Akustische Untersuchungen mit dem Smartphone und Tablet-Computern - Fachliche und didaktische Aspekte

In den letzten etwa zehn Jahren avancierten Smartphones und andere tragbare, „mobile“ Endgeräte mit berührungssensitivem Display zu den meistverbreiteten modernen Medien weltweit. Eine Besonderheit im Vergleich zu gewöhnlichen Mobiltelefonen ist ihre erhöhte Computerfunktionalität. Durch die Kombination der integrierten oder auch externer Sensorik mit geeigneten Softwareanwendungen (Applikationen, Apps) stellen mobile Endgeräte so eine messtechnische Basis zur Erfassung einer Reihe physikalischer Größen zur Verfügung. Die Dissertation knüpft hier an eine bereits umfangreiche didaktische, im Wesentlichen experimentell-konzeptionelle Forschungsarbeit an und strukturiert und erweitert diese für den Themenbereich Akustik. Aufbauend auf einer Identifikation geeigneter Applikationen sind im Rahmen der experimentellen Studien fast 20 smartphone- bzw. tabletbasierte Versuche zur Erschließung grundlegender akustischer Phänomene erarbeitet worden. Sind diese Grundversuche im Ausblick auf eine Implementation in die Physiklehre im Wesentlichen als Lehrerdemonstrations- und/oder klassische Schülerexperimente konzipiert, kennzeichnen weitere etwa 20 experimentelle Ideen (Vertiefungen und Anwendungen) einen besonderen Alltags- und Anwendungsbezug, eine fachbezogene Originalität oder die explizite Nutzung der ubiquitären Verfügbarkeit der Endgeräte. In enger Wechselwirkung mit den experimentellen Studien ist das Lernmodul iAcoustics für Lernende der gymnasialen Oberstufe entwickelt worden. Hauptbestandteil von iAcoustics ist ein Experimentierzirkel mit acht Stationen im Themenbereich der Schallschwingungen, der von einer Vor- und Nachbereitung begleitet wird. Ergänzend hierzu bietet iAcoustics Lernenden die Möglichkeit zu einer informellen Weiterbeschäftigung mit der Akustik und der experimentellen Arbeit mit mobilen Endgeräten (Lernangebot). Ein Schwerpunkt der empirischen Begleitstudie ist die Untersuchung des Experimentierzirkels und des Lernangebotes hinsichtlich Lern- und Motivationseffekten sowie Gelingens- und Akzeptanzaspekten.