt werden kann. Im Vortrag werden eine Reihe quantitativer Betrachtungen vorgestellt, welche auf den Daten eines aufgezeichneten Fluges von Frankfurt nach Barcelona beruhen. Diskutiert werden u. a. die Höhenabhängigkeit der Temperatur, die Beschleunigung beim Start sowie die Gleitzahl des Flugzeugs, eine aus aerodynamischer Sicht ganz entscheidende Kennzahl
Digitale Kompetenzen beim Experimentieren fördern: Ortsfaktorbestimmung mit verschiedenen Sensoren im Physikunterricht
Full text linkDie KMK-Strategie zur Bildung in der digitalen Welt verlangt von allen Lehrkräften, die digitalen Kompetenzen ihrer Schülerinnen und Schülern im Fachunterricht zu fördern. Als ein mögliches Beispiel für die Förderung digitaler Kompetenzen im Physikunterricht wurde eine projektorientierte Unterrichtseinheit zur Bestimmung des Ortsfaktors durch Messungen der Schwingungsdauer unterschiedlicher Fadenpendel mit verschiedenen Sensoren und Messmethoden entwickelt. Neben fachspezifischen Kompetenzen werden auch allgemeinere digitale Kompetenzen geschult, indem die Lernenden durch die gemeinsame Arbeit in Forscherteams zur digital gestützten Kommunikation und Kollaboration motiviert und angeleitet werden. Ihr Vorgehen und ihre Messungen dokumentieren die Schülerinnen und Schüler digital, präsentieren ihre Ergebnisse im Anschluss und verteidigen ihr Vorgehen spielerisch im Rahmen eines Wissenschaftskongresses. In diesem Beitrag werden das Projekt und damit verbundene Möglichkeiten des fachlich orientierten Erwerbs digitaler Kompetenzen im Unterricht vorgestellt
Modellierung naturwissenschaftlicher Leistungs- und Begabungspotenziale im Kita- und Grundschulalter
Full text linkIn den Teilprojekten 3 und 9 des durch das BMBF geförderten Verbundprojekts ‚Leistung macht Schule’ (LemaS) am Standort Freie Universität Berlin werden Lernsettings und damit verbundene Diagnoseformate zur Erfassung und Beschreibung naturwissenschaftsbezogener (Leistungs-) Potenziale bei Kindern in der Kita und im Übergang von der Kita in die Grundschule (Teilprojekt 3) sowie im naturwissenschaftlichen Sachunterricht in der Grundschule (Teilprojekt 9) entwickelt. Mit den kooperierenden Kitas und Grundschulen werden die entwickelten Instrumente erprobt, evaluiert und entsprechend des Design-Based-Research Ansatzes (Reinmann, 2005) weiterentwickelt. Aufgrund fehlender konkreter Hinweise dazu, wie naturwissenschaftsbezogene (Leistungs-) Potenziale in Kita und Grundschule systematisch und theorie- sowie evidenzbasiert identifiziert werden können (Höner, 2015, 59), wurde u.a. in Anlehnung an das Modell zur mathematischen Begabung im Grundschulalter nach Käpnick (2014) sowie unter Berücksichtigung von Annahmen zu naturwissenschaftsbezogenen Begabungen (Wegner, 2014; Labudde, 2014; Kirchner, 2006) im Rahmen des Teilprojektes 9 bereits ein erstes theoriebasiertes Modell naturwissenschaftsbezogener (Leistungs-) Potenziale für die Grundschule entwickelt (Mehrtens et al., 2021). Dieses Modell wurde nun unter Einbeziehung aktueller fachdidaktischer Debatten im Kontext der inklusiven und potenzialorientierten Begabungsförderung (Benölken & Veber, 2021, S. 56) weiterentwickelt und um Merkmale naturwissenschaftsbezogene (Leistungs-) Potenziale von Kindern im Kitaalter (Fuchs, 2015; Anders et al., 2013; Fthenakis et al., 2009; Steffensky, 2017) ergänzt. Dieses Modell wird im weiteren Projektverlauf empirisch geprüft und weiterentwickelt
Lernen aus Widersprüchen – ein Ansatz für Universal Design
Full text linkDas Lernen aus Widersprüchen ist ein im Seminar des Kölner Schülerlabors „Unser Raumschiff Erde“ entstandenes Konzept, das sich insbesondere auch bei heterogenen Lerngruppen als Alternative zu Binnendifferenzierung bewährt hat. Dieser Beitrag ordnet das Konzept in die Debatte über Binnendifferenzierung ein und stellt den Bezug zu den klassischen allgemein-didaktischen Konzepten insbesondere von Feuser und Klafki her. Diese Einordnung zeigt, dass es systematische Gründe für das Gelingen dieses Konzeptes im Schülerlabor gibt, die nicht dem konkreten Ursprungskontext geschuldet sind.Dies macht eine Übertragung in andere Kontexte vielversprechend
Inklusionsorientierung und Differenzierung
Full text linkDie Bemühungen und normativen Vorgaben zur inklusionsgerechten Umgestaltung des Bildungssystems sowie zahlreiche damit verbundene Empfehlungen und administrative Vorgaben zum Umgang mit Heterogenität scheinen eher sukzessive in den Curricula von Lehramtsstudiengängen an deutschen Hochschulen verankert zu werden. Damit wird auch das Physik-Lehramtsstudium in Bezug auf die Ausprägung von Förderkompetenzen (angehender) Physiklehrkräfte häufig nur bedingt den unterrichtlichen Ansprüchen und Anforderungen für einen adäquaten Umgang mit heterogenen Ausgangslagen gerecht.Im vorliegenden Beitrag werden binnendifferenzierende Maßnahmen als ein wichtiger Beitrag zum Umgang mit Heterogenität in der Schule hervorgehoben. Vertiefend werden in diesem Zusammenhang Befunde zur Binnendifferenzierung im Physikunterricht systematisch zusammengefasst. Darüber hinaus wird über den aktuellen Stand der curricularen Umsetzung differenzierungsbezogener Inhalte in der Physiklehrkräftebildung an deutschen Hochschulen berichtet und verschiedene, themenbezogene Desiderate abgeleitet.Im Ausblick werden aktuelle, projektbezogene Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte vorgestellt
Pfeiftöne vom Teefilter - Ein strömungsakustisches Alltagsphänomen -
Full text linkEin schräg auf die Wandung eines Edelstahl-Teefilters aufprallender Wasserstrahl ruft bisweilen schrille Pfeiftöne hervor. Die Behandlung dieses verblüffenden Alltagsphänomens im Physikunterricht der Oberstufe gibt Gelegenheit, auf die dafür grundlegenden schwingungsmechanischen und strömungsmechanischen Vorgänge einzugehen. Der hier vorliegende Artikel zeichnet einen Weg vor, auf dem sich das Phänomen mit schulischen Mitteln schrittweise erschließen lässt. Dabei führen die Experimente zu der Modellvorstellung, dass den ausgesandten Pfeiftönen wirbelinduzierte Schwingungen zugrunde liegen