Lernen mit Modellen und Experimenten
Die entwickelten Lernaktivitäten orientieren sich an einem Erkenntnisprozess, der Modellieren und Experimentieren gleichwertig behandelt. Er besteht aus vier Unterrichtsgegenständen, die in den ersten vier Schritten mit geeigneten Hilfsmitteln erarbeitet werden. Die letzten vier Schritte dienen der Reflexion des Vorgehens.
Lernschritte
Erarbeitung
1. Phänomen entwickeln: Einer Fragestellung begegnen.
2. Modell konstruieren: Bestandteile und Zusammenhänge des Modells erkennen.
3. Hypothesen aufstellen: Modellergebnisse beschreiben.
4. Ergebnisse ermitteln: Ein Experiment durchführen und auswerten.
Reflexion
5. Hypothesen überprüfen: Reale Ergebnisse mit Modellergebnissen vergleichen.
6. Modell überdenken: Idealisierungen und Grenzen des Modells erkennen.
7. Phänomen beschreiben: Fragestellung beantworten.
8. Ergebnisse erklären: Erkenntnisse in anderen Situationen anwenden.
Publikationen zum Lernen mit Modellen und Experimenten
DPG-Frühjahrstagung 2018 in Würzburg
Implementierung modellbildender Lernangebote in das physikalische Praktikum
Neben der Beschreibung des Lehrvorhabens und des explorativen Studiendesigns wird ein Strukturmodell naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung vorgestellt, das sowohl Modellieren als auch eigenständiges Experimentieren beinhaltet. Darüber hinaus wird der Einsatz dynamischer Modelle als digitales Lernmedium diskutiert.
Teichrew, A., & Erb, R. (2018). Implementierung modellbildender Lernangebote in das physikalische Praktikum. PhyDid B - Didaktik der Physik - Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung.
Vier Unterrichtsgegenstände am Beispiel des Regenbogens
Phänomen
Warum wird in einem bestimmten Bereich mehr Licht beobachtet als in anderen Richtungen? [1]
Modell
Lichtwege durch eine Kugel mit verschiedenen Abständen zur optischen Achse [2]
Hypothese
Zwischen der farbigen Aufhellung und den Sonnenstrahlen wird ein Winkel von 42,4° aufgespannt.
Experiment
Überprüfung der Hypothese anhand der realen Beobachtung mithilfe eines AR-Experiments.
Literatur
- Erb, R. (2008). Helligkeit des Regenbogens. MNU, 61(7), 413–418.
- Erb, R. (2017). Optik mit GeoGebra. Berlin: Walter de Gruyter GmbH.