Themenvorschläge für Bachelor- und Masterarbeiten

Motivationsbild
Foto: Patrick Enkrott

Bachelorthemen

Entwicklung und Evaluation von Smartphone-Experimenten im Bereich Thermodynamik in extremen Druck- und Temperaturbereichen

"Baustellen-Smartphones" zeichnen sich durch eine extreme Funktionalität in punkto Sturz- und Stoßsicherheit, Wasserdichtigkeit und den Einsatz in einem Temperaturbereich zwischen -25°C und +55°C aus. Smartphone-Experimente für "normale" Smartphones gibt es bereits in einem breiten Spektrum. Im Rahmen dieser Arbeit sollen jedoch die oben genannten Eigenschaften für die Entwicklung neuer Experimente in extremeren Temperatur- und Druckbereichen, z.B. auch unter Wasser (Schwimmbad) genutzt werden.
Die entwickelten Experimente sollen mithilfe von Schüler*innen und/oder Studierenden getestet werden. Dabei soll als wissenschaftliche Fragestellung untersucht werden, inwiefern sich der Einsatz von Smartphones in "Extremsituationen" auf die aktuelle Motivation der Schüler*innen auswirkt.

Entwicklung und Evaluation einer Unterrichtseinheit zum Druck in Flüssigkeiten mithilfe von Bluetooth-Sensoren

Das Thema "Druck" ist für Schülerinnen und Schüler aufgrund der vielfältigen Präkonzepte aus dem Alltagsbezug ein schwieriges Gebiet. In der fachdidaktischen Forschung wurde für das Thema "Druck in Flüssigkeiten und Gasen" daher auf Grundlage der Aufbaustrategie zu Schülervorstellungen von R. Wodzinski eine Unterrichtseinheit entwickelt. Hier stehen kleine qualitative Experimente im Vordergrund, die den Begriff Druck als ein Maß für das "Gepreßtsein" einer Flüssigkeit oder eines Gases einführen. In dieser Arbeit soll auf Grundlage dieser Unterrichtseinheit eine Unterrichtssequenz zur Einführung des Drucks entwickelt werden, in der sinnvoll die Messung des Drucks auch quantitativ mithilfe eines Bluetooth-Sensors erfolgt.
Die entwickelte Unterrichtssequenz soll mithilfe von Schüler*innen und/oder Studierenden getestet werden. Dabei soll als wissenschaftliche Fragestellung untersucht werden, inwiefern es mithilfe der Sequenz möglich ist, bestehende Präkonzepte zum Druck zu verändern.

Sensor-Domino - Experimentelle Untersuchung der Theorie zum Fall von Domino-Steinen mit Bluetooth-Sensoren

Der Domino-Effekt beschreibt eine Abfolge von meist ähnlichen Ereignissen, bei denen jedes einzelne die Ursache des folgenden ist. Das Fallen von in einer Reihe aufgestellten Domino-Steinen kann mithilfe mathematischer Modelle auf der Grundlage der wirkenden Kräfte in Abhängigkeit von Parametern wie Größe und Gewicht der Dominosteine, Abstand usw. beschrieben werden. Die experimentelle Validierung der theoretischen Modelle erfolgte bisher mithilfe von Video- und Audioanalysen. In einer Pilotstudie zur Untersuchung des Falls von Smartphones wurde gezeigt, dass die Sensoren das Smartphones einen direkten Zugang zu den Messgrößen des Domino-Effekts ermöglichen. Erste spannende Ergebnisse kamen dabei durch den Vergleich von Theorie und Experiment zustande. Daran soll diese Bachelor-Arbeit anschließen, indem anstelle der Smartphones Bluetooth-Sensoren verwendet werden. Diese Sensoren sind  im Domino-Experiment vermutlich deutlich leichter zu handhaben und preiswerter, womit man die Anzahl der fallenden "Domino-Steine" erhöhen könnte. Die Arbeit wird in Zusammenarbeit mit Prof. Carsten Henkel betreut.

Regenwahrscheinlichkeit & Co.: Umgang mit Messunsicherheiten üben im Kontext Wettervorhersage und Klimawandel

Mit Einführung der neuen Bildungsstandards für die Naturwissenschaften in der Sek II ist auch das Thema Umgang mit Messunsicherheiten in den Fokus des (Physik-)Unterrichts gerückt. Daten hinsichtlich ihrer Genauigkeit und Vertrauenswürdigkeit einzuordnen und zu bewerten ist für Schülerinnen und Schüler auch im Alltag zunehmend wichtig. Physikunterricht kann für die Ausbildung von entsprechenden Kompetenzen einen wichtigen Beitrag leisten. Da das Thema jedoch bisher meist nur als umständliches Anhängsel von Protokollen auftritt, sind Lerngelegenheiten sind dazu noch nicht in ausreichendem Maße vorhanden. In dieser Arbeit soll untersucht werden, ob das Interesse an Messunsicherheiten mithilfe eines alltäglichen lebensweltlichen Kontextes gesteigert werden kann. Auf der Grundlage des Sachstrukturmodells von J. Hellwig (2012) soll dazu eine Lernumgebung/Unterrichtssequenz entwickelt werden. Mithilfe eines Tests zu Interesse und Motivation kann vor und nach dem Einsatz untersucht werden, inwiefern dieser Kontext Einfluss auf den Erwerb von Kompetenzen beim Umgang mit Messunsicherheiten hat. 

Kontakt: Dr. Uta Magdans (magdansuni-potsdamde

Ausserschulischer Lernort Filmmuseum: Experimentieren im Kontext einer Ausstellung zu den optischen Anfängen des Films

Kann ein ausserschulischer Lernort Interesse und Motivation für Naturwissenschaften und spezieller Physik bei Schülerinnen und Schülern steigern? 

In dieser Arbeit soll im Rahmen einer Kooperation des Lehrstuhls Physikdidaktik mit dem Filmmuseum Potsdam zu einer Ausstellung von Exponaten optischer Spielzeuge und Vorläufer des Films aus der Sammlung Werner Nekes eine begleitende Lernumgebung zur Ausstellung entwickelt und evaluiert werden. Weitere Informationen bekommen Sie bei Dr. Uta Magdans: magdansuni-potsdamde

Masterthemen

Sind Reflexionsgelegenheiten planbar? – Entwicklung und Evaluation einer Unterrichtssituation

Reflexionskompetenz wird oft als Schlüssel zur professionellen Entwicklung im Lehrberuf angesehen. Zur Entwicklung der Reflexionskompetenz sind Selbst- aber auch Fremdreflexionen von Unterricht hilfreich. Eine Möglichkeit bietet hier das Ansehen einer gefilmten Unterrichtssituation, welche im Anschluss auf vielfältige Weise ausgewertet werden kann. Um explizite Diskussionsanlässe auswerten zu können, ist es angedacht, eine derartige Unterrichtssituation detailliert vorbereitet (inklusive Antworten der Schüler*innen) durchzuführen.
Im Rahmen der Masterarbeit soll eine bestehende Online-Video-Vignette im Kontext des Distanzunterrichtes adaptiert werden. Konkret ist eine kurze Unterrichtseinheit zu entwickeln, die gezielt fachdidaktisch problematische Situationen simuliert. In der Masterarbeit soll die Video-Vignette konzipiert, erstellt und evaluiert werden. Eine Durchführung mit einer Gruppe Schülerinnen und Schülern ist angedacht und könnte parallel zum Praxissemester realisiert werden. Mit dieser Masterarbeit bieten wir die Möglichkeit sich intensiv mit relevanten fachlichen und fachdidaktischen Herausforderungen eines Themenbereiches auseinanderzusetzen und zu antizipieren, wie sich diese im Unterricht diagnostizieren lassen.

Bei Fragen und Interesse melden Sie sich bitte unter lukas.mientusuni-potsdamde.

Was muss eine Lehrkraft wissen? – Explorative Untersuchung zum Wissen über Professionswissen

Nach Baumert und Kunter (2006) wird das Professionswissen, welches für das unterrichtliche Handeln einer MINT-Lehrkraft nötig ist, unter anderem beschrieben durch Fachwissen, fachdidaktisches Wissen und pädagogisches Knowhow. Zusammenhänge zwischen dem Professionswissen, das eine Lehrkraft potentiell besitzt und dem Professionswissen, das tatsächlichen in einer Unterrichtssituation Anwendung findet sind bisher noch wenig verstanden.
Im Rahmen dieser Masterarbeit soll eine Untersuchung entwickelt und evaluiert werden, mit welcher das Bewusstsein von (angehenden) Lehrkräften über relevantes Wissen erfasst werden kann. Zentral ist die Frage, was Lehramtsstudierende, Referendar*innen und/oder Physik-Lehrkräfte vermuten, über welches Knowhow für das Unterrichten einer Unterrichtssituation der Mechanik eine Lehrkraft verfügen muss um diese zu beurteilen. Für den Rahmen der Untersuchung steht ein Modell zur Verortung verschiedener Wissensfacetten zur Anwendung bereit. Mit dieser Arbeit bieten wir Ihnen die Möglichkeit sich Ihres eigenen Professionswissens bewusst zu werden um Entscheidungsprozesse im späteren Lehrberuf gezielt auf explizite Wissensfacetten zu beziehen. Darüber hinaus erhalten Sie einen Einblick in internationale naturwissenschaftsdidaktische Forschungsschwerpunkte.
Bei Fragen und Interesse melden Sie sich bitte unter lukas.mientusuni-potsdamde.

Regenwahrscheinlichkeit & Co.: Umgang mit Messunsicherheiten üben im Kontext Wettervorhersage und Klimawandel

Mit Einführung der neuen Bildungsstandards für die Naturwissenschaften in der Sek II ist auch das Thema Umgang mit Messunsicherheiten in den Fokus des (Physik-)Unterrichts gerückt. Daten hinsichtlich ihrer Genauigkeit und Vertrauenswürdigkeit einzuordnen und zu bewerten ist für Schülerinnen und Schüler auch im Alltag zunehmend wichtig. Physikunterricht kann für die Ausbildung von entsprechenden Kompetenzen einen wichtigen Beitrag leisten. Da das Thema jedoch bisher meist nur als umständliches Anhängsel von Protokollen auftritt, sind Lerngelegenheiten sind dazu noch nicht in ausreichendem Maße vorhanden. In dieser Arbeit soll untersucht werden, ob das Interesse an Messunsicherheiten mithilfe eines alltäglichen lebensweltlichen Kontextes gesteigert werden kann. Auf der Grundlage des Sachstrukturmodells von J. Hellwig (2012) soll dazu eine Lernumgebung/Unterrichtssequenz entwickelt werden. Mithilfe eines Tests zu Interesse und Motivation kann vor und nach dem Einsatz untersucht werden, inwiefern dieser Kontext Einfluss auf den Erwerb von Kompetenzen beim Umgang mit Messunsicherheiten hat. 

Kontakt: Dr. Uta Magdans (magdansuni-potsdamde

Ausserschulischer Lernort Filmmuseum: Experimentieren im Kontext einer Ausstellung zu den optischen Anfängen des Films

Kann ein ausserschulischer Lernort Interesse und Motivation für Naturwissenschaften und spezieller Physik bei Schülerinnen und Schülern steigern? 

In dieser Arbeit soll im Rahmen einer Kooperation des Lehrstuhls Physikdidaktik mit dem Filmmuseum Potsdam zu einer Ausstellung von Exponaten optischer Spielzeuge und Vorläufer des Films aus der Sammlung Werner Nekes eine begleitende Lernumgebung zur Ausstellung entwickelt und evaluiert werden. Weitere Informationen bekommen Sie bei Dr. Uta Magdans: magdansuni-potsdamde