Mediendidaktik   home

Artikel-Schlagworte: „Smartphone“

Lernen mit Smartphone und Tablet:
Interferenz

Samstag, 16. Februar 2013

Ein weiteres Lehrszenario zur Nutzung von Smartphones und Tablets im Unterricht, das Lehramtsstudierende im Rahmen unserer Lehrveranstaltung “Multimediale Lernumgebungen” entwickelt haben, zeigt einen schönen Einstieg in das Thema “Interferenz”. Einige der hier aufgeführten Apps werden auch auf der Learners´Garden Plattform vorgestellt .

Sinuston
Zunächst wird ein Sinuston gut hörbar in eine Richtung des Raums ausgestrahlt. Die Frequenz des Tons wird mit Hilfe einer Signalgenerator-App am Smartphone oder Tablet eingestellt und an die hier abgebildete Aktivbox übertragen. Benutzte App: Audio Kit (iPhone/iPad) oder Signal Generator (Android).

Foto
Hören und Messen im Raum
Die Schüler durchschreiten den Raum mit einem Tablet und hören und messen dabei an welchen Stellen der Ton lauter oder leiser wahrzunehmen ist. Die App iAnalyzer zeichnet dabei die gemessenen Daten auf und macht sie für die weitere Analyse verfügbar.

Foto
 
Auswertung
Bezogen auf das am Boden markierte Raster identifizieren die Schülerinnen und Schüler laute und leise Stellen im Raum und stellen fest, dass der zunächst leiser werdende Ton am Ende des Raums wieder lauter wird. Hypothese: Reflektionen des Tons sorgen durch Wellenüberlagerungen für örtliche Lautsstärkeschwankungen. Was in den folgen Unterrichtsstunden zu beweisen und untersuchen wäre.
Foto

Foto

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.

  Foto

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.
  Foto

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.
  Foto

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

DSC05439

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.

  Foto

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.

  Foto

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.
  Foto

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.
  Foto

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.

  01-DSC05242comp

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.

  02-DSC05258comp

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.

  04-DSC05275comp

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.
  03-DSC05267comp

Mögliche Zusammenhänge
Bei Vorliegen aller Daten werden verschiedene mögliche Zusammenhänge zwischen Periodendauer und Masse aus den gemessenen Daten errechnet, z.B:
          formeln

  05-DSC05291comp

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.

 

07-DSC05317comp

DSC05244comp

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.

  01-DSC05200comp

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.

  02-DSC05210comp

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.

  03-DSC05173comp

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

  04-DSC05183comp

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

  05-DSC05229comp

DSC05206comp

Lehrszenario: Videoanalyse mit dem iPad
Der schiefe Wurf

Samstag, 2. Februar 2013

In unserer aktuellen Lehrveranstaltung “Multimediale Lernumgebungen” für Lehramtsstudierende mit dem Wahlfach Physik haben wir – wie schon in den vorangehenden Semestern – Lernumgebungen gestaltet und untersucht bei denen Smartphones oder Tablets zum Einsatz kommen. Insbesondere wurden Apps untersucht und bewertet, die in diesem Kontext nützlich sein könnten.
Die Liste der bisher untersuchten Apps findet sich auf der Learners´ Garden-Plattform. Zum Abschluss des Semesters präsentierten die Studierenden wirklich spannende Unterrichtsszenarien, die ich hier in Kurzform dokumentieren will. Zunächst werden zwei Szenarien vorgestellt, in denen das Verfahren der Videoanalyse genutzt wird, um physikalische Zusammenhänge zu erkennen. Bei der physikalischen Videoanalyse geht es um die Bewegung von Objekten und die physikalische Beschreibung und Auswertung dieser Bewegung. Hier untersuchten die Studierenden die Fallbeschleunigung beim schiefen Wurf und nutzten für die Videoanalyse die iPad-App “Vernier Video Physics” .

    

Der schiefe Wurf
Es geht darum, einen Ball zu werfen, dabei seine Bewegungskoordinaten zeitbezogen aufzuzeichnen und dann aus der Auswertung der Daten die Fallbeschleunigung des Balls zu ermitteln.

  01-DSC05221comp

Die App “Vernier Video Physics” nutzt die interne Kamera des iPads. Dadurch sind die Schüler örtlich unabhängig und können entsprechende Messungen auch außerhalb des Klassenraums durchführen. Hier z.B. im Flur unserer Universität.

  02-DSC05177comp

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.

  03-DSC05166comp

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

  04-DSC05180comp

Auswerten
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 a berechnen.
formel

  05-DSC05194comp

DSC05205comp

Smartphones im Unterricht

Montag, 9. April 2012

“Mit 96 Prozent besitzen so gut wie alle Jugendlichen ein eigenes Handy. Bereits bei den jüngsten Befragten kann man von einer Vollversorgung mit Mobilfunkgeräten ausgehen. Ein Teil dieser Geräte sind sogenannte Smartphones, wie das iPhone oder Samsung Galaxy, die sich zunehmend unter Jugendlichen etablieren: Jeder Vierte kann ein solches Handy mit erweiterten Funktionen und Internetzugang sein Eigen nennen. Gegenüber der JIM-Studie 2010 hat der Besitz um 11 Prozentpunkte zugenommen. Unter den volljährigen Jugendlichen nutzt bereits jeder Dritte ein Smartphone” (Ebert et al. 2011, S. 57) so einige der Ergebnisse der JIM-Studie aus dem Jahr 2011. Es wäre aus meiner Sicht verantwortungslos, wenn Schule nicht auf diese Situation reagieren würde. Die didaktischen Potenziale, die diese Medien bieten, sollten genutzt werden. Für das Agieren in unserer Gesellschaft und bei der Ausgestaltung unserer Zukunft spielen mobile Medien eine zunehmend wichtige Rolle. So sollte Schule aus meiner Sicht, die Rolle übernehmen, mit den Schülern einen fairen und gemeinschaftlichen Umgang mit diesen Medien einzuüben, auch um solchen Phänomenen wie Cybermobbing oder sonstigem missbräuchlichen Verhalten in Online-Communities vorzubeugen. Handy´s aus der Schule zu verbannen, würde negative Entwicklungen vermutlich eher verstärken.

Die Walther-Rathenau-Schule in Berlin hat sich dazu entschlossen, diese hier nur kurz angerissene Diskussion mit Schülern, Eltern und Lehrern zu führen, um Formen zu finden, wie Smartphones in den Unterricht integriert werden können. Zur Vorbereitung dieser Diskussion sind hier einige Materialien zusammengestellt, die dabei helfen können, konstruktive Lösungen für die Zukunft zu entwickeln. Zum einen handelt es sich um frei verfügbare Ressourcen (downloadbare PDF´s), die exemplarisch zeigen und diskutieren wie Unterricht mit Smartphones gestaltet werden kann, welche Sicherheitsrisiken bestehen und wie damit umgegangen werden kann. Im zweiten Abschnitt sind aktuelle wissenschaftliche Studien verlinkt, die unterschiedliche Aspekte der Mediennutzung beleuchten und schließlich finden sich am Ende des Beitrags weiterführende Links zu Projekten und Institutionen, die sich professionell mit all diesen Fragen befassen. Hier im ersten Abschnitt dieses Beitrags also zunächst Materialien für Lehrer und Schüler zur Planung und Durchführung von Unterrichtsvorhaben unter Nutzung von Smartphones:

Download: Freie E-Books (PDF) zum Thema

Klicksafe.de: Unterrichtsmaterialien -
Nicht ohne mein Handy (Landeszentrale
für Medien und Kommunikation Rheinland-Pfalz)
Klicksafe.de: Lehrerhandbuch (Landeszentrale für Medien und Kommunikation Rheinland-Pfalz)

Das Handy als Unterrichswerkzeug – Fächerübergreifende Materialien für alle Klassenstufen (medien+bildung.com – Lernwerkstatt Rheinland-Pfalz)

Mobiles Lernen – Handy und Smartphones im Unterricht (Informationsbroschüre für Lehrer, Schweizer Medieninstitut für Bildung und Kultur)

Handy im Schulfeld (Informationsbroschüre für Lehrer, Pädagogische Hochschule Zürich)

Unterrichtsmaterialien: Das Handy in der Schule – Mit Chancen und Risiken kompetent umgehen (Österreichisches Institut für angewandte Telekommunikation)

Der Blick auf wissenschaftliche Studien in diesem Kontext sollte sich nicht auf die Nutzung und Verbreitung von Smartphones beschränken, da diese neuen Geräte auf vielfache Weise mit Internet-Anwendungen, Sozialen Netzwerken und den vielschichtigen Lebenszusammenhängen von Jugendlichen und ihren Familien verbunden sind. Deshalb ist die Auswahl der hier verlinkten Studien etwas weiter gefasst:

Download: Empirische Studien (PDF) zum Thema

Evaluation des iPhone-Projektes an der Primarschule Goldau – Einsatz persönlicher Smartphones – Evaluation der Elternerwartungen und -befürchtungen (Universität St. Gallen, 2009 )

Smartphones im Klassenzimmer – Ergebnisse einer explorativen Einzelfallstudie in der Projektschule Goldau (Medienimpulse – Uni Wien, 2010)
 

Mobile Internetnutzung – Entwicklungsschub für die digitale Gesellschaft? (Initiative D21, 2012)

Milieu-Studie zu Vertrauen und Sicherheit im Internet (DIVSI, 2012)
 

Familie, Interaktion & Medien – FIM-Studie 2011 (Landesanstalt für Kommunikation Baden Württemberg, 2012)

DAK-Studie zum Medienkonsum von Schülerinnen und Schülern (DAK, 2012)
 

Schule 2.0 – Eine repräsentative Untersuchung zum Einsatz elektronischer Medien an Schulen aus Lehrersicht (BITKOM, 2011)
 

JIM-Studie 2011 – Jugend, Information (Multi-) Media – Basisuntersuchung zum Medienumgang 12- bis 19-jähriger (Landesanstalt für Kommunikation Baden Württemberg, 2011)

Exemplarische Unterrichtsszenarien

  • Interferenz – Lernen mit Smartphone und Tablet
  • Akustische Schwebung – Lernen mit Smartphone und Tablet
  • Zentripetalkraft – Lernen mit Smartphone und Tablet
  • Kraft und Beschleunigung – Lernen mit Smartphone und Tablet
  • Videoanalyse mit dem iPad im Physikunterricht: Der schiefe Wurf
  • Videoanalyse mit dem iPad im Physikunterricht: Die Atwood´sche Fallmaschine
  • Akustische Messungen mit dem iPad: Die Fedekonstante
  • Eigenen Unterricht gestalten: Projektmethode 2.0
  • Abschließend nun weiterführende Links zu Einrichtungen und Projekten, die sich professionell mit dem Einsatz mobiler Medien in der Schule befassen. Diese Sammlung soll ständig ergänzt werden. Für Ergänzungsvorschläge bin ich wie immer dankbar:

    Weiterführende Links

    Schulentwicklungstag Eckener Schule
    Smartphones und Tablets im Unterricht

    Unterrichtsmaterialien
    Internet, Handy & Co (Niedersächsische Landesmedienanstalt)

    medienundbildung.com
    Entwicklung zukunftsweisender medienpädagogischer Modelle mit Transferwirkung (Landesmedienanstalt in Rheinland-Pfalz)

    Ideen für den Unterricht
    Thema: Handy (Landesmedienzentrum Baden-Württemberg)

    klicksafe.de
    Sensibilisierungskampagne zur Förderung der Medienkompetenz im Umgang mit dem Internet und neuen Medien im Auftrag der Europäischen Kommission

    handysektor.de
    Sicherheit in mobilen Netzen – ein werbefreies Angebot für Jugendliche

    educa.ch
    Schweizer Medieninstitut für Bildung und Kultur

    medienbildung.ch
    Medienkompetenz im Lehrberuf, Pädagogische Hochschule Zürich

    handywissen.at
    Die österreichweite Initiative Handywissen.at gibt Eltern, Lehrenden, Kindern und Jugendlichen Infos und Tipps und hilft ihnen, das Handy sicher und verantwortungsvoll zu nutzen.

    Medienpädagogik Praxis Blog
    Materialien, Methoden, Projektbeispiele, Tipps, Tricks und aktuelle Informationen für die medienpädagogische Praxis in Jugendarbeit und Schule

    Mobiles Lernen an der Kaiserin Augusta Oberschule Köln
    Das iPad im Unterricht

    Projektschule Goldau
    Das iPhone-Projekt

    Schulen, die iPads einsetzen
    Zusammenstellung von Prof. Frank Thissen, Hochschule der Medien Stuttgart

    Tablets im Unterricht – Einsatz am Gymnasium
    Kerstin Mayrberger, Luise Ludwig

    Bring Your Own Device (BYOD)
    Modell-Projekt zwischen zwei deutschen und zwei niederländischen Schulen

    Facebook-Gruppe: BYOD
    Erfahrungsaustausch mit Bring Your Own Device-Ansätzen in der Schule (Facebook-Registrierung erforderlich)

    Facebook-Freundschaften zwischen Schülern und Lehrern
    Frl. Rot, bloggende Lehrerin

    mediendidaktik.org: Aktueller Foliensatz zum Thema, November 2013
    Einsatz von mobilen Endgeräten in der Schule

    Quellenangaben

    • Ebert, L., Feierabend, S., Karg, U., & Rathgeb, T. (2011). JIM 2011 – Jugend, Information, (Multi-) Media – Basisstudie zum Medienumgang 12- bis 19-Jähriger in Deutschland. Stuttgart: Medienpädagogischer Forschungsverbund Südwest.

     

    Foliensatz:

    Foliensatz des Vortrags in der Rathenau-Schule

    Smartphone statt Lehrbuch

    Sonntag, 13. März 2011

    Weiterführende Infos:

  • Zum Video bei Arte
  • Homepage der Projektschule Goldau
  • Evaluationsbericht zu Erwartungen und Befürchtungen der Eltern

  •