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Physikalische Modellbildung mit dynamischen Modellen
Albert Teichrew
2023
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Im naturwissenschaftlichen Unterricht setzt hypothesengeleitetes Experimentieren bei den Lernenden eine Grundvorstellung über die untersuchten Zusammenhänge voraus. Die Arbeit mit einem dynamischen Modell soll im didaktischen Konzept der physikalischen Modellbildung die Lücke zwischen einer naturwissenschaftlichen Fragestellung und einer im Experiment überprüfbaren Hypothese schließen. Die Anwendung des aus erkenntnistheoretischen Überlegungen abgeleiteten Konzepts wird in einer explorativen Studie im Mixed-Methods-Design analysiert, in der sich N=41 Lehramtsstudierende mit GeoGebra-Modellen auf ein Experiment im Praktikum der Optik vorbereiten. Anhand von Videoaufnahmen werden Faktoren und Verhaltensmuster der Arbeit mit einem dynamischen Modell identifiziert. Diese Merkmale werden in Abhängigkeit individueller Lernvoraussetzungen auf Zusammenhänge mit der Qualität und Quantität der formulierten Hypothesen sowie den Handlungen im Experiment untersucht. Aus den Daten wird ersichtlich, dass die Formulierung komplexer Hypothesen und ihre Überprüfung in einem Experiment erst bei gründlicher Arbeit mit dem dynamischen Modell erfolgt. Als Ergebnis werden Gestaltungsempfehlungen für dynamische Modelle abgeleitet, die eine zielgerichtete Untersuchung des modellierten Systems ermöglichen. Sie werden in einem Unterrichtskonzept für die Optik umgesetzt, das sich durch die Modellierung optischer Phänomene und die Überprüfung der Modellaussagen in Experimenten auszeichnet.
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Keywords
- 3D graphics & modelling
- augmented reality
- Children's, Teenage & educational
- Computing & information technology
- Designed / suitable for other (non-UK) curricula & examinations
- Education
- Educational equipment & technology, computer-aided learning (CAL)
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- Educational purpose qualifiers
- Educational strategies & policy
- Educational: Physics
- Educational: Sciences, general science
- Experimentieren
- Graphical & digital media applications
- Higher & further education, tertiary education
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- Naturwissenschaftliche Erkenntnisgewinnung
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- Physics
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- Teachers' classroom resources & material
- Teaching of a specific subject
- thema EDItEUR::4 Educational purpose qualifiers::4Z For specific national or regional educational curricula
- thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education::JNF Educational strategies and policy
- thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education::JNL Schools and pre-schools::JNLB Primary and middle schools
- thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education::JNM Higher education, tertiary education::JNMT Teacher training
- thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education::JNU Teaching of a specific subject::JNUM Teachers’ classroom resources and material
- thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education::JNV Educational equipment and technology, computer-aided learning (CAL)
- thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics::PHJ Optical physics
- thema EDItEUR::U Computing and Information Technology::UG Graphical and digital media applications::UGK 3D graphics and modelling
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DOI: 10.30819/5710Editions