Themenvorschläge Bachelorarbeit
Entwicklung und Evaluation von Smartphone-Experimenten im Bereich Thermodynamik in extremen Druck- und Temperaturbereichen
"Baustellen-Smartphones" zeichnen sich durch eine extreme Funktionalität in punkto Sturz- und Stoßsicherheit, Wasserdichtigkeit und den Einsatz in einem Temperaturbereich zwischen -25°C und +55°C aus. Smartphone-Experimente für "normale" Smartphones gibt es bereits in einem breiten Spektrum. Im Rahmen dieser Arbeit sollen jedoch die oben genannten Eigenschaften für die Entwicklung neuer Experimente in extremeren Temperatur- und Druckbereichen, z.B. auch unter Wasser (Schwimmbad) genutzt werden.
Die entwickelten Experimente sollen mithilfe von Schüler*innen und/oder Studierenden getestet werden. Dabei soll als wissenschaftliche Fragestellung untersucht werden, inwiefern sich der Einsatz von Smartphones in "Extremsituationen" auf die aktuelle Motivation der Schüler*innen auswirkt.
Bei Fragen und Interesse melden Sie sich bitte bei Uta Magdans, magdansuuni-potsdampde
Förderung von Interesse und Motivation durch den Kontext des Sportgerätes Bogen
Von Flitzebogen bis High-Tech-Sportgerät: Bögen sind uns aus dem Alltag bekannt. In dieser Arbeit soll untersucht werden, inwieweit der Bogen als Kontext in verschiedenen Themenbereichen des Physikunterrichts genutzt werden kann, um Interesse und Motivation zu fördern. Dazu soll eine Lernaufgabe/Unterrichtssequenz entwickelt und mit Schülerinnen und Schülern getestet werden. Es ist auch möglich, im Rahmen einer Projektarbeit selbst Bögen zu bauen und zu testen. Weiterhin kann hier digitale Messwerterfassung, z.B. in Form von Kraftsensoren, Bluetooth-Beschleunigungssensoren und Videoanalyse zum Einsatz kommen.
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Sinnvoller Einsatz von digitaler Messwerterfassung im Physikunterricht: Entwicklung und Evaluation von Experimenten
Die neuen Bildungsstandards Physik für die Sek. I und die Sek. II rücken den Einsatz von digitaler Messwerterfassung (DME) in den Vordergrund. Vielen Lehrkräften fällt es aber schwer, ein DME-System gewinnbringend im Unterricht ohne lange Vorbereitungs- und Einarbeitungszeit zu nutzen. Hier soll diese Arbeit ansetzen und es sollen für Standard-Experimente aus der Sek. I / Sek. II Experimente und Handreichungen dazu entwickelt und evaluiert werden, bei denen sinnvoll ein DME-System zum Einsatz kommen kann. Dies soll mit Studierenden und/oder Lehrkräften getestet werden.
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SI-Einheiten, Naturkonstanten und Messunsicherheiten im Physikunterricht
In den neuen Bildungsstandards Physik für die Sek. I spielt das Thema Umgang mit Messunsicherheiten eine deutlich größere Rolle im Physikunterricht als bisher. Das Thema Einheiten der physikalischen Größen und die Entwicklung unseres Einheitensystems (SI) bieten sich an, um Wissen und Kompetenzen zu Naturkonstanten und den Umgang mit Messunsicherheiten zu verknüpfen. Schwierig ist hier der Zeitpunkt und die Art und Weise der Einführung des Themas, da Einheiten natürlich am Anfang der Sek. I stehen sollten, aber auf der anderen Seite das Verständnis des Zustandekommens sehr kompliziert ist. In dieser Arbeit soll eine Lernumgebung/Unterrichtssequenz entwickelt und evaluiert werden.
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Lernaufgabe zur Bewertungskompetenz: Kann ChatGPT Physik gut erklären?
ChatGPT wird bereits jetzt von SuS häufig genutzt, um Texte zu erstellen. Aber wie gut ist ein Sprachprogramm in Physik? Aufbauend auf den Merkmalen guter Erklärungen nach Kulgemeyer soll ein Bewertungssystem für Erklärungen von physikalischen Phänomenen durch ChatGPT erstellt werden. Dies soll in Form einer Unterrichtssequenz ausgearbeitet werden, um mit SuS die Kompetenz zur Bewertung von durch KI-Systeme erstellte Erklärungen zu erlernen und zu üben. Das entwickelte Material soll mit SuS getestet und evaluiert werden.
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Mit 3D-Druck zu inklusiverem Physikunterricht? - Untersuchung verschiedener Einsatzmöglichkeiten von 3D-gedruckten Modellen für den unterrichtlichen Einsatz bei SchülerInnen mit Sehbeeinträchtigung
Ziel der Arbeit ist es, dass zu verschiedenen inhaltlichen Themen geeignete Modell in 3D-Drucke zu übersetzen und diese im Unterricht von SchülerInnen mit Sehbeeinträchtigung zu erproben.
Es soll so untersucht werden, ob unterrichtliche Aspekte, wie der Lernzugewinn, die Motivation oder andere Aspekte mithilfe des 3D-Drucks verbessert werden können.
Bei Fragen und Interesse melden Sie sich bitte bei Dennys Gahrmann, dennys.gahrmannuuni-potsdampde
Modellbildung am Beispiel von Rippeln am Meeresgrund
Ziel der Arbeit ist es Sandformationen (sog. Rippeln) zu untersuchen. Insbesondere geht es darum die Abhängigkeit der Eigenschaften von Rippeln (also zum Beispiel deren Amplitude und Wellenlänge) zu untersuchen.
Zentral dabei ist das Experimentieren und Arbeiten mit Modellen.
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Analyse von Schulbuchtexten der Physik vor dem Hintergrund von Lesbarkeitsindizes
In der Germanistik haben sich verschiedene Lesbarkeitsindizes für Texte etabliert. Diese inkludieren vor allem Wortarten und die Silbenanzahl in Worten. Ziel der Arbeit ist es, Physik-Schulbücher verschiedener Klassenstufen zu analysieren und vor dem Hintergrund der Indizes einzuschätzen. Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit, einen neuen Index zu definieren, der die sprachlichen Besonderheiten der Physik mit berücksichtigt.
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Entwicklung und Evaluation von Ankermedien und Arbeitsmaterial für SuS zum Erlernen des Umgangs mit Ausgleichsgeraden
Physikalische Größen sind oft über einen linearen Zusammenhang mit einander verknüpft. Insbesondere in vielen Experimenten in der Sek. I werden diese Zusammenhänge gemessen und ausgewertet. Hier müssen SuS den Umgang mit Ausgleichsgeraden erlernen und üben. In Anlehnung an den Werkzeugkasten zum Umgang mit Messunsicherheiten von J. Hellwig sollen im Rahmen dieser BA-Arbeit Aufgaben und Material mit Ankermedien zum Erlernen des Umgangs mit Ausgleichsgeraden entwickelt und mit SuS evaluiert werden. Die Aspekte sind dabei vielfältig und reichen von der Erstellung von Diagrammen, dem Eintragen der Daten, dem Zeichnen einer Ausgleichsgerade bis hin zur Auswertung der Gerade durch die Bestimmung der Geradensteigung. Hier ist die Herausforderung, diese Themen durch die Verwendung prägnanter Anker, z.B. Kontexte oder Experimente mit Alltagsmaterialien, möglichst nachhaltig zu gestalten.
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Modellbildung zum radioaktiven Zerfall mit dem Brettspiel-Modell
Es gibt verschiedene Modelle zur Beschreibung der Radioaktivität, wie dem Potentialtopfmodell oder dem Tröpfchenmodell, allerdings sind diese zum Teil für Schüler:innen schwer zugänglich. In der Chemie wurde zur Veranschaulichung exponentieller Prozesse ein Brettspiel-Modell entwickelt (siehe https://doi.org/10.1002/ckon.201900053), die für die Physik eine attraktive Möglichkeit darstellen kann, den stochastischen Charakter der Radioaktivität darzustellen.
Verschiedene Fragen und Anwendungen für Abschlussarbeiten leiten sich aus diesem Modell ab, wie zum Beispiel die Modellgrenze vor dem Hintergrund anderer Modelle zu charakterisieren und das Modell aufzubereiten. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Applikation zu programmieren, die den Sachverhalt mit Physik in Verbindung bringt uvm.
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„Thema reserviert“ - Regenwahrscheinlichkeit & Co.: Umgang mit Messunsicherheiten üben im Kontext Wettervorhersage und Klimawandel
Dieses Thema ist reserviert und steht zurzeit leider nicht zur Verfügung.
Mit Einführung der neuen Bildungsstandards für die Naturwissenschaften in der Sek II ist auch das Thema Umgang mit Messunsicherheiten in den Fokus des (Physik-)Unterrichts gerückt. Daten hinsichtlich ihrer Genauigkeit und Vertrauenswürdigkeit einzuordnen und zu bewerten ist für Schülerinnen und Schüler auch im Alltag zunehmend wichtig. Physikunterricht kann für die Ausbildung von entsprechenden Kompetenzen einen wichtigen Beitrag leisten. Da das Thema jedoch bisher meist nur als umständliches Anhängsel von Protokollen auftritt, sind Lerngelegenheiten sind dazu noch nicht in ausreichendem Maße vorhanden. In dieser Arbeit soll untersucht werden, ob das Interesse an Messunsicherheiten mithilfe eines alltäglichen lebensweltlichen Kontextes gesteigert werden kann. Auf der Grundlage des Sachstrukturmodells von J. Hellwig (2012) soll dazu eine Lernumgebung/Unterrichtssequenz entwickelt werden. Mithilfe eines Tests zu Interesse und Motivation kann vor und nach dem Einsatz untersucht werden, inwiefern dieser Kontext Einfluss auf den Erwerb von Kompetenzen beim Umgang mit Messunsicherheiten hat.
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„Thema reserviert“ - Entwicklung und Evaluation von Lernaufgaben im Themengebiet Klimaphysik
Dieses Thema ist reserviert und steht zurzeit leider nicht zur Verfügung.
Mit den neuen Bildungsstandards Physik für die Sek. I werden einige neue Themengebiete in den Physikunterricht integriert, z.B. die Klimaphysik. Hier stehen insbesondere der Strahlungshaushalt der Erde (Rückstrahlvermögen, Kippelemente und Kipppunkte) und der natürliche und anthropogene Treibhauseffekt im Vordergrund. In dieser Arbeit soll für dieses Thema eine Lernaufgabe/Unterrichtssequenz entwickelt und evaluiert werden, die dieses Themengebiet adressiert. Gleichzeitig soll mithilfe eines Fragebogens (FAM-Test) der Einfluss des Themas Klimaphysik auf Interesse und Motivation der Schülerinnen und Schüler untersucht werden.
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