experimentieren - PH

Forschen - probieren experimentieren
Überlegungen über Physik
betreiben und Lernen
Beispiele für Design und Einsatz
einfacher Experimente
- allgemein
- Schwerpunkt Optik
(Licht und Sicht)
Forschen - probieren experimentieren
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Überlegungen über Physik
betreiben und Lernen
SchülerInnen sollen einen Eindruck
bekommen, was typisch für die
Physik und ihre Arbeitsweise ist.
Illustration durch ein Beispiel .....
Forschen - probieren experimentieren
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Physik betreiben ....
Forschen - probieren experimentieren
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Forschen - probieren experimentieren
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Physik betreiben bedeutet
auch ..
....... Suche nach Strukturen
Forschen - probieren experimentieren
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Die Lösung 1:
Forschen - probieren experimentieren
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Die Lösung 2:
Forschen - probieren experimentieren
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Physik betreiben
bedeutet auch ..
Gegenüberstellung von Modell und
Experiment
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Überlegungen über Physik
betreiben und Lernen
Ein Problem:
Die Wahrnehmung beim Beobachten
und Experimentieren
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Überlegungen über Physik
betreiben und Lernen
Alles, was man wahrnimmt, kann man nur
durch die Brille des bereits Bekannten
„sehen“.
Folge: Vorstellungen bestimmen das Lernen.
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Weitere
Beispiele
Ein optisches Spielobjekt
(Zauberrohr)
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Konsequenz:
Für ein erfolgreiches Lernen sind
vorunterrichtliche Vorstellungen zu
bedenken und zu berücksichtigen.
(Chancen eines historischen
Zugangs!)
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Exkurs über das Lernen
Wie kann man sich Lernen vorstellen?
Lernen bedeutet für die Schülerinnen und
Schüler in der Regel, neue Sichtweisen zu
erlernen.
„Es ist nicht so wichtig, die Welt zu
verstehen, Hauptsache, wir finden uns in
ihr zurecht.“ Forschen - probieren A. Einstein
experimentieren
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KonsequenzenVorstellungen beim Lernen
Vorstellungen bestimmen die
Beobachtungen beim
Experimentieren
Widerstand gegenüber
Änderungen von Sichtweisen
Bedeutung von Fehlern im
Lernprozess
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Wie lernen?
Der Nürnberger Trichter hat früher
nicht funktioniert und er funktioniert
auch heute nicht.
Alltagsredeweisen, wie „Wissen
speichern“, deuten darauf hin, dass
Lernen häufig als passives Einlagern
gesehen wird.
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Folgerung ....
Der Lernende muss an der Konstruktion
des neuen Wissens beteiligt werden.
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Experimente und
Physikunterricht
Allgemeine Überlegungen
Spielerisches
Schatz hinter der Einfachheit
Kopf und Hände benützen
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Experimente und
Physikunterricht
Allgemeine Überlegungen
Der Schatz hinter der Einfachheit
Maxwell: "The educational value of such
experiments is often inversely proportional
to the comlexity of the apparatus."
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Experimente und
Physikunterricht
Allgemeine Überlegungen
Der Schatz hinter der Einfachheit:
Wellen
Ein besonderer Fußball
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Experimente und
Physikunterricht
Allgemeine Überlegungen
Kopf und Hände benützen !
Motto: Hands on – brain on!
Der Becher des Pythagoras
Regenbogen - Modellversuch
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Experimente und
Physikunterricht
Schwerpunkt Optik
Licht und Sicht
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Licht und Sicht
Schülervorstellungen über das
Sehen - Chance und
Lernhindernis
Gesetze der Optik und optische
Spielobjekte (Workshop)
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Sehen und Lernen
Alles, was man wahrnimmt, kann man nur
durch die Brille des bereits Bekannten
„sehen“.
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Das kennen Sie (noch)
nicht?
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Das kennen Sie ! (?)
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Schülervorstellungen
über das Sehen
Sehvermögen
Ausbreitung von Licht und
Sichtbarkeit
Probleme bei der Vorstellung, wie
Bilder entstehen
(Bilder aus Licht)
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Sehvermögen
Sehen: Etwas Aktives !
Schau hin!
Schau genau!
Sehen wird wie Sprechen gelernt.
Folgerung: Phänomene zur
Wahrnehmung am Beginn des
Optikunterrichts
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Ausbreitung von
Licht und
Sichtbarkeit
Lichtquellen: Schüler bezweifeln
nicht, dass primäre Lichtquellen
Licht abstrahlen.
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Ausbreitung von
Licht und
Sichtbarkeit
Sehen beleuchteter
Gegenstände
Die verbreitetste Vorstellung:
Licht macht Gegenstände hell und
dadurch können sie gesehen
werden.
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Folgerung:
Experimente, die eine Sender –
Empfänger-Vorstellung aufbauen:
(Streuung, Messungen mit
Solarzellen)
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Eine Solarzelle als Nachweisgerät für
Lichtsender
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Vorstellung zum Sehen
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Ausbreitung von Licht und
Sichtbarkeit
Eine Lichtquelle kann aus großer
Entfernung nicht mehr
wahrgenommen werden.
Schülervorstellung: Licht kann nur
eine bestimmte Strecke
zurücklegen.
Nicht offensichtlich: Verteilung auf
eine größere Fläche oder auf
Streuverluste.
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Folgerung
Streuung von Licht als wichtiges Phänomen
behandeln
Beispiel 1: Modellversuch zur Entstehung von
Wolken
Beispiel 2: Münchhausengeschichte von der
ideal reflektierenden Leinwand
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Probleme bei der
Vorstellung, wie Bilder
entstehen
(Bilder aus Licht)
Lage der Bilder
Entstehung der Bilder
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Möglichkeiten
Experimente mit einem „Sehrohr“
Fleck-zu-Fleck-Abbildung
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Schritt für Schritt zur
optischen Abbildung
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Lochkamera
und
Linsenkamera
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Stationenbetrieb
Experimente und Ideen für den Unterricht:
Lichtausbreitung, Licht und Schatten
Lochkamera (Minimalvariante und
Projektvariante)
Lichtbilder mit Linsen
(Minimalvariante und Variante mit Fresnellinsen)
Optische Spielobjekte (Fernrohr, Licht und
Farbe, ..... )
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Demonstrationsexperimente
Brechung, Totalreflexion
Farbe
Polarisation
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Physikunterricht
„There are no tricks to follow
Nor shortcuts to go,
But only sustained and
dedicated
work will make a genuine
difference.“
Bild
Nagelbaum
LUO XIANG KAI
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Außerdem …
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