TU intern Juli 1999

TU intern - Juli 1999 - Wissenschaft

Hilfe für Lehrer und Schüler

Eine CD-ROM für den Physikunterricht

Spaß an der Physik durch selbständiges Experimentieren

Für mich war zu Schulzeiten der Gedanke an den Physikunterricht stets von blankem Entsetzen geprägt, da die fehlende Anschaulichkeit der vermittelten Inhalte immense Verständnisprobleme bei mir hervorrief. Leider scheint es vielen Schülern ähnlich zu gehen. Das erste Schuljahr Physik ist für die meisten von ihnen noch von einem gewissen Maß an Enthusiasmus geprägt, da das selbständige Zusammenbauen von Stromkreisen oder ähnlichem das Verstehen der physikalischen Grundlagen stark fördert. Fangen Lehrer dann an, Versuche auf dem Pult aufzubauen und diese zu erklären, beginnt bei vielen das Maß des Verstehens zu sinken, da sie nicht mehr aktiv teilnehmen beziehungsweise eingreifen können. Leider ist für viele Schüler irgendwann der Punkt erreicht, an dem Physik nur noch ein Buch mit sieben Siegeln ist.

Schülern wie diesen könnte demnächst geholfen werden, die Lust am Physikunterricht neu zu entdecken. Ende Juli erscheint eine CD-ROM im Buchhandel, die sowohl für Lehrer als auch für Schüler der Physik sehr hilfreich sein könnte. Die CD-ROM ”Interaktive Bildschirmexperimente - Optik" vom Ernst Klett Verlag beinhaltet Multimedia-Anwendungen, angereichert mit interaktiv steuerbaren Bildschirmsequenzen. Abrufbar sind 20 physikalische Experimente aus der Optik, die allerdings nicht nur wie ein Video angeschaut beziehungsweise vor- und zurückgespult werden können, sondern deren Verlauf durch das Eingreifen des Benutzers mitbeeinflußt werden können.

REAKTIONEN DURCH EINGREIFEN

Für die Erstellung der CD-ROM werden Experimente im Labor aufgebaut, in Einzelbildern fotografisch festgehalten und dann digital bearbeitet. Auf dem Bildschirm sieht man den Versuchsaufbau, und erst durch das eigene Eingreifen - das Verändern eines Parameters - werden Reaktionen ausgelöst. Besonderes Plus der Bildschirmexperimente ist, daß genau wie im Realexperiment unerwünschte Nebeneffekte auftreten können.

Die Idee zu interaktiven Bildschirmexperimenten (IBEs) entstand am Institut für Fachdidaktik Physik und Lehrerbildung der TU Berlin. Da es bei Massenveranstaltungen, wie den Physikpflichtveranstaltungen für Ingenieure, unmöglich ist, physikalische Experimente anschaulich vorzuführen, können mit Hilfe der interaktiven Bildschirmexperimente Versuche gezeigt werden. Zur Erstellung der IBEs wurde eigens ein Multimedialabor eingerichtet. Der Ernst Klett Verlag hat frühzeitig erkannt, daß die IBEs faszinierende Möglichkeiten im Bereich der Unterrichtsmaterialien bieten. Das Verlagshaus, das die CD-ROM in Kooperation mit dem Existenzgründer Holger Hoffmann und dem Institut für Fachdidaktik Physik und Lehrerbildung produziert, plant mittlerweile eine ganze Produktreihe, bei der diese Technik verwendet werden soll.

Der Diplom-Physiker Holger Hoffmann, der als Existenzgründer mit seinem Unternehmen ”Digitale Medien für Bildungs- und Präsentationszwecke (DiM)" an der TU ansässig ist, arbeitet zur Erstellung der CD-ROM mit dem Institut für Fachdidaktik Physik und Lehrerbildung eng zusammen und konnte auf diese Weise den IBEs zur Produkt- und Marktreife verhelfen. Er schätzt die IBEs als besonders wertvoll ein, da das ”Begreifen bei diesen Experimenten fast wörtlich zu nehmen ist. Der Anwender kann mit der Maus in die Situation eingreifen und Vorgänge solange wiederholen, bis er sie verstanden hat".

Die CD-ROM richtet sich in erster Linie an Physiklehrer, die mit ihrer Hilfe die Unterrichtsvorbereitung bedeutend effizienter gestalten können, da neben den Versuchen Aufgabenstellungen, Hintergrundinformationen sowie Lösungen auf der CD-ROM enthalten sind, die problemlos zusammengestellt, verändert und dann ausgedruckt werden können. Da der Ernst Klett Verlag eine Netzwerklizenz anbietet, die den Gebrauch im Schulnetzwerk an beliebig vielen Computerstationen ermöglicht, ist der Gebrauch der CD-ROM durch Schüler naheliegend. Mit den IBEs können sie selbständig Lösungswege finden, da sogar Messungen durchgeführt und anschließend ausgewertet werden können. Die Meßwerte sind dabei abhängig von der Durchführung des Versuchs durch den jeweiligen Experimentator.

WEITERE CD-ROMS GEPLANT

Das eigenverantwortliche Eingreifen in Versuchsabläufe kann so dazu beitragen, die Scheu vor kompliziert anmutenden Versuchsaufbauten zu verlieren. Besonders Experimente, deren Aufbau zu zeitaufwendig ist, deren Durchführung zu gefährlich oder für deren Aufbau Geräte benötigt werden, die aus Kostengründen nicht angeschafft oder ersetzt werden können, können mit den IBEs realistisch erfaßt und am Bildschirm durchgeführt werden. Weitere CD-ROMs mit Bildschirmexperimenten zu den Themen Elektrizitätslehre, Mechanik/Thermodynamik, Schwingungen und Wellen und Quantenphysik sind in Vorbereitung.

Michaela Kawall

Die CD-ROM ”interaktive Bildschirmexperimente - Optik" für Win 95 oder MacOs ist ab Ende Juli für 79,- DM im Buchhandel erhältlich; ISBN 3-12-772581-7.