PhyDid - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (E-Journal, FU Berlin)
Not a member yet
891 research outputs found
Sort by
Radioaktivität: eine didaktische Rekonstruktion
Get PDFRadioaktivität stellt einen der Begriffe der Physik dar, der Laien häufig auch bekannt ist. Die Charakterisierung von Vorstellungen zu diesem Thema ist bereits seit Jahrzenten Forschungsgegenstand der Physikdidaktik. Ziel dieser Arbeit ist es, weitere Vorstellungen zu identifizieren und damit für die didaktische Rekonstruktion verfügbar zu machen. Innerhalb dieser Arbeit wird eine Pilotierung zu Vorstellungen zum Thema Radioaktivität von Studierenden bzw. Schülerinnen und Schülern vor-gestellt. Das übergeordnete Ziel ist dabei die Erstellung neuer Lerninhalte, die für Studierende einen Fokus auf Präkonzepten bzw. Vorstellungen und den Umgang mit diesen. Die Schülerinnen und Schüler erhalten dabei dann eine adressatengerechte Lernumgebung, in der sie auch experimentell tätig werden können
Farbexperimente mit RGB-Leuchtdioden
Get PDFInteressante Farbeffekte treten auf, wenn man durch ein Glasprisma auf Hell-Dunkel- oder Farbstrukturen schaut. In der vorliegenden Arbeit werden Kombinationen aus Spalt und Steg untersucht, um solche Farbeffekte zu hinterfragen. Bei den Experimenten werden RGB-LED-Leuchten eingesetzt, um Spalt- und Stegmasken variabel und homogen mit farbigem Licht auszuleuchten. Dadurch gelingt es, das den Spalt durchsetzende Licht in unterschiedliche Umgebung einzubetten. Mit einem Geradsichtprisma werden Spektren des Spaltlichts, des Umgebungslichts und des Gesamtlichts erzeugt. Ein einfaches RGB-Modell unterstützt die Analyse der Spektren. Selbst zunächst überraschende Farbfelder lassen sich dadurch mit den Gesetzmäßigkeiten der Newtonschen Optik erklären.
Heißes schneller kalt: Der Mpemba-Effekt
Get PDFUnerwartete Effekte liefern eine Möglichkeit, das Interesse von Schülerinnen und Schülern an dem eher unbeliebten Schulfach Physik zu wecken.In einem Schülerprojekt wurde vor diesem Hintergrund der Mpemba-Effekt unter Verwendung einfachster Hilfsmittel, schwerpunktmäßig mit Augenmerk auf den Energietransport, thematisiert. Die ersten Ergebnisse dieser Experimente helfen bei der Klärung der Vorgänge. Sie zeigen aber auch, dass eine bloße Energiebetrachtung nicht ausreicht, um den eigentlichen Effekt bereits mit der Schulphysik zu beschrieben
Nukleare Brennstoffe - ein heißes Thema
Get PDFIst ein Brennelement vor oder nach der Nutzung radioaktiver? Möchte man sich mit dieser spannenden Frage beschäftigen, dringt man in einen spannenden, gesellschaftlich relevanten Aspekt der Kernphysik vor. In diesem Artikel werden die Zusammenhänge dieser Frage erörtert. Der zeitliche Verlauf der Aktivität von Brennelementen wird gezeigt und der Nutzen für die universitäre Lehre gezeigt. Der Nutzen für den schulischen Kontext wird diskutiert, dabei wird auch das Fehlen von Zerfallsreihen in Bildungs- bzw. Lehrplänen diskutiert
iVoltage - Einsatz einer Simulation im E-Lehre-Praktikum
Get PDFMithilfe von verschiedenen Modelldarstellungen und Medien können abstrakte physikalische Größen und deren Zusammenhänge Lernenden nähergebracht werden. Im Rahmen des Forschungsprojektes iVoltage (Investigation of Visualisation with Multimedia Learning Technologies for Augmenting Electrical Experiments) wird die Effektivität von unterschiedlichen Modelldarstellungen und Medien auf das konzeptionelle Verständnis der Studierenden beim Thema „einfache Stromkreise“ untersucht.In diesem Beitrag wird der Aufbau des übergreifenden Forschungsprojektes sowie die hier aufgeführte Teilstudie zusammen mit einer HTML-JavaScript Simulation vorgestellt, in der einfache Stromkreise durch Klicken zusammengestellt und simuliert werden können. Das Potential wird durch einen Farbverlauf Blau-Weiß-Rot dargestellt und die Stromstärke durch die Pfeildicke des Stromstärkepfeiles. Zusätzlich werden die Spannungen und Stromstärken bei jedem Bauteil numerisch angezeigt, so dass auch eine quantitative Auseinandersetzung mit dem Thema möglich ist. Die Mixed-Methods-Studie findet im Rahmen eines Praktikums im Studiengang Lehramt für Haupt- und Realschule an der Goethe-Universität Frankfurt am Main statt
Comprehensive Derivation of a Density Limit of the Evolution of Space
Get PDFNo density can be larger than the Planck density. The time evolution of the actual light horizon should be traced back until the Planck length is reached. However there arises a problem, as in the framework of general relativity theory, GRT, that length is only reached at the density much larger than the Planck density. We investigate the Planck scale, the evolution of space according to the Friedmann Lemaitre equation and the resulting density limit by using EXCEL in a graphic manner. So, we achieve a comprehensive understanding based on our own activity. Additionally, we outline a possible solution of that problem
Von Koinzidenzen zu Wesenszügen der Quantenphysik: Erste Ergebnisse einer summativen Evaluation des Erlanger Unterrichtskonzepts zur Quantenoptik
Get PDFMit dem Erlanger Unterrichtskonzept zur Quantenoptik wird das Ziel verfolgt, eine moderne Sichtweise auf die Quantenphysik zu vermitteln. Lernende sollen anschlussfähiges Wissen bis hin zu den Wesenszügen der Quantenphysik aufbauen. Im Rahmen einer summativen Evaluation mit Schülerinnen und Schülern der gymnasialen Oberstufe wird das Konzept evaluiert. Ein mixed-methods-Ansatz wurde gewählt, um verschiedene Perspektiven auf die Lernprozesse nachzeichnen zu können. Erste Ergebnisse aus einem Fragebogen zum deklarativen Wissen in Quantenoptik im Prä-Post-Follow-Up-Testdesign sowie einem Vorstellungsfragebogen zur Quantenphysik werden vorgestellt. Es zeigt sich: Lernende gelangen zu einem angemessenen Begriffsverständnis zur Quantenoptik und bauen ein überwiegend adäquates Verständnis der Wesenszüge auf, aber eine Teilchenvorstellung von Photonen scheint stabil zu sein
Einsatz interaktiver Lernzirkelstationen zur Förderung der Variablenkontrollstrategie
Get PDFDie Verwendung der Variablenkontrollstrategie (VKS) ist eine experimentelle Arbeitsweise, um kausale Zusammenhänge in der Wissenschaft systematisch zu untersuchen. Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufe I bereitet diese Methodik jedoch in vielerlei Hinsicht Probleme, da sie beim Experimentieren häufig eigene Strategien verwenden und dabei unsystematisch vorgehen. Um dieser Problematik entgegenzuwirken, kann die Anwendung der VKS mit den Lernenden experimentell geübt werden, indem konfundierte und variablenkontrollierte Settings behandelt werden. Ohne einen zusätzlichen externen Impuls werden allerdings bei den Lernenden häufig nicht die Denkprozesse angestoßen, um ein konfundiertes Experiment zu erkennen. Auf dem Poster werden verschiedene Ansätze zur Förderung der VKS in Form von Lernzirkelstationen vorgestellt, wobei neben klassischen experimentellen Stationen mit Arbeitsblatt auch interaktive, teilweise videobasierte Lernzirkelstationen mit direktem Feedback entwickelt wurden. Dabei wurden im Rahmen einer kleinen Stichprobe die unterschiedlichen medialen Formate mit Schülerinnen und Schülern der Mittelstufe erprobt, um die Vor- und Nachteile bewerten zu können
Komplexitätsgestaffelte Übungsaufgaben zur Unterstützung im ersten Semester Physik
Get PDFEine von vielfältigen Herausforderungen der Studieneingangsphase ist der Umgang mit der häufig ungewohnt hohen Komplexität von Übungsaufgaben in den physikalischen Fachveranstaltungen. Aktuelle Studien zeigen einerseits, dass Lehrveranstaltungen dann wirksam sind, wenn die Komplexität der präsentierten Inhalte und Aufgabenstellungen im oberen von den Lernenden nutzbaren Komplexitätsbereich liegt. Andererseits ist nur eine Minderheit der Studienanfängerinnen und -anfänger zum Umgang mit den hohen Komplexitäten typischer Übungsaufgaben fähig. Im Ergebnis werden Aufgabenlösungen häufig abgeschrieben, nicht verstanden und somit nicht oder nur wenig lernwirksam.Im Beitrag wird ein Konzept zur Komplexitätsreduktion und -staffelung von Übungsaufgaben am Beispiel in seinen Vor- und Nachteilen vorgestellt. Ziel ist dabei, das Niveau der Aufgaben an die tatsächlichen Fähigkeiten der Mehrheit der Studierenden anzupassen und so Misserfolge und Demotivation zu verhindern. Wichtig sind hier Aspekte der Staffelung über den Semesterverlauf und der Transparenz des angezielten Klausurniveaus. Konkrete Vorschläge anhand realer Übungsaufgaben werden diskutiert
Erweiterung eines Praktikumsversuchs durch phyphox mit externen Sensoren
Get PDFDie an der RWTH Aachen entwickelte App phyphox ermöglicht den Zugriff sowohl auf interne Smartphone-Sensoren als auch auf externe Sensoren über eine Bluetooth Low Energy Schnittstelle. Diese Möglichkeit wird genutzt, um einen Demonstrationsversuch aus dem Physikpraktikum für Medizinstudierende so zu erweitern, dass die Studierenden an der Messwertaufnahme direkt beteiligt sind. In dem genannten Versuch untersuchen die Studierenden die Temperaturabhängigkeit des Sättigungsdampfdrucks. Mithilfe eines Arduino Nano 33 BLE wurde ein Messmodul entwickelt, mit dem ein wasserfester Temperatursensor sowie ein Drucksensor für den Bereich von 10‑1000 hPa ausgelesen werden können.Durch diese Erweiterung können mehrere Studierende die Messdaten live auf ihrem Smartphone beobachten. Zusätzlich ermöglicht phyphox das direkte Visualisieren der Siedepunktkurve. Für eine weitere Auswertung können die Messdaten auch in Excel exportiert werden. Durch die direkte Einbindung der Studierenden wird ein gesteigertes Interesse am Praktikumsversuch erwartet, was durch den Einsatz von Fragebögen sowie die Auswertung von Smartpen-Aufnahmen aus dem Versuchsablauf untersucht wurde