Vor­trag Black Box

Ein pro­zess­ori­en­tier­ter Zu­gang zum Thema Struk­tur der Ma­te­rie

Bil­dungs­stan­dards BW

Kom­pe­tenz 2 – Phy­sik als theo­rie­ge­lei­te­te Wis­sen­schaft

Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen die na­tur­wis­sen­schaft­li­cheAr­beits­wei­se Hy­po­the­se, Vor­her­sa­ge, Über­prü­fung imEx­pe­ri­ment, Be­wer­tung ... an­wen­den

Kom­pe­tenz 11 – Struk­tur der Ma­te­rie

Schü­le­rin­nen und Schü­lern kön­nen Teil­chen­mo­del­le an ge­eig­ne­ten Stel­len an­wen­den und ken­nen eine zeit­ge­mä­ße Atom­vor­stel­lung

• Atom­hül­le, Atom­kern

Wel­che Pro­ble­me haben Schü­le­rin­nen und Schü­ler mit Mo­del­len der Mi­kro­welt?

1. Ein Mo­dell wird häu­fig als ge­treu­es Ab­bild eines „Ori­gi­nals“ ge­se­hen.
   Ver­mi­schung von Mo­dell- und Rea­li­täts­ebe­ne
2. Den Ob­jek­ten der Mi­kro­welt wer­den aus der All­tags­er­fah­rung be­kann­teEi­gen­schaf­ten wie Farbe, Tem­pe­ra­tur, Elas­ti­zi­tät etc. zu­ge­schrie­ben.
   Er­fah­rungs­welt und Mo­dell­welt wer­den ver­mischt.
3. Der hy­po­the­ti­sche Cha­rak­ter von Mo­del­len wird nicht ge­se­hen.
4. Atom­vor­stel­lun­gen sind häu­fig me­cha­nis­tisch ge­prägt(„Mi­ni­pla­ne­ten­mo­dell“).

 

„Ein ei­ni­ger­ma­ßen kor­rek­ter Um­gang mit Mo­del­len kann nur ge­lehrt wer­den, wenn gleich­zei­tig ein an­ge­mes­se­nes Mo­dell­ver­ständ­nis ent­wi­ckelt wird.“

„Nicht nur die Mo­del­le selbst und ihre Ver­wen­dung zur Er­klä­rung von Phä­no­me­nen, son­dern auch die Pro­zes­se des Mo­del­lie­rens soll­ten zum Ge­gen­stand des Un­ter­richts ge­macht wer­den.“

 

 

Mög­li­cher Ein­stiegs­im­puls

„Weiße Krus­te auf rotem Pla­ne­ten“                                  
Ar­ti­kel in der Ba­di­sche Zei­tung vom 9.6.09

Den voll­stän­di­gen Ar­ti­kel inkl. Team­auf­trag fin­det man

• in Pra­xis der Na­tur­wis­sen­schaf­ten Heft 8/52,  2009
• oder bei Co­na­tex Did­ac­tic Ver­suchs­an­lei­tun­gen zur Black Box

 

Team­auf­trag:
Die Black Box ist im In­ne­ren nicht leer. Ver­su­chen Sie durch ver­schie­de­ne klei­ne Ex­pe­ri­men­te Aus­sa­gen über die in­ne­re Struk­tur und, falls mög­lich, über die Ma­te­ria­li­en im In­ne­ren zu ma­chen.

1.	Un­ter­su­chungs­me­tho­de:	Draht		Hy­po­the­se 1 skiz­zie­ren
2.	Un­ter­su­chungs­me­tho­de:	Glas­mur­mel		Hy­po­the­se 2 skiz­zie­ren
3.	...	Stahl­ku­gel		Hy­po­the­se 3 ...
4.				Hy­po­the­se 4 ...
5.	...

Rol­len­spiel: Wis­sen­schafts­kon­gress

Dar­stel­lung der „For­schungs­er­geb­nis­se“ einer Grup­pe

Wel­che Fra­gen blei­ben?

Wel­che wei­te­ren Un­ter­su­chungs­mög­lich­kei­ten gäbe es noch?

Ar­beit mit der Black Box - ca. 1 Dop­pel­stun­de

 

 

 

Die na­tur­wis­sen­schaft­li­che Ar­beits­wei­se

Haus­auf­ga­be:
Für die Schü­ler­sei­te einer Zei­tung sollst du einen Be­richt über die Ar­beits­wei­se in den Na­tur­wis­sen­schaf­ten schrei­ben. Ver­wen­de dazu die ne­ben­ste­hen­de Ab­bil­dung und deine Er­fah­run­gen mit der Black Box.

(Kom­pe­tenz Kom­mu­ni­ka­ti­on)

 

 

 

 

 

 

Ziele der Ar­beit mit der Black Box sind u.a.:

Mo­dell­vor­stel­lun­gen über den Auf­bau der Ma­te­rie ent­ste­hen durch das Wech­sel­spiel von Theo­rie  und Ex­pe­ri­ment.

Die­ses Zu­sam­men­spiel von Ex­pe­ri­ment und Bil­dung von na­tur­wis­sen­schaft­li­chen Vor­stel­lun­gen, von Mo­del­len, soll hand­lungs­ori­en­tiert er­fahr­bar wer­den. 

Es soll deut­lich wer­den, dass eine Theo­rie durch ein Ex­pe­ri­ment nicht be­wie­sen, son­dern nur ve­ri­fi­ziert oder fal­si­fi­ziert wer­den kann.

 

Ein­satz der Black Box

• in mei­nem Un­ter­richt bis­her
  • Ein­stieg in die UE „Struk­tur der Ma­te­rie“ mit dem Ziel erst ein Mo­dell­ver­ständ­nis för­dern, dann über Atom­mo­del­le spre­chen.
  • Ar­beit mit der Black Box - ca. 1 Dop­pel­stun­de
  • Rol­len­spiel: Wis­sen­schafts­kon­gress
• an jeder an­de­ren Stel­le des Un­ter­richts wo es um Mo­dell­bil­dung gehtmög­lich, auch im Che­mie­un­ter­richt.
  

 

Bei­spie­le für ein­fa­che Back Boxes

aus der Me­cha­nik:

aus der Optik:

 

Be­glei­ten­des Lern­ta­ge­buch mög­li­ches Dia­gnos­ein­stru­ment

1. Was habe ich in die­ser Woche im Phy­sik­un­ter­richt Neues ge­lernt? Was war über­ra­schend? Was habe ich so er­war­tet? (ei­ge­ne For­mu­lie­run­gen mit Be­grün­dung, keine Merk­sät­ze)
2. Das ist mir noch un­klar ge­blie­ben:
3. Das hat mir be­son­ders ge­fal­len / nicht ge­fal­len:
4. sons­ti­ge Be­mer­kun­gen

 

Hin­wei­se:

• Ma­xi­mal eine Seite schrei­ben!
• Das Lern­ta­ge­buch wird ein Mal in der Woche von der hal­ben Klas­se im Wech­sel ein­ge­sam­melt und kom­men­tiert.
• Keine Wie­der­ho­lung von Merk­sät­zen, son­dern For­mu­lie­rung von ei­ge­nen Ge­dan­ken zum Un­ter­richts­in­halt

 

Zi­ta­te aus zwei Lern­ta­ge­bü­chern:

„Ich habe ge­lernt, dass Phy­si­ker nie si­cher sein kön­nen, wie ein Atom wirk­lich aus­sieht, son­dern nur durch ver­schie­de­ne Ver­su­che ein immer ge­fes­tig­te­res Bild ent­steht.“

„Für mich war fas­zi­nie­rend zu welch un­ter­schied­li­chen Er­geb­nis­sen die ein­zel­nen Grup­pen kamen! Also was man alles in etwas Un­be­kann­tes hin­ein­in­ter­pre­tie­ren kann. Au­ßer­dem finde ich es in­ter­es­sant, an­hand eines Mo­dells zu ler­nen wie Wis­sen­schaft­ler vor­ge­hen, um etwas Un­be­kann­tes zu er­for­schen.“

Aus­führ­li­che Be­schrei­bun­gen des Vor­ge­hens im Un­ter­richt mit Ein­stiegs­text, Team­auf­trag ...

• Pra­xis der Na­tur­wis­sen­schaf­ten – De­zem­ber 09
• Fa. Co­na­tex – An­lei­tun­gen zu Ex­pe­ri­men­ten

Die Black Box für Leh­rer­fort­bil­dun­gen ...

Hilf­rei­che Li­te­ra­tur

[1] Mi­kel­skis-Sei­fert, S.: Den­ken in und mit Mo­del­len – die oft ver­nach­läs­sig­te Ar­beits­wei­se der Phy­sik, Pi­ko­brief Nr. 5, Fer­bru­ar 2005
[2] Mül­ler R., Wod­zin­ski R., Hopf M.: Schü­ler­vor­stel­lun­gen im Phy­sik­un­ter­richt, Aulis Ver­lag 2004
[3] H. Fisch­ler: Die Teil­chen­struk­tur im Phy­sik­un­ter­richt, Pra­xis derNa­tur­wis­sens­haf­ten 6/57, 2008
[4] Mi­kel­skis-Sei­fert, S., Leis­ner A.: Ler­nen über Mo­del­le, Fach­zeit­schrift Fried­rich Ver­lag oder al­ter­na­tiv NiU 2003 Nr. 71, S.32-34
[5] Gün­ther, J. Black Boxes, Ana­lo­gi­en zu Pro­blem­stel­lun­gen im Un­ter­richt, Na­tur­wis­sen­schaf­ten im Un­ter­richt Phy­sik, Nr. 103, 1/2008
[6] Die Mo­dell­bo­xen sind bei Co­na­tex Did­ac­tic ein­zeln oder als Set zu be­zie­hen http://​www.​co­na­tex.​com
[7] Petrich, H.: Black Box - Ein pro­zess­ori­en­tier­ter Ein­stieg in die UE „Struk­tur der Ma­te­rie“, Pra­xis der Na­tur­wis­sen­schaf­ten Phy­sik 8/58, 2009

 

Black-Box: Her­un­ter­la­den [ppt] [99 KB]