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Di. 11.09.| Postersession | Poster 51 | 10:30 Uhr – 12:30 Uhr | Galerie 1.Stock Halle
Stephanie Trump, Andreas Borowski
Ein Kompetenzmodell der Mathematik für die Physik der Sekundarstufe II
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
trump@physik.rwth-aachen.de
In der Physik wird der Mathematik häufig die Rolle einer Sprache zugewiesen (AAAS, 2009), da sie in
der Lage ist Objekte und Ereignisse miteinander in Beziehung zu setzen und physikalische Prozesse zu
modellieren (Angell, Kind, et al. 2008; Greca & Moreira, 2002; Prediger, 2009). Speziell die
Mathematisierung, verstanden als Fähigkeit ein Problem in ein mathematisches Modell zu
überführen, kann als wesentlicher Teil der physikalischen Methodik und Erkenntnisgewinnung
angesehen werden (Pospiech, 2006; Krey & Mikelskis, 2009).
Dies spiegelt sich in den Einheitlichen Prüfungsordnungen für das Abitur in Physik, in denen ein
erhöhter Grad an Mathematisierung verlangt wird, wieder (KMK, 2004). Lehrpersonen stellen jedoch
oft fest, dass das mathematische Vokabular der Schüler nur schwerfällig bei Physikaufgaben
angewendet wird bzw. im Mathematikunterricht noch nicht thematisiert wurde. Auch die aus der
Sicht des Physikunterrichts notwendige Mathematikkompetenz scheint durch die Mathematik nur
eingeschränkt vermittelt zu werden und bereitet scheinbar unüberwindbare Probleme (von
Aufschnaiter, 2010; Horn, 2011).
Eine systematische Untersuchung der notwendigen mathematischen Inhalte und Kompetenzen in
Physik liegt derzeit nicht vor. Ein in der Entwicklung befindliches Kompetenzmodell für die Physik der
Sekundarstufe II berücksichtigt die Mathematik bereits, variiert diese jedoch nur binär in den
Kategorien „mit Mathematik“ bzw. „ohne Mathematik“. Aufbauend auf diesen Vorarbeiten sowie
verschiedenen Kompetenzmodellen in der Mathematik (Blum & Drüke-Noe, 2006), dem
Modellierungskreislauf (u.a. Blum & Leiß, 2005) und dem Grundvorstellungskonzept nach vom Hofe
(2003) soll in diesem fächerübergreifenden Projekt die notwendige Mathematikkompetenz zum Lösen
von Physikaufgaben der Sekundarstufe II untersucht und in einem Modell abgebildet werden. Im
Fokus stehen die Fragen:
1. Welche Vokabeln bzw. Inhalte sowie welche mathematischen Kompetenzen sind in der
Sekundarstufe II notwendig?
2. Welche Grundvorstellungen sind mit den Inhalten verbunden?
3. Sind Grundvorstellungen und curricular sortierte Inhalte ein guter Prädiktor für die
Aufgabenschwierigkeit?
Das Design und erste Ergebnisse der Studie werden präsentiert.
Angell, C., Kind, P.M., Henriksen, E.K. & Guttersrud, O., et al. (2008). An empirical-mathematical modelling approach
to upper secondary school physics. Physics Education 43 (3). pp.256-264.
Blum, W. & Leiß D. (2005). Modellieren im Unterricht mit der “Tanken”-Aufgabe. Mathematik lehren, 128, 18-21.
Blum, W., Hofe, R. vom, Jordan, A. & Kleine, M. (2004). Grundvorstellungen als aufgabenanalytisches und diagnostisches
Instrument bei PISA. In: Neubrand, M. (Hrsg.). Mathematische Kompetenzen von Schülerinnen und
Schülern in Deutschland, S. 145-158. Wiesbaden, VS-Verlag.
Prediger, S. (2009). „Aber wie sag ich es mathematisch?“ – Empirische Befunde und Konsequenzen zum Lernen von
Mathematik als Mittler Beschreibung von Welt. In D. Höttecke, Chemie- und Physikdidaktik für die Lehramtsausbildung,
Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Dresden 2009 (S. 6 - 20).
Berlin: Lit Verlag.
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