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Artikel-Schlagworte: „Lehrbuch der Zukunft“

Lehrszenario: Videoanalyse mit dem iPad
Der schiefe Wurf

Samstag, 2. Februar 2013

In unserer aktuellen Lehrveranstaltung „Multimediale Lernumgebungen“ für Lehramtsstudierende mit dem Wahlfach Physik haben wir – wie schon in den vorangehenden Semestern – Lernumgebungen gestaltet und untersucht bei denen Smartphones oder Tablets zum Einsatz kommen. Insbesondere wurden Apps untersucht und bewertet, die in diesem Kontext nützlich sein könnten.
Die Liste der bisher untersuchten Apps findet sich auf der Learners´ Garden-Plattform. Zum Abschluss des Semesters präsentierten die Studierenden wirklich spannende Unterrichtsszenarien, die ich hier in Kurzform dokumentieren will. Zunächst werden zwei Szenarien vorgestellt, in denen das Verfahren der Videoanalyse genutzt wird, um physikalische Zusammenhänge zu erkennen. Bei der physikalischen Videoanalyse geht es um die Bewegung von Objekten und die physikalische Beschreibung und Auswertung dieser Bewegung. Hier untersuchten die Studierenden die Fallbeschleunigung beim schiefen Wurf und nutzten für die Videoanalyse die iPad-App „Vernier Video Physics“ .

    

Der schiefe Wurf
Es geht darum, einen Ball zu werfen, dabei seine Bewegungskoordinaten zeitbezogen aufzuzeichnen und dann aus der Auswertung der Daten die Fallbeschleunigung des Balls zu ermitteln.

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Die App „Vernier Video Physics“ nutzt die interne Kamera des iPads. Dadurch sind die Schüler örtlich unabhängig und können entsprechende Messungen auch außerhalb des Klassenraums durchführen. Hier z.B. im Flur unserer Universität.

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Kalibrieren und filmen
Um möglichst genaue Messdaten zu erhalten, wird parallel zur Kameraebene des iPads ein Meterstab ins Bild gesetzt, der Koordinatenursprung in der App festgelegt und die App bezogen auf den abgebildeten Meterstab kalibriert.

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Schrittweise markieren
Nach der Aufnahme kann der Wurf am iPad Bild für Bild schrittweise dargestellt werden. Mit dem Finger markieren die Schüler in jedem Einzelbild der Sequenz die genaue Position des Balls. Die App generiert aus diesen Informationen einen Graphen, der die Grundlage bildet für die weiteren Berechnungen.

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Auswerten
Aus dem Weg-Zeit-Diagramm wird mit der App das Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm abgeleitet. Aus der Steigung der darin sichtbaren Geraden und der folgenden Formel lässt sich schließlich die Fallbeschleunigung a berechnen.
formel

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Jetzt als Open Access Artikel: Didaktische Funktionen des Lehrbuchs der Zukunft

Samstag, 19. Januar 2013

Der Artikel zum bereits im März 2012 gehaltenen Vortrag: „Didaktische Funktionen des Lehrbuchs der Zukunft“ ist jetzt online und über das Open Access Journal Phydid B verfügbar. Hintergrundinformationen zum Kontext und den Foliensatz habe ich im Blog Artikel zu diesem Thema bereits publiziert.

Der Artikel auf Crocodoc:

Zitationsweise:
Neuhaus, W., Kirstein, J., & Nordmeier, V. (2012). Didaktische Funktionen des Lehrbuchs der Zukunft. In Phydid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, 2012. Berlin: Freie Universität Berlin – AG Nordmeier.

  • Download des Artikels über das Open Access Journal Phydid B
  • Didaktische Funktionen des Lehrbuchs der Zukunft

    Samstag, 17. März 2012

    Mein Vortrag auf der Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft widmet sich dieses Jahr den didaktischen Funktionen des Lehrbuchs der Zukunft. Anhand von konkreten Beispielen versuche ich hier einen Überblick zu geben über die ersten Ergebnisse unserer Fokusgruppengespräche im Rahmen des TET-Projekts.

    Foto: Bestimmung der Schallgeschwindigkeit mit zwei iPads

    In unseren Gesprächen und Untersuchungen haben sich bisher drei Grundfunktionen des Lehrbuchs der Zukunft herauskristallisiert:

  • Experimentierkasten, um Phänomene in der Umwelt, sowie von theoretisch beschriebenen Wissenselementen erfahrbar zu machen
  • Schnittstelle für Kommunikation und Austausch
  • Sammlungsort für die persönliche Externalisierung von Wissen (Portfoliofunktion für Schüler und Lehrer)
  • Besonders spannend für den Unterricht in naturwissenschaftlichen Fächern ist die Möglichkeit, mit dem Lehrbuch der Zukunft direkt Messungen, Untersuchungen und Auswertungen durchzuführen. Lehramtstudierende unserer Universität haben diese Möglichkeiten mit Hilfe von Apps aktueller mobiler Endgeräte (Galaxy-Tab, Ipad, Iphone) untersucht.

    So wurde z.B. auf den Fluren unserer Uni die Geschwindigkeit des Schalls ermittelt, indem die Mikrofone von zwei iPads in exakt 10 Meter Entfernung auf den Boden gelegt wurden. Mit einem Klangholz wurde genau in der Mitte auf der 5-Meter-Marke ein Synchronisierungs-Klick erzeugt und dann hinter den iPads ein weiterer Klick. Diese Klicks wurden von beiden iPads aufgezeichnet.

    Foto: Auswertung der Messungen zur Schallgeschwindigkeit

    Die hohe Auflösung des eingesetzten Sound-Editors (WavePad) ermöglichte es, den zeitlichen Abstand der beiden Klicks exakt darzustellen. Aus der zeitlichen Differenz zwischen den Messungen der beiden iPads können die Lernenden dann die Geschwindigkeit des Schalls (Geschwindigkeit = Weg/Zeit) relativ genau ermitteln. Dieses Experiment lässt sich genauso auch mit Smartphones auf Basis von Android oder IOS-Systemen durchführen.

    Interessant ist hier z.B. auch das Projekt zur Ermittlung der Federkonstante: Ein Galaxy-Tab mit laufender App, die die Daten des eingebauten Bewegungssensors ausliest, wurde an die Feder gehängt und in vertikale Schwingung versetzt.

    Foto: Experiment mit dem Galaxy-Tab zur Ermittlung der Federkonstanten

    Die ermittelten Daten wurden anschließend an eine Excel-Tabelle übergeben. Sie konnten dann von den Studierenden grafisch veranschaulicht und ausgewertet werden. Aus den Abständen der jeweiligen Peaks der so entstandenen Sinus-Kurve lässt sich der Mittelwert ermitteln und daraus relativ exakt die Federkonstante berechnen.

    Auch die Portfoliofunktion und die Kommunikationsfunktionen werden in diesem Vortrag beleuchtet. Hier der komplette Foliensatz:

    Didaktische funktionen-dpg-2012-02-02 from Wolfgang Neuhaus

    Über weitere Anregungen und Ideen von Euch zu diesem Thema würde ich mich freuen.

  • Download des Artikels über das Open Journal System von Phydid
  • Demonstrator: Werkzeugset für ein Schulbuch der Zukunft

    Samstag, 10. März 2012

    Interaktives Werkzeugset für die Schule from Tobias Precht on Vimeo.

    Eine Bachelor-Arbeit von Tobias Precht und Jonas Kimmelmann an der Hochschule für Gestaltung Schwäbisch Gmünd.

  • Homepage Tobias Precht
  • Homepage Jonas Kimmelmann
  • Einsatzszenarien transparenter Touchscreens

    Mittwoch, 8. Februar 2012

    Video: Corning Werbevideo – A Day Made of Glass 2 (5:58)
  • Weiterführende Infos zum Thema: Golem-Artikel

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