Wissenschaftliche Hausarbeit
für das Lehramt an Grundschulen

eingereicht bei: Amt für Lehrerausbildung
- Erste Staatsprüfungen -

Thema:
Hologramme als Thema für die Grundschule

Fachbereich: Didaktik der Physik

Abgabetermin: 02.Juni 2004

Verfasserin: Daniela Roth

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung ... 1
1. 1. Aufbau der Arbeit ... 1
1. 2. Begründung ... 2

2. Einführung in die Holographie ... 3
2. 1. Was ist Holographie? ... 3
2. 2. Die Geschichte der Holographie ... 4
2. 3. Hologrammarten ... 7
2. 4. Arbeitsplatz ... 12
2. 5. Benötigtes Material zur Herstellung von Reflexionshologrammen ... 12
2. 5. 1. Laser ... 12
2. 5. 2. Linse ... 13
2. 5. 3. Umlenkspiegel ... 13
2. 5. 4. Fotomaterial ... 13
2. 5. 5. Vorquell-, Entwickler-, Stopp- und Bleichbad ... 14
2. 6. Wie entsteht ein Hologramm? ... 16
2. 7. Mögliche Fehlerquellen bei der Herstellung von Hologrammen ... 21

3. Eigene Erfahrungen mit der Herstellung von Hologrammen ... 22
3. 1. Vorarbeit ... 22
3. 2. Durchgeführte Versuche ... 23
3. 3. Der Entwicklungsvorgang ... 27
3. 4. Erkenntnisse und Probleme ... 27

4. Das Thema Hologramme im Rahmen des Sachunterrichts ... 29
4. 1. Didaktische Begründungen für technische Themen im Sachunterricht ... 29
4. 2. Einführung des Themas ... 31
4. 2. 1. Hologramme in der Umwelt der Schüler ... 31
4. 2. 2. Kurzer Einblick in die Geschichte der Holographie ... 32
4. 3. Der Laser als wichtigstes Gerät zur Herstellung von Hologrammen ... 33
4. 3. 1. Versuche mit dem Laser ... 33
    a) Versuch 1: Der Laser – kollimiertes Licht ... 34
    b) Versuch 2: Laser – monochromatisches Licht ... 34
    c) Versuch 3: Der Laser – geradlinig ausbreitendes Licht ... 35
4. 3. 2. Was ist beim Experimentieren mit einem Laser im Unterricht zu beachten? ... 35
4. 4. Museumsbesuch ... 36
4. 5. Schulbesuch beim Holographen ... 36
4. 6. Die Umsetzung der Unterrichtseinheit Hologramme in der Grundschule ... 38

5. Auswertung der durchgeführten Unterrichtseinheit ... 40
5. 1. Theoretischer Teil ... 40
5. 2. Praktischer Teil ... 43
5. 3. Ergebnisse der Lernerfolgskontrolle ... 44
5. 4. Besuch des Museums Explora in Frankfurt ... 46

6. Schlussbemerkung ... 48
6. 1. Zusammenfassung ... 48
6. 2. Ausblick ... 49
6. 3. Offene Fragen ... 50
6. 4. Danksagung ... 51

7. Literaturverzeichnis ... 53
7. 1. Printinformationen ... 53
7. 2. Internetinformationen ... 54

8. Anlagen ... 56
8. 1. Unterrichtseinheit ... 56
8. 2. Lernerfolgskontrolle ... 58
8. 3. Sicherheitshinweise für das Experimentieren mit dem Laser in der Schule (HessischesGefahrstoffInformationsSystemSchule Kapitel 10) ... 60
8. 4. Auszug aus dem Museumsführer der Explora ... 61

1. Einleitung

1. 1. Aufbau der Arbeit

Diese Staatsexamensarbeit befasst sich mit der Umsetzung der Unterrichtseinheit Hologramme in der Grundschule.
Auch wenn in der Primarstufe noch kein physikalisches Hintergrundwissen vorhanden ist, muss auf eine kurze Einführung in die Holographie nicht verzichtet werden. Für mich war dabei besonders wichtig, leicht verständliche Sachverhalte darzustellen und dabei weitestgehend auf Fachbegriffe und gänzlich auf mathematische Formeln zu verzichten. Das zweite Kapitel dieser Arbeit gibt somit einen kurzen Abriss des Themas wieder. Dadurch möchte ich versuchen, die Holographie für den Laien zugänglich zu machen und andere Lehrer zur Behandlung dieses Themas in ihrem Unterricht – insbesondere in der Grundschule – zu motivieren.
Im nächsten Kapitel schildere ich meine eigenen Erfahrungen mit der Herstellung von Hologrammen, die ich in Herrn Junkers Labor sammeln durfte.
Danach folgt der methodisch-didaktische Teil meiner Arbeit. Aufgrund verschiedener Anregungen sowohl aus Literatur als auch von verschiedenen Personen, die mich bei meiner Arbeit unterstützt haben, erstellte ich eine Unterrichtseinheit zu dem Thema Hologramme.
Das letzte Kapitel meiner Arbeit beschäftigt sich mit der Auswertung der von mir durchgeführten Unterrichtseinheit in der Klasse 2d der Comeniusschule in Frankfurt Bornheim . Darin schildere ich meine positiven und negativen Erfahrungen und zeige Alternativen auf.

1. 2. Begründung

In einem Gespräch mit Herrn Prof. Dr. Siemsen über mögliche Themen für eine Examensarbeit wurde ich darauf aufmerksam, dass die meisten Menschen auch in der heutigen Zeit nicht verstehen, wie die Holographie funktioniert. In der Schule wird die Holographie fast nie behandelt.

An einer Umsetzung dieses Themas im Grundschulunterricht zeigte bisher, soweit ich es herausfinden konnte, noch niemand Interesse.
Ich habe jedoch im Rahmen meines Lehramtsstudiums für mich festgestellt, dass jedes Thema im Grundschulunterricht umgesetzt werden kann, wenn man den richtigen Weg wählt. Daher habe ich mich recht bald dazu entschieden, mit meiner Staatsexamensarbeit die Holographie auch für die Grundschule zugänglich zu machen.
Zu Beginn meiner Recherchen kam ich kurzzeitig ins Zweifeln, ob sich mein Vorhaben wirklich umsetzen lassen würde. Doch dann stieß ich im Internet auf die Adresse von Timo Junker. Ich nahm Kontakt zu ihm auf und er erklärte mir, dass die Holographie bereits für Siebenjährige ein faszinierendes Gebiet sein könne. Nachdem ich ihn schließlich auch noch in seinem Labor in Würzburg besucht und selbst Hologramme hergestellt hatte, war ich endgültig von meinem Vorhaben überzeugt.
Ich möchte mit dieser Arbeit zeigen, dass die Holographie längst nicht mehr von teuren Geräten und umständlichen Versuchsaufbauten abhängig ist. Es bedarf nur einer entsprechenden Einführung, die über Bücher geschehen kann, und jeder kann sogar zuhause einfache Hologramme herstellen. Außerdem möchte ich andere Lehrpersonen mit dieser Arbeit dazu motivieren, sich an ungewöhnliche Themen und insbesondere die Holographie heranzutrauen. Das Interesse, das die Schüler an solchen Themen zeigen, ist immens.

Ich möchte an dieser Stelle darauf hinweisen, dass ich in allen Teilen meiner Arbeit die Begriffe Lehrer und Schüler als Bezeichnung für beide Geschlechter verwende, um nicht unnötig komplizierte Sätze entstehen zu lassen.

2. Einführung in die Holographie

Wie ich bereits in meinen Ausführungen zum Aufbau der Arbeit erwähnt habe, gibt dieses Kapitel nur einen kurzen und leicht nachvollziehbaren Überblick zur Herstellung von Hologrammen. Dabei habe ich auf komplizierte physikalische Sachverhalte und mathematische Formeln gänzlich verzichtet.

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