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Visualisierungen in der Teilchenphysik
Lernhilfe oder -hemmnis?
Sarah Maria Zöchling
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Lehramtsstudium UF Latein UF Physik
Betreuer*in
Martin Hopf
DOI
10.25365/thesis.58056
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-26329.92263.164272-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Im Bildungskontext wird der Begriff „Kompetenz“ immer populärer. Er beinhaltet zwei Aspekte: Kompetent ist jemand, der seinen Fokus auf das Wesentliche richtet und das Wahrgenommene auch auf wissenschaftlich angemessene Weise interpretiert. Im Bereich der Teilchenphysik werden verschiedene Visualisierungen verwendet, um abstrakte Konzepte im Unterricht zu veranschaulichen. Doch was Lernende von solchen Repräsentationen wahrnehmen, wurde bisher noch nicht ausreichend untersucht. Dass es einer derartigen physikdidaktischen Forschung bedarf, ist auf Alltagskonzepte zurückzuführen, die Hindernisse für wissenschaftlich angemessene Wahrnehmung darstellen können. Im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit wurde eine Studie durchgeführt, die sich mit der Wahrnehmung von Schüler*innen, Studierenden und Lehrenden beschäftigt. Insgesamt nahmen 174 Teilnehmer*innen unterschiedlicher Bildungshintergründe an einer Umfrage über zwei verschiedene Visualisierungen im Bereich der Teilchenphysik teil. Zum einen wurde ein Video über den Aufbau der Materie und zum anderen die Repräsentation einer Messung mit einem Pixeldetektor und zugehöriger Benutzeroberfläche analysiert. Es handelte sich um eine qualitative Studie mit hermeneutisch-interpretativem Ansatz. Die Analyse erfolgte auf Basis von Kategorien, wobei die fünf Levels of Discernment als Vorbild herangezogen wurden. Diese waren in Form der Anatomy of Disciplinary Discernment von Eriksson et al. (2014) eingeführt worden. Es gibt zwei Hauptresultate der Studie: Einerseits entsprechen die analytischen Ergebnisse der Anatomy of Disciplinary Discernment, was verdeutlicht, dass dieses Modell auch auf Repräsentationen in der Teilchenphysik angewandt werden kann. Andererseits wurden die Antworten der Studienteilnehmer*innen verwendet, um Empfehlungen zur Verbesserung der analysierten Visualisierungen zu formulieren.
Abstract
(Englisch)
In education context “competency” is an increasingly popular term. According to Eriksson et al. (2014) it can be defined as knowing “what to focus on in a given situation and how to interpret it in an appropriate, disciplinary manner” (p.168). In teaching particle physics various visualizations are used to illustrate abstract concepts, but little is known on what learners discern from such representations, even though everyday conceptions may be barriers to disciplinary discernment. This diploma thesis is a report on a study involving the discernment of students and teachers. In total 174 participants with various backgrounds participated in a survey about two different visualizations concerning particle physics. A video about the structure of matter and a representation of a measurement with a pixel detector and corre-sponding user interface were analyzed. The study approach was interpretive-hermeneutic and category-based. The reference categories were the five Levels of Discernment which had been introduced for an astronomical representation in form of the Anatomy of Disciplinary Discernment (ADD) by Eriksson et al. (2014). There are two main analytical outcomes: Firstly, the conclusions of the study correspond to the ADD. This means that it is also valid for visualizations in particle physics. Secondly, the participants answers were used to give recommendations to improve the analyzed visualizations.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Visualizations Discernment Particle physics
Schlagwörter
(Deutsch)
Visualisierungen Wahrnehmung Teilchenphysik
Autor*innen
Sarah Maria Zöchling
Haupttitel (Englisch)
Visualisierungen in der Teilchenphysik
Hauptuntertitel (Englisch)
Lernhilfe oder -hemmnis?
Paralleltitel (Englisch)
Visualizations in particle physics : learning aids or obstacles?
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
109 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Martin Hopf
AC Nummer
AC15537245
Utheses ID
51272
Studienkennzahl
UA | 190 | 338 | 412 |