Das Ziel dieser Bachelorarbeit besteht darin, den Phänomenkreis Licht und Schatten (mit dem inhaltlichen Schwerpunkt Kernschatten und Halbschatten) aus fachwissenschaftlicher Sicht darzulegen und eine vorhandene Experimentieranordnung anhand inhaltlicher und fachdidaktischer Kriterien zu evaluieren und zu optimieren.
Sowohl Licht, als auch Schatten, sind Phänomene der Natur, mit denen Menschen alltäglich konfrontiert werden. Vor allem für Kinder kann die Frage sehr spannend sein, was genau Licht und Schatten überhaupt sind und wie diese Phänomene entstehen.
Damit Lehrkräfte ihren Schülerinnen und Schülern solche Fragen möglichst fachlich konkret und didaktisch angemessen beantworten können, benötigen sie eine entsprechende Vorbereitung im Studium. Eine Art der Vermittlung bietet hierbei das Experiment, als explizit für den Sachunterricht ausgewiesen Arbeitsweise. Durch verschiedene Experimente kann der Phänomenkreis Licht und Schatten handlungsorientiert und lebensnah im Sachunterricht an die Schülerinnen und Schüler herangebracht werden. Doch wie kann dieser Phänomenkreis systematisch mit der experimentellen Methode erarbeitet werden?
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Darstellung der existierenden Experimentieranordnung
3. Theoretische Erarbeitung der Naturphänomene Licht und Schatten
3.1 Was ist Licht?
3.2 Das sichtbare Licht
3.3 Was ist Schatten?
3.3.1 Die Entstehung von Kernschatten und Halbschatten
3.3.2 Mondfinsternis und Sonnenfinsternis als Beispiele für Kernschatten und Halbschatten
3.4 Die Entstehung von Tag und Nacht
4. Didaktische Erarbeitung der Naturphänomene Licht und Schatten
4.1 Klärung der experimentellen Methode
4.1.1 Die Phasen eines Experiments
4.1.2 Einführung der experimentellen Methode im Sachunterricht
4.2 Aussagen des Perspektivrahmens Sachunterricht zur Anwendung der experimentellen Methode
4.3 Aussagen des Rahmenlehrplans Berlin-Brandenburg zur Anwendung der experimentellen Methode
5. Evaluation der Experimentieranordnung zum Phänomenkreis Licht und Schatten
5.1 Die Methode der Evaluation
5.2 Darstellung der Kriterien
5.3 Evaluation der Experimentieranordnung
5.3.1 Berücksichtigung der fachlichen Inhalte
5.3.2 Berücksichtigung der didaktischen Inhalte
5.3.3 Berücksichtigung der methodischen Inhalte
5.4 Optimierungsvorschläge
6. Fazit
Zielsetzung & Themen
Das primäre Ziel dieser Arbeit ist die fachwissenschaftliche Aufarbeitung des Phänomenkreises Licht und Schatten, insbesondere der Kern- und Halbschattenbildung, sowie die kritische Evaluation und didaktische Optimierung einer bestehenden universitären Experimentieranordnung für den Sachunterricht.
- Grundlagen der Optik und der Entstehung von Licht und Schatten
- Die experimentelle Methode als Arbeitsweise im Sachunterricht
- Curriculare Analyse gemäß Perspektivrahmen und Rahmenlehrplan Berlin-Brandenburg
- Methodische Evaluation der Aufgabenstellungen und Materialauswahl
- Entwicklung von Optimierungsvorschlägen für die Experimentierpraxis
Auszug aus dem Buch
3.1 Was ist Licht?
Licht ist eine elektromagnetische Welle und besteht somit aus elektrischen und magnetischen Feldern, die sich gegenseitig erzeugen und sich so im Raum (Medium) durch Schwingungen ausbreiten (vgl. Tipler et. al 2019, S.1030). Die Ausbreitung dieser Wellen erfolgt stets gradlinig von einer bestimmten Lichtquelle (natürliche Lichtquelle oder künstliche Lichtquelle) ausgehend. Die gradlinige Ausbreitung wird häufig auch als Ausbreitung durch Strahlen bezeichnet, wodurch der Gebrauch der Bezeichnung Lichtstrahlen legitimiert werden kann (vgl. Tipler et. al 2019, S.1031).
Die Lichtquelle bezeichnet dabei den Ursprung der Lichtstrahlen. Diese kann, wie oben bereits erwähnt, natürlich sein oder künstlich. So ist die Sonne die wohl bekannteste natürliche Lichtquelle der Erde. Unter künstlichen Lichtquellen wiederum versteht man Lampen oder Kerzen. Die natürlichen und künstlichen Lichtquellen erzeugen selbstständig Licht. Es gibt allerdings auch sichtbare Gegenstände, die das Licht einfach reflektieren, wodurch sie als indirekte Lichtquelle bezeichnet werden können (vgl. Lück & Köster 2006, S.2). Von diesen Quellen aus breitet sich das Licht in alle möglichen Richtungen aus, wobei es auch auf das menschliche Auge trifft.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Die Arbeit führt in die Bedeutung von Licht und Schatten als Naturphänomene ein und definiert das Ziel, eine vorhandene Experimentieranordnung im universitären Kontext zu evaluieren.
2. Darstellung der existierenden Experimentieranordnung: Dieses Kapitel beschreibt den aktuellen Stand der praktischen Übungen an der Universität und die spezifischen Aufgabenstellungen, die den Studierenden zum Thema Schatten bereitgestellt werden.
3. Theoretische Erarbeitung der Naturphänomene Licht und Schatten: Es werden physikalische Grundlagen wie elektromagnetische Wellen, Strahlenausbreitung und die Entstehung von Schatten, insbesondere Kern- und Halbschatten, wissenschaftlich fundiert dargelegt.
4. Didaktische Erarbeitung der Naturphänomene Licht und Schatten: Der Fokus liegt auf der experimentellen Methode im Sachunterricht, deren Phasen und ihrer Verankerung in offiziellen Bildungsplänen (Perspektivrahmen und Rahmenlehrplan).
5. Evaluation der Experimentieranordnung zum Phänomenkreis Licht und Schatten: Die Anordnung wird anhand fachlicher, didaktischer und methodischer Kriterien bewertet, wobei Defizite identifiziert und konkrete Optimierungsvorschläge ausgearbeitet werden.
6. Fazit: Die Arbeit resümiert, dass die Anordnung inhaltlich überzeugt, methodisch jedoch durch die explizite Integration der Phasen des Experimentierens optimiert werden muss.
Schlüsselwörter
Sachunterricht, Licht und Schatten, Kernschatten, Halbschatten, experimentelle Methode, wissenschaftliches Experimentieren, naturwissenschaftliche Arbeitsweise, Lehrerbildung, Rahmenlehrplan, Perspektivrahmen, Evaluation, Kompetenzorientierung, Astronomische Modelle, Naturphänomene, Didaktik.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelorarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht eine bestehende Experimentieranordnung zum Thema Licht und Schatten, die in der Lehrerausbildung an der Universität Potsdam im Bereich Sachunterricht eingesetzt wird.
Welche zentralen Themenfelder behandelt die Arbeit?
Sie verknüpft physikalische Grundlagen der Optik (insbesondere Schattenphänomene) mit didaktischen Anforderungen an den Sachunterricht und der Methode des Experimentierens.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, die Qualität der Aufgabenstellungen und Materialien der Experimentieranordnung zu evaluieren und Vorschläge für eine Optimierung zu erarbeiten, um Studierende besser auf das eigenständige Experimentieren vorzubereiten.
Welche wissenschaftliche Methode wird für die Evaluation genutzt?
Es wurde die Methode der Dokumentanalyse gewählt, um die Aufgabenstellungen der Experimentieranordnung mit den Anforderungen des Perspektivrahmens Sachunterricht und des Rahmenlehrplans Berlin-Brandenburg zu vergleichen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine fachwissenschaftliche Fundierung, eine didaktische Einordnung der experimentellen Methode sowie eine detaillierte Evaluation der fachlichen, didaktischen und methodischen Qualität der Anordnung.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Zentrale Begriffe sind Sachunterricht, Experimentieren, Kernschatten, Halbschatten, Evaluation, naturwissenschaftliche Arbeitsweise und Lehrerbildung.
Welches Problem wurde beim bisherigen astronomischen Modell identifiziert?
Die Autorin stellt fest, dass das vorhandene Modell teilweise defekt ist, keine integrierte Lichtquelle besitzt und die notwendige Bewegung des Mondes um die Erde nicht realitätsnah darstellt.
Welchen konkreten Optimierungsvorschlag macht die Autorin für die Materialien?
Sie schlägt vor, ein Tellurium (fertig oder selbstgebaut) einzusetzen, welches eine helle Lichtquelle und eine mechanische Halterung für den Mond bietet, um die Phänomene zuverlässig zu demonstrieren.
- Quote paper
- Christin Hennig (Author), 2020, Evaluation einer Experimentieranordnung zur Thematik Licht und Schatten mit dem Schwerpunkt Kernschatten und Halbschatten, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/923200
