Download von Materialien und Publikationen
Auf dieser Seite finden Sie Materialien, die die digitale Lernumgebung begleiten, und Publikationen, die im Rahmen des Projekts entstanden sind.
Promotionsprojekt von Jan Heysel
am 16.07.2026
Heysel, J. (2025). Modellierung, Simulation und Peer Review in der EduChallenge: ModellBildung. Ein Design-Based Research Projekt zur Entwicklung und Evaluation von Gestaltungsprinzipien und einem Praxisbeispiel für den Physikunterricht im Bereich Nature of Science. Dissertation im laufenden Promotionsverfahren.
Publikationen zum Projekt
Heysel, J.; Wieners, G.; Rätz, J.; Woeste, I.; Gerschlauer, K.; Beigel, J.; Bertoldi, F. (2024). Die EduChallenge: ModellBildung. Eine Einladung zur Nutzung eines neuen Lernarrangements im Bereich Nature of Science zu den Schlüsselkonzepten Modelle, SimulaIonen und Peer Review. MNU-Journal, 77(6), S.444 – 449.
Heysel, J. & Bertoldi, F. (2026 – angenommen/in Finalisierung). Simulation als Spiel für einen Computer. In: Heuckmann et al. (Hrsg.), Computersimulationen in der MINT-Bildung, Waxmann.
(Link wird hier verfügbar sein, sobald der Sammelband erschienen ist.)
Heysel, J. & Beigel, J. (2024). EduChallenge Design Template. Planungsskizze zur einfachen Gestaltung einer EduChallenge.
Heysel, J., Rätz, J., Woeste, I., Munz, V., Beigel, J., & Bertoldi, F. (2022). EduChallenge: Perspektiven auf Naturwissenschaften. Entwicklung eines innovativen Unterrichtskonzepts zum Bereich Nature of Science. PhyDid B - Didaktik der Physik - Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, 1(1).
Heysel, J., Hildebrand, T., & Blum, U. (2022). Lehramtsstudium Physik: Herausforderungen und Perspektiven zur Gestaltung von Studiengang und Schule. In R. Ißler, R. Kaenders & S. Stomporowski (Hrsg.), Fachkulturen in der Lehrerbildung weiterdenken (S. 325–338). Bonn University Press, V&R unipress
Heysel, J., Boltersdorf, M., & Bertoldi, F. (2022a). Naturwissenschaftliches Forschen im Anfangsunterricht zur Elektrizitätslehre (Sek . I). In S. Habig (Hrsg.), Unsicherheit als Element von naturwissenschaftsbezogenen Bildungsprozessen. (S.664-668) Tagungsband der Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik (GDCP).
Heysel, J., & Bertoldi, F. (2021). Expliziter Unterricht zu naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung: ’Perspektiven auf Naturwissenschaften’ als Brücke zur Schulpraxis. In S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch? (S. 681–684). Tagungsband der Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik (GDCP).
Masterarbeiten im Projekt
Heysel, J., Rätz, J., Woeste, I., Munz, V., Beigel, J., & Bertoldi, F. (2022). EduChallenge: Perspektiven auf Naturwissenschaften. Entwicklung eines innovativen Unterrichtskonzepts zum Bereich Nature of Science. PhyDid B - Didaktik Der Physik - Beiträge Zur DPG-Frühjahrstagung, 1(1). Online unter: https://ojs.dpg-physik.de/index.php/phydid-b/article/view/1236 [externer Link] [Download]
Beschreibung der Materialien
In diesem Akkordeon sind die Materialien beschrieben. Über die Links in den Akkordeons oder die Buttons rechts (mobile Anzeige: Buttons unten) können Sie die Materialien herunterladen.
Dieses Heft dient Teilnehmenden zur Sicherung von (Zwischen)Ergebnissen. Es kann analog als gedrucktes Heft (24 Seiten) oder digital als pdf genutzt werden.
Um den Artikel zu verfassen, der letztlich im "EduChallenge: ModellBildung Online Journal" veröffentlicht werden kann, gibt es eine Format-Vorlage. Soll der Artikel im OnlineJournal veröffentlicht werden, ist die vorgegebene Formatierung einzuhalten. Die Vorlage ist als docx und pages Datei verfügbar und auch an der entsprechenden Stelle der Lernumgebung hinterlegt.
Zur Durchführung des Peer Review Verfahrens steht eine Vorlage für Gutachten zu den Artikeln zur Verfügung. Diese kann über den Button rechts heruntergeladen werden und ist ebenfalls an der entsprechenden Stelle der Lernumgebung eingebettet.
Die .ipynb-Dateien, die die Programmierumgebung bilden, sind bei github hinterlegt und können von dort auch heruntergeladen werden.
[externer Link]
Beispieldaten
Im Folgenden finden Sie die das Analysevideo und die Daten der Auswertung zu der in dem Erklärvideo (integriert in Lernumgebung) aufgenommenen Wurfbewegung. Diese Daten sind als Beispiel gedacht, um einen Eindruck in die Zwischenschritte und das Ergebnis aus Videoanalyse, Simulation und Vergleich davon zu geben. Das Beispiel ist bewusst nicht komplett optimiert, sondern realistisch für eine Umsetzung durch Jugendliche.
Das Analysevideo, das bei dieser Wurfbewegung eines Volleyballs aufgenommen wurde, findet sich hier:
Nach Abschluss der Videoanalyse können in der Lernumgebung zwei Dateien heruntergeladen werden, die (a) die Positionen des Balls auf den verschiedenen Bildern des Videos enthalten und (b) verschiedene ermittelte Parameter.
Hier sind die entsprechenden Dateien des Beispielprojekts:
[Download Positionen] [Download Parameter]
Folgende Parameter, die bei der Projektdurchführung im Laborbuch notiert werden, wurden in dem Beispielprojekt ermittelt:
| Anzahl Punkt in Videoanalyse | N = 27 | ||||||||||||
| Zeit zwischen zwei Bildern im Video | dt = 0.03333 | ||||||||||||
| geschätzte Anfangswerte der Wurfbewegung |
|
Die Simulation wurde mit einem einfachen Modell einer Wurfbewegung ohne Reibung und den aus der Videoanalyse geschätzten Anfangs- und Randwerten durchgeführt. Die Simulationsergebnisse werden als Tabelle und Grafik ausgegeben.
[Download Tabelle der simulierten Werte] [Download Grafik der simulierten Werte]
Simulationsergebnisse und Daten aus der Videoanalyse werden letztlich verglichen, um zu beurteilen, wie gut das Modell den in der Natur beobachteten Wurf beschreiben kann. Hierzu werden Simulationsergebnisse und Beobachtungsdaten in einer Grafik dargestellt sowie als Video ausgegeben. Die Grafik liegt in drei Versionen vor.
[Download Grafik (nur Werte)] [Download Grafik mit Abstandsangaben] [Download Grafiken als pdf zum Ausdrucken und Einkleben in Labobuch]
Das Überlagerungsvideo kann auch hier angeschaut werden:
Kontakt
Weitere Seiten zum Projekt
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Infos, die Sie als Lehrkraft dabei unterstützten das Projekt in Ihrem Unterricht durchzuführen
Online Journal
Das „EduChallenge: ModellBildung Online Journal“ mit den Publikationen der jugendlichen Forschenden