Willkommen auf der LOFEX-Homepage der Universität Duisburg-Essen. Auf diesen Seiten erhalten Sie Hintergrundinformationen und Hinweise zu aktuellen Terminen.

1. Was ist LOFEX ?

Alle mit Physikausbildung Befassten sind sich über die überragende Rolle einig, die das Experiment, bzw. das Experimentieren in der Physik und für das Physiklernen hat. Zahlreiche Untersuchungen zeigen jedoch, dass Experimente im Physikunterricht faktisch eine immer geringere Rolle spielen, keinen wesentlichen Beitrag zum Erlernen physikalischer Zusammenhänge leisten und an der Unbeliebtheit des Unterrichtsfaches Physik nur wenig ändern können.

Wir versuchen, im Rahmen dieses Forschungsprojektes für Physiklehrkräfte und Lehramtsstudierende des Faches Physik einen Beitrag zur Überwindung dieser Situation zu leisten, indem wir Unterrichtende und Studierende zu einer offenen Form des Experimentierens anregen und ihnen dadurch Einblicke in die zentrale Rolle vermitteln, die das Experiment im physikalischen Erkenntnisprozess und in der physikalischen Forschungsmethode innehat. Dabei geht offenes Experimentieren, wie wir es verstehen, von einem vorgegebenen möglichst motivierenden Phänomen aus, das nicht sofort zu durchschauen ist, Untersuchungen in verschiedene Richtungen bzw. Konzentration auf unterschiedliche Aspekte ermöglicht und Erklärungen auf unterschiedlich hohem Niveau zulässt.

Ein solches Vorgehen erfordert vom Lehrenden einen souveränen Überblick einerseits über die physikalischen Inhalte des Ausgangsphänomens, aber auch über Probleme und Experimentierideen in dessen Umfeld, um auf Fragen und Vorschläge der Lernenden vorbereitet zu sein, ohne die Offenheit der Situation für die Lernenden einzuschränken.

2. Beispiele einiger Ausgangsphänomene

An dieser Stelle seien einige Beispiele für Ausgangsphänomene genannt, an denen in unseren offenem Praktikum experimentiert wird.

2.1 Die Magnetkugelbahn

In einer Reihe von Stahlkugeln, die nebeneinander auf einer Messingschiene liegen, befindet sich ein starker Neodym Magnet, der ebenfalls kugelförmig ist, und praktisch auf dem ersten Blick nicht von den anderen Kugeln zu unterscheiden ist. Zu Beginn wird er an zweiter Stelle zusammen mit den anderen Kugeln aneinander auf die Bahn gelegt. Nun wird die erste Kugel von einer einlaufenden Kugel getroffen und führt einen Stoß mit der Kette aus. Man beobachtet entgegen aller Erwartungen, dass die Geschwindigkeit der gestoßenen Kugel größer ist, als die der einlaufenden.

2.2 Die rotierende Farbscheibe

Eine Lichtquelle, die in ein quaderförmiges Gehäuse eingebaut wurde steht etwa 20cm hinter einer um die Längstachse drehbar gelagerte Scheibe, die einen Schatten auf den dahinter stehenden Schirm wirft. Ein Elektromotor versetzt nun die Scheibe in eine schnelle Drehbewegung um ihre Längstachse. Auf dem Schirm beobachtet man einen bunten Schattenverlauf, der wesentlich von der Drehzahl der Scheibe abhängig ist. Die rotierende Scheibe scheint selbst auch in verschiedenen Farben zu leuchten, die sich von denen auf dem Schirm unterscheiden.

2.3 Seltsame Spannungsmessung

Eine Spule mit Eisenkern liegt auf einem Tisch. Auf dem Kern liegend, befindet sich ein Steckbrett, auf dem eine rechteckige Leiterschleife gesteckt ist, die zwei Widerstände enthält. Rechts und links von dieser Anordnung stehen zwei Mikrovoltmeter, die an denselben Punkten innerhalb des Steckbrettes angeschlossen sind. Es zeigt sich, dass beide Voltmeter obgleich sie an den gleichen Punkten innerhalb der Schaltung angeschlossen sind, unterschiedliche Messwerte zeigen.

3. Wie bekomme ich weitere Informationen ?

Falls Sie Fragen oder Anregungen haben stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung: udo.backhaus@uni-duisburg-essen.de

4. Weiterführende Literatur:

U. Backhaus, T. Braun, Der Begriff der elektrischen Spannung und seine Messung in Gegenwart von zeitlich veränderlichen Magnetfeldern, PhyDid 1/5: 45-53 (2006) Download.

T. Braun, U. Backhaus, Offenes Experimentieren in der Lehramtsausbildung, Beitrag zur DPG Frühjahrstagung Regensburg: Lehmanns Media (2007) Download.

U. Backhaus, T. Braun, Der Blick ins Wasserglas - Ein Anlass zu Offenem Experinentieren, Beitrag zur DPG Frühjahrstagung Regensburg: Lehmanns Media (2007) Download

T. Braun, Offene Experimente in der Lehramtsausbildung - Analyse physikalischer Phänomene für eine naturwissenschaftliche Experimentierweise, Dissertation, Universität Duisburg-Essen, Juli 2009.

T. Braun, U. Backhaus, Experimente mit durchsichtigen CD-Scheiben - Ein Beispiel zur experimentellen Erkenntnisgewinnung, Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht 62/4: 218 (2009) Download.

T. Braun, U. Backhaus, Impulse für Offenes Experimentieren. -  in: Messner, R. (Hrsg.): Schule forscht. - edition Körber-Stiftung: Hamburg (2009).

T. Braun, U. Backhaus, Experimente in der Lehramtsausbildung. - in: Köster, H. u.a.: Handbuch Experimentieren. - Schneider: Hohengehren (2010).