NEUE WEGE IN DER PHYSIKVERMITTLUNG: PHYSICS MADE BY HOLLYWOOD - STEFAN SÜLLOW - IPKM ALEXANDER STRAHL - IFDN

Neue Wege in der
Physikvermittlung:
 Physics made by
    Hollywood

    Stefan Süllow – IPKM
  Alexander Strahl – IFdN
Christopher Mennerich – IPKM
     Rainer Müller – IFdN

                24.10.2006

              von: www.strahl.info
    (ebenfalls als Flash Präsentation online)

Last Man Standing

2

Übersicht

    Einführung: Physik und ihre Didaktik

    Physik im Film - Beispiele
      Wellen
      Klassische Mechanik im Cartoon
      Physik und Gesellschaft

3
      Die Physik der Zukunft (lt. Hollywood)

Tägliche Lehre ?!
    Tafel:            Auditorium

    Was kann man tun ?

4

Probleme
    Naturwissenschaftliche Lehre: Physik
    Studenten/Schülerurteil
    Fach Physik wird als
    • schwierig
    • trocken
    • langweilig
    • nutzlos
    empfunden

     Frage:  „Was kann man mit Physik
5             später schon machen?“
    Antwort: „Alles!“                              Quelle:
                                        Sasol-Studie 2005

Physikdidaktik
    Verbesserung der Physik-Lehre?
     durch Physikdidaktik

    Was ist Physik-Didaktik?
    • Lehren von Physik
    • Erforschung des Lernens von Physik
    • Ergründen der Probleme des Faches Physik
    • Verbesserung der Lehre der Physik
     im schulischen & universitären Bereich
6

Probleme
    Probleme im Fach Physik
     • Hohe Mathematisierung
     • Abstraktes Lernen
     • träges Wissen
     • Fähigkeiten werden nicht auf echte Probleme übertragen
     • synthetische Wirklichkeit
     • Erschaffung einer eigenen Realität,
       die nicht mit der Lebenswelt verknüpft zu sein scheint
     • Eigene Sprache und Wortbedeutung
     Empirischer Befund
     aus der Forschung über Schülervorstellungen:
     Schüler akzeptieren die Unterrichtsinhalte, aber glauben
     nicht an ihre Gültigkeit im „wirklichen Leben“.

          Ausweg: Authentische Kontexte
     Authentisch:
7
     Die behandelten Probleme …
     … sollen für die Lernenden bedeutungshaltig sein.
     … sollen mit Vorerfahrungen verknüpfbar sein.

Neue methodische Ansätze
    Physik …
         • … im Alltag/in der Technik
         • … und Philosophie/Geschichte
         • … in der Medizin
         • … in der Kunst
         • … in Computerspielen
         • … der Superhelden
         • … im Spielfilm
8
         •…

Spielfilme
    Warum Spielfilme?
         • Unterhaltung/Spektakel
         • nicht selbst machbare Erlebnisse
         • Humor
         • Formung unseres Weltbildes
         • Naturwissenschaft alternativer Welten
         • Medienkompetenz

9

Medienkompetenz
     Was ist Medienkompetenz?

       • Medienkritik    - analytisch
                         - reflektiv
                         - ethisch
                         - physikalisch
       • Medienkunde
       • Mediennutzung
       • Mediengestaltung

10                      => Teilnahme am Diskurs der
                        Informationsgesellschaft

Filme
     Didaktische Einsatzmöglichkeiten
     Entertainment
                        Werbung/Hype für Physik
         Pause
                       Mit Berührungsängsten umgehen

                            Näherungsmethode

     phänomenologische Beschreibung

         Motivation           Verknüpfung von Inhalten

11      Bewerten von gesehenem
         Punktsetzung (Kognitive Verankerung)     ...

Übergang

     Physik im Film - Beispiele
       Wellen
       Klassische Mechanik im Cartoon
       Physik und Gesellschaft
       Die Physik der Zukunft (lt. Hollywood)

12

Wellen
     • Was ist eine Welle?

     • Naiv:

     • Mathematisch (Schule):

                   y  A sin(t  kx)
               Wo ist der Zusammenhang?
               Wellendifferentialgleichung

             1  
               2         2
13
                 2 2             EEEEKS!
           x 2
                 v t

Wellen
                               1  
                             2        2
     • Das ist eine Welle?         2 2
                             x 2
                                   v t
      Physik für Maschinenbauer (1tes Semester)
     Wellengleichung+1tes Semester = schwierig

                Didaktische Aufgabe:
        Punktsetzung (Kognitive Verankerung)
14                 Homer Simpson

15
               Wellen

Die Simpsons

Wellen
                               1  
                             2        2
     • Das ist eine Welle?         2 2
                             x 2
                                   v t
      Physik für Maschinenbauer (1tes Semester)
     Wellengleichung+1tes Semester = schwierig

               Didaktische Aufgabe:
              Motivation/Realitätsbezug
16                     Tsunami

17
                                  Wellen

U Washington – Geophysics Dept.

Übergang

     Physik im Film - Beispiele
       Wellen
       Klassische Mechanik im Cartoon
       Physik und Gesellschaft
       Die Physik der Zukunft (lt. Hollywood)

18

Mechanik vs. Cartoon
     Energieerhaltungssatz: Elementare Physik
     In der Mechanik:

       Egesamt  EKin  EPot  const.
               1
       EKin    mv 2

               2
                                              m
       EPot , Höhe  m  g  h        g  9,81 2
                                              s

                   Newtonsche Axiome
19
     Eine Änderung der Bewegungsrichtung wird durch am Körper
     angreifende äußere Kräfte verursacht, nicht durch innere Kräfte.

Tom & Jerry Kräfte

20

Kräfte Tom & Jerry
            Lösung:            Siemens
                               Lufthaken
     Hier stimmt
     was nicht!!!

                                           Münchhausen
21

Tom & Jerry Energieerhaltung

22

Energieerhaltung Tom & Jerry
          Wieso können Tom & Jerry den
         Energieerhaltungssatz ignorieren?

                 Tom & Jerry Welt:
23
          keine instantane Umwandlung
          potentieller/kinetischer Energie

Roadrunner Energieerhaltung ?

24

Roadrunner Rettung?

                           X
                           Wind

25

Energieerhaltung Roadrunner
                    Unsere Welt                   Roadrunners Welt
              Egesamt  EKin  EPot  const.
     E [Nm]

                     EPot.
                     EKin.
                     Egesamt

                                                  Bewegungsenergie
      0
                                                   wird „verbraucht“
              0                           t [s]
                                                       Impetus

26                           Newtonsche Axiome
                        gelten             gelten nicht

Impetus
      Roadrunners Welt     Mittelalterliche Mechanik

      Bewegungsenergie
       wird „verbraucht“
           Impetus

     Newtonsche Axiome      Impetus der Kanonenkugel
27
                             „verbrauchter“ Impetus 
        gelten nicht         „natürliche Fallbewegung“

Übergang

     Physik im Film - Beispiele
       Wellen
       Klassische Mechanik im Cartoon
       Physik und Gesellschaft
       Die Physik der Zukunft (lt. Hollywood)

28

Physik und Gesellschaft
                      spätestens seit
                   Hiroshima/Nagasaki:
                     gesellschaftliche
                    Verantwortung der
                      Wissenschaft

                   Didaktische Aufgabe:
                      Sachaufklärung

29                       „Problem“
                   moralische Werturteile

Physik und Gesellschaft
       Sachaufklärung: Bsp. Kernenergie

                  Folgenabschätzung?
30
              Phänomenologische Näherung
                        Loriot

31
                      Physik und Gesellschaft

Loriot: Weihnachten
bei Hoppenstedts

Physik und Gesellschaft
       Sachaufklärung: Bsp. Kernenergie

                  Folgenabschätzung?
32
                     Realitätsbezug
                      Tschernobyl

Physik und Gesellschaft

                                  Tschernobyl
                               Dokumentation:
33

Übergang

     Physik im Film - Beispiele
       Wellen
       Klassische Mechanik im Cartoon
       Physik und Gesellschaft
       Die Physik der Zukunft (lt. Hollywood)

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Physik in der Zukunft

     Was ist in der Zukunft möglich? (was nicht?)

     Didaktische Ziele:
     - Hype / Fokus auf die Physik
     - Unkonventionelle Werbung
     - Motivation
     - (Entertainment)
     - Vergleich Mögliches und Unmögliches
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Physik in der Zukunft

                             Event Horizon
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Moderne Physik
     Möglichkeit sich mit Physik zu
     beschäftigen, die nicht schon 150
     Jahre alt ist.

     Motivation für die Beschäftigung mit:
     - dem Universum
     - der Relativitätstheorie
     - Schwarzen Löchern
     - Gravitonen – Gravitationswellen
     - der Raumkrümmung
     - Raumfahrzeugen
37   - dem Zeitproblem

Physik in der Zukunft

                             Star Wars
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Star Wars Fehler
          Gravitation im Weltraum

                                    2001
          Akustik im Weltraum

          Dopplereffekt

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Zusammenfassung
              Physik im Film
      Motivation
      Illustration
      Überwindung von Vorbehalten
      Wissenschaft aus neuer Perspektive
      Medienkompetenz

40        Baustein moderner
      naturwissenschaftlicher Lehre

Ende

     Neue Wege in der Physikvermittlung:

         Physics made by Hollywood

             Stefan Süllow – IPKM
           Alexander Strahl – IFdN
         Christopher Mennerich – IPKM
              Rainer Müller – IFdN

                                           Spaceballs
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