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Licht wird im Rahmen der Ausbildung in der Schule und der Hochschule zunehmend nur noch in die binären Kategorien „kohärent“ und „inkohärent“ eingeteilt und entsprechend diskutiert. Zur vertiefenden Diskussion des Kohärenzbegriffs fehlt vor allem eine einfache Möglichkeit, die Kohärenz von Licht experimentell erfahrbar zu machen, die der binären Vorstellung des Begriffs entgegenwirkt und den notwendigen Abstraktionsgrad verringert. In dieser Dissertation werden, die während der Promotion entstanden Versuchsaufbauten beschrieben und die zugehörigen didaktischen Modelle erläutert. Es handelt sich bei den Versuchsaufbauten sowohl um einfach aufzubauende Grundlagenexperimente als auch um weiterführende Anwendungsexperimente zum Begriff der Kohärenz zum Einsatz in der Hochschullehre und dem Unterricht am Gymnasium.
Lernwirksames Unterrichten wird maßgeblich durch die professionelle Handlungskompetenz der unterrichtenden Lehrpersonen beeinflusst. Diese zeichnet sich nicht nur durch das Vorhandensein von Wissen aus, sondern umfasst auch dessen situationsangepasste Anwendung im unterrichtlichen Handlungskontext. Um die Entwicklung professioneller Handlungskompetenz von Physiklehramtsstudierenden zu unterstützen, sind geeignete Lehrveranstaltungsformate nötig.
Hierzu nimmt die vorliegende Dissertationsschrift die Gestaltung von lehramtsspezifischen Lehrveranstaltungen für Studierende des gymnasialen Lehramts im Fach Physik in den Blick. Aufbauend auf aktuellen Erkenntnissen der Professionalisierungsforschung, und untermauert durch eine empirische Untersuchung der Einschätzung von Referendaren und Referendarinnen zur Berufsvorbereitung durch das Physik-Lehramtsstudium, wird ein Lehrveranstaltungskonzept entwickelt, das den Aufbau von vernetztem fachbezogenem Professionswissen stärkt. Dieses wird als Lehr-Lern-Labor-Seminar angelegt und verbindet den Aufbau von Fachwissen, insbesondere auch schulbezogenem Fachwissen, und fachdidaktischen Wissen mit eigener reflektierter Praxiserfahrung. Das ausgearbeitete Lehrveranstaltungskonzept widmet sich dabei dem fachinhaltlichen Schwerpunkt der Physik des Sehens und verknüpft diesen in physikdidaktischer Perspektive mit dem Arbeiten mit Modellen und dem Experimentieren im Physikunterricht. Anhand einer differenzierten didaktischen Rekonstruktion zur Physik des Sehens wird eine didaktische Strukturierung auf zwei Niveaustufen erarbeitet, welche zum einen die Lehramtsstudierenden berücksichtigt und zum anderen den Physikunterricht in der Sekundarstufe in den Blick nimmt. Dabei werden Materialien für zwei Lehr-Lern-Labor-Module zur optischen Abbildung durch das Auge und zum Sehen von Farben entwickelt, welche sich durch alternative Zugänge und innovative Experimentiermaterialien von bestehenden Unterrichtsgängen abheben. Die Ergebnisse der Erprobung und Evaluation der entwickelten Materialien und Lehrkonzepte mit Schulklassen im Lehr-Lern-Labor werden vorgestellt.
Das entwickelte Lehr-Lern-Labor-Seminar konkretisiert die Anforderungen, die aktuelle physikdidaktische Forschung an die Gestaltung der universitären Lehramtsausbildung stellt, und setzt diese konkret um, und liefert damit eine Grundlage für die weitere Erforschung der Professionalisierung von Physiklehrpersonen.
Ziel der Dissertation ist die Steigerung der Attraktivität von Sach- bzw. Physikunterricht. Dies soll durch individualisierte Umsetzung von Sach- bzw. Physikunterricht mithilfe des Cartesianischen Tauchers als exemplarisch ausgewählten Unterrichtsgegenstands erreicht werden.
Für den angemessenen Einsatz eines Cartesianischen Tauchers als individualisierten Freihand- bzw. Lernversuch war nicht nur die Untersuchung physikalischer Erklärungsansätze notwendig, sondern auch die Entwicklung physikdidaktischer Konzeptionen (z. B. Dichte, Auftrieb und Verdrängung, Handkraft usw.), sowie deren konkrete Umsetzung mit anschließender Einholung von individuellen Rückmeldungen zur Validierung.
Die über 370-jährige Geschichte des Cartesianischen Tauchers und seine frühe internationale Bekanntheit erforderte Untersuchungen hinsichtlich der Namensgebung und dessen vielfältige Verwendung, um möglichst umfassend das historische Experiment zu betrachten und damit vielseitige Möglichkeiten für den erfolgreichen individualisierten Einsatz im Unterricht bereitzustellen.
Die jeweilige Lehr-Lern-Situation wurde im Anschluss im Sinne der ‚Aktionsforschung‘ empirisch evaluiert. Als Befragungsinstrument diente ein ‚leeres Blatt Papier‘, das nur mit einer konkreten Aufgabenstellung jedoch ohne eine Fragestellung die unmittelbaren Eindrücke und Einschätzungen der Kinder und Jugendlichen zunächst qualitativ erheben sollte. Die individuellen Rückmeldungen wurden mithilfe der diktionärsbasierten und qualitativen Inhaltsanalyse nach Udo Kuckartz ausgewertet.
Ein Ergebnis dieser Dissertation ist, dass nicht nur die Individualisierung von Sach- bzw. Physikunterricht mit dem Cartesianischen Taucher als Unterrichtsgegenstand von den Lernenden ‚attraktiv‘ eingestuft wird. Vielmehr empfanden die Lernenden auch andere individualisiert umgesetzten Unterrichtsinhalte ‚attraktiv‘. Individualisierung kann deshalb definitiv als ein Schlüssel zu attraktivem Sach- bzw. Physikunterricht gesehen werden.