Smartes Physiklabor

Smartes Physiklabor

Die Studierenden führen physikalische Experimente nach einer Versuchsanleitung selbstständig durch. Dabei wenden sie die Inhalte der Vorlesungen an. Als Messgeräte werden die in den Smartphones befindlichen Sensoren benutzt. Digitale Kompetenzen bzgl. modernen physikalischen Messens mittels elektronischer Sensoren sowie computergestützter Datenerfassung und Datenauswertung werden über das Lösen physikalischer Aufgabenstellungen, die wir weiterentwickeln und testen, transportiert und so mit den naturwissenschaftlichen Inhalten verknüpft. Leistungserfassung und automatisiertes Feedback für diese Aufgaben realisieren wir über die Lernplattformen unserer Einrichtungen.
Über entsprechende Anwendersoftware (Apps) werden Smartphones und Tablets zu Messinstrumenten, die allen Studierenden einen modernen und jederzeit verfügbaren Zugang zum physikalischen Experimentieren ermöglichen.
Die Studierende lernen die technischen Möglichkeiten der Smartphones und Tablets als digitale Messinstrumente zum eigenständigen Bearbeiten alltagsnaher, physikalischer Problemstellungen kennen und können diese nutzen.
In den kooperativen Studiengängen wird im Sinne der konstruktivistischen Lernstrategie der Anteil des selbsttätigen Handelns durch Anwenden von Konzepten außerhalb der Hochschulphase deutlich erhöht.

Details

Projektträger

Sächsisches Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst (SMWK)

Lessons Learned

Was entwickelte sich positiv im Projektverlauf?

* Kooperation mit der HTWK (Prof. Schemmert)
* verbesserte Aufgabenstellungellung für den Mechanik-Kurs der Physik-Lehramtsstudierenden
* Abwicklung des smarten Physiklabors einschließlich Feedback an die Studierenden und Bewertung über die LLMP MOODLE an der Universität Leipzig

Welche Herausforderungen ergaben sich bei der Projektdurchführung?

* keine Präsenzlehrveranstaltungen für die Physik ab Sommersemester 2020
* Einführungsveranstaltung zum smarten Physiklabor im November 2020 als Videoaufzeichnung;
* verkürztes Wintersemester mit weniger Zeit für Experimentierhausaufgaben
* nur digitale Tutorien und Übungen

Traten unerwartete Schwierigkeiten auf? Wenn ja, welche?

* Siehe oben!

* Durch die Kontaktbeschränkungen und die ab November vollständig digitalen Veranstaltungen fehlten der persönliche Kontakt und der unmittelbare Austausch zu den Experimentierideen mit den Studierenden.

* Es gelang nicht, geeignete Studierende als SHK/WHK zu finden, um die Personalmittel für das Projekt abzurufen.

Was würden Sie aus Ihren Erfahrungen heraus für ähnlich angelegte Projekte empfehlen?

Kollegen mit Erfahrungen im ähnlich angelegten Projekt kontaktieren, Austausch suchen und von den Erfahrungen vor Projektbeginn lernen.

Weitere „Lessons-Learned“:

Smartphones und Tabletts mit ihren MEMS-Sensoren oder mit drahtlos gekoppelten Sensorboxen und entsprechenden APPs wie z.B. Phyphox (RWTH Aachen) sind hervorragende digitale Medien, um die Komplexität und Konsistenz der Physik für Studierende anhand konkreter Beispiele erlebbar werden zu lassen.

Nachnutzungsmöglichkeiten

Es läuft an der Universität mittlerweile eine Lernwirksamkeitsstudie zu den entwickelten Experimentierhausaufgaben mit dem smarten Physiklabor. Entsprechende Aufgabensammlungen sind vorhanden. Sie werden Schritt für Schritt veröffentlicht und in kommenden Mechanik-Kursen eingesetzt. Ein Folgeprojekt für die Lernbereiche Elektrik, Optik und Thermodynamik wird z.Z. am Bereich Didaktik der Physik geplant.

Weitere Informationen

Projektzeitraum: 01.09.2019 bis 31.12.2020

Generelles

Die konkreten Aufgabenstellungen, die Im Rahmen dieses Projekts entwickelt und getestet wurden, können auf Nachfrage beim Projektleiter eingesehen werden. Einige Experimentierideen für das smarte Physiklabor und deren Einbindung in einen universitären Physikkursen finden Sie in den beiden oben angegebenen Veröffentlichungen.

Titel der eingereichten Veröffentlichung (Produkt 2): A. Kaps, F. Stallmach, Smart Physics with an Oscillating Beverage Can, Phys. Educ. (eingereicht Feb. 2021).

Weiteres

Bitte kontaktieren Sie die Projektleitung, wenn Sie konkrete Informationen zu unseren Aufgabenstellungen für die Mechanik oder zu unserer Neu- und Weiterentwicklungen wünschen. Wir stehen Kooperationen auf dem Gebiet des Einsatzes von Smartphones und Tablets als Experimentiermedium in der Physik und in angerenzenden Naturwissenschaften offen gegenüber.

Kontakt

M. A. Alexander Lachky

Universität Leipzig

alexander.lachky@medizin.uni-leipzig.de

0341/971 5921

https://www.uniklinikum-leipzig.de/studium-lehre

B.A. Franziska Eckardt

Universität Leipzig

franziska.eckardt@medizin.uni-leipzig.de

https://www.uniklinikum-leipzig.de/studium-lehre

M.A. Ingmar Stange

Medizinische Fakultät, Universität Leipzig

ingmar.stange@medizin.uni-leipzig.de

+4915771251728