Das Schülerlabor "Raumzeitwerkstatt" an der Universität Hildesheim

An der Universität Hildesheim hat im Jahr 2009 dasSchülerlabor "Raumzeitwerkstatt" den Betrieb aufgenommen.Die Raumzeitwerkstatt ist eine Plattform für Schulunterricht,Hochschullehre undphysikdidaktische Forschung und verknüpft diese drei Aspekte engmiteinander.Erstens führen die VeranstaltungenSchülerinnen und Schüler der 10. bis 13. Klassemit Experimenten, Modellexperimenten,Computersimulationen und Filmenin die Relativitätstheorie ein.Das Schülerlabor ist zweitensin die Lehramtsausbildung an der UniversitätHildesheim eingebunden: Studierendeentwickeln die Experimentierstationenund betreuen die Schülergruppen; sieerwerben dabei Erfahrungen bei der Umsetzunganspruchsvoller physikalischer Themen in den Schulunterricht.Und drittens ist das Schülerlabor eine Forschungseinrichtung,in der Evaluationen neuer Unterrichtskonzepte, Studienzum Einsatz von Modell- und Computerexperimenten im Unterrichtsowie Untersuchungen von Schülervorstellungen durchgeführt werden.Weitere Informationen und Kontakt:www.raumzeitwerkstatt.de

Bewegung im Gravitationsfeld in der Allgemeinen Relativitätstheorie - Ein neuer Zugang auf Schulniveau

In der Allgemeinen Relativitätstheorie wird die Bahn eines freifallenden Teilchens als Geodäte beschrieben, d.h. alsgeradestmögliche Linie in einer gekrümmten Raumzeit.Wir haben geometrische Methoden entwickelt, mit denen eine gekrümmteRaumzeit anschaulich dargestellt werden kann und mit denen Bahnenfreier Teilchen als Geraden in einer gekrümmten Raumzeit konstruiertwerden können. Dieser Zugang zur Allgemeinen Relativitätstheoriebasiert auf dem Regge Calculus, einer Methode zur Lösung derEinsteinschen Feldgleichungen und resultiert in einerkoordinatenfreien, nur auf messbaren Abständen beruhenden Beschreibungder Raumzeit.Voraussetzungen sind lediglich Grundlagen der SpeziellenRelativitätstheorie, so dass dieser Zugang in der Oberstufeeinsetzbar ist

Das Schülerlabor "Raumzeitwerkstatt" an der Universität Hildesheim

An der Universität Hildesheim hat im Jahr 2009 dasSchülerlabor "Raumzeitwerkstatt" den Betrieb aufgenommen.Die Raumzeitwerkstatt ist eine Plattform für Schulunterricht,Hochschullehre undphysikdidaktische Forschung und verknüpft diese drei Aspekte engmiteinander.Erstens führen die VeranstaltungenSchülerinnen und Schüler der 10. bis 13. Klassemit Experimenten, Modellexperimenten,Computersimulationen und Filmenin die Relativitätstheorie ein.Das Schülerlabor ist zweitensin die Lehramtsausbildung an der UniversitätHildesheim eingebunden: Studierendeentwickeln die Experimentierstationenund betreuen die Schülergruppen; sieerwerben dabei Erfahrungen bei der Umsetzunganspruchsvoller physikalischer Themen in den Schulunterricht.Und drittens ist das Schülerlabor eine Forschungseinrichtung,in der Evaluationen neuer Unterrichtskonzepte, Studienzum Einsatz von Modell- und Computerexperimenten im Unterrichtsowie Untersuchungen von Schülervorstellungen durchgeführt werden.Weitere Informationen und Kontakt:www.raumzeitwerkstatt.de

Bewegung im Gravitationsfeld in der Allgemeinen Relativitätstheorie - Ein neuer Zugang auf Schulniveau

In der Allgemeinen Relativitätstheorie wird die Bahn eines freifallenden Teilchens als Geodäte beschrieben, d.h. alsgeradestmögliche Linie in einer gekrümmten Raumzeit.Wir haben geometrische Methoden entwickelt, mit denen eine gekrümmteRaumzeit anschaulich dargestellt werden kann und mit denen Bahnenfreier Teilchen als Geraden in einer gekrümmten Raumzeit konstruiertwerden können. Dieser Zugang zur Allgemeinen Relativitätstheoriebasiert auf dem Regge Calculus, einer Methode zur Lösung derEinsteinschen Feldgleichungen und resultiert in einerkoordinatenfreien, nur auf messbaren Abständen beruhenden Beschreibungder Raumzeit.Voraussetzungen sind lediglich Grundlagen der SpeziellenRelativitätstheorie, so dass dieser Zugang in der Oberstufeeinsetzbar ist

Workshops zur Allgemeinen Relativitätstheorie im Schülerlabor "Raumzeitwerkstatt" an der Universität Hildesheim

Im Rahmen des Schülerlabors "Raumzeitwerkstatt" bieten wir Workshopszur Einführung in die Grundlagen der Allgemeinen Relativitätstheorieauf Schulniveau an.Dabei setzen wir einen neuartigen Zugang ein, der in unserer Arbeitsgruppeentwickelt wurde. Er basiert auf dem Regge-Calculus, einer Methode zurLösung der Einsteinschen Feldgleichungen, und resultiert in einerkoordinatenfreien, nur auf messbaren Abständen beruhenden Beschreibung derRaumzeit.In den Workshops wird mit zwei- und dreidimensionalen Modellengearbeitet, welche die TeilnehmerInnen aus Bauvorlagen selbst bauenund an denen sie Messungen ausführen und Vorhersagen der Theoriekonstruieren. Die mathematische Formulierung, die über die Schulmathematikweit hinausgeht, wird dabei durch geometrische Anschauung undzeichnerische Lösungen ersetzt.Die Themen der Workshops reichen von der relativistischen Beschreibung derGravitation als Raumzeitkrümmung bis hin zu Schwarzen Löchern,Neutronensternen, Wurmlöchern und dem expandierenden Universum.Nähere Informationen und Kontakt: www.raumzeitwerkstatt.de

Workshops zur Allgemeinen Relativitätstheorie im Schülerlabor "Raumzeitwerkstatt" an der Universität Hildesheim

Im Rahmen des Schülerlabors "Raumzeitwerkstatt" bieten wir Workshopszur Einführung in die Grundlagen der Allgemeinen Relativitätstheorieauf Schulniveau an.Dabei setzen wir einen neuartigen Zugang ein, der in unserer Arbeitsgruppeentwickelt wurde. Er basiert auf dem Regge-Calculus, einer Methode zurLösung der Einsteinschen Feldgleichungen, und resultiert in einerkoordinatenfreien, nur auf messbaren Abständen beruhenden Beschreibung derRaumzeit.In den Workshops wird mit zwei- und dreidimensionalen Modellengearbeitet, welche die TeilnehmerInnen aus Bauvorlagen selbst bauenund an denen sie Messungen ausführen und Vorhersagen der Theoriekonstruieren. Die mathematische Formulierung, die über die Schulmathematikweit hinausgeht, wird dabei durch geometrische Anschauung undzeichnerische Lösungen ersetzt.Die Themen der Workshops reichen von der relativistischen Beschreibung derGravitation als Raumzeitkrümmung bis hin zu Schwarzen Löchern,Neutronensternen, Wurmlöchern und dem expandierenden Universum.Nähere Informationen und Kontakt: www.raumzeitwerkstatt.de

General relativity in German secondary schools

This contribution describes the status quo of the incorporation of general relativity into physics classes at secondary schools in Germany. Secondary school (Gymnasium) curricula and university curricula for pre-service physics teachers (Lehramt Gymnasium) are analyzed with respect to instructional goals related to general relativity. The study includes the secondary school curricula of all 16 federal states and the university curricula of 50 universities nationwide. The general relativity content of the curricula is discussed. with a view to current physics education research on teaching general relativity at secondary school level

General relativity in German secondary schools

This contribution describes the status quo of the incorporation of general relativity into physics classes at secondary schools in Germany. Secondary school (Gymnasium) curricula and university curricula for pre-service physics teachers (Lehramt Gymnasium) are analyzed with respect to instructional goals related to general relativity. The study includes the secondary school curricula of all 16 federal states and the university curricula of 50 universities nationwide. The general relativity content of the curricula is discussed. with a view to current physics education research on teaching general relativity at secondary school level

Virtuelle Sektormodelle (ViSeMo)

Trotz der weit verbreiteten Faszination für die Allgemeine Relativitätstheorie hat diese noch kaum Einzug in die deutsche und internationale Schullandschaft finden können. Erklärungen, die häufig im populärwissenschaftlichen Bereich gegeben werden, mögen ein breiteres Verständnis des Themas fördern, sind jedoch oft nicht so präzise, wie es für ein schulisches Umfeld erforderlich ist. Um diesem Defizit zu begegnen, verwenden wir einen auf sogenannten Sektormodellen basierenden Zugang, mit dem die Grundlagen der Allgemeinen Relativitätstheorie ohne höhere Mathematik vermittelt werden können. Das vorgestellte Projekt ergänzt bestehende Arbeiten um eine neue digitale Realisierung, die einen schnelleren, ortsunabhängigen Zugriff auf eine virtuelle Variante ermöglicht und das Modell um speziell entwickelte Methoden erweitert