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Physik und ihre Didaktik

PUMA : Spannungslabor

Die Applikation soll Schüler*innen in einer korrekten Modellbildung des elektrischen Stroms unterstützen. Dafür verknüpft sie am realen Experiment gemachte Beobachtungen (Lämpchen leuchtet nicht/wenig/hell, Stromstärkenmesswerte im Parallelkreis, …) mit entsprechenden, durch AR auf das Experiment projizierten physikalischen Modellvorstellungen. Dies verbindet auf intuitive Art und Weise beispielsweise die Beobachtung einer hell leuchtenden Lampe im Parallelstrang des kleinen Widerstands mit der Visualisierung einer dort höheren Stromstärke durch sich schneller bewegende virtuelle Elektronen.

Die Applikation überblendet einen Stromkreis mit Darstellungen der Leitungselektronen und Visualisierungen des elektrischen Potentials (durch Färbung der Leiterstücke gemäß des Elektronengasmodells). Für quantitative Betrachtungen können an den Bauteilen Messwerte der elektrischen Grundgrößen (Stromstärke, Spannung, Widerstand) angezeigt werden. Ausgewählte Bauteile wurden auch mit Innenansichten versehen, die es ermöglichen, Interaktionen der Leitungselektronen mit der Materie auf Teilchenebene zu beobachten. Die App ermöglicht die qualitative und quantitative Untersuchung von einfachen Stromkreisen bis hin Reihen- und Parallelschaltungen und Kombinationen dieser.

Schnelltest: Einfach die App auf das folgende Bild richten und durch Scannen der QR-Codes die App am Beispiel des fotografierten Stromkreises auf einfache Art und Weise ausprobieren.

 

Zur Augmentierung eigener Stromkreise benötigt man für das Realexperiment einen Elektrik 1 - Kasten der Firma MEKRUPHY   . Dessen Bauteile müssen mit QR-Codes beklebt werden, sodass die App die Bauteile erkennen kann. Die Targets können Sie hier herunterladen. Hierzu die pdf-Datei ausdrucken (Drucker auf 100% stellen), die QR-Codes ausschneiden und am besten mit einem transparenten Klebefilm auf die beschriebenen Bauteile kleben.

Die App ist Teil einer Promotionsarbeit am Lehrstuhl für Physik und ihre Didaktik und kann zur Ergänzung von Realexperimenten eingesetzt werden. Im Rahmen der Promotion wird der Einfluss des Einsatzes von Augmented Reality auf das konzeptuelle Verständnis (ausgedrückt im Lernzuwachs und der Auftretenswahrscheinlichkeit fehlerhafter Schülervorstellungen) untersucht.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Florian Frank oder Dr. Christoph Stolzenberger.