For the characterization of surface height profiles we present a new stochastic approach which is... more For the characterization of surface height profiles we present a new stochastic approach which is based on the theory of Markov processes. With this analysis we achieve a characterization of the complexity of the surface roughness by means of a Fokker-Planck or Langevin equation, providing the complete stochastic information of multiscale joint probabilities. The method was applied to different road surface profiles which were measured with high resolution. Evidence of Markov properties is shown. Estimations for the parameters of the Fokker-Planck equation are based on pure, parameter free data analysis.
Die Indienstnahme des Physikunterrichts fur militaristische und politische Zwecke ist in Deutschl... more Die Indienstnahme des Physikunterrichts fur militaristische und politische Zwecke ist in Deutschland nichts Neues: Die Wurzeln liegen im Kaiserreich und im Faschismus („Wehrphysik“), und die Praxis im Kalten Krieg stellt hier nichts Ausergewohnliches, sondern lediglich eine auffallige Kontinuitat dar.
This is an introduction to the following papers of a conference: From Itinerant Lecturers of the ... more This is an introduction to the following papers of a conference: From Itinerant Lecturers of the 18th Century to Popularizing Science for the 21st Century.
Many workers in nanotechnology cite Richard Feynman’s after-dinner speech, “There’s plenty of roo... more Many workers in nanotechnology cite Richard Feynman’s after-dinner speech, “There’s plenty of room at the bottom,” which was given by him on December 29, 1959, to be the birthday of theoretical nanotechnology. This attribution is misleading because there is no direct link from Feynman’s talk to today’s micromachines. We discuss the historical background of Feynman’s talk, the state of the art in 1959, and Feynman’s motivation. We conclude that Feynman was not interested in building miniaturized versions of existing macroscopic machines, but wished to construct microbiological machines and tools that would enable scientists to mimic microbiological materials.
A theoretical model of a moving bicycle is presented for arbitrary bicycle geometries at finite a... more A theoretical model of a moving bicycle is presented for arbitrary bicycle geometries at finite angles. The non-linear equations of motion are derived and solved with the help of a computer. The solutions are tested for energy conservation, and examined with respect to inherent stability. For common bicycles, velocity and lean angle ranges of self-stable motion are predicted.
Die Nervenpunkte der gegenwärtigen Curriculumforschung und -planung sind vielfach aus der kritisc... more Die Nervenpunkte der gegenwärtigen Curriculumforschung und -planung sind vielfach aus der kritischen Reaktion auf den Ansatz der geisteswissenschaftlichen Lehrplantheorie entstanden. So bleibt etwa in E R I C H WENIGERS „Theorie der Bildungsinhalte und des Lehrplans" (6.-8. Aufl. 1965) das Problem der Operationalisierung, d. h. der präzisen Formulierung von Lehrzielen und deren Erfolgskontrolle im Unterricht ungelöst. Weiter hat die Schule E. WENIGERS gesellschaftliche Interessen und ökonomische Motive angedeutet, die Frage nach dem cui bono von Lehrzielen zwar andiskutiert, konkret aber keine ideologiekritischen Verfahren entwickelt, die eine Reproduktion von Herrsdiaftsansprüchen im Lehrplan erkennbar werden lassen. Die von WENIGER intendierte Kontrollfunktion der Wissenschaft und Öffentlichkeit gegenüber den kulturpolitisdien Gremien, welche dann die letzte Entscheidung in Lehrplanfragen treffen müßten, blieb fiktiv, weil die tatsächliche Ausübung der Kontrollfunktion durch repräsentative gesellschaftliche Gruppen institutionell und methodisch nicht abgesichert wurde. Lernziele in Form von beobachtbaren Verhaltensweisen zu definieren (MAGER, 1965 u. a.), curriculare Inhalte durch rationale, objektivierende Verfahren unter systematischer Mitwirkung verschiedener gesellschaftlicher Instanzen zu ermitteln (ROBINSOHN, 1967), den Entscheidungsprozeß als solchen einer empirisch kontrollierten Analyse zu unterziehen (FLECHSIG, 1970) sind aus der Kritik an der geisteswissenschaftlichen Lehrplantheorie abgeleitete und weiterführende „essentials" einer „erfahrungswissenschaftlich orientierten Didaktik" (FLECHSIG). Wir machen den Versuch, kritische Punkte und fragwürdige Voraussetzungen eines nach erfahrungswissenschaftlichen Prinzipien konzipierten Modells der Curriculumentwicklung in einem Problemaufriß anzudeuten und beziehen uns dabei exemplarisch auf die Frage der Entwicklung, Formulierung, Präzisierung und Klassifikation von Lernzielen. Zu diesem Zusammenhang wird zunehmend auf die BLOOM sehen Lernzieltaxonomien rekurriert, von denen man sich eine wesentliche Entscheidungshilfe bei der Planung des Unterrichts verspricht. Die Taxonomien BLOOMS (1956) sind Ergebnisse einer langjährigen Sammlung und Analyse von Zielformulierungen unterschiedlicher Allgemeinheit und für unterschiedliche Adressatengruppen und bestehen aus mehrstufigen hierarchisch aufgebauten Klassifikationsschemata. So definiert BLOOM beispielsweise für den kognitiven Lernbereich sechs Lernzielstufen:
... R. Pfeiffer from Breslau praised not only the discovery of the effect but also the earlier re... more ... R. Pfeiffer from Breslau praised not only the discovery of the effect but also the earlier research works of Raman. He stated, `I propose the professor of physics at the University of CalcuttaVenkata Raman (Fellow of the Royal Society) for this year's Nobel prize for physics. ...
Zeitschrift Für Didaktik Der Naturwissenschaften, May 28, 2015
ZusammenfassungDer Artikel geht der Frage der Authentizität des naturwissenschaftlichen Experimen... more ZusammenfassungDer Artikel geht der Frage der Authentizität des naturwissenschaftlichen Experimentierens im Unterricht nach. Als Vergleichsfolie zu den oft stark vorstrukturierten Lernumgebungen des Unterrichts dient eine Analyse der jüngeren Befunde der Wissenschaftsforschung über Experimentieren. Es zeigt sich, dass die epistemische Strategie des Experimentierens in keinem Fall einer „Antwortmaschine“ gleicht. Es lässt sich eine Vielzahl von Experimentalstrategien identifizieren, die der Artikel systematisiert. Experimente führen ein produktives Eigenleben. Der Materialität von Instrumenten und Objekten und dem praktisch-manuellen Handeln kommt große Bedeutung zu. Das Ziel des Experimentierens lässt sich eher darin verstehen, die Materialität des Experiments, Handeln und theoretische Annahmen in Kongruenz zu bringen. Experimentieren ist ein Prozess, in dem diese Kongruenz gerade noch nicht erfolgreich hergestellt worden ist. Hypothesen zu testen ist nur eine von vielen experimentellen Strategien. Wenn Experimentieren in Schule und Forschung überhaupt etwas miteinander zu tun haben sollen, bedarf es eines komplexeren Experiment-Begriffs als es im fachdidaktischen Diskurs zurzeit der Fall ist.AbstractThe article examines the question of authenticity of scientific experimentation in science teaching and learning. An analysis of recent findings from research about experimentation in science will be compared with the often pre-structured learning environments in science education. It turns out that the epistemic strategy of scientific experimentation in any case does not resemble a “machine” to produce right answers. A variety of experimental strategies in science will be presented. Experiments have a productive life of their own. The materiality of instruments and objects as well as practical manipulations is of great importance in science. The goal of experimentation in science can be understood as striving for congruence between experimental practices and theoretical assumptions. While an experiment is performed, such congruence has not yet been successfully established. Testing hypotheses is only one experimental strategy among others. If experimentation in classrooms should have anything in common with experimentation in scientific research, a more complex idea of experimentation has to be established in the discourse of science education.
PhyDid A - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule, Jan 5, 2007
Kurzfassung Im Rahmen eines Seminars der Oldenburger Physiklehrerausbildung sind qualitative Date... more Kurzfassung Im Rahmen eines Seminars der Oldenburger Physiklehrerausbildung sind qualitative Daten über die Vorstellungen von Lehramtsstudierenden über die Natur der Naturwissenschaften in einem Pre-Post-Design erhoben und analysiert worden. Die Untersuchungsgruppe zeichnet sich dabei durch relativ elaborierte Vorstellungen aus. Im Rahmen der hier präsentierten Darstellung werden die Ergebnisse im Hinblick auf die Frage, welche Vorstellungen identifizierbar sind, aufgearbeitet und wie sie sich unter dem Einfluss der Seminar-Intervention verändern. Es zeigt sich, dass sowohl adäquate als auch inadäquate Vorstellungen vertreten werden. Darüber hinaus gewährt die Untersuchung Aufschluss über widersprüchliche Elemente innerhalb der Vorstellungsmuster über die Natur der Naturwissenschaften.
For the characterization of surface height profiles we present a new stochastic approach which is... more For the characterization of surface height profiles we present a new stochastic approach which is based on the theory of Markov processes. With this analysis we achieve a characterization of the complexity of the surface roughness by means of a Fokker-Planck or Langevin equation, providing the complete stochastic information of multiscale joint probabilities. The method was applied to different road surface profiles which were measured with high resolution. Evidence of Markov properties is shown. Estimations for the parameters of the Fokker-Planck equation are based on pure, parameter free data analysis.
Die Indienstnahme des Physikunterrichts fur militaristische und politische Zwecke ist in Deutschl... more Die Indienstnahme des Physikunterrichts fur militaristische und politische Zwecke ist in Deutschland nichts Neues: Die Wurzeln liegen im Kaiserreich und im Faschismus („Wehrphysik“), und die Praxis im Kalten Krieg stellt hier nichts Ausergewohnliches, sondern lediglich eine auffallige Kontinuitat dar.
This is an introduction to the following papers of a conference: From Itinerant Lecturers of the ... more This is an introduction to the following papers of a conference: From Itinerant Lecturers of the 18th Century to Popularizing Science for the 21st Century.
Many workers in nanotechnology cite Richard Feynman’s after-dinner speech, “There’s plenty of roo... more Many workers in nanotechnology cite Richard Feynman’s after-dinner speech, “There’s plenty of room at the bottom,” which was given by him on December 29, 1959, to be the birthday of theoretical nanotechnology. This attribution is misleading because there is no direct link from Feynman’s talk to today’s micromachines. We discuss the historical background of Feynman’s talk, the state of the art in 1959, and Feynman’s motivation. We conclude that Feynman was not interested in building miniaturized versions of existing macroscopic machines, but wished to construct microbiological machines and tools that would enable scientists to mimic microbiological materials.
A theoretical model of a moving bicycle is presented for arbitrary bicycle geometries at finite a... more A theoretical model of a moving bicycle is presented for arbitrary bicycle geometries at finite angles. The non-linear equations of motion are derived and solved with the help of a computer. The solutions are tested for energy conservation, and examined with respect to inherent stability. For common bicycles, velocity and lean angle ranges of self-stable motion are predicted.
Die Nervenpunkte der gegenwärtigen Curriculumforschung und -planung sind vielfach aus der kritisc... more Die Nervenpunkte der gegenwärtigen Curriculumforschung und -planung sind vielfach aus der kritischen Reaktion auf den Ansatz der geisteswissenschaftlichen Lehrplantheorie entstanden. So bleibt etwa in E R I C H WENIGERS „Theorie der Bildungsinhalte und des Lehrplans" (6.-8. Aufl. 1965) das Problem der Operationalisierung, d. h. der präzisen Formulierung von Lehrzielen und deren Erfolgskontrolle im Unterricht ungelöst. Weiter hat die Schule E. WENIGERS gesellschaftliche Interessen und ökonomische Motive angedeutet, die Frage nach dem cui bono von Lehrzielen zwar andiskutiert, konkret aber keine ideologiekritischen Verfahren entwickelt, die eine Reproduktion von Herrsdiaftsansprüchen im Lehrplan erkennbar werden lassen. Die von WENIGER intendierte Kontrollfunktion der Wissenschaft und Öffentlichkeit gegenüber den kulturpolitisdien Gremien, welche dann die letzte Entscheidung in Lehrplanfragen treffen müßten, blieb fiktiv, weil die tatsächliche Ausübung der Kontrollfunktion durch repräsentative gesellschaftliche Gruppen institutionell und methodisch nicht abgesichert wurde. Lernziele in Form von beobachtbaren Verhaltensweisen zu definieren (MAGER, 1965 u. a.), curriculare Inhalte durch rationale, objektivierende Verfahren unter systematischer Mitwirkung verschiedener gesellschaftlicher Instanzen zu ermitteln (ROBINSOHN, 1967), den Entscheidungsprozeß als solchen einer empirisch kontrollierten Analyse zu unterziehen (FLECHSIG, 1970) sind aus der Kritik an der geisteswissenschaftlichen Lehrplantheorie abgeleitete und weiterführende „essentials" einer „erfahrungswissenschaftlich orientierten Didaktik" (FLECHSIG). Wir machen den Versuch, kritische Punkte und fragwürdige Voraussetzungen eines nach erfahrungswissenschaftlichen Prinzipien konzipierten Modells der Curriculumentwicklung in einem Problemaufriß anzudeuten und beziehen uns dabei exemplarisch auf die Frage der Entwicklung, Formulierung, Präzisierung und Klassifikation von Lernzielen. Zu diesem Zusammenhang wird zunehmend auf die BLOOM sehen Lernzieltaxonomien rekurriert, von denen man sich eine wesentliche Entscheidungshilfe bei der Planung des Unterrichts verspricht. Die Taxonomien BLOOMS (1956) sind Ergebnisse einer langjährigen Sammlung und Analyse von Zielformulierungen unterschiedlicher Allgemeinheit und für unterschiedliche Adressatengruppen und bestehen aus mehrstufigen hierarchisch aufgebauten Klassifikationsschemata. So definiert BLOOM beispielsweise für den kognitiven Lernbereich sechs Lernzielstufen:
... R. Pfeiffer from Breslau praised not only the discovery of the effect but also the earlier re... more ... R. Pfeiffer from Breslau praised not only the discovery of the effect but also the earlier research works of Raman. He stated, `I propose the professor of physics at the University of CalcuttaVenkata Raman (Fellow of the Royal Society) for this year's Nobel prize for physics. ...
Zeitschrift Für Didaktik Der Naturwissenschaften, May 28, 2015
ZusammenfassungDer Artikel geht der Frage der Authentizität des naturwissenschaftlichen Experimen... more ZusammenfassungDer Artikel geht der Frage der Authentizität des naturwissenschaftlichen Experimentierens im Unterricht nach. Als Vergleichsfolie zu den oft stark vorstrukturierten Lernumgebungen des Unterrichts dient eine Analyse der jüngeren Befunde der Wissenschaftsforschung über Experimentieren. Es zeigt sich, dass die epistemische Strategie des Experimentierens in keinem Fall einer „Antwortmaschine“ gleicht. Es lässt sich eine Vielzahl von Experimentalstrategien identifizieren, die der Artikel systematisiert. Experimente führen ein produktives Eigenleben. Der Materialität von Instrumenten und Objekten und dem praktisch-manuellen Handeln kommt große Bedeutung zu. Das Ziel des Experimentierens lässt sich eher darin verstehen, die Materialität des Experiments, Handeln und theoretische Annahmen in Kongruenz zu bringen. Experimentieren ist ein Prozess, in dem diese Kongruenz gerade noch nicht erfolgreich hergestellt worden ist. Hypothesen zu testen ist nur eine von vielen experimentellen Strategien. Wenn Experimentieren in Schule und Forschung überhaupt etwas miteinander zu tun haben sollen, bedarf es eines komplexeren Experiment-Begriffs als es im fachdidaktischen Diskurs zurzeit der Fall ist.AbstractThe article examines the question of authenticity of scientific experimentation in science teaching and learning. An analysis of recent findings from research about experimentation in science will be compared with the often pre-structured learning environments in science education. It turns out that the epistemic strategy of scientific experimentation in any case does not resemble a “machine” to produce right answers. A variety of experimental strategies in science will be presented. Experiments have a productive life of their own. The materiality of instruments and objects as well as practical manipulations is of great importance in science. The goal of experimentation in science can be understood as striving for congruence between experimental practices and theoretical assumptions. While an experiment is performed, such congruence has not yet been successfully established. Testing hypotheses is only one experimental strategy among others. If experimentation in classrooms should have anything in common with experimentation in scientific research, a more complex idea of experimentation has to be established in the discourse of science education.
PhyDid A - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule, Jan 5, 2007
Kurzfassung Im Rahmen eines Seminars der Oldenburger Physiklehrerausbildung sind qualitative Date... more Kurzfassung Im Rahmen eines Seminars der Oldenburger Physiklehrerausbildung sind qualitative Daten über die Vorstellungen von Lehramtsstudierenden über die Natur der Naturwissenschaften in einem Pre-Post-Design erhoben und analysiert worden. Die Untersuchungsgruppe zeichnet sich dabei durch relativ elaborierte Vorstellungen aus. Im Rahmen der hier präsentierten Darstellung werden die Ergebnisse im Hinblick auf die Frage, welche Vorstellungen identifizierbar sind, aufgearbeitet und wie sie sich unter dem Einfluss der Seminar-Intervention verändern. Es zeigt sich, dass sowohl adäquate als auch inadäquate Vorstellungen vertreten werden. Darüber hinaus gewährt die Untersuchung Aufschluss über widersprüchliche Elemente innerhalb der Vorstellungsmuster über die Natur der Naturwissenschaften.
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