Collage von verschiedenen Interaktiven Bildschirmexperimenten

Interaktiv experimentieren

Selbst zu experimentieren, ist ein zentraler Aspekt des Physikunterrichts in der Oberstufe. Sogenannte Interaktive Bildschirmexperimente bieten neue Zugänge und Möglichkeiten.

Digitale Arbeits- und Unterstützungsmaterialien für den Physikunterricht in der gymnasialen Oberstufe

[Schule NRW 06-21]

Ein gut strukturierter, engagiert experimentell orientierter Unterricht, der auch die unterschiedlichen kognitiven Aktivitäten von Schülerinnen und Schülern auf allen fachlichen Ebenen fördert, bietet beste Voraussetzungen für das Lernen im Fach Physik wie auch in den Naturwissenschaften allgemein. Das Lernen von Schülerinnen und Schülern kann so als individueller Prozess des Erwerbs von Wissen und Fähigkeiten durch reichhaltige Zugangswege zu fachlichen Inhalten in besonderer Weise gefördert werden. Mit Hilfe digitaler Angebote und durch die Kombination von unterschiedlichen Zugangswegen ergeben sich hierbei besondere Möglichkeiten der Differenzierung: eigenständige Bestimmung des Lerntempos, Zeiten für Übung und Wiederholung - insbesondere auch mit Blick auf Klausuren und Abiturprüfungen -, sowie Möglichkeiten der interaktiven Auseinandersetzung mit Schwerpunkten nach individuellen besonderen Interessen und Erfordernissen.

Für den Physikunterricht der gymnasialen Oberstufe wurden durch die Qualitäts- und Unterstützungsagentur – Landesinstitut für Schule NRW (QUA-LiS NRW) in Zusammenarbeit mit der Freien Universität Berlin passgenau zu den Vorgaben des Kernlehrplans Physik für die gymnasiale Oberstufe digitale Materialien im Rahmen des Projekts „Zentrale Experimente im Physikunterricht der gymnasialen Oberstufe in NRW“ entwickelt. Diese tragen den fachlichen Anforderungen in besonderer Weise Rechnung, denn sie legen einerseits einen deutlichen Fokus auf die Grundlagen, weisen andererseits aber auch vielfältige Möglichkeiten zur Vertiefung beziehungsweise zur Bearbeitung weiterführender Fragestellungen und Hinweise auf – zum Beispiel auch für den Einsatz bei Referaten und Facharbeiten. Weitere Ergänzungen des Angebots sind geplant und zum Teil bereits in der Entwicklung.

Die für den Präsenzunterricht entwickelten Materialien ermöglichen einen Zugang zu wesentlichen Inhalten der Physik in der gymnasialen Oberstufe einschließlich der dazugehörigen Experimente. Diese digitalen Materialien lassen sich aber auch im Distanzunterricht anwenden. Zusammenhänge können so in Form Interaktiver Bildschirmexperimente (IBE) selbst untersucht werden.

IBE erweitern als virtuelle Experimente die Lernumgebungen für den naturwissenschaftlichen Unterricht durch interaktive digitale Darstellungen von zuvor real durchgeführten Experimenten. Hierbei handelt es sich also nicht um Simulationen, sondern um digitale Aufnahmen realer Experimente, die im gewissen Umfang eigenständig handelnd virtuell bedient und durchgeführt werden können. IBE sind eine Ergänzung zu den im Unterricht real durchgeführten Experimenten, sie können diese aber nicht ersetzen. Sie erlauben es den Schülerinnen und Schülern, eine aktive Kontrolle der Versuchsdurchführung durchzuführen und repräsentieren die dabei zu beobachtenden Phänomene und zu messenden Daten. Ergänzend hierzu lassen sich sogar (virtuelle) Erfahrungen mit Geräten und Experimenten sammeln, die möglicherweise unter den konkreten schulischen Bedingungen und auf einer individuellen Ebene gegebenenfalls nicht möglich wären.

Die Experimente sind jeweils eingebettet in umfangreiche und stringente Lernumgebungen mit Erklärungen, Aufgaben, Illustrationen, Verlinkungen, Videos, Simulationen etc., die eine intensive Auseinandersetzung mit physikalischen Konzepten auf verschiedenen Anforderungsniveaus fordern und fördern. Das ist das besondere Merkmal dieses Angebotes. Außerdem werden vielfältige Werkzeuge zur Darstellung von Messwerten und deren Auswertung bereitgestellt. Eine erfolgreiche Bearbeitung der Aufgaben kann durch Unterstützungsangebote und mit Hilfe von Musterlösungen durch die Lernenden selbst überprüft werden.

Die Nutzung des digitalen Angebots ist mit jedem Browser möglich und funktioniert auf Endgeräten aller gängigen Betriebssysteme und mit kleinen Einschränkungen auch auf Tablets. Durch die Möglichkeit einer freiwilligen Registrierung können Messdaten, Notizen, eigene Lösungen oder sogar eigene Erweiterungen der Materialien abgespeichert werden. Die Materialien können aber auch ohne Anmeldung sowie offline genutzt werden.

Nähere Informationen zum Angebot und Beispiele finden Sie über die Einstiegsseite.

 

Ansprechpartnerin: QUA-LiS NRW, silke.walpuski[at]qua-lis.nrw.de (Dr. Silke Walpuski)