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Formeln sind eine wichtige mathematische Darstellungsform im Physikunterricht. Jedoch haben Lernende häufig Schwierigkeiten bei der Verbalisierung der inhaltlichen Bedeutung von Formeln. Dies wirft die Frage auf, wie Lehrende diese inhaltliche Seite von Formeln vermitteln. Der Theorieteil stellt den Empiriestand zu den Themenkomplexen Formeln und Kommunikation, Alltagssprache, Unterrichts -sprache und Fachsprache im Physikunterricht ausführlich dar. Auf Grundlage sprachwissenschaftlicher Überlegungen wurde ein Ebenenmodell der Versprachlichung von Formeln entwickelt und durch Lehrbuchanalysen validiert, mit dessen Hilfe das Sprechen von und über Formeln analysiert werden kann. In einer qualitativen, explorativ ausgerichteten Feldstudie wurde Physikunterricht von 10 Lehrenden zum elektrischen Widerstand beobachtet und ihre Sprache mit Hilfe der qualitativen Inhaltsanalyse und des entwickelten Ebenenmodells ausgewertet. Das entstandene Kategoriensystem zeigt ein vielfältiges Sprechen über Formeln, das viele Aspekte von Formelverständnis abdeckt. Eine explizite qualitative Interpretation von Formeln bleibt jedoch meist aus. Es zeigt sich in vielen Aspekten ein eher technischer Umgang mit Formeln, der die strukturelle Rolle der Mathematik vernachlässigt. Das Sprechen der Lehrenden im Umgang mit Formeln kann als entweder fachsprachlich, schülernah oder ausgewogen, in einigen Fällen zusätzlich als reflektierend charakterisiert werden.

Educational: Sciences, general science --- Physikdidaktik --- Elektrischer Widerstand --- Formelverständnis --- Unterrichtssprache --- Qualitative Inhaltsanalyse

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Die in den vergangenen Jahren zahlreich entstandenen außerschulischen Lernorte an der deutschen Wattenmeerküste sind Ausdruck einer Differenzierung der dortigen Bildungslandschaft, in der schulisches durch non-formales Lernen im regionalen Kontext ergänzt wird. Die außerschulischen Lernorte zeichnet aus, dass sie ihren Besucherinnen und Besuchern Primärerfahrungen bieten, um die außergewöhnliche Dynamik und Sensitivität des Wattenmeeres zu verdeutlichen. Allerdings schöpfen die Lernorte ihr Potenzial für das außerschulische Physiklernen nicht aus, denn obwohl insbesondere Strömungen und Strukturbildungen (z. B. Rippel, Dünen und Priele) das Erscheinungsbild des Wattenmeers prägen und dessen Dynamik repräsentieren, werden in den Bildungsangeboten bisher fast ausschließlich biologische Inhalte behandelt. Deshalb ist physikdidaktische Forschungs- und Entwicklungsarbeit nötig, die durch eine Didaktische Rekonstruktion von Strömungen und Strukturbildungen geleistet wird. Hierzu gehört zunächst eine fachliche Klärung. Im Anschluss werden Lernendenvorstellungen untersucht, indem problemzentrierte Interviews entlang von Realexperimenten durchgeführt und einer qualitativen Inhaltsanalyse unterworfen werden. Auf Basis des Vergleichs zwischen fachlicher Sicht und Lernendensicht gilt es sodann, Bausteine für didaktische Strukturierungen zu entwickeln. Diese Bausteine werden schließlich eingesetzt, um gemeinsam mit den Lernortbetreibenden Bildungsangebote zu entwickeln, die auch physikalische Zusammenhänge zur Küstendynamik explizieren.

Educational: Sciences, general science --- Research methods: general --- Social research & statistics --- Physik --- Küste und Wattenmeer --- Didaktische Rekonstruktion --- Außerschulisches Lernen --- Qualitative Sozialforschung

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Die in den vergangenen Jahren zahlreich entstandenen außerschulischen Lernorte an der deutschen Wattenmeerküste sind Ausdruck einer Differenzierung der dortigen Bildungslandschaft, in der schulisches durch non-formales Lernen im regionalen Kontext ergänzt wird. Die außerschulischen Lernorte zeichnet aus, dass sie ihren Besucherinnen und Besuchern Primärerfahrungen bieten, um die außergewöhnliche Dynamik und Sensitivität des Wattenmeeres zu verdeutlichen. Allerdings schöpfen die Lernorte ihr Potenzial für das außerschulische Physiklernen nicht aus, denn obwohl insbesondere Strömungen und Strukturbildungen (z. B. Rippel, Dünen und Priele) das Erscheinungsbild des Wattenmeers prägen und dessen Dynamik repräsentieren, werden in den Bildungsangeboten bisher fast ausschließlich biologische Inhalte behandelt. Deshalb ist physikdidaktische Forschungs- und Entwicklungsarbeit nötig, die durch eine Didaktische Rekonstruktion von Strömungen und Strukturbildungen geleistet wird. Hierzu gehört zunächst eine fachliche Klärung. Im Anschluss werden Lernendenvorstellungen untersucht, indem problemzentrierte Interviews entlang von Realexperimenten durchgeführt und einer qualitativen Inhaltsanalyse unterworfen werden. Auf Basis des Vergleichs zwischen fachlicher Sicht und Lernendensicht gilt es sodann, Bausteine für didaktische Strukturierungen zu entwickeln. Diese Bausteine werden schließlich eingesetzt, um gemeinsam mit den Lernortbetreibenden Bildungsangebote zu entwickeln, die auch physikalische Zusammenhänge zur Küstendynamik explizieren.

Educational: Sciences, general science --- Research methods: general --- Social research & statistics --- Physik --- Küste und Wattenmeer --- Didaktische Rekonstruktion --- Außerschulisches Lernen --- Qualitative Sozialforschung --- Physik --- Küste und Wattenmeer --- Didaktische Rekonstruktion --- Außerschulisches Lernen --- Qualitative Sozialforschung

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Experimentieren kann nicht nur dazu beitragen, fachinhaltliche Erkenntnisse zu gewinnen, sondern auch selbst Lerngegenstand sein. Wenig geklärt ist bisher, wie beim Experimentieren gelernt wird, worauf zu achten ist. Unklar ist auch, welche fachmethodischen Vorstellungen Lernende beim Planen, Durchführen und Auswerten aktivieren. Diesen Fragen wurde mithilfe einer schriftlichen Instruktion nachgegangen, die Lernende (Jg. 11) anregt, nicht nur Experimente durchzuführen, sondern auch über fachmethodische Grundlagen nachzudenken. Die Arbeitsphasen wurden für 42 Schülergruppen videografiert und kategorienbasiert ausgewertet, um Aussagen über Aktivitätsprofile, Vorstellungen und Kompetenzveränderungen zu generieren. Die Ergebnisse belegen die Komplexität von Lernprozessen und zeigen die Schwierigkeit, individuelle Kompetenzzuwächse auf bestimmte Prozesse zurückzuführen. Zum Beispiel konnten hohe Kompetenzzuwächse sowohl für Lernende mit häufigen fachmethodischen Beiträgen als auch für solche mit nur geringen fachmethodischen Aktivitäten festgestellt werden. Des Weiteren gehen experimentell angemessene Aktivitäten in erkennbaren Anteilen mit fachmethodisch unpassenden Vorstellungen einher, wie z.,B. bei einer korrekt vorgenommenen, aber falsch begründeten Trennung zwischen einer Beobachtung und einer Deutung. Die Arbeit liefert damit Hinweise, dass Lernende neben fachinhaltlichen auch fachmethodische Vorstellungen in den Unterricht mitbringen. Diese gilt es z.,B. durch explizite und wiederholte Thematisierung zu adressieren.

German --- Educational strategies & policy --- Teaching of a specific subject --- Educational equipment & technology, computer-aided learning (CAL) --- Philosophy of science --- Scientific standards --- Mensuration & systems of measurement --- Classical mechanics --- Educational: Sciences, general science --- Educational: Physics --- Explizite Instruktion --- Qualitative Inhaltsanalyse --- Eventbasiertes Kodieren --- Interventionsstudie --- Experimentieren --- Explizite Instruktion --- Qualitative Inhaltsanalyse --- Eventbasiertes Kodieren --- Interventionsstudie --- Experimentieren