LLF Physik

Das Lehr-Lern-(Forschungs-) Labor im Teilbereich Physik fokussiert sich neben konkreten Lehr-Lern-Situationen und Erprobungsräumen für Physik-Lehramtsstudierenden auf die Einbindung und Vermittlung fachdidaktischer und bildungswissenschaftlicher Forschungsansätze im Hinblick auf „best practice" im Physikunterricht. Durch eine strukturelle Neuausrichtung der Lehrveranstaltung in der Fachdidaktik Physik und eine enge Verzahnung mit der bildungswissenschaftlichen Veranstaltung „Unterricht beobachten, rekonstruieren, initiieren" wird eine praxis-, gleichermaßen aber auch forschungsnahe Lernumgebung geschaffen, in denen Studierende ihre Lernprodukte erarbeiten, erproben und evaluieren können.

Konkret erarbeiten die Studierenden auf fachdidaktischer und bildungswissenschaftlicher Grundlage Experimentierumgebungen, die mit Schülerinnen und Schüler aus kooperierenden Schulen aus Rheinland-Pfalz und Hessen an mehreren Schülerexperimentiertagen im Semester bearbeitet, evaluiert und weiterentwickelt werden. Zur Bewertung der Experimentierumgebungen in Hinblick auf das Potential zur kognitiven Aktivierung und die Entwicklung des deeper learnings sowie unter den Gesichtspunkten der Fremd- und Selbsteinschätzung werden Videoaufzeichnungen der Lernumgebung in der konkreten Lehr-Lern-Situationen aufgenommen. Die videobasierte Reflexion der Experimentiersituation durch die Studierenden wird durch ein kombiniertes Betreuerteam aus der Fachdidaktik und der Bildungswissenschaft, zusammen mit Fachleitern und Lehrkräften als Praxisexperten, angeleitet und bietet eine wichtige Möglichkeit der Rückmeldung und der Entwicklung von Professionalität für die Studierenden. Bei der Gestaltung der Experimentierumgebungen liegt ein wesentlicher methodischer Schwerpunkt auf der didaktisch sinnvollen Einbindung von digitalen Medien. Hierbei wird der reine Konsum von vorgegebenen Programmen und Apps weitgehend gemieden, sondern der Fokus wird auf kreatives, eigenständiges Erstellen von wohl angepassten Anwendungen gelegt. Eine zweckgerichtet anregende Synergie mit den klassischen Versuchen steht im Vordergrund. Die Studierenden erleben und erlernen dabei einen begründeten und reflektiven Umgang mit digitalen Medien wenn sie etwa bei Tablet-Nutzung an virtuellen Experimenten oder mit Simulationen das Experimentierspektrum gewinnbringend erweitern. Im Rahmen von kooperativen Abschlussarbeiten wird das aufgenommene Videomaterial in einer Reihe von aufeinander aufbauenden Bachelor- und Masterarbeiten detailliert analysiert und bildet die Grundlage für weiterführende wissenschaftliche Studien.

Im Rahmen des LLF Physik entstehen dabei zusätzlich virtuelle Experimentierumgebungen, die sogenannten Virtual-Reality-Experimente (VRE). Diese erlauben es, in einem authentischen und virtuellen Versuchsraum ausgewählte physikalische Versuche in dreidimensional-realitätsnaher und inhaltlich korrekter Darstellung durchzuführen, die aufgrund von Gefahren, Einschränkungen oder Kosten und Aufwand im Schulunterricht nicht oder nicht mehr real durchgeführt werden. Den Schülerinnen und Schülern bieten die VREs eine Erweiterung ihrer Experimentiermöglichkeiten im MINT-Unterricht, indem sie anspruchsvolle Versuche „mit nach Hause nehmen“ und z. B. zur Vor- oder Nachbereitung des Unterrichts durchführen können. Die App ist auf umfangreiche, einfache und intuitive Interaktionsmöglichkeiten und den Einsatz auf allen Touch-Medien wie interaktiven Tafeln und Bildschirmen sowie Tablets optimiert. Darüber hinaus können VRE auch auf klassischerer Unterrichts-Hardware – Notebooks und PCs – eingesetzt werden. Der hier gewählte Zugang rückt das Experiment auch in der digitalen Welt in das Zentrum der naturwissenschaftlichen Bildung. Damit realisieren die VREs die fachbezogene Strategie der Kultusministerkonferenz zur „Bildung in der digitalen Welt“ und kombinieren sie mit dem grundlegenden Ansatz des selbständig forschenden Lernens.


Ansprechpartner für das LLF Physik:

Prof. Dr. Klaus Wendt

Johannes Lhotzky

Henrik Winnemöller (Bereich VRE)