Implementierung modellbildender Lernangebote in das physikalische Praktikum (MiP)

In einem von der Joachim Herz Stiftung geförderten Lehrvorhaben wird zur Vorbereitung von Studierenden auf Versuche der geometrischen Optik eine digitale Lernumgebung eingesetzt, die physikalische Modellbildung innerhalb der Dynamischen Geometrie-Software GeoGebra ermöglicht. Die Arbeit mit dynamischen Modellen soll dabei helfen, physikalische Modellvorstellungen aufzubauen und Hypothesen abzuleiten, um sich optimal auf Experimente vorzubereiten.

Den Kern des Projekts bilden Bildschirm- und Videoaufnahmen zu einem Versuch des Praktikums zur Vorlesung der Optik. Der Forschungsschwerpunkt dieser Aufnahmen liegt auf dem Umgang mit bereitgestellten Modellen und der praktischen Durchführung des Experiments. Die Ergebnisse der Auswertung werden außerdem mit anderen Komponenten des Lernprozesses in Zusammenhang gebracht, die im Laufe des Versuchs quantitativ und qualitativ erhoben werden.

Kreislauf der Erkenntnisgewinnung

Das Lehrvorhaben basiert auf einem aus Literatur und eigenen Vorarbeiten abgeleiteten Erkenntnisprozess.

Durch den Einsatz einer digitalen Lernumgebung werden die Schritte im Kreislauf der Erkenntnisgewinnung durch eine besondere Art der Darstellung und Interaktionsmöglichkeit erleichtert.

  1. Phänomen entwickeln: Einer Fragestellung begegnen.
  2. Modell konstruieren: Bestandteile des vorgeschlagenen Modells verschieben.
  3. Hypothesen aufstellen: Virtuelle Erfahrungen beschreiben.
  4. Ergebnisse ermitteln: Ein Experiment durchführen und auswerten.
  5. Hypothesen überprüfen: Reale Ergebnisse mit Modellergebnissen vergleichen.
  6. Modell überdenken: Schlüsse aus der Lernaktivität ziehen.
  7. Phänomen beschreiben: Fragestellung beantworten.
  8. Ergebnisse erklären: Erkenntnisse in anderen Situationen anwenden.

Ansprechpartner und Projektkoordinator:

Albert Teichrew