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  • 1
    facet.materialart.
    Unknown
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Publication Date: 2024-03-29
    Description: In dieser Arbeit wird die Frage untersucht, wie Lehrkräfte durch kooperative Unterrichtsentwicklung befähigt werden können, komplexe Nachhaltigkeitsthemen und Kompetenzen einer Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) im Fachunterricht zu integrieren. Die Kooperation zwischen Fachlehrkräften wird als ein Hilfsmittel angesehen, um den vielseitigen Dimensionen nachhaltiger Entwicklung gerecht zu werden. Dazu wurde ein neues kooperatives Online-BNE-Seminar für Lehramtstudierende entwickelt und evaluiert. Im Rahmen einer qualitativen Studie mit Lehramtsstudierenden wurden anhand von Leitfadeninterviews (N ,= ,13), Reflexionstexten und Fragebögen die unterschiedlichen Qualitäten der kooperativen Unterrichtsplanung einer monodisziplinären (Fach Physik) und einer interdisziplinären Seminargruppe (u. ,a. die Fächer Biologie, Chemie, Physik, Deutsch) untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl die monodisziplinäre als auch die interdisziplinäre Kooperation der Studierenden bei der Planung, Erprobung und Reflexion von BNE-Unterricht zu einer hohen Qualität des Unterrichts beitragen. Die Physikstudierenden äußerten jedoch, dass die Perspektive der Physik allein nicht ausreicht, um alle Dimensionen von BNE abzudecken. Das kooperative Online-BNE-Seminar bietet daher eine Möglichkeit, BNE nicht nur in der Physikdidaktik, sondern im gesamten Lehramtsstudium zu verankern. Die Studienergebnisse deuten an, dass große Gruppen (〉4) im Online-Format Kommunikationshürden erfahren. Moderation oder kleinere Gruppen können Abhilfe schaffen.
    Keywords: Bildung für nachhaltige Entwicklung ; Lehrerbildung ; Kooperation ; Unterrichtsplanung ; Online Lernen ; bic Book Industry Communication::J Society & social sciences::JN Education::JNM Higher & further education, tertiary education ; bic Book Industry Communication::J Society & social sciences::JN Education::JNT Teaching skills & techniques ; bic Book Industry Communication::J Society & social sciences::JN Education::JNU Teaching of a specific subject ; bic Book Industry Communication::J Society & social sciences::JN Education::JNU Teaching of a specific subject::JNUM Teachers' classroom resources & material ; bic Book Industry Communication::J Society & social sciences::JN Education::JNV Educational equipment & technology, computer-aided learning (CAL) ; bic Book Industry Communication::P Mathematics & science::PH Physics ; bic Book Industry Communication::R Earth sciences, geography, environment, planning::RN The environment::RNU Sustainability ; bic Book Industry Communication::Y Children's, Teenage & educational::YX Personal & social issues (Children's / Teenage)::YXZ Social issues (Children's / Teenage)::YXZG Social issues: environment & green issues (Children's / Teenage) ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education::JNM Higher education, tertiary education ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education::JNT Teaching skills and techniques ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education::JNU Teaching of a specific subject ; 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 ; thema EDItEUR::R Earth Sciences, Geography, Environment, Planning::RN The environment::RNU Sustainability ; thema EDItEUR::Y Children’s, Teenage and Educational::YX Children’s / Teenage: Personal and social topics::YXZ Children’s / Teenage: Social issues / topics::YXZG Children’s / Teenage social topics: Environment, sustainability and green issues
    Language: German
    Format: image/jpeg
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  • 2
    facet.materialart.
    Unknown
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Publication Date: 2024-03-29
    Description: Im naturwissenschaftlichen Unterricht zielt das Lernen in Kontexten primär darauf ab, die Lernenden näher an ihre Lebenswelt heranzuführen und so ihr Interesse zu steigern. Die vorliegende Studie fokussiert die Wahrnehmung und Wirksamkeit authentischer Kontexte mit physikalisch-technischem Bezug im Lehr-Lern-Labor und nimmt dabei sowohl die Lernenden als auch zukünftige Lehrende in den Blick. Im Rahmen der vorliegenden Forschungsarbeit wurde das Potenzial von authentischen Kontexten im Bereich von Physik und Technik zur Förderung affektiver Merkmale wie Interesse, Einstellungen und Fähigkeitsselbstkonzept sowohl bei Lehramtsstudierenden wie bei Schüler:innen der Sekundarstufe I untersucht. In zwei Interventionsstudien wurden Themen aktueller Forschung als authentische Lernkontexte im Setting eines Lehr-Lern-Labors eingesetzt. Die empirische Prüfung der Interventionswirkung erfolgte anhand eines quantitativen, quasi-experimentellen Designs mit insgesamt N=176 Lehramtsstudierenden und N=1.156 Schüler:innen. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass die stark fachlich geprägten Forschungsprojekte didaktisch aufbereitet als Lehr-Lern-Material von den Proband:innen authentisch eingeschätzt werden. Das Lernen mit solchen Kontexten ermöglicht eine positive Entwicklung affektiver Merkmale sowohl bei den Lehramtsstudierenden als auch bei den Schüler:innen.
    Keywords: Fachdidaktiken Physik und Technik ; Kontext ; Lehr-Lern-Labor ; Selbstkonzept ; Interesse ; bic Book Industry Communication::J Society & social sciences::JN Education::JNC Educational psychology ; bic Book Industry Communication::J Society & social sciences::JN Education::JNL Schools ; bic Book Industry Communication::J Society & social sciences::JN Education::JNM Higher & further education, tertiary education ; bic Book Industry Communication::J Society & social sciences::JN Education::JNM Higher & further education, tertiary education::JNMT Teacher training ; bic Book Industry Communication::J Society & social sciences::JN Education::JNU Teaching of a specific subject ; bic Book Industry Communication::J Society & social sciences::JN Education::JNW Extra-curricular activities ; bic Book Industry Communication::P Mathematics & science::PD Science: general issues ; bic Book Industry Communication::P Mathematics & science::PH Physics ; bic Book Industry Communication::Y Children's, Teenage & educational::YQ Educational material::YQS Educational: Sciences, general science::YQSP Educational: Physics ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education::JNC Educational psychology ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education::JNL Schools and pre-schools ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education::JNM Higher education, tertiary education ; 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 ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education::JNW Extra-curricular activities ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PD Science: general issues ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics ; thema EDItEUR::Y Children’s, Teenage and Educational::YP Educational material::YPM Educational: Mathematics, science and technology, general::YPMP Educational: Sciences, general science::YPMP5 Educational: Physics
    Language: German
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  • 3
    Publication Date: 2024-03-29
    Description: Diagnostizieren ist ein elementarer Bestandteil des Lehrerhandelns im Unterricht. Es umfasst das Analysieren von Aussagen, Produkten und des Verhaltens von Schüler*innen sowie das Analysieren von Aufgabenanforderungen mit dem Ziel der Förderung. Es ist davon auszugehen, dass Lehrkräfte differenzierter diagnostizieren können, wenn sie im Diagnoseprozess kognitive Ressourcen nutzen, z. B. Wissen über Theorien und empirische Befundlagen (Theorie- und Empiriebezüge). Ziel der Studie war es, Diagnoseprozesse von Studierenden und die darin hergestellten Theorie- und Empiriebezüge zu untersuchen. Dazu wurden Studierende beim Bearbeiten von Diagnoseaufgaben in einem Seminar videografiert. Es wurden kategoriengestütze Verfahren genutzt, um Komponenten des Diagnoseprozesses (Beobachtung, Deutung, Ursache, Konsequenz) sowie die Theorie- und /Empiriebezüge zu erfassen. In einer ergänzenden qualitativen Analyse wurde die Nutzung von Learning Progressions in der Mechanik als Bezugsrahmen untersucht. Die Befunde deuten darauf hin, dass den Studierenden Deutungen sowie Theorie- und Empiriebezüge auf Learning Progressions zu Mechanik in einem Setting gelingen, das diese Prozesse fördert. Es zeigt sich auch, dass Überlegungen zu Ursachen und Konsequenzen ebenso wie Theorie-/Empiriebezüge ohne Learning Progressions eher schwach ausgeprägt sind. Hier gilt zukünftig zu klären, welche Förderpotentiale sich ergeben, aber auch, wo diese in der ersten Phase der Lehrkräftebildung an Grenzen stoßen. Die Befunde deuten darauf hin, dass den Studierenden Deutungen sowie Theorie- und Empiriebezüge auf Learning Progressions zu Mechanik in einem Setting gelingen, das diese Prozesse fördert. Es zeigt sich auch, dass Überlegungen zu Ursachen und Konsequenzen ebenso wie Theorie-/Empiriebezüge ohne Learning Progressions eher schwach ausgeprägt sind. Hier gilt zu klären, welche Förderpotentiale sich ergeben, aber auch, wo diese in der ersten Phase der Lehrerbildung an Grenzen stoßen.
    Keywords: Diagnostik ; Lehramt ; Mechanik ; Physik ; Learning Progression ; bic Book Industry Communication::J Society & social sciences::JN Education::JNM Higher & further education, tertiary education ; bic Book Industry Communication::J Society & social sciences::JN Education::JNM Higher & further education, tertiary education::JNMT Teacher training ; bic Book Industry Communication::J Society & social sciences::JN Education::JNT Teaching skills & techniques ; bic Book Industry Communication::P Mathematics & science::PD Science: general issues ; bic Book Industry Communication::G Reference, information & interdisciplinary subjects::GP Research & information: general::GPS Research methods: general ; bic Book Industry Communication::P Mathematics & science::PH Physics ; bic Book Industry Communication::P Mathematics & science::PH Physics::PHD Classical mechanics ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education::JNM Higher education, tertiary education ; 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::JNT Teaching skills and techniques ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PD Science: general issues ; thema EDItEUR::G Reference, Information and Interdisciplinary subjects::GP Research and information: general::GPS Research methods: general ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics::PHD Classical mechanics
    Language: German
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  • 4
    facet.materialart.
    Unknown
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Publication Date: 2024-03-29
    Description: Erklärvideos stellen für Lernende eine wichtiger werdende Lerngelegenheit dar. Die Forschungslage zum Thema Erklärvideos lässt zum Teil noch offen, welchen Einfluss die didaktische Qualität eines Erklärvideos und die Form der Einbettung in Lehr-Lernprozesse auf den Lernzuwachs haben. Weiterhin ist unklar, ob es Personengruppen gibt, die von Erklärvideos besonders profitieren können. Ziel der Arbeit ist es daher, einen theoriebasierten Kategorienkatalog zur Gestaltung möglichst lernwirksamer Erklärvideos zu entwickeln, zwei Erklärvideos unterschiedlicher didaktischer Qualität zu einem Thema aus der Elektrizitätslehre zu gestalten und anhand dieser beiden Videos die Lernwirksamkeit empirisch zu prüfen. Die Erhebung mit N = 146 Lehramtsstudierenden des Sachunterrichts zeigt über alle Treatmentgruppen große Lernzuwächse. Aus den Ergebnissen folgt, dass die Qualität und auch das Einbettungsformat in dieser Erhebung keinen direkten Einfluss auf den Lernzuwachs haben. Aus der Betrachtung der Nutzungsdaten der Erklärvideos folgt als eine mögliche Erklärung, dass die Studierenden auch im schlechteren Erklärvideo relevante Inhalte identifizieren können. Es konnte beobachtet werden, dass besonders im Vorwissen schwache Studierende überproportional von Erklärvideos profitieren. Der mögliche Lernzuwachs bei der Nutzung von Erklärvideos hängt somit von den individuellen Lernvoraussetzungen der Lernenden ab.
    Keywords: Physik ; Didaktik der Physik ; Quantitative Bildungsforschung ; Erklärvideos ; Digitalisierung ; bic Book Industry Communication::J Society & social sciences::JN Education::JNU Teaching of a specific subject::JNUM Teachers' classroom resources & material ; bic Book Industry Communication::P Mathematics & science::PH Physics ; bic Book Industry Communication::Y Children's, Teenage & educational::YQ Educational material::YQS Educational: Sciences, general science::YQSP Educational: Physics ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education::JNU Teaching of a specific subject::JNUM Teachers’ classroom resources and material ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics ; thema EDItEUR::Y Children’s, Teenage and Educational::YP Educational material::YPM Educational: Mathematics, science and technology, general::YPMP Educational: Sciences, general science::YPMP5 Educational: Physics
    Language: German
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  • 5
    Publication Date: 2024-04-11
    Description: In einem Solarturmkraftwerk werden hunderte bis tausende Spiegel (sogenannte Heliostate) einzeln der Sonne nachgeführt, sodass das Sonnenlicht auf die Spitze eines Turmes konzentriert wird. Dort befindet sich der Receiver, der die Solarstrahlung absorbiert und an das Wärmeträgermedium weitergibt. Große thermische Energiespeicher erlauben die ganztägige Stromproduktion (auch Nachts). In aktuellen Solarturmkraftwerken kommen als Wärmeträger- und Speichermedium häufig flüssige Nitratsalze wie Solar Salt zum Einsatz. Aufgrund ihrer hohen Wärmekapazität und den geringen Kosten eignen sie sich sehr gut zur thermischen Energiespeicherung, jedoch bringen sie auch einige Nachteile mit sich. Flüssigmetalle weisen in vielen Punkten Vorteile gegenüber den Flüssigsalzen auf. In der vorliegenden Arbeit werden die Eigenschaften von Flüssigmetallen detailliert analysiert und mit Solar Salt verglichen. Zur Bewertung werden die Jahreserträge bzw. die Stromgestehungskosten (LCOE) herangezogen. Die Ergebnisse zeigen ein Potenzial zur Reduktion der Stromgestehungskosten mit Flüssigmetallen um bis zu 16 % gegenüber dem Referenzsystem mit Solar Salt, ohne dabei den Kraftwerksblock und den thermischen Speicher zu verändern.
    Keywords: Technology & Engineering ; Construction ; Technology & Engineering ; Science ; Physics ; thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TN Civil engineering, surveying and building::TNK Building construction and materials ; thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TB Technology: general issues ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics
    Language: German
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  • 6
    Publication Date: 2024-04-04
    Description: Ein zentrales Ziel der fachdidaktischen Forschung stellt die Verbesserung schulischen Unterrichts dar. Eine Transferstrategie zur flächendeckenden Verbreitung wissenschaftlicher Erkenntnisse bildet die Bereitstellung evidenzbasierter, innovativer materialgestützter Unterrichtskonzeptionen. Allerdings fällt das Materialnutzungsverhalten von Lehrkräften individuell sehr unterschiedlich aus, wobei das Zusammenspiel verschiedener Einflussfaktoren auf die Materialnutzung bislang wenig erforscht ist. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es daher, dieses Wirkgefüge unter authentischen Bedingungen genauer zu untersuchen. Dazu wurde kriteriengeleitet eine evidenzbasierte, fachdidaktisch innovative Unterrichtskonzeption ausgewählt (das Münchener Unterrichtskonzept zur Quantenmechanik) und den teilnehmenden Lehrkräften fakultativ zur Verfügung gestellt. Mittels eines qualitativen Forschungsansatzes wurden elf Lehrkräfte bei der Implementierung des Konzepts durch ein Interview zu Beginn und am Ende einer Unterrichtsreihe zur Quantenmechanik sowie zwei Unterrichtsbeobachtungen mit je einem anschließenden stimulated recall begleitet. Aus den Ergebnissen folgt, dass die Probanden sich überwiegend heuristisch mit der Konzeption auseinandersetzten und lediglich Elemente auf Sichtstrukturebene implementierten. Das nachgewiesene Wirksamkeitspotential von evidenzbasierten, innovativen Unterrichtskonzeptionen scheint sich folglich lediglich unter bestimmten Bedingungsfaktoren zu entfalten.
    Keywords: Science ; Education ; Science ; Physics ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PD Science: general issues ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics
    Language: German
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  • 7
    facet.materialart.
    Unknown
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Publication Date: 2024-04-04
    Description: Bei Schülerlaboren als wichtigem Teil außerschulischer MINT-Bildung besteht ein Forschungsdefizit hinsichtlich kognitiver und motivationaler Prozesse auf Seiten der Schülerinnen und Schüler. Mit einem Design-based Research Ansatz klärt die Studie deshalb die Dynamik der Lehr- und Lernprozesse in Schülerlaboren auf und erlaubt es, die Lernangebote mit Blick auf generelle Bildungsziele und spezifische Ziele der Labore empiriebasiert weiterzuentwickeln. Um Angebots-Nutzungs-Prozesse zu untersuchen, wird ein Analyseinstrument entwickelt; es erlaubt gleichermaßen, die didaktische Struktur der Angebote in einer SWOT-Analyse zu erfassen und die ablaufenden Denk- und Lernprozesse der Schülerinnen und Schüler empirisch zu erheben. Das Instrument fokussiert auf drei Dimensionen: die Orientierung der Angebote an Kontexten, die Integration von Problemlöseaufgaben und die Unterstützung von Autonomie der Schülerinnen und Schüler beim Entscheiden und Handeln. Die Ergebnisse der SWOT-Analyse werden mit empirischen Daten, die mit ethnografischen Methoden gewonnen werden, validiert. Eine daraufhin weiterentwickelte didaktische Struktur der Angebote ist hinsichtlich einer differenzierten Kontextualisierung, des Einsatzes narrativer Anker, die Problemlöseaufgaben einleiten, sowie einer phasenweisen Öffnung der Angebote verändert und führt zu besserem Verständnis fachlicher Inhalte und zu einer höheren Motivation.
    Keywords: Science ; Education ; Science ; Physics ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PD Science: general issues ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics
    Language: German
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  • 8
    facet.materialart.
    Unknown
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Publication Date: 2024-04-04
    Description: Fachdidaktisches Wissen gilt als wichtige Gelingensbedingung für einen professionell durchgeführten Unterricht. Positive Selbstwirksamkeitserwartungen, vielfältige Unterrichtskompetenzen sowie eine befürwortende Einstellung gegenüber der Reflexion von Unterricht sind darüber hinaus Indikatoren einer gelingenden Professionalisierung. Professionelle Handlungskompetenz entwickelt sich vornehmlich, wenn angehende Lehrkräfte die Gelegenheit bekommen theoretische Wissensanteile in der Praxis umzusetzen und diesen Transfer zu reflektieren. Die unreflektierte Absolvierung von Unterrichtspraktika birgt nämlich die Gefahr eines "Praxisschocks". Um dem vorzubeugen, ist es förderlich, praktische Studienanteile in ihrer Komplexität sukzessive zu steigern. Es wird davon ausgegangen, dass Lehr-Lern-Labore (LLL) diesen Anforderungen genügen. In der vorliegenden Arbeit wurde die professionalisierende Wirkung dieses Veranstaltungskonzepts am Beispiel des LLL "Schwimmen, Schweben, Sinken" multimethodisch untersucht. Dabei wurden Gruppendiskussionen und Interviews, eine hoch inferente Fremdeinschätzungserhebung sowie eine Prä-Post-Fragebogenstudie mit Studierenden der Bachelorstudiengänge Lehramt Physik sowie Grundschulpädagogik (Sachunterricht) an der Freien Universität Berlin durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass Lehr-Lern-Labor-Veranstaltungen einen wichtigen Beitrag zur Anbahnung sowie zur Unterstützung der Professionalisierung von Lehrkräften bereits während des Studiums leisten können, ohne dass es zum "Praxisschock" kommt.
    Keywords: Science ; Education ; Science ; Physics ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PD Science: general issues ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics
    Language: German
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  • 9
    facet.materialart.
    Unknown
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Publication Date: 2024-04-04
    Description: Eine lernendenorientierte und adaptive Gestaltung von Unterricht erfordert von den Lehrkräften, dass sie vorhandene Kompetenzen und Lernprozesse der Schülerinnen und Schüler diagnostizieren. Außerdem müssen sie die Anforderungen von Aufgaben mit Blick auf deren Passung zu den Lernprozessen der Schülerinnen und Schüler analysieren können. Eine derart verstandene "diagnostische Kompetenz" wird als zentrales Professionalisierungsziel von Lehrkräften angesehen. Vor diesem Hintergrund wurden die diagnostischen Prozesse von acht Studierenden mit den Fächern Physik und Mathematik in zwei aufeinander folgenden Lehrveranstaltungen zur Diagnostik untersucht, um Potentiale und Lernhindernisse im Kompetenzaufbau zu identifizieren. In beiden Veranstaltungen bildeten Vignetten von Lernprozessen den Ausgangspunkt für studentische Diagnosen. Forschungsgegenstand waren u.a. schriftliche Diagnosen der Studierenden im Prä-Post-Vergleich sowie auf Video aufgezeichnete studentische Diskurse bei der Diagnose von Lernprozessen der Schülerinnen und Schüler. Die Analysen erfassen u.a., auf welche Komponenten eines Diagnoseprozesses die Studierenden in welcher Weise Bezug nehmen und welche (fach-) didaktischen überlegungen bzw. Theoriebezüge sie in ihren Diagnosen als Referenzpunkte nutzen. Die Ergebnisse zeigen, dass auf struktureller Ebene zwar alle Komponenten thematisiert, aber inhaltlich nicht entlang einer typischen Abfolge miteinander verbunden werden. Trotz inhaltlicher Prompts wird nur selten explizit auf Theoriebezüge zurückgegriffen.
    Keywords: Mathematics ; Education ; Science ; Physics ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PB Mathematics ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics
    Language: German
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  • 10
    Publication Date: 2024-04-11
    Description: Die Optimierung dynamischer Dichtsysteme ist eine kostengünstige Methode zur Erhöhung der Wirkungsgrade, Lebensdauer und Betriebssicherheit von Turbomaschinen. Zuverlässige und effiziente Dichtsysteme lassen sich nur realisieren, wenn die Anstreifvorgänge zwischen rotierenden und statischen Komponenten sowie ihre Folgen schon bei der Auslegung berücksichtigt und im Betrieb beherrscht werden können. Bis heute sind die physikalischen Vorgänge beim Anstreifen jedoch nur unzureichend verstanden und es fehlen zuverlässige Modellierungsansätze für ihre Vorhersage. Die vorliegende Arbeit liefert einen essentiellen Beitrag zum Verständnis des Anstreifverhaltens und somit zur Optimierung einlaufender dynamischer Dichtsysteme mit Fokus auf Labyrinthdichtungen mit Einlaufbelägen aus Hohlkörperstrukturen. Mit Hilfe aufwändiger experimenteller Untersuchungen wird in dieser Arbeit ein tiefergreifendes physikalisches Verständnis der Anstreifvorgänge bereitgestellt. Die experimentell gewonnenen Erkenntnisse bilden schließlich die Grundlage für die Entwicklung eines Modellierungsansatzes, der erstmals unter Berücksichtigung aller Einflussparameter die zuverlässige Vorhersage des Anstreifverhaltens einlaufender Labyrinthdichtungen ermöglicht.
    Keywords: Technology & Engineering ; Construction ; Technology & Engineering ; Science ; Physics ; thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TN Civil engineering, surveying and building::TNK Building construction and materials ; thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TB Technology: general issues ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics
    Language: German
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  • 11
    Publication Date: 2024-04-04
    Description: Formeln sind eine wichtige mathematische Darstellungsform im Physikunterricht. Jedoch haben Lernende häufig Schwierigkeiten bei der Verbalisierung der inhaltlichen Bedeutung von Formeln. Dies wirft die Frage auf, wie Lehrende diese inhaltliche Seite von Formeln vermitteln. Der Theorieteil stellt den Empiriestand zu den Themenkomplexen Formeln und Kommunikation, Alltagssprache, Unterrichts -sprache und Fachsprache im Physikunterricht ausführlich dar. Auf Grundlage sprachwissenschaftlicher Überlegungen wurde ein Ebenenmodell der Versprachlichung von Formeln entwickelt und durch Lehrbuchanalysen validiert, mit dessen Hilfe das Sprechen von und über Formeln analysiert werden kann. In einer qualitativen, explorativ ausgerichteten Feldstudie wurde Physikunterricht von 10 Lehrenden zum elektrischen Widerstand beobachtet und ihre Sprache mit Hilfe der qualitativen Inhaltsanalyse und des entwickelten Ebenenmodells ausgewertet. Das entstandene Kategoriensystem zeigt ein vielfältiges Sprechen über Formeln, das viele Aspekte von Formelverständnis abdeckt. Eine explizite qualitative Interpretation von Formeln bleibt jedoch meist aus. Es zeigt sich in vielen Aspekten ein eher technischer Umgang mit Formeln, der die strukturelle Rolle der Mathematik vernachlässigt. Das Sprechen der Lehrenden im Umgang mit Formeln kann als entweder fachsprachlich, schülernah oder ausgewogen, in einigen Fällen zusätzlich als reflektierend charakterisiert werden.
    Keywords: Mathematics ; Education ; Science ; Physics ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PB Mathematics ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics
    Language: German
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  • 12
    facet.materialart.
    Unknown
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Publication Date: 2024-04-04
    Description: Die Quantenphysik bildet schon heute das Fundament zahlreicher aktueller Technologien. Zukünftige Quantentechnologien, wie Quantencomputer, werden sowohl in der Industrie als auch für die Gesellschaft an Bedeutung gewinnen. In vielen nationalen und internationalen Schulcurricula ist die Quantenphysik als Thema für den Physikunterricht mittlerweile fest verankert. Aber trotz des enormen Bedeutungszuwachses von Quantentechnologien ist der Unterricht zur Quantenphysik an Schulen nach wie vor von semi-klassischen Modellen und quasi-historischen Zugängen geprägt, während moderne Begriffe der Quantenphysik häufig unberücksichtigt bleiben. Die Folge sind oft klassisch-mechanistisch geprägte Vorstellungen Lernender zur Quantenphysik. Hier setzt diese Arbeit an: mit dem Erlanger Unterrichtskonzept zur Quantenoptik wird ein Konzept vorgestellt, mit dem Lernende der gymnasialen Oberstufe Quanteneffekte anhand quantenoptischer Experimente kennen lernen. Konzepte der Quantenoptik, wie die Präparation von Quantenzuständen, die Antikorrelation am Strahlteiler und die Einzelphotoneninterferenz verhelfen Lernenden zu einem modernen Bild über Quantenphysik. Im Rahmen einer summativen Evaluation im Mixed-Methods-Design mit 171 Schülerinnen und Schülern zeigte sich, dass Lernende mit dem Erlanger Unterrichtskonzept zu quantenphysikalisch dominierten Vorstellungen gelangen und verbreitete Lernschwierigkeiten vermieden werden können.
    Keywords: Science ; Science ; Physics ; Technology & Engineering ; Agriculture ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PD Science: general issues ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics ; thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TV Agriculture and farming
    Language: German
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  • 13
    facet.materialart.
    Unknown
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Publication Date: 2024-04-04
    Description: Eine lernendenorientierte und adaptive Gestaltung von Unterricht erfordert von den Lehrkräften, dass sie vorhandene Kompetenzen und Lernprozesse der Schülerinnen und Schüler diagnostizieren. Außerdem müssen sie die Anforderungen von Aufgaben mit Blick auf deren Passung zu den Lernprozessen der Schülerinnen und Schüler analysieren können. Eine derart verstandene "diagnostische Kompetenz" wird als zentrales Professionalisierungsziel von Lehrkräften angesehen. Vor diesem Hintergrund wurden die diagnostischen Prozesse von acht Studierenden mit den Fächern Physik und Mathematik in zwei aufeinander folgenden Lehrveranstaltungen zur Diagnostik untersucht, um Potentiale und Lernhindernisse im Kompetenzaufbau zu identifizieren. In beiden Veranstaltungen bildeten Vignetten von Lernprozessen den Ausgangspunkt für studentische Diagnosen. Forschungsgegenstand waren u.a. schriftliche Diagnosen der Studierenden im Prä-Post-Vergleich sowie auf Video aufgezeichnete studentische Diskurse bei der Diagnose von Lernprozessen der Schülerinnen und Schüler. Die Analysen erfassen u.a., auf welche Komponenten eines Diagnoseprozesses die Studierenden in welcher Weise Bezug nehmen und welche (fach-) didaktischen überlegungen bzw. Theoriebezüge sie in ihren Diagnosen als Referenzpunkte nutzen. Die Ergebnisse zeigen, dass auf struktureller Ebene zwar alle Komponenten thematisiert, aber inhaltlich nicht entlang einer typischen Abfolge miteinander verbunden werden. Trotz inhaltlicher Prompts wird nur selten explizit auf Theoriebezüge zurückgegriffen.
    Keywords: Mathematics ; Education ; Science ; Physics ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PB Mathematics ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics
    Language: German
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  • 14
    Publication Date: 2024-03-29
    Description: Niedrige Studienerfolgsquoten in den Studiengängen Physik und Lehramt Physik sind sowohl aus bildungspolitischer und institutioneller Sicht als auch aus individueller Perspektive erfolglos Studierender eine Herausforderung. Bisher gibt es nur wenige empirische Studien, die Gründe für niedrige Studienerfolgsquoten bestimmen. Von dieser Situation ausgehend, zielte diese Arbeit auf die Erfassung domänenspezifischer Eingangsvoraussetzungen von Studienanfängerinnen und -anfängern, um daraus mögliche Prädiktoren für einen Studienerfolg zu bestimmen. Den Kern der Arbeit bildet die Konzeption und Evaluation eines Testinstruments zu Studieneingangsvoraussetzungen. Das Instrument umfasst einen Vorwissenstest in Mathematik und Physik sowie einen Test zu domänenspezifischen Verhaltensweisen und Einstellungen. Das selbstentwickelte Instrument wurde bei N = 116 Studierenden eingesetzt, um die Prognosekraft der gemessenen Konstrukte auf einen möglichen Studienerfolg zu schätzen. Dabei zeigte sich der Physikteil des Vorwissenstests in Verbindung mit der Hochschulzugangsberechtigungsnote als signifikanter Prädiktor für den Studienerfolg gemessen am Studienverbleib nach drei Semestern. Dieses Ergebnis stellt im Wesentlichen eine Replikation bereits bekannter Erkenntnisse dar. Es konnten erste Hinweise gefunden werden, dass sich lernzielorientierte Einstellungen positiv auf den Studienerfolg auswirken können.
    Keywords: Social Science ; Statistics ; Education ; Science ; Physics ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JH Sociology and anthropology::JHB Sociology::JHBC Social research and statistics ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics
    Language: German
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  • 15
    Publication Date: 2024-04-04
    Description: Ein zentrales Ziel der fachdidaktischen Forschung stellt die Verbesserung schulischen Unterrichts dar. Eine Transferstrategie zur flächendeckenden Verbreitung wissenschaftlicher Erkenntnisse bildet die Bereitstellung evidenzbasierter, innovativer materialgestützter Unterrichtskonzeptionen. Allerdings fällt das Materialnutzungsverhalten von Lehrkräften individuell sehr unterschiedlich aus, wobei das Zusammenspiel verschiedener Einflussfaktoren auf die Materialnutzung bislang wenig erforscht ist. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es daher, dieses Wirkgefüge unter authentischen Bedingungen genauer zu untersuchen. Dazu wurde kriteriengeleitet eine evidenzbasierte, fachdidaktisch innovative Unterrichtskonzeption ausgewählt (das Münchener Unterrichtskonzept zur Quantenmechanik) und den teilnehmenden Lehrkräften fakultativ zur Verfügung gestellt. Mittels eines qualitativen Forschungsansatzes wurden elf Lehrkräfte bei der Implementierung des Konzepts durch ein Interview zu Beginn und am Ende einer Unterrichtsreihe zur Quantenmechanik sowie zwei Unterrichtsbeobachtungen mit je einem anschließenden stimulated recall begleitet. Aus den Ergebnissen folgt, dass die Probanden sich überwiegend heuristisch mit der Konzeption auseinandersetzten und lediglich Elemente auf Sichtstrukturebene implementierten. Das nachgewiesene Wirksamkeitspotential von evidenzbasierten, innovativen Unterrichtskonzeptionen scheint sich folglich lediglich unter bestimmten Bedingungsfaktoren zu entfalten.
    Keywords: Science ; Education ; Science ; Physics ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PD Science: general issues ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics
    Language: German
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