Freitag , 23.03.2001 - DPG-Tagungen
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Freitag , 23.03.2001 - DPG-Tagungen
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Deutsche Physikalische Gesellschaft e. V.<br />
Frühjahrstagung<br />
des Fachverbandes Didaktik der Physik der <strong>DPG</strong><br />
21. - 23. März 2001<br />
Universität Bremen
I N H A L T S V E R Z E I C H N I S<br />
Zur Organisation der Tagung<br />
Hinweise für Tagungsteilnehmer<br />
Tagungsort / Tagungsbüro<br />
Anmeldung zur Tagung<br />
Tagungsgebühren / Tagungskonto<br />
Vorträge / Posterbeiträge<br />
Autorenmerkblatt Tagungs-CD<br />
Rahmenprogramm<br />
Firmen- und Buchausstellung<br />
Mitgliederversammlung<br />
Unterkunft<br />
Essen und Trinken<br />
Verkehrsverbindungen<br />
Reisekostenzuschüsse der WE-Heraeus-Stiftung<br />
Touristische Hinweise<br />
Übersicht der Tagesprogramme<br />
Einzelprogramm mit Kurzfassung der Vorträge<br />
Autorenverzeichnis
Zur Organisation der Tagung<br />
Veranstalter<br />
Deutsche Physikalische Gesellschaft e.V. (<strong>DPG</strong>)<br />
Hauptstrasse 5<br />
D-53604 Bad Honnef<br />
Tel.: (02224) 92 32 - 0<br />
Fax: (02224) 92 32 - 50<br />
e-mail: dpg@dpg-physik.de<br />
Fachverband Didaktik der Physik, Vorstand<br />
Prof. Dr. Werner Schneider, Erlangen (Leiter)<br />
Prof. Dr. Udo Backhaus, Koblenz<br />
Prof. Dr. Michael Vollmer, Brandenburg<br />
StD Thomas Heiland, Hermannsburg<br />
Gastgebende Institution<br />
Anschrift: Besucheradresse:<br />
Universität Bremen Universität Bremen<br />
FB 1 Physik & Elektrotechnik FB 1 Physik & Elektrotechnik<br />
Institut für Didaktik der Physik Gebäude NW 1<br />
Postfach 330440 Kufsteiner Straße<br />
D-28334 Bremen D-28359 Bremen<br />
Wissenschaftliches Programm<br />
Prof. Dr. Werner Schneider<br />
Universität Erlangen-Nürnberg<br />
Physikalisches Institut Erlangen - Didaktik der Physik<br />
Staudtstr. 7<br />
D - 91058 Erlangen<br />
Tel.: (09131) 852 8361 / 8362<br />
Fax: (09131) 852 8039<br />
e-mail: werner.schneider@physik.uni-erlangen.de<br />
Örtliche Tagungsleitung<br />
Prof. Dr. Hans Niedderer Tel.: (0421) 218 2484<br />
Dr. Jürgen Petri (Geschäftsführer) Tel.: (0421) 218 2964<br />
Frau Traudel Kassel (Sekretariat) Tel.: (0421) 218 4695<br />
Fax: (0421) 218 4015<br />
e-mail: dpg2001@physik.uni-bremen.de<br />
Daten zum Tagungsprogramm<br />
Die Tagung bietet, einschließlich dem öffentlichen Abendvortrag, 10 Hauptvorträge, 78 Kurzvorträge,<br />
25 Posterbeiträge sowie mehrere Besichtigungsmöglichkeiten.<br />
Die nachfolgenden Informationen erhalten Sie auch über<br />
http://<strong>DPG</strong>2001.physik.uni-bremen.de<br />
oder den Tagungsserver der <strong>DPG</strong>:<br />
http://www.dpg-tagungen.de/
Hinweise für Tagungsteilnehmer<br />
1. Tagungsort und Tagungsbüro<br />
Alle Vorträge und Ausstellungen finden im Gebäude NW 1 (Naturwissenschaften 1) der Universität<br />
Bremen statt. Hinweise zur Verkehrsanbindung finden Sie unter Punkt 10, auf den Plänen am Ende<br />
dieser Verhandlungen oder über http://<strong>DPG</strong>2001.physik.uni-bremen.de<br />
Das Tagungsbüro ist im Erdgeschoss nahe dem Haupteingang (Studierhaus) eingerichtet.<br />
Öffnungszeiten: Mittwoch – <strong>Freitag</strong>, 08:00 - 18:30 Uhr<br />
Telefon: (0421) 218 2979<br />
Fax: (0421) 218 4015<br />
2. Anmeldung und Tagungsgebühren<br />
Sie erleichtern uns die Arbeit während der Tagung sehr, wenn Sie sich frühzeitig anmelden und Ihren<br />
aus der Tabelle ersichtlichen Tagungsbeitrag bis spätestens 10.03.01 auf das Tagungskonto überweisen.<br />
Bei Zahlung nach diesem Termin oder Barzahlung müssen wir einen Zuschlag von 10,00<br />
DM erheben.<br />
• Anmeldung: mit beiliegendem Vordruck per Post oder Fax<br />
• per Internet über den <strong>DPG</strong>-Server: http://www.dpg-tagungen.de/reg/<br />
Tagungsgebühren Tagungskonto<br />
Mitglied* DM 70,00 Dr. Jürgen Petri<br />
Nicht-Mitglied DM 140,00 Kennwort: <strong>DPG</strong> Bremen 2001<br />
Student/in DM 20,00 Konto: 301 2622<br />
Tageskarte Mitglied DM 40,00 Bank: Deutsche Bank 24<br />
Tageskarte Nichtmitglied DM 80,00 BLZ: BLZ 290 700 24<br />
Lehrer DM 30,00<br />
* <strong>DPG</strong>, EPS, MNU und sonstige assoziierte Gesellschaften<br />
Bitte bringen Sie Ihren Einzahlungsbeleg und ggf. Ihre Mitgliedsbescheinigung bzw. den Studierendenausweis<br />
mit.<br />
3. Vorträge, Posterbeiträge<br />
Der Fachverband Didaktik der Physik bietet jedem Mitglied die Möglichkeit, einen Vortrag auf der Frühjahrstagung<br />
zu halten. Dies bedeutet nicht, dass sich der Vorstand mit dem Inhalt eines jeden Vortrags<br />
identifiziert.<br />
Ihren Bedarf an technischem Gerät und Experimentierhilfen melden Sie bitte baldmöglichst bei der<br />
örtlichen Tagungsleitung an. In jedem Vortragsraum steht ein Tageslichtprojektor zur Verfügung. Falls<br />
Sie einen zweiten Projektor oder einen Beamer benötigen, geben Sie diesen Wunsch bitte vor Beginn<br />
der Tagung bei der örtlichen Tagungsleitung an.<br />
Die Vortragenden, die in einer Teilsitzung den letzten Vortrag halten, werden gebeten, die Beiträge<br />
ihrer Vorredner zu moderieren, ihr eigener Vortrag wird vom ersten Referenten der Teilsitzung moderiert.<br />
Die Posterausstellung findet voraussichtlich im hinteren Foyer statt. Während der Kernzeit der Posterausstellung<br />
am Donnerstag ab 11:15 Uhr sollten die Autoren der Poster anwesend sein. Die Poster<br />
sollten über die Kernzeit hinaus mindestens den ganzen Donnerstag über ausgestellt bleiben. Posterwände<br />
im Format A0 (Hochformat) stehen zur Verfügung. Für weitergehende Wünsche und Informationen<br />
wenden Sie sich bitte an die örtliche Tagungsleitung.<br />
4. Autorenmerkblatt für die Erstellung der Tagungs-CD<br />
Die Tagungs-CD soll auf Wunsch vieler Kolleginnen und Kollegen früher erscheinen. Bei der Frühjahrstagung<br />
in Bremen wird daher erwartet, dass Sie Ihre Beiträge in druckfertiger, digitaler Version im<br />
Tagungsbüro abgeben oder direkt an die Redaktion schicken. Herr Dr. Nordmeier (Münster) hat sich<br />
freundlicherweise bereit erklärt, wieder die Redaktionsarbeit zu übernehmen. Deadline für die Beiträge<br />
zur Tagungs-CD: 23.03.01.<br />
Die Autorenhinweise zur Erstellung der Beiträge für die Tagungs-CD können auf der Homepage des<br />
Fachverbandes unter http://www.dpg-fachgremien.de/dd/tagungen.html abgerufen werden. Wir
itten Sie, Ihren Beitrag bereits in der dort skizzierten Form einzureichen. Weitere Informationen und<br />
das Bestellformular zur Tagungs-CD 2001 finden Sie dort ebenfalls.<br />
5. Rahmenprogramm<br />
Am Abend können Sie an folgenden Veranstaltungen teilnehmen:<br />
• Di. ab 19:00 Uhr: Begrüßungsabend im Hotel Heldt, Friedhofstr. 41, Tel.: (0421) 21 30 51,<br />
Fax: 21 51 45. (Ab HBF mit Straßenbahn 4, Richtung Horn-Lehe, bis "Friedhofstraße")<br />
• Mi. 18:00 – 20:00 Uhr: Kurze Besichtigung des UNIVERSUM Science Center Bremen mit anschließender<br />
Gelegenheit zum Imbiss. Für den Imbiss wird ein Kostenbeitrag erhoben.<br />
• Mi. 20:15 Uhr, Gebäude NW 1: Öffentlicher Abendvortrag: Prof. Dr. A. Wagner, DESY<br />
Hamburg: "Neues Licht ins Dunkel der Materie”.<br />
• Do. 19:00 Uhr: Senatsempfang im Bremer Rathaus. Anschließend besteht im nahegelegenen<br />
FRIESENHOF Gelegenheit zum gemeinsamen Abendessen.<br />
Parallel zu den Kurzvorträgen werden außerdem Besichtigungen angeboten:<br />
• Bremer Fallturm: Mi. und Fr. 13:30 – 15:00 Uhr (maximal je 25 Personen). Da Besuchstermine<br />
am Fallturm sehr begehrt sind, bitten wir Interessenten, sich bis 16.03.01 unter folgender<br />
e-mail-Adresse anzumelden: asaniter@physik.uni-bremen.de<br />
• Reinstraumlabore für Mikrosystemtechnik sowie Reinraumlabore für Epitaxie und Oberflächenphysik:<br />
Mi. und Fr. 11:15 - 12:00 Uhr, Do. 14:00 – 14:45 Uhr (max. je 6 Pers.).<br />
6. Firmen- und Buchausstellung<br />
Während der Tagung werden einige Lehrmittelfirmen ihre physikalischen Geräteprogramme präsentieren<br />
und Lehrbuchverlage ihre Sortimente ausstellen. Dafür stehen das vordere Foyer sowie Teile des<br />
Studierhauses im Erdgeschoss zur Verfügung.<br />
7. Mitgliederversammlung<br />
Die Mitgliederversammlung des Fachverbandes Didaktik der Physik findet am Donnerstag, den<br />
22.03.01 um 17:15 Uhr, im Anschluss an den Hauptvortrag (DD VII), im Hörsaal H2 statt.<br />
Als vorläufige Tagesordnung ist vorgesehen:<br />
1. Genehmigung der Tagesordnung<br />
2. Genehmigung des Protokolls der Mitgliederversammlung in Dresden vom 21.03.00<br />
3. Bericht des Vorstands<br />
4. Berichte aus den Arbeitskreisen und dem AFNM<br />
5. Zeitschrift, referierte Beiträge<br />
6. Wahl eines ICPE-Vertreters<br />
7. Anträge von Mitgliedern<br />
8. Initiativen des Fachverbandes<br />
9. Termine<br />
10. Verschiedenes<br />
Hinweise:<br />
zu 2.: Das Protokoll wurde zusammen mit dem Rundbrief vom 02.11.00 versandt.<br />
zu 6.: Wahlvorschläge sind bis zum 10.03.01 beim Leiter des Fachverbandes einzureichen.<br />
zu 7.: Anträge zur Tagesordnung müssen schriftlich bis zum 10.03.01 (Poststempel) beim Leiter des<br />
Fachverbandes Didaktik der Physik eingegangen sein.<br />
8. Unterkunft<br />
Für Hotelreservierungen bietet die Bremer Touristik-Zentrale (BTZ) ihren Service an. Mit dem beiliegenden<br />
Buchungsformular können Sie bis zum 21.02.01 ein Zimmer reservieren. Falls Sie weitere<br />
Fragen zur Unterbringung haben, können Sie sich auch direkt an die BTZ wenden:<br />
BTZ Bremer Touristik Zentrale Tel.: (0421) 30 800 - 17/18<br />
Findorffstr. 105 Fax: (0421) 30 800 - 89<br />
e-mail: btz-kongress@bremen-tourism.de<br />
D-28215 Bremen Internet: http://www.bremen-tourism.de<br />
Außerdem verweisen wir auf folgende preiswerte Alternativen:<br />
Jugendgästehaus Bremen, (Cityrand, Nähe Weser) Campingplatz Bremen e.V. (Nähe Universität)
Kalkstr. 6<br />
28195 Bremen<br />
Tel.: (0421) 17 13 69<br />
Fax: (0421) 17 11 02<br />
Am Stadtwaldsee 1<br />
28359 Bremen<br />
Tel.: (0421) 21 20 02<br />
Fax: (0421) 21 98 57<br />
9. Essen und Trinken<br />
Für das Mittagessen stehen neben der Cafeteria im NW 1 mehrere Möglichkeiten auf dem Campus<br />
zur Verfügung. U.a. ist die neue Mensa in wenigen Minuten zu Fuß zu erreichen. Pausenkaffee wird in<br />
der neben dem Tagungsbüro gelegenen Cafeteria ausgeschenkt. In allen Einrichtungen ist Barzahlung<br />
möglich.<br />
10. Verkehrsverbindungen zum Gebäude NW 1<br />
Bitte beachten Sie auch die Karten und Pläne am Ende dieser Verhandlungen.<br />
Auto: Vom Bremer Kreuz auf die A 27 (Richtung Bremerhaven), Abfahrt Horn-Lehe/Universität, an der<br />
2. Ampel rechts in die Universitätsallee einbiegen, 2. Ampel links zum Gebäude NW 1 einbiegen.<br />
Parkplatz ist ausreichend vorhanden (DM 1,10 pro Tag).<br />
Bahn: Vom Hauptbahnhof (Ausgang City) erreichen Sie die Universität, Haltestelle Naturwissenschaften<br />
1 mit der:<br />
• Straßenbahnlinie 6, Richtung Universität, alle 7 - 10 Min., Fahrzeit: 15 Min.<br />
• Schnellbuslinie 30 S, Richtung Falkenberg, im 30-Minuten-Takt, Fahrzeit: 10 Min.<br />
Am Bahnhofsvorplatz und Kiosken (nicht im Fahrzeug) erhalten Sie relativ günstige Sammelkarten. Im<br />
Fahrzeug erhalten Sie Einzelfahrscheine zu 3,50 DM und übertragbare Tageskarten. Alle Fahrscheine<br />
müssen im Fahrzeug entwertet werden.<br />
• Sammelkarten (4-er und 10-er) DM 2,70 pro Fahrt<br />
• Tageskarte (Bremer Kärtchen) DM 8,50<br />
• Tageskarte für 2 Personen DM 10,00<br />
• 7-Tage-Karte DM 24,00<br />
Flugzeug: Vom Flughafen Bremen bringt Sie die Straßenbahn 6 in ca. 30 Minuten via Innenstadt<br />
(Domsheide) und Hauptbahnhof direkt zur Universität (siehe oben unter Bahn).<br />
11. Reisekostenzuschüsse der WE-Heraeus-Stiftung<br />
Die Zuschüsse werden nach der Tagung auf das Konto des Antragstellers gegen Einreichung der Originalbestätigung<br />
des Tagungsbüros über die Dauer der Anwesenheit und die Zahlung der Tagungsgebühr<br />
überwiesen. Diese Belege müssen bis spätestens 30. Juni 2001 bei der <strong>DPG</strong>-Geschäftsstelle<br />
(Hauptstraße 5, D-53604 Bad Honnef) eingereicht werden. Die Quittung über die Bezahlung der Tagungsgebühr<br />
und die Teilnahmebestätigung finden Sie unter Ihren Tagungsunterlagen, die Ihnen bei<br />
der Registrierung im Tagungsbüro ausgehändigt werden. Lassen Sie die Teilnahmebestätigung bitte<br />
bei der Ankunft und am Tag Ihrer Abreise im Tagungsbüro ausfüllen.<br />
12. Touristische Hinweise<br />
Im Tagungsbüro erhalten Sie Informationen über Sehenswürdigkeiten, kulturelle Angebote in Bremen<br />
und Umgebung sowie einen Innenstadtplan. Vorab können Sie sich über die BTZ (siehe 8.) oder z.B.<br />
über www.bremen.de und www.worpswede.de informieren.<br />
13. Haftungsausschluss<br />
Wir bitten alle Tagungsteilnehmer, auf ihre Garderobe, Wertsachen und mitgebrachte Vortragsmittel<br />
zu achten. Es kann keine Haftung übernommen werden.<br />
14. Danksagung<br />
Für die Unterstützung der Tagung danken der Veranstalter und die örtliche Tagungsleitung:<br />
• dem Land Bremen (Senator für Bildung und Wissenschaft)<br />
• der Universität Bremen<br />
• dem UNIVERSUM Science Center Bremen<br />
• der Dr. Wilhelm Heinrich Heraeus und Else Heraeus Stiftung<br />
• und allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, die zum Gelingen der Tagung beitragen.
Mittwoch , 21.03.2001<br />
09.00 - 10.00 Eröffnung der Tagung und Grußworte (Hörsaal H2)<br />
10.00 - 11.00 (DD I) P. O. Zetterberg: Trends in Physics Teacher Education in Sweden (Hörsaal H2)<br />
Pause<br />
11.15 - 11.30 (DD 1.1) H. Karrasch<br />
Unterrichten im virtuellen Klassenraum<br />
11.35 - 11.50 (DD 1.2) J. Bernhard<br />
Physics Learning and Microcomputer<br />
Based Laboratory (MBL)<br />
11.55 - 12.10 (DD 1.3) M. Joost u.a.<br />
JAPI - Eine Bibliothek zur plattform- und<br />
sprachunabhängigen Entwicklung grafischer<br />
Benutzeroberflächen<br />
12.15 - 12.30 (DD 1.4) C. Gerken<br />
Einführung in die Newtonsche Mechanik<br />
durch selbständiges Arbeiten mit Dynasys<br />
Mittagspause<br />
14.15 - 14.30 (DD 2.1) C. Rohe u.a.<br />
Flüssigkristallanzeigen - ein Thema des<br />
14.35 – 14.50<br />
14.55 – 15.10<br />
15.15 – 15.30<br />
Physikunterrichts?<br />
Hörsaal H2 Hörsaal H3 Raum N 3130 Raum N 3380<br />
(DD 2.2) M. Nientiedt u.a.<br />
Von der Tontafel zum CD-Rohling - Zur<br />
Lebenserwartung von Datenträgern<br />
(DD 2.3) P. Schwarzenberger<br />
Physik der Pizza<br />
(DD 2.4) K. Weltner<br />
Über den Zusammenhang der Erklärungen<br />
des aerodynamischen Auftriebs<br />
(DD 3.1) U. Backhaus u.a.<br />
Langzeitbeobachtungen der Io-<br />
Verfinsterungen<br />
(DD 3.2) W. Winnenburg<br />
Visualisierung - ein Weg zur Erschließung<br />
physikalischer Phänomene<br />
(DD 3.3) P. Stinner u.a.<br />
Experiment Sonnenfinsternis - Fächerverbindendes<br />
Lernen im Umfeld eines astronomi-<br />
schen Phänomens<br />
(DD 3.4) B. Steinrücken u.a.<br />
Ein Kalenderobservatorium auf einer Ruhrgebietshalde<br />
- Zur Wiederbelebung alter Horizontbeobachtungstechniken<br />
(DD 3.5) D. Frisch<br />
Einsatz einer Digitalkamera zur Himmelsbeo-<br />
bachtung<br />
(DD 3.6) R. Szostak<br />
Ein Foucault-Pendel zum Selbstbau für<br />
Schulen<br />
(DD 3.7) U. Backhaus<br />
Simultaneously Photographing the Moon<br />
(DD 3.8) R. Szostak<br />
Arbeitssitzung der Arbeitsgruppe „Astronomie<br />
und Astrophysik“<br />
(DD 4.1) C. Schmidt<br />
Computerlabor - Ein Weg zu Medienkompetenz<br />
für Physiklehrer<br />
(DD 4.2) H. Dietz u.a.<br />
Aktuelle naturwissenschaftliche Forschung in<br />
Lehrerfortbildung und Physikunterricht (Projektidee<br />
und erste Ergebnisse)<br />
(DD 4.3) S. Stein u.a.<br />
Lehrer-Ausbildung im Physikalischen Praktikum<br />
zu fachübergreifenden und fächerverbindenden<br />
Unterrichtsinhalten<br />
(DD 4.4) T. Ziemer u.a.<br />
Studienintegriertes Halbjahresschulpraktikum in<br />
Bremen<br />
(DD 4.5) H. Köster<br />
Lehrgrenzen - Lernhürden?<br />
(DD 4.6) G. Riedel<br />
Das Leitbild der nachhaltigen Entwicklung und<br />
die Ansprüche an die Lehreraus- und -fortbildung<br />
(DD 4.7) P. Labudde<br />
Situiertes Lernen in fachdidaktischen Lern-Lehr-<br />
Veranstaltungen<br />
(DD 4.8) G. Pospiech u.a.<br />
Thermodynamik - Lernprozessorientiertes Design<br />
eines Kurses für Lehramtsstudenten<br />
(DD 5.1) A. Müller<br />
Altlasten und neue Ideen in Elektrizitätslehre und<br />
Elektrodynamik<br />
(DD 5.2) A. Ziegler<br />
Plädoyer für die Wiedereinführung der magnetischen<br />
Polstärke<br />
(DD 5.3) M. Vollmer<br />
Strahlungsgesetz und Augenempfindlichkeit: Bemerkungen<br />
zu einer klassischen Fehlinterpretation<br />
(DD 5.4) F. Herrmann u.a.<br />
Wie eine ungeschickt gestellte Frage ungelegene<br />
Antworten verursacht, am Beispiel der erzwungenen<br />
Schwingungen<br />
(DD 6.1) A. Pflug<br />
Vom Kochtopf zur Estonia: Auftrieb und Stabilität<br />
des Schwimmens<br />
(DD 6.2) H.-O. Carmesin<br />
Einführung des Energiebegriffs mit Hilfe menschlicher<br />
Sinnesorgane<br />
(DD 6.3) H. M. M. Killesreiter<br />
The Hemmkill-Maschine - A Valve Stirred Version<br />
of The STIRLING-Motor for the Utilisation of ….<br />
(DD 6.4) H. J. Schlichting<br />
Die neuzeitliche Physik - aus dem Geiste der Musik<br />
Hinweis: Die Moderation erfolgt jeweils durch den letzten Redner einer Sitzung, der wiederum durch den ersten Redner eingeführt wird.<br />
Pause<br />
16.00 – 17.00 (DD II) K. Schlegel: Polarlicht - ein sichtbares Zeichen des Weltraumwetters (Hörsaal H2)<br />
17.00 – 18.00 (DD III) H. Wiesner: Physik und Medizin - eine Chance zur Steigerung der Motivation im Physikunterricht (Hörsaal H2)<br />
18.15 – 20.00 Besichtigung: UNIVERSUM Science Center (Eintritt frei) und Gelegenheit zum Imbiss (kostenpflichtig)<br />
20.15 – 21.15 (DD IV) A. Wagner: Neues Licht ins Dunkel der Materie (öffentlicher Abendvortrag) (Hörsaal H2)
Donnerstag , 22.03.2001<br />
09.00 - 10.00 (DD V) V. Nordmeier: Physik jenseits der Ordnung –<br />
Zugänge zur nichtlinearen Dynamik (H2)<br />
10.00 - 11.00 (DD VI) C. Eurich: Die Ratte im Labyrinth –<br />
Lernen und Repräsentation aus neurowissenschaftlicher Sicht (H2)<br />
Pause<br />
11.15 - 12.30 DD 7.1 bis DD 7.25 Posterausstellung (Hinteres Foyer)<br />
Mittagspause<br />
14.15 - 14.30 (DD 8.1) F.-W. Dustmann<br />
Über die Anwendung dynamischer<br />
14.35 – 14.50<br />
14.55 – 15.10<br />
15.15 – 15.30<br />
Hörsaal H2 Hörsaal H3 Raum N 3130 Raum N 3380<br />
Geometrie-Software in der Strahlenoptik<br />
(DD 8.2) J. Geppert u.a.<br />
Computeralgebrasysteme - Ein Weg in<br />
die Quantenphysik<br />
(DD 8.3) R. Berger u.a.<br />
Bildrekonstruktion durch Rückprojektion<br />
in Physik und Medizin<br />
(DD 9.1) H. Hauptmann u.a.<br />
Überall Spektren......<br />
(DD 9.2) B. Lingelbach u.a.<br />
Visualisierung von Fourierreihen und Fou-<br />
riertransformation<br />
(DD 9.3) O. Luehrs<br />
Stroboskopische Effekte<br />
(DD 9.4) P. Brockhaus u.a.<br />
Messung von Laserimpulsen im Nanosekundenbereich<br />
(DD 10.1) H. Kühnelt u.a.<br />
Physikunterricht erneuern I<br />
(DD 10.2) H. Stadler<br />
Physikunterricht erneuern II<br />
(DD 10.3) M. Komorek u.a.<br />
Unterricht zur nichtlinearen Physik: Ergebnis<br />
einer Kooperation von Schulpraxis und fachdidak-<br />
tischer Forschung<br />
(DD 10.4) C. Hauk u.a.<br />
Die Implementierung des Curriculums „Naturwissenschaftlich<br />
Denken“ in der Orientierungsstufe<br />
(DD 11.1) J. Pade<br />
Interferometrie und Quanteninformation<br />
(DD 11.2) T. Hahn<br />
Veranschaulichung von Definitionsbereichen quantenmechanischer<br />
Operatoren<br />
(DD 11.3) F. Bader<br />
Kann Bohrs Atommodell ersetzt werden?<br />
(DD 11.4) G. Pospiech<br />
Der Teilchenbegriff im Lichte der Quantentheorie<br />
Hinweis: Die Moderation erfolgt jeweils durch den letzten Redner einer Sitzung, der wiederum durch den ersten Redner eingeführt wird.<br />
Pause<br />
16.00 – 17.00 (DD VII) R. N. Wilson: Die Entwicklung der astronomischen Großteleskope (Hörsaal H2)<br />
17.15 – 18.30 Mitgliederversammlung (Hörsaal H 2)<br />
19.00 Senatsempfang im Bremer Rathaus<br />
Ab 20.00 Gelegenheit zum gemeinsamen Abendessen im Friesenhof (nahe am Rathaus gelegen)
<strong>Freitag</strong> , <strong>23.03.2001</strong><br />
09.00 - 10.00 (DD VIII) M. Laukenmann: Emotionen und Lernen (Hörsaal H2)<br />
10.00 - 11.00 (DD IX) A. Tiberghien: Research Based Suggestions for Physics Teaching (Hörsaal H2)<br />
Pause<br />
11.15 - 11.30 (DD 12.1) R. Müller<br />
Wie viele Menschen haben die Pyramiden<br />
gebaut? - ein Fermi-Problem<br />
11.35 - 11.50 (DD 12.1) F. Siemsen u.a.<br />
Der Hubschrauber von Gabriel de La<br />
Landelle und Jules Verne<br />
11.55 - 12.10 (DD 12.3) K. Haller u.a.<br />
Informelles Lernen im Universum Science<br />
Center Bremen<br />
12.15 - 12.30 (DD 12.4) N. Stuetzle u.a.<br />
Werkstattausstellung: Mensch, Natur und<br />
Physik<br />
Mittagspause<br />
14.15 - 14.30 (DD 13.1) M. Vollmer u.a.<br />
Es gibt mehr zu sehen, als unsere Augen<br />
wahrnehmen - Sinnvoller Einsatz von<br />
14.35 – 14.50<br />
14.55 – 15.10<br />
15.15 – 15.30<br />
Hörsaal H2 Hörsaal H3 Raum N 3130 Raum N 3380<br />
Infrarotkameras in der Lehre<br />
(DD 13.2) M. Zastrow u.a.<br />
Interaktive Experimentieranleitung -<br />
Evaluation des Konzeptes zur Vorbereitung<br />
auf das Experimentieren mit Messgeräten<br />
im Physikalischen Praktikum<br />
(DD 13.3) H. Litschke<br />
Physik in 22 Stunden? - Aspekte bei der<br />
Zusammenstellung einer Vorlesung<br />
(DD 13.4) S. Spohr u.a.<br />
Konzept einer multimedialen Praktikumsvorbereitung<br />
(DD 14.1) F. Schweickert u.a.<br />
Fernbetreuung von Physikstudenten per<br />
Internet<br />
(DD 14.2) F. Schweickert u.a.<br />
FiPS - Fernstudium Physik<br />
(DD 14.3) R. Girwidz u.a.<br />
Zur kognitiven Verarbeitung von<br />
Videosequenzen aus der Physik<br />
(DD 14.4) D. Roth u.a.<br />
Multimedia Einsatz im Physik Fern- und<br />
Präsenzstudium<br />
(DD 14.5) M. Berbenni u.a.<br />
Multimediale Übungsaufgaben im<br />
Physikstudium<br />
(DD 14.6) F. Möbius u.a.<br />
Integration eines Praktikumsversuches in eine<br />
hypermediale Lernumgebung mittels IBE’s<br />
(DD 14.7) G. Kurz u.a.<br />
Eingangswissenstest Physik zur Selbstbewertung<br />
durch die Studierenden<br />
(DD 14.8) F. Schweickert u.a.<br />
Physlets - flexible Physiksimulationen für den<br />
webbasierten Unterricht<br />
(DD 15.1) E. Starauschek<br />
Ein Physikbuch für Schüler?<br />
(DD 15.2) R. Paatz u.a.<br />
Bedeutungsentwicklungen in einem analogieorientierten<br />
Elektrizitätslehre-Unterricht<br />
(DD 15.3) S. von Aufschnaiter u.a.<br />
Bestimmung der Brennweite dünner Linsen - Wie<br />
Studierende einen Praktikumversuch durchführen<br />
(DD 15.4) M. E. Horn u.a.<br />
Schülervorstellungen zur Holographie<br />
(DD 15.5) H. Lechner<br />
Komplexität der Bedingungen für das Physiklernen<br />
mehr beachten - eine Aufgabe empirischer<br />
Didaktikforschung<br />
(DD 15.6) L. Murmann u.a.<br />
Anfänge physikalischen Denkens - Grundschüler-<br />
Innen erschließen Licht, Schatten und Sehen<br />
(DD 15.7) J. Roth u.a.<br />
Wie lösen im Detail DiplomphysikerInnen<br />
physikalische Aufgaben?<br />
(DD 15.8) A. Saniter u.a.<br />
Die Grenzen der Kompetenz!?<br />
(DD 16.1) B. Wolf u.a.<br />
Experimente zur Untersuchung linearer und nichtlinearer<br />
elektrischer Serienschwingkreise<br />
(DD 16.2) M. Dietrich u.a.<br />
Wellenmaschine zur Demonstration und Messung<br />
harmonischer und anharmonischer Wellenphänomene<br />
(Solitonen)<br />
(DD 16.3) P. Schulz<br />
Plausible Erklärungshinweise zur Überlichtgeschwindigkeit<br />
(DD 16.4) F. Korneck<br />
Chaos - Fraktale - Strukturen. Welche Konzepte der<br />
nichtlinearen Dynamik sollten im Physikunterricht<br />
vermittelt werden?<br />
(DD 17.1) P. Heering<br />
Die Verwendung von Nachbauten historischer<br />
Apparaturen in der Physikausbildung am Beispiel<br />
der Coulombschen Drehwaage<br />
(DD 17.2) H.-O. Carmesin<br />
Einführung des Treibhauseffekts durch einen anschaulichen<br />
Prozess<br />
(DD 17.3) A. Müller<br />
Wahrnehmung als Thema des fächerübergreifenden<br />
Unterrichts zwischen Physik und Biologie<br />
Hinweis: Die Moderation erfolgt jeweils durch den letzten Redner einer Sitzung, der wiederum durch den ersten Redner eingeführt wird.<br />
Pause<br />
16.00 – 17.00 (DD X) Wolfgang Roether: Umweltphysik: Aufgaben, Methoden, Ergebnisse (Hörsaal H2)<br />
17.00 Ende der Tagung
Didaktik der Physik Hauptvorträge<br />
Hauptvortrag DD I Mi 10:00 H2<br />
Trends in Physics Teacher Education in Sweden — Per Olof<br />
Zetterberg — Physics Department, University of Lund, Solvegaten<br />
14c, S - 22362 Lund<br />
Should a teacher be generalist or specialist? In the presentation we discuss<br />
the differences in the physics teacher education for secondary school<br />
and upper secondary schoolin Sweden. An important topic is how to<br />
include training of ”practical physics for children”. Another question is<br />
whether there should be a difference between physics for teachers and<br />
scientists. We also emphasize an early introduction of science in general<br />
and physics in particular in the school curriculum. Teachers education<br />
plays an important rule in recruiting students to higher education in<br />
naturalscience and technology.<br />
Hauptvortrag DD II Mi 16:00 H2<br />
Polarlicht - ein sichtbares Zeichen des Weltraumwetters<br />
— Kristian Schlegel — Max-Planck-Institut für Aeronomie,<br />
Katlenburg-Lindau<br />
Polarlichter entstehen beim Einfall von Elektronen oder Protonen aus<br />
der Magnetosphäre in die Erdatmosphäre. Gesteuert werden sie durch<br />
Massenauswürfe der Sonne, die zu Unstetigkeiten im Sonnenwind führen,<br />
die dann ihrerseits auf die Magnetosphäre einwirken. Polarlichter sind<br />
damit eine sichtbare Erscheinung des Weltraumwetters. Ihre Formen<br />
und Farben werden anhand von Bildern erklärt, historische Sichtungen<br />
werden beschrieben. Andere Erscheinungen und Auswirkungen des Weltraumwetters<br />
werden ebenfalls diskutiert. Da die Sonne sich gegenwärtig<br />
in ihrem Aktivitäts-maximum befindet, sind in der nächsten Zeit Polarlichter<br />
auch über Deutschland zu erwarten.<br />
Hauptvortrag DD III Mi 17:00 H2<br />
Physik und Medizin - eine Chance zur Steigerung der Motivation<br />
im Physikunterricht — Hartmut Wiesner — Lehrstuhl<br />
für Didaktik der Physik, Universität München, Schellingstr. 4, 80799<br />
München<br />
Ein hohes Maß an individuellem Interesse an den Themen des Physikunterrichts<br />
ist erwünscht, weiles u.a. verknüpft ist mit erfolgreicheren<br />
Lernstrategien, höherer Aktivität und Aufmerksamkeit und damit zu<br />
höheren Lernerfolgen führt. Viele Untersuchungen haben aber gezeigt,<br />
dass Physik zu den Schulfächern gehört, die die Schülerinnen und Schüler<br />
am wenigsten interessieren. Einige der Untersuchungen geben über diesen<br />
Befund hinaus Hinweise, wie die Attraktivität des Physikunterrichts<br />
erhöht werden kann, z.B. durch Bezüge zu Medizin und Biologie, zum<br />
Alltag und zur gesellschaftlichen Bedeutung. Durch solche Akzentuierungen<br />
sollte langfristig aus aktueller Attraktivität überdauerndes, individuelles<br />
Interesse entstehen. In dem Vortrag wird über die Entwicklung<br />
und Erprobung von Unterrichtseinheiten mit starkem Bezug zu Medizin<br />
und Biologie berichtet. Die bisherigen Ergebnisse bestätigen, dass dies<br />
ein erfolgreicher Weg zur Steigerung des Interesses am Physikunterricht<br />
ist.<br />
Hauptvortrag DD IV Mi 20:15 H2<br />
Neues Licht ins Dunkel der Materie — Albrecht Wagner —<br />
DESY, Hamburg und Universität Hamburg<br />
Die vereinheitlichte Quantentheorie aller Wechselwirkungen ist der faszinierende<br />
Versuch, die Gesetzmäßigkeiten von Mikrokosmos und Makrokosmos<br />
zusammenzuführen. Da sich jede Theorie am Experiment messen<br />
muss, werden zur Zeit Methoden entwickelt, die eine Überprüfung dieser<br />
Theorie möglich machen sollen. Dabei handelt es sich vor allem um die<br />
Entwicklung neuer Beschleunigertechnologien. Es zeigt sich, dass diese<br />
Technologien außerdem den Bau eines Lasers für Röntgenstrahlung<br />
ermöglichen und damit auch in anderen Bereichen der Naturwissenschaften<br />
völlig neue Untersuchungsfelder erschließen können. An diesen Forschungsaktivitäten<br />
auf dem Gebiet der Teilchenphysik und Beschleuniger<br />
und an den Untersuchungen mit Synchrotronstrahlung sind viele Studenten<br />
und Postdocs beteiligt (z. Zeit jährlich etwa 800), die durch die<br />
intensive Begegnung mit aktuellsten Themen moderner Forschung und<br />
Technik eine wesentliche Ergänzung ihrer Ausbildung bei DESY erhalten<br />
- ein Aspekt, der von der breiten Öffentlichkeit wenig beachtet wird.<br />
Hauptvorträge<br />
Hauptvortrag DD V Do 09:00 H2<br />
Physik jenseits der Ordnung - Zugänge zur nichtlinearen Dynamik<br />
aus fachdidaktischer Sicht — Volkhard Nordmeier —<br />
Institut für Didaktik der Physik, WWU Münster<br />
Nichtlineare Phänomene üben eine Faszination aus, ihre Ästhetik und<br />
Dynamik sprechen die menschliche Wahrnehmung auf vielfältige Weise<br />
an. Sie lösen Neugier, Staunen, Begeisterung und Interesse aus. Im<br />
Unterricht können auf diesem Wege Verknüpfungen lebensweltlicher Erfahrungen<br />
mit der Physik angebahnt werden, die zu einem vertieften<br />
Verständnis komplexer Systeme ausgebaut werden können.<br />
Anhand von Beispielen aus dem Themenbereich der Nichtlinearen Physik<br />
sollen verschiedene Rahmenkonzepte und Elementarisierungen vorgestellt<br />
und diskutiert werden. Die differenzierten und vielschichtigen<br />
Zugänge zu diesem neuen Unterrichtsgegenstand gehen von ästhetischen<br />
Wahrnehmungen und dem intuitiven Erfassen komplexer Strukturen aus,<br />
umfassen Experimente, Modellbildungen und Simulationen und führen<br />
bis hin zum Verstehen auf abstraktem Niveau.<br />
Hauptvortrag DD VI Do 10:00 H2<br />
Die Ratte im Labyrinth - Lernen und Repräsentation aus neurowissenschaftlicher<br />
Sicht — Christian Eurich —Universität Bremen,<br />
Institut für Theoretische Physik, Kufsteiner Str., 28359 Bremen<br />
In den letzten Jahren sind in den experimentellen und theoretischen<br />
Neurowissenschaften erhebliche Fortschritte auf den Gebieten der Plastizität<br />
im Nervensystem und der Signalverarbeitung durch Nervenzellverbände<br />
erzielt worden. So lassen sich präzise Bedingungen für den Signalfluß<br />
auf zellulärer und subzellulärer Ebene angeben, unter denen sich<br />
synaptische Übertragungseigenschaften selbstorganisiert ändern (Hebbsches<br />
Lernen). Die Anwendung der statistischen Schätztheorie erlaubt<br />
eine Charakterisierung der Repräsentation sensorischer oder motorischer<br />
Signale. Beispielsweise kann durch Analyse der Antworteigenschaften<br />
von Nervenzellen im Hippocampus einer Ratte rekonstruiert werden, in<br />
welchem Teil seiner Umgebung sich das Tier gerade aufhält.<br />
Hauptvortrag DD VII Do 16:00 H2<br />
Die Entwicklung der astronomischen Großteleskope — Ray N.<br />
Wilson — Waaler Str. 29, 85296 Rohrbach<br />
Spiegelteleskope waren seit ihrer Erfindung im 17. Jahrhundert bis<br />
etwas 1980 passive Instrumente, d.h. ihre optische Qualität konnte nur<br />
durch mühselige Vorgänge off-line beeinflusst bzw. verbessert werden.<br />
Ab 1980 setzte eine wahre Revolution beim Bau von Teleskopen ein, die<br />
durch neue Technologien ausgelöst wurde und den Bau von Teleskopen<br />
ermöglicht, die das Mt. Palomar Teleskop weit übertreffen. Diese Technologien<br />
bestehen einerseits in der vollständig automatischen Steuerung<br />
der optischen Qualität im Teleskop selbst und andererseits in der direkten<br />
bzw. indirekten Segmentierung der Öffnung. Im Vortrag werden die<br />
Entwicklungslinien vom passiven zum aktiven Spiegelteleskop erläutert<br />
und die erzielten Fortschritte durch spektakuläre Ergebnisse belegt.<br />
Hauptvortrag DD VIII Fr 09:00 H2<br />
Emotionen und Lernen — Matthias Laukenmann — Abteilung<br />
für Physik, Pädagogische Hochschule, 71602 Ludwigsburg<br />
Lernen ist ein kognitiv-rationaler Prozess, der aber immer in einen<br />
sozialen und emotionalen Kontext eingebettet ist. Um den Einfluss emotionaler<br />
Faktoren auf das Lernen im Physikunterricht zu untersuchen, haben<br />
wir in 24 Klassen der Klassenstufe 8 in Hauptschule, Realschule und<br />
Gymnasium neben kognitiven Konstrukten (Vorwissen, Lernergebnisse<br />
und Lernstrategien) auch kognitiv-emotionale (Selbstkonzept, Interesse)<br />
und emotionale Variablen (Angst, Langeweile, Wohlbefinden) erhoben.<br />
Dabei kamen sowohl quantitative als auch qualitative Methoden zur Anwendung.<br />
Interesse und Emotionen wurden in situationsbezogene und in<br />
überdauernde, eher biografisch gefestigte Komponenten differenziert.<br />
Die Unterrichtseinheit (einfache Elektrizitätslehre) wurde in eine eher<br />
lernorientierte Erarbeitungsphase und eine stärker leistungsorientierte<br />
Übungsphase unterteilt. Die Analyse zeigt, dass positive Emotionen in<br />
der Erarbeitungsphase wichtiger sind als in der Übungsphase. Ängste<br />
spielen in der Übungsphase eine ambivalente Rolle. Außerdem ergeben
Didaktik der Physik Hauptvorträge<br />
sich Hinweise darauf, dass sich Freude und auch Interesse häufig auf erfolgreiche<br />
Lernprozesse und nicht nur auf Inhalte beziehen.<br />
Hauptvortrag DD IX Fr 10:00 H2<br />
Research based suggestions for physics teaching — Andree<br />
Tiberghien — UMR GRIC - Equipe COAST CNRS - Universite Lyon,<br />
5 Avenue Pierre Mendes France, F 69676 BRON Cedex<br />
The relationship between research in science education and effective<br />
teaching in the framework of any educationalsystem raises the question<br />
of the role of research in designing teaching situations. This design for<br />
each domain of physics can be an endless task. In this talk I present the<br />
possible relations between research in physics education and the design of<br />
teaching situations. These relations involve the knowledge to be taught,<br />
students understandings of that knowledge and teaching resources. Examples<br />
of the different teaching contents (sound,mechanics and gas) will<br />
be discussed.<br />
Hauptvortrag DD X Fr 16:00 H2<br />
Umweltphysik: Aufgaben, Methoden, Ergebnisse —<br />
Wolfgang Roether — Institut für Umweltphysik, Universität<br />
Bremen<br />
Die Umweltphysik untersucht die Teilbereiche des Systems Erde, die<br />
die menschliche Umwelt bilden (Atmosphäre, Hydrosphäre, etc.). Ihre<br />
Fragestellungen sind teilweise anschaulich und werden öffentlich diskuttiert<br />
(Klima), was sie als schulische Unterrichtsgegenstände empfehlen<br />
könnte. Als Folge des Systemcharakters der Umwelt mit ihren vielfältigen<br />
Rückwirkungen sind schlüssige Antworten aber oft nur schrittweise und<br />
mit großem Aufwand zu erhalten. Typischerweise sind deshalb umfangreiche<br />
Feldbeobachtungen notwendig, und die Arbeit ist außerdem charakterisiert<br />
durch komplexe Messverfahren, Modellbildung, Interdisziplinarität<br />
und Internationalität. Ausgangspunkt der Umweltphysik waren<br />
Anwendungen physikalischer Methoden in der Umwelt (z. B. Radiokohlenstoffdatierung<br />
von Grundwasser), lange bevor der Begriff Umwelt<br />
entstand. Als eigenständiges Fach versteht sich die Umweltphysik erst<br />
seit einigen Jahren und in der <strong>DPG</strong> war sie bis 1998 nur sehr partiell vertreten.<br />
Aktuelle Arbeitsweisen und Ergebnisse der Umweltphysik werden<br />
an Beispielen aus verschiedenen Umweltteilsystemen erläutert.
Didaktik der Physik Mittwoch<br />
Fachsitzungen<br />
–Kurzvorträge und Posterbeiträge –<br />
DD 1 Computer im Physikunterricht I<br />
Zeit: Mittwoch 11:15–12:35 Raum: H2<br />
DD 1.1 Mi 11:15 H2<br />
Unterrichten im virtuellen Klassenraum — Hartmut Karrasch<br />
— IPTS, Schreberweg 5, 24119 Kronshagen<br />
Seit März 2.000 finden im Landesinstitut Schleswig-Holstein für Praxis<br />
und Theorie der Schule (IPTS) synchrone Fortbildungsveranstaltungen<br />
über das Internet statt. Das Angebot erreichen Sie auf dem Landesbildungsserver<br />
Schleswig-Holstein. Was kann man sich darunter vorstellen?<br />
Im Gegensatz zu asynchronen Verfahren wie z.B. dem Austausch von<br />
Arbeitsmaterialien und Aufgaben via E-Mail oder per WWW, die dann<br />
in einer gewissen Zeit bearbeitet und an einen Tutor übermittelt werden,<br />
setzt das IPTS neuartige synchrone Verfahren im Internet ein. Diese bestehen<br />
vor allem in der Echtzeit-Übertragung von Audiodaten. Die Lehrerinnen<br />
und Lehrer sprechen dabei in ein Mikrofon oder in ein Headset<br />
(Mikrofon und Kopfhörer in einem Gerät) und hören sich gegenseitig.<br />
Andere Inhalte werden ebenfalls in Echtzeit übermittelt. Wie in einer<br />
großen Telefonkonferenz sind die Tutoren mit den Lehrkräften untereinander<br />
verbunden und können gemeinsam einem Vortrag lauschen, sich<br />
zu Wort melden wenn Fragen auftauchen, in Gruppen zusammenarbeiten<br />
und auch in Einzelgesprächen mit einem Tutor in Kontakt kommen.<br />
DD 1.2 Mi 11:35 H2<br />
Physics Learning and Microcomputer Based Laboratory<br />
(MBL), MBL as a technological and as cognitive tool — Jonte<br />
Bernhard — Linköping University, Campus Norrköping, S-60218<br />
Norrköping, Sweden<br />
Microcomputer Based Laboratory (MBL) was introduced into physics<br />
teaching more than one decade ago. An attachment of a sensor to a computer<br />
creates a very powerful system for collection, analysis and display<br />
of experimentaldata. In an MBL-lab students do realexperiments, not<br />
simulated ones, using different sensors (force, motion, temperature, light,<br />
sound, EKG ...) connected to a computer via an interface. Different<br />
cases of physics instructor ’ s implementation of MBL in physics teaching<br />
have been studied. When implemented as a technological tool only,<br />
poor learning results were observed, while when MBL were used as both<br />
a technological and cognitive tool good learning results were observed.<br />
New technology thus does not necessarily lead to better learning. When<br />
developing and implementing computer aided learning we must focus as<br />
much on the cognitive aspects as on the technological aspects. Also we<br />
must focus on instructors conceptions of teaching and learning since this<br />
affect their understanding of curricular reforms and lead to transformations<br />
of originaldevelopers educationalintentions.<br />
DD 2 Physik im Alltag und in der Technik I<br />
DD 1.3 Mi 11:55 H2<br />
JAPI – Eine Bibliothek zur plattform- und sprachunabhängigen<br />
Entwicklung grafischer Benutzeroberflächen — Merten Joost<br />
und Udo Backhaus —Universität Koblenz, Rheinau 1, 56075 Koblenz<br />
JAPI (Java Application Programming Interface) ist eine Bibliothek für<br />
den Entwurf grafischer Benutzeroberflächen, die es ermöglicht, plattformunabhängige<br />
Programme zu erstellen.<br />
Bei der Entwicklung der Bibliothek standen drei wesentliche Aspekte<br />
im Vordergrund:<br />
1. Die Entwicklung der Oberfläche soll einfach, schnell und intuitiv<br />
möglich sein.<br />
2. Sie lässt sich unter den (nicht objektorientierten) Programmiersprachen<br />
C, Fortran, Basic und Pascaleinbinden (Sprachunabhängigkeit).<br />
3. Die entstandenen Programme sind plattformunabhängig.<br />
JAPI stellt u.E. ein hervorragendes Werkzeug dar, mit dem die an<br />
vielen Instituten und Schulen vorhandenen (kleineren und größeren)<br />
Lehr- und Lernprogramme auf einfache Weise so umgeschrieben werden<br />
können, dass sie einem breiten Interessentenkreis zugänglich gemacht<br />
werden können.<br />
Die Vorteile der Bibliothek werden im Vortrag an einem konkreten<br />
Beispielerläutert.<br />
DD 1.4 Mi 12:15 H2<br />
Einführung in die Newtonsche Mechanik durch selbständiges<br />
Arbeiten mit Dynasys — Cord Gerken — Institut für Didaktitk<br />
der Physik, Universität Bremen<br />
Im Rahmen einer Staatsexamensarbeit wurde die Einführung und Verwendung<br />
der Modellbildungssoftware Dynasys im Mechanikkurs einer<br />
Jahrgangsstufe 11 untersucht. Zur Förderung individueller Lernprozesse<br />
sollten die Schülerinnen und Schüler in kleinen Gruppen selbständig mechanische<br />
Modelle an Computern erstellen. Ein Schwerpunkt der Unterrichtsreihe<br />
war die Verbesserung des dynamischen Kraftverständnisses.<br />
Ein weiteres Zielder Arbeit war eine Erhöhung der Motivation der<br />
Schüler sowohl durch den Einsatz moderner Medien als auch die dadurch<br />
ermöglichte Betrachtung komplexerer Alltagsphänomene z.B. mit<br />
Reibung.<br />
Vorgestellt werden Erfahrungen beim Einsatz und insbesondere bei der<br />
Einführung der Modellbildungssoftware zum selbständigen Problemlösen<br />
in kleinen Schülergruppen. Diese Ausführungen werden ergänzt durch<br />
die Ergebnisse eines wiederholt durchgeführten Force-Concept-Inventory-<br />
Tests zum Lernfortschritt sowie aus Befragungen zur Motivation.<br />
Zeit: Mittwoch 14:15–15:35 Raum: H2<br />
DD 2.1 Mi 14:15 H2<br />
Flüssigkristallanzeigen — ein Thema des Physikunterrichts?<br />
— Carsten Rohe, Marcus Nientiedt und H. Joachim<br />
Schlichting —Universität Münster, Institut für Didaktik der Physik,<br />
Wilhelm-Klemm-Str. 10, 48149 Münster<br />
Flüssigkristallanzeigen (LCD–Displays) sind in unserer Lebenswelt allgegenwärtig.<br />
Man denke nur an Laptops, Digitaluhren und Taschenrechner.<br />
Im Sinne eines einfachen physikalischen Zugangs mit Mitteln der Schulphysik<br />
werden Aufbau und Funktionsweise einer LCD–Zelle modellhaft<br />
beschrieben.<br />
Auf diese Weise lassen sich die wesentlichen Eigenschaften erklären, die<br />
im täglichen Umgang mit einem LCD–Display beobachtbar sind. Dazu<br />
zählen ihre geringe Bautiefe und der geringe Stromverbrauch ebenso wie<br />
die winkelabhängige Helligkeit, die Berührungsempfindlichkeit und die<br />
Anzeigeträgheit bei tiefen Temperaturen.<br />
DD 2.2 Mi 14:35 H2<br />
Von der Tontafel zum CD-Rohling — Zur Lebenserwartung<br />
von Datenträgern — Marcus Nientiedt und H. Joachim<br />
Schlichting —Universität Münster, Institut für Didaktik der Physik,<br />
Wilhelm-Klemm-Str. 10, 48149 Münster<br />
Daten lassen sich immer leichter und kompakter speichern. Dies<br />
verdanken wir einer immer raffinierter werdenden Technik. Von der<br />
Schnellebigkeit und der Wegwerfmentalität, die den Alltag in der<br />
naturwissenschaftlich–technischen Welt prägen, bleiben die Speichermedien<br />
nicht verschont, mit möglicherweise fatalen Konsequenzen. Zum<br />
einen unterliegen die Medien aufgrund unterschiedlicher Bedingungen<br />
einer rapiden Alterung. Zum anderen wird die ” Lesbarkeit” der Daten<br />
immer problematischer, weil die Weiterentwicklung die dazu nötigen<br />
Abspielstandards möglicherweise bereits weit hinter sich gelassen hat.<br />
Es sollen die naturwissenschaftlichen Probleme dieser Kehrseite der<br />
technischen Evolution beleuchtet werden.
Didaktik der Physik Mittwoch<br />
DD 2.3 Mi 14:55 H2<br />
Physik der Pizza — Piet Schwarzenberger —Fürst-Pückler-<br />
Gymnasium, Cottbus<br />
Die Schulphysik steht immer wieder vor der Herausforderung, Kenntnisse<br />
und Arbeitsweisen der Physik zu vermitteln und zugleich auf die<br />
Vorerfahrungen der Schüler einzugehen. Am Beispiel einer Unterrichtsstunde<br />
aus der Wärmelehre in der 8. Jahrgangstufe soll gezeigt werden,<br />
wie diese Ansprüche miteinander verbunden werden können.<br />
Dabei wird mit der ”Physik der Pizza” eine für die Schüler sinnvolle<br />
Anwendung der spezifischen Wärmekapazität vorgestellt. Zugleich wird<br />
exemplarisch (vor-)wissenschaftliches Arbeiten vermittelt und geübt.<br />
Im Vortrag wird zudem auf die allgemeine Bedeutung von ”Fermi-<br />
Problemen” im Physik-Unterricht eingegangen. Damit soll aus der Unterrichtspraxis<br />
heraus ein Beitrag zur (Weiter-)Entwicklung einer neuen<br />
Aufgaben- und Bezugsrahmenkultur geleistet werden.<br />
DD 3 Astronomie I/II<br />
DD 2.4 Mi 15:15 H2<br />
Über den Zusammenhang der Erklärungen des aerodynamischen<br />
Auftriebs — Klaus Weltner —Universität Frankfurt Inst.<br />
f. Didaktik d.Physik Postfach 11 19 32 60054 Frankfurt<br />
Die Entstehung des aerodynamischen Auftriebs wird in der Lehrbuchliteratur<br />
unterschiedlich dargestellt und bis heute kontrovers diskutiert.<br />
Konsens besteht weitgehend darin, daß die klassische Erklärung, die<br />
auf dem Gesetz von Bernoulli basiert, unzureichend ist. Kein Konsens<br />
besteht hinsichtlich der Frage, was in den Mittelpunkt zu stellen ist,<br />
Druck, Impuls und Rückstoß, Zirkulation oder der Zusammenhang zwischen<br />
Druckgradient und Beschleunigung von Luftvolumina (Eulersche<br />
Gleichungen). Der Zusammenhang und die Unterschiede in den Darstellungen<br />
werden systematisch dargestellt und diskutiert. Dabei zeigt sich<br />
inzwischen eine Konvergenz hinsichtlich der physikalischen Erklärung,<br />
die allerdings Freiheitsgrade hinsichtlich der Gewichtung einzelner Detailbetrachtungen<br />
offen läßt.<br />
Zeit: Mittwoch 11:15–15:35 Raum: H3<br />
DD 3.1 Mi 11:15 H3<br />
Langzeitbeobachtungen der Io-Verfinsterungen — Udo<br />
Backhaus 1 , Walter Oswald-Wambach 2 und Detlef Nolte 1 —<br />
1 Universität Koblenz, Rheinau 1, 56075 Koblenz — 2 Gymnasium auf<br />
der Karthause, Zwickauer Str. 22, 56075 Koblenz<br />
Der Versuch, Römers Methode zum Nachweis der endlichen Lichtgeschwindigkeit<br />
nachzuvollziehen und aus eigenen Beobachtungsdaten die<br />
Astromische Einheit (mit Hilfe der inzwischen auf dem Labortisch einfach<br />
zu messenden Lichtgeschwindigkeit) zu bestimmen, erweist sich als<br />
so schwierig, dass erst nach drei Beobachtungsjahren genügend Daten gesammelt<br />
werden konnten, um erste befriedigende Ergebnisse abzuleiten.<br />
Es wird über das Projekt berichtet, an dem mehrere Gruppen von<br />
Schülern, Studenten und Amateurastronomen beteiligt sind, und an<br />
Hand der gemachten Erfahrungen Ratschläge für eigene Messungen gegeben.<br />
Die gewonnenen Daten werden für den Nachvollzug der Auswertungen<br />
zur Verfügung gestellt.<br />
DD 3.2 Mi 11:35 H3<br />
Visualisierung - ein Weg zur Erschliessung physikalischer<br />
Phänomene — Wolfram Winnenburg —Universität Siegen<br />
Himmelsschauspiele wie die jüngste Mondfinsternis vom 9.1.2001 treffen<br />
das Interesse von Jung und Alt. Über das Zustandekommen derartiger<br />
Phänomene besteht eine erschreckende Unkenntnis wie Befragungen<br />
immer wieder bestätigen. Um diesen Missstand zu beheben, werden an<br />
der Siegener Sternwarte im Rahmen der Vor- und Nachbereitung von<br />
astronomischen Beobachtungen das Zustandekommen der zu beobachtenden<br />
Himmelsphänomene prägnant visualisiert.<br />
DD 3.3 Mi 11:55 H3<br />
Experiment Sonnenfinsternis - Fächerverbindendes Lernen im<br />
Umfeld eines astronomischen Phänomens — Peter Stinner 1<br />
und Anke Wendt 2 — 1 Fichtenstr. 18, 57537 Wissen — 2 Hauptstr. 2,<br />
57587 Birken-Honigsessen<br />
A. Wendt, P. Stinner (Kopernikus-Gymnasium, Pirzenthalertsr., 57537<br />
Wissen; info@gymnasium-wissen.de)<br />
Das Naturereignis totale Sonnenfinsternis im August 1999 bot optimale<br />
Voraussetzungen, an einem ausserschulischen Lernort im Rahmen einer<br />
mehrtägigen Exkursion Lerninhalte der Schulfächer Physik, Astronomie,<br />
Geographie und Mathematik miteinander zu verbinden.<br />
Es wird ein Projekt beschrieben, in dem 20 Schüler der Klassen 5<br />
-12 die Gelegenheit erhielten, wahldifferenziert und selbständig in zielgerichteten<br />
Experimenten den zeitichen Verlauf physikalischer und klimageographischer<br />
Grössen zu erfassen, Beziehungen zwischen den einzelnen<br />
Messgrössen zu analysieren und kausale Zusammenhänge aufzuzeigen.<br />
Zum Einsatz kamen einfache, leicht zugängliche Messgeräte, welche zum<br />
Teilvon den Schülern in Eigentätigkeit erstellt wurden.<br />
Das Projekt wurde im November 2000 bei der Physics-on-stage-<br />
Veranstaltung im CERN in Genf vorgestellt.<br />
Möglichkeiten der Realisierung ähnlicher Projekte bei zukünftigen<br />
partiellen und totalen Sonnenfinsternissen, sowie bei totalen und<br />
Halbschatten-Mondfinsternissen werden aufgezeigt.<br />
DD 3.4 Mi 12:15 H3<br />
Ein Kalenderobservatorium auf einer Ruhrgebietshalde -<br />
Zur Wiederbelebung alter Horizontbeobachtungstechniken —<br />
Burkard Steinrücken 1 , Thomas Morawe 2 , Ralf Vanscheidt 3 ,<br />
Holger Bleul 3 , Ingo König 3 , Nicola Bennert 3 , Markus Nielbock<br />
3 und Daniel Brown 3 — 1 Lehrstuhlfür Didaktik der Physik,<br />
Universität Dortmund, 44221 Dortmund; Westfälische Volksternwarte<br />
und Planetarium Recklinghausen — 2 Westfälische Volkssternwarte und<br />
Planetarium Recklinghausen, Stadtgarten 6, 45657 Recklinghausen —<br />
3 Astronomisches Institut der Ruhr-Universität Bochum, Universitätsstr.<br />
150, 44780 Bochum<br />
In längst vergangenen Zeiten der Menschheitsgeschichte war die Beobachtung<br />
der am Landschaftshorizont wandernden Auf- und Untergänge<br />
von Sonne, Mond und Sternen die einzige Möglichkeit zur Einrichtung<br />
eines Kalenders, der sowohl für eine systematische Erforschung der Himmelsbewegungen<br />
als auch für die Zeitordnung einer Gesellschaft unerläßlich<br />
ist.<br />
Zur Wiederbelebung der verloren gegangenen Tradition der visuellen<br />
Horizontastronomie und zur Wiedereinrichtung grundlegender Beobachtungstechniken<br />
schlagen die Autoren den Bau eines für die Öffentlichkeit<br />
kostenlos und zu jeder Zeit zugänglichen Kalenderobservatoriums auf einer<br />
derzeit noch in Aufschüttung befindlichen Bergehalde des Ruhrgebietsbergbaus<br />
im nördlichen Ruhrgebiet in Herten / Nordrhein-Westfalen<br />
vor<br />
DD 3.5 Mi 14:15 H3<br />
Einsatz einer Digitalkamera zur Himmelsbeobachtung —<br />
Dieter Frisch — Berlin<br />
Fuer den Reflektor ” Telementor “ wird eine Okularprojektion fuer eine<br />
Digitalkamera vorgestellt.<br />
Mit dieser selbst gebauten Einrichtung, zu der umfangreiche Hinweise<br />
zum Nachbau gegeben werden, gelingen beispielsweise detailreiche Aufnahmen<br />
von der Sonnenphotosphaere und der Mondoberflaeche.<br />
Die auf Diskette abgespeicherten Aufnahmen sind sowohlim Original<br />
als auch bearbeitet zu sehen.<br />
Die Kamera-Fernrohrkombination wurde fuer Schueler der Sekundarstufe<br />
I bzw. der Klassenstufen fuenf und sechs der Berliner Grundschule<br />
entwickelt. Es wird deren Einsatz im Unterricht und in Arbeitsgemeinschaften<br />
aus didaktischer Sicht erlaeutert und an Beispielen demonstriert.<br />
DD 3.6 Mi 14:35 H3<br />
Ein Foucault-Pendel zum Selbstbau fuer Schulen — Roland<br />
Szostak — Institut fuer Didaktik der Physik, WWU-Muenster<br />
Es wird eine Version eines permanent angetriebenen Foucault-Pendels<br />
gezeigt, die sich fuer den gemeinsamen Aufbau mit Schuelern eignet.<br />
Bei oeffentlichen Anlaessen, z.B. einem Tag der offenen Tuer, kann ein<br />
solches an zentraler Stelle installiertes Pendel ausserdem viel allgemeine<br />
Aufmerksamkeit auf sich ziehen und ein breiteres Interesse an Physik<br />
wecken. Alle Elemente des Pendels sind nach Kriterien der leichten Realisierbarkeit<br />
gestaltet: Die Kugel ist eine mit Sand gefuellte Weihnachtsbaumkugel.<br />
Anstelle eines sperrigen Klavierdrahtes wird ein hochflexibles<br />
modernes Kunststoffseil verwendet. Der Charron-Ring wird mit
Didaktik der Physik Mittwoch<br />
einem Wassereimer realisiert. Die Taktung der Antriebsspule geschieht<br />
ueber einen Reed-Kontakt, der eine grosszuegige Justierung erlaubt. Es<br />
wird eine quantitative Analyse der Faktoren geliefert, deren Beachtung<br />
zu einem einwandfreiem Lauf dieses Pendels fuehrt, das mit normaler<br />
Raumhoehe auskommt.<br />
DD 3.7 Mi 14:55 H3<br />
Simultaneously Photographing the Moon — Udo Backhaus —<br />
Universität Koblenz, Rheinau 1, 56075 Koblenz<br />
Beim europäischen Physikfestival Physics On Stage“ fanden sich eini-<br />
”<br />
ge Gleichgesinnte zur Kooperation bei astronomischen Projekten zusammen.<br />
Der Kreis ist inzwischen so angewachsen, dass Lehrer und Schulklassen,<br />
Amateurastronomen, Planetarien und Sternwarten von Schweden<br />
bis Namibia und von Bulgarien bis Brasilien beteiligt sind. Die<br />
Kooperation wird in Koblenz koordiniert.<br />
Es wird über das erste gemeinsame Projekt berichtet, bei dem von<br />
möglichst vielen Orten aus der Mond exakt gleichzeitig vor dem Hintergrund<br />
des Sternenhimmels fotografiert wird. Ziel ist es, die Kugelgestalt<br />
der Erde und die Parallaxe des Mondes sichtbar“ zu machen und die<br />
”<br />
Mondentfernung zu bestimmen.<br />
Die Ergebnisse werden laufend im Internet veröffentlicht, um einem<br />
breiten Adressatenkreis die Auswertung der entstandenen Bilder zu<br />
ermöglichen.<br />
DD 4 Lehrerausbildung I/II<br />
DD 3.8 Mi 15:15 H3<br />
Arbeitssitzung der Arbeitsgruppe ” Astronomie und Astrophysik<br />
“ — Roland Szostak — Institut fuer Didaktik der Physik,<br />
WWU-Muenster<br />
Der Arbeitskreis trifft sich, um die zurueckliegenden Veranstaltungen<br />
zu bewerten und die in der Planung befindlichen Veranstaltungen zu besprechen.<br />
In 2000 hat sich der Arbeitskreis im Wesentlichen an folgenden<br />
Ereignissen beteiligt: Im November fand dank der Beteiligung zahlreicher<br />
Kollegen aus unserem Kreis auf der Bundestagung des Verbandes Deutscher<br />
Schullandheime in Berlin ein ganztaegiger Workshop ueber Astronomie<br />
statt. Die dort gehaltenen Referate werden in der Fachzeitschrift<br />
des Verbandes Deutscher Schullandheime veroeffentlicht. Im November<br />
fand ferner das Festival ” Physics on Stage “ in Genf statt. Eine Reihe<br />
von Kollegen aus unserem Kreis konnte dort ihre ausgewaehlten Arbeiten<br />
vorstellen.<br />
Im Juli 2001 findet im Physikzentrum der <strong>DPG</strong> in Bad Honnef eine<br />
Summer School der EAAE statt, zu deren Teilnahme herzlich eingeladen<br />
wird. Ferner steht fuer Herbst 2001 die naechste ” astrobux “ in Aussicht,<br />
zu der ich ebenfalls herzlich einladen moechte.<br />
Zeit: Mittwoch 11:15–15:35 Raum: N 3130<br />
DD 4.1 Mi 11:15 N 3130<br />
Computerlabor - Ein Weg zu Medienkompetenz für Physiklehrer<br />
— Claudia Schmidt —Universität Siegen<br />
Medienkompetenz ist zu einem Schlagwort in unserer Informationsgesellschaft<br />
geworden. Schnell hat dies auch Einzug in die LPO gehalten<br />
in der die Studierenden aufgefordert werden, sich mit grundlegenden Anwendungen<br />
der Informations- und Kommunikationstechnologien vertraut<br />
zu machen. Um den Studierenden diesbezüglich ein Angebot zu machen<br />
hat die Physikdidaktik an der Universität Siegen ein Computerlabor eingerichtet.<br />
Vorgestellt werden Erfahrungen im handlungsorientierten Arbeiten am<br />
PC mit Lehramtskandidaten für Primarstufe Sachunterricht, Sekundarstufe<br />
I und II in physikalischen Kontexten.<br />
DD 4.2 Mi 11:35 N 3130<br />
Aktuelle naturwissenschaftliche Forschung in Lehrerfortbildung<br />
und Physikunterricht (Projektidee und erste Ergebnisse) —<br />
Holger Dietz und Jürgen Kirstein —TUBerlin,PN1-1,Institut<br />
für Fachdidaktik Physik und Lehrerbildung, Hardenbergstr. 36,<br />
10623 Berlin<br />
Schule, Universität und Industrie stehen in den letzten Jahren zunehmend<br />
mehr vor dem Problem, junge Menschen für die Physik zu<br />
begeistern. Einer der Wege zum Erfolg könnte über das Interesse an<br />
moderner naturwissenschaftlicher Forschung und die geeignete Aufarbeitung<br />
dieser Themen für den Physikunterricht führen. Im Rahmen fachdidaktischer<br />
Forschung wird exemplarisch am Großforschungsprojekt SO-<br />
FIA untersucht werden, inwieweit sich das z.Z. bestehende Fortbildungsund<br />
Materialangebot (Education and Public Outreach: EPO) mit den<br />
Bedürfnissen von Lehrern und Schülern deckt. Es wird ein Konzept<br />
entwickelt, in dessen Rahmen die Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes<br />
neuer Medien wie “Interaktiver Bildschirm-Experimente“ (IBEs)<br />
hinsichtlich einer Motivation und Unterstützung zum selbsterarbeitenden<br />
Lernen für Lehrer und Schüler berücksichtigt werden. Das Konzept und<br />
erste Ergebnisse werden präsentiert.<br />
DD 4.3 Mi 11:55 N 3130<br />
Lehrer-Ausbildung im Physikalischen Praktikum zu<br />
fachübergreifenden und fächerverbindenden Unterrichtsinhalten<br />
— Stephan Stein 1 , Wolfgang Treffeisen 2 , Heike<br />
Theyßen 3 und Dieter Schumacher 3 — 1 Studienseminar Krefeld<br />
— 2 Studienseminar Neuss — 3 Physikalische Grundpraktika,<br />
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf<br />
Von den Physikalischen Grundpraktika der Heinrich-Heine-Universität<br />
Düsseldorf und den Studienseminaren Krefeld und Neuss werden im<br />
Rahmen einer Kooperation Workshops zum fachübergreifenden und<br />
fächerverbindenden Unterricht innerhalb der Naturwissenschaften angeboten<br />
(siehe auch http://www.phys-prak.uni-duesseldorf.de/LAPP/).<br />
Zieldieser Workshops ist es, Versuche aus dem Physikpraktikum für Studierende<br />
der Medizin für den Unterrichtseinsatz aufzubereiten. Adressaten<br />
sind in erster Linie Referendare mit den Fächern Physik oder Biologie<br />
aber auch interessierte Fachlehrer. Im Vortrag werden Konzept und Inhalte<br />
der Workshops sowie erste Erfahrungen mit dem Unterrichtseinsatz<br />
vorgestellt.<br />
DD 4.4 Mi 12:15 N 3130<br />
Studienintegriertes Halbjahresschulpraktikum in Bremen —<br />
Thomas Ziemer, Hannelore Schwedes und Bettina Hoeltje<br />
— Institut fuer Didaktik der Physik 28359 Bremen<br />
Dieses Jahr wird ein 20 Wochen (a 20 Stunden) umfassendes Schulpraktikum<br />
in Bremen fuer LehramtsstudentInnen (Sek.II, I), die im 5.<br />
Semester sind, obligatorisch. Gegenueber der bisherigen Praxis der an<br />
der Universitaet vorbereiteten und in Schulen durchgefuehrten Unterrichtseinheiten,<br />
soll dies auch angehenden PhysiklehrerInnen intensivere<br />
Erfahrungen mit der Schulwirklichkeit ermoeglichen. Das Konzept<br />
des Halbjahrespraktikums (apprenticeship-Ansatz) soll vorgestellt werden.<br />
Es wird ueber Erfahrungen von StudentInnen einer Pilotgruppe<br />
(n=11), der auch Studentinnen mit naturwissenschaftlichen Faechern angehoerten,<br />
berichtet. Diese wurden im Sinne der Aktionsforschung begleitet.<br />
Eine erste Auswertung von Interviews, Seminarprotokollen, Tagebuechern<br />
etc. lieferte Zusammenhaenge, inwiefern z.B. Teilkompetenzen<br />
fuer den Lehrerberuf durch welches Tun in der Schule gelernt werden<br />
konnten. Wie sollten zukuenftig die Lehrveranstaltungen gestaltet werden,<br />
um die Lernerfahrungen der PraktikantInnen durch Theorien und<br />
Erfahrungsreflexion zu foerdern? Welche Bedingungen erwiesen sich bei<br />
der schulinternen Betreuung durch MentorInnen als guenstig und welche<br />
Probleme konnten bei der engeren Vernetzung beider Systeme festgestellt<br />
werden? Fuer den ersten obligatorischen Durchgang wird eine quantitative<br />
Evaluation vorbereitet.<br />
DD 4.5 Mi 14:15 N 3130<br />
Lehrgrenzen - Lernhürden? — Hilde Köster —Didaktikdes<br />
Sachunterrichts, Universiät Essen<br />
Persönliche Vorlieben, Abneigungen und Vorerfahrungen fließen in die<br />
Planung von Sachunterricht mit ein. Sie stellen natürliche Grenzen für<br />
viele Bereiche dar, in denen die Kompetenz oder das Interesse der Lehrperson<br />
fehlen. Grenzen werden aber auch durch Ansprüche an ’guten’<br />
Unterricht gezogen, wenn dieser als lernzielorientierter Unterricht verstanden<br />
wird, in dem Gegenstände nur aus einer bestimmten Perspektive<br />
betrachtet werden. Auch didaktisch vorstrukturiertes Lehr- und Lernmaterial<br />
modelliert Unterricht so, dass Kindern wichtige Erfahrungsräume<br />
vorenthalten bleiben.<br />
Die skizzierten ’Lehrgrenzen’ führen auch dazu, dass die von Lehrerinnen<br />
und Lehrern ungeliebten Inhalte, zu denen immer mehr die<br />
naturwissenschaftlich-technischen Inhalte gehören, aus dem Sachunterricht<br />
verschwinden.
Didaktik der Physik Mittwoch<br />
DD 4.6 Mi 14:35 N 3130<br />
Das Leitbild der nachhaltigen Entwicklung und die Ansprueche<br />
an die Lehreraus- und fortbildung — Gerd Riedl — Martin-<br />
Luther-Universitaet Halle-Wittenberg, FB Physik, FG Didaktik der Physik;<br />
Hoher Weg 8; 06120 Halle<br />
In der AGENDA 21 der Vereinten Nationen wurde eine Neuausrichtung<br />
der Bildung auf eine nachhaltige Entwicklung gefordert. Das Verstehen<br />
des oekologischen Schluesselprinzips der Vernetzung setzt bei den Menschen<br />
die Faehigkeit des Denkens in Zusammenhaengen voraus. Daraus<br />
leitet sich die Notwendigkeit ab, ueber Inhalte und Lehrformen in der<br />
Aus- und Fortbildung von Lehrkraeften neu nachzudenken. Vorgestellt<br />
werden Lehrangebote aus der fachdidaktischen Ausbildung und aus dem<br />
erziehungswissenschaftlichen Begleitstudium an der Universitaet Halle-<br />
Wittenberg.<br />
DD 4.7 Mi 14:55 N 3130<br />
Situiertes Lernen in fachdidaktischen Lern-Lehr-<br />
Veranstaltungen — Peter Labudde — Peter Labudde,<br />
Universitaet Bern, Hoeheres Lehramt, Postfach, CH-3000 Bern 9,<br />
Schweiz<br />
Angehende Physiklehrkraefte arbeiten waehrend der Ausbildung in<br />
Universitaet und Seminar an ihrem professionellen Selbst und dem paedagogischen<br />
Handlungsrepertoire, an ihren Bildern vom Lernen und Lehren.<br />
Wie koennen wir als Physikdidaktiker oder Fachleiterinnen guenstige<br />
Voraussetzungen fuer diese Arbeit schaffen? Basierend auf einem konstruktivistischen<br />
Ansatz wird ein Modell entwickelt, das sieben Lernangebote<br />
umfasst: vergangene und aktuelle autobiographische Beispiele aufar-<br />
DD 5 Klassische Physik in der Lehre<br />
beiten; naturwissenschaftliche Unterrichtsbeispiele in der Rolle der Lernenden<br />
erleben und reflektieren; bei Lehrkraeften mit verschiedensten<br />
paedagogischen Stilen hospitieren; Unterrichtseinheiten im Rahmen von<br />
Miniaturen bzw. Projekten entwickeln, erproben und evaluieren; fachdidaktische<br />
Literatur erarbeiten; in Wissensbildungsgemeinschaften Unterrichtskonzepte<br />
entwickeln und verarbeiten. Im exemplarischen Sinn wird<br />
das zweite Lernangebot, die naturwissenschaftlichen Unterrichtsbeispiele,<br />
anhand konkreter Einheiten aus den eigenen Lern-Lehr-Veranstaltungen<br />
ausfuehrlicher beschrieben.<br />
DD 4.8 Mi 15:15 N 3130<br />
Thermodynamik - Lernprozessorientiertes Design eines Kurses<br />
für Lehramtsstudenten — Gesche Pospiech 1 und Manuela<br />
Welzel 2 — 1 Universität Frankfurt, Postfach 111932, 60054 Frankfurt<br />
— 2 Pädagogische Hochschule Heidelberg, Keplerstr. 87, 69120 Heidelberg<br />
Die Gestaltung von Kursen für Lehramtsstudenten soll im Hinblick auf<br />
den zukünftigen Nutzen für die Schulpraxis mehreren Kriterien genügen:<br />
Von den Lehrzielen her soll u.a. Verständnis für physikalische Zusammenhänge<br />
vermittelt und die mündliche Ausdrucksfähigkeit in physikalischen<br />
Darstellungen geschult werden. Diese Ziele werden um so besser<br />
erreicht, je mehr die Interessen der Studierenden berücksichtigt und ihre<br />
individuellen Lernprozesse beachtet und stimuliert werden. Eine entsprechende<br />
Unterrichtsfolge zur Thermodynamik mit einem Schwerpunkt auf<br />
der Behandlung von Phasenübergängen, die Alltagsphänomene als Ausgangspunkt<br />
wählte, wurde an der Universität Frankfurt erprobt und evaluiert.<br />
Zeit: Mittwoch 11:15–12:35 Raum: N 3380<br />
DD 5.1 Mi 11:15 N 3380<br />
Altlasten und neue Ideen in Elektrizitätslehre und Elektrodynamik<br />
— Andreas Mueller — Inst. f. Physik, U Landau, Im Fort<br />
7, 76829 Landau<br />
In Anlehnung an eine bekannte Serie in der Zeitschrift ”Physik in der<br />
Schule” zu irreführenden und fehlerhaften Erklärungstraditionen in der<br />
Physik werden einige einschlägige Beispiele vorgestellt und geklärt, u.a.<br />
zum Faradayschen Käfig. Ausserdem werden einige neue Experimentiervorschläge<br />
und Aufgabenstellungen vorgestellt, u.a. zum ”Geheimnis<br />
der leuchtenden Gurke”. Anhand der genannten Beispiele werden sowohlKritik<br />
und Selbstkritik an festgefahrenen Erklärungsmustern wie<br />
Innovation bei Versuchen, Aufgaben u.a. als wichtige Komponenten des<br />
professionellen Selbstverständnis der Physikdidaktik zur Diskussion gestellt.<br />
Beides erzeugt neues oder erneuertes Wissen, und es wird weiter<br />
zur Diskussion gestellt, was den Austausch desselben fürdert und was ihn<br />
hemmt.<br />
DD 5.2 Mi 11:35 N 3380<br />
Plädoyer für die Wiedereinführung der magnetischen Polstärke<br />
— A. Ziegler —Universität Frankfurt<br />
Die Polstärke oder magnetische Ladung ist vollständig aus den<br />
Physiklehrbüchern verschwunden zugunsten einer Darstellung, die<br />
magnetische Phänomene von vornherein auf elektrische Ströme<br />
zurückführt.<br />
Demgegenüber wird hier die Ansicht vertreten, daß vom didaktischen<br />
Gesichtspunkt die Vorteile des Zugangs über die magnetische Polstärke<br />
deren Nachteile deutlich überwiegen. Ein wichtiger Vorteilist die<br />
vollständige Analogie zu den Begriffsbildungen beim elektrischen Feld,<br />
was angesichts des noch unsicheren Verständnis eines Feldes von großer<br />
Bedeutung ist. Die Einführung über die Lorentzkraft ist kompliziert<br />
und wirft vor allem bei der Festlegung der Feldrichtung Probleme auf.<br />
Ein zweiter Vorteilist der Einklang mit der – historisch bedingten –<br />
Nomenklatur. Es wird weiterhin dargelegt, wie der – nun potentiell<br />
problematische – Übergang zu von Strömen erzeugten Magnetfeldern<br />
ohne begriffliche Härten vollzogen werden kann. An dieser Stelle bietet<br />
es sich zudem an, die geschichtliche Bedingtheit von Physik in Form<br />
der Romantik in der Physik und des Kuhnschen Paradigmenwechsels<br />
anzusprechen.<br />
[1] siehe Literaturliste in Physik in der Schule 37 1 (1999)<br />
DD 5.3 Mi 11:55 N 3380<br />
Strahlungsgesetz und Augenempfindlichkeit:Bemerkungen zu<br />
einer klassischen Fehlinterpretation — Michael Vollmer<br />
— FH Brandenburg, Magdeburger Strasse 50, 14770 Brandenburg,<br />
vollmer@fh-brandenburg.de<br />
In Schule und gelegentlich auch Hochschule wird bei Behandlung<br />
der Gesetze der Schwarzkörperstrahlung häufig das Sonnenspektrum als<br />
Funktion der Wellenlänge diskutiert und der Bezug zur Hellempfindlichkeit<br />
des menschlichen Auges hergestellt. Als Begründung für das Auftreten<br />
der jeweiligen Maxima in ähnlichen Wellenlängenbereichen wird<br />
häufig das Stichwort Evolution genannt: das menschliche Auge hätte<br />
seine Empfindlichkeit für das Spektrum des Sonnenlichts optimiert. Es<br />
lässt sich einfach zeigen, dass diese Aussage falsch ist und die teilweise<br />
Übereinstimmung von Sonnenspektrum und Augenempfindlichkeit in<br />
der Wellenlängendarstellung somit rein zufällig ist. Ursache ist das unterschiedliche<br />
Verhalten von Verteilungsfunktionen (Temperaturstrahlung,<br />
Maxwell-Verteilung,...) und normalen Funktionen (Absorptionsbanden,<br />
Augenempfindlichkeit,...) in der Physik. Besonderes Augenmerk wird<br />
gerichtet auf problematische Interpretationen, insbesondere Rückschlüsse<br />
auf spektralen Überlapp von Verteilungsfunktionen mit normalen Funktionen.<br />
DD 5.4 Mi 12:15 N 3380<br />
Wie eine ungeschickt gestellte Frage ungelegene Antworten verursacht,<br />
am Beispiel der erzwungenen Schwingungen — F.<br />
Herrmann und H. Hauptmann — Abteilung für Didaktik der Physik,<br />
Universität, 76128 Karlsruhe<br />
Die Frage, die man gewöhnlich an den Anfang der Untersuchung der<br />
mechanischen Resonanz stellt, lautet etwa so: “Wie reagiert die Amplitude<br />
des Schwingers auf eine harmonische Erregerkraft?”<br />
Die Antwort auf die Frage ist in verschiedener Hinsicht überraschend<br />
und nicht ganz willkommen. So liegt das Maximum der Resonanzkurve<br />
nicht da, wo man es gern hätte. Auch kommt es etwas ungelegen,<br />
dass die Schwingungsamplitude für ω = 0 nicht null wird. Was soll man<br />
schliesslich von dem Wert π/2 für die Phasendifferenz zwischen Erreger<br />
und Schwinger halten?<br />
Der ganze Spuk verschwindet, wenn man nur die Frage anders stellt,<br />
nämlich so: “Wie ist der Energiefluss in das System hinein als Funktion<br />
der Frequenz?” Im Vortrag wird gezeigt, wie sich die zitierten Besonderheiten<br />
auf überraschende Art auflösen.
Didaktik der Physik Mittwoch<br />
DD 6 Fachübergreifende Aspekte I<br />
Zeit: Mittwoch 14:15–15:35 Raum: N 3380<br />
DD 6.1 Mi 14:15 N 3380<br />
Vom Kochtopf zur Estonia: Auftrieb und Stabilitaet des<br />
Schwimmens — Alfred Pflug — Lehrstuhlfuer Didaktik der<br />
Physik, FB 2 Physik, Universitaet Dortmund, 44225 DORTMUND<br />
Warum schwimmen Knoedelund Spaetzle im siedenden Wasser<br />
hoch,wenn sie gar sind, waehrend Nudeln zwar im Wasser quellen, aber<br />
stets am Boden des Kochtopfes liegen bleiben, sodass in diesem Fall die<br />
Garzeit angegeben werden muss? Neben solchen Fragen kontextorientierter<br />
Physik in der Kueche werden Aspekte der Stabilitaet des Schwimmens<br />
betrachtet,die eine praktische Bedeutung fuer die Schifffahrt besitzen:<br />
Autofaehren mit einem relativ zu ihrem Tief- gang großer Hoehe<br />
und vergleichsweise geringer Breite, die also in engen und seichten Hafenbecken<br />
ankern koennen, werden mit Brettern verglichen,die äufrecht”<br />
schwimmen. Das ist bei genuegend gerin- ger mittlerer Massendichte<br />
zwar moeglich, der Stabilitaetsbereich dieser Gleichgewichtslage ist allerdings<br />
stark eingeschraenkt und nimmt zusaetzlich weiter ab, wenn<br />
die ”Ladung” nicht starr mit dem Schiff verbunden ist(etwa bei einem<br />
Wassereinbruch wie beim Unter- gang der Ostseefaehre Estonia). In einem<br />
sehr engen Dichtebereich schwimmender, homogener quadratischer<br />
Balken tritt sogar eine spon- tane Symmetriebrechung auf und die (bis<br />
auf Spiegelung einzige!) stabile Schwimmlage besitzt ”Schlagseite”! Die<br />
meisten Effekte wer- den sowohltheoretisch berechnet als auch praktisch<br />
demonstriert.<br />
DD 6.2 Mi 14:35 N 3380<br />
Einfuehrung des Energiebegriffs mit Hilfe menschlicher Sinnesorgane<br />
— Hans-Otto Carmesin — Hohenwedeler Weg 136, 21682<br />
Stade<br />
Die Energie kann nicht durch ein einzelnes Messverfahren operationalisert<br />
werden, da sie in unterschiedlichsten Formen vorkommt. So kommt<br />
es, dass Schueler oft die Energie unzureichend von der Kraft unterscheiden.<br />
Bei der vorgestellten Einfuehrung gehe ich von der Tatsache aus,<br />
dass Schall- sowie Lichtenergie proportional zur Schall- sowie Lichtintensitaet<br />
sind und daher beim Sehen und Hoeren unmittelbar empfunden<br />
werden. So koennen Schueler mit den schlichtesten experimentellen und<br />
denkerischen Mitteln den Energiebegriff qualitativ und quantitativ erfassen.<br />
Auch koennen sie Messgeraete durch Sinne ersetzen sowie die zum<br />
Hoeren, Sehen, Tasten und Temperaturempfinden noetigen Energien be-<br />
DD 7 Posterausstellung<br />
stimmen, miteinander vergleichen und beurteilen. Es werden Experimente<br />
vorgefuehrt und Ergebnisse einer Unterrichtseinheit praesentiert.<br />
DD 6.3 Mi 14:55 N 3380<br />
The HEMMKILL-Maschine - A Valve Stirred Version of The<br />
STIRLING-Motor for The Utilisation of Moderate Temperature<br />
Differences as Given By Geothermal and Solar Energy. —<br />
Hermann. M. M. KILLESREITER — Private Creations D-38678<br />
CLAUSTHAL-ZELLERFELD<br />
As an example for popular science terms will be regarded the PER-<br />
PETUUM MOBILE in an artificially constructed world, which finds<br />
in practice many machines using well-known so-called unlimited energy<br />
reservoirs[R. BECKER: Theory of Heat].<br />
Following this line and remembering the CARNOT-Process, there will<br />
be given an introduction into technically important phase diagrams of<br />
ACKERETT, KELLER, JOULE, LORENZ, STERLING and PHILIPS<br />
and be explained the thermodynamics of the HEMMKILL-Machine, the<br />
name of which arises from the author’s initials. Most importent is always<br />
the efficien- cy of machines, which has been derived as<br />
Eta = 1/[(Cv/R) ln(T1/To/lnV2/V1)+1].<br />
Finally, there will be outlined some technically possible applications<br />
using geothermal and solar ener- gy, last not least referring to the ocean<br />
as one of the infinite energy reservoirs. hmmk<br />
DD 6.4 Mi 15:15 N 3380<br />
Die neuzeitliche Physik - aus dem Geiste der Musik — H. Joachim<br />
Schlichting — Institut Didaktik der Physik / WWU Muenster<br />
Zwischen der Musik als akustischem Phaenomen und der physikalischen<br />
Forschung als einer Art Suche nach musikalischen Harmonien bestehen<br />
zahlreiche Beziehungen. Bei der Beschreibung von Musik und<br />
Musikinstrumenten spielt die Physik eine wichtige Rolle. Umgekehrt hat<br />
die Musik weit über rein metaphorische Bezuege hinausgehend vor allem<br />
in der revolutionären Phase, die der Ausbildung des Paradigmas der<br />
neuzeitlichen Physik vorausging, der physikalischen Forschung wichtige<br />
Impulse gegeben. Vor dem gemeinsamen kulturellen Hintergrund der<br />
Entwicklung von neuzeitlicher Musik und Physik sollen einige Aspekte<br />
dieser Beziehungen skizziert werden.<br />
Zeit: Donnerstag 11:15–12:30 Raum: Hinteres Foyer<br />
DD 7.1 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Alternative Lernformen im Physikunterricht — Rita Wodzinski<br />
—Universität Gesamthochschule Kassel<br />
Das Poster stellt die Konzeption eines fachdidaktischen Seminars im<br />
Rahmen der Lehramtsausbildung (SekI und II) an der Universität GH<br />
Kasselzum Thema alternative Lernformen im Physikunterricht zur Diskussion.<br />
Zieldes Seminars war, die Studierenden für Alternativen zum<br />
Frontalunterricht zu sensibilisieren und sie zu ermutigen, diese in ihrem<br />
späteren Physikunterricht verantwortungsvoll einzusetzen. Das Poster<br />
informiert über Inhalte der Veranstaltung sowie über Ergebnisse einer<br />
abschließenden Evaluation.<br />
DD 7.2 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Alternative Lernformen im Physikunterricht - Ergebnisse eines<br />
Seminars mit Lehramtsstudierenden — Rita Wodzinski —Universität<br />
Gesamthochschule Kassel<br />
Das Poster stellt die Konzeption eines fachdidaktischen Seminars im<br />
Rahmen der Lehramtsausbildung (SekI und II) an der Universität GH<br />
Kasselzum Thema alternative Lernformen im Physikunterricht zur Diskussion.<br />
Zieldes Seminars war, die Studierenden für Alternativen zum<br />
Frontalunterricht zu sensibilisieren und sie zu ermutigen, diese in ihrem<br />
späteren Physikunterricht verantwortungsvoll einzusetzen. Das Poster<br />
informiert über Inhalte und Ergebnisse einer abschließenden Evaluation<br />
der Veranstaltung.<br />
DD 7.3 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
JAPI – Eine Bibliothek zur plattform- und sprachunabhängigen<br />
Entwicklung grafischer Benutzeroberflächen — Merten Joost<br />
und Udo Backhaus —Universität Koblenz, Rheinau 1, 56075 Koblenz<br />
JAPI stellt eine Bibliothek dar, die es ermöglicht, sehr einfach grafische<br />
Benutzeroberflächen zu programmieren. Um einen möglichst großen Benutzerkreis<br />
anzusprechen, kann die Bibliothek unter verschiedenen Programmiersprachen<br />
genutzt werden.<br />
Auf dem Poster werden Aufbau und Inhalt der in dem gleichnamigen<br />
Vortrag vorgestellten Bibliothek detailliert dargestellt. In der Postersitzung<br />
wird darüber hinaus den Interessenten die Entwicklung mehrerer<br />
kleiner Beispielprogramme wahlweise in den Programmiersprachen Basic,<br />
Pascal, C oder Fortran vorgestellt. Die Programme werden anschließend<br />
auf einem Laptop demonstriert.<br />
Da die Bibliothek im Web frei verfügbar ist, kann jeder Interessierte<br />
sie sofort einsetzen. Im Web befindet sich zudem eine ausführliche<br />
Dokumentation.<br />
DD 7.4 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Konzepte zum Lehren und Lernen mit Interaktiven Bildschirmexperimenten<br />
— Jürgen Kirstein, Holger Dietz und Meike<br />
Zastrow —TUBerlin,PN1-1,Institutfür Fachdidaktik Physik und<br />
Lehrerbildung, Hardenbergstr. 36, 10623 Berlin<br />
Im Rahmen der fachdidaktischen Forschung zum Einsatz von<br />
Multimedia-Systemen für das Lehren und Lernen von Physik beschäftigt<br />
sich unsere Arbeitsgruppe mit neuen Konzepten zur multimedialen<br />
Repräsentation physikalischer Experimente in verschiedenen
Didaktik der Physik Donnerstag<br />
Lehr-Lern-Konzepten. Im Zusammenhang mit Untersuchungen zu<br />
didaktischen Anwendungen des am Institut für Fachdidaktik Physik und<br />
Lehrerbildung entwickelten neuen Unterrichtsmediums “Interaktives<br />
Bildschirmexperiment“ (IBE) wird eine Übersicht der folgenden<br />
Forschungsbereiche gegeben:<br />
1. Konzeption multimedialer Selbstlern-Module zur Ergänzung und<br />
Erweiterung physikalischer Experimente in Präsenzangeboten.<br />
2. Erschließung neuer Experimente in multiplen Kontexten (Alltag,<br />
Technik, Beruf) durch den Einsatz von Multimediatechnologie.<br />
3. Lehr-Lern-Strategien und Experiment-Repräsentationen im synchronen<br />
und asynchronen Tele-(Gruppen)Lernen virtueller Bildungsangebote.<br />
4. IBE basierte Lernumgebungen zur Vorbereitung Physikalischer<br />
Praktika.<br />
DD 7.5 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Chaos im Sonnensystem — Melanie Köhler, Volkhard Nordmeier<br />
und H. Joachim Schlichting — Institut für Didaktik der Physik<br />
/ WWU Münster<br />
Nachdem durch das kopernikanische System die Erde zum Planeten<br />
avancierte und damit die alte Sicherheit eines festen Grundes“ nicht<br />
”<br />
mehr gegeben war, beschäftigte die Physiker immer wieder die Frage<br />
nach der Stabilität des Planetensystems. Nachdem Laplace die Stabilität<br />
nachgewiesen zu haben glaubte, zeigte gegen Ende des 19. Jahrhunderts<br />
Poincare, dass selbst in einem Planetensystem aus drei Körpern chaotisches<br />
Verhalten eintreten kann.<br />
Im Rahmen der Untersuchung dynamischer Systeme hat man sich<br />
seit einigen Jahren dieser Problematik erneut angenommen und untersucht<br />
vor allem mit Computersimulationen, wie trügerisch die Vorstellung<br />
ist, dass die vollkommene Periodizität der Bewegungen immer so<br />
gewesen ist bzw. immer so bleibt. Am Beispiel des eingeschränkten<br />
Dreikörpersystems wird die Thematik mit Blick auf einen schulischen<br />
Zugang diskutiert.<br />
DD 7.6 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
SiNiS - Simulation Nichtlinearer Systeme — Oliver Busse,<br />
Volkhard Nordmeier und H. Joachim Schlichting — Institut<br />
für Didaktik der Physik / WWU Münster<br />
Vorgestellt wird das Softwarepaket SiNiS zur Modellbildung und Simulation<br />
Nichtlinearer Systeme. Mit SiNiS können typische chaotische<br />
Systeme wie das Lorenz- und das Rössler-System, der Toda-Oszillator,<br />
das Überschlags- und das Rotationspendel (Pohlsches Rad) hinsichtlich<br />
ihres dynamischen Verhaltens numerisch untersucht werden.<br />
DD 7.7 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Impulsströme in Tragwerken — F. Herrmann 1 und M. Grabois 2<br />
— 1 Abteilung für Didaktik der Physik, Universität, 76128 Karlsruhe —<br />
2 Facultad de Ingeniería Química, Universidad delLitoral, Santa Fe, Ar-<br />
gentina<br />
Wenn ein Körper auf einen anderen eine Kraft ausübt, ändert sich der<br />
Impuls beider Körper. Die Impulszunahme des einen Körpers ist gleich<br />
der Impulsabnahme des anderen. Diese Tatsache legt es nahe, Kräfte als<br />
Impulsströme zu interpretieren. Allerdings setzt eine solche Interpretation<br />
noch voraus, dass eine lokale Stromdichte definiert werden kann. Dass<br />
das tatsächlich möglich ist, zeigte 1908 Max Planck.<br />
Wir betrachten hier die Mechanik der Tragwerke, d. h. den Spezialfall,<br />
in dem der Impuls in diskreten Kanälen fließt (ähnlich wie Wasser<br />
in Flüssen oder elektrische Ladung in Drähten). Ströme lassen sich anschaulich<br />
graphisch darstellen durch ein Stromlinienbild. Da der Impuls<br />
eine Vektorgröße ist, braucht man für eine solche Darstellung drei Stromlinienbilder:<br />
eine für jede kartesische Komponente. Die hier dargestellten<br />
Systeme sind nur in zwei Richtungen ausgedehnt. Daher reichen zwei Bilder:<br />
eins für den Strom des x-Impulses und eins für den des y-Impulses.<br />
Alle Bilder können mit Hilfe weniger Regeln gezeichnet werden.<br />
DD 7.8 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Lichtfelder mit LightLab 2.0 — T. Wünscher, H. Hauptmann<br />
und F. Herrmann — Abteilung für Didaktik der Physik, Universität,<br />
76128 Karlsruhe<br />
Das interaktive Computerprogramm LightLab gestattet es, die Verteilung<br />
von Energiedichte und Energiestromdichte in inkohärenten Lichtverteilungen<br />
graphisch darzustellen. LighLab 2.0 ist nicht nur wesentlich<br />
bequemer und schneller als LightLab 1.0, es hat auch einige neue Funktionen.<br />
So kann man außer ebenen lambertschen Strahlern jetzt auch<br />
laserartige, sowie nahezu punktförmige Lichtquellen simulieren. Die Bei-<br />
spiele zeigen, dass das Programm besonders geeignet ist, den thermodynamischen<br />
Aspekt elektromagnetischer Felder zu veranschaulichen. Auch<br />
haben wir einen Effekt entdeckt, den mindestens wir bisher nicht kannten:<br />
Die gemittelte Energiestromdichte kann geschlossene Linien aufweisen, so<br />
wie man es von den Poyntingvektor-Feldlinien kennt.<br />
DD 7.9 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Optische Holographie ohne Schwingungsisolierung —<br />
Michaela Knittel und Gerhard Wäckerle — 2. Physikalisches<br />
Institut, Universität Stuttgart<br />
Im Rahmen einer Staatsexamensarbeit wurde ein Aufbau zur Aufnahme<br />
von Reflexionshologrammen entwickelt, bei dem auf die üblicherweise<br />
notwendige und kostenintensive Schwingungsisolierung vollständig verzichtet<br />
werden kann. Mit dem Aufbau ist es möglich in einem abdunkelbaren<br />
Raum auf einem normalen stabilen Tisch optische Hologramme<br />
handelsüblicher Qualität aufzunehmen. Dadurch kann eine Vorführung<br />
zur Hologramm-Entstehung und Rekonstruktion in Schule und Hochschulekostengünstig<br />
realisiert werden.<br />
Für die Hologramm-Aufnahme werden ausschliesslich ein He-Ne-Laser,<br />
eine kurzbrennweitige Aufweitungslinse und ein Spiegel, sowie holographische<br />
Silberhalogenid-Filme und geeignete Entwicklungschemikalien<br />
benötigt. Die verwendeten Komponenten werden beschrieben und einige<br />
Einsatzmöglichkeiten des Aufbaus an Schule und Hochschule vorgestellt.<br />
DD 7.10 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Messungen mit Kapazitätsdioden — Wolfgang Schenk, Dierk<br />
Kürschner und Sandro Wenzel —Fakultät für Physik und Geowissenschaften,<br />
Universität Leipzig<br />
Kapazitätsdioden, die man auch als Varaktoren (englisch varactors) bezeichnet,<br />
werden überwiegend zur Abstimmung von Schwingkreisen verwendet.<br />
In einem Versuch unseres Physikalischen Anfängerpraktikums<br />
werden neben der bei Kapazitätsdioden bekannten Abhängigkeit der<br />
Kapazität von der in Sperrichtung angelegten Spannung auch Messungen<br />
mit handelsüblichen Hochleistungs-Si-Dioden durchgeführt. Letztere<br />
werden zusammen mit einer Induktivität in einem Serienkreis vermessen.<br />
Dann kann durch die Bestimmung der Resonanzfrequenz in<br />
Abhängigkeit von der Diodensperrspannung die wirksame Diodenkapazität<br />
ermittelt werden, die sich unter Berücksichtigung einer spannungsabhängigen<br />
Sperrschichtkapazität und einer parasitären, konstanten Parallelkapazität<br />
ergibt. Mit dieser Korrektur erhält man vernünftige Werte<br />
für die Diffusionsspannung und die mittlere Ausdehnung der Raumladungszone.<br />
Zusätzlich sind mit dieser Versuchsanordnung Experimente<br />
zum nichtlinearen Schwingkreis möglich.<br />
DD 7.11 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Wirbelströme im Alltag aus der Sicht der Schulphysik<br />
— Gregor Grüning, Marcus Nientiedt und H. Joachim<br />
Schlichting —Universität Münster, Institut für Didaktik der Physik,<br />
Wilhelm-Klemm-Str. 10, 48149 Münster<br />
In zahlreichen technischen Anwendungen und Geräten (wie z.B. Tachometer,<br />
Induktionskochfeld, Wirbelstrombremse, Wechselstromzähler<br />
u.ä.) wird das physikalische Phänomen des Wirbelstroms ausgenutzt.<br />
Ausgehend von bekannten Wirbelstrom–Effekten, wie z.B. beim Waltenhofenschen<br />
Pendel werden einfach zu realisierende Modellversuche skizziert,<br />
die einen Zugang mit Mitteln der Schulphysik zu den technischen<br />
Anwendungen im Alltag ermöglichen.<br />
DD 7.12 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Infrarotfernbedienungen aus dem Blickwinkel der Schulphysik<br />
— Kai Sommerhage, Marcus Nientiedt und H. Joachim<br />
Schlichting —Universität Münster, Institut für Didaktik der Physik,<br />
Wilhelm-Klemm-Str. 10, 48149 Münster<br />
Infrarotfernbedienungen sind aus unserem Alltagsleben nicht wegzudenken.<br />
Am Beispiel einer HiFi-Fernbedienung sollen die Grundlagen der<br />
digitalen Informationsübertragung durch Infrarot(IR)–Strahlung schulgerecht<br />
skizziert werden. Dabei werden die übertragenen Daten mit kostengünstiger<br />
und einfacher Elektronik aus dem Versandhandel analysiert.<br />
Die unsichtbare Strahlung wird mit Hilfe eines Photoelementes und PC-<br />
Aktivboxen hörbar und damit sinnlich zugänglich gemacht. Aufgrund<br />
der Zeitauflösung von IR-Signalen im Bereich von einigen zehntel Millisekunden<br />
reichen zur genaueren Untersuchung der einzelnen Datenpakete<br />
PC–Soundkarten aus.
Didaktik der Physik Donnerstag<br />
DD 7.13 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Experimente zur Röntgencomputertomographie — Monika<br />
Hüther und Dieter Schumacher — Physikalische Grundpraktika,<br />
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf<br />
Zur Veranschaulichung der Entstehung eines Röntgencomputertomogrammes<br />
wurden zwei Modelle entwickelt: das Infrarotmodell und der<br />
Lasertomograph. Das Infrarotmodell ermöglicht qualitativ die Verdeutlichung<br />
der Unterschiede zwischen einer klassischen Röntgenaufnahme<br />
und einem Tomogramm. Mit Hilfe des Lasertomographen kann ein Tomogramm<br />
erstellt werden. Dabei werden die einzelnen Schritte ” von<br />
Hand“ durchgeführt.<br />
Beide Modelle sind leicht zu handhaben und einfach und preiswert<br />
nachzubauen. Dabei ist ein wesentlicher Punkt, daß sie ohne<br />
Röntgenstrahlung arbeiten. Der Einsatz ist sowohl in der Schule als<br />
auch in der Ausbildung von Medizinern möglich. Versuchsaufbauten,<br />
Meßergebnisse und Auswerteverfahren werden auf dem Poster erläutert.<br />
Detaillierte Anleitungen zum Nachbau sind auf CD-Rom erhältlich.<br />
DD 7.14 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Neuronale Integration am Axonhügel — Knut Neumann, Dieter<br />
Schumacher und Heike Theyßen — Physikalische Grundpraktika,<br />
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf<br />
Auf dem Poster wird eine Komponente, bestehend aus einer elektronischen<br />
Schaltung, vorgestellt, mit der das Verhalten des Axonh¨gels einer<br />
Nervenzelle veranschaulicht werden kann. Die beschriebene Komponente<br />
erweitert den bestehenden Versuch ” R-C-Schaltungen/Elektrotonus“<br />
aus dem Praktikum für Mediziner an der Heinrich-Heine-Universität<br />
Düsseldorf, der bereits im Rahmen der <strong>DPG</strong>-Tagung 1999 in Ludwigsburg<br />
dargestellt wurde. Die Kombination der Komponenten aus diesem<br />
Versuch, bestehend aus Widerständen und Kondensatoren, mit der vorgestellten<br />
Komponente ermöglicht es, die Neuronale Integration, also die<br />
Summation von Erregungen am Axonhügel einer Nervenzelle, zu simulieren.<br />
Dabei kann sowohldie zeitliche wie auch die räumliche Summation<br />
am Experiment verdeutlicht werden.<br />
Das Poster zeigt die wesentlichen physiologischen Grundlagen, beschreibt<br />
kurz den grundlegenden Praktikumsversuch, und stellt die<br />
Axonhügel-Komponente, sowie ihre verschiedenen Einsatzmöglichkeiten<br />
vor. Ein Versuchsaufbau steht für Experimente zur Verfügung, für Interessierte<br />
liegen Anleitungen zum Nachbau bereit.<br />
DD 7.15 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Wie entsteht Schall? Stationenarbeit zur Einführung in die<br />
Akustik — Sabine Kulow — Mont-Cenis-Gesamtschule Herne,<br />
Mont-Cenisstr. 180, 44627 Herne<br />
Die vorgestellte Stationenarbeit basiert auf einfachen Experimenten,<br />
die die Schülerinnen und Schüler (fast) ohne Hilfestellung durchfüren<br />
können. Dabei sammeln sie Erfahrungen, die zu einer physikalischen<br />
Erklärung der Schallentstehung hinführen.<br />
DD 7.16 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
An Examination of Optical Response of LED in Applied Electrical<br />
Signals — Spyros Louvros 1 , Stauros Kotsopoulos 2 ,<br />
George Economou 1 ,andDimitrios Zevgolis 1 — 1 Physics Dept.<br />
University of Patras, Greece — 2 Wireless Telecommunications Lab.<br />
Dept. of Electrical and Computer Eng. University of Patras, Greece<br />
Semiconductor devices have been used extensively in optoelectronics<br />
and communications. Lately semiconductor lasers have been proved to<br />
be the most promising devices for conversion of electrical-to-optical signals<br />
in optical communication networks. However light emitting diodes<br />
(LED) are the counterparts of electrical-to-optical conversion with moderate<br />
efficiency in bandwidth and bit rates compared to semiconductor<br />
lasers. Considering though the cost efficiency in an integrated network,<br />
LED is still superior. Hence it is worthwhile to examine the behavior of<br />
LED in order to use it as a cheap solution for electrical-to-optical conversion<br />
in moderate and short distances opticalcommunication networks.<br />
This paper presents an examination of the opticalresponse of LED in<br />
several applied electrical signals. The optical-to-electrical current ratio<br />
is used as the parameter of evaluation. This ratio represents the possible<br />
maximum bit rate for data transmission using LED and is proved<br />
to depend on the frequency of the applied signal. Most of the electrical<br />
signals are digital modulated carriers and they contain infinite harmonics<br />
according to Fourier analysis. This ratio is used as the criterion for<br />
the applied electrical signal with the higher bit rate for transmission in<br />
a communication network.<br />
DD 7.17 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Der ontologische Shift in den Konzepten der Physik des 20.<br />
Jahrhunderts — Michaela Horstendahl —Universität Ulm Seminar<br />
für Pädagogik 89069 Ulm<br />
Immer wieder findet sich in der fachdidaktischen Diskussion der Hinweis,<br />
dass es nicht gelingt, die Schülerinnen und Schüler von den Vorstellungen<br />
über klassischen Konzepte zu den Vorstellungen über Konzepte<br />
der modernen Physik zu führen. Die Schwierigkeit ist daran festzumachen,<br />
dass unter Beibehaltung der Bezeichnungen die Konzepte von Substanz,<br />
Energie usw. eine ontologische Reinterpretation erfahren. Des<br />
weiteren verschieben sich die ontologischen Prioritäten vom Teilchenzum<br />
Feldbegriff. In dem Poster sollen die wesentlichen Momente und<br />
Stationen des ontologischen Shifts dargestellt werden. Die Übersicht soll<br />
als Grundlage für mögliche Didaktisierungen des Feldbegriffs dienen, wie<br />
er in der modernen Physik zur Erklärung der physikalischer Phänomene<br />
Anwendung findet.<br />
DD 7.18 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Komplexe Zahlen und Exponentialfunktion — eine Kurz-<br />
Einführung — Lutz Polley — FB Physik, Universität Oldenburg,<br />
26111 Oldenburg<br />
Komplexe Zahlen und insbesondere die komplexe Exponentialfunktion<br />
gelten als schwerwiegendes Hindernis für “echte” Quantenmechanik<br />
auf dem Niveau der Schule und der Allgemeinbildung. Aus physikalischer<br />
Sicht ist dies äußerst unbefriedigend, weilpraktisch jeder Vorgang<br />
in der Natur (wie zeitliche Entwicklung, räumliche Verschiebung oder<br />
Drehung) auf der Überlagerung von “rotierenden Phasenfaktoren”, d.h.<br />
von komplexen Exponentialfunktionen, beruht. Auf dem Poster skizziere<br />
ich einen Zugang zu den komplexen Zahlen einschließlich der e-Funktion,<br />
der nicht schwieriger ist als die Zeigerdarstellung.<br />
DD 7.19 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Sehen und gesehen werden - Eine Einführung in die Optik anhand<br />
von Beispielen aus dem Straßenverkehr — Sabine Kulow<br />
— Mont-Cenis-Gesamtschule Herne, Mont-Cenisstr. 180, 44627 Herne<br />
Es wird eine Unterrichtsreihe vorgestellt, die die grundlegeneden Konzepte<br />
der geometrischen Optik in einem verkehrserzieherischen Kontext<br />
vermittelt.<br />
Durch die Anknüpfung an Alltagserfahrungen werden die Schülerinnen<br />
und Schüler für physikalische Fragestellungen sensibilisiert und interessiert,<br />
ohne dabei die sachgerechte Vermittlung des physikalischen Wissens<br />
zu vernachlässigen.<br />
DD 7.20 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Das Omega-Projekt: Fächerübergreifender Unterricht Physik-<br />
Arbeitslehre in einer 9. Hauptschulklasse — Hans Gerd Hegeler<br />
1 und Manuela Welzel 2 — 1 Hauptschule im Schulzentrum Edigheim,<br />
Mühlaustr. 51, 67069 Ludwigshafen — 2 Pädagogische Hochschule<br />
Heidelberg, Keplerstr. 87, 69120 Heidelberg<br />
Im Rahmen eines Projektes zur Analyse von Lehr-Lern-Prozessen in<br />
einem fächerübergreifenden Unterricht an einer Hauptschule wurde eine<br />
Unterrichtseinheit entwickelt, in deren Verlauf Schülerinnen und Schüler<br />
ein vielseitiges und interessantes elektrisches Gerät - die Omega-Box -<br />
selbständig bauen und daran physikalische und technische Inhalte lernen<br />
sollen. Im Herbst 2000 wurde diese Einheit erstmalig unterrichtet und<br />
mit der Videokamera beobachtet. In einem Poster wollen wir das Projekt<br />
und die zu bearbeitenden Forschungsfragen vorstellen.<br />
DD 7.21 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Raketenversuche ohne Feuer — Herbert Römer — Weidenweg<br />
15, 53227 Bonn<br />
Die älteste Anwendung des Rückstoßprinzips ist die Rakete. Die Demonstration<br />
mit Pulverraketen in geschlossenen Räumen ist aus Brandschutzgründen<br />
nicht möglich. Ein probater Ersatz ist ein Kaltgasantrieb:<br />
Ein Rohrstück (Pappe) wird mit 2 Ösen versehen und über einen gespannten<br />
Draht gehängt. Eine CO2- Patrone wird eingestzt und mit<br />
einem Feinbohrer angebohrt. Der Effekt ist überzeugend.<br />
Bisher lassen sich Nutzlasten nur mit mehrstufigen Raketen in den Orbit<br />
transportieren. Das Mehrstu- fenprinzip lässt sich mit in Rohrstücken<br />
gefesselten Spiral- federn demonstrieren, entweder drahtgeführt oder im<br />
Freiflug. Die 1. Stufe wird durch Lösen einer Arretierung gestartet. Die<br />
Feder der 2. Stufe wird mit einem Faden gefesselt, der im Aufstieg beim<br />
Passieren einer Schneide durchgetrennt oder mit einem Zünddraht durchgebrannt<br />
wird. Mit einer Amateur-Videokamera lässt sich in Zeitlupe die
Didaktik der Physik Donnerstag<br />
Stufentrennung besonders gut beobachten.<br />
DD 7.22 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
A Short PLANCK Memorial in Connection With Questioning<br />
The General Validity Of The DE BROGLIE Relation For<br />
Neutrons - With The Proposal of a Cone Model for Neutron<br />
Scattering. — Hermann M. M. KILLESREITER — Private Re-<br />
Creator D-38678 CLAUSTHAL-ZELLERFELD<br />
Scattering is usually described in terms of wave mechanics, and in<br />
cases such as the investigation of the positions of atomic nuclei neutron<br />
diffraction turned out to be one of the powerfulmeans.<br />
The recent PLANCK Centennialof THE <strong>DPG</strong> requires no further appreciation,<br />
however, in course of earlier classical calculations by GAMOW<br />
theory (1928) of the cross section for head-on collitions for p-Li-reactions,<br />
there arose the fact that the DE BROGLIE relation corresponds rather to<br />
an energy parameter than to an appearent wavelength. Moreover, thermalneutrons<br />
have with DE BROGLIE wavelengths, which are about 5 orders<br />
of magni- tude larger than the scattering nuclei. Therefore, a shadow<br />
image investigation similar to that of the field emission microscope of<br />
MUELLER has been proposed for transmission studies [KILLESRE-<br />
ITER, IOP SSPC WARWICK (1989) ANS11], as well as a Cone Model<br />
for scat- terd neutrons into and from a lattice, where conditions similar<br />
to BRAGG’s Law depend now like the equations of VON LAUE on all<br />
lattice parameters with running integers. hmmk<br />
DD 7.23 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
From The ORGAN CASTLE to A Rock ORGAN MODEL with<br />
JAMIN Tubes for the Depletion of Petroleum Reservoirs. —<br />
Hermann M. M. KILLESREITER — <strong>DPG</strong>-Mbr.-Private-Research<br />
D-38678 LAUSTHAL-ZELLERFELD<br />
Relation mania has since the late century been considered to be a<br />
mental illness because it enabled also for de-keying of the lan- guage of<br />
a distinct erudiation. However, it enabeled also for suggestions by analogy.<br />
Therefore,no wonder that not only the out- side view of churches<br />
represents a castle or fortress on the ground-plan of the Heaven’s Eagle,<br />
according to the hymn ’A Firm Fortress is OUR GOD!’, but that also<br />
most organs represent with their pedal towers as corner-pillars a castle<br />
or fortress. There- fore, it can be stated that the connexion between culture<br />
and cult created the most impressing monuments of arts and science.<br />
Some examples including music will be presented.<br />
The present contribution will, however, emphasize the importance of<br />
suggest- ions in natural sciences, and this will be outlined on the basis<br />
of earlier petroleum research[e.g. KILLESREITER: Ber.Bunsenges.<br />
DD 8 Computer im Physikunterricht II<br />
Phys.Chem.(1984)) with an ORGAN MODEL, derived for viscuous flow<br />
with the Laws of DARCY and of HAGEN-POISSEUILLE, but applied<br />
to field results published by J.J. TABER [J.Petrol.(1981)]. hmmk<br />
DD 7.24 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
Ein MEMENTO MORI zur Strahelnschutzaufklaerung durch<br />
visuelle Abschreckung. — Hermann M. M. KILLESREITER<br />
— Privatgelehrter D-38678 CLAUSTHAL-ZELLERFELD<br />
Vor gut 10 Jahren veraengstigte der Reaktorunfall in Tschernobyl Europa,<br />
wnngleich die Befuerchtungen benachbarter Staaten ueber- trieben<br />
und etwas entkraeftet wurden [e.g. KIEFER und KOELZER, Springer<br />
(1987)]. In einem GdCH-Tagungsbeitrag konnte der Author abschaetzen<br />
[KILLESREITER (1987)], dass im Vergleich zu den Be- lastungen im<br />
Rahmen der Nuklearmedizin auch dann fuer die BUNDES- REPUBLIK<br />
kein gefaehrdendes Strahlenrisiko bestanden haette, wenn sich alles Materialdes<br />
Reaktors nur auf diese verteilt haette.<br />
Nichtsdestoweniger fuehrten abschreckende Bilder zu erhoeh- tem Sicherheitsbeduerfnis,<br />
es ist aber mehr die Absicht dieses Beitrages,die Vorbilder<br />
visueller Abschreckung in Kunstwerken aufzuzeigen. Unter diesen<br />
nehmen die ALLEGORIEN eine besonderen Stellenwert ein, w e i l s i e<br />
einensublimenGedankenuebermitteln[vergl.<br />
E. BRIESSMANN, BECK.Rechtsberater im dtv.], der anhand einiger<br />
Beispiele nach erzieherischen Inhalten untersucht werden soll. Darunter<br />
wird auch das HARZSAGENKUNSTWERK von E. u. F. BERGMANN<br />
im RATHAUS von CLAUSTHAL-ZELLERFELD sein. hmmk<br />
DD 7.25 Do 11:15 Hinteres Foyer<br />
A Charge Carrier Model to describe the Flux from Education<br />
via Employment to retirement — Hermann M. M. Killesreiter<br />
— D-38678 Clausthal-Zellerfeld<br />
Relation mania has already since the 19th century been considered as<br />
mental illness becvause it enabled also to decode the language of a distinct<br />
erudiation. However, especially in natural sciences recognizing relations<br />
beween physicalobservations and mathemati- calrules is of great importance<br />
to discover new laws. This contribution will begin with earlier<br />
own research on the charge c arrier rate constants in sandwich systems<br />
with organic crystals [summary by P.S. VINCETT and G.G. ROBERTS,<br />
Thin Solid Films 68(1980)135]. From the principles and mathematics of<br />
photo- conductivity will be derived a model for employment in dependence<br />
on education , residence and recombination times of employment.<br />
Conditions will be derived from the aim of steady state condition (Ch.<br />
KITTEL:Introduction to Solid State Physics. 1966). hmmk<br />
Zeit: Donnerstag 14:15–15:15 Raum: H2<br />
DD 8.1 Do 14:15 H2<br />
Über die Anwendung dynamischer Geometrie-Software in der<br />
Strahlenoptik — Friedrich-Wilhelm Dustmann — Ypernstr.<br />
154, 57072 Siegen<br />
Am Beispielder dynamischen Geometrie-Software ”Java Sketchpad”<br />
wird gezeigt, wie ein solches modernes Hilfsmittel für den Geometrieunterricht<br />
auch bei der Vermittlung der Strahlenoptik eingesetzt werden<br />
kann. Da Java Sketchpad ein Java-Applet ist, kann es in HTML-Seiten<br />
eingebunden werden, so dass ein interaktives elektronisches Arbeitsblatt<br />
entsteht, das Aufgabenstellungen und Interaktionsmöglichkeiten enthält.<br />
Demonstriert werden u.a. Arbeitsblätter zum Brechungsgesetz, zur Abbildung<br />
mit Linsen und Hohlspiegeln, zum Strahlengang im Fernrohr und<br />
zum Regenbogen.<br />
DD 8.2 Do 14:35 H2<br />
Computeralgebrasysteme - Ein Weg in die Quantenphysik —<br />
Jochen Geppert und Wolfram Winnenburg —Universität Siegen<br />
Vorgestellt werden Erfahrungen in der Anwendung von Computeralgebrasystemen,<br />
- speziell MAPLE - in der Physikausbildung von Lehramtskandidaten<br />
der Sekundarstufe I und II. MAPLE bietet die Möglichkeit<br />
die Verbindung von Mathematik und Natur zu veranschaulichen ohne<br />
höhere Mathematikkentnisse vorauszusetzen.<br />
Als Beispiel wird die Erarbeitung des Tunneleffekts und seine Animation<br />
vorgestellt.<br />
DD 8.3 Do 14:55 H2<br />
Bildrekonstruktion durch Rückprojektion in Physik und Medizin<br />
— Roland Berger und Monika Ring — Schellingstraße 4,<br />
80799 München<br />
Herkömmliche Röntgenaufnahmen sind im Wesentlichen ein Schattenwurf<br />
der untersuchten Körperregion. Das Problem ist häufig, dass<br />
hintereinander liegende Strukturen nur schwer zu unterscheiden sind. Um<br />
eine verdeckungsfreie Querschnittsaufnahme zu erhalten, werden in der<br />
Röntgencomputertomographie derartige Schattenwürfe (Projektionen)<br />
aus vielen verschiedenen Richtungen erstellt. Bei der Rekonstruktion<br />
werden mit Hilfe des Verfahrens der Rückprojektion die gemessenen<br />
Projektionen jeweils über die Schicht gewissermaßen verschmiert und<br />
anschließend addiert. Eine Graukodierung dieser Information liefert das<br />
Querschnittsbild. Das Prinzip dieses Verfahrens ist auch auf Schulniveau<br />
recht einfach zu verstehen. Zur Unterstützung wurde im Rahmen einer<br />
Zulassungsarbeit das Lernprogramm CTSim erstellt, welches unter<br />
www.physik.uni-muenchen.de/didaktik/Computer/computer.htm kostenlos<br />
heruntergeladen werden kann. Das Verfahren der Rückprojektion<br />
wird nicht nur in der Medizintechnik verwendet, sondern z.B. auch<br />
in der so genannten Quantentomographie zur Bestimmung des quantenmechanischen<br />
Zustands eines Systems und in der Halbleiterphysik<br />
zur Darstellung der Ladungsträgerdichten. Im Vortrag werden diese<br />
Anwendungen kurz beschrieben und das Lernprogramm vorgestellt.
Didaktik der Physik Donnerstag<br />
DD 9 Experimente<br />
Zeit: Donnerstag 14:15–15:35 Raum: H3<br />
DD 9.1 Do 14:15 H3<br />
Überall Spektren... — H. Hauptmann und F. Herrmann —Abteilung<br />
für Didaktik der Physik, Universität, 76128 Karlsruhe<br />
Die harmonische Analyse beruht darauf, dass jede Funktion eindeutig<br />
in eine unendliche Summe harmonischer Funktionen zerlegt werden kann.<br />
Sie ist ein wichtiges Werkzeug der Physiker. Mit Hilfe des Computers ist<br />
dieses Werkzeug auch in der Schule leicht einsetzbar. Die Grundaussagen<br />
der Fourier-Analyse und ihrer Umkehrung, der Fourier-Synthese,<br />
können den Schülern anhand einfacher Beispiele demonstriert werden.<br />
Die tatsächliche Berechnung wird dem Rechner überlassen.<br />
Die harmonische Analyse hat im Unterricht viele interessante Anwendungsmöglichkeiten:<br />
– Akustik (Die Zusammenhänge zwischen Tonhöhe und Frequenz sowie<br />
Spektrum und Klangfarbe, ...)<br />
– Gekoppelte Schwingungen (Die Zahl der Schwinger ist gleich der Zahl<br />
der Eigenfrequenzen, ...)<br />
– Elektro-magnetische Wellen (Spektralanalyse, Radioempfang, ...)<br />
DD 9.2 Do 14:35 H3<br />
Visualisierung von Fourierreihen und Fouriertransformation —<br />
Bernd Lingelbach 1 , Dirk Spanuth 1 , Britta Neustadt 1 und<br />
Werner B. Schneider 2 — 1 FH-Aalen, Institut für Augenoptik, Außenstelle<br />
Leinroden — 2 Didaktik der Physik, Universität Erlangen-Nürnberg<br />
Fourierreihen und Fouriertransformation spielen in vielen Bereichen<br />
der Physik eine zentrale Rolle. In der Schule muss gewöhnlich auf eine<br />
Behandlung dieses wichtigen Themenbereichs verzichtet werden, da meistens<br />
die mathematischen Voraussetzungen fehlen. Wir möchten einen<br />
Ausweg vorstellen, bei dem Fouriertransformation und Fourieranalyse auf<br />
optischem Weg visualisiert werden. Das hierzu notwendige Hilfsmittel ist<br />
der aus der Augenoptik bekannte Maddoxzylinder, eine Anordnung von<br />
ca. 20 nebeneinander angeordneten Glasstäben (d=3-4mm, l=10cm),<br />
die wie eine kurzbrennweitige, lichtstarke Zylinderlinse wirkt. Sie macht<br />
DD 10 Lehr- und Lernforschung<br />
aus parallelem Licht einen Lichtstreifen senkrecht zu den Glasstäben.<br />
Neben Fouriersynthese und Analyse können noch mit dieser Anordnung<br />
das Gibb’sche Phänomen, die missing fundamentaloder die Entstehung<br />
von optischen Täuschungen (Mach’ sche Streifen und andere) visualisiert<br />
werden. Angaben zur Herstellung der benötigten Hilfsmittel beschließen<br />
den Vortrag.<br />
DD 9.3 Do 14:55 H3<br />
Stroboskopische Effekte — Otto Luehrs — Drusenheimer Weg<br />
130, 12349 Berlin<br />
Otto Luehrs, Deutsches Technikmuseum Berlin Das Stroboskop dient<br />
allgemein der Messung von Drehzahlen. Weitere Anwendungen finden<br />
sich im Unterhaltungssektor. Darueberhinaus lassen sich Experimente<br />
machen, die die Grenzen unseres Gesichtsinnes aufzeigen. Mit modernen<br />
Bauelementen werden stroboskopische Effekte erzeugt, die die Gebiete<br />
Wahrnehmung, Mathematik, Physik und Technik betreffen.<br />
DD 9.4 Do 15:15 H3<br />
Messung von Laserimpulsen im Nanosekundenbereich<br />
— Peter Brockhaus 1 und Hans Helmut Lewinsky 2 —<br />
1 Gierlichstrasse 20, 35683 Dillenburg — 2 Graefstrasse 39, 60054<br />
Frankfurt am Main<br />
Wegen seines durchschaubaren Aufbaus und seiner einfachen Arbeitsweise<br />
ist der Stickstofflaser besonders geeignet fuer den Unterricht in der<br />
Schule. Eine charakteristische Eigenschaft des Stickstofflaser sind seine<br />
sehr kurzen Laserimpulse. Eine besonders interessierte Schuelergruppe<br />
hat im Rahmen einer AG am Nachmittag die Laserimpulse eines selbst<br />
gebauten Stickstofflasers ausgemessen. Dazu wurde ein digitales Speicheroszilloskop<br />
zusammen mit einer selbst hergestellten Messzelle unter<br />
Verwendung einer schnellen PIN Photodiode verwendet, die speziell für<br />
den erforderlichen Messbereich gut geeignet ist. Erste Messungen ergaben,<br />
dass die Impulsdauer des Lasers kleiner als 4 ns ist.<br />
Zeit: Donnerstag 14:15–15:35 Raum: N 3130<br />
DD 10.1 Do 14:15 N 3130<br />
Physikunterricht erneuern I — Helmut Kühnelt 1 und Thomas<br />
Stern 2 — 1 Institut für Theor. Physik, Universität Wien — 2 Institut<br />
für Interdisziplinäre Forschung und Fortbildung Wien<br />
Im Gefolge von TIMSS sind ähnlich wie in der BRD schwere Defizite<br />
im mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterricht zu Tage<br />
getreten. Vom Bildungsministerium wurde ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt<br />
Innovations in Mathematics, Science and Technology<br />
Teaching (IMST2) in Auftrag gegeben, das in vier Schwerpunkten (S1:<br />
Höhere Grundbildung, S2: Entwicklung von Schwerpunktschulen, S3:<br />
Geschlechtssensibler Unterricht, S4: Fachdidaktische Entwicklung - eigenverantwortliches<br />
Lernen) zur Qualitätsentwicklung des mathematischnaturwissenschaftlichen<br />
Unterichts führen soll. Neben einem kurzen Projektüberblick<br />
sollen erste physikspezifische Erfahrungen vorgestellt werden.<br />
DD 10.2 Do 14:35 N 3130<br />
Physikunterricht erneuern II — Helga Stadler — Institut für<br />
Theor. Physik, Universität Wien<br />
Geschlechtssensibler Unterricht. - Individualisierung von Unterricht<br />
unter der ”Gender”-Perspektive.<br />
Das schlechte Abschneiden der Mädchen bei der TIMS-Studie hat das<br />
österreichische Bildungsministerium veranlaßt, diesem Thema einen eigenen<br />
Schwerpunkt innerhalb des IMST2 Programms zu widmen. Die Zielsetzungen<br />
dieses geleiteten Teilprogramms liegen zum einen im Bereich<br />
der Unterrichts- und Schulentwicklung, zum anderen in der LehrerInnenbildung<br />
(Entwicklung einer CD-Rom zur Fachdidaktik). Im Vortrag<br />
werden vor dem Hintergrund unserer theoretischen Ausgangsposition die<br />
einzelnen Teilbereiche des Programms beschrieben und erste Erfahrungen<br />
unserer Arbeit an den Schulen berichtet.<br />
DD 10.3 Do 14:55 N 3130<br />
Unterricht zur nichtlinearen Physik: Ergebnis einer Kooperation<br />
von Schulpraxis und fachdidaktischer Forschung — Michael<br />
Komorek, Dimitrios Stavrou und Reinders Duit — Institut fuer<br />
die Paedagogik der Naturwissenschaften, IPN, an der Universitaet Kiel<br />
Mit dem Forschungs- und Entwicklungsmodell der didaktische Rekonstruktion<br />
können Sachstrukturen für den naturwissenschaftlichen Unterricht<br />
entwickelt werden. Diese tragen den Belangen der Schülerinnen<br />
und Schüler Rechnung, indem sie auf Lernmöglichkeiten, Interessen und<br />
vorunterrichtliche Vorstellungen ausgerichtet und an den Zielen des naturwissenschaftlichen<br />
Unterrichts orientiert sind. Als Balance dazu wird<br />
den fachlichen Aspekten große Bedeutung zugemessen. In einem Projekt<br />
zur Didaktik der nichtlinearen Physik ist auf Basis dieses Modells ein Unterrichtsgang<br />
für den Grundkurs der gymnasialen Oberstufe entwickelt<br />
worden. Ein Lehrerarbeitskreis ist in die Entwicklung und Erprobung<br />
eingebunden, um eine praxisnahe Akzentuierung des Unterrichtskonzepts<br />
zu gewährleisten und um die begleitenden empirischen Untersuchungen<br />
in realen Umgebungen stattfinden zu lassen. Untersucht werden Lernprozesse<br />
der Schüler und Vorstellungsentwicklungen der Lehrer mit Hilfe<br />
von Fragebögen, Videobeobachtungen und Interviews. Im Vortrag werden<br />
die Resultate der Unterrichtsentwicklung und Forschungsergebnisse<br />
vorgestellt.<br />
DD 10.4 Do 15:15 N 3130<br />
Die Implementierung des Curriculums ”Naturwissenschaftlich<br />
Denken” in der Orientierungsstufe - Curriculare Vorgaben und<br />
deren Umsetzung durch die Lehrkräfte — Carola Hauk und<br />
Meike Fiedler — Institut fuer Didaktik der Physik, Universitaet Bremen,<br />
Fachbereich 1, Postfach 330 440, 28334 Bremen<br />
Seit Schuljahresbeginn 00/01 unterrichten Bremer Lehrerinnen und<br />
Lehrer das in England seit Jahren mit Erfolg erprobte Curriculum ”Naturwissenschaftlich<br />
Denken” (Science Thinking, CASE). Es hat hat zum
Didaktik der Physik Donnerstag<br />
Ziel, den Schülerinnen und Schülern anhand von Schülerexperimenten<br />
und Beispielen naturwissenschaftliche Methoden und Denkweisen zu vermitteln.<br />
Eine der wesentlichen Aufgaben der Lehrkräfte ist es, in Einzeloder<br />
Gruppengesprächen die Vorstellungen der Schülerinnen und Schüler<br />
zu hinterfragen und diese somit zum Nachdenken über Naturwissenschaf-<br />
DD 11 Quantenphysik in der Lehre<br />
ten anzuregen.Wie ist das Curriculum aufgebaut. ? Auf welchem theoretischen<br />
Hintergrund basiert es ? Wir gehen die Lehrkräfte mit den<br />
Curriculumvorgaben um ? Diese und andere Fragen sowie erste Ergebnisse<br />
von Unterrichtsanalysen werden vorgestellt.<br />
Zeit: Donnerstag 14:15–15:35 Raum: N 3380<br />
DD 11.1 Do 14:15 N 3380<br />
Interferometrie und Quanteninformation — Jochen Pade —<br />
Fachbereich Physik Universität Oldenburg 26111 Oldenburg<br />
Interferometrische Anordnungen ermöglichen auf einem einfachen Niveau<br />
einen klaren Zugang zu Grundproblemen der Quantenmechanik.<br />
Dies zeigt sich in der laufenden Debatte etwa bei den Themen ”Welle-<br />
Teilchen-Dualismus” und ”Meßproblem”(anhand der ”wechselwirkungsfreien”<br />
Messung), gilt aber auch für andere Begriffsbildungen und<br />
Phänomene der modernen Quantenmechanik bzw. speziell der Quanteninformation<br />
(Verschränkung, Quantenteleportation, Quantencomputer,<br />
Quantenkryptographie etc.). Im Vortrag sollen einige dieser Zusammenhänge<br />
dargestellt werden.<br />
DD 11.2 Do 14:35 N 3380<br />
Veranschaulichung von Definitionsbereichen quantenmechanischer<br />
Operatoren — Tomas Hahn — Lehrstuhlfür Didaktik der<br />
Physik, FB Physik, Universität Dortmund, 44221 Dortmund<br />
So wesentlich Definitionsbereiche zur Definition eines Operators<br />
gehören, so abstrakt sind sie auch. Durch eine Auswahlvon Funktionen<br />
des Hilbertraums der quadratsummablen Funktionen können Definitionsbereiche<br />
auf einer zweiparametrigen Indexebene beschrieben werden,<br />
indem Überlegungen zum Funktionenverhalten im Unendlichen und an<br />
Singularitäten schematisiert werden. Es lassen sich Schnittbereiche bilden<br />
und direkt Beispielfunktionen angeben.<br />
DD 11.3 Do 14:55 N 3380<br />
Kann Bohrs Atommodell ersetzt werden? — Franz Bader —<br />
Lichtenbergstr. 74, 71642 Ludwigsburg<br />
Medien und Physikbücher verbreiten auch heute noch das bohrsche<br />
Atommodell.Sollte man es nicht - unbeschadet seiner historischen Bedeutung<br />
- durch ein experimentell gewonnenes Bild vom eingefangenen<br />
Elektron ersetzen - und daran Ergebnisse der heutigen Quantenphysik<br />
schrittweise entwickeln?<br />
DD 11.4 Do 15:15 N 3380<br />
Der Teilchenbegriff im Lichte der Quantentheorie — Gesche<br />
Pospiech — Institut für Didaktik der Physik, Universität Frankfurt,<br />
Postfach 11 19 32, 60054 Frankfurt<br />
Der Atombegriff ist einer der ältesten archetypischen Vorstellungen der<br />
Menschen seit ihren ersten Versuchen einer rationalen Naturerklärung.<br />
Sie behandelt Atome als echte “Bausteine der Materie. Das Teilchen-<br />
”<br />
modell ist einer der ersten physikalischen Modellbegriffe, die Kinder in<br />
der Schule lernen. Dieses Sandkorn“- oder Baukasten“- Modell ist Kin-<br />
” ”<br />
dern so eingängig, daß sie es sich rasch zu eigen machen. Dennoch sind<br />
Fachdidaktiker oft unzufrieden mit der Modellausprägung, da einzelnen<br />
Teilchen oft makroskopische Eigenschaften zugeschrieben oder sie mit<br />
Kontinuumsvorstellungen vermischt werden. Vor dem Hintergrund der<br />
Aussagen der Quantentheorie wird überlegt, wie Kindern ein tragfähiger<br />
Teilchenbegriff vermittelt werden kann, der ihre intuitiven Vorstellungen<br />
ernst nimmt und zugleich offen ist für die Vertiefung in höheren Klassenstufen.<br />
DD 12 Physik im Alltag und in der Technik II<br />
Zeit: <strong>Freitag</strong> 11:15–12:35 Raum: H2<br />
DD 12.1 Fr 11:15 H2<br />
Wie viele Menschen haben die Pyramiden gebaut? – ein Fermi-<br />
Problem — Rainer Müller —Universität München<br />
Fermi-Probleme sind Aufgaben, in denen komplexe Sachverhalte mit<br />
einfachen Mitteln größenordnungsmäßig abgeschätzt werden. Als Beispieldafür,<br />
wie auf dieses Weise interessante Themen in den Physikunterricht<br />
eingebunden werden können, wird abgeschätzt, wie viele Menschen<br />
nötig waren, um die ägyptischen Pyramiden zu errichten.<br />
DD 12.2 Fr 11:35 H2<br />
Der Hubschrauber von Gabriel de La Landelle und Jules Verne<br />
— Fritz Siemsen und Isabelle Obry — Uni Frankfurt Institut für<br />
Didaktik der Physik Postfach 11 19 32 60054 Frankfurt<br />
Der erste öffentliche Aufstieg eines Heißluftballons der Gebrüder Montgolfier<br />
am 05.06.1783 löste einen Sturm der Begeisterung für die Ballonfahrt<br />
aus, der bis weit ins 19. Jahrhundert reichte. Es konnten jedoch<br />
auf Grund des Problems der Steuerung noch keine genau zielgerichteten<br />
Luftreisen durchgeführt werden.<br />
Gabriel de La Landelle der Freund Jules Vernes glaubte daher nicht<br />
an eine Luftfahrt mit Ballonen.Im Kampf gegen die Ballonfahrt setzte er<br />
sich für die Entwicklung von Fluggeräten ein, die schwerer als Luft sind.<br />
Nach dem Vorbild der Schiffsschraube glaubte er dabei insbesondere an<br />
die Kraft von Luftschrauben. In dem 1863 veröffentlichten Buch ” Aviation<br />
ou Navigation Aerinne“ (Paris:Dentu) beschrieb er ausführlich seine<br />
Vorstellungen über die Funktionsweise eines mit Luftschrauben betriebenen<br />
Luftschiffs, welches Inhalt dieses Vortrags sein wird.<br />
DD 12.3 Fr 11:55 H2<br />
Informelles Lernen im Universum Science Center Bremen —<br />
Kerstin Haller, Tobias Wolff und Gritta Veit-Köhler —<br />
Universum Science Center Bremen, Fahrenheitstr. 6 28359 Bremen<br />
Science Center haben sich weltweit als erfolgreiche Lern- und Erlebnisorte<br />
etabliert und stellen eine geeignete Ergänzung des Schulunterrichts<br />
dar. Am Beispiels des Universum Science Center Bremen wird gezeigt,<br />
wie informelles und individuelles Lernen durch erlebnisorientierte Exponate<br />
in einer übergeordneten Gesamtinszenierung ermöglicht wird. Weiterhin<br />
wird dargestellt, dass die Einbeziehung aller Sinne und die aktive<br />
Beteiligung eine Lernumgebung bilden, die von einem selbstbestimmten<br />
Zugang zu wissenschaftlichen Phänomen geprägt wird, und wie Computerprogramme<br />
in den Ausstellungen eine Vertiefung des wissenschaftlichen<br />
Kontextes ermöglichen.<br />
DD 12.4 Fr 12:15 H2<br />
Werkstattausstellung: Mensch , Natur und Physik. —<br />
Norbert Stuetzle und Gesche Pospiech — Institut fuer<br />
Didaktik der Physik, Postfach 111932, 60054 Frankfurt<br />
Das Institut fuer Didaktik der Physik nahm das Jahr der Physik 2000<br />
zum Anlass eine Werkstattausstellung vom 6.9.2000 bis zum 31.10.2000<br />
mit dem Thema: ”Mensch, Natur und Physik im Laufe der Jahrtausende”<br />
durchzufuehren. Hierbei wurden physikalisch - technische sowie<br />
astronomische Themen von Studentinnen und Studenten bearbeitet und<br />
in Form von Postern und kleinen Experimenten,die die Besucher selbst<br />
ausprobieren konnten, dargestellt. Die Ausstellung richtete sich in erster<br />
Linie an Schuelerinnen und Schueler der Sekundarstufe 1 und an interesierte<br />
Laien, die dieses Angebot in grosser Zahlannahmen.
Didaktik der Physik <strong>Freitag</strong><br />
DD 13 Praktikum/Vorlesung<br />
Zeit: <strong>Freitag</strong> 14:15–15:35 Raum: H2<br />
DD 13.1 Fr 14:15 H2<br />
Es gibt mehr zu sehen, als unsere Augen wahrnehmen - Sinnvoller<br />
Einsatz von Infrarotkameras in der Lehre — Michael<br />
Vollmer, Detlef Karstaedt, Klaus-Peter Moellmann und<br />
Frank Pinno — Physikalische Ingenieurwissenschaften, Fachhochschule<br />
Brandenburg, Magdeburgerstrasse 50, 14770 Brandenburg,<br />
vollmer@fh-brandenburg.de<br />
Eine Visualisierung komplexer physikalischer Vorgänge kann<br />
lernfördernd sein. Vor kurzem wurde gezeigt, dass sich hierfür<br />
bildgebende Verfahren im Infrarot sehr gut eignen [1-3]. Mittlerweile<br />
wurde eine grosse Zahl weiterer Beispiele aus allen Bereichen der Physik<br />
mit Hilfe von Infrarotkameras visualisiert. Neben der Präsentation<br />
anschaulicher Beispiele wird eine Nutzung im Physikunterricht<br />
diskutiert.<br />
[1] D. Karstädt, F. Pinno, K.P. Möllmann, M. Vollmer, Praxis der<br />
Naturwissenschaften Physik 5/48, 24-31 1999; vergl. auch Vorträge Didaktik<br />
der Physik, Ludwigsburg 1999<br />
[2] K.-P. Möllmann, M. Vollmer, Physikalische Blätter 56, 65-69 (September<br />
2000)<br />
[3]M.Vollmer,K.-P.Möllmann, F. Pinno, D. Karstädt, Physics on<br />
Stage, Genf, 11/ 2000<br />
DD 13.2 Fr 14:35 H2<br />
Interaktive Experimentieranleitung - Evaluation des Konzeptes<br />
zur Vorbereitung auf das Experimentieren mit Messgeräten<br />
im Physikalischen Praktikum — Meike Zastrow, Jörg Willer<br />
und Jürgen Kirstein — Technische Universität Berlin, Institut für<br />
Fachdidaktik Physik und Lehrerbildung, Sekr. PN 1-1, Hardenbergstr.<br />
36, 10623 Berlin<br />
Empirische Studien belegen Misserfolge der Studierenden im Physikalischen<br />
Praktikum vor allem beim Experimentieren mit Messgeräten.<br />
Demzufolge wurde als Ergänzung zur konventionellen Vorbereitung an<br />
der TU Berlin das Konzept der sogenannten Interaktiven Experimentieranleitung<br />
entwickelt und exemplarisch am Beispiel des Messgerätes<br />
Oszilloskop realisiert (www.ifpl.tu-berlin.de).<br />
Diese Interaktive Experimentieranleitung wurde im Wintersemester<br />
2000/2001 zur Vorbereitung auf das Physikalische Praktikum der TU<br />
Berlin eingesetzt. Im Rahmen einer wissenschaftlichen Begleitung wurde<br />
das neu entwickelte Verfahren action-tracking eingesetzt, eine Fragebogenerhebung<br />
durchgeführt sowie ein Teilder Studierenden im Praktikum<br />
DD 14 Multimedia im Physikunterricht I/II<br />
auf Video aufgezeichnet. Die Analyse der Daten sowie die ersten Ergebnisse<br />
und Folgerungen werden in diesem Vortrag vorgestellt.<br />
DD 13.3 Fr 14:55 H2<br />
Physik in 22 Stunden? - Aspekte bei der Zusammenstellung<br />
einer Vorlesung — Herbert Litschke — Gerhard-Mercator-<br />
Universität Duisburg, Didaktik der Physik, Lotharstr. 1, 47048 Duisburg<br />
Ziel einer Grundlagenvorlesung ist es, ”dem Studienanfänger eine<br />
möglichst klare und umfassende Einführung zu vermitteln, die ihm auch<br />
im späteren Studium noch nützt, ....” (Vorwort ”Gerthsen Physik”)<br />
Wir stellen uns der Aufgabe, einen Überblick über die Physik zusammenzustellen,<br />
der im Rahmen von 11 Vorlesungen + Übungsstunden wiedergegeben<br />
werden kann. Es soll so einem Wunsch entsprochen werden,<br />
der seitens des Fachbereichs Maschinenbau hinsichtlich der Studierenden<br />
im Grundstudium ausdrücklich an die Didaktik der Physik der Gerhard-<br />
Mercator-Universität Duisburg herangetragen wurde.<br />
Diese Aufgabe ist ein willkommener Anlass, darüber zu diskutieren,<br />
welche Inhalte des Fachs Physik aus der Sicht von uns Physikern für die<br />
naturwissenschaftliche Grundausbildung beispielsweise angehender Ingenieurinnen<br />
und Ingenieure als elementar gelten.<br />
DD 13.4 Fr 15:15 H2<br />
Konzept einer multimedialen Praktikumsvorbereitung —<br />
Sascha Spohr, Daniel Roth und Hans Jörg Jodl — FiPS,<br />
Fachbereich Physik, Universität Kaiserslautern, 67663 Kaiserslautern<br />
Die Erfahrungen der Betreuer und Leiter der physikalischen<br />
Anfängerpraktika zeigen, dass insbesondere Nebenfachstudenten<br />
schlecht auf die Versuche des Praktikums vorbereitet sind. Dies liegt oft<br />
daran, dass die Studenten weder Zeit noch eine besondere Motivation<br />
für das Praktikum haben. Studenten können sich aber auch in der<br />
Vorbereitung ein falsches Bild vom Versuchsaufbau machen und dann<br />
Schwierigkeiten haben, sich im Versuch zurechtzufinden.<br />
Der Vortrag soll anhand einer examplarischen Vorbereitung zum<br />
Versuch ”Viskosität” Möglichkeiten aufzeigen, wie mit Hilfe moderner<br />
Multimedia- und Internettechnologie die Vorbereitung auf das physikalische<br />
Anfängerpraktikum effektiver gestaltet und gesichert werden<br />
kann.<br />
Die examplarische Vorbereitung ist im Internet verfügbar:<br />
http://www.netzmedien.de/mmap/viskositaet<br />
Zeit: <strong>Freitag</strong> 11:15–15:35 Raum: H3<br />
DD 14.1 Fr 11:15 H3<br />
Fernbetreuung von Physikstudenten per Internet — Frank<br />
Schweickert und Hansjörg Jodl — FiPS - Fachbereich Physik, Universität<br />
Kaiserslautern, 67663 Kaiserslautern<br />
Eine wesentliche Aufgabe des Kaiserslauterer Physikfernstudiums<br />
FiPS ist es, den über ganz Deutschland verteilten Teilnehmern<br />
Möglichkeiten zum fachlichen und sozialen Austausch zu bieten.<br />
Dazu stehen eine Reihe internetbasierter Werkzeuge (Newsgruppen,<br />
ICQ, MS Netmeeting u.a.) zur Verfügung, deren Verwendbarkeit für<br />
der Physikfernlehre aufgrund der praktischen Erfahrungen im FiPS<br />
diskutiert wird.<br />
So zeigt eine Auswertung von Newsgruppen und protokollierten Chats,<br />
dass die erwarteten Behinderungen, z.B. beim Formelsatz, Skizzenzeichnen<br />
oder bei der kurzfristigen Verfügbarkeit von Gesprächspartnern, unproblematischer<br />
sind als etwa die Vermittlung von Erwartungshaltungen<br />
und Lernstrategien. Nach einer quantitativen und exemplarischen<br />
Schilderung der Kommunikation zwischen den Teilnehmern und mit den<br />
Betreuern werden die offenkundigen Bedürfnisse der Teilnehmer im Hinblick<br />
auf Technik und Betreuereinsatz zusammengefasst. Daraus lassen<br />
sich auch Anregungen für den Einsatz derartiger Kommunikationsmittel<br />
in der Präsenzlehre gewinnen.<br />
Die Organisation des Fernstudiums FiPS wird in einem eigenen Vortrag<br />
vorgestellt.<br />
DD 14.2 Fr 11:35 H3<br />
FiPS - Fernstudium Physik — Frank Schweickert und<br />
Hansjörg Jodl — FiPS - Fachbereich Physik, Universität Kaiserslautern,<br />
67663 Kaiserslautern<br />
Das Physikfernstudium ”Früheinstieg ins Physikstudium” (FiPS) der<br />
Universität Kaiserslautern bietet seit WS 1997 vornehmlich Wehr- und<br />
Zivildienstleistenden die Möglichkeit, bereits während ihrer Dienstzeit<br />
Übungsscheine zu den Anfängervorlesungen des Hauptfachstudiums der<br />
Physik zu erwerben.<br />
Dieser Vortrag skizziert die Entwicklung des Fernstudienbetriebs von<br />
der unorthodoxen Initiative des Fachbereichs über die intensive Entwicklungsphase<br />
im Rahmen eines BLK-Projekts bis hin zum angestrebten Regelbetrieb<br />
ab 2002. Einige Überlegungen zum didaktisch-methodischen<br />
Design müssen den realen Randbedingungen dieses Fernstudiums Rechnung<br />
tragen, sollen aber auch Ausblicke auf weiterführende Konzepte<br />
und Möglichkeiten bieten.<br />
Zwei Schwerpunkte während der dreijährigen Entwicklungsphase werdenineigenenVorträgen<br />
vorgestellt: der praktikable Einsatz von multimedialen<br />
Lehrmaterialien bei differenzierter Zielsetzung (D. Roth) und<br />
die effiziente, internetbasierte Fernbetreuung von Physikstudenten (F.<br />
Schweickert).<br />
Im Internet: http://fips-server.physik.uni-kl.de/fips
Didaktik der Physik <strong>Freitag</strong><br />
DD 14.3 Fr 11:55 H3<br />
Zur kognitiven Verarbeitung von Videosequenzen aus der Physik<br />
— Raimund Girwidz und Thilo Hemmert — Am Happach 67,<br />
97218 Gerbrunn<br />
Multimediaanwendungen arbeiten zunehmend auch mit Videosequenzen,<br />
in denen physikalische Inhalte dargestellt werden. Mit der heutigen<br />
Digitaltechnik wird die Aufnahme und Weiterbearbeitung von Filmen<br />
immer leichter. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für Lernmaterialien am<br />
Computer. Gleichzeitig stellen sich aber auch neue Anforderungen an<br />
die Lernenden.<br />
Ausgang waren Tests mit Physikstudenten des 1. und 2. Semesters.<br />
Gesucht wurde nach Grenzen bei der Aufnahme und Verarbeitung<br />
physikalisch relevanter Informationen aus Filmdarstellungen. Daran anknüpfend<br />
wurden Maßnahmen zur Strukturierung der Inhalte und zur<br />
Akzentuierung wichtiger Details entworfen und die Filme in Optimierungsstudien<br />
weiter angepasst.<br />
Die Probleme und Maßnahmen werden anhand verschiedener Computerfilme<br />
vorgestellt und diskutiert.<br />
DD 14.4 Fr 12:15 H3<br />
Multimedia Einsatz im Physik Fern- und Präsenzstudium —<br />
Daniel Roth und Hans Jörg Jodl — FiPS, Fachbereich Physik,<br />
Universität Kaiserslautern, 67663 Kaiserslautern<br />
FiPS ist der Früheinstieg ins Physikstudium des Fachbereichs Physik<br />
der Universität Kaiserslautern. Er ermöglicht Studenten das Internetund<br />
Multimedia-basierte Fernstudium der ersten beiden Semester der<br />
Physik.<br />
Zahlreiche Medien unterstützen dabei die Studenten und ermöglichen<br />
multimediale Übungsaufgaben: Applets und Physlets realisieren Simulationen<br />
komplexer Vorgänge, digitale Videos dokumentieren die Demonstrationsexperimente<br />
der Vorlesung, Interaktive Bildschirmexperimente<br />
ermöglichen das selbstständige Nachvollziehen realer Versuche und Freihandexperimente<br />
ermöglichen das Durchführen eigener Experimente.<br />
Im Vortrag wollen wir einen Überblick über den Multimediaeinsatz bei<br />
FiPS geben sowie unsere Erfahrungen schildern. Weiterführende Informationen<br />
zu FiPS erhalten Sie unter http://fips-server.physik.uni-kl.de<br />
DD 14.5 Fr 14:15 H3<br />
Multimediale Übungsaufgaben im Physikstudium — Maria<br />
Berbenni, Daniel Roth und Hans Jörg Jodl — FiPS, Fachbereich<br />
Physik, Universität Kaiserslautern, 67663 Kaiserslautern<br />
FiPS ist der Früheinstieg ins Physikstudium des Fachbereichs Physik<br />
der Universität Kaiserslautern. Er ermöglicht Studenten das Internetund<br />
Multimedia-basierte Fernstudium der ersten beiden Semester der<br />
Physik.<br />
DieinFiPSeingesetztenMedienwerdenauchindenÜbungsbetrieb<br />
von Fern- und Präsenzstudium integriert: Das wöchentlichzubearbeitende<br />
Übungsblatt enthält neben klassischen Rechenaufgaben eine multimediale<br />
Übungsaufgabe, basierend auf einer Simulation (Applet/Physlet),<br />
einem Videofilm, einem Interaktiven Bildschirmexperiment oder einem<br />
Freihandexperiment. Diese multimediale Übungsaufgabe kann auch in<br />
Form einer Teamworkaufgabe realisiert sein, in deren Verlauf die Ergebnisse<br />
der einzelnen Studenten integriert werden.<br />
Der Vortrag soll einen Überblick über den multimedialen<br />
Übungsbetrieb am Fachbereich Physik der Universität Kaiserslautern<br />
geben und Möeglichkeiten aufzeigen, mit Hilfe moderner<br />
Internettechnologie die Verwaltung des Übungsbetriebs für Lehrende<br />
und Lernende transparenter und effizienter zu gestalten.<br />
Weiterführende Informationen zu FiPS erhalten Sie unter http://fipsserver.physik.uni-kl.de<br />
DD 14.6 Fr 14:35 H3<br />
Integration eines Praktikumsversuches in eine hypermediale<br />
Lernumgebung mittels IBE‘s — Frank Möbius 1 und Heike<br />
Theyßen 2 — 1 Institut für Fachdidaktik Physik und Lehrerbildung,<br />
TU-Berlin — 2 Physikalische Grundpraktika, Heinrich-Heine-Universität<br />
Düsseldorf<br />
An der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf wird eine hypermediale<br />
Lernumgebung für Studierende der Medizin entwickelt, in die in hohem<br />
Maße Versuche des entsprechenden Praktikums integriert werden sollen.<br />
Vor diesem Hintergrund entstand in Kooperation mit der TU-Berlin ein<br />
IBE (Interaktives Bildschirmexperiment) zu einem Praktikumsversuch<br />
mit einem Kreislaufmodell. An diesem Beispiel sollen Möglichkeiten und<br />
Ziele multimedialer Repräsentationen von Praktikumsversuchen in hypermedialen<br />
Lernumgebungen diskutiert werden.<br />
DD 14.7 Fr 14:55 H3<br />
‘Eingangswissenstest Physik‘ zur Selbstbewertung durch die<br />
Studierenden — Günther Kurz und Heide Hübner —a: FH-<br />
Essslingen - Hochschule für Technk Esslingen<br />
Der tradierte Leistungsnachweis im deutschen Hochschulsystem ist zumeist<br />
eine schriftliche Prüfung. Eine Rückkopplung parallel zum Vorlesungsangebot,<br />
wie dies in bewerteten midterms der US Bachelor Studiengänge<br />
erfolgt, ist nicht vorgesehen. Um eine Positionsbestimmung<br />
zu ermöglichen und um das eigenständige Studieren zu fördern, wird eine<br />
Serie elektronisch aufbereiteter Tests zur Selbstbewertung mit dem<br />
Angebot ausführlicher Lösungs hilfen entwickelt. Um den Programmieraufwand<br />
zu reduzieren, wurden frühere Papier- und Bleistifttests<br />
in Multiple-Choice- Format umgesetzt. Die Entwicklung erfolgte unter<br />
ToolBook. Vor gestellt wird der Pilotmodul ‘Eingangswissenstest‘ mit<br />
insgesamt 60 Aufgaben aus den Bereichen ‘Mechanik‘, ‘Aufbau der Materie‘,<br />
‘Wärmelehre‘ und ‘ Elektrizität und Magnetismus‘. Um bei der<br />
vielbeschworenen Globalisierung des Studienangebots auch potentiellen<br />
Bewerbern aus englisch geprägten Bildungssystemen die erwarteten Vorkenntnisse<br />
für ein Ingenieurstudium vorzu stellen, wurde parallel auch eine<br />
englische Fassung entwickelt.In Arbeit sind für die Anfängervorlesung<br />
in Studiengängen der Ingenieurwissenschaften an Fachhochschulen Tests<br />
zur ‘Wärmelehre‘ und zur ‘Schwingungslehre‘.<br />
Das Projekt wird im Rahmen des Programms LARS vom MWK<br />
Baden- Württemberg gefördert.<br />
DD 14.8 Fr 15:15 H3<br />
Physlets - flexible Physiksimulationen für den webbasierten Unterricht<br />
— Frank Schweickert 1 , Wolfgang Christian 2 und<br />
Hansjörg Jodl 1 — 1 FiPS - Universität Kaiserslautern, 67663 Kaiserslautern<br />
— 2 Davidson College, North Carolina, U.S.A.<br />
Internettechnologie ermöglicht es nun auch Physiklehrern mit elementaren<br />
Programmierkenntnissen, kostenlos maßgeschneiderte Simulationsprogramme<br />
für ihren Unterricht zu erstellen. Wolfgang Christian am Davidson<br />
College, North Carolina, entwickelt konfigurierbare Java-Applets,<br />
Physlets(R), frei zum Herunterladen für nichtkommerzielle Zwecke. Neben<br />
einer technischen Orientierung sollen an dieser Stelle auch einige<br />
Anregungen zum praktischen Einsatz im Unterricht gegeben werden, der<br />
seinerseits Gegenstand fachdidaktischer Untersuchung sein kann.<br />
Physlets finden im Physikfernstudium FiPS der Universität Kaiserslautern<br />
Verwendung (Vortrag D. Roth). Darüberhinaus existieren international<br />
Webseiten mit Beispielen aus Mechanik, Elektromagnetismus, Optik,<br />
Kinetischer Gastheorie, Wellenlehre, Akustik u.a., die im einfachsten<br />
Fall direkt übernommen und ggf. leicht modifiziert werden können.<br />
Auf der deutschsprachigen Physlet-Homepage findet sich auch ein<br />
Online-Service, der es erlaubt, z.B. eine Simulation zur Optischen Bank<br />
interaktiv über ein Menü zusammenzustellen und das fertige Ergebnis<br />
als Webseite herunterzuladen.<br />
http://pen.physik.uni-kl.de/physlets
Didaktik der Physik <strong>Freitag</strong><br />
DD 15 Lehr- und Lernforschung II/III<br />
Zeit: <strong>Freitag</strong> 11:15–15:35 Raum: N 3130<br />
DD 15.1 Fr 11:15 N 3130<br />
Ein Physikbuch für Schüler? — E. Starauschek — Abteilung<br />
für Didaktik der Physik, Universität, 76128 Karlsruhe<br />
Nach den Untersuchungsergebnissen von Merzyn aus dem Jahre 1994<br />
werden die Physikbücher der Schüler in der Regel von den Lehrern zur<br />
Unterrichtsvorbereitung benutzt. Von Schülerseite werden sie meist als<br />
unverständlich eingeschätzt.<br />
Im Rahmen einer Evaluationsstudie zum Karlsruher Physikkurs wurde<br />
eine Kontrollgruppenuntersuchung zum Schulbuchgebrauch durchgeführt.<br />
Etwa 1000 Schüler des Gymnasiums der Mittelstufe in Baden-<br />
Württemberg nahmen an der Untersuchung teil.<br />
Es hat sich gezeigt, dass Schüler, die nach dem Karlsruher Physikkurs<br />
unterrichtet werden, ihr Buch häufiger benutzen als traditionell unterrichtete<br />
Schüler. Sie heben zudem die Eigenschaft der Verständlichkeit<br />
hervor.<br />
DD 15.2 Fr 11:35 N 3130<br />
Bedeutungsentwicklungen in einem analogieorientierten<br />
Elektrizitätslehre-Unterricht — Roland Paatz und Hannelore<br />
Schwedes — Institut für Didaktik der Physik, FB 1, Universität<br />
Bremen, Postfach 330440, 28334 Bremen<br />
Im Fokus dieses Projekts steht die Frage, was analogie-induzierte Lernprozesse<br />
von solchen unterscheidet, bei denen nicht auf analoge Erfahrungen<br />
zurückgegriffen werden kann. Dazu werden Bedeutungsentwicklungsprozesse<br />
von SchülerInnen in der Unterrichtseinheit Wasser und Strom<br />
untersucht. Im Unterricht wird zunächst der Basisbereich der Analogie,<br />
die Physik der Wasserstromkreise, konzeptuell entwickelt. Anschließend<br />
wird das erlernte Regelwerk auf den elektrischen Fall übertragen.<br />
Im Vortrag werden Analysen vorgestellt, die charakteristische Unterschiede<br />
hinsichtlich der Dynamiken von Bedeutungsentwicklungen in<br />
Basis- und Zielbereich zeigen - u.a. laufen analoge Bedeutungsentwicklungsschritte<br />
in kürzerer Zeit und häufig auf kognitiv höherem Niveau<br />
ab.<br />
Diese Ergebnisse werden weiter interpretiert, indem die mentale Repräsentation<br />
des Wassermodells einer Schülerin bei dessen maximalen<br />
Elaborationsgrad als relationales Netz angenommen wird. Nach Gentners<br />
Theorie zur Generierung und Nutzung von Analogien müssten für<br />
die Übertragung von Wissenselementen auf den Zielbereich diejenigen<br />
Elemente aus dem Basisbereich bevorzugt werden, die ein Höchstmaß an<br />
relationaler Struktur aufweisen. Es wird diskutiert, inwieweit die Empirie<br />
diese Annahme bestätigt.<br />
DD 15.3 Fr 11:55 N 3130<br />
Bestimmung der Brennweite dünner Linsen -Wie Studierende<br />
einen Praktikumsversuch durchführen- — Stefan von Aufschnaiter<br />
und Malte Mayer-Arndt — Uni Bremen NW1 Postfach<br />
330440 28334 Bremen<br />
Im Studienjahr 1997/98 haben wir die Studierenden der Produktionstechnik<br />
an der Universität Bremen bei der Durchführung der Versuche im<br />
Physikpraktikum kontinuierlich mit einer Videokamera beobachtet. Im<br />
Rahmen einer Dissertation wurden die Interaktionsprozesse zwischen den<br />
jeweiligen Betreuern (wissenschaftlichen Mitarbeitern) und den Studierenden<br />
analysiert. Im Vortrag soll dargestellt werden, welche Teilaufgaben<br />
die Studierenden im Versuch zur Bestimmung der Brennweite dünner<br />
Linsen tatsächlich bearbeiten, welchen Zeitaufwand dies erfordert und<br />
welche Arten von Interaktionsangeboten der Betreuer sie dabei nutzen.<br />
Es soll zur Diskussion gestellt werden, wie sich aus solchen Analysen<br />
Hypothesen für die Überarbeitung von Versuchsanleitungen entwickeln<br />
lassen.<br />
DD 15.4 Fr 12:15 N 3130<br />
Schülervorstellungen zur Holographie — Martin E. Horn und<br />
Helmut F. Mikelskis —Universität Potsdam, Institut für Physik,<br />
Am Neuen Palais 10, D - 14469 Potsdam.<br />
Ein Unterricht zur Holographie wird im Spannungsfeld von Strahlenmodell,<br />
Wellenmodell, Zeigermodell und Teilchenmodell stattfinden. In<br />
Abhängigkeit von Vorprägungen der Schülerinnen und Schüler sowie Lehrerintentionen<br />
und weiteren Parametern liefert er unterschiedlich akzentuierte<br />
Erklärungsmuster holographischer Effekte. In einem fragendentwickelnden<br />
Unterrichtsgespräch zu ausgewählten Gebieten der Interferenzoptik<br />
und speziell der Holographie mit nur schwacher Inter-<br />
vention seitens des Lehrers lassen sich zahlreiche Schülervorstellungen<br />
zur Interferenzoptik und zu unterschiedlichen Modellvorstellungen zum<br />
Licht identifizieren. Vertiefte Informationen liefern Schülerinterviews,<br />
in denen die aufgefundenen Konzepte hinterfragt werden. Wesentliche<br />
Schülervorstellungen, die im Rahmen der Hauptuntersuchung einer Promotionsarbeit<br />
erhoben wurden, werden in diesem Vortrag präsentiert und<br />
hinsichtlich ihrer didaktischen Konsequenzen analysiert.<br />
DD 15.5 Fr 14:15 N 3130<br />
Komplexität der Bedingungen für das Physiklernen mehr<br />
beachten - eine Aufgabe empirischer Didaktikforschung<br />
— Hansjoachim Lechner — Didaktik der Physik, Humboldt<br />
Universität Berlin<br />
In der gegenwärtigen Diskussion um eine Verbesserung der naturwissenschaftlichen<br />
Allge-meinbildung wird oft die Komplexität des Physiklernens<br />
nicht in die Betrachtung einbezogen. Dies führt dazu, dass<br />
durch isolierte Einzelaktivitäten versucht wird positive Veränderungen<br />
zu erreichen. Dies betrifft auch die Nutzung didaktischer Forschungsergebnisse.<br />
Folgerungen aus den oft notwendigerweise eingegrenzten Fragestellungen<br />
empirischer Didaktikforschung können nicht dauerhaft praxiswirksam<br />
umgesetzt werden, weildas komplexe Bedingungsgefüge im<br />
realen Lernprozess bei der Überführung in die Praxis vielfach zu wenig<br />
beachtet wird. Am Beispielder Untersuchung zur reflexiven Koedukation<br />
im Anfangsunterricht Physik soll aufgezeigt werden, welche Wirkungen<br />
die Beachtung unterschiedlicher Bedingungen auf das Interesse,<br />
das fachspezifische Selbstkonzept und die Einstellungen der Schülerinnen<br />
und Schüler hat. Im Mittelpunkt stehen Unterrichtsgestaltung und<br />
Lernumgebung.<br />
DD 15.6 Fr 14:35 N 3130<br />
Anfänge physikalischen Denkens - GrundschülerInnen erschließen<br />
Licht, Schatten und Sehen — Lydia Murmann und Hannelore<br />
Schwedes — Institut für Didaktik der Physik, NW1, Universität<br />
Bremen, Postfach 330440, 28334 Bremen<br />
SchülerInnen des vierten Schuljahres der Primarstufe wurden während<br />
einer Unterrichtseinheit zu Licht, Schatten und Sehen regelmäßig interviewt.<br />
In diesen Interviews erklärten sie Phänomene, trafen Vorhersagen<br />
und experimentierten mit unterschiedlichen Materialien.<br />
Thematisch bezogen sich die Interviews auf Mehrfachschatten, Streulichteffekte,<br />
den Schattenraum, physikalische und physiologische Aspekte<br />
von Sehen, farbige Schatten sowie die Räumlichkeit von Schatten.<br />
Die Handlungen und Äußerungen der SchülerInnen in diesen Interviews<br />
wurden vollständig videodokumentiert. Ausgewählte Interviewabschnitte<br />
wurden transkribiert und die (Sprech-) Handlungen der einzelnen<br />
SchülerInnen wurden auf der Bedeutungsebene inhaltlich rekonstruiert.<br />
Durch eine phänomenografische Analyse wurden qualitativ unterscheidbare<br />
Erlebensweisen der SchülerInnen zu jeweiligen Phänomenen festgestellt.<br />
Die Ergebnisse dieser Analysen liegen in Form von beschreibenden<br />
Kategoriensätzen zu jeweiligen Erlebensgegenständen vor. Sie werden im<br />
Vortrag beispielhaft dargestellt und hinsichtlich ihrer Relevanz für Lernen<br />
zum physikalischen Inhaltsbereich Licht diskutiert.<br />
DD 15.7 Fr 14:55 N 3130<br />
Wie lösen im Detail DiplomphysikerInnen physikalische Aufgaben?<br />
— Jutta Roth und Stefan von Aufschnaiter —Inst. für<br />
Didaktik der Physik, Universität Bremen<br />
In einer Serie von Laborstudien erforschen wir unterschiedlich fortgeschrittene<br />
Lernende und fertige DiplomphysikerInnen beim Lösen physikalischer<br />
Aufgaben. Im Fokus unserer Untersuchungen stehen die spezifischen<br />
Merkmale der Bedeutungsentwicklungsprozesse der Probanden,<br />
sowie die Auswirkungen von Vorerfahrung auf Bedeutungskonstruktionen.<br />
In diesem Beitrag wird die Untersuchung von DiplomphysikerInnen<br />
unterschiedlicher Spezialisierung vorgestellt. Diese wurden gebeten, in<br />
einer definierten Lernumgebung eine Reihe physikalischer Aufgaben zu<br />
lösen. Die Aufgaben aus dem Themenbereich Elektrostatik und Elektrodynamik<br />
waren kleinschrittig aufgebaut, zunehmend komplizierter und<br />
basierten überwiegend auf Experimenten. Die vollständige Videodokumentation<br />
der Sitzungen ermöglicht detaillierte Auswertungen der Daten<br />
nach inhaltlichen und zeitlichen Aspekten sowie der Komplexität der<br />
(Sprech-)Handlungen.
Didaktik der Physik <strong>Freitag</strong><br />
DD 15.8 Fr 15:15 N 3130<br />
Die Grenzen der Kompetenz!? — Andreas Saniter und Stefan<br />
von Aufschnaiter — Uni Bremen NW1 Postfach 330440 28334<br />
Bremen<br />
Im Rahmen des EU-Projektes ” Labwork in Science Education“wurden<br />
Lehrende verschiedener europäischen Universitäten nach den Zielen des<br />
physikalischen Praktikums befragt. Die am häufigsten genannten Punkte<br />
lauteten: Das Erlernen experimenteller Fähigkeiten und Das Verbinden<br />
von Theorie und Praxis. Durch die Analyse der Handlungen fortgeschrit-<br />
DD 16 Nichtlineare Physik in der Lehre<br />
tener Studierender in einer speziellen Lernumgebung versuchen wir zu<br />
ergründen, inwiefern sie einige Monate nach Beendigung des Grundpraktikums<br />
diese Fähigkeiten in der Praxis anwenden (können). Am Beispiel<br />
eines physikalischen Modells zur elektrotonischen Signalleitung auf Nerven<br />
(s. auch Poster von Knut Neumann) werden die Schwierigkeiten<br />
der Studierenden, elementare Formeln experimentell zu überprüfen, vorgestellt.<br />
Wie diese Schwierigkeiten im physikalischen Grundpraktikum<br />
auszuräumen wären könnte ein Anknüpfungspunkt für die Diskussion<br />
sein.<br />
Zeit: <strong>Freitag</strong> 11:15–12:35 Raum: N 3380<br />
DD 16.1 Fr 11:15 N 3380<br />
Experimente zur Untersuchung linearer und nichtlinearer elektrischer<br />
Serienschwingkreise — B. Wolf und H.-J. Patt —Universität<br />
des Saarlandes, Experimentalphysik und Didaktik der Physik,<br />
66041 Saarbrücken, Gebäude 8.2<br />
Es wird ein Gerät vorgestellt, mit dem typische Experimente zur Untersuchung<br />
linearer und nichtlinearer Schwingkreise einfach durchgeführt<br />
werden können. Dabei ist es das primäre Ziel, die charakteristischen Eigenschaften<br />
und Vorgänge in nichtlinearen Systemen (z. B. subharmonische<br />
Bifurkation, chaotisches Verhalten, Intermittenz, Zeitabhängigkeit,<br />
Phasenraum) nicht nur sichtbar, sondern vor allem auch hörbar zu machen.<br />
Dazu wurde in einem ersten Funktionsblock eine große Induktivität<br />
(0,1-50 H) mit einstellbarer Güte (25-55) realisiert. Wenn diese ”Spule”<br />
mit einem Kondensator (10-530 pF) und einem Widerstand (0,05-1 kΩ)<br />
in Reihe geschaltet wird, liegen die Eigenfrequenzen im gewünschten Bereich<br />
(1-20 kHz). Die Nichtlinearität wird dann durch Parallelschaltung<br />
einer Diode (z. B. BB312) zum Kondensator erreicht. Zwei integrierte<br />
Differenzverstärker mit Synchronisationseinheit erlauben die erdfreie<br />
Messung von Spannung und Strom mit einem Oszilloskop. Die Tonsignale<br />
werden über Verstärker auf einen Lautsprecher gegeben oder über<br />
einen PC mit Soundkarte zur Signalanalyse verwendet. Versuchsergebnisse<br />
werden mit Hilfe von Kurzvideos optisch und akustisch demonstriert.<br />
DD 16.2 Fr 11:35 N 3380<br />
Wellenmaschine zur Demonstration und Messung harmonischer<br />
und anharmonischer Wellenphänomene (Solitonen)<br />
— M. Dietrich und H.-J. Patt — Universität des Saarlandes,<br />
Experimentalphysik und Didaktik der Physik, 66041 Saarbrücken,<br />
Gebäude 8.2<br />
Es wird eine aus vielen geeignet dimensionierten Schwerependel bestehende<br />
Wellenmaschine vorgestellt. Die Pendel können alle um eine gemeinsame<br />
Achse mit einem beliebigen Winkel schwingen, wobei jeweils<br />
ein Pendel über 2 gleiche Schraubenfedern mit seinen Nachbarn elastisch<br />
gekoppelt ist. Durch Zusatzgewichte kann das Trägheitsmoment<br />
ausgewählter Pendel verändert werden. Die Enden der Pendelkette sind<br />
wahlweise frei oder werden mit einem Handrad verbunden, das fixiert<br />
oder periodisch bewegt werden kann. Mit Hilfe der beschriebenen Anordnung<br />
können neben den üblichen Experimenten zur Demonstration<br />
und Messung harmonischer Wellenphänomene insbesondere nichtlinea-<br />
DD 17 Fachübergreifende Aspekte II<br />
re Effekte veranschaulicht werden. Dies wird verdeutlicht durch die<br />
Darstellung der erstaunlichen Eigenschaften von Solitonen und ihren<br />
Wechselwirkungsmechanismen. Damit können dann analoge Sachverhalte<br />
aus verschiedensten Bereichen der Physik (z. B. Quantenmechanik,<br />
Festkörperphysik, relativistische Mechanik) erläutert werden. Eine exemplarische<br />
Auswahl aus etwa 50 hergestellten Kurzvideos für die Wiedergabe<br />
auf einem PC soll diese Tatsache belegen.<br />
DD 16.3 Fr 11:55 N 3380<br />
Plausible Erklärungshinweise zur Überlichtgeschwindigkeit —<br />
Petra Schulz — Theodor-Francke-Weg 65, D-38116 Braunschweig<br />
Um die Überlichtgeschwindigkeiten in den Medien und aus<br />
den Gehirnen einiger Wissenschaftler zu tilgen, werden zwei Erklärungsmöglichkeiten<br />
vorgestellt: 1. der Blenden-Effekt und 2. der<br />
spektroskopische Effekt. Beim Blenden-Effekt ist im engen Tunnel derjenige<br />
Anteilder Lichtstrahlen größer, die kürzere Lichtwege durchfliegen.<br />
Wesentlich mehr Einfluß kann der spektroskopische Effekt bei der anomalen<br />
Dispersion haben, der versuchsweise als Raman-Effekt erklärt werden<br />
kann.<br />
DD 16.4 Fr 12:15 N 3380<br />
Chaos - Fraktale - Strukturen. Welche Konzepte der nichtlinearen<br />
Dynamik sollten im Physikunterricht vermittelt werden?<br />
— Friederike Korneck — Institut für Didaktik der Physik, J.W.<br />
Goethe-Universität Frankfurt/M., Pf 111932, 60054 Frankfurt/M.<br />
Seit der Entwicklung der nichtlinearen Dynamik setzen sich Fachdidaktiker<br />
mit der Elementarisierung dieses Forschungsgebietes auseinander.<br />
Für Schule und Lehrerausbildung entstanden so in den letzten Jahren<br />
die verschiedensten Ansätze, um die aktuellen Forschungsergebnisse den<br />
Schülerinnen und Schülern nahe zu bringen.<br />
Unter dem Schlagwort Chaostheorie“ stieß die nichtlineare Dynamik<br />
”<br />
in der Öffentlichkeit einige Jahre lang auf äußerst großes Interesse. Dies<br />
spiegelte sich unter anderem in der hohen Präsenz des Themas in den<br />
Medien wieder. Dieser Boom“ ist inzwischen abgeflaut. In der Physik<br />
”<br />
gilt die nichtlineare Dynamik als eines von vielen zukunftsträchtigen Forschungsgebieten.<br />
In der Schule ist das Themengebiet allerdings viel zu<br />
wenig etabliert. Deshalb ist es an der Zeit, einen Minimalkonsens“ zu<br />
”<br />
suchen, welche Konzepte und Begriffe der nichtlinearen Dynamik in der<br />
Schule vermittelt werden sollen.<br />
Zeit: <strong>Freitag</strong> 14:15–15:15 Raum: N 3380<br />
DD 17.1 Fr 14:15 N 3380<br />
Die Verwendung von Nachbauten historischer Apparaturen in<br />
der Physikausbildung am Beispiel der Coulombschen Drehwaage<br />
— Peter Heering — Fachbereich Physik, Carl-von-Ossietzky-<br />
Universität, 26111 Oldenburg<br />
Eine Zielsetzung der Arbeitsgruppe ’ Hochschuldidaktik und Wissenschaftsgeschichte‘<br />
besteht in der Analyse von Experimenten aus der Geschichte<br />
der Physik. Dies geschieht mittels der sogenannten Replikationsmethode,<br />
die -simplifizierend dargestellt - aus dem Nachbau der jeweiligen<br />
Apparatur, dem Nachvollzug der experimentellen Handlungen sowie<br />
der Kontextualisierung der hierbei gemachten Erfahrungen besteht. Neben<br />
den gewonnenen Erkenntnissen besteht ein Ergebnis in den im Forschungsprozeß<br />
entstandenen Apparaturen, von denen eine Reihe zu Ausbildungszwecken<br />
in verschiedenen Bereichen und mit unterschiedlichen<br />
Intentionen verwendet werden. Im Bereich der universitären Lehramtsausbildung<br />
ist der Einsatz der Apparaturen in einem didaktisch ausgerichteten<br />
Praktikum ebenso zu nennen wie der in wissenschaftshistorisch<br />
konzipierten Veranstaltungen. Daneben wurden auch Erfahrungen in der<br />
schulischen Physikausbildung - sowohl im Kurssystem als auch im Pflichtund<br />
Wahlpflichtunterricht der Sekundarstufe I - und im Museumsbereich<br />
gesammelt. Im Rahmen des Vortrags soll anhand der Diskussion der mit<br />
der Coulombschen Drehwaage gemachten Erfahrungen das didaktische<br />
Potentialdieser Apparaturen skizziert werden.<br />
DD 17.2 Fr 14:35 N 3380<br />
Einführung des Treibhauseffekts durch einen anschaulichen<br />
Prozess — Hans-Otto Carmesin — Hohenwedeler Weg 136,<br />
21682 Stade
Didaktik der Physik <strong>Freitag</strong><br />
Zur Einführung des Treibhauseffekts untersucht man das Zusammenwirken<br />
von Energietransportvorgängen und Energieumwandlungen im<br />
Weltall, der Atmosphäre und am Boden. Meist betrachtet man einen stationären<br />
Zustand und löst dazu entsprechende Gleichungen. Man kann<br />
aber ebensogut einen anschaulichen dynamischen Prozess behandeln. Ich<br />
berichte über Ergebnisse eines entsprechenden Unterrichtsversuchs.<br />
DD 17.3 Fr 14:55 N 3380<br />
Wahrnehmung als Thema des fächerübergreifenden Unterrichtes<br />
zwischen Physik und Biologie: Untersuchungsergebnisse<br />
zur Motivationswirkung und Wahrnehmung von Fächerzusammenhängen<br />
— Andreas Mueller — Inst. f.Physik, U Landau, Im<br />
Fort 7, 76829 Landau<br />
Zum einen belegen Interessensstudien, dass physikalische Themen mit<br />
Bezug zu Biologie und Medizin geeignet sind, Interesse an Physik zu<br />
wecken und zu steigern. Zum andern haben Expertenanalysen von De-<br />
fiziten im naturwissenschaftlichen Unterricht in Deutschland (u.a. in<br />
der TIMSS-Nachfolge) verschiedene Defizite bei fächerübergreifenden<br />
Ansätzen festgestellt.<br />
Als Reaktion auf die monierten Defizite wurde Unterrichtsmaterial zu<br />
dem Thema ”Wahrnehmung” entwickelt. Eine erste Erprobung fand<br />
im Rahmen eines Kurses der Deutschen Schülerakademie statt. Dabei<br />
wurde eine Untersuchung der zwei Teilfragen ”Motivationswirkung”<br />
und ”Erkennen von Fächerzusammenhängen” durchgeführt. Die Motivationswirkung<br />
für anfänglich mehr Biologie-interessierte SchülerInnen,<br />
sich mit physikalischen Aspekten zu befassen (und vice versa) war ausnahmslos<br />
hoch bis sehr hoch. Hinsichtlich der anderen Teilfrage hat sich<br />
u.a. ergeben, dass Schülerinnen im Vergleich zu Schülern der Biologie<br />
einen höheren Stellenwert bei der Erklärung fachübergreifender Phänomen<br />
einräumen zu scheinen (und nicht nur, wie bekannt, ein grösseres<br />
Interesse an Biologie haben).
Aufschnaiter, Stefan von .....DD 15.7<br />
Backhaus, Udo ...DD 1.3, DD 3.1,<br />
DD 3.7, DD 7.3<br />
Bader, Franz ................DD 11.3<br />
Bennert, Nicola ...............DD 3.4<br />
Berbenni, Maria .............DD 14.5<br />
Berger, Roland ...............DD 8.3<br />
Bernhard, Jonte ..............DD 1.2<br />
Bleul, Holger .................DD 3.4<br />
Brockhaus, Peter .............DD 9.4<br />
Brown, Daniel ................DD 3.4<br />
Busse, Oliver .................DD 7.6<br />
Carmesin , Hans-Otto DD 6.2, DD 17.2<br />
Christian, Wolfgang ..........DD 14.8<br />
Dietrich, M. .................DD 16.2<br />
Dietz, Holger .........DD 4.2, DD 7.4<br />
Duit, Reinders ...............DD 10.3<br />
Dustmann, Friedrich-Wilhelm . .DD 8.1<br />
Economou, George ...........DD 7.16<br />
Eurich, Christian ..............DD VI<br />
Fiedler, Meike ...............DD 10.4<br />
Frisch, Dieter .................DD 3.5<br />
Geppert, Jochen ..............DD 8.2<br />
Gerken, Cord .................DD 1.4<br />
Girwidz, Raimund ...........DD 14.3<br />
Grabois, M. ..................DD 7.7<br />
Grüning, Gregor .............DD 7.11<br />
Hahn, Tomas ................DD 11.2<br />
Haller, Kerstin ...............DD 12.3<br />
Hauk, Carola ................DD 10.4<br />
Hauptmann, H. . . .DD 5.4, DD 7.8,<br />
DD 9.1<br />
Heering, Peter ...............DD 17.1<br />
Hegeler, Hans Gerd ..........DD 7.20<br />
Hemmert, Thilo .............DD 14.3<br />
Herrmann, F. DD 5.4, DD 7.7, DD 7.8,<br />
DD 9.1<br />
Hoeltje, Bettina ..............DD 4.4<br />
Horn, Martin E. .............DD 15.4<br />
Horstendahl, Michaela .......DD 7.17<br />
Hübner, Heide ...............DD 14.7<br />
Hüther, Monika .............DD 7.13<br />
Jodl, Hans Jörg . DD 13.4, DD 14.4,<br />
DD 14.5<br />
Jodl, Hansjörg . . DD 14.1, DD 14.2,<br />
DD 14.8<br />
Joost, Merten ........DD 1.3, DD 7.3<br />
Karrasch, Hartmut ............DD 1.1<br />
Karstaedt, Detlef ............DD 13.1<br />
Killesreiter, Hermann M. M. . DD 6.3,<br />
DD 7.22, DD 7.23, DD 7.24,<br />
DD 7.25<br />
Kirstein, Jürgen . . .DD 4.2, DD 7.4,<br />
DD 13.2<br />
Knittel, Michaela .............DD 7.9<br />
Köhler, Melanie ...............DD 7.5<br />
König, Ingo ...................DD 3.4<br />
Köster, Hilde .................DD 4.5<br />
Komorek, Michael ...........DD 10.3<br />
Korneck, Friederike ..........DD 16.4<br />
Kotsopoulos, Stauros ........DD 7.16<br />
Kühnelt, Helmut . . ...........DD 10.1<br />
Kürschner, Dierk ............DD 7.10<br />
Kulow, Sabine .....DD 7.15, DD 7.19<br />
Kurz, Günther ...............DD 14.7<br />
Labudde, Peter ...............DD 4.7<br />
Laukenmann, Matthias .......DD VIII<br />
Lechner, Hansjoachim ........DD 15.5<br />
Lewinsky, Hans Helmut .......DD 9.4<br />
Lingelbach, Bernd ............DD 9.2<br />
Litschke, Herbert ............DD 13.3<br />
Louvros, Spyros .............DD 7.16<br />
Luehrs, Otto .................DD 9.3<br />
Mayer-Arndt, Malte ..........DD 15.3<br />
Mikelskis, Helmut F. .........DD 15.4<br />
Möbius, Frank ...............DD 14.6<br />
Moellmann, Klaus-Peter .....DD 13.1<br />
Morawe, Thomas .............DD 3.4<br />
Mueller, Andreas ....DD 5.1, DD 17.3<br />
Müller, Rainer ...............DD 12.1<br />
Murmann, Lydia .............DD 15.6<br />
Neumann, Knut .............DD 7.14<br />
Neustadt, Britta ..............DD 9.2<br />
Nielbock, Markus .............DD 3.4<br />
Nientiedt, Marcus . .DD 2.1, DD 2.2,<br />
DD 7.11, DD 7.12<br />
Nolte, Detlef .................DD 3.1<br />
Nordmeier, Volkhard . DD V, DD 7.5,<br />
DD 7.6<br />
Obry, Isabelle ................DD 12.2<br />
Oswald-Wambach, Walter . . . . . DD 3.1<br />
Paatz, Roland ...............DD 15.2<br />
Pade, Jochen ................DD 11.1<br />
Patt, H.-J. .........DD 16.1, DD 16.2<br />
Pflug, Alfred .................DD 6.1<br />
Pinno, Frank ................DD 13.1<br />
Polley, Lutz .................DD 7.18<br />
Pospiech, Gesche . DD 4.8, DD 11.4,<br />
DD 12.4<br />
Riedl, Gerd ...................DD 4.6<br />
Ring, Monika .................DD 8.3<br />
Römer, Herbert ..............DD 7.21<br />
Roether, Wolfgang .............DD X<br />
Rohe, Carsten ................DD 2.1<br />
Roth, Daniel ...DD 13.4, DD 14.4,<br />
DD 14.5<br />
Roth, Jutta .................DD 15.7<br />
Saniter, Andreas .............DD 15.8<br />
Schenk, Wolfgang ...........DD 7.10<br />
Schlegel, Kristian ...............DD II<br />
Schlichting, H. Joachim ...DD 2.1,<br />
DD 2.2, DD 6.4, DD 7.5, DD 7.6,<br />
DD 7.11, DD 7.12<br />
Schmidt, Claudia .............DD 4.1<br />
Schneider, Werner B. .........DD 9.2<br />
Schulz, Petra ................DD 16.3<br />
Schumacher, Dieter DD 4.3, DD 7.13,<br />
DD 7.14<br />
Schwarzenberger, Piet ........DD 2.3<br />
Schwedes, Hannelore DD 4.4, DD 15.2,<br />
DD 15.6<br />
Schweickert, Frank DD 14.1, DD 14.2,<br />
DD 14.8<br />
Autorenverzeichnis<br />
Siemsen, Fritz ...............DD 12.2<br />
Sommerhage, Kai ............DD 7.12<br />
Spanuth, Dirk ................DD 9.2<br />
Spohr, Sascha ...............DD 13.4<br />
Stadler, Helga ...............DD 10.2<br />
Starauschek, E. ..............DD 15.1<br />
Stavrou, Dimitrios ...........DD 10.3<br />
Stein, Stephan ................DD 4.3<br />
Steinrücken, Burkard ..........DD 3.4<br />
Stern, Thomas ..............DD 10.1<br />
Stinner, Peter ................DD 3.3<br />
Stuetzle, Norbert ............DD 12.4<br />
Szostak, Roland ......DD 3.6, DD 3.8<br />
Theyßen, Heike . . DD 4.3, DD 7.14,<br />
DD 14.6<br />
Tiberghien, Andree ............DD IX<br />
Treffeisen, Wolfgang ..........DD 4.3<br />
Vanscheidt, Ralf ..............DD 3.4<br />
Veit-Köhler, Gritta ...........DD 12.3<br />
Vollmer, Michael ....DD 5.3, DD 13.1<br />
von Aufschnaiter, Stefan . . DD 15.3,<br />
DD 15.8<br />
Wäckerle, Gerhard ............DD 7.9<br />
Wagner, Albrecht ..............DD IV<br />
Weltner, Klaus ...............DD 2.4<br />
Welzel, Manuela ....DD 4.8, DD 7.20<br />
Wendt, Anke .................DD 3.3<br />
Wenzel, Sandro ..............DD 7.10<br />
Wiesner, Hartmut .............DD III<br />
Willer, Jörg .................DD 13.2<br />
Wilson, Ray N. ...............DD VII<br />
Winnenburg, Wolfram DD 3.2, DD 8.2<br />
Wodzinski, Rita ......DD 7.1, DD 7.2<br />
Wolf, B. ....................DD 16.1<br />
Wolff, Tobias ................DD 12.3<br />
Wünscher, T. .................DD 7.8<br />
Zastrow, Meike ......DD 7.4, DD 13.2<br />
Zetterberg, Per Olof ............DD I<br />
Zevgolis, Dimitrios ...........DD 7.16<br />
Ziegler, A. ....................DD 5.2<br />
Ziemer, Thomas ..............DD 4.4