Verfügbarkeit: Physikdidaktik

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Bibliographische Detailangaben
Titel:	Physikdidaktik Theorie und Praxis
Von:	Ernst Kircher, Raimund Girdwidz, Peter Häußler (Hrsg.)
Person:	Kircher, Ernst Girwidz, Raimund Häußler, Peter 1940- 1956- 1938-
Weitere Personen:	Kircher, Ernst 1940- (HerausgeberIn), Girwidz, Raimund 1956- (HerausgeberIn), Häußler, Peter 1938- (HerausgeberIn)
Format:	Buch
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	Berlin [u.a.] Springer Spektrum 2015
Ausgabe:	3. Aufl.
Schriftenreihe:	Springer-Lehrbuch
Schlagworte:	Physikunterricht
Online-Zugang:	http://deposit.dnb.de/cgi-bin/dokserv?id=4528438&prov=M&dok_var=1&dok_ext=htm http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=027436338&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA
Beschreibung:	Bei der 1. Aufl. waren die Hrsg. Autoren. - 1. Aufl ersch. u.d.T.: Physikdidaktik : eine Einführung in Theorie und Praxis
Beschreibung:	XXI, 889 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	3642417442 9783642417443

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS I PHYSIKDIDAKTIK 1 EINFUEHRUNG: WAS IST PHYSIKDIDAKTIK? 3 ERNST KIRCHER 1.1 WAS IST PHYSIK? 5 1.2 WAS IST DIDAKTIK? 6 1.3 PHYSIKDIDAKTIK: FORSCHUNG UND LEHRE UEBER PHYSIKUNTERRICHT 9 1.4 STUDIENZIELE - PHYSIKDIDAKTISCHE KOMPETENZEN 12 LITERATUR 14 2 WARUM PHYSIKUNTERRICHT? 15 ERNST KIRCHER 2.1 BILDUNGSTHEORETISCHE UND PRAGMATISCHE BEGRUENDUNGEN - EIN RUECKBLICK 18 2.1.1 ZUR BILDUNGSTHEORIE UND ZU IHREM EINFIUSS AUF DEN PHYSIKUNTERRICHT 18 2.1.2 PRAGMATISCHE SCHULTHEORIE UND NATURWISSENSCHAFTLICHER UNTERRICHT 22 2.1.3 ZUSAMMENFASSENDE BEMERKUNGEN 27 2.2 DIE PHYSIKALISCHE DIMENSION DES PHYSIKUNTERRICHTS 28 2.2.1 ZUR ENTWICKLUNG UND ZUM AUFBAU DER PHYSIK. 28 2.2.2 ZUSAMMENFASSUNG 33 2.2.3 UEBER DIE NATUR DER NATURWISSENSCHAFTEN LERNEN 34 2.2.4 ZUSAMMENFASSENDE BEMERKUNGEN 38 2.3 DIE GESELLSCHAFTLICHE DIMENSION DES PHYSIKUNTERRICHTS 39 2.3.1 DIE MODERNE TECHNISCHE GESELLSCHAFT 40 2.3.2 VERAENDERTE EINSTEILUNGEN ZUR TECHNIK - WERTEWANDEL 42 2.3.3 TECHNIK- UND WISSENSCHAFTSETHIK 44 2.3.4 NATURWISSENSCHAFTLICHER UNTERRICHT UND DAS PRINZIP VERANTWORTUNG 46 2.3.5 UMWELTERZIEHUNG UND BILDUNG DER NACHHALTIGKEIT 47 2.3.6 ZUSAMMENFASSENDE BEMERKUNGEN 49 2.4 DIE PAEDAGOGISCHE DIMENSION DES PHYSIKUNTERRICHTS SO 2.4.1 DIE UEBERGANGENE SINNLICHKEIT IM PHYSIKUNTERRICHT - EINE KRITIK 51 2.4.2 SCHULPHYSIK ALS UMGANG MIT DEN DINGEN DER REALITAET 53 2.4.3 BEGEGNUNG MIT DEN DINGEN DER REALITAET IN DER SCHULPHYSIK 55 2.4.4 SCHUELERVORSTELLUNGEN UND HUMANES LERNEN 58 2.4.5 ZUSAMMENFASSUNG 60 2.5 GRUNDLAGEN DIESER PHYSIKDIDAKTIK 61 2.5.1 DIMENSIONEN DER PHYSIKDIDAKTIK 61 2.5.2 LEITIDEEN, PHYSIKDIDAKTISCHE DIMENSIONEN UND METHODISCHE PRINZIPIEN 65 2.5.3 PERSPEKTIVEN DES NATURWISSENSCHAFTLICHEN UNTERRICHTS 66 2.6 ERGAENZENDE UND WEITERFUEHRENDE LITERATUR 68 LITERATUR 69 HTTP://D-NB.INFO/1044793694 VIII INHALTSVERZEICHNIS 3 ZIELE UND KOMPETENZEN IM PHYSIKUNTERRICHT 75 ERNST KIRCHER 3.1 WIE KOMMT MAN ZU ZIELEN? 77 3.1.1 DIE DIDAKTISCHE ANALYSE IM PHYSIKUNTERRICHT 77 3.1.2 GESICHTSPUNKTE FUER DIE INHALTSAUSWAHL - FRAGENKATALOG FUER DIE DIDAKTISCHE ANALYSE 81 3.1.3 SCHRITTE EINER DIDAKTISCHEN ANALYSE 83 3.2 LERNZIELE UEBER LERNZIELE 84 3.2.1 VERSCHIEDENE ZIELEBENEN 84 3.2.2 ZIELKLASSEN UND ANFORDERUNGSSTUFEN 87 3.3 PHYSIKDIDAKTISCHE ZIELKLASSEN 89 3.3.1 KONZEPTZIELE (BEGRIFFLICHE ZIELE) 89 3.3.2 PROZESSZIELE (FAEHIGKEITEN UND FERTIGKEITEN) 90 3.3.3 SOZIALE ZIELE 90 3.3.4 ZIELE UEBER EINSTELLUNGEN UND WERTE 91 3.3.5 ZUSAMMENFASSUNG 92 3.4 BILDUNGSSTANDARDS UND KOMPETENZEN 93 3.4.1 ALLGEMEINE ADMINISTRATIVE FESTLEGUNGEN 93 3.4.2 AUSFUEHRUNGEN ZU DEN KOMPETENZBEREICHEN 94 3.4.3 ERWARTUNGSHORIZONT VON AUFGABEN 97 3.4.4 ANMERKUNGEN ZU DEN BILDUNGSSTANDARDS FUER DEN PHYSIKUNTERRICHT 99 3.5 SACHSTRUKTURDIAGRAMME - LERNZIELFORMULIERUNGEN 101 3.5.1 SACHSTRUKTURDIAGRAMME 101 3.5.2 WIE WERDEN LERNZIELE FORMULIERT? 103 3.6 ERGAENZENDE UND WEITERFUEHRENDE LITERATUR 103 LITERATUR 104 4 ELEMENTARISIERUNG UND DIDAKTISCHE REKONSTRUKTION 107 ERNST KIRCHER 4.1 ELEMENTARISIEREN - DIDAKTISCH REKONSTRUIEREN: WIE MACHT MAN DAS? 109 4.1.1 PESTALOZZIS TRAUM - NICHT NUR HISTORISCHE BEMERKUNGEN 109 4.1.2 KRITERIEN DER DIDAKTISCHEN REKONSTRUKTION III 4.1.3 HEURISTISCHE VERFAHREN DER DIDAKTISCHEN REKONSTRUKTION 114 4.2 DIDAKTISCHE REKONSTRUKTIONEN VON BEGRIFFLICHEN UND TECHNISCHEN SYSTEMEN 116 4.2.1 EIN GRUNDMUSTER DES PHYSIKUNTERRICHTS 116 4.2.2 VEREINFACHUNG DURCH EXPERIMENTE 118 4.2.3 VEREINFACHUNG DURCH IKONISCHE DARSTELLUNGEN 119 4.2.4 VEREINFACHUNG DURCH SYMBOLISCHE DARSTELLUNGEN 122 4.2.5 ELEMENTARISIERUNG TECHNISCHER SYSTEME 124 4.3 ELEMENTARISIERUNG DURCH ANALOGIEN 125 4.3.1 WAS SIND ANALOGIEN? 125 4.3.2 BEISPIEL: DIE WASSERANALOGIE ZUM ELEKTRISCHEN STROMKREIS 127 4.3.3 NOTWENDIGE BEDINGUNGEN FUER ANALOGIEN IM PHYSIKUNTERRICHT 128 4.3.4 ZUSAMMENFASSUNG: ANALOGIEN IM PHYSIKUNTERRICHT 129 4.4 OBER DIE ELEMENTARISIERUNG PHYSIKALISCHER OBJEKTE UND METHODEN 132 4.4.1 ZUR ELEMENTARISIERUNG PHYSIKALISCHER OBJEKTE 132 4.4.2 ELEMENTARISIERUNG PHYSIKALISCHER METHODEN 133 INHALTSVERZEICHNIS IX 4.5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 136 4.6 ERGAENZENDE UND WEITERFUEHRENDE LITERATUR 137 LITERATUR 137 5 METHODEN IM PHYSIKUNTERRICHT 141 ERNST KIRCHER 5.1 METHODISCHE GROSSFORMEN 144 5.1.1 OFFENER UNTERRICHT - FREIARBEIT 144 5.1.2 SPIELE IM PHYSIKUNTERRICHT 147 5.1.3 DAS PROJEKT 152 5.1.4 DIE UNTERRICHTSEINHEIT - DER KURS 158 5.2 UNTERRICHTSKONZEPTE DES PHYSIKUNTERRICHTS 160 5.2.1 EXEMPLARISCHER UNTERRICHT 160 5.2.2 GENETISCHER UNTERRICHT 162 5.2.3 ENTDECKENDER UNTERRICHT 165 5.2.4 DARBIETENDER UNTERRICHT 167 5.3 ARTIKULATIONSSCHEMATA - WIE EINE UNTERRICHTSSTUNDE GEGLIEDERT WIRD 168 5.3.1 UEBERSICHT UEBER EINIGE ARTIKULATIONSSCHEMATA 168 5.3.2 DIE PHASE DER MOTIVATION 171 5.3.3 ZUR PHASE DER ERARBEITUNG 175 5.3.4 ZUR PHASE DER VERTIEFUNG 176 5.4 SOZIALFORMEN IM PHYSIKUNTERRICHT 179 5.4.1 GRUPPENUNTERRICHT 180 5.4.2 INDIVIDUALISIERTER UNTERRICHT 185 5.4.3 FRONTALUNTERRICHT 186 5.5 CHECKLISTE LEHRERVERHALTEN 188 5.6 ERGAENZENDE UND WEITERFUEHRENDE LITERATUR 190 LITERATUR 190 6 MEDIEN IM PHYSIKUNTERRICHT 193 RAIMUND GIRWIDZ 6.1 BEGRIFFE UND KLASSIFIKATIONEN 195 6.1.1 MEDIUM, MEDIENPAEDAGOGIK, MEDIENDIDAKTIK 196 6.1.2 KLASSIFIKATIONSSCHEMATA FUER UNTERRICHTSMEDIEN 197 6.2 GRUNDLAGENWISSEN ZUM MEDIENEINSATZ 200 6.2.1 WAHRNEHMUNG UND GEDAECHTNIS 200 6.2.2 SYMBOLSYSTEME UND KOGNITIVE REPRAESENTATION 204 6.2.3 BILDHAFTE DARSTELLUNGEN 205 6.3 BILDER UND TEXTE IM PHYSIKUNTERRICHT 208 6.3.1 DIE FUNKTION VON BILDERN 208 6.3.2 ZUM INSTRUKTIONSDESIGN MIT BILDMEDIEN 211 6.3.3 TEXTE IM PHYSIKUNTERRICHT 212 6.4 DIE KLASSISCHEN MEDIEN 215 6.4.1 DIE WANDTAFEL 216 6.4.2 DAS ARBEITSBLATT 217 6.4.3 DAS SCHULBUCH 219 6.4.4 DER ARBEITSPROJEKTOR 221 X INHALTSVERZEICHNIS 6.4.5 WEITERE PROJEKTIONSGERAETE 224 6.4.6 FILM- UND VIDEOTECHNIK - DVD UND VIDEODISK 224 6.4.7 WEITERE MEDIEN 227 6.5 EXPERIMENTE IM PHYSIKUNTERRICHT 228 6.5.1 EXPERIMENT, SCHULVERSUCH UND MEDIUM 228 6.5.2 FUNKTIONELLE ASPEKTE 229 6.5.3 KLASSIFIKATION PHYSIKALISCHER SCFIULEXPERIMENTE 232 6.5.4 EMPFEHLUNGEN FUER DIE UNTERRICHTSPRAXIS 235 6.6 SCHUELEREXPERIMENTE 240 LITERATUR 242 7 WIE LAESST SICH DER LERNERFOLG MESSEN? 247 PETER HAEUSSLER 7.1 ALLGEMEINE KRITERIEN UND VERFAHREN ZUR MESSUNG DES LERNERFOLGS 250 7.1.1 GUETEKRITERIEN ZUR MESSUNG DES LERNERFOLGS 250 7.1.2 WAS KANN UND SOLL MIT DER MESSUNG DES LERNERFOLGS BEZWECKT WERDEN? 253 7.1.3 WELCHE UNTERSCHIEDLICHE TYPEN VON BEWERTUNGSVERFAHREN GIBT ES? 255 7.2 WIE MISST MAN DEN LERNERFOLG IM KOGNITIVEN BEREICH? 257 7.2.1 WIE ERFASST MAN KOGNITIVE LEISTUNGEN? 257 7.2.2 SCHRIFTLICHE VERFAHREN ZUR BEWERTUNG KOGNITIVER LEISTUNGEN 258 7.2.3 LUECKENTEXTAUFGABEN 260 7.2.4 MULTIPLE-CHOICE- UND ZUORDNUNGSAUFGABEN 260 7.2.5 BEGRIFFSNETZE (CONCEPT MAPS) 262 7.2.6 AUFGABEN MIT FREIER ANTWORT 265 7.2.7 AUFSAETZE 266 7.2.8 SAMMELN VON EVIDENZEN (PORTFOLIO-METHODE) 268 7.2.9 SIEBEN FEHLER BEI DER FORMULIERUNG SCHRIFTLICHER AUFGABEN 270 7.3 WIE MISST MAN DEN LERNERFOLG IM NICHTKOGNITIVEN BEREICH? 276 7.3.1 TYPEN VON MESSVERFAHREN 276 7.3.2 MESSUNG VON KOOPERATION VS. KONKURRENZ 280 7.3.3 MESSUNG DER MOTIVIERENDEN WIRKUNG DES UNTERRICHTS 280 7.3.4 MESSUNG VON INTERESSEN 281 7.3.5 MESSUNG VON EINSTELLUNGEN 282 7.3.6 MESSUNG DES EMOTIONALEN GEHALTS VON BEGRIFFEN 282 7.3.7 VERFAHREN, DIE AUF BEOBACHTUNG BERUHEN 284 7.4 TESTS 285 7.4.1 TESTS AUS DEM NICHTKOGNITIVEN BEREICH 285 7.4.2 ZUSAMMENSTELLUNG DER BESCHRIEBENEN VERFAHREN 291 LITERATUR 292 8 PLANUNG UND ANALYSE VON PHYSIKUNTERRICHT 295 ERNST KIRCHER 8.1 UNTERRICHTSPLANUNG 297 8.1.1 PLANUNGSMODELLE 297 8.1.2 DER UNTERRICHTSENTWURF 300 8.1.3 VORUEBERLEGUNGEN 301 8.1.4 DIE UNTERRICHTSSKIZZE 305 8.1.5 SCHRITTE OFFENER UNTERRICHTSPLANUNG 306 INHALTSVERZEICHNIS XI 8.2 ANALYSE EINER UNTERRICHTSEINHEIT 309 8.2.1 UNTERRICHTSBEOBACHTUNG 310 8.2.2 NACHBESPRECHUNG - ES IST NOCH KEIN MEISTER VOM HIMMEL GEFALLEN 313 8.2.3 ANALYSEKRITERIEN FUER DIE 2. PHASE DER LEHRERBILDUNG 315 8.2.4 ABSCHLIESSENDE BEMERKUNGEN 318 LITERATUR 318 II PHYSIKDIDAKTIK IN DER PRAXIS 9 AKTUELLE METHODEN I - PROJEKTE 323 JOHANNES GUENTHER, ELLEN GUENTHER, THOMAS WILHELM 9.1 DIE SONNE SCHICKT UNS KEINE RECHNUNG -EINE PROJEKTWOCHE 325 9.1.1 PHYSIKALISCHE UND TECHNISCHE GRUNDLAGEN 325 9.1.2 UEBERBLICK UEBER DAS UNTERRICHTSPROJEKT 328 9.1.3 PROJEKTVERLAUF 330 9.1.4 SCHUELEREXPERIMENTE 334 9.1.5 ZUSAMMENFASSUNG 336 9.2 PROJEKTLNDUKTIONSMOTOREN 337 9.2.1 FACHLICHES - IDEEN FUER SCHUELERAKTIVITAETEN 338 9.2.2 LERNVORAUSSETZUNGEN FUER DAS PROJEKT 340 9.2.3 SCHUELERAKTIVITAETEN IN DEN GRUPPEN 343 9.2.4 ABSCHLIESSENDE BEMERKUNGEN 350 LITERATUR 351 10 AKTUELLE METHODEN II - LERNZIRKEL 353 ERNST KIRCHER, DANIELA LIEB, WOLFGANG REUSCH, THOMAS GESSNER 10.1 LERNZIRKEL EINFUEHRUNG IN DIE AKUSTIK 355 10.1.1 ZIELE, LERNBEREICHE UND STATIONEN 355 10.1.2 FACHLICHE GRUNDLAGEN 358 10.1.3 UNTERRICHTSMATERIALIEN 362 10.1.4 ZUR EVALUATION DES LERNZIRKELS 365 10.2 LERNZIRKELLASER 367 10.2.1 LERNVORAUSSETZUNGEN, INHALTE UND ORGANISATION 367 10.2.2 ELEMENTARISIERUNG UND DIDAKTISCHE REKONSTRUKTION DES LASERS 368 10.2.3 DIE STATIONEN DES LERNZIRKELS 373 10.2.4 ERFAHRUNGEN BEI DER DURCHFUEHRUNG 379 10.2.5 ANHANG: NEUE LASERSCHUTZKLASSEN 380 LITERATUR 381 11 AKTUELLE METHODEN III - SPIELE 383 11.1 GESPIELTE PHYSIK - SPIELERISCHE PHYSIK 384 11.2 KONSTRUKTIONSSPIELE - TECHNISCHE KREATIVITAET 385 11.3 GESPIELTE ANALOGIEN - MODELLHAFTES LERNEN 389 11.4 SINNHAFTE SPIELE-URSPRUENGLICHES VERSTEHEN 395 LITERATUR 400 XII INHALTSVERZEICHNIS 12 NEUE MEDIEN UND MULTIMEDIA 401 RAIMUND GIRWIDZ 12.1 OER COMPUTER IM PHYSIKUNTERRICHT 402 12.2 MULTIMEDIA IN DER ANWENDUNG 405 12.3 DAS INTERNET 413 12.3.1 SCHWIERIGKEITEN BEI INTERNETRECHERCHEN 413 12.3.2 INFORMATION ORDNEN, WISSEN VORSTRUKTURIEREN 414 12.3.3 AUFGABENKULTUR FUER INTERNETRECHERCHEN 416 12.3.4 GRUNDSTRATEGIEN FUER INTERNETRECHERCHEN 418 12.4 E-LEARNING UND WEB 2.0 418 12.4.1 BLENDED LEARNING 419 12.4.2 WEB 2.0 421 12.5 MOBILE PHYSIK MIT SMARTPHONES UND TABLETS 424 12.6 RESUEMEE 425 LITERATUR 426 13 PHYSIKALISCHE FACHKONZEPTE ANBAHNEN - ANSCHLUSSFAEHIGKEIT VERBESSERN 429 RITA WODZINSKI 13.1 EINFUEHRUNG 430 13.2 FORDERUNGEN AN DEN MODERNEN NATURWISSENSCHAFTLICHEN SACHUNTERRICHT 430 13.3 HINDERNISSE BEI DER UMSETZUNG DER FORDERUNGEN 432 13.4 ANSATZPUNKT BASISKONZEPTE 434 13.5 UEBERLEGUNGEN ZU MOEGLICHEN BASISKONZEPTEN FUER DEN SACHUNTERRICHT 436 13.5.1 DAS KONZEPT DER ERHALTUNG DER MATERIE 436 13.5.2 DAS TEILCHENKONZEPT. 437 13.5.3 DAS KONZEPT DER ENERGIE 439 13.5.4 DAS KONZEPT DER WECHSELWIRKUNG 442 13.6 ALTERNATIVE KONZEPTIONEN 443 13.6.1 DAS PROJEKT 2061 -BENCHMARKS FOR SCIENCE EDUCATION 443 13.6.2 DAS NUFFIEID PROJEKT SPACE 445 13.6.3 ERGEBNISSE EINER ARBEITSGRUPPE ZUR ABSTIMMUNG DER FACHINHALTE ZWISCHEN PRIMAR UND SEKUNDARSTUFE 446 13.6.4 NATURWISSENSCHAFTLICHE METHODEN VERSUS NATURWISSENSCHAFTLICHE KONZEPTE 446 13.7 ANSATZPUNKTE FUER DIE ARBEIT AN SCHULEN 448 LITERATUR 448 14 PHYSIKAUFGABEN 451 ALEXANDER KAUERTZ, PATRICK LOEFFLER, HANS E. FISCHER 14.1 DEFINITION VON AUFGABEN 453 14.2 MERKMALE VON AUFGABEN 454 14.3 AUFGABENEINSATZ IN UNTERRICHT UND TEST 457 14.4 DIE QUALITAET VON AUFGABEN 465 14.5 ZUSAMMENFASSUNG 467 14.6 ANHANG 469 LITERATUR 474 INHALTSVERZEICHNIS XIII III PHYSIKDIDAKTIK IN DER PRAXIS 15 QUANTENPHYSIK 479 DR. JOSEF KUEBLBECK 15.1 VORBEMERKUNGEN 480 15.2 EXPERIMENTE DER QUANTENPHYSIK 480 15.2.1 EXPERIMENTE, DIE MIT QUANTELUNG ERKLAERT WERDEN KOENNEN 481 15.2.2 EXPERIMENTE, DIE MAN STOCHASTISCH BESCHREIBT 482 15.2.3 EXPERIMENTE, DIE MAN MIT INTERFERENZ ERKLAERT 483 15.2.4 EXPERIMENTE ZUM KOMPLEMENTARITAETSPRINZIP 484 15.3 VORSTELLUNGEN ZUR QUANTENPHYSIK 485 15.3.1 QUANTENOBJEKTE ALS KLEINE KUEGELCHEN 485 15.3.2 QUANTENOBJEKTE ALS WELLEN 486 15.3.3 WELLE ODER KUEGELCHEN, JE NACH EXPERIMENT 487 15.3.4 ETWAS VERTEILTES STOFFLICHES 488 15.3.5 DIE KOPENHAGENER INTERPRETATION 489 15.3.6 UNBESTIMMTHEIT UND SCHROEDINGERS KATZE 490 15.3.7 ZUR NICHTLOKALITAET 491 15.4 FORMALISMEN FUER VORHERSAGEN 492 15.4.1 DER VERBALE FORMALISMUS FUER INTERFERENZ UND KOMPLEMENTARITAET 492 15.4.2 DER ZEIGER-FORMALISMUS 495 15.4.3 DER FORMALISMUS MIT DEN WAHRSCHEINLICHKEITSPAKETEN 497 15.4.4 LOESEN DER STATIONAEREN SCHROEDINGERGLEICHUNG 499 15.5 ABSCHLIESSENDE BEMERKUNGEN 500 LITERATUR 500 16 ELEMENTARTEILCHENPHYSIK IN DER SCHULE 503 LOECHERT SCHIECK 16.1 ELEMENTARTEILCHENPHYSIK IM UEBERBLICK 504 16.1.1 EXPERIMENTELLE METHODEN 506 16.1.2 DIE MATERIEBAUSTEINE DES STANDARDMODELLS 509 16.1.3 DIE FUNDAMENTALEN KRAEFTE IM STANDARDMODELL 511 16.1.4 DIE ENTDECKUNG DES HIGGS-BOSONS 514 16.1.5 NEUTRINOS 515 16.1.6 VERLETZUNG DER CP- SYMMETRIE 516 16.1.7 EXISTENZ VON *DUNKLER MATERIE 517 16.1.8 OFFENE FRAGEN DES STANDARDMODELLS DER TEILCHENPHYSIK 519 16.2 INHALTE FUER DEN UNTERRICHT 520 16.3 ERKENNTNISMETHODEN UND EXPERIMENTELLE HERAUSFORDERUNGEN DER TEILCHENPHYSIK 520 16.3.1 TEILCHENBESCHLEUNIGER 521 16.3.2 DETEKTOREN 522 16.4 FEYNMAN-DIAGRAMME ALS SPEZIELLE BESCHREIBUNG IN DER TEILCHENPHYSIK 523 16.5 AUSGEWAEHLTE BEISPIELE FUER DEN UNTERRICHT 525 16.5.1 BESCHLEUNIGEREXPERIMENTE UND DAS.PRINZIP DES SEHENS 525 16.5.2 AUSWAHL VON EREIGNISSEN 526 LITERATUR 527 XIV INHALTSVERZEICHNIS 17 ASTRONOMIE IM UNTERRICHT 529 ANDREAS MUELLER 17.1 WISSENSSTAND IN DER ASTRONOMIE 530 17.2 OFFENE FRAGEN IN ASTRONOMIE UND KOSMOLOGIE 536 17.3 FUER DEN UNTERRICHT 540 17.4 ERKENNTNISMETHODEN DER ASTRONOMIE 543 17.5 SPEZIELLE BESCHREIBUNGS- UND DARSTELLUNGSWEISEN IN DER ASTRONOMIE 544 17.5.1 DAS HERTZSPRUNG-RUSSELL-DIAGRAMM 544 17.5.2 DIE HIMMELSKARTE 547 17.5.3 FALSCHFARBENFOTO AUS DER ROENTGENASTRONOMIE 548 17.6 EIN AUSGEWAEHLTES BEISPIEL FUER DEN UNTERRICHT: HELLIGKEIT UND DISTANZMESSUNG 549 WEITERFUEHRENDE LITERATUR 551 18 CHAOS UND STRUKTURBILDUNG 553 VOLKHARD NORDMEIER, HANS JOACHIM SCHLICHTING 18.1 DETERMINISTISCH UND UNVORHERSAGBAR 554 18.2 CHAOTISCHE SCHWINGUNGEN 556 18.2.1 DAS EXZENTRISCHE DREHPENDEL 556 18.2.2 DAS CHAOTISCHE UEBERSCHLAGSPENDEL 558 18.2.3 DER CHAOTISCHE PRELLBALL 559 18.2.4 ELEKTROMAGNETISCHE SCHWINGER 560 18.2.5 CHAOTISCHES WASSERRAD 561 18.2.6 DER TROPFENDE WASSERHAHN 562 18.3 DISSIPATIVE STRUKTUREN 563 18.3.1 BOENARDKONVEKTION ALS DISSIPATIVE STRUKTUR 564 18.3.2 SAND ALS DISSIPATIVE STRUKTUR 566 18.3.3 DISSIPATIVE STRUKTURBILDUNG BEI DER ENTSTEHUNG VON FLUSSNETZWERKEN 567 18.4 FRAKTALE 567 18.4.1 ELEMENTE DER FRAKTALEN GEOMETRIE 568 18.4.2 FRAKTALE ALS PHYSIKALISCHE OBJEKTE 571 18.4.3 FRAKTALE ALS NICHTLINEARE SYSTEME 572 18.4.4 FRAKTALE ALS THEMA DES PHYSIKUNTERRICHTS 573 LITERATUR 576 19 WEGE IN DIE NANOWELT 579 MANFRED EULER, MARTIN KAMP, ALFRED FORCHEL 19.1 MIKRO, NANO & TECHNOLOGISCHER WANDEL 580 19.1.1 BILDEREINES KOMPLEXEN NANOKOSMOS 581 19.1.2 REISEN IN DIE NANOWELT: SKALIERUNGEN 582 19.1.3 ERTASTE DIE NANO-WIRKLICHKEIT 583 19.1.4 ERFUEHLE DIE MOLEKULARE KOMPLEXITAET 585 19.1.5 KREATIVE POTENZIA LE FORDERN 586 19.2 NANOTECHNOLOGIEN FUER MASSGESCHNEIDERTE MATERIALIEN UND BAUELEMENTE 587 19.2.1 POTENZIALE DER NANOTECHNOLOGIE 588 19.2.2 REALISIERUNGSFORMEN VON NANOSTRUKTUREN 590 19.2.3 HERSTELLUNGSVERFAHREN 591 19.2.4 ANWENDUNGEN 595 LITERATUR 599 INHALTSVERZEICHNIS XV 20 BIOPHYSIK 601 JOACHIM RAEDLER, MATTHIAS RIEF, GUENTHER WOELKE, WOLFGANG ZINTH 20.1 STRUKTUR BIOLOGISCHER MOLEKUELE 602 20.1.1 BAUSTEINE DES LEBENS 603 20.1.2 ZWISCHENMOLEKULARE KRAEFTE UND REAKTIONEN 603 20.1.3 FREIE ENERGIE - LEBEN IM WECHSELSPIEL VON ENTHALPIE UND ENTROPIE 605 20.1.4 PROTEINE - MASCHINEN DES LEBENS 606 20.1.5 PROTEINFALTUNG UND KONFORMATIONSAENDERUNGEN 608 20.2 BIOPHYSIK DER ZELLE 611 20.2.1 MEMBRANEN 611 20.2.2 FILAMENTE UND MAKROMOLEKULARE NETZE 614 20.2.3 LONENTRANSPORT DURCH MEMBRANEN 615 20.2.4 TONENKANAELE UND PUMPEN 616 20.3 MOLEKULARE MASCHINEN 617 20.3.1 ENZYMATISCHE REAKTIONEN 617 20.3.2 MOLEKULARE MOTOREN 618 20.3.3 VERGLEICHENDE ASPEKTE 623 20.4 HOCHENTWICKELTE PROZESSE 623 20.4.1 NERVENLEITUNG (NEURONALE SIGNALUEBERTRAGUNG) 624 20.4.2 PHOTOSYNTHESE 625 20.5 BIOPHYSIK IM UNTERRICHT 626 20.5.1 UEBER PHYSIK UND BIOLOGIE IM PHYSIKUNTERRICHT 626 20.5.2 EXPERIMENTE UND ANALOGVERSUCHE IM UNTERRICHT 627 20.5.3 SCHWIERIGKEITEN BEIM LERNEN DER BIOPHYSIK 628 20.5.4 ZUSAMMENFASSENDE BEMERKUNGEN 629 LITERATUR 630 IV AKTUELLE BEITRAEGE ZUR PHYSIKDIDAKTIK 21 SPRACHE IM PHYSIKUNTERRICHT 635 KARSTEN RINCKE, JOSEF LEISEN 21.1 WAS IST SPRACHE? 636 21.1.1 WELCHE BEZIEHUNG HABEN SPRACHE UND DENKEN? 637 21.1.2 SCHRIFTLICHKEIT, MUENDLICHKEIT 639 21.1.3 WAS IST FACHSPRACHE? 641 21.2 FACH- UND ALLTAGSSPRACHE UNTER DESKRIPTIVER PERSPEKTIVE 642 21.2.1 DAS FACHVOKABULAR 643 21.2.2 SYNTAKTISCHE UND STILISTISCHE MERKMALE 643 21.2.3 DIE KOMMUNIKATIONSSITUATION 644 21.3 FACH- UND ALLTAGSSPRACHE UNTER NORMATIVER PERSPEKTIVE 645 21.3.1 DAS FACHVOKABULAR 645 21.3.2 SYNTAKTISCHE UND STILISTISCHE MERKMALE 646 21.3.3 DIE KOMMUNIKATIONSSITUATION 647 21.4 WELCHER ENTWICKLUNGSZUSAMMENHANG BESTEHT ZWISCHEN ALLTAGS- UND FACHSPRACHE? . .648 XVI INHALTSVERZEICHNIS 21.5 SPRACHARBEIT IM PHYSIKUNTERRICHT 650 21.5.1 LEITLINIEN DER SPRACHARBEIT IM PHYSIKUNTERRICHT 650 21.5.2 LEITLINIE 1 651 21.5.3 LEITLINIE 2 652 21.5.4 LEITLINIE 3 652 21.6 ABSCHLIESSENDE BEMERKUNGEN 653 LITERATUR 654 22 ALLTAGSVORSTELLUNGEN UND PHYSIK LERNEN 657 REINDERS DUIT 22.1 BEISPIELE FUER ALLTAGSVORSTELLUNGEN 658 22.1.1 VORSTELLUNGEN ZU PHAENOMENEN UND BEGRIFFEN 658 22.1.2 VORSTELLUNGEN UEBER DIE PHYSIK UND UEBER DAS LERNEN 661 22.1.3 LEHRERVORSTELLUNGEN 662 22.2 VORSTELLUNGEN UND LERNEN 662 22.2.1 VORUNTERRICHTLICHE VORSTELLUNGEN BERUECKSICHTIGEN 662 22.2.2 LERNEN 663 22.2.3 ZUR ROLLE VON VORSTELLUNGEN BEIM LERNEN 664 22.2.4 KONZEPTWECHSEL 666 22.3 UNTERRICHT AUF DER BASIS VON VORUNTERRICHTLICHEN VORSTELLUNGEN 667 22.3.1 ANKNUEPFEN - UMDEUTEN - KONFRONTIEREN 668 22.3.2 UNTERRICHTSSTRATEGIEN, DIE KONZEPTWECHSEL UNTERSTUETZEN 669 22.3.3 WAERME - TEMPERATUR - ENERGIE 670 22.3.4 VORSTELLUNGEN ZUM TEILCHENMODELL 673 22.4 ANMERKUNGEN UND LITERATURHINWEISE 676 22.4.1 ABSCHLIESSENDE ANMERKUNGEN 676 22.4.2 LITERATURUEBERSICHT ZU ALLTAGSVORSTELLUNGEN 677 LITERATUR 678 23 AUS- UND FORTBILDUNG VON PHYSIKLEHRKRAEFTEN 681 HELMUT FISCHLER 23.1 LEHRERAUSBILDUNG 682 23.1.1 DIE VEREINBARUNG VON BOLOGNA: BACHELOR UND MASTER 682 23.1.2 LEHRERAUSBILDUNG UND UNTERRICHTSKOMPETENZ 685 23.1.3 REFORM DER STUDIENINHALTE 686 23.1.4 SCHULPRAKTISCHE STUDIEN 690 23.2 DIE ZWEITE PHASE DER LEHRERBILDUNG 691 23.2.1 AUSBILDUNGSSTANDARDS 691 23.3 FORTBILDUNG VON LEHRKRAEFTEN 693 23.3.1 LERNEN IM BERUF 693 23.3.2 KRITERIEN FUER ERFOLGREICHE LEHRERFORTBILDUNG 694 23.3.3 BUNDESWEITE FORTBILDUNGSPROGRAMME 695 23.3.4 REGIONALE LEHRERFORTBILDUNG 697 23.3.5 SCHULINTERNE LEHRERFORTBILDUNG 698 23.3.6 UNTERRICHTSVIDEOS IN DER LEHRERBILDUNG 700 23.4 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 701 LITERATUR 702 INHALTSVERZEICHNIS XVII 24 QUALITATIVE FORSCHUNG IN DEN NATURWISSENSCHAFTLICHEN FACHDIDAKTIKEN 705 MICHAELA VOGT 24.1 PLANUNG EINES QUALITATIVEN FORSCHUNGSPROJEKTES - EIN ERSTER UEBERBLICK. 706 24.2 ERSTER SCHRITT:THEORETISCHE FUNDIERUNG EINES FORSCHUNGSPROJEKTES 707 24.3 ZWEITER SCHRITT: DATENERHEBUNG 710 24.3.1 FESTLEGUNG DES SAMPLES 710 24.3.2 FESTLEGUNG DER DATENERHEBUNGSMETHODE 711 24.3.3 FESTLEGUNG TECHNISCHER UNTERSUCHUNGSMITTEL 714 24.4 DRITTER SCHRITT: DATENAUSWERTUNG 715 24.4.1 FESTLEGUNG DER DATENAUSWERTUNGSMETHODE 715 24.4.2 FESTLEGUNG DER TECHNISCHEN UNTERSUCHUNGSMITTEL 720 24.5 ALLGEMEINES ZUR DATENINTERPRETATION 722 24.6 UEBERPRUEFUNG DER GUETEKRITERIEN 722 24.7 FAZIT 724 LITERATUR 724 25 EMPIRISCHE FORSCHUNG IN DER PHYSIKDIDAKTIK 727 HANS E. FISCHER, HEIKO KRABBE 25.1 GRUNDLAGEN EMPIRISCHER FORSCHUNG 728 25.2 DAS UNTERSUCHUNGSFELD DER DIDAKTIK DER PHYSIK 729 25.3 THEORIE UND EVIDENZ 732 25.4 KRITERIEN DER GLAUBWUERDIGKEIT 735 25.4.1 OBJEKTIVITAET 735 25.4.2 RELIABILITAET 736 25.4.3 VALIDITAET 738 25.4.4 SIGNIFIKANZ 740 25.4.5 RELEVANZ UND EFFEKTSTAERKE 741 25.5 DAS UNTERSUCHUNGSDESIGN UND DIE STICHPROBE 742 25.5.1 DESKRIPTION UND KORRELATION - UEBER INTERNATIONALE VERGLEICHSTESTS 742 25.5.2 INTERVENTION UND KAUSALITAET - EXPERIMENTELLE UND QUASI-EXPERIMENTELLE FORSCHUNG 743 25.5.3 LAENGSSCHNITT UND QUASI-LAENGSSCHNITT 746 25.5.4 ZUR AUSWAHL DER STICHPROBE 747 25.6 ANALYSE VON UNTERRICHT 748 25.7 UNTERRICHTSVIDEOGRAFIE 749 25.8 ABSCHLIESSENDE BEMERKUNGEN 752 LITERATUR 753 26 SCHUELERLABORE: LERNEN DURCH FORSCHEN UND ENTWICKELN 759 MANFRED EULER, TOBIAS SCHUETTLER, DIETER HAUSAMANN 26.1 LABORE ALS AUSSERSCHULISCHE LERNORTE: ERFOLGSGESCHICHTE EINER BILDUNGSINNOVATION 760 26.2 KOMPLEXE LERNUMGEBUNG: EINHEIT IN DER VIELFALT VON SCHUELERLABORKONZEPTEN 762 26.2.1 GEMEINSAME ZIELE UND GESTALTUNGSMERKMALE 762 26.2.2 FACHSPEZIFISCHE DIFFERENZIERUNGEN DER ANGEBOTE 763 26.2.3 BALANCE VON INSTRUKTION UND KONSTRUKTION 764 26.3 WIRKUNGSFORSCHUNG: DIE KONTRAINTUITIVE EFFEKTIVITAET DER LABORAKTIVITAETEN 765 26.4 UNTERRICHTSENTWICKLUNG: RENAISSANCE DES ERFAHRUNGSBASIERTEN LERNENS 768 26.4.1 ARBEITSWEISEN ERFAHRBAR MACHEN: LEHR-LERN-ZYKIEN 768 26.4.2 KREATIVE PROZESSE ERFAHRBAR MACHEN: EXPERIMENTE ALS WERKZEUGE UND FLUEGEL DES GEISTES . .769 XVIII INHALTSVERZEICHNIS 26.4.3 WISSEN VERKOERPERN: HANDLUNGSMUSTER UND ABSTRAKTIONEN 770 26.4.4 GESTALTUNG VON LABORPROJEKTEN: GELINGENSKRITERIEN FUER FORSCHENDES LERNEN 771 26.4.5 LERNEN DURCH EXPERIMENTIEREN: IST-ZUSTAND 772 26.4.6 FORSCHEND LERNEN: UNTERRICHTSMUSTER VERAENDERN 773 26.5 OIE HEFE IM TEIG: BRAUCHEN WIR AUCH KUENFTIG SCHUELERLABORE? 775 26.6 DAS DLR_SCHOOL_LAB OBERPFAFFENHOFEN - EIN BESONDERER AUSSERSCHULISCHER LERNORT . .776 26.6.1 DAS KONZEPT DES DLR_SCHOOL_LAB OBERPFAFFENHOFEN 777 26.6.2 AUSBLICK 780 LITERATUR 781 27 MODELLBEGRIFF UND MODELLBILDUNG IN DER PHYSIKDIDAKTIK 783 EMST KIRCHER 27.1 ERLAEUTERUNGEN UND FESTLEGUNGEN ZUM MODELLBEGRIFF 784 27.1.1 ZWECKMAESSIGKEIT UND KONVENTIONEN 784 27.1.2 EINGRENZUNG DES MODELLBEGRIFFS 785 27.1.3 ERLAEUTERUNGEN ZUM MODELLBEGRIFF 786 27.1.4 FORMALE DARSTELLUNG DES ERKENNTNISPROZESSES UND MODELLDEFINITION 786 27.1.5 .ANALOGIEN ZWISCHEN MODELL UND OBJEKT 788 27.2 BEZIEHUNGEN ZWISCHEN MODELL UND OBJEKT 789 27.2.1 DAS ABBILDUNGSMERKMAL 789 27.2.2 DAS VERKUERZUNGSMERKMAL 790 27.2.3 GEGENSTAENDLICHE MODELLE: STRUKTURMODELLE, FUNKTIONSMODELLE, GESTALTAEHNLICHE MODELLE.. .791 27.3 EIGENSCHAFTEN VON MODELLEN 792 27.3.1 ANSCHAULICHKEIT VON MODELLEN 793 27.3.2 EINFACHHEIT VON MODELLEN 794 27.3.3 TRANSPARENZ VON MODELLEN 796 27.3.4 VERTRAUTHEIT VON MODELLEN 797 27.3.5 PRODUKTIVITAET VON MODELLEN 798 27.3.6 BEDEUTSAMKEIT VON MODELLEN 799 27.4 FUNKTIONEN VON MODELLEN 800 27.4.1 ERKLAERUNGEN DURCH MODELLE 800 27.4.2 PROGNOSEN DURCH MODELLE 802 27.4.3 LERNEN DURCH MODELLE 803 27.5 KLASSIFIKATION VON MODELLEN 804 LITERATUR 806 28 UEBER DIE NATUR DER NATURWISSENSCHAFTEN LERNEN 809 ERNST KIRCHER 28.1 UEBER DIE NATUR DER NATURWISSENSCHAFTEN LERNEN - ZIELE UND INHALTE 810 28.1.1 NATURWISSENSCHAFTEN UND WIRKLICHKEIT 810 28.1.2 WASSINDNATURWISSENSCHAFTEN? 814 28.1.3 TECHNIK- UND WISSENSCHAFTSETHISCHE ASPEKTE 816 28.2 STANDARDMETHODEN DER NATURWISSENSCHAFTEN 820 28.2.1 ZUR INDUKTIVEN METHODE 820 28.2.2 ZUR HYPOTHETISCH-DEDUKTIVEN METHODE 823 INHALTSVERZEICHNIS XIX 28.3 HISTORISCHE BESCHREIBUNGEN NATURWISSENSCHAFTLICHER THEORIEBILDUNG 825 28.3.1 NATURWISSENSCHAFTLICHE REVOLUTION UND NORMALWISSENSCHAFT 825 28.3.2 NATURWISSENSCHAFTEN ALS HISTORISCHE TRADITION 830 28.3.3 NATURWISSENSCHAFTEN ALS ABSTRAKTE UND HISTORISCHE TRADITION 831 28.4 THEORIEBILDUNG IN DER PHYSIK - MODELLBILDUNG IM PHYSIKUNTERRICHT 833 28.4.1 UEBER THEORIEBILDUNG IN DER PHYSIK 833 28.4.2 OBER MODELLBILDUNG IM PHYSIKUNTERRICHT 836 28.4.3 UEBER DIE BEDEUTUNG VON EXPERIMENTEN IN DER PHYSIK UND IM PHYSIKUNTERRICHT 837 28.5 ERGAENZENDE UND WEITERFUEHRENDE LITERATUR 839 LITERATUR 839 29 MULTIMEDIA UNTER LERNTHEORETISCHEN ASPEKTEN 843 RAIMUND GIRWIDZ 29.1 MULTIMODALITAET, MULTICODIERUNG, INTERAKTIVITAET 845 29.2 THEORIEN ZUM LERNEN MIT MULTIPLEN REPRAESENTATIONEN 848 29.2.1 THEORIE ZUM MULTIMEDIALERNEN VON MAYER 848 29.2.2 DAS INTEGRIERTE MODELL DES TEXT- UND BILDVERSTEHENS NACH SCHNOTZ UND BANNERT 850 29.2.3 DARSTELLUNGSVIELFALT UND LERNEN IN PHYSIK 851 29.3 KOGNITIVE BELASTUNGEN UND KORRESPONDIERENDE MASSNAHMEN 853 29.3.1 COGNITIVE LOAD BERUECKSICHTIGEN 853 29.3.2 ANPASSEN DER BELASTUNGEN 855 29.3.3 SUPPLANTATIONSKONZEPT UND KOHAERENZBILDUNG 857 29.3.4 ADAPTIVE PROGRAMME 858 29.4 SIMULATIONEN UND ENTDECKENDES LERNEN 859 29.4.1 SIMULATIONEN FUER DEN PHYSIKUNTERRICHT 859 29.4.2 ENTDECKENDES LERNEN MIT DIGITALEN MEDIEN UND KOGNITIVE FUEHRUNG 860 29.4.3 UNTERRICHTEN MIT SIMULATIONEN 861 29.5 KOMPLEXES LERNEN UND MULTIMEDIA 862 29.5.1 HILFEN ZUM AUFBAU MENTALER MODELLE 863 29.5.2 KOGNITIVE FLEXIBILITAET FOERDERN 865 29.5.3 SITUIERTES LERNEN UND WISSENSVERANKERUNG 868 29.5.4 WISSENSSTRUKTURIERUNG UND VERNETZUNG 869 29.6 ABSCHLIESSENDE BEMERKUNGEN 872 LITERATUR 873 SERVICETEIL 879 STICHWORTVERZEICHNIS 880
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