Vertiefungsmodul zur Physikdidaktik: Physik mit dem Raspberry Pi (DDP-36)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Physics using a Raspberry Pi)
(Prüfungsordnungsmodul: Vertiefungsmodul zur Physikdidaktik)

Lehrveranstaltungen:

• • Physik mit dem Raspberry Pi; DDP-36
    (Hauptseminar, 2 SWS, Anwesenheitspflicht, Angela Fösel, Mi, 10:30 - 12:00, Zoom-Meeting)
  • Übung zu "Physik mit dem Raspberry Pi"
    (Übung, 2 SWS, Anwesenheitspflicht, Angela Fösel et al., Mo, 14:30 - 16:00, Zoom-Meeting)

Inhalt:

In diesem Seminar mit Übung setzen sich die Studierenden intensiv mit dem Microcontroller "Raspberry Pi" auseinander: Eingesetzt in Kombination mit verschiedensten Sensoren stellt er ein extrem kostengünstiges und dennoch hochwertiges Messwerterfassungssystem (MWE-System) für den Physikunterricht dar. Unter Anleitung erlernen die Studierenden in diesem Modul die Fachkompetenz im Umgang mit einem solchen Low Cost-High Tech-Messwerterfassungssystem. Programmierkenntnisse sind nicht erforderlich; Unterstützung beim Arbeiten mit (einfachen!) Programmen zur Ansteuerung der Sensoren bekommen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer durch eine studentische Hilfskraft mit entsprechender Expertise. Methodenkompetenz, insbesondere eine schülergerechte Aufbereitung für den Physikunterricht, ist ebenfalls Inhalt des Moduls. Liste möglicher thematischer Aspekte:

• Konfiguration des Raspberry Pi
  

• Ansteuerung und Auslese verschiedenster Sensoren
  

• Registrierung physikalischer Größen (z.B. Temperatur, Druck, Kraft, Schalldruckpegel
  

• Methoden der Einbindung des Low Cost-High Tech-Messwerterfassungssystems in den Physikunterricht bzw. in den PCB-Unterricht

Die Hausarbeit wird im Team angefertigt und dient der Dokumentation und Präsentation von Arbeitsergebnissen, die unter Berücksichtigung der Regeln wissenschaftlichen Arbeitens gewonnen wurden.
Es werden Forscherfragen formuliert und in einen fachwissenschaftlichen und fachdidaktischen Kontext eingeordnet. Je Forscherfrage:

• Dokumentation der Planung des Experiments/der Experimente

• Dokumentation der Durchführung des Experiments/der Experimente

• Präsentation der Messergebnisse, typischerweise in grafischer Form (einschließlich Fehlerrechnung)

• Interpretation der Messungen

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden:

• entwickeln die Fähigkeit, den Microcontroller Raspberry Pi für einen Einsatz als MWE-System zu konfigurieren
  

• entwickeln die Fähigkeit, mithilfe des Raspberry Pi verschiedenste Sensoren anzusteuern und auszulesen
  

• lernen eine kostengünstige und dennoch hochwertige Möglichkeit der Messwerterfassung kennen
  

• entwickeln die Fähigkeit, ein Raspberry Pi-basiertes Low Cost-High Tech-MWE-System zu kalibrieren und somit physikalische Größen zu registrieren
  

• lernen Methoden der Einbindung eines Raspberry Pi-basierten MWE-Systems in den Physikunterricht bzw. PCB-Unterricht kennen

Literatur:

[1] Fösel A. Low Cost - High Fun. Messwerterfassung mit dem Raspberry Pi., Praxis der Naturwissenschaften - Physik in der Schule - 66(2) (2017), S. 38-45. Aulis Verlag. München, 2017.
[2] Theis, Thomas. Einstieg in Python. Rheinwerk Verlag. 5., aktualisierte Auflage. Bonn, 2017.
[3] Kofler, Michael. Raspberry Pi. Rheinwerk Verlag. 4., aktualisierte Auflage. Bonn, 2017.
[4] Bartmann, E. Die elektronische Welt mit Raspberry Pi entdecken, O'Reilly Verlag. Köln, 2013.

Bemerkung:

Alternativ zu DDPNV-3 kann auch DDP-3 für Lehramt an Gymnasien mit 5 ECTS besucht werden. MeinCampus ordnet bei bestandenem Modul 4 ECTS dem Bereich Physikdidaktik zu und 1 ECTS dem freien Bereich.

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. 128#74#H: ab 6. Semester
   (Po-Vers. 2013 | NatFak | Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Mittelschulen) | Module Fachdidaktik Physik | Vertiefungsmodul zur Physikdidaktik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Vertiefungsmodul Physikdidaktik: Physik mit dem Raspberry Pi (Prüfungsnummer: 65602)

(englischer Titel: Physics using a Raspberry Pi)

Prüfungsleistung, Praktikumsleistung, benotet, 5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Dokumentation (Hausarbeit) im Umfang von 8 bis 10 Seiten

Erstablegung: SS 2021, 1. Wdh.: SS 2021 (nur für Wiederholer)

1. Prüfer:

Angela Fösel