1. Modultitel und Modulnummer:

Modul 5: Grundlagen physikalischen Experimentierens (Grundpraktikum I und II)

2. Lehrveranstaltungen des Moduls:

1. GP I: Vorlesung (1 SWS), Praktikum (3 SWS), betreut in Kleingruppen

2. GP II: Praktikum (4 SWS), betreut in Kleingruppen

GP I und GP II finden in zwei aufeinanderfolgenden Semestern statt.

3. Modulverantwortliche(r):

Dr. Udo Werner

4. Lehrinhalte:

GP I: Das Modul beginnt mit einer Vorlesung, die als Block dem eigentlichen Praktikum vorangestellt ist. In ihr werden die im praktischen Teil benötigten Kenntnisse und Methoden vorgestellt. Inhaltliche Schwerpunkte sind: Maßeinheiten, elementare Statistik, Meßmethoden, Messungenauigkeiten und das Rechnen mit Unsicherheiten, Protokollführung.

In der zweiten Semesterhälfte folgt der praktische Teil, in dem von Studierenden selbständig Experimente in betreuten Kleingruppen durchgeführt werden. Die thematischen Schwerpunkte liegen hierbei auf Versuchen zur Mechanik und Thermodynamik, wobei methodische Gesichtspunkte im Vordergrund stehen.

GP II: Der zweite Teil baut auf den im Grundpraktikum I erworbenen Kenntnissen auf; insbesondere die Inhalte der zugehörigen Vorlesung werden vorausgesetzt. Die thematischen Schwerpunkte liegen hierbei auf den Bereichen Elektrizitätslehre und Optik, wobei aber auch einige grundlegende Versuche zur modernen Physik enthalten sind, um insbesondere Studierenden mit dem Berufsziel eines Lehramtes ein abgerundetes Methodenspektrum bereitzustellen.

Es wird ein Skript zur Verfügung gestellt, das neben der eigentlichen Versuchsanleitung auch Hinweise zur Versuchsvorbereitung und Auswertung gibt. Folgende Standardwerke sind weiterhin zu empfehlen:

- Bergmann, Schäfer: Lehrbuch der Experimentalphysik, Bd.1-3

- Eichler, Kronfeld, Sahm: Das neue Physikalische Grundpraktikum

- Geschke: Physikalisches Praktikum

- Kohlrausch: Praktische Physik 1-3

- Meschede, Gerthsen: Physik

- Walcher: Praktikum der Physik

5. Kompetenzen:

Die Studierenden

- besitzen nach Durchlaufen des Moduls ein Verständnis physikalischer Zusammenhänge,

- sind in der Lage, theoretische Konzepte im Experiment zu verifizieren,

- kennen grundlegende experimentelle Techniken und Messverfahren sowie einfache Methoden der Datenanalyse,

- sind in der Lage, einen wissenschaftlichen Arbeitsprozess sprachlich zu formulieren, zu dokumentieren und seine Ergebnisse kritisch zu diskutieren,

- haben gelernt, im Team zu arbeiten und miteinander wissenschaftlich zu kommunizieren.

6. Anzahl Einzelleistungen:

Zwei benotete Einzelleistungen (jeweils eine zu GP I und GP II)

7. Erbringungsformen:

Portfolio bestehend aus 10 (GP I) bzw. 12 (GP II) Versuchen, 5 (GP I) bzw. 6 (GP II) testierten Versuchsprotokollen und einem Abschlusskolloquium: Im praktischen Teil sind 10 Versuche (GP I) bzw. 12 Versuche (GP II) in Kleingruppen, in der Regel aus zwei Studierenden bestehend, durchzuführen, die von Tutoren betreut werden. Jeder Versuch beginnt mit einer selbständigen Vorbereitung der theoretischen und experimentellen Grundlagen. Entsprechende Hinweise finden sich in der zur Verfügung gestellten Versuchsanleitung, die neben einem kurzen Abriss der Thematik die benötigten Kenntnisse stichwortartig umreißt und Literaturhinweise für das Selbststudium bietet. Bevor mit dem eigentlichen Versuch begonnen wird, wird in einer Vorbesprechung (Antestat) festgestellt, ob der Studierende über die für eine sichere Versuchsdurchführung notwendigen Kenntnisse verfügt. Die Durchführung des Experimentes, die Messergebnisse und deren Auswertung werden in einem eigenständigen und qualifizierten Protokoll dokumentiert, das durch eine kritische Diskussion der Ergebnisse zu ergänzen ist. Die Protokolle werden abwechselnd von den Studierenden jeder Kleingruppe angefertigt, so dass jeder Studierende 5 bzw. 6 Protokolle anzufertigen hat. Die Protokolle werden korrigiert und mit den Tutoren diskutiert. Letzter Bestandteil des Portfolios ist ein 30min. Gespräch (Abschlusskolloquium) über die durchgeführten Versuche und die erstellten Protokolle.

8. Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten:

Regelmäßige und aktive Teilnahme sowie das Bestehen der Einzelleistungen.

9. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte:

*: wird Physik als Nebenfach im Bachelorstudiengang mit Profil Lehramt Gymnasium und Gesamtschule (FSB 6.1) studiert, so wird die Veranstaltung für das 5 bzw. 6. Fachsemester empfohlen.

10. Teilnahmevoraussetzungen und Vorkenntnisse:

keine

11. Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls:

Pflichtmodul für den Bachelorstudiengang mit Kernfach Physik (FSB 5.1)

Pflichtmodul für den Bachelorstudiengang mit Nebenfachfach Physik Profil Lehramt Gymnasium und Gesamtschule (FSB 6.1)

Pflichtmodul für den Studiengang Master of Education (FSB 4.1.1)

12. Dauer des Moduls/Angebotsturnus:

Jährlich, GP I im Wintersemester, GP II im Sommersemester