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Artikel-Schlagworte: „Schule“

Kraft und Beschleunigung: Messen mit dem TET-Internet-Messinterface „Tessy“

Mittwoch, 13. Februar 2013

Das erste Unterrichtsszenario, das Lehrerinnen und Lehrer der Eckener Schule am Schulentwicklungstag erprobt haben, dreht sich um ein Experiment zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Kraft (F) und Beschleunigung (a). Dabei kam zum ersten mal ein TET-Tool aus dem Pool der Demonstratoren des „Technology Enhanced Textbook“ zum Einsatz. Mit dem Internet-Mess-Interface „Tessy“ lassen sich Messdaten externer Sensoren über das TET an die Smartphones oder Tablets der Schülerinnen und Schüler übertragen, die dann an ihren jeweiligen Mobilgeräten die Daten graphisch analysieren und auswerten können.

    

Luftkissenbahn
Mit Hilfe einer Luftkissenbahn, die für eine weitgehend reibungsfreie Bewegung sorgt, soll die Beschleunigung von vier verschiedenen Massestücken (m1) ermittelt werden. Ein fallendes Massestück (m2), an einen Faden geknüpft, beschleunigt das mit dem Faden verbundene Massestück m1.

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Wiegen der Massen
Die Gesamtmasse wird für jede der vier Messungen konstant gehalten, die Beschleunigung durch Veränderung der fallenden Masse variiert. Dazu müssen vor jedem Durchlauf des Experiments alle Massestücke gewogen werden.

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Ermitteln der Beschleunigung
Die Messdaten werden vom Tessy-Interface ausgelesen und per WLAN an die Tablets der Schülerinnen und Schüler übertragen. Je eine Gruppe kümmert sich um eine Messreihe und bestimmt die Beschleunigung aus dem Steigungsdreieck der abgeleiteten Kennlinie am Tablet.
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Kraft durch Beschleunigung
Die Gewichtskraft der Masse m2 wird mit Hilfe eines Federkraftmessers ermittelt und dann durch die ermittelte Beschleunigung geteilt. Die Ergebnisse der einzelnen Gruppen werden an der Tafel gesammelt: Egal wie stark die Gewichtskraft ist: der Quotient aus Kraft und Beschleunigung bleibt immer konstant. F/a = m . Hier einige Resultate aus dem Workshop.
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Schulentwicklungstag Eckener Schule: Smartphones und Tablets im Unterricht

Dienstag, 12. Februar 2013

Anknüpfend an meinen Vortrag im letzten Jahr an der Rathenau-Schule in Berlin, hatte ich die Gelegenheit vor dem Kollegium des regionalen Berufsbildungszentrums Eckener Schule in Flensburg einen Impulsvortrag zum Thema Smartphones und Tablets im Unterricht zu halten.

Der Foliensatz zum Vortrag:

Smartphones und Tablets im Unterricht from Wolfgang Neuhaus

Flensburg, 11.2.2013, Impulsvortrag zum Schulentwicklungstag: Smartphones und Tablets im Unterricht, Eckener Schule Flensburg

Im Vergleich zu anderen Schulen steht die Eckener Schule dem Einsatz von Mobilgeräten im Unterricht recht offen gegenüber, in naher Zukunft ist auch die Ausstattung einer Klasse des integrierten beruflichen Gymnasiums mit Tablets geplant. Im Anschluss an den Vortrag nahmen die etwa 120 Lehrerinnen und Lehrer dieser Einrichtung an verschiedenen Workshops teil. Zusammen mit meinem Kollegen Sebastian Haase bot ich einen Workshop an, in dem 15 TeilnehmerInnen drei exemplarische Unterrichtsszenarien erarbeiteten und mit uns als Testschüler durchführten. Diese Szenarien werden in Kürze in weiteren Blogbeiträgen dokumentiert.

Ergänzende Links:

  • Eckener Schule, regionales Berufsbildungszentrum
  • Facebook-Account der Eckener Schule
  • Workshop-Wiki: Smartphones und Tablets im Unterricht
  • Weiterführende Materialien und Studien
  • Lehrszenario: Videoanalyse Fallbeschleunigung an der Atwood´schen Fallmaschine

    Samstag, 2. Februar 2013

    Das zweite Lehrszenario, das Lehramtsstudierende im Rahmen unserer Lehrveranstaltung „Multimediale Lernumgebungen“ entwickelt haben, zeigt einen weiteren Weg, die Fallbeschleunigung zu bestimmen. Auch hier kommt die Videoanalyse-App “Vernier Video Physics” zum Einsatz. Der freie Fall wird an der Atwood´schen Fallmaschine abgebremst und dadurch für die Videoanalyse leichter analysierbar. Das Szenario, in dem die Fallbeschleunigung beim schiefen Wurf ermittelt wurde, wird im ersten Blogbeitrag dieser Serie beschrieben. Alle untersuchten Apps finden sich auf der Learners´Garden Plattform .

        

    Bestimmung der Fallbeschleunigung
    Mit der Atwood´schen Fallmaschine lassen sich die Gesetze der gleich – mäßig beschleunigten Bewegung nachweisen. In diesem Experiment geht es um die Bestimmung der Fallbeschleunigung g. Die schwere Masse m sorgt für die Beschleunigung während die Gesamtmasse 2 x M + m beschleunigt wird.

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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 Fall der Masse am iPad Bild für Bild zeitsynchron dargestellt werden. Mit dem Finger markieren die Schüler in jedem Einzelbild der Sequenz die genaue Position der fallenden Masse. Die App generiert aus diesen Informationen einen Graphen, der die Grundlage bildet für die weiteren Berechnungen.

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    Ableiten und berechnen
    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 g berechnen.
    Newtonsches Gesetz: F = m x a

    (2 x M + m) x a = m x g

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    Diskutieren und auswerten
    Die Graphen der Messungen der Schülerinnen und Schüler werden an das Smartboard übertragen und dort gemeinsam ausgewertet.

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    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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    Smartphones im Unterricht

    Montag, 9. April 2012

    „Mit 96 Prozent besitzen so gut wie alle Jugendlichen ein eigenes Handy. Bereits bei den jüngsten Befragten kann man von einer Vollversorgung mit Mobilfunkgeräten ausgehen. Ein Teil dieser Geräte sind sogenannte Smartphones, wie das iPhone oder Samsung Galaxy, die sich zunehmend unter Jugendlichen etablieren: Jeder Vierte kann ein solches Handy mit erweiterten Funktionen und Internetzugang sein Eigen nennen. Gegenüber der JIM-Studie 2010 hat der Besitz um 11 Prozentpunkte zugenommen. Unter den volljährigen Jugendlichen nutzt bereits jeder Dritte ein Smartphone“ (Ebert et al. 2011, S. 57) so einige der Ergebnisse der JIM-Studie aus dem Jahr 2011. Es wäre aus meiner Sicht verantwortungslos, wenn Schule nicht auf diese Situation reagieren würde. Die didaktischen Potenziale, die diese Medien bieten, sollten genutzt werden. Für das Agieren in unserer Gesellschaft und bei der Ausgestaltung unserer Zukunft spielen mobile Medien eine zunehmend wichtige Rolle. So sollte Schule aus meiner Sicht, die Rolle übernehmen, mit den Schülern einen fairen und gemeinschaftlichen Umgang mit diesen Medien einzuüben, auch um solchen Phänomenen wie Cybermobbing oder sonstigem missbräuchlichen Verhalten in Online-Communities vorzubeugen. Handy´s aus der Schule zu verbannen, würde negative Entwicklungen vermutlich eher verstärken.

    Die Walther-Rathenau-Schule in Berlin hat sich dazu entschlossen, diese hier nur kurz angerissene Diskussion mit Schülern, Eltern und Lehrern zu führen, um Formen zu finden, wie Smartphones in den Unterricht integriert werden können. Zur Vorbereitung dieser Diskussion sind hier einige Materialien zusammengestellt, die dabei helfen können, konstruktive Lösungen für die Zukunft zu entwickeln. Zum einen handelt es sich um frei verfügbare Ressourcen (downloadbare PDF´s), die exemplarisch zeigen und diskutieren wie Unterricht mit Smartphones gestaltet werden kann, welche Sicherheitsrisiken bestehen und wie damit umgegangen werden kann. Im zweiten Abschnitt sind aktuelle wissenschaftliche Studien verlinkt, die unterschiedliche Aspekte der Mediennutzung beleuchten und schließlich finden sich am Ende des Beitrags weiterführende Links zu Projekten und Institutionen, die sich professionell mit all diesen Fragen befassen. Hier im ersten Abschnitt dieses Beitrags also zunächst Materialien für Lehrer und Schüler zur Planung und Durchführung von Unterrichtsvorhaben unter Nutzung von Smartphones:

    Download: Freie E-Books (PDF) zum Thema

    Klicksafe.de: Unterrichtsmaterialien –
    Nicht ohne mein Handy (Landeszentrale
    für Medien und Kommunikation Rheinland-Pfalz)
    Klicksafe.de: Lehrerhandbuch (Landeszentrale für Medien und Kommunikation Rheinland-Pfalz)

    Das Handy als Unterrichswerkzeug – Fächerübergreifende Materialien für alle Klassenstufen (medien+bildung.com – Lernwerkstatt Rheinland-Pfalz)

    Mobiles Lernen – Handy und Smartphones im Unterricht (Informationsbroschüre für Lehrer, Schweizer Medieninstitut für Bildung und Kultur)

    Handy im Schulfeld (Informationsbroschüre für Lehrer, Pädagogische Hochschule Zürich)

    Unterrichtsmaterialien: Das Handy in der Schule – Mit Chancen und Risiken kompetent umgehen (Österreichisches Institut für angewandte Telekommunikation)

    Der Blick auf wissenschaftliche Studien in diesem Kontext sollte sich nicht auf die Nutzung und Verbreitung von Smartphones beschränken, da diese neuen Geräte auf vielfache Weise mit Internet-Anwendungen, Sozialen Netzwerken und den vielschichtigen Lebenszusammenhängen von Jugendlichen und ihren Familien verbunden sind. Deshalb ist die Auswahl der hier verlinkten Studien etwas weiter gefasst:

    Download: Empirische Studien (PDF) zum Thema

    Evaluation des iPhone-Projektes an der Primarschule Goldau – Einsatz persönlicher Smartphones – Evaluation der Elternerwartungen und -befürchtungen (Universität St. Gallen, 2009 )


    Smartphones im Klassenzimmer – Ergebnisse einer explorativen Einzelfallstudie in der Projektschule Goldau (Medienimpulse – Uni Wien, 2010)
     


    Mobile Internetnutzung – Entwicklungsschub für die digitale Gesellschaft? (Initiative D21, 2012)


    Milieu-Studie zu Vertrauen und Sicherheit im Internet (DIVSI, 2012)
     


    Familie, Interaktion & Medien – FIM-Studie 2011 (Landesanstalt für Kommunikation Baden Württemberg, 2012)


    DAK-Studie zum Medienkonsum von Schülerinnen und Schülern (DAK, 2012)
     


    Schule 2.0 – Eine repräsentative Untersuchung zum Einsatz elektronischer Medien an Schulen aus Lehrersicht (BITKOM, 2011)
     


    JIM-Studie 2011 – Jugend, Information (Multi-) Media – Basisuntersuchung zum Medienumgang 12- bis 19-jähriger (Landesanstalt für Kommunikation Baden Württemberg, 2011)


    Exemplarische Unterrichtsszenarien

  • Interferenz – Lernen mit Smartphone und Tablet
  • Akustische Schwebung – Lernen mit Smartphone und Tablet
  • Zentripetalkraft – Lernen mit Smartphone und Tablet
  • Kraft und Beschleunigung – Lernen mit Smartphone und Tablet
  • Videoanalyse mit dem iPad im Physikunterricht: Der schiefe Wurf
  • Videoanalyse mit dem iPad im Physikunterricht: Die Atwood´sche Fallmaschine
  • Akustische Messungen mit dem iPad: Die Fedekonstante
  • Eigenen Unterricht gestalten: Projektmethode 2.0
  • Abschließend nun weiterführende Links zu Einrichtungen und Projekten, die sich professionell mit dem Einsatz mobiler Medien in der Schule befassen. Diese Sammlung soll ständig ergänzt werden. Für Ergänzungsvorschläge bin ich wie immer dankbar:

    Weiterführende Links

    Schulentwicklungstag Eckener Schule
    Smartphones und Tablets im Unterricht

    Unterrichtsmaterialien
    Internet, Handy & Co (Niedersächsische Landesmedienanstalt)

    medienundbildung.com
    Entwicklung zukunftsweisender medienpädagogischer Modelle mit Transferwirkung (Landesmedienanstalt in Rheinland-Pfalz)

    Ideen für den Unterricht
    Thema: Handy (Landesmedienzentrum Baden-Württemberg)

    klicksafe.de
    Sensibilisierungskampagne zur Förderung der Medienkompetenz im Umgang mit dem Internet und neuen Medien im Auftrag der Europäischen Kommission

    handysektor.de
    Sicherheit in mobilen Netzen – ein werbefreies Angebot für Jugendliche

    educa.ch
    Schweizer Medieninstitut für Bildung und Kultur

    medienbildung.ch
    Medienkompetenz im Lehrberuf, Pädagogische Hochschule Zürich

    handywissen.at
    Die österreichweite Initiative Handywissen.at gibt Eltern, Lehrenden, Kindern und Jugendlichen Infos und Tipps und hilft ihnen, das Handy sicher und verantwortungsvoll zu nutzen.

    Medienpädagogik Praxis Blog
    Materialien, Methoden, Projektbeispiele, Tipps, Tricks und aktuelle Informationen für die medienpädagogische Praxis in Jugendarbeit und Schule

    Mobiles Lernen an der Kaiserin Augusta Oberschule Köln
    Das iPad im Unterricht

    Projektschule Goldau
    Das iPhone-Projekt

    Schulen, die iPads einsetzen
    Zusammenstellung von Prof. Frank Thissen, Hochschule der Medien Stuttgart

    Tablets im Unterricht – Einsatz am Gymnasium
    Kerstin Mayrberger, Luise Ludwig

    Bring Your Own Device (BYOD)
    Modell-Projekt zwischen zwei deutschen und zwei niederländischen Schulen

    Facebook-Gruppe: BYOD
    Erfahrungsaustausch mit Bring Your Own Device-Ansätzen in der Schule (Facebook-Registrierung erforderlich)

    Facebook-Freundschaften zwischen Schülern und Lehrern
    Frl. Rot, bloggende Lehrerin

    mediendidaktik.org: Aktueller Foliensatz zum Thema, November 2013
    Einsatz von mobilen Endgeräten in der Schule

    Quellenangaben

    • Ebert, L., Feierabend, S., Karg, U., & Rathgeb, T. (2011). JIM 2011 – Jugend, Information, (Multi-) Media – Basisstudie zum Medienumgang 12- bis 19-Jähriger in Deutschland. Stuttgart: Medienpädagogischer Forschungsverbund Südwest.

     

    Foliensatz:

    Foliensatz des Vortrags in der Rathenau-Schule