Motivation Lehrplan Realschule Klasse 7

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1 Pädagogische Hochschule Ludwigsburg Thomas Rubitzko Vom einfachen Loch zur virtuellen Kamera Was auf Sie zukommt Motivation Ziele Unterrichtsgang anhand von Versuchen, Modellen und Medien Etwas Theorie Virtuelle Kamera Motivation Lehrplan Realschule Klasse 7 Ausbreitung des Lichts (4) Reflexion des Lichts (3) Brechung Totalreflexion und Dispersion (9) Optische Linsen und optische Instrumente (11 Std.) Sphärische Linsen Optische Abbildung Abbildung durch das Auge; Sehwinkel; Bau und Funktionsweise von optischen Instrumenten: Fernrohr und Fotoapparat [ME, IB, GE] Vorschlag für mögliche Projekte: Bau einer Lochkamera Fotoapparat: Einfluss der einzelnen Komponenten auf die Bildgestaltung; Bildspeicherung Ziele Lichtbündel und Strahlenmodell Bildentstehung durch Löcher Zusammenhang zwischen Lochgröße und Bildhelligkeit sowie Bildschärfe Linse erlaubt großes Loch bei gleichzeitiger Schärfe in einer Ebene Bereich der scharfen Abbildung Belichtungsdauer und Bildhelligkeit Motivabhängige Kameraeinstellungen 1

2 Schattenbilder Schattenbilder Arbeiten mit Lochblechen Fragliches Modell der Bildentstehung Zuvor besser Quantitative Zusammenhänge G tanγ = = g B b 2

3 Lichtstärke der Lochkamera Grenzen des Strahlenmodells Bildweite b als Brennweite des Lochs Durchmesser d. Lichtstärke L der Kamera: Analog dazu Blende k: d L = b b k = d Begrenzung der Lochgröße Optimaler Lochdurchmesser d in Abhängigkeit der Bildweite b und der Wellenlänge des Lichts λ von: Fotografieren mit einer Lochkamera d = 2 λb Bei einer Wellenlänge von 500 nm und einer Brennweite von 15 cm folgt d=0,5 mm. (dies ergibt Blende 300) Filme zum Selbstentwickeln Materialien zum Selbstentwickeln 3

4 Materialien zum Selbstentwickeln Internetseiten zu Lochkameras Weltweiter Tag der Lochkamera-Fotografie. Dieter Bublitz: Lochkameraseite Literatur und Internet zu Bildern mit Löchern Berge, O.E. (2002). Die Lochkamera aus physikalischer Sicht Naturwissenschaften im Unterricht Physik. Heft 68,(13) S. 4-7 Berge, O.E. (2002). Die Erklärung des Lochkamerabildes. Naturwissenschaften im Unterricht Physik. Heft 68,(13) S Englert, U. (2002). Sonnentaler Abbilder der Sonne. Naturwissenschaften im Unterricht Physik. Heft 68,(13) S Walker, J. (1982) Photographieren mit einer Lochkamera. Spektrum der Wissenschaft 1982 (1). S Modell der Bildentstehung mit Linsen Vernachlässigung Modell zu Unschärfekreisen und Blendenöffnung 4

5 Zusammenhang Blende und Belichtungszeit Blendenstufen: 1 1,4 2 2,8 4 5, Belichtungszeiten (in Sekunden): 1 1/2 1/4 1/8 1/15 1/30 1/60 1/125 1/250 1/500 Literatur Dittmann, H. & Hacker, G. (2003). Programm zur Bündeloptik. Engelhardt, P., Herdt, D. & Wiesner, H. (2003). Optische Geräte. Köln: Aulis Verlag Deubner. Vorwerk, B. (1992). Die Gestaltung von Fotos als Unterrichtsprojekt. Naturwissenschaft im Unterricht Physik, 11, Unendliches im Internet. Mentale Modelle (De Kleer & Brown, 1983) 5

6 Kognitive Flexibilität Multiple Repräsentationen Die situationsabhängige Auswahl einer geeigneten mentalen Repräsentation und ihre angemessene Verwendung. (Spiro, 1988 & 1992) Aktives Lernen mit Unterstützung An Leistungsfähigkeit angepasst Computergestützt Die virtuelle Kamera 6

7 Weitere Optionen Literatur virtuelle Kamera und Hintergrund De Kleer, J. & Brown, J. S. (1983). Assumptions and ambiguistics in mechanistic mental models. In D. Gentner & A. L. Stevens (Eds.), Mental models ( ). Hillsdale, N. J.: Erlbaum. Spiro, R. J., Coulson, R. L., Feltovich, P. J. & Anderson, D. K. (1988). Cognitive Flexibility theory: Advanced Knowledge Acquisition In Ill-Structured Domains. In: V. Patel (Ed.), Tenth annual conference of the cognitive science society ( ). Hillsdale, N.J.: Lawrence Erlbaum. Spiro, R. J., Feltovich, P. J., Jacobson, M. J. & Coulson, R. L. (1992). Cognitive Flexibility, Constructivism, and Hypertext: Random Access Information for Advanced Knowledge Acquisition in Ill- Structured Domains. In: T. Duffy & D. Jonassen (Eds.), Constructivism and the Technology of Instruction: A Conversation. (57-75) Hillsdale N. J.: Lawrence Erlbaum. Rubitzko, Th. & Girwidz, R. (2006). Fotografieren mit einer virtuellen Kamera- Lernen mit multiplen Repräsentationen. Physik und Didaktik in Schule und Hochschule. Fachintegratives Lernen mit digitalen Medien 7

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