Archiv der Kategorie: Physikdidaktik

Modellbildungssysteme im Physikunterricht

Es gibt viele Möglichkeiten den Bereich Multimedia im Physikunterricht einzubringen (siehe Mindmap).

Physik multimedial

Physik multimedial

Eigentlich eignen sich der mathematisch-naturwissenschaftliche Bereich hervorragend dazu, aber nicht nur  in diesem. Aus einem Mix an Werkzeugen habe ich für meine mündliche Prüfung in der Physikdidaktik die grafikorientierte Modellbildung (roter Zweig) ausgesucht. Dies aus mehreren Gründen:

  1. Ich arbeite gerne mit dem Computer und sehe ihn auch als notwendiges Werkzeug für spätere Generationen an. Der Umgang damit muss professionell geübt werden.
  2. Der Einsatz von Modellbildungssystemen verträgt sich gut mit einem offenen, schülerzentrierten Unterricht. Ich schätze mich selber eher so ein, dass ich diese Art von Unterricht besser unterstützen kann. Persönlich verspreche ich mir von einem schülerzentrierten Unterricht auch mehr Erfolge, auf Schüler- und auf Lehrerseite.
  3. Modellbilgungssysteme lassen sich gut auf andere Fächer/Bereiche übertragen. Man kann ebenso Prozesse aus der Wirtschaft, der Technik, Biologie, Chemie und Umwelt abbilden. Eine kleine Unterrichts-Sammlung findet man auf der Homepage vom Verein Systemdynamik im Unterricht. Also ein Werkzeug für viele Bereiche. Somit dürfte das Effizienzpotential sehr hoch sein, dies setzt aber auch einen konsequenten Einsatz voraus.
  4. Ich erhoffe mir eine höhere Akzeptanz und auch eine höhere Motivation der Schüler. Nicht alleine der Einsatz eines Modellierungssystems ist der Grund, sondern es könnten komplexere Aufgaben aus der Lebenswelt der Schüler behandelt werden, da der mathematische Aufwand beim Verwenden eines Modellbildungssystems eher in den Hintergrund rückt. Weiter könnte ich mir vorstellen aus einem ganzen Pool von Unterrichtsideen die Schüler selber auswählen zu lassen (zum Beispiel aus einer Ideen-Tag-Cloud; eigene Notiz: Diese Idee weiter konkretisieren.) Der Unterricht könnte so vielleicht noch mehr an den Interessen der Schüler angepasst werden. Das man solche Beispiele die  in der Welt der Schüler liegt, bringen sollte,  wusste bereits Galilei.

Was sind die Ziele beim Einsatz von Modellbildungssystemen im Physikunterricht?

Nach Horst Schecker gibt es drei verschiedene Art und Weisen, wie sich Modellbildungssysteme positiv auf den Unterricht auswirken können:

  • durch Betonung der grundlegenden begrifflichen Struktur der Physik (qualitatives Verständniss),
  • durch Einbeziehung komplexer Phänomene aus Natur und Technik, die die  physikalische Kompetenz stärker herausfordern (Lebensweltbezug),
  • durch mehr Möglichkeiten für Schüler zur Entfaltung ihrer eigenen Ideen (Schülerorientierung).

Es soll klar die Physik in den Vordergrund treten, was dadurch erreicht wird die Schüler von der Mathematik zu entlasten. Modellbildungssysteme dürfen auch nicht mit Simulationsprogrammen verwechselt werden, da in Simulationsprogrammen das physikalische Modell bereits enthalten ist. Es werden lediglich Parameter verändert. Bei einem Modellbildungssystem geht es um die Erarbeitung der physikalischen Beschreibung eines Vorganges – das Modell selbst.

Wie ist die systemdynamische Modellbildung zu verstehen?

fallschirmspringer

Die Grafik zeigt wie die Notation, wie sie im Modellbildungsprogramm DYNASYS verwendet wird.  Zu sehen ist ein Flußdiagramm eines Fallschirmspringers. Das Beispiel habe ich aus der Seite von Walter Hupfeld entnommen. Dort wird sehr gut beschrieben,  wie die einzelnen Elemente zu verstehen sind und es finden sich noch eine Modellsammlung als Anregung auch außerhalb der Physik. Im Prinzip gibt es nur vier Bausteine und zwar Zustandsgrößen (Rechteck), Änderungsraten (Pfeil mit „Ventil“ ), Einflußgrößen (Kreis) und Einflüsse (schmale Pfeile).  Was so aussieht wie ein Kleeblatt symbolisiert die Systemgrenze. Um ein Verständnis darüber zu bekommen, wie diese grafikorientierte Modellbildung funktioniert ist es erforderlich sich praktisch damit auseinander zu setzen. Mein Tipp dazu DYNASYS kostenfrei runterladen und die Modelle von Walter Hupfeld nachbilden. Das Einarbeiten geht recht flott. Den Nutzen erkennt man dann schnell, wenn man die Modelle nach seinen Bedürfnissen abändert.

Vielleicht ist es noch recht interessant zu wissen, dass die Systemdynamik (Forrester) ihren Ursprung im Bereich der Ökonomie (Logistik, Lagerbestände, Wirtschaftskreisläufe) hat. Dies ist ein weiteres Indiz dafür wie vielseitig solche Modellbildungssysteme einzusetzen sind.

Die Numerik dahinter

Was macht eigentlich ein ein Modellbildungssystem? Die Antwort ist recht primitiv: Sie nutzt Differenzengleichungen wie das Euler-Verfahren und das Runge-Kutta 2 oder 4 Verfahren. Ich gehe hier nicht weiter darauf ein, da die Verfahren sehr gut auf der Seite von Walter Hupfeld beschrieben sind. (Siehe Links zu den Verfahren oder unter dem Abschnitt Quellen Punkt 8.) Im Prinzip könnte man das Gleiche auch mit einem Tabellenkalkulationsprogramm durchführen. Erstens ist es nicht so anschaulich und zweitens will man ja weg von der Mathematik .(Was nicht heißen soll, die Mathematik aus dem Physikunterricht zu verbannen. Dafür ist die Mathematik zu sehr mit der Physik verheiratet.)  Der Schwerpunkt soll hier die physikalische Modulierung sein!

Wie wirkt sich der Einsatz von Modellbildungssystemen im Physikunterricht aus?

Es zeigt sich, dass allein durch den Computereinsatz und die Nutzung von Modellbildungssystemen kein besserer Unterricht zu erwarten ist. Dies hat mehrere Ursachen:

  • „Nur wenn Lehrer grundsätzlich – also unabhängig vom Computereinsatz – zu einer offenen Unterrichtsgestaltung bereit und methodisch in der Lage sind, kann das didaktische Potential der Modellbildung zur Entfaltung kommen.“
  • Einen Nutzen erhält man nur bei einem wiederkehrenden Einsatz von strukturorientierten Modellbildungssystemen
  • Damit sich die Schüler ein Meta-Wissen aneignen können muss der Unterricht so gestaltet sein, dass Zeit bleibt, um die Ergebnisse aus dem Modellbildungssystem zu reflektieren. Eine typische Frage wäre: „Auf welchem Wege sind wir eigentlich zu den Ergebnissen gekommen?“
  • Ein Unterrichtserfolg stellt sich eher dann ein, wenn die Lehrer die Unterrichtsschwerpunkte insgesamt – also nicht nur in den computergestützten Unterrichtssequenzen – von formalen Inhalten hin zur grundlegenden begrifflichen Durchdringung von Phänomenen verlangt.

Auf der Schülerseite waren zwei Grundtypen auszumachen, wie die Schüler an die Aufgaben mit dem Modellbildungssystem herangingen:

  1. Die eine Gruppe ist eher gleichungsorientiert, das heißt sie versucht Formeln wie s=1/2 g t² möglichst 1 zu 1 in das Modellbildungssystem einzusetzen. Die Parameter des Programmes werden durch probieren so lange angepasst bis es den Erwartungen entspricht.
  2. Die begriffsorientierte Gruppe versucht ausgehend von den physikalischen Begriffen Zusammenhänge verbal zu beschreiben und diese dann im Modell umzusetzen.

Angestrebt wird eine Begriffsorientierung da im Physikunterricht versucht werden soll den Schülern die physikalischen Zusamenhänge, also ein Meta-Wissen nahezubringen. Leider zeigen Langzeitstudien dass die gleichungsorientierte Gruppe zahlreicher ist. Dies liegt an der verbreiteten Einstellung physikalisches Wissen drücke sich vorrangig in Formelkenntnissen und Rechenfertigkeiten aus. Dadurch werden Unterrichtsinhalte hinsichtlich ihrer Beutung falsch gewichtet.

Im Großen und Ganzen geht diese Art des Unterrichts eher in die Richtung, weniger Formeln und Rechnungen zu mehr Gesprächen über physikalische Zusammenhängen. Weiter können auch komplexere Zusammenhänge wie Meteoritenbewegungen, Einschwingvorgänge oder im Projektunterricht gar einfache Atmosphärenmodelle angegangen werden. Hier zeigt sich auch eine weitere Stärke von Modellbildungssystemen und zwar kann es Fächerübergreifend eingesetzt werden. Wachstumsraten wie sie in der Biologie vorkommen können ebenso simuliert werden wie Umsatzentwicklungen in Betrieben.

Quellen:

  1. Von Horst P. Schecker, Physik – Modellieren, 1. Aufl., Naturwissenschaftliche Reihe (Stuttgart: Klett, 1998).
  2. Horst P. Schecker, “Modellbildung im Physikunterricht,” Institut für Didaktik der Naturwissenschaften, 2003, http://didaktik.physik.uni-bremen.de/cpu/mat_mbs/mod_mbs.htm.
  3. Hupfeld-Software, “Dynasys – Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme,” Hupfeld-Software, 2009, http://www.hupfeld-software.de/pmwiki/pmwiki.php?n=Main.Dynasys.
  4. isee systems, “STELLA Education & Research,” isee systems — The World Leader in Systems Thinking Software, 2009, http://www.iseesystems.com/.
  5. Eichendorff-Gymnasium Koblenz, “Treibhauseffekt,” Web-Seite zum Treibhauseffekt der Klima AG des Eichendorff-Gymnasiums Koblenz, Mai 1997, http://www.uni-koblenz.de/~odsleis/klima/index.html.
  6. Raimund Girwidz, “Lerntheoretische Konzepte für Multimediaanwendungen zur Physik,” Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (PhyDid) 1, no. 3 (April 28, 2004): 09-19.
  7. Systemdynamik im Unterricht,” Vereinsseite, Systemdynamik im Unterricht, 2008, http://www.sysdyn.ch/.
  8. Walter Hupfeld, “Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme,” Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme, Juni 11, 2008, http://zope.schulnetz.hamm.de/modsim/index_html.
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Vorstellungen von Lehrern unterschiedlicher naturwissenschaftlicher Fachkulturen über die Rolle kontroversen Wissens im Unterricht

Vorläufige Einleitung zu meiner Examensarbeit:

Einordnung des Themas:

Menschen (hier sind wissenschaftliche Laien gemeint), die Probleme zu lösen versuchen, erwarten bzw. erhoffen sich Lösungsmöglichkeiten aus der Wissenschaft„. Wie aber gehen sie mit den Antworten aus der Wissenschaft um? Junge/aktuelle Forschungsfelder behandeln häufig komplexe Themen wie Klimawandel (Klima der Gerechtigkeit, Der Klimawandel Blog, Beispiel Klimadebatte: Die Zeit) oder Gentechnologie. Gerade bei diesen Themen wird deutlich, wie unterschiedlich mögliche Antworten interpretiert werden. Was wird eigentlich von Laien unter Naturwissenschaften  verstanden? Wo sind die Grenzen der Naturwissenschaften? Wie werden wissenschaftlichen Erkenntnisse erlangt? Seit dem „PISA/TIMSS-Schock“ folgern u. a. Didaktiker wie Baumert, dass epistemologische Überzeugungen ein wichtiges, bislang nicht ausreichend gewürdigtes Element motivierten und verständnisvollen Lernens in der Schule darstellen (Baumert u.a. 2000 S. 269)

Unter anderem hat die Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) ein Forschungs-Schwerpunktprogramm mit dem Thema: „Wissenschaft und Öffentlichkeit: Das Verständnis fragiler und konfligierender wissenschaftlicher Evidenz“ (Schwerpunktprogramm 1409) über eine Laufzeit von 6 Jahren vorgesehen. An dieser Stelle möchte ich noch einen Absatz zum Anlass des Forschungsprogramms zitieren, welcher auch gut zur Behandlung der Themen „Wissenschaften und Technik“ im Schulunterricht herangezogen werden kann: Die Entwicklung von Wissenschaft und Technologie hat – zumindest in den industrialisierten Ländern – zu einem enormen Anwachsen wissenschaftlichen Wissens bei gleichzeitiger Spezialisierung und Ausdifferenzierung geführt. Diese Entwicklung steht in einer Wechselbeziehung mit einer zunehmenden Technisierung der Lebensbedingungen, sodass zunehmend komplexere Wissenssysteme (Medizin, Infrastruktur, Bildung) die Lebensrealität aller Menschen bestimmen. Die Wissensvermehrung auf der einen Seite und die wachsende Abhängigkeit von wissenschaftsbasierten und -begründeten Systemen auf der anderen Seite führen für die Öffentlichkeit (die Bürgerinnen und Bürger) zu einem immer größeren Bedarf an grundlegendem wissenschaftlichen Wissen, insbesondere aber an einem Verständnis von den Wissenschaften, ihren Arbeitsweisen sowie ihren Möglichkeiten und Grenzen. Wissenschaftliche Grundbildung ist deshalb eine Voraussetzung zur Teilhabe am öffentlichen Leben in einer ‚Wissensgesellschaft‘ (im ökonomischen, sozialen, kulturellen und politischen Sinn; Stehr,1994).

Ausgehend davon, dass der Umgang mit komplexen, wissenschaftlichen Themen, die teilweise nicht mehr von Fachleuten, geschweige denn von Laien überblickt werden können, immer problematischer wird, lautet nun die schlüssige Frage: Wie soll mit kontroversem Wissen in der Schule umgegangen werden? Diese einfach aus dem Curriculum zu streichen ist keine Lösung. Komplexe Themen durchdringen unseren Alltag so sehr, dass wir lernen müssen, damit umzugehen.

Meine Examensarbeit beschäftigt sich mit einem kleinen Teil dieses doch sehr umfangreichen Themas. Mit Hilfe einer kleinen „qualitativen Pilotstudie“ sollen Erkenntnisse bezüglich der Einschätzungen und Einstellungen (Beliefs) von Lehrerinnen und Lehrern, die in einem der naturwissenschaftlichen Bereiche (Biologie, Chemie oder Physik) ausgebildet wurden und auch unterrichten,  gewonnen  werden. Es liegt auf der Hand, dass LehrerInnen die Vorstellungen über Natur of Science entscheidend mitprägen: „Als GestalterInnen des Physikunterrichts tragen Lehrer und Lehrerinnen neben der Vermittlung fachphysikalischen Wissens auch zur Vermittlung von Vorstellungen über die Natur der Naturwissenschaft bei (Höttecke,2001 S. 73).

Über diesen Zustand ist derzeit noch recht wenig bekannt, so dass diese Arbeit einen, wenn auch kleinen Beitrag leisten kann, Licht ins Dunkel zu bringen.

Wer sich im Unterricht mit dem Thema: Lehren und lernen über die Natur der Naturwissenschaften beschäftigen möchte, dem sei das gleichnamige Buch von Hößle, Höttecke Kircher und das Themenheft: Was ist Physik empfohlen.

Why do I blog this?: Einerseits dient mir das Schreiben, um mir einen Überblick über das Thema zu verschaffen. Meine Gedanken sortieren sich dabei. Andererseits erhoffe ich mir, Personen zu finden, die an ähnlichen Themen arbeiten. Ein Erfahrungsaustausch ist da immer hilfreich.

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Kompetenzvermittlung in der Physikstunde

Einen kleinen Zwischenartikel konnte ich mir wiederum nicht verkneifen. Gefunden in Erpenbeck, J. , Sauter, W.: Kompetenzentwicklung im Netz, New Blended Learning mit Web 2.0. Köln, 2007, S. 83.

„…Der Schüler, der in der Physikstunde mit unverständlichem, ihm langweiligen Formelkram behelligt wird, erwirbt zwar keine Fachkompetenz, nicht einmal länger haftendes Wissen, aber er erwirbt personale Kompetenzen, indem er sein Selbstwertgefühl gegenüber der quälenden Demütigung aufrecht erhält, er erwirbt aktivitätsbezogene Kompetenzen, indem er lernt, mit seinen Kräften gut hauszuhalten und in der Stunde so weit wie möglich abzuschalten, er erwirbt fachlich-methodische Kompetenzen, indem er Vermeidungsstrategien für Themen verinnerlicht, die ihn langweilen und er erhöht seine sozial-kommunikativen Kompetenzen, indem der sich mit vielen nichtssagenden Worten in Prüfungssituationen durchmogelt. Nur die Kompetenz, physikalische Probleme interessant zu finden, selbstständig und mit Spaß anzugehen und kreativ zu lösen, also das, was eigentlich beabsichtigt war, erwirbt er in keiner Weise.

Es ist eines der größten Probleme traditionellen Unterrichts in der Schule, teilweise auch universitärer Vorlesung, das viel Wissen und wenig Kompetenzen vermittelt werden. …“

Why do I blog this?: Ich glaube dieser Absatz von Erpenbeck und Sauter trifft den Nagel auf den Kopf. Ob man sich das als Lehrer anhören möchte oder nicht, es spiegelt die Situation gut wieder. Ich habe sie zumindest größtenteils in meiner Schul- und Studienzeit so erlebt. Es ist ein klar definiertes Ziel von mir genau aus dieser Situation heraus zu kommen.

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Isaac Newton – Über Ruhe und Bewegung

Isaac Newton

Aus dem Original Text (Die mathematischen Prinzipien der Naturlehre, zitiert nach Samburski, 1978: Der Weg der Physik. München: DTV, S. 392 ff.) habe ich einen kleinen netten Absatz zum selbst denken bekommen.

[…Relative Ruhe ist das Verharren des Körpers in derselben Gegend des Schiffes oder demselben Teile des ganzen innern Raumes. Wahre Ruhe hingegen ist das Verharren des Körpers in demselben Teil jenes unbewegten Raumes, in welchem das Schiff selbst mit seinem hohlen Raume und all seinem Inhalt sich bewegt. Wenn daher die Erde ruhte, so würde der Körper, welcher relativ im Schiffe ruht, sich wirklich und absolut mit derselben Geschwindigkeit bewegen, mit welcher das Schiff sich bewegt. Bewegt sich hingegen die Erde auch, so entsteht die wahre und absolute Bewegung des Körpers teils aus der relativen Bewegung des Schiffes auf der Erde, teils aus der wahren Bewegung der Erde im unbewegten Raume, teils aus den relativen Bewegungen des Schiffes auf der Erde und des Körpers im Schiffe, und aus den beiden letzteren Bewegungen ergibt sich die relative Bewegung des Körpers auf der Erde. …]

Why do I blog this? Ich finde dieser Text zeigt sehr schön, wie schwierig es sein kann eigendlich simple Zusammenhänge in Worte zu fassen…

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Physikdidaktik von Galileo Galilei – ein Vergleich

galileo galilei

Erstaunlich ist es schon, wenn man unter physikdidaktischen Gesichtspunkten die Discorsi von Galileo Galilei (Unterredungen und mathematische Demonstrationen über zwei neue Wissenszweige, die Mechanik und die Fallgesetze betreffend, von 1638!) und den modernen Physikunterricht (vertreten durch Schlichting, H. Joachim und Backhaus, Udo: Physikunterricht 5-10, 1981) miteinander vergleicht.

Aus einem Seminartext von David Kuhnert, Münster habe ich mir die wesentlichen Gegenüberstellungen der Didaktik von Galilei und dem didaktischen Konzept aus heutiger Sicht zusammengetragen. Die heutigen Konzepte werden in diesem Text hauptsächlich durch die oben bereits erwähnten Autoren vertreten. Hinzu kommen noch Piaget, Jean und Wagenschein, Martin, auf die sich der Autor des Textes stützt.

Physikdikatik aus heutiger Sicht:

     

  • Nach Piaget ist es für den Lernenen unbedingt notwendig an bekanntes Wissen anknüpfen zu können. Das Wissen muss durch Assimilation oder Akkomodation aufgenommen werden.
  • Schlichting und Backhaus betonen ein emotionales Lernen. Sie betonen, das gerade negative Gefühle der Erkenntnisgewinnung entgegenwirken.
  • Schlichting und Backhaus fordern wie Wagenschein, wenn auch in einer abgewandelten From, das im Unterricht von Phänomenen ausgegangen werden muss.
  • Ebenso ist es notwendig, das die Schüler gerade in den jüngeren Jahrgängen ihre Alltagssprache gebrauchen dürfen, da sie ihre Vorstellungen mit dem neuen verknüpfen können.
  • Beispiele sollten so gewählt werden, das eine kritische Reflexion der bestehenden Welt durch potentiell emanzipatorische Themen behandelt werden können.

Physikdidaktik in der Discorsi von G. Galilei:

     

  • Galilei war stehts begeistert von der Physik und ihren Phänomenen. Diese Begeisterung ist als „Funke“ auf seinen Schülerndiscorsi übergesprungen. “ Ich habe stets an den von mir selbst gemachten Entdeckungen die größte Freude gehabt; nächst diesem hauptsächlichen Vergnügen aber ist mir das Angenehmste, sie einem Freunde mitzuteilen, der dafür Verständnis hat und Gefallen daran findet.“ (G. Galilei, 1632; S. 223)
  • Insbesondere richtet sich sein Buch an gebildete Laien die in der Discorsi durch Salviatis Gesprächspartner Sagredo und Simplicio vertreten werden. Somit ließ sich Galilei auf eine einfache Sprache ein. Normalerweise wurden solche Arbeiten in der damaligen Zeit auf Latein abgefasst.
  • Die Discorsi sollte auch als Orientierungshilfe bezüglich der Wahl des Studiums dienen. Einerseits im Hinblick darauf später Schüler zu unterrichten, die sich bewußt für das Fach entschieden haben und andererseits, da Galilei aus eigener Erfahrung ein Studium (der Medizien) abgebrochen hat, weil er dazu von seinem Vater genötigt wurde.
  • Galilei wählt solche Themen, bei denen er weiß, dass sie bei Sagredo und Simplicio Begeisterung und Aufmerksamkeit hervorrufen. „Salviatis zu Sagredo und Simplicio: Sie denken vielleicht an jenen Satz, den ich Ihnen neulich vortrug, als wir ein Verständniss dafür suchten, weshalb man ein so viel grösseres Gerüste erbaut, um jene grosse Galeere vom Stapel zu lassen, während man sie lange nicht in demselben Maasse kleiner für kleinere Schiffe gebraucht, wobei Sie bemerkten, es geschehe das, um die Gefahr des Zerbrechens durch den Druck der ungeheuren Last zu vermeiden, ein Umstand, dem die kleinen Holzmassen nicht ausgesetzt seien….“ (G. Galilei, 1638, S.3 f.)
  • Galileo Galilei vertreten durch Salviatis will positive Gefühle wecken, die die Motivation seiner Schüler steigern sollen. Können die Probleme während des Gesprächs geklärt werden, dann verleiht vor allem Sagredo seiner Freude Ausdruck: „Ich aber freue mich auf Grund dieser Discussion die Ursache einer Erscheinung gefunden zu haben, die mir lange Zeit wunderbar und unerklärbar erschien.“ (G. Galilei, 1638, S. 16) Gerade diese Freude ist für das entdeckende Lernen wichtig.
  • Erhält man eine Erklärung vom Lehrer darf sie nicht einfach „geschluckt“ werden, sondern bedarf einer eigenen Hinterfragung: Sagredo sagt diesbezüglich: „… indess wäre mir eine selbsteigene Ueberzeugung mehr werth, als das blosse Vertrauen auf die Versicherung eines anderen.“ (G. Galilei, 1638, S. 119)
  • Galilei greift an einigen Stellen bewusst unwahrscheinlichen Tatsachen auf oder er nimmt sich die Fehlvorstellungen seiner Schüler an.
  • Galilei begründet im Vorwort zum Dialogo seine Dialogform damit: „Ich dachte weiter, es sei von großem Vorteil diese Gedanken in Form eines Gespräches zu entwickeln, weil ein solches nicht an die strenge Innehaltung der mathematischen Gesetze gebunden ist und hie und da zu Abschweifungen Gelegenheit bietet, die nicht minder interessant sind als der Hauptgegenstand.“ Galilei, Dialogo S. 6f)unterredungen

Und wer noch nicht genug hat findet die Originalübersetzung der Unterredungen und mathematische Demonstrationen über zwei neue Wissenszweige, die Mechanik und die Fallgesetze betreffend im Verlag Harri Deutsch.
Why do I blog this? Ich persönlich finde es erstaunlich, dass schon am Anfang des 17. Jahrhunderts diese didaktischen Formen entweder bewusst oder unbewusst von Galilei eingesetzt wurden. Es weißt somit auch darauf hin, dass wir in der heutigen Zeit in den Erziehungswissenschaften, hier speziell der Physikdidaktik keine nennenswerten neuen Erkenntnisse hervorgebracht haben. Ein anderes Beispiel, das in die gleiche Richtung ziehlt ist das Werk Emile von Rousseau. Würde man in der Erziehung endlich aus diesen bewussten Einsichten praktischen Nutzen ziehen, wäre man einen großen Schritt weiter. Darüber nachzudenken lohnt sich allemal!

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Theoriebildung der Physik – Die Struktur wissenschaftlicher Revolutionen

So, jetzt habe ich ein bisschen Zeit gefunden, um den zweiten Beitrag über meinen Lernmethodenvergleich zu bloggen. Die Zusammenfassung des Buches: Die Struktur wissenschaftlicher Revolutionen von Thomas S. Kuhn lässt sich doch etwas angenehmer lesen, als den Ausschnitt von Karl Popper (siehe Theoriebildung der Physik – Logik der Forschung). Aber wie behält man solche Texte wie diese Beiden? Dazu habe ich zwei Methoden ausprobiert, einmal wie beim Popper Text, sich selber Fragen stellen und einmal mit Hilfe der Mind-Map Methode, wie jetzt zum Kuhn Text. Im Netz findet man übrigens hunderte von Anleitungen. Ich habe um den Paradigmenwechsel nach Kuhn darzustellen die Mind-Map Methode à la Thorsten abgewandelt und noch eine Assoziation zum Lorentz-Attraktor geknüpft. Siehe Bilder.

Im Zusammenhang mit Lehrnmethoden habe ich noch einen interessanten Beitrag von Norbert Tholen auf norberto42 gefunden. Norbert hat Kritik an die Mind-Map Methode geäußert, die ich auch teile. Eine Mind Map ist nur dann gut, wenn man weiterdenkt und nicht nur darauf aus ist bunte Bildchen zu mahlen und das passiert, zumindest mir, sehr schnell. Es ist wie in der Physik: Man versucht immer wieder in eine Potentialsenke zu kommen.

Knappes Fazit: Ich werde für meine Examensvorbereitung eher den fragenden Stil verfolgen!

Bild 1: die Mind-Map zu Thomas S. Kuhns – Die Struktur wissenschaftlicher Revolutionen. (Zum Vergrößern auf das Bild klicken.)

Mind Map Thomas Kuhn

Bild 2: Mein eigenes visuelles Schema zum Paradigmenwechsel.

paradigmenwechsel thomas kuhn

Bild 3: Meine Assoziation zum Lorenz-Attractor. Die Mittlepunkte deuten die normale Wissenschaft an. Bei einer Kriese laufen die Bahnkurven nach außen hin und das System weitet sich auf und somit kommt es zur außerordentlichen Wissenschaft. Dann läuft die Trajektorie über zu einem neuen Zentrum, wo wieder eine normale Wissenschaft entstanden ist. Wer meint dass das ein wenig abgefahren ist, dem kann ich nur zustimmen. Es sollten aber auch keine realen Übereinstimmungen gefunden werden, sondern nur Assoziationen, zum Merken. Und gemerkt habe ich es mir!

attaktor

Why do I blog this? Als Lehramtstudent möchte man in der Regel später unterrichten. Es werden einem etliche didaktische Modelle in die Hand gegeben, aber nur selten wird im Studium darüber gesprochen, wie man etwas selber lernen kann. Im Prinzip viel Theorie aber kaum etwas für die Praxis, schade! Es lohnt sich darüber Gedanken zu machen und vielleicht regt dieser Beitrag dazu an.



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Theoriebildung der Physik – Logik der Forschung

Karl Popper

Ein Teil meiner Physik-Examensklausur im Bereich der Theoriebildung befasst sich u.a. mit dem Text Logik der Forschung (Text) (Wien 1935, 2. Aufl.). von Karl Popper (s. Bild), welchen ich im Seminar Theoriebildung in ausgewählten Gebieten der Physik (SS06) erhielt. Um den Inhalt des Textes aufzunehmen habe ich mir den Text zweimal durchgelesen. Das erste Mal um Fragen zu stellen und das zweite Mal, um mir die Fragen zu beantworten.

In einen anderen Text von Thomas S. Kuhn (Die Entwicklung der Wissensschaft) werde ich anders vorgehen und zwar werde ich eine Mind-Map erstellen. Somit ergibt sich mir die Möglichkeit beide Lernmethoden für mich zu vergleichen.

Leider habe ich im Studium mir viel zu wenig Gedanken über das Lernen selbst, bzw. über Selbstlernmethoden gemacht. Es sollte aber für die Lehrerausbildung eine zentrale Rolle spielen. Seltsamerweise muss man nach diesem Thema schon suchen und in den Prüfungsanforderungen sind diese Themen gar nicht aufgeführt. Dies aber werde ich nun nachholen, also, ran an den Speck!

Zwanzig Fragen:
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Eingeordnet unter Anmeldung 1. Staatsexamen, Physikdidaktik