Fachbereich Physik

David Christoph Weiler

David Weiler ist seit 2020 akademischer Mitarbeiter und Doktorand in der AG Didaktik der Physik. Er forscht in seinen Projekten zum Einsatz digitaler Medien im Physikunterricht und zur Professionalisierung von (angehenden) Lehrkräften.

Neben Forschung und Lehre setzt sich David Weiler für die Wissenschaftskommunikation durch die Beteiligung in Redaktion, Moderation und Schnitt im Podcast "Nicht im Fachraum essen" des wissenschaftlichen Nachwuchses der Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik (GDCP).

Aktuelle Forschungsthemen
  • Hochschuldidaktik
  • Lehrkräfteprofessionalisierung
  • Digitale Medien im Physikunterricht
  • Professionelle Unterrichtswahrnehmung zu Lernendenvorstellungen
Mitgliedschaften
  • Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik (GDCP)
  • Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG)
  • European Science Education Research Association (ESERA)
Kurzvita
Seit 08.2023
Akademischer Mitarbeiter an der Universität Tübingen (100%)

im BMBF-Projekt: "ComeMINT-Netzwerk. fortbilden durch vernetzen – vernetzen durch fortbilden."

WiSe 2022/23
Erasmus+ Lehraufenthalt an der PH Tirol

Erasmus+ Dozent „Außerschulische Lernorte im Technikunterricht“ an der PH Tirol zusammen mit Dr. Nepper (PH Gmünd) und Prof. Dr. Goreth (PH Tirol)

08.2021 - 07.2023
Akademischer Mitarbeiter an der PH Schwäbisch Gmünd (25%)

im Erasmus-Projekt „VidNuT – Videovignetten in Naturwissenschaft, Technik und Textil“

08.2020 - 07.2023
Akademischer Mitarbeiter an der Universität Tübingen (75%)

im Projekt "Digitale Kompetenzen von Lehramtsstudierenden im Fach Physik" (DiKoLeP)

seit 08.2020
Doktorand an der Universität Tübingen, AG Didaktik der Physik

zum Thema "Konzeption und Evaluation eines Seminars zum Einsatz digitaler Medien im Physikunterricht"

2015 - 08.2020
Werkreal-, Haupt- und Realschullehramt an der Pädagogischen Hochschule (PH) Schwäbisch Gmünd

Abschluss 1. Staatsexamen (Abschlussarbeit: Konzeption eines Seminars zum Thema: Einführung in Arduino für Studierende des Physik-Lehramtes)

2012-2014
Lehramtsstudium Mathematik und Physik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

nicht beendet

Publikationen

Artikel

*mit peer-review

  • *Weiler, D., Burde, J.-P., Große-Heilmann, R., Lachner, A., Riese, J., & Schubatzky, T. (2024). Evaluation of a university seminar on the use of digital media in the physics classroom. Journal of Physics: Conference Series, 2750(1), 012041. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2750/1/012041
  • *Bewersdorff, A., & Weiler, D. (2024). Unveiling damped spring pendulum dynamics and constants through smartphone-integrated LiDAR sensors. In: The Physics Teacher, 62(3), 230–231. https://doi.org/10.1119/5.0188279
  • *Wagner, S., Sibley, L., Weiler, D., Burde, J.-P., Scheiter, K., & Lachner, A. (2024). The more, the better? Learning with feedback and instruction. In: Learning and Instruction, 89, 101844. https://doi.org/10.1016/j.learninstruc.2023.101844
  • Weiler, D., Bewersdorff, A., Wilhelm, T., Kuhn, J. (2023). Lichtgeschwindigkeit in Flüssigkeiten mit LiDAR Measuring messen. In: Physik in unserer Zeit, 54(6).
  • Weiler, D., Burde, J.-P., Große-Heilmann, R., Riese, J. & Schubatzky, T. (2023). Einsatzmöglichkeiten von digitalen Medien im Physikunterricht – eine Übersicht. In: Plus Lucis (03/2023).
  • *Schubatzky, T., Burde, J.-P., Große-Heilmann, R., Haagen-Schützenhöfer, C., Riese, J., & Weiler, D. (2023). Predicting the development of digital media PCK/TPACK: The role of PCK, motivation to use digital media, interest in and previous experience with Digital Media. In: Computers & Education, 206, 104900. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2023.104900  
  • *Bewersdorff, A., Weiler, D. (2022). Measuring the speed of light in liquids with a smartphone. In: The Physics Teacher, 60, S. 516f. https://doi.org/10.1119/10.001386
  • *Große-Heilmann, R., Riese, J., Burde, J.-P., Schubatzky, T., & Weiler, D. (2022). Fostering Pre-Service Physics Teachers’ Pedagogical Content Knowledge Regarding Digital Media. In: Education Sciences, 12(7), 440. MDPI AG. http://dx.doi.org/10.3390/educsci12070440
  • *Bewersdorff, A., Weiler, D., Kasper, L., Kuntze, S. (2021). Data Mining zu Ozon- und Stickstoffdioxidbelastung? – Das Potential digitaler Echtzeitdatenquellen für die Entwicklung eigener problemorientierter Aufgaben im Bereich Data Literacy. In: MNU journal, 74 (5), S. 395-404.
  • *Weiler, D., Bewersdorff, A. (2019). Superposition of oscillation on the Metapendulum: Visualization of energy conservation with the smartphone. In: The Physics Teacher, 57 (9), S. 646-647.
  • Bewersdorff, A.; Weiler, D., Kasper, L. (2017). Physikalisches Pendel im „verstärkten“ Gravitationsfeld. In: Unterricht Physik, 28 (161), S.49-50.

Buchbeiträge

*mit peer-review

  • *Goreth, S., Reichmann, H., Weiler, D. (2024). Wahrgenommene Wirksamkeit von eLearning Modulen mit Unterrichts-Videovignetten – Evaluationsinstrumente für das Projekt VidNuT. In: Transfer Forschung Schule, Jg. 9.
  • *Weiler, D., Hadlauer, K., Goreth, S. (2024). Geschachtelte Unterrichtsvignetten – neue Wege in der Förderung der Professionellen Unterrichtswahrnehmung. In: Transfer Forschung Schule, Jg. 9.
  • *Weiler, D., Kasper, L., Nepper, H. H. (2024). Umgang mit Lernendenvorstellungen in den Fächern Physik und Technik – ein hochschuldidaktischer Ansatz aus dem Projekt VidNuT. In: Transfer Forschung Schule, Jg. 9.
  • *Weiler, D., Burde, J.-P., Große-Heilmann, R., Lachner, A., Riese, J. & Schubatzky, T. (2023). Förderung von digitalisierungsbezogenen Kompetenzen von angehenden Physiklehrkräften mit dem SQD-Modell im Projekt DiKoLeP. In M. Meier, M. Hammann, G. Greefrath, K. Ziepprecht & R. Wodzinski (Hrsg.), Edition Fachdidaktiken. Lehr-Lern-Labore und Digitalisierung (1. Aufl.). Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH; Springer VS.
  • *Weiler, D., Bewersdorff, A. (2022). Superposition of Oscillation on the Metapendulum: Visualization of Energy Conservation with the Smartphone. In: Kuhn, J., Vogt, P. (eds). Smartphones as Mobile Minilabs in Physics. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-94044-7_37

Tagungsbandbeiträge

  • Weiler, D., Burde, J. P., Große-Heilmann, R., Lachner, A., Riese, J., Schubatzky, T. (eingereicht). Einsatz digitaler Medien: Charakterisierung von Physik-LA-Studierenden. In: H. van Vorst (Hrsg.), GDCP-Jahrestagung (Bd.44).
  • Große-Heilmann, R., Burde, J. P., Riese, J., Schubatzky, T., Weiler, D. (eingereicht). Wie sollte einfachdidaktisches Seminar zum Einsatz digitaler Medien gestaltet sein?. In: H. van Vorst (Hrsg.), GDCP-Jahrestagung (Bd.44).
  • Weiler, D., Kasper, L., Nepper, H. H. (2023). Videovignetten zu Lernendenvorstellungen in der Lehramtsausbildung. In: PhyDid B-Didaktik der Physik-Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, 1. (2023).
  • Weiler, D., Burde, J., Lachner, A., Riese, J., Schubatzky, T., Große-Heilmann, R. (2023). Erste Ergebnisse eines Seminars zur Förderung digitaler Kompetenzen. In H. van Vorst (Hrsg.), Lernen, Lehren und Forschen in einer digital geprägten Welt (Bd. 43, S. 873–876).
  • Schubatzky, T., Burde, J. P., Große-Heilmann, R., Riese, J., & Weiler, D. (2023). Entwicklungsprädiktoren fachdidaktischen Wissens zu digitalen Medien. In H. van Vorst (Hrsg.), Lernen, Lehren und Forschen in einer digital geprägten Welt (Bd. 43, S. 494–497).
  • Große-Heilmann, R., Riese, J., Burde, J., Schubatzky, T., Weiler, D. (2023). Erwerb und Messung fachdidaktischen Wissens zum Einsatz digitaler Medien. In H. van Vorst (Hrsg.), Lernen, Lehren und Forschen in einer digital geprägten Welt (Bd. 43, S. 107–110).
  • Lembens, A., Billion-Kramer, T., Eghtessad, A., Goreth, S., Kasper, L., Meier, M., Nepper, H. H., Rehm, M., & Weiler, D. (2023). Videovignetten zur Förderung professioneller Unterrichtswahrnehmung. In H. van Vorst (Hrsg.), Lernen, Lehren und Forschen in einer digital geprägten Welt (Bd. 43, S. 61–66).
  • Weiler, D., Burde, J., Lachner, A., Riese, J., Schubatzky, T., Große-Heilmann, R. (2022). Digitale Medien im Physikunterricht: Entwicklung eines Seminarkonzepts. In: PhyDid B-Didaktik der Physik-Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, 1. (2022).
  • Weiler, D., Burde, J., Lachner, A., Riese, J., Schubatzky, T., Große-Heilmann, R. (2022). Bedarfsanalyse zu digitalen Medien bei Physik-Lehramtsstudierenden. In: Sebastian Habig (Hg.): Unsicherheit als Element von naturwissenschaftsbezogenen Bildungsprozessen – GDCP Jahrestagung 2021. Online, 2021. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik.
  • Große-Heilmann, R., Riese, J., Burde, J., Schubatzky, T., Weiler, D. (2022). Messung fachdidaktischer digitaler Kompetenzen in Physik. In: Sebastian Habig (Hg.): Unsicherheit als Element von naturwissenschaftsbezogenen Bildungsprozessen – GDCP Jahrestagung 2021. Online, 2021. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik.
  • Schubatzky, T., Burde, J. P., Große-Heilmann, R., Riese, J., & Weiler, D (2022). Das Gesamtuntersuchungsdesign im Verbundprojekt DiKoLeP. In: Sebastian Habig (Hg.): Unsicherheit als Element von naturwissenschaftsbezogenen Bildungsprozessen – GDCP Jahrestagung 2021. Online, 2021. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik.
  • Große-Heilmann, R., Riese, J., Burde, J., Schubatzky, T., Weiler, D. (2021). Erwerb und Messung physikdidaktischer Kompetenzen zum Einsatz digitaler Medien. In: PhyDid B-Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, 1. (2021).
  • Weiler, D., Burde, J., Lachner, A., Riese, J., Schubatzky, T., Große-Heilmann, R. (2021). Entwicklung eines Seminars zur Förderung des Konzeptverständnisses mittels digitaler Medien. In: PhyDid B-Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, 1.
  • Behrendt, A., Güth, F., Kaulhausen, S., Steinbach, M., Sterzing, F., Vogelsang, C., Weiler, D. (2021). Flexible Gestaltung von Datenerhebungen in Schulen und Universitäten. In: Sebastian Habig (Hg.): Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch? - GDCP Jahrestagung 2020. online, 2020. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. Duisburg-Essen, S. 48–50.

Vorträge

  • Weiler D., Burde, J.-P., Costan, K., Große-Heilmann, R., Kulgemeyer, C., Riese, J.., Schubatzky, T. (2024). Förderung digitaler Kompetenzen von Physik-Lehrkräften im ComeNet Physik. DPG-Frühjahrstagung. Greifswald (27.02.2024).
  • Weiler, D., Burde, J.-P., Große-Heilmann, R., Lachner, A., Riese, J., Schubatzky, T. (2023). Einsatz digitaler Medien: Charakterisierung von Physik-LA-Studierenden. GDCP-Jahrestagung 2023. Hannover (13.09.2023).
  • Weiler, D., Burde, J.-P., Große-Heilmann, R., Lachner, A., Riese, J., Schubatzky, T. (2023). Promoting Pre-Service Teachers‘ Digital-Media Competence – A Development and Evaluation Study. ESERA Conference 2023. Cappadocia, Türkiye (29.08.2023).
  • Weiler, D. (2023) Digitale Medien im Physikunterricht – Erste Ergebnisse eines Seminarkonzepts. MINT Forum. Tübingen (23.05.2023).
  • Weiler, D., Kasper, L., Nepper, H. H. (2023). Videovignetten zu Lernendenvorstellungen in der Lehramtsausbildung. DPG-Frühjahrstagung 2023. Hannover (07.03.2023).
  • Weiler, D. (2022). Promoting Pre-service Teachers' TPACK in the Physics Classroom – A Development and Evaluation Study. ESERA Summer School 2022. Utrecht, Netherlands (30.08.2022).
  • Weiler, D., Burde, J.-P., Große-Heilmann, R., Lachner, A., Riese, J., Schubatzky, T. (2022). Evaluation of a university seminar on the use of digital media in the physics classroom. GIREP Conference 2022. Ljubljana, Slovenia (08.07.2022). 
  • Weiler, D., Bewersdorff, A., Kasper, L., Kuntze, S. (2022). Data Mining zu Ozon- und Stickstoffdioxidbelastung? – Das Potential digitaler Echtzeitdatenquellen für die Entwicklung problemorientierter Aufgaben im Bereich Data Literacy. 113. MNU-Bundeskongress. Online (12.04.2022).
  • Weiler, D. (2021). Konzeption und Evaluation eines Seminars zum Einsatz digitaler Medien. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik – Doktorierendenkolloquium 2021. Online (28.10.2021).
  • Weiler, D. (2021). Digitale Medien im Physikunterricht – Vorstellung eines Seminarkonzepts. Oberseminar der Fach- und Hochschuldidaktik der Mathematik und Physik. Tübingen (17.05.2021).

Workshops

  • Lembens, A., Billion-Kramer, T., Eghtessad, A., Goreth, S., Kasper, L., Meier, M., Nepper, H., Rehm, M., Weiler, D. (2022). Videovignetten zur Förderung professioneller Unterrichtswahrnehmung. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik – Jahrestagung 2022. Aachen (14.09.2022).
Betreuung von Abschlussarbeiten
Mögliche Themenvorschläge

Eigene Themenvorschläge

Haben Sie bereits Ideen für Ihre Abschlussarbeit und möchten diese gerne vorab besprechen? Sprechen Sie mich einfach direkt darauf. Ich helfe gerne bei der Planung und Betreuung Ihrer Themen.

Entwicklung von Online-Lernmodulen zu klassischen Inhaltsbereichen der Physikdidaktik

Das Physikdidaktische Wissen umfasst viele Facetten. So teilt Gramzow (2014) das Physikdidaktische Wissen in 8 Facetten ein, in den PIKO-Briefen werden 15 Teilgebiete der naturwissenschaftsdidaktischen Forschung aufgeführt und Kircher, Girwidz und Fischer (2020) widmen den Grundlagen der Physikdidaktik 14 Kapitel mit weiteren Unterkapiteln.  
Um (angehenden) Lehrkräften einen Überblick über diese vielfältigen Facetten des physikdidaktischen Wissens zu geben, sollen Online-Lernmodule erstellt werden, in denen die wichtigsten Inhalte der Facetten wiedergegeben werden und mit Reflexionsaufgaben vertieft werden sollen.  
Ziel dieser Abschlussarbeit ist die Auswahl eines Themengebiets, die inhaltliche Auseinandersetzung und didaktische Rekonstruktion der elementaren Inhalte, die Wiedergabe wichtiger empirischer Befunde und die Entwicklung von Lernaufgaben zu dem Themengebiet in einem Online-Lernmodul aufzubereiten. 

Evaluation von Schülerlaboren des TüPhyLabs

Im Rahmen des TüPhyLabs werden von teilnehmenden Schülerinnen und Schülern Feedback zum Schülerlaborbesuch erhoben. Das Feedback umfasst quantitative Selbsteinschätzungen zum Gelernten, zur Freude und zum Interesse der Stationen. Ergänzend stehen Qualitative Daten in Form von kurzem offenen Feedback zur Verfügung. Sie erlernen während der Bearbeitung der Abschlussarbeit erste qualitative und quantitative Methoden der Bildungsforschung.

Ziel der Arbeit ist die Evaluation der Schülerlabore, die Identifikation von möglichen Problemstellen und der forschungsgeleiteten Überarbeitung.

Auswertung einer Bedarfsanalyse unter Physik-Lehrkräften zum Einsatz digitaler Medien

Im Rahmen des ComeMINT Projekts wurde eine Bedarfsanalyse unter aktiven Lehrkräften zum Einsatz digitaler Medien durchgeführt. Es wurden unter anderem Vorerfahrungen, Selbstwirksamkeit, Einsatzhäufigkeit digitaler Medien und Verfügbarkeit erhoben. In der Abschlussarbeit sollen mögliche Zusammenhänge identifiziert werden.

Analyse / Erhebung von auftretenden Problemen beim Einsatz von digitalen Medien in Social Media Gruppen von Lehrkräften

Digitale Medien sind von immer größerer Bedeutung in der Lehre. Sie ermöglichen oftmals eine verbesserte Qualität von Anschauungen im Physikunterricht. Doch deren fachdidaktisch sinnvoller Einsatz muss gelernt werden. Daher tauschen Lehrkräfte sich in unterschiedlichsten Foren zu digitalen Medien im Physikunterricht aus. Um die Bedürfnissen von Lehrkräften schon in der ersten Phase der Lehrerbildung adressieren zu können ist daher eine Analyse und Erhebung der Probleme notwendig. In dieser Abschlussarbeit soll daher ein Forum / eine Plattform inhaltsanalytisch analysiert werden, um Probleme und deren Adressierung zu analysieren. 

Entwicklung von Low-Cost Experimenten mit Mikrocontrollern

Computergestützte Messwerterfassung kann ein effizientes Werkzeug zur Förderung des konzeptuellen Verständnisses sein. Doch viele Systeme von Lehrmittelhändlern sind kaum erschwinglich für Schulen, besonders wenn es mehrere Schülersets benötigt. Eine Möglichkeit, um hier Abhilfe zu schaffen sind Experimente auf Basis von Mikrocontrollern. Dabei kann der Einsatz von Mikrocontrollern auf unterschiedliche Art geschehen. So können Sie als Ersatz für Messwerterfassungssysteme dienen oder eingesetzt werden, um Schülerinnen und Schülern anhand von physikalischen Experimenten an Computational Thinking heranzuführen.  
In dieser Abschlussarbeit sollen daher Low-Cost Experimente auf Basis von Mikrocontroller entstehen und diese in einen Schulkontext eingebunden werden. 

Ein Vergleich von unterschiedlichen Frameworks zu digitalen Kompetenzen von Lehrenden

Digitale Kompetenzen werden immer mehr in der Bildungsdebatte gefordert. Doch sind diese Kompetenzen nicht klar definiert. So sind mittlerweile unterschiedlichste Rahmenmodelle / Kompetenzmodelle für digitale Kompetenzen im Umlauf.  
Ziel dieser Abschlussarbeit ist es daher, die bisherigen Frameworks zu analysieren und vergleichend gegenüberzustellen, um Schnittmengen und Differenzen herauszustellen. 

Erstellung von Video-Tutorials für Lehramtsstudierende und Lehrkräfte zu einzelnen digitalen Medien

Es gibt viele digitale Medien die im Physikunterricht eingesetzt werden können und neue Aufgabenstellungen und Anschauungen ermöglichen. Diese sind nicht immer direkt offensichtlich oder nicht intuitiv handhabbar.  
In dieser Abschlussarbeit soll ein digitales Medium auf ihren fachdidaktischen Mehrwert hin analysiert werden und ein Video-Tutorial für den Einsatz im Physikunterricht erstellt werden.