Abteilung Physik

 

 

 

 

Themenvorschläge von Junior-Prof. Dr. Jan Winkelmann für Bachelor- und Master-Arbeiten im Fach Physik

(Stand: 7.Dezember 2020)

Ich betreue gerne Ihre Abschlussarbeit. Hier sind einige Ideen aufgelistet, die jedoch auch verändert werden können. Sie können mich gerne ansprechen und eigene Vorstellungen formulieren.

A) Arbeiten mit Bezug zu meiner aktuellen Forschung (eher für Masterarbeiten)

Feedback von Lehrkräften

  • Mitarbeit im vom BMBF geförderten Projekt „KoPhy“:
  • Kompetenzmessung und Kompetenzförderung in leistungsheterogenen Lerngruppen im experimentierbasierten Physikunterricht
  • Forschungsmethode der Arbeit: qualitative Inhaltsanalyse
  • Die zu analysierenden Rückmeldungen von 45 Gymnasiallehrkräften liegen bereits vor.

Wahrgenommene Schwierigkeiten (beim Modellieren) im Physikunterricht

  • empirische Erhebung an einer Schule
  • Vermutete schwierigkeitserzeugende Merkmale aus vorangegangener Arbeit ausschärfen
  • ggf. Vergleich zwischen Schulfächern (PU, Geschichte, Deutsch, ...)
  • Fokus auf Modellieren (Kategorien der Wissenschaftstheorie)

Idealisierungen im Physikunterricht

  • Beitrag zu einer Fortbildung (für Studenten, Lehrkräfte, LiV)
  • freie Auswahl physikalischer Inhalte, gerne Domänen übergreifend
  • Modellkonstruktionen nachvollziehen
  • Kategoriensystem zu Idealisierungen steht zur Verfügung

Modellkompetenz von Lehrkräften Befragung von Lehrkräften (oder Studierenden)

  • Welche Vorstellung haben Lehrkräfte (oder Studierende) zum Begriff der Idealisierung?
  • Anlehnung an Schülervorstellungs-Forschung

Epistemologische Überzeugungen zur Bedeutung von Idealisierungen im naturwissenschaftlichen Unterricht

  • Fallanalytische, qualitative Studie br> Welche Überzeugungen und Einstellungen haben Lehrkräfte zur Bedeutung von Idealisierungen in ihrem eigenen Unterricht?
  • Ziel: Überprüfung der Validität eines quantitativen Fragebogens

Analyse von kontextorientierten Aufgaben

  • Wie häufig ist „Modellieren“ in solchen Aufgaben explizit ein Lerngegenstand?
  • Wie werden Modelle in den Aufgaben verwendet / eingeführt?
  • Eine erste Orientierung bieten die Kontextaufgaben in der Zeitschrift „Praxis der Physik“.

Querschnitt zu Interesse an Physik

  • Replikationsstudie zu IPN-Interessenstudie
  • Digitale Erhebung
  • 2-3 Mittelstufen vollständig

Der unbeliebte Physikunterricht

  • Replikationsstudie zu Muckenfuß (2008)
  • damals im Realschulbereich
  • diesmal gerne auch im Gymnasialbereich

B) Weitere spannende Themen (für Bachelor- und Masterarbeiten)

Schülerassistenten im experimentellen Physikunterricht

  • Untersuchung der fachübergreifenden Methode „Schülerassistenz“: ein Schüler / eine Schülerin assistiert der Lehrkraft in der Vorbereitung und Durchführung von Experimenten
  • Fachliche Einsatzmöglichkeiten entwickeln und reflektieren
  • Erprobung einer konkreten Assistenz-Idee an einer Schule

Astrophysik in der Schule (vergeben)

  • Erprobung des Programms „Universe Sandbox“ im Physikunterricht
  • Entwicklung einer Unterrichtseinbindung
  • Kleine Evaluation (zum Programm „Universe Sandbox“/ zu Erfahrungen zu Astrophysik im PU /zum Interesse an Astrophysik)

Medizin und Physik

  • Unterrichtsentwicklung
  • Nystagmus und die Trägheit der Masse
  • Fächerübergreifend: Physik, Biologie, Medizin
  • Physik im Kontext

Messen im Physikunterricht

  • Unterrichtsentwicklung
  • Wärmelehre
  • motivierender Zugang über „Big Bang Theory“
  • Bewertungskompetenz der Schülerinnen und Schüler fördern

Ästhetische Physik

  • Physik entdecken im Alltag und in Bildern / Fotografien
  • Verknüpfung der Fächer Kunst und Psychologie mit der Physik
  • Nutzung für den Physikunterricht, z.B. als Einstieg in ein Thema
  • Ideen bei „die Welt physikalisch gesehen“ von Herrn Schlichting:
    https://hjschlichting.wordpress.com

Physik, Technik und Spiel

  • Schülerinnen und Schüler sollen (mechanische) Kettenreaktionen, sog. „Rube-Goldberg-Maschinen“, aufbauen.
  • Identifikation von Einbindungsmöglichkeiten in den Physikunterricht
  • Wie kann Physik in den jeweiligen Reaktionssituationen gelernt werden (ggf. empirisch)?

Schülervorstellungen zum Luftdruck

  • ein Beitrag zur Bewertung von Klimazusammenhängen
  • naturwissenschaftliche Grundbildung von Schülerinnen und Schülern
  • empirische Studie in der Sekundarstufe I zu Lernschwierigkeiten

Schülervorstellungen zur Lichtreflexion und Lichtbrechung

  • eine Arbeit im Gebiet der geometrischen Optik
  • es gibt Hinweise auf eine Vermischung der beiden Konzepte bei Schülerinnen und Schülern
  • empirische Studie in der Sekundarstufe I zu Lernschwierigkeiten

Schülervorstellungen zur Erdbeschleunigung

  • eine Arbeit im Bereich der Mechanik
  • Wird die Erde beschleunigt? Begriffsklarheit: Ortsfaktor, Erdbeschleunigung?
  • empirische Studie in der Sekundarstufe I (und oder II) zu Lernschwierigkeiten