Max-Planck-Gymnasium München-PasingStudienseminar M/Ph 2006/2008Schriftliche Hausarbeit (LPO II �18)im Fach Physik (StD J. Lambert)

Festigung von Grundwissen zum Physikunterrichtder 7. Jahrgangsstufe mit Hilfe des Computers.StRef Johannes Almer

Siegenburger Str. 3381373 München089 125947810179 3279275johannes.almer@web.de

Inhaltsverzeichnis0 Vorwort 11 Zielsetzung und Struktur der Arbeit 22 Festigung von Grundwissen mit Hilfe des Computers 32.1 Medienpädagogische Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.1.1 Medienerziehung als fächerübergreifende Bildungs- und Erziehungsaufgabe . 32.1.2 Lernpsychologische Vorteile des Mediums Computer . . . . . . . . . . . . . 32.1.3 Lehrerrolle beim E-Learning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.2 Auswahl des Themenbereichs Optik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2.1 Begründete Auswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2.2 Inhalte des Grundwissens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.3 Vorstellung des Lernpfads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.3.1 Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.3.2 Lernpfad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.3.3 Abschlusstest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.4 Durchführung und Erprobung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.4.1 IT-Ausstattung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.4.2 Klassensituation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.4.3 Durchführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.5 Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.5.1 Abschlusstest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.5.2 Schülerevaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.5.3 Persönliche Einschätzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 Zusammenfassung 224 Ausblick 24A Abbildungsverzeichnis 25B Literaturverzeichnis 25C Schülerevaluation 27C.1 Umfragebogen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27C.2 Anmerkungen der Schüler am Ende der Schülerevaluation . . . . . . . . . . . . . . 29D Screenshots des Lernpfads 31E Screenshots des Abschlusstests 47F Bildnachweis 55F.1 GNU-Lizenz für freie Dokumentation - GNU-FDL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55F.2 Creative Commons 2.0 - CC-by-sa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57F.3 Public Domain - PD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57F.4 Selbsterstellte Bilder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58G Erklärung des Verfassers 60

10 VorwortNachdem das Internet unseren persönlichen Alltag schon weitgehend durchdrungen hat, stellt sichdie Frage, inwieweit das Internet bzw. digitale Medien im Schulalltag verwendet werden sollen undmüssen. Die Schüler haben � abgesehen von einigen Pilotklassen � immer noch kein Notebook unddamit keine Möglichkeit, digital in der Schule zu arbeiten. Sicherlich bieten inzwischen alle Schuleneinen Computerraum an und die meisten Schüler besitzen zu Hause einen internetfähigen PC, den-noch bleiben diese Möglichkeiten im Unterrichtsalltag verwehrt.Abgesehen von diesen äuÿeren Umständen sind auch Vorbehalte bezüglich des Vorteils eines digita-len Unterrichts und das Fehlen notwendiger Kenntnisse über eine Ausgestaltung des digitalen Unter-richts ein Hindernis. Die Interaktion des Lernenden mit einem Rechner ist fundamental verschiedenzur Schüler-Lehrer oder Schüler-Schüler-Interaktion. Aber auch die Rolle des Lehrers transformiertsich teilweise vom Lehrenden zum Autor einer Lernumgebung.Die vorliegende Arbeit kann und will diesen Themenkomplex nicht umfassend bearbeiten, sondernan Hand eines einzelnen Beispiels und deren Erprobung und Evaluation einen Einblick geben. Somitkönnen Grenzen wie auch Möglichkeiten dieses neuen Mediums im Schulalltag erkannt werden undinteressierten Lehrern eine mögliche Ausgestaltung skizziert werden.Im Zentrum dieser Arbeit steht die Festigung von Grundwissen des Physikunterrichts. Die zentraleRolle des Grundwissens im neuen G8-Lehrplan bietet eine attraktive Möglichkeit, mit Hilfe einesComputers den Schülern Material zukommen zu lassen, das einerseits für die Schüler ständig zurWiederholung und Festigung verfügbar ist, andererseits den Schülern auch unmittelbar Feedbacküber deren Leistungsstand gibt.Im ersten Teil der Arbeit werden die Ziele des digitalen Lernpfads und die Struktur der Arbeiterläutert. Medienpädagogische Aspekte und die Begründung für die Auswahl des Gebietes Optikder 7. Jahrgangsstufe gehen der eigentlichen Darstellung, Erprobung und Evaluation des digitalenLernpfads im zweiten Kapitel voraus. Im dritten Kapitel werden in der Zusammenfassung die Ergeb-nisse kritisch diskutiert, bevor im abschlieÿenden Ausblick Möglichkeiten des digitalen Unterrichtsim Schulalltag ausgehend von der vorliegenden Arbeit aufgezeigt werden.

21 Zielsetzung und Struktur der ArbeitIn der vorliegenden Arbeit wird die Festigung von Grundwissen Optik zum Physikunterricht der 7.Jahrgangsstufe mit Hilfe des Computers beschrieben. Eines der Ziele des neuen G8-Lehrplans ist es,dass �Schüler des Gymnasiums [...] über ein breit angelegtes Grundwissen verfügen� ( [G8E1]). Inder übergreifenden Ebene 1 wird weiterhin gefordert, dass �zur Festigung des Gelernten [...] zudempermanentes, variantenreiches Üben und Wiederholen unerlässlich� ( [G8E1]) ist.Eine Möglichkeit diesem permanenten und variantenreichen Wiederholen gerecht zu werden, bietenE-Learning Lösungen, d.h. die Inhalte werden digital zur Verfügung gestellt. Diese Übungen � in dervorliegenden Arbeit bestehend aus einem Lernpfad und einem Abschlusstest � können von den Schü-lern selbstständig oder während des Unterrichts jederzeit durchgeführt werden und bieten zugleicheine motivierende Variation in der Arbeitsform und Darstellung.Ziel dieser Arbeit ist es, die Möglichkeiten interaktiver Lernumgebungen in bezug auf Grundwissens-sicherung auszuloten. Als Grundwissensgebiet wurde der Teilbereich Optik des Fachs Natur undTechnik in der 7. Jahrgangsstufe gewählt. Die Inhalte werden mit dem Learning Management System(LMS) Dokeos als Lernpfad digital distributiert sowie die Erfolgsmessung mittels eines interaktivenAbschlusstests innerhalb dieser Lernplattform durchgeführt.Die Arbeit will folgende Leitfragen beantworten:• Bieten digitale, interaktive Unterrichtsmedien lernpsychologische Vorteile?• Ergeben sich die erwünschten Lern- und Behaltense�ekte?• Welche Veränderungen bezüglich der Lehrerrolle ergeben sich durch interaktive Computerpro-gramme?• Kommen die Schüler mit dem Lernmedium Computer zurecht?Zur Beantwortung dieser Fragen werden in der Arbeit zuerst medienpädagogische Aspekte erläutert.Diese klären die Rolle der Medienerziehung im Unterricht in bezug auf Bildungs- und Erziehungs-aufgaben und zeigen lernpsychologische Vorteile des Mediums Computer auf. Hier werden unteranderem Motivationsaspekte neuer Medien und gesteigerte �Behaltwerte� bei interaktiven Lernpro-zessen erörtert. Eine Betrachtung der Vor- und Nachteile digitaler Unterrichtsmaterialien für denLehrenden beschlieÿt dieses Unterkapitel.Im folgenden Unterkapitel wird die Wahl des Grundwissensgebiets Optik der 7. Jahrgangsstufe imFach Natur und Technik begründet, bevor die fachlichen Inhalte des Grundwissens als Grundwis-senskatalog in Anlehnung an den Lehrplan [G8NT] ausführlich dargestellt werden. Die Umsetzungder Wiederholung dieses Grundwissenskatalogs wird durch einen interaktiven Lernpfad und einenAbschlusstest gewährleistet.Hier schlieÿt sich eine kurze Betrachtung der Software an, die verwendet wurde, um die Inhalteder Lernplattform zu erstellen, bevor sowohl für den Lernpfad als auch für den Abschlusstest dieinteraktiven Elemente und deren Inhalt separat vorgestellt und erörtert werden.Die eigentliche Durchführung und Erprobung der Grundwissenssicherung sind Themen des folgendenUnterkapitels. Hier werden die notwendigen Rahmenbedingungen bezüglich der IT und die Zeitpla-nung erläutert. Die folgende Evaluation geschieht aus Sicht des Lehrenden wie auch aus Schülersicht.Die Schülersicht wurde mit Hilfe einer Umfrage ermittelt und wird hier analysiert.Eine Zusammenfassung der Arbeit mit einer kritischen Betrachtung beendet den eigentlichen Haupt-teil der Arbeit, bevor ein kurzer Ausblick auf die Möglichkeiten einer umfassenden LMS-Integrationin den Schulalltag ausgehend von den gemachten Erfahrungen gegeben wird.

32 Festigung von Grundwissen mit Hilfe des Computers2.1 Medienpädagogische AspekteIm folgenden Unterkapitel werden unterschiedliche Aspekte der Medienerziehung näher betrachtet.Anfangs stelle ich die vom Lehrplan geforderte Medienerziehung im Sinne einer Bildungs- und Erzie-hungsaufgabe vor. Anschlieÿend wird der Einsatz von interaktiven Lernumgebungen unter psycho-logischen Gesichtspunkten beleuchtet, wobei Motivation und gesteigerte Behaltwerte den Schwer-punkt bilden. Die gleichzeitig veränderte Lehrerrolle und neue Herausforderungen für den Lehrer beiE-Learning Lösungen schlieÿen das Unterkapitel ab.2.1.1 Medienerziehung als fächerübergreifende Bildungs- und ErziehungsaufgabeEbene 1 des neuen G8-Lehrplans fordert für die überfachlichen Kompetenzen der Schüler im Rahmenkooperativer Arbeitsfelder den �Einsatz moderner Medien und Informationstechnologien� ( [G8E1]).Medienerziehung ist somit Aufgabe aller Fächer. Speziell für die Jahrgangsstufe 8 listet die Ebene 2als Vorschlag für fächerverknüpfende und fächerübergreifende Unterrichtsvorhaben das Thema �MitMedien umgehen� ( [G8E2]) auf.Der Einsatz interaktiver Lernumgebungen im Physikunterricht dient somit der Medienkunde und Me-dienalphabetisierung (vgl. [GL99] S. 110). Die Schüler erfahren die Verwendungsmöglichkeitenvon Medien und lernen gleichzeitig die Mediensprache kennen. Sie erwerben durch die Auseinan-dersetzung mit interaktiven Lernumgebungen die Fähigkeit, mit derartigen Computerprogrammenumzugehen. Diese Anwendungsstrategien (vgl. [HA01] S. 486) erleichtern den Schülern die Bear-beitung von zukunftsrelevanten Tests, wie z.B. TOEFL-Test, universitäre Eignungsfeststellungsver-fahren1 oder Feststellungsstest in Assessment-Centern.Aufgabe des Bildungswesens ist es, �die politische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Teilhabe allersoweit möglich zu fördern� ( [AR02] S. 56). Arnold/Pätzold warnen zurecht vor einem �digital di-vide� ( [AR02] S. 56), der die Gesellschaft in user und loser (vgl. [WEI01] S. 464) einteilt, d.h.vor der Entstehung einer digitalen Zweiklassengesellschaft. Unser Schulsystem hat die P�icht, dieSchüler dazu zu befähigen, user zu werden, d.h. die Fähigkeit zum Umgang mit den neuen Medienzu erwerben, wie auch in allen Ebenen des Lehrplans gefordert.Damit sind die modernen Medien in unserer Zeit eine wichtige pädagogische Herausforderung, dersich der einzelne Lehrer, wie auch die Schule im Gesamten stellen muss. �Wenn Erziehung mündigmachen in dieser Welt` heiÿt, dann bedeutet Medienerziehung mündig machen in der mediatisiertenWelt [...], in einer durch die Medien gestalteten neuen Wirklichkeit� ( [GL07] S. 31).2.1.2 Lernpsychologische Vorteile des Mediums ComputerDer Einsatz von neuen Technologien im Unterricht erleichtert die Verwirklichung von didaktischenPrinzipien, welche im konventionellen Unterricht nicht im gleichen Maÿe realisiert werden können(vgl. [WEI01] S. 464). In Bezug auf interaktive Lernumgebungen zur Grundwissenssicherungtri�t dies besonders für die Individualisierung des Lernens, Authentizität und Interaktivität zu (vgl.[WEI01] S. 464). Auch wird die Aneignung von Lerninhalten �exibler gestaltet als im traditionel-len Unterricht und kann stärker vom Lerner gesteuert werden (siehe Tab. 1).Hieraus ergeben sich positive Auswirkungen auf Motivation und Emotion. Viele Schüler erleben dasLernen mit dem Computer als sehr positiv, da dieses Medium für sie generell eine hohe Attrakti-vität besitzt, was sich positiv auf die Motivation auswirken kann (vgl. [WEI01] S. 425). GeradeJugendliche in der Pubertät sind oft schwer für eine intensive Beschäftigung mit Lerninhalten zumotivieren. Hier kann die Beliebtheit des Computers sowie die Tatsache, dass Computerkenntnisseals Prestigefaktor unter Gleichaltrigen gelten, für unterrichtliche Zwecke genutzt werden (vgl.[WEI01] S. 425).1Anglistik LMU München: http://spztest.uni-muenster.de/demo/

2.1 Medienpädagogische Aspekte 4Lernen früher Lernen heuteLernort de�niert (z.B. Schule) Lernort beliebig (z.B. zu Hause)Lernzeit de�niert (z.B. Unterrichtsstunde) Lernzeit beliebigLerngruppe de�niert (z.B. Klasse) Lerngruppe o�en, variabel (z.B. GW-Wdhfür leistungsschwache Schüler einer JGST)Lehrender steuert Lernender steuertTabelle 1: Gegenüberstellung von herkömmlichem Unterricht und E-Learning Lösungen (vgl. [WEI01]S.453).Gerade schwächere Schüler werden durch Computerlernumgebungen emotional entlastet. Wissens-lücken können individuell aufgearbeitet werden, ohne Angst sich zu blamieren oder den Unterrichtaufzuhalten (vgl. [WEI01] S. 454). Interaktive Lernumgebungen unterstützen dies zusätzlich durchdie Möglichkeit, Hilfen einzublenden.Lernumgebungen können wie andere Medien auch die Anschaulichkeit von Unterrichtsinhalten ver-bessern und die Behaltwerte für dieselben erhöhen. So werden z.B. durch bloÿ lesendes Wiederholenvon im Buch dargebotenen Grundwissensinhalten nur etwa 10% behalten, wohingegen beim selbst-ständigen Ausführen etwa 90% behalten werden (vgl. [GL99] S. 137). Um diese Behaltwertejedoch zu erreichen, genügt es nicht, herkömmliche Lesetexte multimedial zu verpacken (vgl.[AR02] S. 56), sondern die Schüler müssen durch entdeckendes Lernen und Wiederholen zu aktivHandelnden gemacht werden (siehe Abb. 2.1). Diese veränderte Rolle des Schülers bedingt aucheine Veränderung der Lehrerrolle.2.1.3 Lehrerrolle beim E-LearningDer Lehrer übernimmt in den unterschiedlichen Phasen einer E-Learning Lösung verschiedene Rol-len. Während er bei Konzeption und Erstellung hauptsächlich als Autor und Gestalter auftritt, kanner während der Durchführung beratend und helfend den individuellen Lernprozess begleiten. Durchbegleitende Lehrerfragen kann die Binnendi�erenzierung weiter ausgestaltet werden.Vor allem die Rolle als Autor und Gestalter einer Lernumgebung dürfte für die meisten Lehrer neusein. Um die Inhalte zu erarbeiten und die Möglichkeiten einer multimedialen, interaktiven Lernum-gebung auszuschöpfen, bedarf es erweiterter Computerkenntnisse. Diese setzen eine gute Ausbildungund die Bereitschaft, sich permanent selbstständig fortzubilden, voraus.So wird man natürlicherweise mit Rechtsfragen konfrontiert und muss sich mit der Rechteverwertungvon Texten, Bildern und Software auseinandersetzen2. Das mangelnde Bewusstsein vieler Menschen2http://www.medieninfo.bayern.de/index.asp?MNav=1&2NDNav=0&TNav=0&BaumID=316Abbildung 2.1: Veränderte Rolle des Lernenden und des Lehrenden beim Einsatz von interaktivenLernumgebungen (vgl. [REI01] S. 614).

2.2 Auswahl des Themenbereichs Optik 5für freie Lizenzen wie die Creative Commons 2.03 bzw. die GNU FDL 4 erschweren das Bereitstellenvon Inhalten oder erhöhen den Aufwand durch das eigenständige Erstellen von Inhalten.Unabhängig davon veranschlagt Leutner für eine Stunde Unterricht etwa 150 - 250 Stunden Vorbe-reitung (vgl. [LEU01] S. 560), was in etwa meiner persönlichen Erfahrung entspricht. Um dennochvon einer rentablen Unterrichtslösung zu sprechen, kann einerseits die Wiederverwendbarkeit dieserInhalte angeführt werden und andererseits die erhöhte Unterrichtse�ektivität. Die Lernzeitreduktionbeträgt nach Erhebungen ca. 30% (vgl. [LEU01] S. 558 f.), so dass z.B. Grundwissen höchste�ektiv und für Schüler motivierend wiederholt werden kann.2.2 Auswahl des Themenbereichs OptikIm folgenden Unterkapitel wird zuerst die Auswahl des Themenbereichs Optik der 7. Jahrgangsstufebegründet, ohne auf die weiteren möglichen Themenbereiche (Mechanik und Elektrizitätslehre) tiefereinzugehen, bevor im zweiten Abschnitt die relevanten Inhalte des Grundwissens erörtert werden.Diese Auswahl basiert prinzipiell auf den Vorgaben des Lehrplans, wobei auch dessen Ausarbeitungund Auslegung in den zugelassenen Lehrwerken berücksichtigt wird.2.2.1 Begründete AuswahlIch habe mich für das Grundwissen aus dem Themenbereich Optik der 7. Jahrgangsstufe aus fol-genden Gründen entschieden:• persönliche A�nität• �isolierte� Stellung des Themenbereichs• hoher Visualisierungsgrad der InhalteDie persönliche A�nität für den Bereich Optik rührt zu einem Groÿteil von meiner Diplomarbeit amMax-Planck-Institut für Quantenoptik in München her. Die vielfältigen Möglichkeiten, die die Optikin der aktuellen Physik bietet � sowohl im industriellen als auch im akademischen Bereich � sindMotivation für den Lehrer wie für die Schüler gleichermaÿen.Dieser Auswahl liegt auch mein Verständnis der Physik als eine die Natur beobachtende und beschrei-bende Wissenschaft zu Grunde. Für uns Menschen ist das Auge und somit die optische Wahrnehmungein zentrales Sinnesorgan, mit dem wir die Natur beobachten und erfahren. Den Schülern diesen Zu-gang im Rahmen der Strahlenoptik durch alltagsrelevante Beispiele wie der Schattenbildung unddurch faszinierende Naturphänomene wie der Sonnen�nsternis aufzuzeigen, ist Anreiz genug, sichauf die Optik zu stürzen.Diese hohe persönliche Motivation genügt jedoch nicht, diese Themenbereichsauswahl ausreichendzu begründen. Ein weiterer Aspekt ist die �isolierte� Stellung der Optik innerhalb der Physik. Wäh-rend die anderen Themenbereiche der 7. Jahrgangsstufe (Mechanik und Elektrizitätslehre) in denfolgenden Jahrgangsstufen wiederholt und vertieft werden, bleibt dies für die Optik aus. Somit ist esgerade interessant, wie dennoch die Grundlagen der Strahlenoptik als Grundwissen gesichert werdenkönnen.Wird die Strahlenoptik in den folgenden Jahren auch nicht mehr vertieft und wiederholt, sind den-noch optische Phänomene (Emission und Absorption von Lichtquanten in der 9. Jahrgangsstufe)der Einstieg in die Quantenmechanik. Diese �neue� Physik zu begreifen ist nur möglich, wenn manbeide Modellvorstellungen des Lichts versteht und unterscheiden kann.Ein wichtiger und dennoch trivialer Grund ist der hohe Visualisierungsgrad der Inhalte der Optik.Die Optik zeichnet sich dadurch aus, dass man die Erscheinungen mit dem Auge wahrnimmt. Ge-rade eine digitale Lernumgebung kann diesem Gesichtspunkt Rechnung tragen, da Graphiken und3http://de.creativecommons.org/4http://www.gnu.org/licenses/fdl.html

2.2 Auswahl des Themenbereichs Optik 6Photographien unbeschränkt dem Lernenden zur Verfügung gestellt werden können und keine Kos-ten für einen aufwendigen Druck entstehen oder graphisch anspruchslose schwarz-weiÿ Kopien alsTrägermedium verwendet werden müssen.Das Grundwissen der Optik beschränkt sich auf den sichtbaren Teil der Optik und dessen natürlicheErscheinungen im Alltag eines jeden Menschen. So wird die Re�exion am Spiegel � wohl Bestandteilder Morgentoilette der überwiegenden Mehrheit � eben mit Hilfe eines einfachen Re�exionsgesetzeserklärt, das man leicht visualisieren kann, ohne dass tiefergehende und abstrakte Modelle (wie z.B.bewegte Elektronen im Leiter bei der Stromstärke) nötig sind.2.2.2 Inhalte des GrundwissensDer Lehrplan ist äuÿerst kompakt in bezug auf das spezi�sche Grundwissen der Optik ( G8NT7):[Die Schüler] können mit der Vorstellung von Lichtstrahlen die Bildentstehung für ein-fache Fälle erklären.Was sofort au�ällt, ist das vollständige Fehlen der Farbenlehre, obwohl die Spektralzerlegung in der9. Jahrgangsstufe benötigt wird. So ist es auch nicht verwunderlich, dass mehrere Schulbücher (z.B.Duden-Paetec) sowie von Schulen zur Verfügung gestellte Grundwissenskataloge ( [GWKLG],[GWCJT]) diesen Teilbereich in das Grundwissen integrieren. Aus diesen Gründen wird die Spek-tralzerlegung auch in den Grundwissenskatalog dieser Arbeit mitaufgenommen, nicht jedoch dieFarbmischung.Das Modell der Lichtstrahlen ist der zentrale Inhalt. Um dieses Modell plausibel zu machen, wird dieKonstruktion von Schattenbildern herangezogen. Lichtstrahlen bzw. Lichtbündel können im Alltaggesehen werden und sind als Modell bei den Schattenbildern für die Schüler greifbar.Des Weiteren sollten einfache Fälle der Bildentstehung erklärt werden können. Hierzu bildet dasRe�exionsgesetz die physikalische Grundlage. Neben diesem Gesetz stellt sich aber die Frage, welche�einfachen Fälle� ( G8NT7) wiederholt und gefestigt werden sollen.Während die Schulbücher wie auch die Grundwissenskataloge der Schulen einstimmig den Spiegel, dieSammellinse (ohne virtuelles Bild) und die Brechung beinhalten, sind für die Schulen zusätzlich dieBildentstehung bei der Zerstreuungslinse und mögliche Anwendungen der Linsen im Alltag Bestand-teil des Grundwissens. Für mich war der reduzierte Grundwissenskatalog der Schulbücher plausibler,obwohl die Streuung als einfaches �Gegenbeispiel� dazu gehören sollte. Die Streuung kann genausowie die Re�exion mit Hilfe der Lichtstrahlen dargestellt werden, doch entsteht in diesem Fall ebenkein Bild. Für das Verständnis der Bildentstehung ist dieses einfache Beispiel äuÿerst hilfreich, daLichtstrahlen und Re�exion nicht automatisch ein Bild liefern.Somit lautet der etwas konkretere Grundwissenskatalog, der dieser Arbeit zu Grunde liegt:• Modell Lichtstrahlen• Schattenbilder• Re�exion & Streuung• Bildentstehung bei einem Spiegel• Brechung• reelles Bild bei einer Sammellinse• Spektralzerlegung

2.3 Vorstellung des Lernpfads 72.3 Vorstellung des LernpfadsDas folgende Unterkapitel beschäftigt sich mit dem Lernpfad zur Wiederholung des Grundwissensund dem darau�olgenden Abschlusstest. Zuerst wird kurz auf die verwendete Software eingegangenund deren Auswahlkriterien dargestellt. Im nächsten Kapitel wird dann der Lernpfad auf Basis desim vorigen Kapitels erarbeiteten Grundwissenskatalogs erörtert, bevor abschlieÿend der Abschluss-test vorgestellt wird. Erst in den folgenden Unterkapiteln wird die tatsächliche Durchführung undEvaluation durch die Schüler dargestellt.2.3.1 SoftwareAls Entscheidungskriterien für die Auswahl der Software wurde einerseits auf deren Fähigkeiten,die Betriebssystemunabhängigkeit und die entstehenden Kosten geachtet. Die gesamte verwendeteSoftware ist Open Source und für die gängigen Betriebssysteme verfügbar. Die Verwendung vonstandardisierter Software schränkt sicher die individuellen Möglichkeiten ein, jedoch ist eine vonHand programmierte Lösung nur sehr aufwendig zu warten und die Inhalte müssten dann individuellfür diese Lernplattform erstellt werden.Als Software wurde das serverbasierte LMS Dokeos5 benutzt und die Desktop Software exelearning6zur Erarbeitung des SCORM-Lernpfads.Das SCORM-Dateiformat bietet die Möglichkeit, die erarbeiteten Inhalte in beinahe allen gröÿerenLernplattformen (Atutor7, Moodle8, ...) zu verwenden und bietet somit eine hohes Maÿ an Interope-rabilität und Zukunftssicherheit. Des Weiteren gestaltet sich die Erarbeitung der Inhalte o�ine mitdem Desktopprogramm wesentlich �üssiger, da die für diesen Zweck langsame Serverkommunikationwegfällt.Das LMS Dokeos ist intuitiv zu bedienen und bietet eine umfangreiche Dokumentation sowohl fürden Administrator als auch den Lehrenden9. Auÿerdem sind die Anforderungen (Apache, PHP, Sin-gle MySQL-Database) und damit die Kosten für den Server gering und die Installation auch für denungeübten Benutzer dank der umfangreichen Dokumentation leicht zu bewältigen.Die Verwendung eines LMS war notwendig, da die Schüler den Abschlusstest individuell erarbeitensollten und somit musste sich jeder Schüler authenti�zieren können. Ansonsten bietet exelearningauch die Möglichkeit, den Lernpfad als html-Seite online zu stellen; in diesem Fall wird keine server-basierte Software benötigt.Das digitale Material wurde mit GeoGebra10 und der Vektorzeichensuite Inkscape11 erstellt. ZurBildbearbeitung (z.B. Weichzeichnen der Katze) diente das Graphikprogramm Gimp12.2.3.2 LernpfadDer Lernpfad ist analog zum anfangs de�nierten Grundwissenskatalog ( S. 6) aufgebaut. Insgesamtwurde versucht, die Themen mit vielen anschaulichen Bildern darzustellen und durch interaktiveElemente die Schüler aktiv an der Grundwissenswiederholung zu beteiligen. Teilweise wurden bei demLernpfad bewusst weitere interessante Inhalte, die über die Grundwissenswiederholung hinausgehen,mit dargestellt, z.B. das menschliche Auge.Im Folgenden werde ich zuerst allgemein interaktive Elemente des Lernpfads, der mit der Softwareexelearning erstellt wurde, erläutern, bevor die einzelnen Kapitel des Lernpfads im Detail dargestelltwerden. Hier werden dann die konkrete Verwendung der interaktiven Elemente und deren Inhalt5http://www.dokeos.com/6http://exelearning.org/7http://www.atutor.ca/8http://moodle.org/9http://www.dokeos.com/documentation.php10http://www.geogebra.org/cms/11http://www.inkscape.org/12http://gimp.org/

2.3 Vorstellung des Lernpfads 8

Abbildung 2.2: Die Hilfestellung zur Lösung der Multiple-Choice Aufgabe kann der Schüler selbst-ständig einblenden. Beim Lückentext erscheint bei richtiger Eingabe ein grüner Hintergrund; der Schülerkann die Lösung auch einblenden lassen.erörtert. Parallel hierzu sind die Screenshots im Anhang ( S. 31) bzw. der Online Lernpfad selbstzu konsultieren.Interaktive Elemente werden verwendet, um bei den Schülern einen gröÿeren �Behaltwert� (vgl.[GL99] S. 137) als bei einem reinen Text mit Bildern zu erreichen. Diese werden nicht nurzur Sicherung und Abfrage des Wissens eingesetzt, sondern auch zur erneuten Erarbeitung desGrundwissens. Für den Lernpfad wurden folgende interaktive Elemente benutzt:• Multiple-Choice (Einfachauswahl)• Multiple-Choice (Mehrfachauswahl)• Lücken-Aktivität mit automatischer Korrektur• Interaktive Lupe• GeoGebra-AppletsBei den Multiple-Choice Tests hatte ich die Möglichkeit, einerseits Hilfestellungen zu geben (sieheAbb. 2.2) und gleichzeitig dem Schüler ein Feedback zu geben; je nachdem, welche Antwort ergewählt hatte. So kann der Schüler nicht nur sehen, ob er falsch oder richtig lag, sondern bekommtauch einen Verbesserungsvorschlag.Fachbegri�e und das Beschriften von Skizzen können einfach mit Hilfe der Lücken-Aktivität (Lücken-text) abgefragt werden. Die automatische Rechtschreibkorrektur beim Lückentext wurde verwendet(siehe Abb. 2.2), da die Schüler oft ungeübt beim Schreiben am Computer sind und viele ortho-graphische Fehler diese demotivieren. Die automatische Korrektur war hier auch notwendig, da ichWert auf die richtigen Fachbegri�e legte und die Schüler jeweils die richtige Antwort als Feedbackerhalten.Die Möglichkeit, Bilder mit variablem Zoom zu betrachten, bietet die interaktive Lupe. So werdendie Schüler kurzzeitig zu Forschern, die physikalische Eigenschaften anhand eines Bildes untersuchen.Dabei lernen die Schüler, Bilder und Graphiken genauer zu betrachten und gleichzeitig lockert dieseÜbung den Lernpfad auf.Die GeoGebra-Applets können einerseits Physik simulieren (Re�exionsgesetz) oder Vorgänge dyna-misch erscheinen lassen (Fokussierung beim Auge). Dadurch erho�te ich mir eine gröÿere Motivationund ein tieferes Verständnis, als bei der bloÿen Betrachtung eines Stillbildes. Des Weiteren erhöhensie die Medienvielfalt und tragen zu einem abwechslungsreichen Lernpfad bei, in dem die Schülerdas Grundwissen selber noch einmal entdecken können.

2.3 Vorstellung des Lernpfads 9

Abbildung 2.3: Das Bild des sich teilweise spiegelnden Stuhls dient als Motivation für den Schüler-versuch mit der Lupe, in dem die Materialober�äche und damit die Re�exionseigenschaften untersuchtwerden.Lichtstrahlen als Modellvorstellung sind der zentrale physikalische Inhalt, mit dem die restlichenPhänomene erklärt werden. Ausgehend von der Motivationsseite wird noch einmal kurz der Vorgangdes Sehens wiederholt und mit einer kleinen Kontrollfrage (Multiple-Choice) gefestigt, bevor dasModell der Lichtstrahlen und dessen Schlüsselbegri�e in der folgenden Lücken-Aktivität gefestigtwerden. Im vorherigen Abschnitt wurden alle Begri�e in dem kurzen erläuternden Text wiederholt,so dass die Fachbegri�e für den Schüler präsent sein sollten. Aus Gründen der didaktischen Reduk-tion werden die im Bild sichtbaren Lichtbündel nicht als solche ausgegeben, sondern als sichtbareLichtstrahlen.Schattenbilder sind einfache Anwendungen des Modells Lichtstrahlen und bieten dank der Na-turphänomene Mond- und Sonnen�nsternis ein groÿes Motivationspotenzial. In diesem Abschnittwerden gezielt gleich am Anfang alle wichtigen Begri�e aufgezählt, so dass der Schüler das Fachvo-kabular für den anstehenden Lückentext parat hat. Da es sich um eine Grundwissenswiederholunghandelt, müssen die Begri�e nicht mehr sorgfältig eingeführt werden, sondern der Schüler solltesofort selbstständig die Skizze richtig beschriften können. Die Rechtschreibkorrektur sichert ab, dassder Schüler die Begri�e korrekt verwendet.Das Thema Schattenbilder wird abgeschlossen, in dem der Halbschatten in der nächsten Aufgabeerläutert wird, bevor die beiden Motivationsseiten mit den GeoGebra-Applets den Bereich abschlie-ÿen. Dort werden noch einige Kontrollfragen zur Schattenentstehung gestellt. Die Entstehung einesSchattenbereichs wird nicht mehr ausführlich dargelegt, sondern nur aus Gründen der Vollständigkeiterwähnt.Re�exion & Streuung wird nach einer kleinen Motivationsseite mit dem Onlineversuch zum Re-�exionsgesetz begonnen. An dieser Stelle wird noch einmal betont, dass die Physik ihre Erkenntnissemit Versuchen gewinnt und überprüft. Nach dem Durchführen des Experiments wird das zentraleGesetz interaktiv mittels einer Lückenaktivität abgefragt und exemplarisch der Eingangswinkel durcheine Mehrfach-Multiple-Choice Aufgabe wiederholt.Im folgenden Spiegelbild wird das GeoGebra-Applet interaktiv eingesetzt, um die anstehenden Multiple-Choice Fragen zu beantworten. Dadurch soll den Schülern klar gemacht werden, dass diese Elementenicht nur zur Au�ockerung und Motivation dienen, sondern auch zur Erkenntnisgewinnung und -überprüfung eingesetzt werden. Da die Geometrie beim Spiegelbild anspruchsvoll ist, wird in dernächsten Seite die Darstellungsform von der interaktiven Schemaskizze zur Photographie gewech-selt; bei den Photos ist die Spiegelsymmetrie eindeutig zu erkennen.

2.3 Vorstellung des Lernpfads 10

Abbildung 2.4: Der integrierte Editor des LMS Dokeos kann verschiedene Aufgabentypen erstel-len (hier eine Zuordnung). Die Antworten können unterschiedlich gewichtet werden und dienen zurabschlieÿenden Bewertung.Abschlieÿend wird der Unterschied zwischen gerichteter und ungerichteter Re�exion wiederholt.Das anschauliche und alltägliche Bildmotiv eines sich teilweise spiegelnden Stuhls in einer Pfützedient zur Veranschaulichung, bevor die Ursache (Materialober�ächenbescha�enheit) mit der elek-tronischen Lupe untersucht wird (siehe Abb. 2.3). In den Multiple-Choice Aufgaben wird das ebenwiederholte Wissen gesichert, wobei auch auf Feinheiten in der Fachsprache geachtet wird.Brechung wird anhand einer Bildersequenz eingeführt, bevor im nächsten Abschnitt der Stan-dardversuch Brechung eines Lichtstrahls beim Übergang Luft-Glas mittels einer Lücken-Aktivitätthematisiert wird. Die Fachbegri�e werden in diesem Fall nicht vorher in einem Text wiederholt,sondern die Schüler müssen ihr Grundwissen einsetzen, um die Aufgabe zu lösen. Bei dieser Aufgabewird auch gleichzeitig das Re�exionsgesetz wiederholt, da in der Graphik sowohl der gebrochene alsauch der re�ektierte Lichtstrahl zu erkennen ist. Die folgenden Zeichnungen zeigen den Vorgangdann in der üblichen schematischen Darstellung, um diese zu reaktivieren und den Übergang vomoptisch dichteren zum optisch dünneren Medium zu thematisieren.Dieser Abschnitt wird mit einer Grundwissenssicherung abgeschlossen, bei dem der bekannte Mün-zentrick in einer Tasse für die Lücken-Aktivität verwendet wird. Dieser einfache Versuch soll einerseitsden Schülern zeigen, dass diese Physik ihnen im Alltag oft begegnet und wie sich die Brechung aufdie optische Wahrnehmung auswirkt.Reelles Bild bei einer Sammellinse schlieÿt als letztes Thema die Bildentstehung ab. Da dieserThemenkomplex für Schüler schwieriger sein dürfte, wird hier ausgehend von einer Motivationsseitemit Gebrauchsgegenständen die Bildentstehung im zweiten Abschnitt Schritt für Schritt wiederholt.Für die Beschreibung der Bildentstehung ist ein umfangreiches Fachvokabular (Brennstrahl, Brenn-punkt, ...) nötig, das im folgenden Abschnitt als Bildbeschriftung abgefragt wird.Die Brennweitenbestimmung mittels paralleler Lichtstrahlen schlieÿt die Wiederholung der Bildent-stehung ab. Das folgende GeoGebra-Applet zur Funktionsweise des menschlichen Auges dient inerster Linie als Motivation und trägt gleichzeitig zur Allgemeinbildung bei, wird hier aber nicht alsGrundwissen behandelt.Spektralzerlegung wurde von mir in den Grundwissenskatalog mit aufgenommen, wobei die Farb-wahrnehmung hier nicht thematisiert wird. Der Prismenversuch zur Spektralzerlegung gehört auchfür Schüler zu den äuÿerst faszinierenden Versuchen und ein Regenbogen ist immer wieder ein be-eindruckendes Naturschauspiel.Beide Phänomene werden nur kurz angesprochen, wobei die einzelnen Spektralfarben explizit wie-derholt werden. Im abschlieÿenden Abschnitt zum Regenbogen kann der Schüler anhand eines

2.3 Vorstellung des Lernpfads 11Raytracing-Bildes und der Lupe die Entstehung eines Regenbogens untersuchen, wobei hier ausGründen der didaktischen Reduktion nicht jeweils explizit auf die Re�exion und Brechung einge-gangen wird, sondern nur der Lichtweg, der zur Erzeugung des Regenbogens beiträgt, dargestelltist.2.3.3 AbschlusstestIm Abschlusstest wurde einerseits das Wissen des Lernpfads abgefragt, andererseits aber auch mög-liche Transferleistungen. Auch hier sollte man bedenken, dass es sich um eine Grundwissensabfragehandelt, also auch Grundwissen abgefragt wurde, das im Lernpfad nicht explizit in derselben Dar-stellung oder derselben sprachlichen Form vorkommt.Der Abschlusstest wurde mit dem Online-Editor des LMS Dokeos erstellt (siehe Abb. 2.4), da so eineeinfachere Integration in die bestehenden Analysemöglichkeiten der Software gegeben ist. Dadurchunterscheiden sich auch die bestehenden Testmöglichkeiten zu denen im Lernpfad.Zum Abschluss erhielt jeder Schüler, der mehr als 50% der Gesamtpunkte hatte, ein Abschlusszer-ti�kat (siehe Abb. 2.5).Im Folgenden werde ich zuerst die verschiedenen Aufgabentypen des Abschlusstests vorstellen undanschlieÿend exemplarisch einige Aufgaben erörtern. Hier wird weder detailliert auf die unterschied-lichen Fragen eingegangen, noch werden die Ergebnisse der Schüler diskutiert. Die Auswertung dervon den Schülern gezeigten Leistungen folgt im nächsten Unterkapitel.

Abbildung 2.5:Mit diesem Abschlusszerti�kat (rechts) wurde die Leistung der Schüler bei der Grund-wissenswiederholung gewürdigt. Zum Erlangen benötigte man mehr als 50% der Gesamtpunktzahl, umauf die abschlieÿende Seite (links) des Abschlusstests zu kommen.Testmöglichkeiten des LMS Dokeos sind ein wenig verschieden zu den möglichen Aufgabenty-pen, die mit der Software exelearning für den Lernpfad erstellt wurden ( S. 8). Im Abschlusstestwurden folgende Aufgabentypen verwendet:• Multiple-Choice (Einfachauswahl)• Multiple-Choice (Mehrfachauswahl)• Lückentexte (ohne Rechtschreibkorrektur)• Zuordnen

2.3 Vorstellung des Lernpfads 12Abbildung 2.6: Beim Aufgabentyp Zuordnen können Begri�e oder Bilder zugeordnet werden (links).Beim Abschlusstest sollte so auch eine Skizze beschriftet werden (rechts).Allgemein werden die Aufgaben erst nach Beendigung des kompletten Tests korrigiert, wobei auchhier Kommentare angegeben werden können, die bei der Auswertung bei falschen Antworten einge-blendet werden. Diese helfen dem Schüler nachträglich den Fehler zu verstehen. Insgesamt erhältder Schüler eine transparente und vollständige Korrektur mit den nötigen Hinweisen, um bestehendeSchwächen abzubauen.Der Aufgabentyp Multiple-Choice ist analog zu den Möglichkeiten des Lernpfads, wobei hier keinezuschaltbare Hilfestellung angegeben werden kann. Der erste Unterschied ergibt sich beim Lücken-text. Hier ist keine Rechtschreibkorrektur vorhanden, so dass die Schüler die Rechtschreibung desFachbegri�s nun können müssen. Einerseits handelt es sich hier um einen Test � im Gegensatz zurWiederholung während des Lernpfads � und andererseits sollte der Schüler auch lernen, sauber zuarbeiten.Ein neuer Aufgabentyp während der Abschlussprüfung war das Zuordnen (siehe Abb. 2.6). NebenBegri�en konnten auch beschriftete Bilder bzw. beschriftete Abbildungen zugeordnet werden. BeimAbschlusstest ist jeweils zu einer Frage eine Antwort zuzuordnen, so dass alle Antworten verwendetwerden. Dies führte zu einer eindeutigen Lösung, die leicht auszuwerten ist.Abschlieÿend erhielt jeder Schüler eine individuelle Testauswertung (siehe Abb. 2.7), die die einge-gebenen Werte mit der Musterlösung vergleicht. Gleichzeitig werden bei falschen Antworten Kom-mentare eingeblendet, die dem Schüler helfen, den Fehler zu verstehen.Inhalt des Tests ist das wiederholte Grundwissen aus dem Lernpfad und damit verbundene Trans-ferleistungen.Die Beschriftung des Strahlengangs einer Sammellinse ist direkt aus dem Lernpfad übernommen,so dass die Schüler auch erkennen, dass ein sorgfältiges Durcharbeiten des Lernpfads o�ensichtlichVorteile beim Abschlusstest bietet. Die Aufgabe zum Schattenbild (siehe Abb. 2.6 rechts) bei zweipunktförmigen Lichtquellen ist zwar inhaltlich identisch, aber der Aufgabentyp ist von einer Lücken-Aktivität beim Lernpfad zu einer Zuordnen-Aufgabe im Abschlusstest geändert worden.Transferleistungen wurden beim Brennpunkt einer Sammellinse verlangt (siehe Abb. 2.8). Im Lern-pfad wiederholten die Schüler den Brennpunkt einer Sammellinse mit einer Lichtstrahlenskizze. DerAbbildung 2.7: Der Schüler erhält dank der integrierten Auswertung eine transparente Korrekturder einzelnen Fragen. Bei falschen Antworten werden dem Schüler Kommentare eingeblendet, umFehlvorstellungen zu vermeiden.

2.4 Durchführung und Erprobung 13Abbildung 2.8: Beim Abschlusstest sind auch Transferaufgaben gestellt worden, bei denen die Schülerausgehend von der Skizze einer Sammellinse mit Lichtstrahlen im Lernpfad (links) eine praktischeAnwendung im Abschlusstest (rechts) erhielten.Abschlusstest verlangte nun, dieses Wissen dargestellt durch eine Photographie bei einer einfachenSammellinse anzuwenden. Diese Aufgaben sollten teilweise aus dem Unterricht bekannt sein odersind leicht zu verstehende Skizzen, z.B. Lichtstrahlenskizze bei Re�exion und Streuung.2.4 Durchführung und ErprobungDer Grundwissenstest wurde mit der Klasse 8c des Ludwig-Thoma-Gymnasiums Prien durchgeführt.Die Durchführung des Lernpfads und des Abschlusstests fand jeweils in einer kompletten Unterrichts-stunde statt. Die Schüler hatten auch die Möglichkeit, sich auf den Abschlusstest am Nachmittagmit Hilfe des Lernpfads vorzubereiten, da der Login freigeschaltet blieb. Während der Durchführungstand jedem Schüler ein PC-Arbeitsplatz zur Verfügung, so dass jeder Schüler im individuellen Lern-tempo bzw. -rythmus arbeiten konnte.Im Folgendem werde ich zuerst die äuÿeren Rahmenbedingungen bezüglich der IT-Ausstattungam Ludwig-Thoma-Gymnasium Prien vorstellen und anschlieÿend die teilnehmende Klasse 8c. DerHauptteil dieses Unterkapitels bildet die Beschreibung der Durchführung und Erprobung, wobei dieinhaltliche Diskussion erst im nächsten Unterkapitel ( S. 15) statt�ndet.2.4.1 IT-AusstattungDas Ludwig-Thoma-Gymnasium besitzt insgesamt ca. 55 PC-Arbeitsplätze. In zwei Räumen stehenden Schülern 10 bzw. 5 Rechner zur Verfügung, die sie während der Pausen, in Freistunden odernachmittags benutzen können. Des Weiteren besitzt die Schule zwei Computerräume mit jeweils 20Arbeitsplätzen, die ausschlieÿlich für den Unterricht vorgesehen sind.Für dieses Projekt benutzte ich einen Computerraum und den benachbarten Schüler-PC-Raum mit10 Rechnern, so dass insgesamt 30 PC-Arbeitsplätze zur Verfügung standen. Da die Klasse 8c ausinsgesamt 25 Schülern besteht, stand für jeden Schüler ein PC-Arbeitsplatz zur Verfügung (sieheAbb. 2.9).Der Login für einen normalen, nicht personalisierten Benutzer ist die Computernummer ohne Kenn-

Abbildung 2.9: Die Schüler arbeiteten engagiert und motiviert sowohl am Lernpfad als auch bei derAbschlussprüfung mit. Für jeden Schüler stand ein eigener PC-Arbeitsplatz zur Verfügung.

2.4 Durchführung und Erprobung 14wort, so dass die Arbeit am PC nicht von vergessenen Logins oder Kennwörtern erschwert wird. DieSchüler sind mit den PCs vertraut, was sicherlich am Informatikunterricht im Rahmen von Naturund Technik liegt.2.4.2 KlassensituationDie Klasse 8c besteht aus 25 Schülern (15 ♂, 10 ♀), die im Allgemeinen an der Physik interessiertsind. Die Arbeitsatmosphäre in der Klasse ist sehr angenehm, da Mitarbeit, Motivation und Disziplinvorbildlich sind.Das Leistungsniveau der Klasse ist sehr homogen im mittleren Leistungsbereich angesiedelt, wobeiweder herausragende Leistungsträger noch sehr leistungsschwache Schüler in der Klasse sind.2.4.3 DurchführungDie Durchführung des Lernpfads fand am Dienstag, den 22. Januar 2008 statt, der Abschlusstestam darau�olgenden Tag. Beide Stunden fanden jeweils zur verkürzten 6. Stunde (11:30 - 12:10) inden beiden kombinierten Computerräumen statt ( S. 13).Neben der Zeitplanung ist bei der Durchführung auch der Umgang der Schüler mit dem LernmediumComputer entscheidend. Diese beiden Kriterien werden in diesem Abschnitt erläutert und diskutiert.Zeitplanung ist bei Einzelarbeit ein schwieriger Faktor. Gerade die Einzelarbeit ermöglicht esSchülern, ein individuelles Lerntempo zu wählen, so dass diese werder über- noch unterfordert sind.Der Lernpfad sollte neben dem vollständigen Wiederholen des Grundwissens Optik aber dennochinnerhalb einer Schulstunde zu bearbeiten sein.Während etlicher Pilotprojekte13 ist vor allem das individuelle Bearbeitungstempo der Schüler auf-gefallen. Das individuelle Bearbeitungstempo hängt nur schwach von den Parametern Wissen undUmgangssicherheit mit dem PC ab, sondern im Wesentlichen von der Gewissenhaftigkeit, mit derSchüler am PC arbeiten. Vor allem bessere Schülerinnen zeigen ein geringes Arbeitstempo bei gleich-zeitiger sauberer und nachhaltiger Arbeitsweise, während schwächere Jungen ein sehr hohes Arbeit-stempo zeigen.Dennoch wurde der Lernpfad von fast allen Schülern in der Schulstunde abschlieÿend bearbeitetund stand für alle Schüler noch den gesamten Tag o�en zur Fertigstellung des Lernpfads oder zurwiederholten Bearbeitung. Dieses Angebot wurde auch von mehreren Schülern wahrgenommen, wieein stichpunktartige Überprüfung am Abend14 durch mich zeigte. Besonders erfreulich war, dass einSchüler, bei dem Verdacht auf Autismus besteht, diese anonyme Möglichkeit nutzte, um aktiv amUnterricht teilzunehmen.Der Abschlusstest wurde grundsätzlich kürzer konzipiert, so dass die Schüler gewissenhaft und ohneZeitdruck arbeiten können und somit eine Schulstunde zur Durchführung und Auszeichnung (sieheAbb. 2.5) der erfolgreichen Schülern ausreichend ist.Hier zeigten sich einmal mehr Unterschiede in einer sorgfältigen Arbeitsweise, so dass die Jungensehr schnell fertig waren, aber aufgrund vieler Rechtschreibfehler ( S. 11) nicht ganz so gut ab-schnitten. Durch die hohe Motivation bearbeiteten alle vorzeitig fertig gewordenen Schüler den Testnoch einmal, um ein besseres Ergebnis zu erreichen, wobei für die Schüler eine soziale Vergleichs-norm ausschlaggebend war.13Pilotprojekte zu E-Learning:• Lernpfad Energieerhaltung (GW 8. Klasse); 9. Klasse Ph; Dokeos• Lernpfad Gebrochen rationale Funktionen; 11. Klasse M; exelearning• Lernpfad Herleitung der allg. Ableitungsregeln; 11. Klasse M; GeoGebra und html14Als Admin der Lernplattform kann man die eingeloggten Schüler sehen.

2.5 Evaluation 15

Abbildung 2.10: Beim Zuordnen der Begri�e lagen alle Schüler richtig, obwohl auch hier für dieeindeutige Lösung sorgfältig gearbeitet werden musste. Dennoch ist der Aufgabenumfang begrenztund für die Schüler überschaubar.Insgesamt konnte der Abschlusstest und die Vergabe der Abschlusszerti�kate innerhalb einer Schul-stunde komplett abgeschlossen werden.Das Lernmedium Computer stellt für Schüler in keinster Weise ein Problem dar. Alle Schülerkonnten sowohl die unterschiedlichen interaktiven Elemente des Lernpfads ( S. 8) als auch dieTestmöglichkeiten der Dokeos-Lernplattform ( S. 11) sicher bedienen.Obwohl die Schüler noch nie mit einer E-Learning Plattform gearbeitet hatten, waren sowohl derLogin-Vorgang als auch die eigenständige Navigation für niemanden ein Problem. Den Schülernwurde nur ihr Login und Passwort mitgeteilt und sie begannen danach selbstständig ohne weitereEinweisungen zu arbeiten. Hier ist es sicherlich hilfreich, dass die Schüler sehr ungezwungen undausprobierend den Umgang mit der Lernplattform erkunden und somit rasch die Möglichkeiten unddie Arbeitsweise innerhalb der neuen Lernumgebung kennenlernen.Es konnte auch nicht beobachtet werden, dass Schüler die Arbeit im Computerraum als wenigerwichtig wahrnehmen, wie bisweilen beim Einsatz von Filmen zu beobachten. Einzig eine sorgfältigereund gewissenhaftere Arbeit mit dem Computer wäre für einige nötig, wobei diese Arbeitsart wohlauch bei nicht digital distributierten Inhalten von diesen Schülern angewandt wird.2.5 EvaluationDie Auswertung der Grundwissenswiederholung erfolgt anhand der Ergebnisse des Abschlusstests,einer Schülerevaluation ( S. 27) und meiner persönlichen Einschätzung. Aufgrund der geringenTeilnehmerzahl und einer fehlenden Vergleichsgruppe ist eine ausführliche statistische Auswertungvon Anfang an zum Scheitern verurteilt. Dennoch kann die Evaluation eine gesteigerte Motivationund eine zufriedenstellende Grundwissenssicherung feststellen und bietet sicher Anreiz genug, in-teraktive Möglichkeiten im Unterricht und speziell zur Grundwissenssicherung wissenschaftlich zuuntersuchen.Dieses Unterkapitel wird zuerst die Ergebnisse des Abschlusstests vorstellen und diskutieren, bevordie Umfrage der Schüler bzgl. dieser Lernsequenz ausgewertet und erörtert wird. Den Abschluss die-ses Unterkapitels bildet meine persönliche Einschätzung und eine kritische Betrachtung und Analyseder Grundwissenswiederholung Optik mit Hilfe einer Lernplattform.2.5.1 AbschlusstestDer Abschlusstest ist die primäre Quelle, um den Erfolg der Grundwissenswiederholung inhaltlich zuüberprüfen. Die einzelnen Ergebnisse der Schüler wurden von mir zusammengetragen, so dass ichein komplettes Bild über die Leistungen der Schüler bekam. Den Erfolg der Grundwissenssicherungwerde ich im folgenden Abschnitt anhand einiger Beispielaufgaben erörtern und kritisch betrachten.

2.5 Evaluation 16

Abbildung 2.11: Eine sorgfältige Unterscheidung zwischen gerichteter und ungerichteter Re�exionkonnten nicht alle Schüler erreichen. Bei dieser Aufgabe sind die Anforderungen an das Verständnisdes Textes sicherlich zu groÿ gewesen, da die sich ausschlieÿenden Aussagen 2 und 4 von mehrerenSchülern gleichzeitig angekreuzt worden sind.Re�exion in der Modellvorstellung (siehe Abb. 2.10) stellte für die Schüler kein Problem dar.Diese Aufgabe lösten alle Schüler erfolgreich, obwohl es nicht trivial ist, eine eindeutige Zuordnungvon linker zu rechter Seite zu �nden.Ein Grund dürfte die relativ ausführliche Wiederholung des Themas Re�exion mit Hilfe eines GeoGebra-Applets, der Kontrollfragen und dem Lückentext zu dem Standardversuch sein.Die Abgrenzung der gerichteten Re�exion zur ungerichteten Re�exion (Streuung) stellte dagegenein gröÿeres Problem dar (siehe Abb. 2.11). Insgesamt war die Multiple-Choice Aufgabe wohl vomTextverständnis noch zu anspruchsvoll, da mehrere Schüler sowohl die Aussage Bei der Streuung istder Einfallswinkel ungleich dem Re�exionswinkel ..., als auch die dazu negierte Aussage In beidenFällen gilt das Re�exionsgesetz ankreuzten.Enttäuschend ist das schlechte Ergebnis von 42% richtigen Antworten bei der letzten Aussage überdas Lichtstrahlenmodell, obwohl in der Skizze und bei der Wiederholung im Lernpfad explizit mit demModell der Lichtstrahlen gearbeitet wurde. O�ensichtlich ist die im Lehrplan geforderte Erkenntnis�wie man Sachverhalte durch einfache Modellvorstellungen erklären kann� ( [G8NT7]) hier vielenSchülern nicht völlig klar geworden. Hier wäre ein ausführlicherer Begleittext im Lernpfad notwendig,um derartigen Lücken vorzubeugen und die Schüler explizit auf Zusammenhänge hinzuweisen.Bildentstehung bei der Sammellinse wurde analog zur Aufgabe im Lernpfad abgefragt. Das guteAbschneiden (siehe Abb. 2.12) mit einer durchschnittlichen Fehlerquote von 10% ist einerseits auf

Abbildung 2.12: Die Skizze zur Bildentstehung bei einer Sammellinse stellte für die Schüler fachlichkein Problem dar. Lediglich Rechtschreibfehler hinderten viele Schüler an einer besseren Bewertung.

2.5 Evaluation 17

Abbildung 2.13: Obwohl die partielle Mond�nsternis nicht durchgenommen wurde, war die Anschau-lichkeit beim interaktiven GeoGebra-Applet so groÿ, dass 95 % diese Aufgabe richtig lösten.die gezielte Vorarbeit im Lernpfad zurückzuführen, andererseits wurde von den Schülern auch keinallzu tiefes Verständnis gefordert, wie bei der Unterscheidung zwischen gerichteter und ungerichteterRe�exion.Die gröÿte Hürde stellte für die Schüler die Rechtschreibung dar. Dies kann bei allen Aufgabenbeobachtet werden, bei denen Schüler Begri�e zur Lösung eingeben müssen. Aus meiner Erfahrungbei der Korrektur von Stegreifaufgaben und Schulaufgaben in der Klasse kann ich das Eintippenals gröÿte Fehlerquelle ausschlieÿen. Alle Aufgaben mit einer Textproduktion lieÿen eine unsichereRechtschreibung bei mehreren Schülern erkennen.Schattenbildung bei einer Mond�nsternis wurde im Lernpfad mittels eines GeoGebra-Appletsinteraktiv eingeübt. Im Abschlusstest sollte man den Screenshot identi�zieren, bei dem eine partielleMond�nsternis auftritt (siehe Abb. 2.13).Diese Aufgabe lösten 95% aller Schüler richtig, obwohl dies nicht explizit im Lernpfad behandeltwurde. Es zeigt sich hier, dass interessante Erscheinungen kombiniert mit interaktiven Elementendie Schüler einerseits stark motivieren, das Grundwissen zu wiederholen und andererseits auch einengroÿen Behaltwert besitzen.Spektralzerlegung von Licht wurde von mir mit in den Grundwissenskatalog ( S. 6) aufge-nommen und im Abschlusstest abgefragt. Die Spektralfarben mussten in einen Lückentext in derrichtigen Reihenfolge eingegeben werden. Richtig lösen konnten dies 63%, vernachlässigt man aberdie Unterscheidung zwischen lila und violett sind es schon 79%. Ohne Berücksichtigung der Reihen-folge ergeben sich 95% richtige Antworten, wobei die restlichen Fehler wiederum Rechtschreibfehlersind und somit festgestellt werden kann, dass die physikalischen Inhalte von fast allen Schülern er-fasst wurden.Ein ähnliches Bild ergibt sich bei der letzten Aufgabe zum Regenbogen, welche 100% der Schülerrichtig lösten. Die Spektralzerlegung stellt für die Schüler somit kein Problem dar und kann ohneden Grundwissenskatalog unnötig zu erschweren mitaufgenommen werden.2.5.2 SchülerevaluationIn der auf den Abschlusstest folgenden Stunde teilte ich den Schülern eine Umfrage ( S. 27) aus,die sie anonym beantworten konnten. In der Umfrage wurden auch Kontrollfragen eingebaut, so dassman erkennen kann, ob die Schüler diese gewissenhaft erledigen. Einerseits wurde derselbe Aspekt(z.B. Es war viel Neues dabei, Die meisten Erscheinungen kannte ich schon) bei mehreren Fragenüberprüft, andererseits wurden auch negative Aussagen (z.B. Ich hatte Probleme mit den GeoGebra-Applets) gestellt. Anhand dieser Fragen lieÿ sich erkennen, dass die Schüler den Umfragebogensorgfältig und konsistent ausfüllten.

2.5 Evaluation 18

Abbildung 2.14: Die Schüler hatten groÿen Spaÿ beim Lernpfad. Zudem bewerten sie auch die Ef-fektivität einer E-Learning Lösung positiv. Eine Folge dessen ist der Wunsch nach einer vermehrtenVerwendung von Lernpfaden auch für andere Zwecke, wie z.B. der Schulaufgabenvorbereitung.In dieser Umfrage sollten die Schüler den Inhalt des Grundwissens, ihre Motivation und möglicheEinsatzgebiete von E-Learning beurteilen. Des Weiteren wurde nach dem Schwierigkeitsgrad undder Bearbeitungszeit des Lernpfads und des Abschlusstests gefragt. Abschlieÿend konnten sie denPC als Arbeitsplatz und die einzelnen Elemente des Projekts, wie GeoGebra-Applets, bewerten. DieSchüler hatten auch die Möglichkeit, individuell Kritik, Verbesserungsvorschläge und Lob am Endeder Umfrage zu äuÿern.Der Inhalt des Lernpfads war für die Schüler gröÿtenteils bekannt. Sie lehnten die Aussage Es warviel Neues dabei (siehe Abb. 2.14) gröÿtenteils ab, was bei einem Grundwissenstest von Natur ausgegeben ist. Dies stellt für die Schüler jedoch keinen Widerspruch zu einem interessanten Lernpfaddar, da sie sowohl die graphische Darstellung mittels Bilder als auch den Lernpfad als Ganzen positivbewerteten.Hervorzuheben ist sicherlich die Selbsteinschätzung zum Lernerfolg, da eine eindeutige Mehrheit derAussage Ich habe mehr gelernt, als wenn wir das Grundwissen gemeinsam in der Klasse wiederholthätten zustimmen konnte. Dies korreliert auch mit der Auswertung zur Frage der Motivation (Ich

Abbildung 2.15: Der Schwierigkeitsgrad in der Erarbeitung mit Hilfe des Lernpfads und bei derErgebnisüberprüfung im Abschlusstest ist aus Schülersicht angemessen. Bei der Frage nach der Bear-beitungszeit lässt sich erkennen, dass einige Schüler mehr Zeit bräuchten, dennoch ist eine Schulstundefür die meisten Schüler zur Bearbeitung des Lernpfads und des Abschlusstests ausreichend.

2.5 Evaluation 19

Abbildung 2.16: Der PC ist für die Schüler immer noch ein interessanteres Medium als ein Buch.Dies bestätigt sich auch an der positiven Rückmeldung bezüglich der Motivation durch Bilder und desLernerfolgs durch interaktive Elemente. Die sehr gute Bewertung aller Komponenten der E-LearningUmgebung unterstützt diese These.war richtig motiviert, den Lernpfad zu bearbeiten) und eines erweiterten Einsatzes von E-Learning imUnterricht, in Vertretungsstunden, zur Schulaufgabenvorbereitung und bei der Hausaufgabe (sieheAbb. 2.14).Schwierigkeitsgrad und Bearbeitungszeit sind aus Schülersicht sowohl für den Lernpfad als auchbeim Abschlusstest angemessen (siehe Abb. 2.15).Die etwas schlechtere Bewertung des Abschlusstests bezüglich der Schwierigkeit kann mit der feh-lenden Rechtschreibkorrektur erklärt werden, die für viele Schüler ein groÿes Problem darstellte. DieBearbeitungszeit des Lernpfads zeigte die gröÿte Diversi�kation in der Antwort, was mit den groÿenUnterschieden im individuellen Lerntempo erklärbar ist ( S. 14).Der Arbeitsplatz PC ist im Alltag der Schüler fest verwurzelt (siehe Abb. 2.16). Viele Schülerarbeiten regelmäÿig am Rechner und präferieren diese Arbeitsform auch gegenüber dem traditio-nellen Buch. Einen groÿen Anteil daran haben sicherlich die interaktiven Elemente einer E-LearningUmgebung, die den Schülern Rückmeldung über ihren Lernfortschritt geben und sie aktiv am Lern-prozess beteiligen. So sind die Multiple-Choice Aufgaben und die Abschlussprüfung äuÿerst positivbewertet worden. Die gesteigerte Anschaulichkeit durch Bilder wird auch in einer Lernumgebungbesser bewertet als Lesetexte.Überragend ist die positive Rückmeldung zu den GeoGebra-Applets. Graphisch anspruchsvolle, in-teraktive Elemente werden von den Schülern sehr geschätzt und tragen sicherlich viel zur positivenGesamteinschätzung einer E-Learning Umgebung bei.Anmerkungen der Schüler am Ende des Umfragebogens ( S. 29) lassen erkennen, dass dieSchüler eine E-Learning Lösung als äuÿerst motivierend, abwechslungsreich und lehrreich wahrneh-men.Als Verbesserung wünschten sich die Schüler bei den Lückentexten in der Abschlussprüfung haupt-sächlich eine Rechtschreibkorrektur (dass leichte Rechtschreibfehler [...] verbessert [...] werden) undeinen Thesaurus (Es sollten bei Lückentexte[n] mehrere Wörter (z.B. Synonyme) als richtig aner-kannt werden).Die Verwendung einer E-Learning Plattform sollte aus Schülersicht ausgeweitet werden, wobei nichtnur mehr Inhalte aus der Physik gewünscht werden, sondern der Einsatz auch in anderen Fächerngewünscht ist (..., es wäre toll[,] wenn es in Zukunft auch Lernpfade für andere Fächer gäbe, Grund-

2.5 Evaluation 20wissen 6[.]/8[.] Klasse).Abschlieÿend begrüÿen viele Schüler die Lernplattform als sehr gute Idee und sind gerade zu begeis-tert von den Möglichkeiten interaktiver Lernumgebungen: Haben sie gut gemacht, Herr Almer, einesuper, tolle Idee! Mal etwas anderes, hat mir sehr viel Spaÿ gemacht!2.5.3 Persönliche EinschätzungIn diesem Abschnitt werde ich aus meiner Sicht sowohl die fachlichen als auch die methodischenAspekte evaluieren. Als Basis dienen dazu natürlich die gesammelten Daten, die in den beiden vor-herigen Abschnitten (Evaluation des Abschlusstests ( S. 15) und Evaluation der Schülerbefragung( S. 17)) diskutiert wurden. Ergänzend werde ich auch meine persönlichen Erfahrungen einbringen,um somit ein rundes Bild entstehen zu lassen.Zuerst möchte ich den Umgang der Schüler mit einer interaktiven Lernplattform betrachten, be-vor die inhaltliche E�ektivität kritisch betrachtet wird. Abschlieÿend werde ich die Motivation derSchüler und deren Akzeptanz einer E-Learning Lösung darstellen.Die Bedienung und der Umgang mit dem Computer stellen für die Schüler kein Problem dar. Siehaben teilweise persönliche Erfahrungen mit Community-Seiten,15 die ähnlich aufgebaut sind. Somitist das Einloggen und die Einschreibung in den Kurs ohne jedwede Erklärung von allen Schülerngescha�t worden.Obwohl eine E-Learning Plattform sicherlich das individuelle Lernen fördert, wollen viele Schülerdennoch die Aufgaben in Partnerarbeit lösen. Die Schüler �nden es angenehm, ohne Druck einesLehrers Aufgaben zu bearbeiten, bei denen sie aber korrigiert werden. Hier trauen sich auch mehrSchüler, aktiv mitzuarbeiten und nehmen die Verbesserungen und Hinweise des Programms dankbarauf16.Für Schüler schwieriger war der Abschlusstest, da einerseits die strikte Rechtschreibkorrektur beivielen Schülern ein besseres Abschneiden zunichte machte und andererseits die Gesamtkorrektur fürSchüler am Ende zu komplex ist. Während beim Lernpfad alle Fragen instantan korrigiert werden(z.B. Hintergrundfarbe wechselt von rot nach grün bei der Lücken-Aktivität) wird der Abschlusstesterst nach dem Beenden komplett korrigiert. Viele Schüler konnten sich die Verbesserungen nichtmerken und hatten beim zweiten Versuch oft eine ähnliche Punktezahl, da dieselben Fehler wiedergemacht wurden.Besser sahen die Behaltwerte bei einer Sofortkorrektur oder bei interaktiven Elementen aus. Hierkonnten die Schüler ihr Wissen festigen und dank der interaktiven Elemente besser memorieren.Diese Einschätzung bestätigt die Analyse des Abschlusstests und wird von den Schülern auch sub-jektiv geteilt. Dies bietet dem Lehrer die Möglichkeit, den html-Export der Software exelearningwahrzunehmen und somit auf die serverbasierte Software, hier Dokeos, zu verzichten.Ein Problem für Schüler ist ein vertieftes Textverständnis. Dies konnte z.B. bei der Unterscheidungvon gerichteter Re�exion und Streuung (siehe Abb. 2.11) festgestellt werden. In dieser Jahrgangsstu-fe können Schüler noch nicht richtig Schlüsselwörter erkennen oder schwierige Aussagen im Ganzenerfassen. Dies kann natürlich mit derartigen Multiple-Choice Fragen einstudiert werden, dennochmuss den Schülern diese Fragetechnik erst geläu�g gemacht werden.15Einige Beispiele aus dem Umfeld der Schüler:• http://www.schuelervz.net• http://www.lokalisten.de16Schülerzitat aus dem Umfragebogen: Mir hat gut gefallen, dass wir uns die Themen selber bearbeiten unddass Sie uns beabsichtigt oder unbeabsichtigt (?) auch etwas zusammenarbeiten durften, was aber nur zuGesprächen über den Lernpfad geführt hat (!), weil es sehr interessant und zum weiterdenken gestaltet war.

2.5 Evaluation 21

Abbildung 2.17: Das Modell der Lichtstrahlen ist den Schülern nicht im gesamten Umfang geläu�g.Obwohl alle Schüler wissen, dass nur Gegenstände gesehen werden können, die selbst leuchtend sindoder Licht in das Auge re�ektieren (Frage 2), haben bei dieser Aufgabe 68% die Fehlvorstellung vonSehstrahlen angekreuzt.Die Grundwissensfestigung ist das eigentliche Ziel dieser Lernplattform. Diese konnte im Groÿenund Ganzen geleistet werden, wenn man von der Rechtschreibung der Fachbegri�e absieht.�Sie können mit der Vorstellung von Lichtstrahlen die Bildentstehung für einfache Fälle erklären.�( [G8NT7]) konnte für Schattenbilder, Spiegelbilder und Sammellinsen erfolgreich umgesetzt wer-den. Das zentrale Re�exionsgesetz kann ebenfalls als Erfolg betrachtet werden. Schwächen gab esbei der Unterscheidung von der gerichteten Re�exion und der Streuung, was aber teilweise durchdie sehr anspruchsvolle Aufgabe erklärt werden kann (siehe Abb. 2.11). Hier könnte ein interaktivesElement helfen, bei dem Lichtstrahlen auf unterschiedlichen Ober�ächen re�ektiert werden und nichtnur die Ober�äche untersucht wird.Das Konzept der Brechung ist für die Schüler ebenfalls geläu�g (siehe Abb. 2.17), wobei sich auchbei dieser Frage die Schwächen der Schülern beim Umgang mit dem physikalischen Modell derLichtstrahlen bestätigen. Die beiden Phänomene Sehen von nicht selbst leuchtenden Gegenständendurch re�ektierte Lichtstrahlen und Brechung beim Übergang von optisch unterschiedlich dichtenMaterialien sind zwar in sich gut verstanden, aber die Kombination beider Phänomene ausgehendvom Lichtstrahlenmodell überfordert die Schüler. Eine in sich geschlossene Erklärung ausgehend voneinem physikalischen Modell konnte von den Schülern nicht geleistet werden, obwohl sie die Vor-stellungen in einfachen Fällen routiniert anwenden. Dies könnte auch auf Vorwissenslücken beruhenoder auf einer bewusst vorgenommenen didaktischen Reduktion aufgrund der Umkehrbarkeit desLichtweges.In bezug auf das geforderte Verständnis �Sachverhalte durch einfache Modellvorstellungen erklä-ren�16 stellt sich somit ein gemischtes Bild dar. Einfache und standardisierte Erklärungen können dieSchüler ausgehend vom Lichtstrahlenmodell liefern, bei komplexen Anwendungen kann aber keinegeschlossene Lösung erwartet werden.Die Motivation der Schüler war an beiden Tagen sehr groÿ. Die Schüler arbeiteten kontinuierlichund engagiert mit (siehe Abb. 2.18) und es gab keinerlei Disziplinprobleme. Die hohe Motivationäuÿerte sich auch an der freiwilligen Vorbereitung auf den Abschlusstest am Nachmittag, obwohl erals nicht benotet angekündigt war.Vor allem die Möglichkeit, mit seinem Können ein Abschlusszerti�kat zu erwerben, motivierte dieSchüler enorm. So herrschte eine einem Schulaufgabentag ähnliche Atmosphäre, bei der alle Schülergespannt warteten und sich gegenseitig noch kleine Fragen stellten und beantworteten, als ich zuBeginn der Stunde im Computerraum war. Alle vorzeitig fertig gewordenen Schüler versuchten, ihrePunktezahl durch einen erneuten Versuch zu erhöhen. Es zeigte sich, dass die Schüler intrinsisch

22

Abbildung 2.18: Sowohl Mädchen als auch Jungen konnten mit der interaktiven Lernumgebungdeutlich motiviert werden. Dies äuÿerte sich an einer engagierten Mitarbeit und in der durchwegspositiven Rückmeldung der Schüler.und ohne Notendruck sehr motiviert waren und versuchten gut abzuschneiden, wobei für alle Schülereine soziale Vergleichsnorm innerhalb der Klasse bestand.Besonders positiv �el auf, dass die Schüler sich gerne selbst testen. Die sofortige Korrektur oderBestätigung der Antwort ist für Schüler eine willkommene Rückmeldung, um ihren Leistungsstandrichtig einzuschätzen. Diese gesteigerte Motivation resultiert auch in einer gröÿeren Aufmerksam-keit trotz der 6. Schulstunde. Die gesteigerte Aufmerksamkeit und die Selbstbetätigung durch dieinteraktiven Elemente führen letztendlich zu besseren Behaltwerten und damit zu einem besserenLernerfolg.Diese gesteigerte Motivation lässt sich auch zweifelsfrei aus der Schülerevaluation ableiten. Diemeisten Schüler konnten bei sich eine erhöhte Motivation feststellen und würden diese Arbeitsformauch gerne in weiteren Bereichen sehen (siehe Abb. 2.14). Vor allem die freien Antworten ( S.29) bestärken diese Aussage, da kein Schüler eine negative Anmerkung schrieb, sondern alle ihreBegeisterung zeigten oder Verbesserungsvorschläge erarbeiteten.3 ZusammenfassungIn der den Hauptteil der Arbeit abschlieÿenden Zusammenfassung möchte ich mich an den vieranfangs gestellten Leitfragen orientieren.Veränderungen in der Lehrerrolle ergeben sich automatisch. Der Lehrer muss viel Zeit in dieVorbereitung investieren und erhält dafür aber umfassend wiederverwendbares, digitales Unterrichts-material, welches mehrere entscheidende Vorteile liefert. Hierzu zählt die Möglichkeit, die Schülerindividuell während der Durchführung zu betreuen. So kann der Freiraum, den die Stillarbeit liefert,genutzt werden, um schwächere und besonders begabte Schüler intensiv und individell zu fördern. Einweiterer groÿer Vorteil ist die von E-Learning Umgebungen ermöglichte Flexibilisierung des Lernensbezüglich Raum und Zeit, die gleichzeitig bei den Schülern selbstverantwortliches Lernen anbahnt.Aufgaben und Hinweise so zu formulieren, dass sie weder zu leicht noch zu anspruchsvoll sind, ist diewohl schwierigste Aufgabe innerhalb der Lehrerrolle als Autor. Die beschränkten Testmöglichkeiteneiner E-Learning Umgebung erschweren es, diesem Anspruch gerecht zu werden. Anspruchsvolle Auf-gaben, die ein vertieftes Textverständnis erfordern, sind nicht leicht innerhalb der Möglichkeiten vonMultiple-Choice oder Lückentexten zu erstellen. Es besteht einerseits die Gefahr der Überforderung,andererseits kann das bloÿe Abfragen von Fachbegri�en den Lehrer nicht zufrieden stellen.Die Erstellung einer E-Learning Umgebung erfordert auch deutlich erweiterte IT-Kenntnisse. Nebendem sicheren Umgang mit einer Software zum Erstellen von Lernpfaden ist man auch als Admi-nistrator gefragt, der Logins für Schüler freischaltet und die Inhalte im Internet verfügbar macht.Des Weiteren benötigt man auch einen sicheren Umgang mit allerlei Graphiksoftware, um fehlendeSkizzen zu ergänzen bzw. Bilder geeignet vorzubereiten.

23Der Computer ist für die Schüler längst Alltagsgegenstand. Probleme in der Bedienung oderBerührungsängste treten nicht auf. Dieser o�ene Zugang zu neuen Medien macht es den Schü-lern leicht, sich auch in anspruchsvolleren Lernumgebungen schnell zurecht zu �nden. AufwendigeTextproduktionen am PC müssen aber trotzdem ausgeschlossen werden, da die Tippgeschwindigkeitsehr unterschiedlich ist und die in der Physik benötigten mathematischen Formeln von den Schülernerweiterte Kenntnise bei der Eingabe erfordern.Dennoch stellt die Arbeit am Computer eine interessante und erfolgreiche Abwechslung in der Ar-beitsmethode dar, die von den Schülern der Mittelstufe gerne angenommen wird. Die erhöhte An-schauung und die erweiterten visuellen Darstellungsmöglichkeiten erleichtern es, physikalische Phä-nomene auch in einen alltagsnahen Kontext einzubetten. Dies macht es den Schülern leicht, diePhysik als wichtigen Teil einer gymnasialen naturwissenschaftlichen Ausbildung wahrzunehmen.Weiterhin beinhaltet diese Form der Grundwissenswiederholung automatisch die geforderte Mediener-ziehung der Schüler. Durch den Umgang mit einer E-Learning Plattform werden den Schülern not-wendige und vom Lehrplan geforderte soft skills für eine �mediatisierte[...] Welt� ( [GL07] S. 31)vermittelt.Die Lern- und Behaltense�ekte sind mit dieser Arbeit nicht statistisch nachweisbar. Einefehlende Vergleichsgruppe, die geringe Gruppengröÿe, die fehlende Überprüfung der Vorkenntnisseund die fehlende erneute Testung nach einer gewissen Zeit machen dies unmöglich.Dennoch kann man aufgrund des guten Abschneidens im Abschlusstest von einem zufriedenstellendenLerne�ekt ausgehen. Wichtigster Punkt dürfte die allgemein anerkannte Korrelation zwischen hoherMotivation und guten Lern- und Behaltense�ekten sein. Die hohe Motivation dokumentiert sich inder Umfrage und entspricht auch meiner persönlichen Wahrnehmung. Vor allem interaktive Elemente,die die Schüler animieren, beim Wiederholen aktiv mitzuarbeiten, steigern die Konzentration und diedamit verbundene E�ektivität.Lernpsychologische Vorteile können eindeutig festgestellt werden. Für die Schüler ist es sehrattraktiv, am Computer zu arbeiten. Vor allem die Möglichkeit, seine persönliche Leistungsfähigkeitdurch die sofort korrigierten Tests zu beweisen, motiviert alle Schüler. Der Umgang mit einer aus-führlichen Korrektur am Ende des Abschlusstests stellt für viele aber zu hohe Anforderungen dar.Dennoch war der Abschlusstest, obwohl unbenotet, eine groÿe Motivationsquelle. Für die Schülerstand eine soziale Vergleichsnorm im Mittelpunkt und sie erlebten es als angenehm, ohne Notendruckgeprüft zu werden.Die lernpsychologischen Vorteile basieren sicherlich einerseits auf der Abwechslung der Arbeitsme-thode, andererseits auf der speziellen Arbeitsmethode mit einer E-Learning Plattform. Vor allem dieerweiterten interaktiven Möglichkeiten, die diese Arbeitsmethode bietet, motivieren die Schüler ineinem deutlich gröÿeren Maÿ als sonst üblich.Abschlieÿend kann festgestellt werden, dass die Verwendung eines interaktiven Programms im Un-terricht und speziell zur Grundwissenssicherung für Schüler und Lehrer eindeutige Vorteile bietet, dieden Nachteil eines erhöhten Vorbereitungsaufwands ausgleichen. Sowohl eine deutlich erhöhte Moti-vation als auch eine gute Festigung des Grundwissens konnten in einem angenehmen Lehrer-SchülerUmfeld erreicht werden, das dem Lehrer zusätzliche Möglichkeiten zur Binnendi�erenzierung undFörderung schwächerer Schüler bietet.

244 AusblickIm Ausblick möchte ich die Möglichkeiten darstellen, die ausgehend von der vorliegenden Lern-plattform innerhalb eines kurz- bis mittelfristigen Zeitrahmens realisierbar erscheinen. Die deutlicherhöhte Motivation und die Vorbereitung der Schüler auf deren tatsächliche zukünftige Berufsweltlassen eine Lernplattform als ideal erscheinen.Während in der vorliegenden Arbeit nur die Funktion zur Distribution von Daten und dem Stellenvon Abschlusstests vorgestellt wurde, könnten weitere Funktionen den Lernalltag revolutionieren.So kann eine E-Learning Plattform als Kristallisationspunkt für projektbasiertes Lernen, explorativesLernen oder für Knowledge Building Communities dienen ( vgl. [KR06] S. 15).Für projektbasiertes Lernen könnte man sich folgendes Fallbeispiel vorstellen: Mit einem Wiki undeiner Linksammlung werden zuerst Informationen innerhalb der Lernplattform gesammelt. Ein Forumund ein Chat dienen der Diskussion der Inhalte, während die Schüler mit einem Lernpfad und einerTestumgebung das Wissen den anderen vorstellen und zum selbstständigen Testen zur Verfügungstellen können. Für die anderen Schüler wäre der gesamte Vorgang transparent, da sowohl die Dis-kussionen innerhalb des Forums und des Chats als auch die Informationsgrundlage innerhalb derLernumgebung dokumentiert sind.Gerade die neue Struktur der gymnasialen Oberstufe � insbesondere das W-Seminar und P-Seminar� bietet sich dazu an, diese aus dem universitären und beru�ichen Umfeld bekannten Methoden imSchulalltag einzusetzen. Da bei beiden Seminaren die Schüler eine gemeinsame Arbeitsbasis haben,sich aber innerhalb des Themengebiets spezialisieren müssen, dient eine gemeinsame Austausch-plattform allen, um sich gegenseitig zu helfen und zu inspirieren. So könnten die Schüler wie auchdas Seminar als Ganzes aus einer Mischung von gemeinsam und individuell erarbeiteten Inhaltenpro�tieren und der Lehrer kann den Umfang und Inhalt der geleisteten Beiträge eines einzelnenSchülers für das gesamte Seminar auch im Nachhinein korrekt beurteilen.Möglichkeiten für den Einsatz neuer E-Learning Umgebungen bietet die Schule im Allgemeinen unddie Vorgaben des neuen G8-Lehrplans in Bayern viele, nun ist es an den Schulen und Lehrern dieseMöglichkeiten auszuschöpfen.

25B Literaturverzeichnis[GL99] Glas, Rainer et al. Pädagogik � Materialien für das Studienseminar am Gymnasium.Akademie für Lehrerfortbildung und Personalführung, Dillingen, 1999.[GL07] Glas, Rainer & Johanna Schlagbauer. Pädagogik am Gymnasium � Praxiswissen fürden Berufseinstieg. Brigg, Augsburg, 2007.[AR02] Arnold, Rolf & Henning Pätzold. Schulpädagogik kompakt � Prüfungswissen auf denPunkt gebracht. Cornelsen, Berlin, 2002.[KR01] Krapp, Andreas & Bernd Weidenmann, Hrsg. Pädagogische Psychologie. Beltz, Wein-heim, 2001.[WEI01] Weidenmann, Bernd. Lernen mit Medien. Seite 415 - 465. In Krapp [KR01], 2001.[REI01] Reinmann-Rothmeier, Gabi & Heinz Mandl. Unterrichten und Lernumgebungen ge-stalten. Seite 601 - 646. In Krapp [KR01], 2001.[RO01] Rost, Detlef H., Hrsg. Handwörterbuch Pädagogische Psychologie. Beltz, Weinheim,2001.[HA01] Hasebrook, Joachim. Multi-Media. Seite 483 - 489. In Rost [RO01], 2001.[LEU01] Leutner, Detlev. Programmierter und Computerunterstützter Unterricht. Seite 555 -562. In Rost [RO01], 2001.[KR06] Kristö�, Robert, Heimo Sandtner & Maria Jandl (Hrsg.), Qualitätskriterien für E-Learninghttp://www.e-teaching-austria.at/download_mat/Qualitaetskriterien.pdf,02. März 2008.[G8E1] Das Gymnasium in Bayernhttp://www.isb-gym8-lehrplan.de/contentserv/3.1/g8.de/index.php?StoryID=26350,02. März 2008.[G8E2] Physik - Selbstverständnis des Facheshttp://www.isb-gym8-lehrplan.de/contentserv/3.1/g8.de/index.php?StoryID=26382,02. März 2008.[G8NT] 7 Natur und Technikhttp://www.isb-gym8-lehrplan.de/contentserv/3.1/g8.de/index.php?StoryID=26436,02. März 2008.[GWKLG] Grundwissen Natur und Technik/Physik; Klenze-Gymnasium Münchenhttp://www.klg.musin.de/data/gw07_ph.pdf?sess=hlvtco2ka9q29rv4hkhc3in025,02. März 2008.[GWCJT] Grundwissen NT Physik 7. Jahrgangsstufe,; Christoph-Jacob-Treu-Gymnasium Laufhttp://www.cjt-gym-lauf.de/fusion/schule/downloads.php?cat_id=2&download_id=58,02. März 2008.

Abbildungsverzeichnis 26Abbildungsverzeichnis2.1 Lerner-/Lehrerrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.2 Screenshot Hinweise und Rechtschreibkorrektur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.3 Screenshot Streuung oder Re�exion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.4 Testeditor des LMS Dokeos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.5 Das Abschlusszerti�kat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.6 Aufgabentyp Zuordnen beim Abschlusstest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.7 Feedback des Onlinetests für Schüler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.8 Transferaufgaben beim Abschlusstest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.9 Schüler während der Durchführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.10 Auswertung Zuordnen Re�exion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.11 Auswertung Re�exion und Streuung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.12 Auswertung Lückentext Sammellinse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.13 Auswertung partielle Mond�nsternis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.14 Evaluation Schüler Lernpfad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.15 Evaluation Schüler Schwierigkeit und Bearbeitungszeit . . . . . . . . . . . . . . . . 182.16 Evaluation Umgang mit dem PC/E-Learning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.17 Lichtstrahlenmodell bei der magischen Tasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.18 Motivation der Schüler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

27C SchülerevaluationC.1 Umfragebogen Klasse 8cUmfrageJunge 2 Mädchen 2Allgemeines zum LernpfadEntscheide, inwieweit die Aussagen für Dich zutre�en! völligrichtig eherrichtig eherfalsch völligfalschDie Aufgaben waren leicht verständlich. 2 2 2 2Die Aufgaben waren alltagsnah. 2 2 2 2Es war viel Neues dabei. 2 2 2 2Ich hatte Probleme mit den GeoGebra-Applets. 2 2 2 2Die meisten Erscheinungen kannte ich schon. 2 2 2 2Die Bilder waren interessant. 2 2 2 2Die Bilder zeigen die physikalischen Phänomene anschaulich. 2 2 2 2Der Lernpfad hat mir Spaÿ gemacht. 2 2 2 2Ich habe mehr gelernt, als wenn wir das Grundwissen gemeinsam inder Klasse wiederholt hätten. 2 2 2 2E-Learning sollte im Unterricht öfter eingesetzt werden. 2 2 2 2Ich war richtig motiviert, den Lernpfad ganz zu bearbeiten. 2 2 2 2Ich habe den Lernpfad in der vorgegebenen Reihenfolge bearbeitet. 2 2 2 2Ich würde solche Aufgaben auch gerne zu Hause machen. 2 2 2 2Hausaufgaben in dieser Form fände ich gut. 2 2 2 2Vertretungsstunden könnten mit Lernpfaden sinnvoll zur Grundwis-senswiederholung genutzt werden. 2 2 2 2Lernpfade wären auch eine gute Idee zur selbstständigen Schulaufga-benvorbereitung. 2 2 2 2Schwierigkeitsgrad geraderichtig zuleicht zuschwerDer Schwierigkeitsgrad im Lernpfad war für mich: 2 2 2Der Schwierigkeitsgrad im Abschlusstest war für mich: 2 2 2

C.1 Umfragebogen 28Bearbeitungszeit geraderichtig zukurz zulangDie Bearbeitungszeit im Lernpfad war für mich: 2 2 2Der Bearbeitungszeit im Abschlusstest war für mich: 2 2 2ComputerEntscheide, inwieweit die Aussagen für Dich zutre�en! völligrichtig richtig eherfalsch falschIch arbeite oft am PC. 2 2 2 2Aus Büchern zu lernen �nde ich angenehmer. 2 2 2 2Bilder motivieren mich. 2 2 2 2Ausschlieÿlich Lesen �nde ich langweilig. 2 2 2 2Ich kann mich schlecht vor einem PC konzentrieren. 2 2 2 2Wenn ich etwas selber mache (Lücken ausfüllen, Mond�nsternis simu-lieren, ...), kann ich es mir besser merken. 2 2 2 2E-LearningVergib Noten für die einzelnen Bestandteile der Online-Lernumgebung! sehrgut gut schlecht sehrschlechtMultiple-Choice Test 2 2 2 2Lückentexte 2 2 2 2GeoGebra-Applets 2 2 2 2Bilder 2 2 2 2Lesetexte 2 2 2 2Abschlussprüfung 2 2 2 2SonstigesPlatz für alles, was Du oben nicht los werden konntest.Zum Beispiel: Verbesserungsvorschläge, was Dir besonders gut gefallen hat, ...Viel Erfolg! , JA

C.2 Anmerkungen der Schüler am Ende der Schülerevaluation 29C.2 Anmerkungen der Schüler am Ende der SchülerevaluationDie Anmerkungen der Schüler sind ohne Bearbeitung hier direkt übernommen.• So was sollten wir öfter machen.Die Schulaufgaben könnten auch so aussehen.• Mir hat gut gefallen, dass wir uns die Themen selber bearbeiten und dass Sie uns beabsichtigtoder unbeabsichtigt (?) auch etwas zusammenarbeiten durften, was aber nur zu Gesprächenüber den Lernpfad geführt hat (!), weil es sehr interessant und zum weiterdenken gestaltetwar. Es hat auf alle velle Spaÿ gemacht. Die Themen aus diesem Projekt können sich derGroÿteil der Klasse jetzt bestimmt auch besser merken. V.G. :-)• Ich fand es nicht so gut, dass man von Anfang an die Antworten sehen konnte! Es wäre bessernach jeder Nummer, dann erst, die Antworten zu zeigen! Liebe Grüÿe Julia NicolaisenPS: Haben sie gut gemacht, Herr Almer, eine super, tolle Idee! Mal etwas anderes, hat mirsehr viel Spaÿ gemacht!• Lückentexte mehrere Möglichkeiten• Gute Idee! Mehr Texte als Erklärungen wären gut. Ich fand die GeoGebra Simulationen sehrgut• Verbesserungsvorschläge� dass leichte Rechtschreibfehler angezeigt oder verbessert (vom Computer) werden� dass das Program mehrere Wörter als richtig werted (z.B. linear und geradlinig)Gut:� eine sehr gute Idee� die vielen Fragen, viele Bilder und andere Extras• Die Seite ist sehr gut, es wäre toll wenn es in Zukunft auch Lernpfade für andere Fächer gäbe• Mir hat alles eigentlich ganz gut gefallen und es wäre gut, wenn es so etwas auch in anderenFächern gäbe.• Im groÿen und ganzen hat es mit gut gefallen, vielleicht könnte man den Test ein wenig kürzermit weniger Aufgaben machen, und man könnte die Aufgaben vorher gezielt im Unterrichtansprechen und dann eine Stegreifaufgabe o.a. am Computer schreiben.Viele Grüÿe Lena Trost ;-)PS: Das selbe wie bei Julia Nicolaisen in PS steht.• Lernen am Computer ist super!!!Beim Lückentext in dem Abschlusstest sollte groÿ-kleinschreibung egal sein• Besonders gut gefallen hat mir, dass es mal etwas neues ist als Unterricht. Gut ist auch, dassdie Seite schön und übersichtlich gestaltet ist. Am besten hat mir gefallen das, wenn man dasGrundwissen lernen muss sich immer wieder einloggen kann.• Verbesserungsvorschläge:1. Der erste Buchstaben sollte beim Lückentext angezeigt werden2. Beim Abschlusstest sollte das Feld au�euchten falls die Antwort richtig ist.3. Bei Lückentexten sollten Wörter mit dem selben Sinn als richtig anerkannt werden4. mehr Zeit

C.2 Anmerkungen der Schüler am Ende der Schülerevaluation 30• Es sollten bei Lückentexte mehrere Wörter (z.B. Synonyme) als richtig anerkannt werdenEs war gut, dass man gleich erfuhr, ob man richtig lag, oder nicht• � weiter ausbauen� auch für Grundwissen 8/6 Klasse� Kreuzworträtsel� nicht nur für Physik sondern auch für z.B. Geschichte• � Auch für andere Fächer� Grundwissen 6/8 Klasse� Jetzigen Sto� behandeln� Nicht nur für Physik sondern auch für z.B. Geschichte• Man könnte es auch für andere Fächer machen

31D Screenshots des LernpfadsBeim ersten Screenshot des Lernpfads, sind alle Frames sichtbar, danach nur noch der Frame, derden Inhalt enthält.Licht und Strahlen - GW7NUT - Science online - Math and Physics http://www.edu-maphy.de/elearning/main/newscorm/lp_controller.php?cidReq=GW7NUT&act...

1 von 2 01.03.2008 17:01

Geh zu MenuGeh zu Inhalt

Science online - Math and Physics - Edu-MaPhy / Natur und Technik

Grundwissen 7.Klasse Natur und Technik > Lernpfad > Licht und Strahlen

Erstellen|Grundlegender Überblick|Display

Licht und Strahlen Sehen und gesehen

werden Lichtstrahlen

Schatten Schattenspiele Mondfinsternis Sonnenfinsternis

Reflexion Online Experiment

Spiegelbild Spiegelbild im

Detail Streuung oder

Reflexion Brechung

Brechung im Detail

BrechungÜbersicht

0%

Licht und Strahlen

Im folgenden Lernpfad wird das Grundwissen zur Optik der 7. Klasse wiederholt.

Es werden alltägliche Erfahrungen physikalisch beleuchtet:

Was kann ich sehen?

Wie sehe ich?

Wie entsteht ein Schatten?

Wie entsteht eine Mondfinsternis?

Ziele

eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/sehen_und_gesehen...

1 von 2 01.03.2008 17:05

Sehen und gesehen werden

Im Dunkeln Direkte LichtstrahlenReflektierteLichtstrahlen

Um Gegenstände zu sehen, braucht man Licht.

Es gibt verschiedene Lichtquellen, z.B. die Glühbirne und die Sonne. Diese senden direkt Licht aus, welches das menschliche Auge wahrnehmen kann.

Man kann aber auch Gegenstände sehen, die selbst keine Lichtquelle sind, wie z.B. ein Buch. Diese nicht selbst leuchtenden Körper können nur gesehenwerden, wenn Licht von diesen Gegenständen in das Auge reflektiert wird.

Um den Verlauf des sich geradlinig ausbreitenden Lichts zu konstruieren, stellt man das Licht mit Hilfe von Lichtstrahlen dar.

Mr Dokeos beim Lesen

Lichtstrahlen

Hast du aufgepasst?

32eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/sehen_und_gesehen...

2 von 2 01.03.2008 17:05

Das erste Bild von Mr Dokeos beim Lesen enthält eigentlich einen Fehler.

Wie würde man diese Szene wirklich sehen?

eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/lichtstrahlen.html?

1 von 1 01.03.2008 17:10

Lichtstrahlen

Licht breitet sich aus. In dem Bild kann man die sehen, die durch das Fenster in den Innenraum des

Bahnhofs gelangen.

Die dieser Szene ist die Sonne.

Nicht leuchtende Körper sind die Menschen, welche wir nur erkennen können, da sie die Lichtstrahlen der Sonne in das Kameraobjektiv

.

Erreichte Punkte Antworten zeigen/löschen

Lücken-Aktivität

33eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/schatten.html?

1 von 2 01.03.2008 17:11

Schatten

Schatten entstehen, wenn Lichtstrahlen von einem nicht selbst leuchtenden Gegenstand blockiert werden.

Die Schattenform hängt ab von:

Lichtquellepunktförmige Lichtquellemehrere punktförmige Lichtquellenausgedehnte Lichtquelle

Größe und Form des GegenstandesEntfernung Lichtquelle - GegenstandEntfernung Gegenstand - Schirm

Lücken-Aktivität

eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/schatten.html?

2 von 2 01.03.2008 17:12

In der Grafik ist das Schattenbild einer Lichtquelle dargestellt. Um das Schattenbild zu konstruieren, werden die

eingezeichnet, die gerade noch den Rand des blauen Gegenstandes passieren.

In der Zeichnung ist a die Entfernung - , b die Entfernung - und c die

des Gegenstandes.

Wäre die Lichtquelle weiter weg, so würde der Schatten werden. Würde ein größerer Gegenstand verwendet, so wäre das Schattenbild

.

Erreichte Punkte Antworten zeigen/löschen

34eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/schattenspiele.html?

1 von 2 01.03.2008 17:14

Schattenspiele

Ist mehr als eine Lichtquelle vorhanden, so tritt sowohl ein sehr dunkler Kernschatten, alsauch ein hellerer Halbschatten auf.

Der Kernschatten wird von keiner der beiden Kerzen beleuchtet, während beimHalbschatten jeweils eine Lichtquelle diesen Bereich ausleuchtet.

Den Schattenbereich 1 nennt man , Bereich 2 .

Lücken-Aktivität

eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/schattenspiele.html?

2 von 2 01.03.2008 17:15

Würde man die Kerze A entfernen, so wäre der derzeitige und der obere Halbschatten weiterhin ein von Kerze B.

Der Halbschatten würde dann verschwinden.

Erreichte Punkte Antworten zeigen/löschen

35eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/mondfinsternis.html?

1 von 2 01.03.2008 17:15

Mondfinsternis

Ausgedehnte Lichtquellen wie die Sonne bilden auch einen Kernschatten hinter dem beleuchteten Objekt, jedoch wird kein Halbschatten, sondern ein Schattenbereich gebildet.

Mit dem folgenden Applet kannst du eine Mondfinsternis simulieren, wobei dein Standpunkt die Erde ist. Beachte genau die Konstellation für eine Mondfinsternis.

Bei einer Mondfinsternis befindet sich der Mond im Kernschatten der Sonne.

Richtig Falsch

Da die Sonne eine ausgedehnte Lichtquelle ist, bildet sich auf der sonnnenabgewandten Seite ein Kernschatten und ein Schattenbereich aus.

Richtig Falsch

Tritt der Mond in den Kernschatten der Erde, so sieht man auf der Nachtseite der Erde eine Mondfinsternis.

Hast Du aufgepasst?

eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/mondfinsternis.html?

2 von 2 01.03.2008 17:29

Richtig Falsch

36eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/sonnenfinsternis.html?

1 von 1 01.03.2008 17:22

Sonnenfinsternis

Eine Sonnenfinsternis ist ein sehr seltenes Ereignis. Die letzte in Mitteleuropa sichtbare totale Sonnenfinsternis war am 11. August 1999, die nächste wird am 3.September 2081 sein.

Überprüfe mit Hilfe des GeoGebra-Applets die Entstehung einer Sonnenfinsternis und achte auf die Unterschiede zur Mondfinsternis.

eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/reflexion.html?

1 von 1 01.03.2008 17:23

Reflexion

Reflexionen treten immer auf, wenn Lichtstrahlen auf eine Grenzfläche treffen.

Im nebenstehenden Bild wird die Landschaft im stillen Wasser reflektiert.

Wie kommt es zu Reflexionen?

Wann ist ein Bild sichtbar?

37eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/online_experiment.html?

1 von 2 01.03.2008 17:27

Online Experiment

Du kennst sicher noch den Versuch zur Reflexion am Spiegel.

Im folgenden Test kannst du verschiedene einfallende Strahlen einstellen und musst dann den richtigen reflektierten Lichtstrahl finden!

Beachte die beiden Winkel und formuliere das Reflexionsgesetz!

eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/online_experiment.html?

2 von 2 01.03.2008 17:24

Der Einfallswinkel ist dem Reflexionswinkel .

Erreichte Punkte Antworten zeigen/löschen

Wie wird der Winkel des einlaufenden Strahls gemessen?

Es wird der Winkel zwischen Strahl und der reflektierenden Oberfläche gemessen.

Es wird der Winkel zwischen Strahl und einem Lot auf die Oberfläche gemessen.

Es wird der Winkel zwischen einfallendem und reflektiertem Strahl gemessen.

Reflexionsgesetz

Kleine Zwischenfrage!

38eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/spiegelbild.html?

1 von 2 01.03.2008 17:25

Spiegelbild

Untersuche mit dem GeoGebra-Applet, wie sich das Spiegelbild verhält.

Du kannst dir zusätzliche Informationen mit den Checkboxen darstellen lassen und diese auch wieder ausblenden.

Richtig/Falsch Fragen

eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/spiegelbild.html?

2 von 2 01.03.2008 17:26

Überprüfe folgende Aussagen anhand des GeoGebra-Applets und entscheide erst dann!

Nutze für die Lösung auch die gegebenen Hinweise.

Der türkise Lichtstrahl erfüllt das Reflexionsgesetz bei der Reflexion auf der Spiegeloberfläche.

Richtig Falsch

Der Reflexionswinkel beim braunen Lichtstrahl ist ein wenig größer als der Einfallswinkel, da der Reflexionspunkt weiter rechts ist.

Richtig Falsch

Die Lage des virtuellen Bildes ändert sich je nach Position des Auges.

Richtig Falsch

39eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/spiegelbild_im_detail...

1 von 1 01.03.2008 17:29

Spiegelbild im Detail

In diesen Spiegelbildern kann man noch einmal die Funktionsweise eines Spiegels wiederholen.

Im ersten Bild würde man sagen, das Spiegelbild vertauscht links und rechts (Achte auf das Ohr des Babys.), während man im zweiten eine Vertauschung von oben undunten sieht.

An der Schemazeichnung des GeoGebra-Applets sieht man, dass man allgemein sagen kann:

Gegenstand und Spiegelbild sind symmetrisch zur Spiegelebene.

eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/streuung_oder_refle...

1 von 2 01.03.2008 17:31

Streuung oder Reflexion

Eine glatte Oberfläche, wie ein Spiegel, reflektiert Licht gerichtet, d.h. man kann ein Bild erkennen.

Rauhe Oberflächen, z.B. Papier, reflektieren Licht ungerichtet, d.h. sie streuen und man kann kein Bild erkennen.

Im gegenüberliegenden Bild sieht man, dass die Pflastersteine streuen (ungerichtete Reflexion) und die Pfütze gerichtet reflektiert, alsospiegelt.

Untersuche mit der Lupe die beiden Gegenstände hinsichtlich ihrer Reflexionseigenschaft.

Die ersten beiden Fragen beziehen sich auf die oben untersuchten Gegenstände.

Die Oberfläche des ersten Gegenstandes reflektiert gerichtet, sie streut also.

Richtig Falsch

Richtig/Falsch Fragen

40eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/streuung_oder_refle...

2 von 2 01.03.2008 17:31

Der Gegenstand 2 streut Licht, da die rauhe Oberfläche ungerichtet reflektiert.

Richtig Falsch

In dem nebenstehenden Bild könnte man auch bei einer unruhigen Wasseroberfläche ein Spiegelbild sehen.

Richtig Falsch

eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/brechung.html?

1 von 1 01.03.2008 17:31

Brechung

Bild 1 Bild 2 Bilder überlagert

In den oberen Bildern kannst du den Effekt der Brechung beobachten. Wenn ein Lichtstrahl aus der Luft in Wasser eintritt, so wird er gebrochen.

Welches Bild zeigt diese physikalische Erscheinung?

Bild 2

Bild 1

Stab in einem Glas

Weißt du es noch?

41eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/brechung_im_detail...

1 von 1 01.03.2008 17:32

Brechung im Detail

Der einfallende trifft auf ein Glas. Ein Teil der Lichtstrahlen wird , wobei der Einfallswinkel demReflexionswinkel ist.

Ein anderer Teil tritt in das Glas ein. Er wird beim Übergang zum Glas , d.h. er ändert seine .

Beim Übergang Luft - Glas (oder ) wird der Strahl zum Lot gebrochen.

Erreichte Punkte Antworten zeigen/löschen

Lücken-Aktivität

eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/brechung_bersicht.html?

1 von 1 01.03.2008 17:32

Brechung Übersicht

Beim Übergang zwischen verschiedenen optischen Materialien wird das Licht gebrochen.

Tritt ein Lichtstrahl aus der Luft in Wasser oder Glas, so wird er zum Lot hin gebrochen. Da der Lichtweg umkehrbar ist, wird ein Lichtstrahl beim Übergang von Wasseroder Glas zu Luft vom Lot weg gebrochen.

42eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/die_magische_tasse...

1 von 1 01.03.2008 17:32

Die magische Tasse

In dem linken Bild sieht man zwei Tassen von oben. Beide Tassen sind identisch und haben in der Mitte des Bodens ein 2€ Stück.

Betrachtet man die gleichen Tassen von der Seite, so kann man nur in der Tasse das Geldstück erkennen, obwohl der Betrachtungswinkel fürbeide Tassen gleich ist.

Man sieht hier das physikalische Phänomen der . Da in der rechten Tasse eingefüllt ist, wird das vom 2€ Stück reflektierte Licht

beim Übergang - vom .

Man kann "tiefer" in die Tasse blicken und erkennt das 2€ Stück.

Erreichte Punkte Antworten zeigen/löschen

Lücken-Aktivität

eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/optische_abbildunge...

1 von 1 01.03.2008 17:35

Optische Abbildungen

Optische Geräte sind oft im Alltag anzutreffen. So sind Brillen bzw. Linsen im wahrsten Sinnne des Wortes Alltagsgegenstände für mehr alsdie Hälfte der deutschen Bevölkerung.

Weitere optische Geräte sind Mikroskope, Fernrohre, Ferngläser ... und auch das menschliche Auge!

Eines der einfachsten ist sicherlich die Lupe. Siebesteht aus einer einzigen Sammellinse.

Mit dieser wollen wir beginnen, um die Eigenschafteneiner optischen Abbildung zu wiederholen.

43eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/optische_abbildung....

1 von 1 01.03.2008 17:35

Optische Abbildung

Strahl 1 parallel zur optischen Achse nennt man Parallelstrahl.

Strahl 2 durch die Linsenmitte nennt man Mittelstrahl.

Strahl 3 durch den Brennpunkt F nennt man Brennstrahl.

Der Parallelstrahl wird zum Brennstrahl. Der Mittelstrahl bleibt Mittelstrahl. Der Brennstrahl wird zum Parallelstrahl.

Hier entsteht ein reelles Bild, da man es auf einem Schirm abbilden kann, im Gegensatz zum virtuellen Bild bei einem Spiegel.

Beachte, dass die Strahlen auch umgekehrt werden können und somit dasselbe Bild entsteht:

Brennstrahl Parallelstrahl Parallelstrahl Brennstrahl bei umgekehrter Strahlrichtung

eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/strahlengang_bei_ei...

1 von 1 01.03.2008 17:36

Strahlengang bei einer Sammellinse

Beschrifte die folgende Abbildung des Gegenstandes (Kerze) mit Hilfe einer Sammellinse.

1: 2:

3: 4:

5: 6:

7:

Erreichte Punkte Antworten zeigen/löschen

Lücken-Aktivität

44eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/sammellinse.html?

1 von 1 01.03.2008 17:36

Sammellinse

Achte auf das Bild und fülle die Lücken aus.

Bei einer Sammellinse kann man sehr leicht die Brennweite f (Abstand zu ) bestimmen.

Wenn man das Licht einer weit entfernten wie der Sonne nimmt, so sind die Lichtstrahlen alle .

Da Parallelstrahlen zu werden, wird das Licht im fokussiert.

Somit kann man z.B. mit einer Leselupe Stroh anzünden.

Erreichte Punkte Antworten zeigen/löschen

Lücken-Aktivität

eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/das_menschliche_au...

1 von 1 01.03.2008 17:37

Das menschliche Auge

Das menschliche Auge bildet hauptsächlich durch zwei Linsen ab. Die erste ist die Hornhaut. Dieser Teil des Auges ist fix und kann nur für eine bestimmte Entfernungzum Auge eine scharfe Abbildung erstellen. Die zweite Linse des Auges kann gestreckt und gestaucht werden und somit die Brennweite durch die Wölbung verändertwerden.

Um scharf zu sehen, müssen sich beide Lichtstrahlen genau auf der grünen Netzhaut schneiden.

Versuche für unterschiedliche Entfernungen des Objekts mit Hilfe der Linse ein scharfes Bild entstehen zu lassen.

45eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/licht_und_farben.html?

1 von 1 01.03.2008 17:37

Licht und Farben

Licht und Farben machen das Leben auf unserem blauen Planeten bunt.

Schon seit jeher faszinierte die Natur des Lichts große Denker wie Demokrit, Isaac Newton und Johann Wolfgang vonGoethe (rechts im Bild).

Alltagserfahrungen, wie ein schillernder Regenbogen am regennassen Himmel oder Reflexionen auf einer CD, zeigen uns,dass weißes Sonnenlicht aus verschiedenen Spektralfarben besteht.

eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/farbzerlegung.html?

1 von 1 01.03.2008 17:38

Farbzerlegung

Trifft Licht auf ein Prisma, so wird ein Teil des Lichts beim Übergang Luft - gebrochen, der andere Teil . Beim Austritt aus demPrisma geschieht dasselbe.

Da unterschiedliche Farben unterschiedlich stark gebrochen werden, wird Licht in seine einzelnen zerlegt.

Diese sind (von oben nach unten) , orange, , , und violett.

Erreichte Punkte Antworten zeigen/löschen

Lücken-Aktivität

46eXe http://www.edu-maphy.de/elearning/courses/GW7NUT/scorm/licht_strahl/regenbogen.html?

1 von 1 01.03.2008 17:38

Entstehung eines Regenbogens

Regenbogen

Im folgenden Bild wurde mit Hilfe eines Computerprogramms die Entstehung eines Regenbogens dargestellt.

Durch Brechung an einem Wassertropfen in der Luft wird das Licht in die einzelnen Farben zerlegt.

Untersuche mit Hilfe der Lupe die Vorgänge beim Eintritt und Austritt des Lichts und bei der internenReflexion.

47E Screenshots des AbschlusstestsBeim ersten Screenshot des Abschlusstests, sind alle Frames sichtbar, danach nur noch der Frame,der den Inhalt enthält.Abschlussprüfung - GW7NUT - Science online - Math and Physics http://www.edu-maphy.de/elearning/main/newscorm/lp_controller.php?cidReq=GW7NUT&act...

1 von 2 01.03.2008 16:31

Geh zu MenuGeh zu Inhalt

Science online - Math and Physics - Edu-MaPhy / Natur und Technik

Grundwissen 7.Klasse Natur und Technik > Lernpfad > Abschlussprüfung

Erstellen|Grundlegender Überblick|Display

Zeige was du gelernt hast Grundwissenstest Optik

NuT7 Abschlusszertifikat

100%

Grundwissenstest Optik NuT7

In diesem Test wird das wiederholte Grundwissen des Lernpfads Licht und Strahlen geprüft.Inhalt ist der Themenbereich Optik der 7. Jahrgangsstufe für das Fach Natur und Technik (Bayern).

Frage 1 / 15

Welche Aussagen über Lichtstrahlen sind richtig?

Lichtstrahlen sind ein Modell für die Ausbreitung des Lichts.

Da sich Licht immer strahlförmig ausbreitet, nennt man Licht auch Lichtstrahlen.

Lichtstrahlen werden zur Konstruktion von Schatten verwendet.

Ein nicht selbst leuchtendes Objekt sendet Lichtstrahlen aus, so dass man es sehen kann.

nächste >

http://www.edu-maphy.de/elearning/main/exercice/exercice_submit.php?autocomplete=off&exe...

1 von 1 01.03.2008 16:31

Grundwissenstest Optik NuT7

In diesem Test wird das wiederholte Grundwissen des Lernpfads Licht und Strahlen geprüft.Inhalt ist der Themenbereich Optik der 7. Jahrgangsstufe für das Fach Natur und Technik (Bayern).

Frage 2 / 15

Wann kann man einen Gegenstand sehen?

Ein Gegenstand muss entweder selbst leuchtend sein (z.B. Glühbirne) oder Lichtstrahlen einer Lichtquelle brechen.

Jeder Gegenstand, der Lichtstrahlen in das Auge sendet bzw. reflektiert, kann gesehen werden.

nächste >

48http://www.edu-maphy.de/elearning/main/exercice/exercice_submit.php?autocomplete=off&exe...

1 von 1 01.03.2008 16:32

Grundwissenstest Optik NuT7

In diesem Test wird das wiederholte Grundwissen des Lernpfads Licht und Strahlen geprüft.Inhalt ist der Themenbereich Optik der 7. Jahrgangsstufe für das Fach Natur und Technik (Bayern).

Frage 3 / 15

Ordne den Nummern den jeweiligen Begriff zu.

1. 1 ---- A. Kernschatten

2. 2 ---- B. Schirm

3. 3 ---- C. Abstand Lichtquelle - Gegenstand

4. 4 ---- D. punktförmige Lichtquelle

5. 5 ---- E. Halbschatten

6. <- a -> ---- F. schattenwerfender Gegenstand

nächste >

http://www.edu-maphy.de/elearning/main/exercice/exercice_submit.php?autocomplete=off&exe...

1 von 1 01.03.2008 16:32

Grundwissenstest Optik NuT7

In diesem Test wird das wiederholte Grundwissen des Lernpfads Licht und Strahlen geprüft.Inhalt ist der Themenbereich Optik der 7. Jahrgangsstufe für das Fach Natur und Technik (Bayern).

Frage 4 / 15

Ordne die Bilder richtig zu.

Verschiedene Versuchsanordnungen:

1 2 3

----------------------------------------------------------------------------------------------------Entstehende Schattenbilder auf dem Schirm:

A B C

1. Versuchsanordnung 1 ---- A. Schattenbild A

2. Versuchsanordnung 2 ---- B. Schattenbild B

3. Versuchsanordnung 3 ---- C. Schattenbild C

nächste >

49http://www.edu-maphy.de/elearning/main/exercice/exercice_submit.php?autocomplete=off&exe...

1 von 2 01.03.2008 16:34

Grundwissenstest Optik NuT7

In diesem Test wird das wiederholte Grundwissen des Lernpfads Licht und Strahlen geprüft.Inhalt ist der Themenbereich Optik der 7. Jahrgangsstufe für das Fach Natur und Technik (Bayern).

Frage 5 / 15

Wann liegt eine partielle Mondfinsternis vor?

Eine partielle Mondfinsternis bedeutet, dass nur ein Teil des Mondes schwarz ist.

http://www.edu-maphy.de/elearning/main/exercice/exercice_submit.php?autocomplete=off&exe...

2 von 2 01.03.2008 16:36

nächste >

50http://www.edu-maphy.de/elearning/main/exercice/exercice_submit.php?autocomplete=off&exe...

1 von 1 01.03.2008 16:37

Grundwissenstest Optik NuT7

In diesem Test wird das wiederholte Grundwissen des Lernpfads Licht und Strahlen geprüft.Inhalt ist der Themenbereich Optik der 7. Jahrgangsstufe für das Fach Natur und Technik (Bayern).

Frage 6 / 15

Sonnenfinsternis

Das obige Bild zeigt eine .

Man kann deutlich den sehen, der entsteht, wenn zwischen Erde und sich der befindet.

Den helleren Bereich nach außen nennt man , da die Sonne eine ausgedehnte ist.

nächste >

http://www.edu-maphy.de/elearning/main/exercice/exercice_submit.php?autocomplete=off&exe...

1 von 1 01.03.2008 16:37

Grundwissenstest Optik NuT7

In diesem Test wird das wiederholte Grundwissen des Lernpfads Licht und Strahlen geprüft.Inhalt ist der Themenbereich Optik der 7. Jahrgangsstufe für das Fach Natur und Technik (Bayern).

Frage 7 / 15

Reflexionen

Trifft Licht auf eine Grenzfläche, so wird ein Teil der Lichtstrahlen reflektiert.

Ordne die Begriffe so zu, dass alle Zuordnungen richtig sind und jede Antwort jeweils nur einmal ausgewählt wurde.

1. Der Reflexionswinkel ist ---- A. der doppelte Reflexionswinkel.

2. Der Einfallswinkel ist ---- B. gleich dem Einfallswinkel.

3. Der Winkel zwischen einfallendem und reflektiertem Lichtstrahlist

---- C. der Winkel zwischen einfallendem Strahl und Lot auf dieOberfläche.

nächste >

51http://www.edu-maphy.de/elearning/main/exercice/exercice_submit.php?autocomplete=off&exe...

1 von 1 01.03.2008 16:38

Grundwissenstest Optik NuT7

In diesem Test wird das wiederholte Grundwissen des Lernpfads Licht und Strahlen geprüft.Inhalt ist der Themenbereich Optik der 7. Jahrgangsstufe für das Fach Natur und Technik (Bayern).

Frage 8 / 15

Kreuze die richtigen Aussagen an.

linkes Bild rechtes Bild

Im linken Bild ist die Streuung dargestellt. Die Lichtstrahlen reflektieren auf der rauhen Oberfläche des Materials.

Bei der Streuung ist der Einfallswinkel ungleich dem Reflexionswinkel, deswegen streut das Licht.

Das rechte Bild zeigt die Reflexion auf einer glatten Oberfläche, wie z.B. Papier.

In beiden Fällen gilt das Reflexionsgesetz.

Dieses physikalische Phänomen kann mit Hilfe von Lichtstrahlen erklärt werden.

nächste >

http://www.edu-maphy.de/elearning/main/exercice/exercice_submit.php?autocomplete=off&exe...

1 von 1 01.03.2008 16:38

Grundwissenstest Optik NuT7

In diesem Test wird das wiederholte Grundwissen des Lernpfads Licht und Strahlen geprüft.Inhalt ist der Themenbereich Optik der 7. Jahrgangsstufe für das Fach Natur und Technik (Bayern).

Frage 9 / 15

Kreuze die richtigen Aussagen an.

Bild 1 Bild 2

Die Spiegelbilder entstehen durch Reflexion auf einer glatten Oberfläche.

Spiegelbild 1 vertauscht vorne und hinten.

Spiegelbild und Gegenstand sind symmetrisch zur Spiegelebene.

Spiegelbild 2 vertauscht rechts und links und oben und unten.

nächste >

52http://www.edu-maphy.de/elearning/main/exercice/exercice_submit.php?autocomplete=off&exe...

1 von 1 01.03.2008 16:40

Grundwissenstest Optik NuT7

In diesem Test wird das wiederholte Grundwissen des Lernpfads Licht und Strahlen geprüft.Inhalt ist der Themenbereich Optik der 7. Jahrgangsstufe für das Fach Natur und Technik (Bayern).

Frage 10 / 15

Kreuze die richtige Aussage an.

Gibt man Wasser in eine Tasse, auf deren Boden eine Münze ist, so schwebt diese höher und man kann sie bereits bei einem kleineren Blickwinkel sehen.

Das reflektierte Licht einer Münze wird beim Übergang Wasser - Luft vom Lot weg gebrochen und man kann die Münze bereits bei einem kleineren Blickwinkelsehen.

Die Lichtstrahlen aus dem Auge werden beim Übergang Luft - Wasser zum Lot hin gebrochen, so dass man "tiefer" in die Tasse blicken kann.

nächste >

http://www.edu-maphy.de/elearning/main/exercice/exercice_submit.php?autocomplete=off&exe...

1 von 2 01.03.2008 16:40

Grundwissenstest Optik NuT7

In diesem Test wird das wiederholte Grundwissen des Lernpfads Licht und Strahlen geprüft.Inhalt ist der Themenbereich Optik der 7. Jahrgangsstufe für das Fach Natur und Technik (Bayern).

Frage 11 / 15

Fülle den Text sinnvoll aus! (physikalische Fachsprache)

Das obige Bild zeigt den Eiffelturm in (Allgemeinwissen).

In den Pfützen kann man ein erkennen, da die Lichtstrahlen auf der Wasseroberfläche werden.

Auf dem sandigen Weg werden die , d.h. reflektiert. Deswegen kann hier kein erkannt werden.

Der Eiffelturm ist einerseits sichtbar, da Glühbirnen, also Gegenstände, Lichtstrahlen senden, andererseits werden

Gegenstände wie die Stahlträger beleuchtet.

53http://www.edu-maphy.de/elearning/main/exercice/exercice_submit.php?autocomplete=off&exe...

1 von 1 01.03.2008 16:41

Grundwissenstest Optik NuT7

In diesem Test wird das wiederholte Grundwissen des Lernpfads Licht und Strahlen geprüft.Inhalt ist der Themenbereich Optik der 7. Jahrgangsstufe für das Fach Natur und Technik (Bayern).

Frage 12 / 15

Beschrifte die Abbildung.

1:

2:

3:

4:

5:

6:

7:

nächste >

http://www.edu-maphy.de/elearning/main/exercice/exercice_submit.php?autocomplete=off&exe...

1 von 1 01.03.2008 16:42

Grundwissenstest Optik NuT7

In diesem Test wird das wiederholte Grundwissen des Lernpfads Licht und Strahlen geprüft.Inhalt ist der Themenbereich Optik der 7. Jahrgangsstufe für das Fach Natur und Technik (Bayern).

Frage 13 / 15

Eigenschaften einer Sammellinse

Ist die Lichtquelle, wie in diesem Fall, weit weg, so werden die parallelen Lichtstrahlen im Brennpunkt fokussiert.

Der Abstand des hellen Flecks von der Linse ist im obigen Bild die Brennweite.

Da der Lichtweg umkehrbar ist, würden die Lichtstrahlen einer punktförmigen Lichtquelle am Ort des hellen Flecks nach der Linse parallel verlaufen.

Ein Parallelstrahl genügt, um das reelle Bild einer Sammellinse zu konstruieren.

nächste >

54http://www.edu-maphy.de/elearning/main/exercice/exercice_submit.php?autocomplete=off&exe...

1 von 1 01.03.2008 16:42

Grundwissenstest Optik NuT7

In diesem Test wird das wiederholte Grundwissen des Lernpfads Licht und Strahlen geprüft.Inhalt ist der Themenbereich Optik der 7. Jahrgangsstufe für das Fach Natur und Technik (Bayern).

Frage 14 / 15

Nenne die Spektralfarben von weißem Licht.

Achte auf die richtige Reihenfolge der Farben.

Weißes Licht besteht aus , orange, , , und .

nächste >

http://www.edu-maphy.de/elearning/main/exercice/exercice_submit.php?autocomplete=off&exe...

1 von 1 01.03.2008 16:42

Grundwissenstest Optik NuT7

In diesem Test wird das wiederholte Grundwissen des Lernpfads Licht und Strahlen geprüft.Inhalt ist der Themenbereich Optik der 7. Jahrgangsstufe für das Fach Natur und Technik (Bayern).

Frage 15 / 15

Kreuze die richtigen Aussagen an.

Der Regenbogen entsteht, da farbiges Licht der Sonne reflektiert wird.

Die Sonne ist direkt hinter den Wolken, deswegen sieht man vor den Wolken den Regenbogen.

Weißes Sonnenlicht wird in kleinen Wassertropfen gebrochen, so dass sich weißes Licht in die einzelnen Spektralfarben zerlegt.

Der schwach sichtbare Nebenregenbogen entsteht durch Reflexion an den Wassertropfen.

Ok

55F BildnachweisAlle Bilder sind vom 5. März 2008.F.1 GNU-Lizenz für freie Dokumentation - GNU-FDLhttp://en.wikipedia.org/wiki/Image:Crepuscular_rays_color.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Olliwalli_Beach.jpghttp://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Solar_eclips_1999_4.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:AVP_Lake_01.jpghttp://flickr.com/photos/cochese/1276404945/ http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Spiegelung_Stuhl_im_Wasser.jpghttp://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Brechungluftrp.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Fénytörés.jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Hauskatze_in_Abendsonne.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:TakakkawFalls2.jpg

F.1 GNU-Lizenz für freie Dokumentation - GNU-FDL 56

http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:RainbowFormation_DropletPrimary.png http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Reflexao.pnghttp://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Difracao.png http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Spiegelbild-vase.jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Hot_air_balloon_water_reflection_Quebec.jpeghttp://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Brennglas.jpg

http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Crepuscular_ray_sunset_from_telstra_tower_edit.jpghttp://www.lucnix.be/main.php?g2_itemId=35972

F.2 Creative Commons 2.0 - CC-by-sa 57F.2 Creative Commons 2.0 - CC-by-sahttp://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Lunar_Eclipse.jpg http://flickr.com/photos/cochese/1276404945/http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Harpe_de_lumiere.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Double_Bows.jpgF.3 Public Domain - PDhttp://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Chicago_Union_Station_1943.jpg http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Microscope_Zeiss_1879.jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Lupa.na.encyklopedii.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Goethe.jpgfile:///home/jalmer/dokeos/test/PrismAndLight.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Wink.JPG

F.4 Selbsterstellte Bilder 58

http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Partial-lunar-eclipse-7sept2006-sofia-bulgaria.JPGhttp://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Solar_eclipse_from_space_29_Mar_2006.jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/Image:MtHood_TrilliumLake.jpgF.4 Selbsterstellte Bilder

F.4 Selbsterstellte Bilder 59

60G Erklärung des VerfassersHiermit versichere ich, dass ich die vorliegende schriftliche Hausarbeit in allen Teilen selbstständiggefertigt und keine anderen als die in der schriftlichen Hausarbeit angegebenen Hilfsmittel benutzthabe. Die schriftliche Hausarbeit habe ich nicht schon als Doktor-, Magister- oder Diplomarbeit beieiner Hochschule oder als schriftliche Hausarbeit bei einer anderen Staatsprüfung für ein Lehramteingereicht. Mit der Einsichtnahme durch Dritte bin ich einverstanden.Ort, Datum StRef J. Almer