TY  - THES
A3  - Schwarz, Oliver
AB  - Kurzfassung

Ein Ziel der vorliegenden Arbeit ist, Lernenden strukturbildende Phänomene im Weltall, wie den Krebsnebel, physikalisch nahezubringen, indem man diese mit physischen Modellen verknüpft. Um solche Modelle aber zu entwickeln, wird sehr viel Zeit benötigt, über die die meisten Lehrerinnen und Lehrer im Schulbetrieb nur bedingt verfügen. Aus diesem Grund wurden für die Dissertationsschrift besonders angepasste Anschauungsmodelle zu fluiddynamischen Phänomenen, wie beispielsweise der Rayleigh-Taylor-Instabilität, entwickelt. Die Modelle sind so einfach wie möglich konstruiert und in leicht nachvollziehbaren Anleitungen beschrieben, damit Lehrerinnen und Lehrer diese ohne großen Aufwand selbst für den Schulbetrieb erstellen können. Das Themengebiet der Fluiddynamik wurde gewählt, weil es sehr viele strukturbildende Phänomene im Universum erklären kann. 
Die Schwierigkeit bei der Erstellung der physischen Modelle liegt darin, dass die relevanten Phänomene im Weltraum und die dazugehörenden physischen Modelle unterschiedliche Größenordnungen aufweisen. Um dennoch die für den Unterricht relevanten physikalischen Vorgänge auf die physischen Modelle übertragen zu können, wird die Ähnlichkeitstheorie angewandt. Dieser Begriff ist Lernenden eventuell sogar bereits aus der Geometrie bekannt, wird in der vorliegenden Schrift aber noch um die physikalische Ähnlichkeit erweitert. Dabei auftretende Verhältnisse werden durch dimensionslose Kennzahlen, wie der Reynolds-Zahl, ausgedrückt. Diese können durch die Dimensionsanalyse bestimmt werden. 
Die Dissertationsschrift beinhaltet ebenfalls einen kurzen Überblick über die Ähnlichkeitstheorie in Verbindung mit der Dimensionsanalyse, um dimensionslose Kennzahlen bestimmen zu können. Mit diesem Hintergrundwissen können Lehrerinnen und Lehrer dazu übergehen, selbständig Modelle für ihre Schülerinnen und Schüler anzufertigen. Darüber hinaus beinhaltet diese Arbeit nicht nur Beschreibungen von physischen Modellen, sondern auch einige Einzelbeispiele für nutzbringende Anwendungen der Ähnlichkeitstheorie bei theoretischen Überlegungen. 
Mehrere physische Modelle wurden erprobt. Dazu wurden zwei Gruppen (9. Klasse) mit unterschiedlichen Unterrichtskonzepten konfrontiert. Die gleichen Lerninhalte wurden im Frontalunterricht und alternativ als Stationenlernen in Form der entworfenen physischen Modelle vermittelt. Damit wurde überprüft, ob der Lernzuwachs und das situative Interesse negativ oder positiv durch die Art des Unterrichtskonzeptes beeinflusst werden kann. Das Ergebnis zeigt, dass das Unterrichtskonzept keinen signifikanten Einfluss auf den Lernzuwachs oder das situative Interesse hat. Der besonders hervorzuhebende Unterschied lag darin, dass die Lernenden im Stationenlernen selbständig und selbsttätig zu ihren Resultaten kamen.
AU  - Müller (geb. Bzduskova), Lenka
DA  - 2020
DO  - 10.25819/ubsi/3777
KW  - Ähnlichkeitstheorie
KW  - Similitude
KW  - Dimensional analysis
KW  - Kelvin–Helmholtz instability
KW  - teorie podobnosti
KW  - rozměrová analýza
LA  - ger
PY  - 2020
TI  - Strömende Materie - elementarisierte Zugänge zur Physik fluiddynamischer Phänomene
TT  - Flowing matter - elementary approaches to physics of fluid dynamic phenomena
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:467-16706
Y2  - 2024-11-22T09:56:55
ER  -