Jena 2013 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 23: Neue Medien 2

DD 23.3: Vortrag

Mittwoch, 27. Februar 2013, 15:40–16:00, SR 225

Unterstützung der Formelgenese mithilfe graphischer Überlagerung — •Stefan Richtberg und Raimund Girwidz — LMU München

Das Entwickeln einer Funktionsgleichung aus einem Experiment und seinen Ergebnissen ist ein schwieriger Schritt beim naturwissenschaftlichen Forschen. Um Schülerinnen und Schüler beim zielgerichteten Experimentieren und Auswerten zu unterstützen, wurde eine computerbasierte Lernumgebung für Versuche zur Ablenkung von Elektronen im E- bzw. B-Feld entwickelt. Diese erlaubt dem Nutzer u.a. die Steuerung einer Elektronenablenkröhre und zeigt das Bild der sich im realen Experiment ergebenden Elektronenflugbahn an. Direkt über dieses Bild wird in der Folge ein Funktionsgraph gelegt, dessen Funktionsgleichung durch den Nutzer beliebig angepasst werden kann. Der Vergleich zwischen dem experimentellem Bild und dem Funktionsgraphen liefert hierbei ein direktes, visuelles Feedback über den Erfolg der Formelgenese. Darüber hinaus kann der Nutzer verschiedene Hilfen anfordern, die den Prozess der Formelfindung weiter strukturieren.

In einer Vorstudie wurde nach typischen Mustern der Formelentwicklung gesucht. Ebenfalls wurde die Nutzung der angebotenen Hilfen betrachtet und ihre Wirkungen auf den Geneseprozess analysiert. Der Vortrag skizziert die Lernumgebung, präsentiert die Ergebnisse der Vorstudie und diskutiert graphische Überlagerungen als Unterstützungsmaßnahme beim Lernen mit und aus Experimenten.