Ein adressatenspezifisches Physikpraktikum für Studierende ... · Frankfurt,7.11.2009...
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 1
Ein adressatenspezifisches Physikpraktikumfür Studierende der Pharmazie
Irina Schwarz und Dieter Schumacher
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 2
Motivation
Die Situation der Zielgruppe hat sich geändert(reformierte Oberstufe)
Die Methodik der Praktika entspricht nicht mehr den Ergebnissen der Lernprozessforschung
Neuentwicklungunter Berücksichtigung bewährter Konzepte
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 3
Didaktischer Hintergrund
Didaktische Rekonstruktion
Fachliche Klärung
Lerner‐perspektive
Didaktische Strukturierung
Ergebnisse der Lernprozeß‐forschung
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 4
Fachliche Klärung
Gespräche mit den Lehrenden der Pharmazie:
• Physikalische und physikalisch‐chemische Grundlagen erlernen (Fachwissen)
• Auswahl der Themen
• Den Bezug zum Hauptfach transparent machen
• Bei der Prüfung Geräte wieder erkennen
• Orientierung am europäischen Arzneibuch, dem Gegenstandskatalog und der Approbationsordnung
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 5
Lernerperspektive
Gespräch mit den Studierenden• Physik ist Nebenfach• Anwendung von Physik in der Pharmazie ist zum Teil
unklar (Praktikum findet schon im 2. Semester statt)
• sehr voller Stundenplan
FragebogenFragen zum physikalischen Vorwissen, Erfahrung mit physikalischen Experimenten und Mathematik‐Kenntnisse
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Didaktische Strukturierung
• praktische Übungen : 28 Stunden Physik + 28 Stunden physikalische Chemie
• 7 Versuche zur Physik + 7 Versuche zur physikalischen Chemie
• maximal 20 Studierende pro Gruppe
• Transfer zur Pharmazie (Approbationsordnung)
Äußere Vorgaben
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 7
Didaktische Strukturierung
• Kleinschrittige Anleitung
• Umorganisation der Lernzeiten
• Durchgängig transparenter Bezug zur Pharmazie
Unser Konzept
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 8
Didaktische Strukturierung
1. Auswertung von Messdaten*
2. Strömungsmechanik ‐> Blutkreislauf *
3. Gasgesetze ‐> Atmung *
4. Elektrische Leitung * ‐> Sensoren (DMS)5. Optik1 ‐> Licht und Geometrie6. Optik2 ‐> Mikroskop7. Ionisierende Strahlung ‐> Radioaktivität
Versuche zur Physik
* In Anlehnung an die Entwicklung eines Physikpraktikums für Studierende der Medizin von Heike Theyßen
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 9
Didaktische Strukturierung
1. Rheologie ‐>Viskosität2. Diffusion ‐>Osmolarität3. Phasengrenzen ‐>Trenntechniken4. Gefrierpunktserniedrigung, Siedepunktserhöhung5. Energie‐Erhaltung * ‐>Zucker‐Verbrennung im
Kalorimeter, Energieumsatz einer Maus6. Ionenleitung * ‐> Elektrophorese7. Spektroskopie ‐> Beugung am Gitter
Versuche zur physikalischen Chemie
* In Anlehnung an die Entwicklung eines Physikpraktikums für Studierende der Medizin von Heike Theyßen
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 10
4. Elektrische Leitung/Sensoren
Widerstände ‐> Wheatstonesche BrückePhysikalische Grundlage
Physikalische Versuche
als Beispiel für Sensoren: DehnungsmessstreifenGewicht <‐> SpannungPharmazeutischer Bezug
Elektrische Waage Pharmazeutische Anwendung
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 11
Physikalisch‐chemische Versuche
+_K+
Cl-K+
Cl-
i f
+ _
6. Ionenleitung/Elektrophorese
ElektrolysePhysik.‐chem. Grundlage
IonenkanälePhysiologischer Bezug
ElektrophoresePharmazeutischer Bezug
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 12
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
neu
alt
Evaluation
Zeit war ausreichendHabe Versuche mit Interesse bearbeitet
Selbständiges Arbeiten möglich
Anleitung ausreichend
Werde die Unterlagen weiter benutzen
Inhalte für die Ausbildung wichtig
Experiment ↔ Theorie verdeutlicht
Physikalische Zusammenhänge klar
Bezug zum Studienfach deutlich
Trifft nicht zu trifft völlig zu
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 13
Zu Risiken und Nebenwirkungen lesen Sie die Packungsbeilage und fragen
Sie Ihren Arzt oder Apotheker.
Falls dann noch Fragen offen bleiben ...Email an: irina.schwarz@uni‐duesseldorf.deWeb‐Seite: www.gpphy.uni‐duesseldorf.de
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 14
Lernerperspektive
Fragebogen• wenig physikalisches Vorwissen
(Der Physikunterricht liegt für 80% der Studierenden mehr als 4 Jahre zurück)
• kaum Erfahrung mit physikalischen Experimenten
• gute Kenntnisse in Mathematik(86% der Studierenden hatten bis zum Abitur Mathematikunterricht, davon 13,9% LK)
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 15
Didaktische Strukturierung
• 4 Stunden pro Woche, 14 Wochen
• Arbeiten in zehn 2er Gruppen
• Betreuung durch zwei Assistenten pro Kurs
• Weniger Vorbereitung, kein Abfragen der Theorie im Antestat!
• Mehr Nachbereitung, geplant: schriftlicher Test zum Abtestat
• Ausführliche Versuchsanleitung
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 16
Didaktische Strukturierung
Struktur der Versuchsanleitung:1. Pharmazeutischer Bezug und Ziel des Versuchs
generelle Motivation
2. Versuchsdurchführungkleinschrittige Anleitung mit Transparenz zur Pharmazie
3. Physikalische Grundlagentheoretische Vertiefung mit Transparenz zur Pharmazie
4. Transfer in die Pharmazieweiterführende Anwendungsbeispiele
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 17
Physikalische Versuche
1. Auswertung von Messdaten Abfüllen einer Flüssigkeit
2. Strömungsmechanik Blutkreislaufmodel
3. Gasgesetze technische Anwendung
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 18
Schirm
KöhlerscheBeleuchtung „Projektor“
=> Objektiv „Lupe“=> Okular
Kamera
Lampe Blenden Dia Feldlinse
5. Optik1 ‐>Licht und Geometrie
6. Optik2 ‐>Mikroskopauch als Online‐Versuch
7. Ionisierende Strahlung ‐>Radioaktivitätnur als Online‐Versuch
Physikalische Versuche
In der Planungsphase:
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 19
Physikalisch‐chemische Versuche
5. Energie‐Erhaltung
Energieumsatz einer Maus
Verbrennung von Zuckernur als Online‐Versuch
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Frankfurt, 7.11.2009 Physikalische Grundpraktika 20
1. Rheologie ‐>Viskosität mit Geräten gemäß Arzneibuch
2. Diffusion ‐>Osmolarität Analyse von Augentropfen
3. Phasengrenzen ‐> Trenntechniken
4. Gefrierpunktserniedrigung/ Siedepunktserhöhung
7. Spektroskopie‐>Beugung am Gitter
Physikalisch‐chemische Versuche
In der Planungsphase: