Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Visualisierung Warum wir sie brauchen und wie man sie richtig betreibt.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Visualisierung Warum wir sie brauchen und wie man sie richtig betreibt."—  Präsentation transkript:

1 Visualisierung Warum wir sie brauchen und wie man sie richtig betreibt

2 Einstieg AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Beschreiben Sie, was Sie auf den nächsten Folien sehen! Versuchen Sie, Zahlen zu nennen!

3 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

4

5

6

7

8

9

10

11

12 Visualisierung im Unterrichtsfach Chemie Ist Visualisierung nötig? Begründung erforderlich aus den Kommunikationswissenschaften der Lernpsychologie und den Neurowissenschaften, sowie der (Fach)Didaktik. AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

13 Was ist ein Bild? (Drescher 1997) aus Ein Bild ist eine konkrete oder abstrakte Darstellung einer rezipierbaren Realität bzw. eines Realitätsausschnittes mit potentiell Sinn konstituierender Funktion. Kommunikationswissenschaftlicher Ansatz: Deutsch: Ein Bild ist eine konkrete oder abstrakte Darstellung einer wahrnehmbaren Realität bzw. eines Ausschnittes, der man einen Sinn zuordnen könnte. Kritik: greift für unsere Zwecke zu kurz; Grafiken fehlen. AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

14 1 Begründung aus den Kommunikationswissenschaften The Online Visual Literacy Project (1998) Grundlegende visuelle Elemente AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

15 Punkt, Linie und Form Punkt... Linie Form W AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

16 Punkte führen zu Formen: Bsp. Vasarely AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

17 Formen werden interpretiert Mann mit Saxophon… …oder Frau ? AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

18 Gesichter sind bevorzugt: Bsp. Face on Mars AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

19 Bewegung, Bsp. 1 Erzeugt durch statische Maßnahmen AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

20 Bewegung Erzeugt durch statische Maßnahmen AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

21 Bewegung, Bsp. 2 Erzeugt durch dynamische Maßnahmen AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

22 Bewegung, Bsp. 3 Erzeugt durch dynamische Maßnahmen AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

23 Räumlichkeit Erzeugt durch Perspektive AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

24 Räumlichkeit Erzeugt durch Kombination von Grundelementen Grundelement Punkte Grundelemente Linien+Helligkeit Grundelemente Punkte+Helligkeit AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

25 Orientierung AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

26 Struktur AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

27 Farbton und Sättigung Farbton (Farbe) Sättigung AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

28 Bsp. hohe Sättigung (Metainformation?)

29 Bsp. niedrige Sättigung (Metainformation?) AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

30 Helligkeit Die Felder A und B besitzen dieselbe objektive Helligkeit. Glauben Sie das? AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

31 Helligkeit Echt.

32 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Größenverhältnis Vorsicht: was stimmt hier nicht? Amesscher Raum!

33 2 Begründung aus Lernpsychologie und Neurowissenschaften AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Wahrnehmungsmodelle

34 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Was ist ein Bild? (Wagner 2007) nach Ideen von G. Hüther: Die Macht der inneren Bilder; Vandenhoeck&Ruprecht, Göttingen Um ein Bild zu erhalten benötigt man (im Nichts) mindestens zwei sinnlich wahrnehmbare Punkte und einen Beobachter. Physiologischer Ansatz:

35 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth An den Sinnen orientiertes Wahrnehmungsmodell Gehirn akustisch (13%) optisch (75%) olfaktorisch gustatorisch haptisch 3%

36 An der hemisphärischen Verarbeitung orientiertes Wahrnehmungsmodell AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth linke Hemisph. rechte Hemisph. Schwefel

37 An Kommunikationskanälen orientiertes Wahrnehmungsmodell AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Bild betrachten lesen Die thermodynamisch stabile Modifikation des Schwefels ist die rhombisch kristalline Form… sprechen (tun) Gehirn höhere visuelle Z. Decodieren höhere akust. Z. optisch (75%) akustisch (13%)

38 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Normalform codierter Kommunikation Sender inneres Bild Satz Wort Laut Zeichen Code Empfänger inneres Bild Satz Wort Laut Zeichen Code Übertragung Schrift Sprache Code Bsp.: Ich sehe einen Hund. Code

39 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Einfachste Form nichtcodierter Kommunikation Sender inneres Bild Auswahl Empfänger inneres Bild Einordnen äußeres Bild

40 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Wichtig:...it follows, that neither language nor a highly developed sense of the self or of others is necessary for consciousness to occur... Language does enrich consciousness considerably, but there is little hard evidence that it is necessary for conscious sensation to occur. C. Koch in Chalupa: The visual Neurosciences. MIT press, Cambridge, S

41 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Aus der Lernpsychologie Behaltensleistungen steigern sich gegenüber einer Kontrollgruppe (nur sprachliche Vermittlung): Um 9,5% bei zusätzlich: Bilder Um 20% bei zusätzlich: Modelle Um 32% bei zusätzlich: Originalbegegnung (betrachten) Um 40,7% bei zusätzlich: Originalbegegnung (verwenden) Düker, H./Tausch, R. (1957): Über die Wirkung der Veranschaulichung von Unterrichtsstoffen auf das Behalten. In: Zeitschrift für Experimentelle und Angewandte Psychologie, 4,

42 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Wahrnehmung von Bildern durch Augenbewegung

43 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Kippende Wahrnehmung bei gleichwertigen Referenzobjekten

44 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Visuelle Signalverarbeitung V1 primärer visueller Cortex (kommt vom Kniehöcker aus der Mittelfurche an die hintere Oberfläche) V2-V5 zweiter bis fünfter visueller Cortex A Assotiationsfelder V2 V1 V4 V3 Frontallappen Temporallappen (Schläfen~) Parietallappen (Scheitel~) Kleinhirn Occipitallappen (Hinterhaupts~) ? WO WAS A TE V5

45 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Auditive Signalverarbeitung S1 primäres Sprachzentrum S2 sekundäres Sprachzentrum (Wernicke-Areal) M motorische Felder (Broca-Areal) A Assotiationsfelder Frontallappen Temporallappen (Schläfen~) Parietallappen (Scheitel~) Kleinhirn Occipitallappen (Hinterhaupts~) S1 S2 M A V

46 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Getrennte Wege für visuell und auditiv V1 A

47 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Chunks = Sinneinheiten

48 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Chunks = Sinneinheiten kind child copil anak enfant dziecko gyerek criança

49 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Zu viele Sinneinheiten Die Situation:

50 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Zu viele Sinneinheiten In unstrukturierter Umgebung muß das Auge geführt werden:

51 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Zu viele Sinneinheiten In strukturierter Umgebung fällt dasselbe Element auf: Chalupa: The visual Neurosciences. MIT press, Cambridge.

52 Falsche Codierung AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth © Roland Spinola

53 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Bezug Bild - Sprache Welches Bild hat welchen Titel? TaketeMaluma

54 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth 3 Begründung aus der Fachdidaktik

55 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Erkenntnisebenen Submikroskopische Ebene: Teilchen-Ebene, abstrakt chemische Eigenschaften einzelne Moleküle (Aussehen) verschiedene Modelldarstellungen Makroskopische Ebene: Stoff-Ebene, konkret (anfassbar) Populationen von Molekülen Physikalische und Material-Eigenschaften

56 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Beispiel: Denkfiguren 1 Makroskopische und submikroskopische Ebene

57 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Beispiel: Denkfiguren 2 Aufbau von Unterricht und Vortrag Wenige Elemente symmetrisch Daraus zieht das Gehirn die Schlußfolgerung : das ist ja einfacher als gedacht kann ich freu mich, Erfolg.

58 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Codierungsgrad Schrift Denkfigur GrafikFotoFilm Codierungsgrad

59 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Beispiel 1: Der Wasserdampf Ikarus, Natur & Technik 5, Oldenbourg, S. 51

60 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Beispiel 2: Proteinstruktur Jgst. 9: Wo sind die H-Brücken? Die weiße Bandstruktur? Die wäre helical.

61 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Zusatzbeispiel: zu knappe Bildunterschrift Wo ist die Natronlauge drin?

62 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Zusatzbeispiel: falsche Bildunterschrift Wie bitte?

63 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Erinnerung: Wahrnehmungsgesetze z.B. Gesetz der glatt durchlaufenden Linie:

64 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Wahrnehmungsgesetze...gelten auch für Folien, Arbeitsblätter und Abbildungen:

65 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Beispiel 3: Das Molkonzept Quelle: Schülerheft, GMG Bayreuth, 12/2007. Viel zu viele Elemente Keine Reduktion der Zahl möglich, nicht durch Symmetrie und nicht durch Gruppierung Daraus zieht das Gehirn die Schlußfolgerung : kompliziert kann ich nicht. Masse m [g] Teilchen- zahl N Volumen V [l] Stoff- menge n [mol] Stoffmengen- konzentration Molares Volumen Molare Masse DichteAtom- masse Avogadro- Konstante

66 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Beispiel 3: Das Molkonzept Maßnahme 1: Unterscheidung der Qualitäten Basisgröße und Hilfsgröße zur Umwandlung; erfordert ZWEI Blicke zum erfassen. Einsatz als Arbeitsfolie und Zusammenfassung Zur Erarbeitung Gliederung nötig Nachteil: zentrale Stellung von n nicht deutlich. Masse m [g] Teilchen- zahl N Volumen V [l] Stoff- menge n [mol] Stoffmengen- konzentration Molares Volumen Molare Masse Dichte Atom- masse Avogadro- Konstante

67 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Beispiel 3: Das Molkonzept Maßnahme 2: Stärkere Betonung der zentralen Stellung von n Masse m [g] Teilchen- zahl N Volumen V [l] Stoff- menge n [mol] Stoffmengen- konzentration Molares Volumen Molare Masse Dichte Atom- masse Avogadro- Konstante Hohes Maß an Symmetrie n noch nicht optimal im Zentrum

68 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Beispiel 3: Das Molkonzept n(X) : n(Y) m(X) N(X) V(X) c(X) m(Y) N(Y) V(Y) c(Y) grundsätzlich auch noch zu viele Elemente, aber... Reduktion der Zahl durch Symmetrie und Gruppierung möglich. n ideal zentralisiert. Alternative:

69 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Persönliche Bewertung? Masse m [g] Teilchen- zahl N Volumen V [l] Stoff- menge n [mol] Stoffmengen -konz. Molares Volumen Molare Masse Dichte Atom- masse Avogadro- Konstante n(X) : n(Y) m(X) N(X) V(X) c(X) m(Y) N(Y) V(Y) c(Y)

70 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Negativbeispiel: Diamantenpreise Tufte, Edward R.: Envisioning Information. Graphics Press, Cheshire, Connecticut 1990.

71 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Didaktische Planung Was (Inhalte) Wo (did. Orte) mediales Wie Visualisierung Verfahrens-Wie Für wen (Zielgrp.) Zusammenf. Lösungsplanung Dokumentation Anwendung Festigung Einführung Problemfindung Erarbeitung/Lösung Übertragung Realexperiment Modellexperim. Denkmodell Mathem. Modell Materielles Modell Bewegtes Bild Tafelskizze… Jgst. 5 Jgst. 6 Jgst. 7 Jgst. 8 Jgst. 9 Jgst. 10 Jgst. 11 Jgst. 12 Differenz.grp. Formelschreibweise Teilchenstruktur Zeitliche Abläufe (Masse) Zeitliche Abläufe (Energie) Denkstruktur Messwerte Vereinbarungen Naturgesetz… Fragend Klassifizierung Forschend Entwickelnd Hierarchisierung Entdeckend…

72 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Fallbeispiel allgemein Gut: Anbieten von Bild und Ton: die Leistungen beider Wege werden im Gehirn genutzt. Synchrones Anbieten: die richtige Interpretation wird durch das Gesetz der Nähe unterstützt. Widerspruchsfreie Information auf den beiden Kanälen: weil das Gehirn Bearbeitungszeit spart einfach codiert: gut, weil das Gehirn mit einem Durchlauf zum Ergebnis kommt. Schlecht: Präsentieren von Bild oder Ton: ein Weg wird vergeben. Zeitversetztes Anbieten: Zusammengehörigkeit der Information wird nicht erkannt. Widerspruch zwischen den beiden Kanälen: das Gehirn muss öfter zur Überprüfung ansetzen mehrfach codiert: schlecht, weil das Gehirn mehrere Durchläufe benötigt.

73 Chemische Bezeichnungen und Schmelzpunkte (°C) : Methansäure; 8,4, Ethansäure; 16,6, Propansäure; -22, Butansäure; -5, Pentansäure; -34,5, Hexansäure; -1,5, Heptansäure; -11, Octansäure; 16,5, Nonansäure; 12,5, Decansäure; 31,5, Undecansäure; 28, Dodecansäure; 44, Tridecansäure; 43, Tetradecansäure; 54,5, Pentadecansäure; 52,3, Hexadecansäure; 63, Heptadecansäure; 61, Octadecansäure; 69 Fallbeispiel konkret: Variante 1 Aufgabe: Formulieren Sie eine allgemeine Aussage über den Verlauf der Schmelzpunkte bei Carbonsäuren! AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

74 Chemische Bezeichnungen Schmelzpunkte (°C) Methansäure8,4 Ethansäure16,6 Propansäure-22 Butansäure-5 Pentansäure-34,5 Hexansäure-1,5 Heptansäure-11 Octansäure16,5 Nonansäure12,5 Decansäure31,5 Undecansäure28 Dodecansäure44 Tridecansäure43 Tetradecansäure54,5 Pentadecansäure52,3 Hexadecansäure63 Heptadecansäure61 Octadecansäure69 Variante 2 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Aufgabe: Formulieren Sie eine allgemeine Aussage über den Verlauf der Schmelzpunkte bei Carbonsäuren!

75 Variante 3 Aufgabe: Formulieren Sie eine allgemeine Aussage über den Verlauf der Schmelzpunkte bei Carbonsäuren! AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

76 Variante 4 Aufgabe: Formulieren Sie eine allgemeine Aussage über den Verlauf der Schmelzpunkte bei Carbonsäuren! AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

77

78 Zusatzbeispiel Wo befindet sich die Zone mit den T?

79 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Nicht ganz gleichwertige Interpretationen

80 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Bewegung: wie viele Punkte sehen Sie?

81 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Kontextabhängige Interpretation

82 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Kontextabhängige Interpretation Sehen Sie DaVinci? Wie viele? Oder Reiter? Wie viele? Oder beides?

83 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Kontextabhängige Interpretation Was sehen Sie? Wann? Warum?

84 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Beispiel 3: Das Molkonzept Masse m [g] Teilchen- zahl N Volumen V [l] Stoff- menge n [mol] Stoffmengen- konzentration Molares Volumen Molare Masse DichteAtom- masse Avogadro- Konstante Variante 2:

85 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Finden Sie die Zahl, die sich rechts von einem Punkt, oberhalb eines Sterns, unterhalb einer fünf und links von einem Buchstaben R befindet!

86 AkadDir W. Wagner. Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Finden Sie:


Herunterladen ppt "Visualisierung Warum wir sie brauchen und wie man sie richtig betreibt."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen