Crocodile Physics- Einsatz des Programms im Unterricht ? Fachdidaktikseminar SS 2006 Manuel Fliri

Inhaltsverzeichnis  Kennen lernen des Programms anhand ausgewählter physikalischer Beispiele aus dem Themengebiet Akustik und Wellen  Kritische Evaluierung hinsichtlich des Einsatzes im Schulunterricht Kriterien: - Bedienerfreundlichkeit - Übersichtlichkeit - Anschaulichkeit - Anwendbarkeit in der Schule

Bsp. 1: Schallgeschwindigkeit

Beschreibung 1. In der Bausteinbibliothek unter Wellen  2D  Schallwellenraum ins Bild reinziehen 2. Unter Inhalt  Schallgeschwindigkeit, verschiedene Materialien wie z.B. Wasser in den Schallwellenraum ziehen 3. In der Bausteinbibliothek unter Wellen  2D  Quellen  Punktquelle einfügen 4. In der Bausteinbibliothek unter Präsentation  Wertregelungsfeld einfügen und mit Material verknüpfen; Wertregelungsfeld unter Eigenschaften möglicherweise noch bearbeiten 5. In der Bausteinbibliothek unter Präsentation Text einfügen und Beschreibung dazu schreiben 6. Es können für die Materialen (z.B. Wasser) unter Eigenschaften eigene Bilder eingefügt werden

Bsp. 2: Radiowellen

Beschreibung 1. Unter Bausteinbibliothek  Wellen  2D  elektromagnet. Wellenraum einfügen, Wellenlänge links oben auf Radiowellen einstellen; unter Eigenschaften kann ein eigenes Bild eingefügt werden 2. Bei Quellen eine Punktquelle einfügen; hier kann wieder ein eigens Bild eingefügt werden (z.B. Sendemasten) 3. Im 2D Ordner auf Messung  Detektor einfügen und an die gewünschte Stelle verschieben; eigenes Bild einfügen 4. Wertregelungsfeld einfügen und mit Quelle verknüpfen; zweites Wertregelungsfeld mit Detektor verknüpfen 5. Im Wertregelungsfeld z.B. Wellenlänge des Senders anzeigen und im Detektor z.B. Verlagerung  schauen was passiert wenn die Wellenlänge geändert wird

Bsp. 3: Dopplereffekt

Beschreibung 1. Bausteinbibliothek  Wellen  2D  Schallwellenraum einfügen 2. Unter Inhalt  Wellen  Dopplereffekt  Feuerwehrauto (entspricht Schallquelle) und Mensch (entspricht Detektor) einfügen 3. Wertregelungsfeld einfügen und mit Quelle verknüpfen; zweites Wertregelungsfeld mit Detektor verknüpfen 4. Zusätzlich zum Wertregelungsfeld im selben Ordner Diagramm einfügen 5. Diagramm anklicken und unter Eigenschaften zweiten Graphen einfügen, jeweils mit Quelle und Detektor dann verknüpfen 6. Im Diagramm z.B. Frequenz anzeigen und Simulation mit dem Pause-Knopf in Symbolleiste starten; auf richtige Skalierung im Diagramm achten

Bsp. 4: Röntgenstrahlung

Beschreibung 1. Bausteinbibliothek  Wellen  2D  Elektromagnet. Wellenraum einfügen; links oben auf Röntgen stellen 2. In der Bausteinbibliothek Punktquelle und Detektor einfügen 3. Unter Inhalt  Wellen  Absorption von Röntgenstrahlen Material zwischen Quelle und Detektor einfügen (z.B. Muskel, Knochen, Blei,…) 4. Wertregelungsfeld einfügen und mit Detektor verknüpfen; Maximalverschiebung anzeigen 5. Das ganze wiederholen mit anderen Absorptionsmaterialien 6. Möglichkeit wie bei Bsp. 3 Diagramm einzufügen und mehrere Verlagerungen anzuzeigen

Bsp. 5: Fledermaus

Beschreibung 1. Bausteinbibliothek  Wellen  2D  Schallwellenraum einfügen 2. In der Bausteinbibliothek Punktquelle (Fledermaus) und Detektor einfügen, nebeneinander; Punktquelle über Eigenschaften als Impuls angeben, mit langen Unterbrechungen 3. Unter Inhalt  Wellen  Ultraschall Motte einfügen 4. Wertregelungsfeld einfügen und mit Detektor verknüpfen 5. Diagramm einfügen und Verlagerung zeichnen lassen; x-Achse unter Eigenschaften als Spezifische Bausteineigenschaft mit Wellenraum verknüpfen und Wellenraumzeit anzeigen 6. Unter Inhalt  Wellen  Lautstärke und Tonhöhe  Lineal einfügen und Entfernung zwischen Quelle (Fledermaus) und Motte bestimmen 7. Sonarentfernung mit Lineal vergleichen

Evaluierung Diese Evaluierung entspricht meiner persönlichen bisherigen Erfahrung mit diesem Programm und ist keine allgemeingültige Bewertung des Programms! Kriterienpunkt: Bedienerfreundlichkeit Grundsätzlich finde ich, dass man sich mit den drei Auswahlpunkten auf der linken Seite (Inhalt, Bausteinbibliothek, Eigenschaften) bald recht gut zurecht findet. Allerdings hatte ich Anfangs einige Probleme da man immer erst Bausteine einfügen muss, bevor man im Inhalt was machen kann, obwohl der Inhalt der erste Punkt ist. Weiters finde ich das System etwas gewöhnungsbedürftig. Also z.B. zuerst Wellenraum einfügen (was ist ein Wellenraum?) und dann etwas

Evaluierung aus dem Bereich Inhalt, also Schall, Licht usw. Ich fände es besser wenn es mehr natürlich wäre, also dass der Arbeitsbereich z.B. als Luft definiert werden könnte und dann eine Schallquelle oder Lichtquelle eingefügt werden könnte. Denn so wie es ist könnte man meinen, es gäbe etwas worin sich Licht ausbreitet und etwas worin sich Schall ausbreitet. Was mir auch aufgefallen ist, dass es relativ schwierig war das Lineal zum Längenmessen zu finden. Hier wäre es gut wenn es allgemein etwas wie Messwerkzeuge geben würde. Einige Kleinigkeiten bemerkt man auch bald in der Bedienung, z.B. wenn man den Detektor zu nahe an etwas anderem schiebt kann man möglicherweise nicht mehr darauf zugreifen und muss erst das andere löschen damit man wieder auf den Detektor klicken kann.

Evaluierung Fazit: Es ist wie bei fast allen PC Programmen, man muss sich erst mal daran gewöhnen und dann kann man schon damit arbeiten. Es dauert allerdings eher lange um ein etwas kompliziertes System zusammenzustellen und zu simulieren. Kriterienpunkt: Übersichtlichkeit Ich finde es ganz gut, dass man rechts den Arbeitsbereich hat und links die Auswahlregister. Was man halt braucht sucht man sich links aus und zieht es in den Arbeitsbereich. Allerdings sollte man darauf achten, dass im rechten Arbeitsbereich auch wirklich das zu sehen ist wo man als nächstes etwas einfügen möchte. Denn mir ist aufgefallen, dass

Evaluierung es manchmal nicht richtig geht mit einem ausgewählten Element nach oben oder unten zu gelangen. Wenn man im linken Register z.B. den Inhaltknopf anklickt, dann öffnet sich das Verzeichnis und wenn man noch mal anklickt schließt es sich wieder. Das unterste zum Auswählen sind die Eigenschaften. Mir ist aufgefallen, wenn man die oberen zwei offen lässt (hatte ich fast immer bei arbeiten damit) und man dann Eigenschaften von z.B. einem Diagramm anzeigen möchte, dann macht es das Register zwar auf, aber zeigt nur soviel an wie noch auf dem Bildschirm Platz ist und man kann auch nicht runter scrollen. Erst wenn man eines der oberen schließt wird mehr Platz frei und auch mehr (bzw. alles) angezeigt. Ich dachte zuerst manche Auswahlmöglichkeiten gibt es nicht.

Evaluierung Fazit: Man hat eigentlich alle Bedienmöglichkeiten und den Arbeitsbereich ziemlich gut im Überblick, erst wenn es aufwendigere Simulationen werden kann es etwas unübersichtlich werden. Kriterienpunkt: Anschaulichkeit Was ich hier besonders gut finde ist, dass man zu praktisch allem ein eigenes Bild einfügen kann. Man kann z.B. eine Landschaft als Hintergrund einfügen, die Schallquelle kann z.B. ein Auto oder Flugzeug sein, der Detektor ein Mensch usw. Dies fördert die Anschaulichkeit sehr gut und für Schüler macht es das ganze Beispiel wesentlich interessanter.

Evaluierung Leider hat das Programm aber selbst wenig gute Bilder gespeichert die man verwenden könnte, so muss man sich die Arbeit antun selbst geeignete Bilder zu suchen. Was ich allerdings noch sehr gut find ist, dass man zu jeder Simulation ein Diagramm einfügen kann und alle möglichen Parameter aufzeichnen lassen kann. Oftmals kann man sich etwas viel besser vorstellen, wenn man sieht wie sich ein bestimmter Parameter verhält. Fazit: Mit guten eingefügten Bildern wird die Simulation lebendig und anschaulich.

Evaluierung Kriterienpunkt: Anwendbarkeit in der Schule Ich würde sagen man kann dieses Programm auf zwei Arten in der Schule anwenden. Einerseits besteht die Möglichkeit für mich als Lehrer zu bestimmten Themen Simulationen vorzuzeigen, welches besonders der Anschaulichkeit dient. Ich glaube Schüler können sich z.B. den Dopplereffekt wesentlich besser vorstellen wenn ihnen solch eine Simulation gezeigt wird. Solch eine Situation wird ihnen im echten Leben dann möglicherweise auch eher auffallen und sie werden darauf achten was passiert. Andererseits besteht auch die Möglichkeit die Schüler selbst mit dem Programm arbeiten zu lassen. So kann man z.B. „modernen

Evaluierung Physikunterricht“ betreiben. Ich finde das könnte man als Option mal ausprobieren und man kann die Schüler auch einige Beispiele selbst Simulieren lassen (z.B. in Form von Hausübungen). Allerdings sollte man es nicht zu häufig machen, denn dann verliert man vielleicht den physikalischen Gedanken hinter dem Ganzen und konzentriert sich einfach mehr auf die Anwendung des Programms. Fazit: Es gibt durchaus sinnvolle Möglichkeiten dieses Programm im Schulunterricht einzusetzen, allerdings würde ich persönlich nicht meinen Unterricht mit dem Programm zusammen aufbauen, sondern lediglich ab und zu mal zum vorzeigen verwenden. Ein weiterer Punkt ist noch die Finanzierung des Programms.

Evaluierung Mit einem Preis von knapp über 400 € ist es nicht gerade so günstig. Sofern die Schule das Programm anschafft (so sollte es auch sein) dürfte dem Einsatz auch nichts im Wege stehen, allerdings würde ich es mir als Physiklehrer privat wahrscheinlich nicht kaufen. Homepage: http://www.crocodile-clips.com/german/ Kostenlose Demo-Version für 30 Tage als Download verfügbar.