PhyDid - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (E-Journal, FU Berlin)
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Magnethydrodynamischer Antrieb -- Ladungen, Felder und ein "Düsentriebwerk für Wasser"
Get PDFMagnethydrodynamische (MHD) Antriebe von Schiffen und Unterseebooten sind ein interessanter Kontext, der motivierende Möglichkeiten für eine vertiefende, vernetzende Reflexion des Verhal-tens von Ladungen in elektrischen und magnetischen Feldern bietet. Ich stelle eine Bastelaufgabe vor, in der die Schülerinnen und Schüler dazu angehalten sind, relevante Zusammenhänge einzuüben und ihr Verständnis letztlich im Bau eines funktions-tüchtigen Schiffs mit MHD-Antrieb anzuwenden.
Projekt – und wissenschaftspropädeutische Seminare bayerischer Gymnasien mit der Physikdidaktik als externem Kooperationspartner – ein Evaluationsversuch
Get PDFIn Bayern wurden mit der gymnasialen Oberstufenreform (G8) Seminare eingeführt, welche den Anspruch erheben die Schülerinnen und Schüler der 11. und 12. Klasse besser auf die Anforderungen der Hochschule vorzubereiten zu können: Das Wissenschaftspropädeutische (W-) und Projekt-Seminar (P-Seminar). Im Ersteren liegt der Schwerpunkt auf dem Erlernen wissenschaftlicher Arbeitsmethoden, im Letzteren soll mithilfe von externen Partnern ein Projekt durchgeführt, sowie ein Orientierungswissen in der Berufs- und Studien- (BuS-)Wahl vermittelt werden. Darüber hinaus sollen beide Seminare den Schülerinnen und Schülern Methoden-, Selbst- und Sozialkompetenzen vermitteln. In einer explorativen Studie werden sechs W- und P-Seminare begleitet und evaluiert, inwiefern die gewünschte Studierfähigkeit durch diese spezielle Art des Projektunterrichts gefördert wird. Weiterhin wird untersucht, ob die vom Kultusministerium (KM) geforderten Ziele für das Seminar umsetzbar sind bzw. umgesetzt werden und schließlich welche Rolle hierbei die Universität als Kooperationspartner des Seminars spielen kann. Durch teilnehmende Beobachtung bzw. mündliche und schriftliche Befragung der Lehrkräfte und der Schülerinnen und Schüler wird außerdem erforscht, inwieweit diese der Meinung sind, dass die theoretischen Ansprüche, welche in dem Seminar-Curriculum gestellt werden, in der Praxis des Seminars auch umgesetzt wurden. Im Folgenden werden die ersten Ergebnisse zweier bereits abgeschlossener P-Seminare gezeigt
Vergleich und Analyse der Sachstruktur von Gymnasialschulbüchern im Anfangsunterricht Mechanik
Get PDFEs wird eine Untersuchung und ein Vergleich von sechs Physik-Schulbücher für die 7. Jahrgangsstufe in Bayern vorgestellt. Fünf Bücher sind von Schulbuchverlagen, eines aus dem Forschungsprojekt von Tobias/Waltner/Hopf/Wilhelm/Wiesner. Zum einen werden jeweils gestalterische Aspekte betrachtet, nämlich die sieben Strukturelemente Leiteinrichtungen, Text, Abbildungen, Tabellen, Merkstoff, Experimentieranleitungen und Aufgaben. Zum anderen wird der Umgang mit Schülervorstellungen betrachtet und geprüft, welche Sachstrukturen sich in den einzelnen Schulbüchern widerspiegeln, die Fehlvorstellungen vermeiden oder unterstützen.Insgesamt lassen sich große Unterschiede feststellen. Einige Werke sind stark quantitativ ausgerichtet und setzen auf Graphen und auf Messtabellen. Das Schulbuch aus dem Forschungsprojekt stellt dagegen mit einer völlig abgeänderten Sachstruktur ein qualitatives Verständnis in den Vordergrund und verzichtet konsequent auf Graphen, mathematische Gleichungen, Messtabellen und Rechenaufgaben
Ein elementarer Zugang zum Sagnac-Effekt
Get PDFDrehratensensoren, die auf optischer Technologie beruhen, spielen in einer Vielzahl von modernen technischen Anwendungen eine Rolle. Die historischen Wurzeln gehen auf den Beginn des 20. Jahrhunderts zurück, als Interferenzexperimente mit Licht und deren Interpretation im Rahmen der Äthertheorie noch kontrovers diskutiert wurden. Im Gegensatz zum Michelson-Morley-Experiment, wo keine Verschiebung von Interferenzstreifen bei Rotation des gesamten Aufbaus beobachtet wurden, sagte Sagnac im Jahr 1913 voraus, dass bei einer ringförmigen Anordnung des Lichtweges sehr wohl eine Verschiebung der Interferenzstreifen bei Rotation auftritt, was heute als passiver Sagnac-Effekt bezeichnet wird. 1963 wurde eine weitere Variante mit einem ringförmig angeordneten Laserresonator realisiert, der heute als aktives Sagnac-Interferometer bezeichnet wird. In diesem Beitrag wird ein akustisches Analogie-experiment für das aktive Sagnac-Interferometer vorgestellt
Kohärent oder nicht-kohärent? Ist das hier die Frage? Über das Naturphänomen zu einem erweiterten Kohärenzbegriff
Get PDFDer Begriff der „Kohärenz“ zählt zweifelsohne zu den am wenigstenverstandenen Konzepten der Wellenoptik. Als Eigenschaft bestimmter Lichtquellen missverstanden erscheint sie Schülern/innen wie Studenten/innen als binäre Größe, die Auskunft darüber gibt, ob Interferenz stattfindet, oder nicht. Am Beispiel alltäglicher Specklephänomene wird aufgezeigt, dass ein derart verkürztes Verständnis des Kohärenzbegriffes auch abseits aufwendiger Laborexperimente an seine Grenzen stößt und die Vermittlung eines differenzierteren Kohärenzbegriffs keinesfalls außerhalb der Reichweite von Schul- oder gar Hochschulphysik lieg
Die Merkmale phänomenbasierten Physikunterrichts
Get PDFObwohl bereits zahlreiche Vorschläge für phänomenbasierten Physikunterricht (PbPU) existieren, gibt es bisher keine Evaluation, die den Unterricht auf seine Wirksamkeit bezüglich der selbst gesetzten Ziele untersuchte. Für ein aktuelles Projekt, welches sich genau dies zur Aufgabe macht, ist es zunächst notwendig, die Merkmale von PbPU zu definieren. Dazu wurden Experten gebeten, Aussagen über PbPU zu bewerten, mit dem Ziel, eine Basis für die Definition zu finden, die auf dem Konsens der Experten beruht. Es werden die Ergebnisse der Umfrage vorgestellt und Schlussfolgerungen gezogen
Rezension und Anmerkungen zu dem Buch „Spezielle und Allgemeine Relativitätstheorie für Physiker und Philosophen“
Get PDFKurzfassungDas Buch Brandes, J., Czerniawski, J. (2010): Spezielle und Allgemeine Relativitätstheorie für Physiker und Philosophen – Einstein- und Lorentz-Interpretation, Paradoxien, Raum und Zeit, Experimente wird von T. Plasa rezensiert.Die wesentlichen Aussagen des obigen Buches zu den beiden Interpretationen lauten: a) Die experimentell bestätigten, physikalischen Aussagen der Relativitätstheorie können ernsthaft nicht bezweifelt werden, für die philosophischen Aussagen gilt das nicht.b) Die Lorentz-Interpretation hat didaktische Vorzüge.c) Bei hohen Energien ist die Lorentz-Interpretation der Allgemeinen Relativitätstheorie experimentell überprüfbar.Zu Punkt b) enthält dieser Beitrag je ein Beispiel aus der Speziellen und Allgemeinen Relativitätstheorie
Wissensbasierte Kompetenzprofile angehender Physiklehrkräfte
Get PDFUm die Qualität der Ausbildung von Lehrkräften beurteilen zu können, wurden in den letzten Jahren verschiedene Untersuchungen zur Kompetenzmodellierung und Kompetenzmessung bei Lehramtsstudierenden und Lehrkräften initiiert. Im Zusammenhang mit möglichen Maßnahmen zur Verbesserung der Lehrerausbildung wird dabei auch über bedarfsgerechte und individualisierte Fördermaßnahmen gesprochen. Als erster Schritt auf diesem Weg kann eine Typenbildung in der Gruppe der Lehramtsanwärter dazu dienen, eine gezielte Binnendifferenzierung vorzunehmen. Vor diesem Hintergrund wurden in der vorgestellten Analyse die Daten einer bundeslandübergreifenden Kompetenzmessung bei Lehramtsstudierenden der Physik dazu genutzt, eine Typisierung auf der Grundlage der gemessenen Leistungen in den drei Bereichen des Professionswissens von Physiklehrkräften (Fachwissen, fachdidaktisches Wissen, allgemeines pädagogisches Wissen) durchzuführen. Dabei konnten drei unterschiedliche Kompetenzprofile identifiziert werden: ein fachenthusiastisches Profil, ein schulpraktisch orientiertes Profil und ein leistungsschwaches Profil. Die identifizierten Profile werden im Weiteren anhand demographischer Daten, Beliefs und motivationaler Orientierungen charakterisiert, so dass die Ergebnisse als Anknüpfungspunkt genutzt werden könnten, um künftig eine stärkere Individualisierung der Lehrerausbildung speziell im Fach Physik zu realisieren
Sonnenuhren leicht gemacht - Entwicklung und Bau eines Sonnenuhrengartens für die Schule
Get PDFIn unserer Zeit der hochentwickelten Technik haben manche Gegenstände und Errungenschaften vergangener menschlicher Kulturen keinen Gebrauchswert mehr. So sind wir beispielsweise auf Sonnenuhren als "natürliche Zeitmesser" nicht mehr angewiesen. Jenseits der Frage nach dem praktischen Nutzen besteht jedoch gegenwärtig wieder großes Interesse an solchen Uhren, insbesondere auch an Schulen. Im Physikunterricht ermöglichen Sonnenuhren den direkten Umgang mit naturwissenschaftlichen Fragestellungen. Sie lassen zudem Raum für eigene Erfahrungen und fördern eigenständiges wie auch kreatives Handeln. Im Rahmen einer Examensarbeit wurde der fachwissenschaftliche Hintergrund von Sonnenuhren als "Zeitanzeiger" mit Schülerinnen und Schülern einer 5. Jahrgangsstufe erarbeitet. In Kleingruppen entwickelten und bauten die jungen Forscher anschließend drei Sonnenuhren unterschiedlicher Art (horizontale Sonnenuhr, polare Sonnenuhr und Zylindersonnenuhr) und jeweils unterschiedlichen Typus (Sonnenuhr zur Anzeige der wahren Ortszeit WOZ, Sonnenuhr zur Anzeige der Normalzeit oder Mitteleuropäischen (Winter-)Zeit MEZ, Sonnenuhr zur Anzeige der Mitteleuropäischen (Sommer-)Zeit MESZ). Insgesamt neun dieser Zeitmesser wurden auf dem Schulgelände zu einem Sonnenuhrengarten gruppiert, der dauerhaft Bestand hat und mit dem Schülerinnen und Schüler auch späterer Generationen arbeiten können. In nachfolgendem Beitrag werden Eigenheiten und Funktionsweise der konzipierten Sonnenuhren erläutert, wobei auch auf Möglichkeiten einer altersgerechten Vermittlung eingegangen wird. Die Entwicklung und der Bau des Sonnenuhrengartens für die RS Höchstadt/Aisch werden detailliert vorgestellt
