Forschung
- Entwicklung von Unterrichtmaterialien
- Umweltbildung und -erziehung im Physikunterricht
- Einsatz neuer Medien
- Projekte der Fachgruppe
Entwicklung von Unterrichtsmaterialien
Materialien für die Ausbildung
Mitarbeiter der Fachgruppe erarbeiteten Materialien für die Ausbildung von Lehramtskandidaten und dokumentierten Projekte bzw. Versuchsanordnungen auf mehreren DVDs.
DVDs aus der Reihe "Grundlegende Experimente"
Für Lehrbücher wurden Autorenbeiträge erstellt, die vor allem für einen fächerübergreifenden, Umweltfragen aufgreifenden Unterricht konzipiert worden sind.
Lehrbücher
Umweltbildung und -erziehung im Physikunterricht
Entwicklung und Erprobung von Unterrichtssequenzen bzw. Projektthemen
Beispiel: Projektwoche zum Thema "Leben in unserer Stadt"
Video-Dokumentation als Lehrmittel in der Ausbildung von LA-Kanditaten bzw. in der Lehrerfortbildung:
Lärmmessung
Hautwiderstand
Bestimmung von Hautwiderstand und Reaktionszeit unter verschiedenen Randbedingungen
Modellexperiment
Ermittlung von Straßenverkehrslärm (Modellexperimente, Messungen und Kartierung von Raumeinheiten)
Untersuchungen zur Theorie und Struktur von Lehr- und Lernprozessen im Umweltbereich
Aus Analyseergebnissen wurde das Thema “Temperaturstrahlung” für die Rahmenrichtlinien von Sachsen-Anhalt entwickelt:
- Der globale Energiehaushalt des Systems Erde/Atmosphäre
- Strahlungsgesetze und ihre Anwendung:
Kirchhoff`sches Gesetz
Stefan-Boltzmann`sches Gesetz
Wien`sches Gesetz - Die quantenhafte Emission von Strahlung
- Absorption und Emission von Strahlung durch die Erde
- Der Treibhauseffekt und anthropogene Einflüsse
Bei der Umsetzung im Unterricht gibt es viele Möglichkeiten für eine handlungsorientierte, lebensnahe Gestaltung.
Nachweis von Temperaturstrahlung mit Thermofolien bzw. einer Wärmebildkamera
Einsatz neuer Medien
Neue Medien geben als innovative Unterrichtsmittel Impulse für neue Arbeitsmethoden und Unterrichtsinhalte und fördern als Unterrichtsgegenstand die Medienkompetenz.
Einsatzmöglichkeiten:
- Computergestütztes Experimentieren
- Modellbildung und Simulation
- Einsatz von Multimediaanwendungen
- Videographie
- Netznutzung
Computerunterstütztes Experimentieren
Unter Nutzung des Hard- und Softwaresystems CASSY-S kann z.B. die Temperaturstrahlung untersucht werden.
Messung der Temperaturstrahlung
Videographie
Videographie erlaubt die quantitative Analyse von Bewegungsvorgängen aus dem Alltag im Klassenzimmer. Bei Einzelbildwidergabe kann auf einer Folie, die auf den Bildschirm geheftet wurde, das Fortschreiten eines ausgewählten Punktes markiert werden. Die Zeitdifferenz zwischen zwei Aufnahmen beträgt 0,04s.
Im Bild sehen Sie die Verarbeitung jeder 10. Aufnahme einer Videoaufzeichnung (Zeitintervall = 0,4s).
Projekte der Fachgruppe
2000-2003
Projekt LENE ("Das Leitbild der nachhaltigen Entwicklung und die Möglichkeiten des Physikunterrichtes bei der Bildung und Erziehung von Schülerinnen und Schülern in der gymnasialen Oberstufe"); gefördert durch die DPG
Mit dem Projekt soll untersucht werden, wie aktuelle Themen so in "klassische" Schulfächer integriert werden können, dass neben einem Zuwachs an Sachkompetenz auch ein Beitrag zur Verbesserung der Akzeptanz des Faches Physik bewirkt wird.
Merkmale des entwickelten didaktisch-methodischen Konzepts ist die Aufwertung sogenannter Kontexte - hier: Alltag/Lebenswelt und Natur/Umwelt - und eine ausgeprägte Handlungsorientierung auch im Fachunterricht der gymnasialen Oberstufe.
Projektbearbeiter: PD Dr. G. Riedl (Projektleiter)
2001/2002
Projekt QUANT ( "Untersuchung zur Qualität des naturwissenschaftlichen Unterrichts" ) in Kooperation mit der Abteilung Biologiedidaktik; gefördert durch das Kultusministerium des Landes Sachsen-Anhalt
Das Projekt beinhaltet eine qualitative und quantitative Feldforschung zu den Schwerpunkten
- Entwicklung der Experimentierkultur
- Entwicklung der Aufgabenkultur
- Gestaltung eines fächerübergreifenden Unterrichts.
In Vorbereitung dieser Untersuchungen werden Standards für das Abschlussniveau der Jahrgangsstufe 8 für die Fächer Biologie, Chemie und Physik des Gymnasiums entwickelt. Zusätzlich wird ein Pool niveaubestimmender Aufgaben erstellt.
Projektbearbeiter: Prof. Dr. W. Lerchner (Projektleiter), Prof. Dr. H.-P. Abicht, PD Dr. G. Riedl, Dr. L. Schmidt
2003-2007
Projekt PHYLLIP ( "Physik lehren und lernen in der Primarstufe" ); gefördert durch die Heraeus-Stiftung und die Robert Bosch Stiftung
Die zentrale Zielstellung des Projektes besteht darin, bei Schülern im Grundschulalter ("Lernende") als auch bei Schülern aus der gymnasialen Oberstufe bzw. bei Studierenden für das Lehramt an Grundschulen ("Lehrende") das Interesse an naturwissenschaftlichen Fragestellungen-mit dem Schwerpunkt Physik-zu stärken bzw. zu entwickeln.
PHYLLIP - PowerPoint-Präsentation
Projektbearbeiter: PD Dr. G. Riedl (Projektleiter), Dr. B. Müller
2004-2007
Projekt EMU - Physik (Einsatz digitaler Medien im Unterricht)
in Kooperation mit dem Landesinstitut für Schulqualität und Lehrerbildung Sachsen-Anhalt (LISA)
Audiovisuelle Medien werden in digitalisierter Form, gespeichert auf einer externen Festplatte, vom LISA zur Verwendung für Schulen im Lande Sachsen-Anhalt bereitgestellt und via Internet gepflegt.
Zielstellung des Projektes "EMU - Physik" ist es, den Nutzen des Einsatzes von auf dem "EMU"-System vorhandenen audiovisuellen Medien im Physikunterricht bzgl. verschiedener Kriterien zu erfassen, verallgemeinerungswürdige Nutzenbetrachtungen über den Physikunterricht hinaus zu erarbeiten und aus den gewonnenen Ergebnissen didaktische Einsatzempfehlungen für potentielle Nutzer zu gestalten.
Projektbearbeiter: PD Dr. G. Riedl (Projektleiter), B. Kersten (LISA)
2008-2011
Projekt PHYLLIP-regio ("Physik lehren und lernen in der Primarstufe - regional"); gefördert durch die Heraeus-Stiftung
Anknüpfend an das Projekt PHYLLIP (2003-2007) sollen Möglichkeiten geschaffen werden, noch mehr Schülerinnen und Schüler im Grundschulalter an eine aktive Beschäftigung mit naturwissenschaftlichen Inhalten über Experimente heranzuführen. Diese größere Breitenwirkung soll durch den Zusatz "regional" dokumentiert werden.
Darüber hinaus ist beabsichtigt, aus der Gesamtheit der beteiligten Grundschüler Begabungen für den naturwissenschaftlichen Bereich gezielt herauszufinden und individuell zu fördern.
Ein zweiter Schwerpunkt besteht in der Qualifizierung der Aus- und Fortbildung von Lehrkräften für die Grundschule: Die Lehramtskandidaten sollen sich aktiv mit physikalischen Fragestellungen und Experimentiermöglichkeiten auseinandersetzen können. Dabei sollen insbesondere Formen des "forschenden Lernens" in einer Lernwerkstatt erprobt werden.
Die Breitenwirkung soll noch verstärkt werden, indem die Lernwerkstatt auch zu einem Ort der Fortbildung von Lehrkräften wird. In Kooperation mit dem Landesinstitut (LISA) ist beabsichtigt, Anregungen für ein forschendes Lernen praxisnah zu vermitteln und die Realisierung von Experimenten im Sachkundeunterricht durch ausleihbare Experimentiergerätesets zu unterstützen.