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Archiv für die Kategorie „Lehrbuch der Zukunft“

Aktive Portfolioarbeit mit dem Technology Enhanced Textbook

Mittwoch, 27. November 2013

Auf dem BONSAI-Treffen der deutschen Landesmedienserver habe ich die Ergebnisse des TET-Projektes vorgestellt und mögliche Formen der Kooperation ausgelotet. Dabei wurde ein großes Interesse an unserer Lösung deutlich. Hier der Foliensatz, der nochmal ein anschauliches Schlaglicht auf die Portfolioarbeit setzt.

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Vortrag auf dem BONSAI-Treffen der deutschen Landesbildungsserver am 27.11.2013

Da wir mit einem Antrag für ein anvisiertes Drittmittelprojekt nicht erfolgreich waren sind wir derzeit auf der Suche nach neuen Finanzierungsmöglichkeiten unserer Arbeit. Sachdienliche Hinweise bitte umgehend an
wolfgang.neuhaus@fu-berlin.de .

  • Homepage des Technology Enhanced Textbook
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  • BONSAI-Gruppe der deutschen Landesbildungsserver
  • Elixier-Projekt der Landesbildungsserver
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    Einsatz von mobilen Endgeräten in der Schule

    Mittwoch, 27. November 2013

    Auf der Fachtagung für Thüringer Lehrerinnen und Lehrer mit dem Titel “Software und Onlinemedien im Bildungskontext” habe ich einen Einführungsvortrag gehalten, mit dem ich hervorgehoben habe, das die Ergebnisse zahlreicher Vergleichsstudien und Metastudien von Kerres bis Hattie zeigen, dass der Einsatz digitaler Medien in Lernkontexten keinen signifikanten Einfluss auf den Lernerfolg hat (Zitate und Quellen siehe: Foliensatz). Deshalb ist es aus meiner Sicht von großer Bedeutung deutlich zu machen, aus welchem Grund wir digitale Systeme zum Lernen einsetzen. Im Vortrag habe ich zwei zentrale Gründe angeführt: 1. Der hohe Verbreitungsgrad der digitalen Medien auch unter Jugendlichen (JIM-Studie 2012 und 2013, Allensbach-Studie 2013) macht es erforderlich, einen fairen und konstruktiven Umgang mit diesen Medien einzuüben. 2. Effektstarke Lernaktivitäten (Hattie) wie z.B. Problemlösen, Vokabel-Training, Metakognitive Strategien anwenden, kooperativ lernen und reziprokes Lernen (Lernen durch Lehren) können durch mobile Anwendungen – wenn sie in ein kluges didaktisches Design eingebettet sind – gut unterstützt werden.


    Vortrag am 26.11.2013 auf der Tagung “Software und Online-Medien im Bildungskontext” des Thüringer Instituts für Lehrerfortbildung, Lerhrplanentwicklung und Medien

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  • Hintergrundmaterial: Smartphones im Unterricht
  • Flyer: Software und Onlinemedien im Bildungskontext
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    Provoking active ways of learning

    Donnerstag, 11. Juli 2013

    At the Personal Learning Environment conference PLE 2013 in Berlin we presented first results of the validation process around the development of the Technology Enhanced Textbook. For those who couldn´t visit the conference: here you find the article and the slides of our presentation. More information about the project find at www.tetfolio.de and on the english pages of our homepage

     

    The article

    Technology Enhanced Textbook – Provoking active ways of learning

     

    The slides

    Technology Enhanced Textbook – Provoking active ways of learning

     

    Video: Building a glass organ

     

    Gruppe-Glas-Orgel-DSC06352

    Lernen mit Smartphone und Tablet:
    Akustische Schwebung

    Samstag, 16. Februar 2013

    Ein drittes Szenario, welches Lehrerinnen und Lehrer der Eckener Schule am Schulentwicklungstag erprobten, betrifft das Phänomen der akustischen Schwebung. Durch das geringfügige Verstimmen eines Tones gegenüber eines Tons mit fast identischer Frequenz entsteht eine Schwebungsfrequenz, wie man sie z.B. vom Stimmen einer Gitarre her kennt. In diesem Szenario wird die Schwebungsfrequenz durch zwei Signalgeneratoren am iPad hörbar gemacht und quantitativ ausgewertet.

        

    Signalgenerator
    Zunächst wird auf dem Tablet oder Smartphone mit Hilfe eines Signalgenerators ein Sinuston erzeugt. Hier wurde auf einem iPad die die iPhone-App “Audio Kit” verwendet. Für Android-Geräte bietet sich die App “Signal Generator” an.

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    Zweites Signal leicht versetzt
    Ein zweites Mobilgerät erzeugt nun mit dem Signalgenerator einen identischen Sinuston allerdings in der Tonhöhe um einige wenige Hertz versetzt. Die Schwebungsfrequenz wird durch ein Pulsieren des Tons hörbar.
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    Tablet als Oszilloskop
    Mit oScope Lite wird die resultierende Schwebungsfrequenz live in einem Verlaufsgraphen dargestellt. Auf der horizontalen Achse wird die Zeit dargestellt, auf der vertikalen Achse die durch das Mikrofon erzeugte Spannung.
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    Die Schwebungsfrequenz
    Um die Schwebungsfrequenz quantitativ auszuwerten, ist es hilfreich das resultierende Signal aufzuzeichnen. Dazu ist die App Pocket WavePad HD gut geeignet. Durch hineinzoomen in die Zeitachse des Samples können Daten millisekundengenau abgelesen werden.
      Foto

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    Kraft und Beschleunigung: Messen mit dem TET-Internet-Messinterface “Tessy”

    Mittwoch, 13. Februar 2013

    Das erste Unterrichtsszenario, das Lehrerinnen und Lehrer der Eckener Schule am Schulentwicklungstag erprobt haben, dreht sich um ein Experiment zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Kraft (F) und Beschleunigung (a). Dabei kam zum ersten mal ein TET-Tool aus dem Pool der Demonstratoren des “Technology Enhanced Textbook” zum Einsatz. Mit dem Internet-Mess-Interface “Tessy” lassen sich Messdaten externer Sensoren über das TET an die Smartphones oder Tablets der Schülerinnen und Schüler übertragen, die dann an ihren jeweiligen Mobilgeräten die Daten graphisch analysieren und auswerten können.

        

    Luftkissenbahn
    Mit Hilfe einer Luftkissenbahn, die für eine weitgehend reibungsfreie Bewegung sorgt, soll die Beschleunigung von vier verschiedenen Massestücken (m1) ermittelt werden. Ein fallendes Massestück (m2), an einen Faden geknüpft, beschleunigt das mit dem Faden verbundene Massestück m1.

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    Wiegen der Massen
    Die Gesamtmasse wird für jede der vier Messungen konstant gehalten, die Beschleunigung durch Veränderung der fallenden Masse variiert. Dazu müssen vor jedem Durchlauf des Experiments alle Massestücke gewogen werden.

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    Ermitteln der Beschleunigung
    Die Messdaten werden vom Tessy-Interface ausgelesen und per WLAN an die Tablets der Schülerinnen und Schüler übertragen. Je eine Gruppe kümmert sich um eine Messreihe und bestimmt die Beschleunigung aus dem Steigungsdreieck der abgeleiteten Kennlinie am Tablet.
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    Kraft durch Beschleunigung
    Die Gewichtskraft der Masse m2 wird mit Hilfe eines Federkraftmessers ermittelt und dann durch die ermittelte Beschleunigung geteilt. Die Ergebnisse der einzelnen Gruppen werden an der Tafel gesammelt: Egal wie stark die Gewichtskraft ist: der Quotient aus Kraft und Beschleunigung bleibt immer konstant. F/a = m . Hier einige Resultate aus dem Workshop.
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    Foto

    Lehrszenario mit mobilen Apps: Federkonstante mittels akustischer Signale ermitteln

    Sonntag, 3. Februar 2013

    Ein drittes, sehr kreatives, Lehrszenario zur Nutzung von Smartphones und Tablets im Unterricht, haben sich weitere Studierende der Lehrveranstaltung »Multimediale Lernumgebungen« ausgedacht. Den klassischen Versuch, die Federkonstante zu bestimmen haben sie so abgewandelt, dass ein an der Feder auf und ab schwingendes Mikrofon die Signale eines darunter liegenden Sinuston-Generators aufnimmt. Zur Analyse der Periodendauer einer Schwingung wird die durch die Schwingung verursachte Veränderung der Lautstärke des Signals nutzbar gemacht. Zum Einsatz kommen hier die Apps Signalscope als Tongenerator und die App iAnalyzer zur Auswertung der akustischen Daten. Alle verwendeten Apps wurden auf der Learners´ Garden Plattform beschrieben und verlinkt. Dieses Szenario ist Teil einer Reihe von Lehrszenarien zu denen auch die Szenarien zur Fallbeschleunigung gehören: “Atwood´sche Fallmaschine” , “Der schiefe Wurf”.

        

    Schwingende Feder
    Die Untersuchung der Eigenschaften einer schwingenden Feder hat viele Aspekte. Hier geht es darum festzustellen, welcher Zusammenhang besteht, zwischen der Periodendauer, mit der die Feder schwingt und der Masse, die an ihr hängt. Zur Messung der Periodendauer soll ein mitschwingendes Mikrofon einen konstanten Sinuston aufzeichnen.

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    Sinuston generieren
    Dazu wird an der Feder, neben der Masse, das Mikrofon befestigt. Hier: das im Kabel des Kopfhörers integrierte Mikrofon eines iPhones. Unter der schwingenden Masse wird ein Aktivlautsprecher positioniert, der einen Sinuston ausstrahlt. Der Sinuston wird durch die App Signalscope an einem iPad erzeugt, das mit dem Aktivlautsprecher verbunden ist.

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    Signal aufzeichnen
    Das Mikrofon ist an ein weiteres iPad angeschlossen, auf dem die App iAnalyzer aktiv ist. Die Feder wird in Schwingung versetzt, das Mikrofon eingeschaltet und das Signal wird einige Sekunden lang aufgezeichnet. Durch scrollen durch den aufgezeichneten Sample per touch, lassen sich millisekundengenau die Peaks des Samples ermitteln und damit die Periodendauer der Schwingung.

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    Verschiedene Massen
    Die Ermittlung der Periodendauer auf diese Art wird für unterschiedliche Massen durchgeführt. Nach auswechseln der anhängenden Masse und Protokollierung der gemessenen Daten wird die nächste Messung mit der jeweils nächsten Masse durchgeführt.
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    Mögliche Zusammenhänge
    Bei Vorliegen aller Daten werden verschiedene mögliche Zusammenhänge zwischen Periodendauer und Masse aus den gemessenen Daten errechnet, z.B:
              formeln

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    Proportionaler Zusammenhang
    Beim Durchrechnen wird irgendwann auffallen, dass der Wert

                tvm
    unabhängig vom Gewicht der Masse, konstant bleibt. Dadurch wird ersichtlich, dass bei der Federschwingung das Quadrat der Periodendauer proportional ist zur Masse.

      06-DSC05319comp

    Graph
    Diesen Zusammenhang stellen die Schüler anschließend graphisch dar, indem sie das Quadrat der Periodendauer über der Masse in einem Koordinatensystem abtragen und dort die abgeleiteten Werte eintragen. Es ergibt sich eine Gerade, die den proportionalen Zusammenhang auch graphisch anschaulich macht.

     

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    Lehrszenario: Videoanalyse Fallbeschleunigung an der Atwood´schen Fallmaschine

    Samstag, 2. Februar 2013

    Das zweite Lehrszenario, das Lehramtsstudierende im Rahmen unserer Lehrveranstaltung “Multimediale Lernumgebungen” entwickelt haben, zeigt einen weiteren Weg, die Fallbeschleunigung zu bestimmen. Auch hier kommt die Videoanalyse-App “Vernier Video Physics” zum Einsatz. Der freie Fall wird an der Atwood´schen Fallmaschine abgebremst und dadurch für die Videoanalyse leichter analysierbar. Das Szenario, in dem die Fallbeschleunigung beim schiefen Wurf ermittelt wurde, wird im ersten Blogbeitrag dieser Serie beschrieben. Alle untersuchten Apps finden sich auf der Learners´Garden Plattform .

        

    Bestimmung der Fallbeschleunigung
    Mit der Atwood´schen Fallmaschine lassen sich die Gesetze der gleich – mäßig beschleunigten Bewegung nachweisen. In diesem Experiment geht es um die Bestimmung der Fallbeschleunigung g. Die schwere Masse m sorgt für die Beschleunigung während die Gesamtmasse 2 x M + m beschleunigt wird.

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    Kalibrieren und filmen
    Um möglichst genaue Messdaten zu erhalten, wird parallel zur Kameraebene des iPads ein Meterstab ins Bild gesetzt, der Koordinatenursprung in der App festgelegt und die App bezogen auf den abgebildeten Meterstab kalibriert.

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    Schrittweise markieren
    Nach der Aufnahme kann der Fall der Masse am iPad Bild für Bild zeitsynchron dargestellt werden. Mit dem Finger markieren die Schüler in jedem Einzelbild der Sequenz die genaue Position der fallenden Masse. Die App generiert aus diesen Informationen einen Graphen, der die Grundlage bildet für die weiteren Berechnungen.

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    Ableiten und berechnen
    Aus dem Weg-Zeit-Diagramm wird mit der App das Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm abgeleitet. Aus der Steigung der darin sichtbaren Geraden und der folgenden Formel lässt sich schließlich die Fallbeschleunigung g berechnen.
    Newtonsches Gesetz: F = m x a

    (2 x M + m) x a = m x g

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    Diskutieren und auswerten
    Die Graphen der Messungen der Schülerinnen und Schüler werden an das Smartboard übertragen und dort gemeinsam ausgewertet.

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    Jetzt als Open Access Artikel: Didaktische Funktionen des Lehrbuchs der Zukunft

    Samstag, 19. Januar 2013

    Der Artikel zum bereits im März 2012 gehaltenen Vortrag: “Didaktische Funktionen des Lehrbuchs der Zukunft” ist jetzt online und über das Open Access Journal Phydid B verfügbar. Hintergrundinformationen zum Kontext und den Foliensatz habe ich im Blog Artikel zu diesem Thema bereits publiziert.

    Der Artikel auf Crocodoc:

    Zitationsweise:
    Neuhaus, W., Kirstein, J., & Nordmeier, V. (2012). Didaktische Funktionen des Lehrbuchs der Zukunft. In Phydid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, 2012. Berlin: Freie Universität Berlin – AG Nordmeier.

  • Download des Artikels über das Open Access Journal Phydid B
  • Didaktische Funktionen des Lehrbuchs der Zukunft

    Samstag, 17. März 2012

    Mein Vortrag auf der Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft widmet sich dieses Jahr den didaktischen Funktionen des Lehrbuchs der Zukunft. Anhand von konkreten Beispielen versuche ich hier einen Überblick zu geben über die ersten Ergebnisse unserer Fokusgruppengespräche im Rahmen des TET-Projekts.

    Foto: Bestimmung der Schallgeschwindigkeit mit zwei iPads

    In unseren Gesprächen und Untersuchungen haben sich bisher drei Grundfunktionen des Lehrbuchs der Zukunft herauskristallisiert:

  • Experimentierkasten, um Phänomene in der Umwelt, sowie von theoretisch beschriebenen Wissenselementen erfahrbar zu machen
  • Schnittstelle für Kommunikation und Austausch
  • Sammlungsort für die persönliche Externalisierung von Wissen (Portfoliofunktion für Schüler und Lehrer)
  • Besonders spannend für den Unterricht in naturwissenschaftlichen Fächern ist die Möglichkeit, mit dem Lehrbuch der Zukunft direkt Messungen, Untersuchungen und Auswertungen durchzuführen. Lehramtstudierende unserer Universität haben diese Möglichkeiten mit Hilfe von Apps aktueller mobiler Endgeräte (Galaxy-Tab, Ipad, Iphone) untersucht.

    So wurde z.B. auf den Fluren unserer Uni die Geschwindigkeit des Schalls ermittelt, indem die Mikrofone von zwei iPads in exakt 10 Meter Entfernung auf den Boden gelegt wurden. Mit einem Klangholz wurde genau in der Mitte auf der 5-Meter-Marke ein Synchronisierungs-Klick erzeugt und dann hinter den iPads ein weiterer Klick. Diese Klicks wurden von beiden iPads aufgezeichnet.

    Foto: Auswertung der Messungen zur Schallgeschwindigkeit

    Die hohe Auflösung des eingesetzten Sound-Editors (WavePad) ermöglichte es, den zeitlichen Abstand der beiden Klicks exakt darzustellen. Aus der zeitlichen Differenz zwischen den Messungen der beiden iPads können die Lernenden dann die Geschwindigkeit des Schalls (Geschwindigkeit = Weg/Zeit) relativ genau ermitteln. Dieses Experiment lässt sich genauso auch mit Smartphones auf Basis von Android oder IOS-Systemen durchführen.

    Interessant ist hier z.B. auch das Projekt zur Ermittlung der Federkonstante: Ein Galaxy-Tab mit laufender App, die die Daten des eingebauten Bewegungssensors ausliest, wurde an die Feder gehängt und in vertikale Schwingung versetzt.

    Foto: Experiment mit dem Galaxy-Tab zur Ermittlung der Federkonstanten

    Die ermittelten Daten wurden anschließend an eine Excel-Tabelle übergeben. Sie konnten dann von den Studierenden grafisch veranschaulicht und ausgewertet werden. Aus den Abständen der jeweiligen Peaks der so entstandenen Sinus-Kurve lässt sich der Mittelwert ermitteln und daraus relativ exakt die Federkonstante berechnen.

    Auch die Portfoliofunktion und die Kommunikationsfunktionen werden in diesem Vortrag beleuchtet. Hier der komplette Foliensatz:

    Über weitere Anregungen und Ideen von Euch zu diesem Thema würde ich mich freuen.

  • Download des Artikels über das Open Journal System von Phydid
  • Demonstrator: Werkzeugset für ein Schulbuch der Zukunft

    Samstag, 10. März 2012

    Interaktives Werkzeugset für die Schule from Tobias Precht on Vimeo.

    Eine Bachelor-Arbeit von Tobias Precht und Jonas Kimmelmann an der Hochschule für Gestaltung Schwäbisch Gmünd.

  • Homepage Tobias Precht
  • Homepage Jonas Kimmelmann

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