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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

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