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Didaktik der Physik Montag
Berichtet wird über ein empirisches Forschungsprojekt zur Wirksamkeit
des folgenden Ansatzes für Schülerexperimente: Schülerinnen und
Schüler werden mit experimentellen Problemstellungen aus einem realistisch
gewählten Kontext konfrontiert. Die Aufgaben sind dabei so
DD 7 Fachübergreifender Unterricht
gestellt, dass sie auf verschiedene Weisen bearbeitet werden können.
Die Konzeption der Untersuchung sowie die Methoden werden vorgestellt.
Erste Ergebnisse einer Voruntersuchung werden präsentiert.
Zeit: Montag 11:20–12:40 Raum: HS 3
DD 7.1 Mo 11:20 HS 3
Interdisziplinäres, fachwissenschaftlich orientiertes Lernen am
Beispiel des Themas ” Elektrosmog“ — Jochen Kuhn und
•Jochen Kuhn — Rhodter Straße 14 a, 67480 Edenkoben
Die Ergebnisse der PISA-Studie weisen deutliche Mängel unserer
SchülerInnen u.a. in der naturwissenschaftlichen Grundbildung auf. Da
ein Teil der Untersuchung aus interdisziplinären Aufgabenstellungen
bestand, liegt die Annahme nahe, dass deutsche SchülerInnen ein
derartiges Lernen und Handeln im naturwissenschaftlichen Unterricht
nur begrenzt erleben.
Um diesen schon seit längerer Zeit bekannten Mangel genauer zu analysieren,
wurde ein interdisziplinäres Unterrichtskonzept zu einer aktuellen
Themenstellung entwickelt. Es handelt sich um das Thema ” Elektrosmog
- Einwirkung elektromagnetischer Wellen auf lebende Organismen“,
das im Fach Physik für eine 10. Klasse einer Realschule ausgearbeitet
wurde. Neben den physikalischen Inhalten des Themenbereichs ” Schwingungen
und Wellen“ mussten die SchülerInnen zusätzlich auch biologischmedizinische
Sachverhalte zu diesem Themenbereich erarbeiten. Dabei
wurde besonderes Augenmerk auf die interdisziplinäre Konzeptualisierung
der Thematik bei gleichzeitiger strukturaler Parallelisierung der
Sprache mit der fachlich-alltagsgebräuchlichen Sprache der SchülerInnen
gelegt. Die Unterrichtseinheit wurde objektiv dokumentiert und statistisch
evaluiert. Dabei zeigten sich bemerkenswerte Motivations- und kognitive
Leistungssteigerungen.
DD 7.2 Mo 11:40 HS 3
Physik und Medizin - Bericht über einen Unterrichtsversuch
— •Hartmut Wiesner und Giuseppe Colicchia —Didaktikder
Physik, Universität München
Einige Untersuchungen zum Interesse von Schülerinnen und Schülern
am Physikunterricht enthalten als Ergebnis u.a. den Vorschlag, Physik
im Kontext von Medizin zu unterrichten. Eine Bestätigung dieses
Ansatzes lieferte die Arbeit von R. Berger mit Unterrichtseinheiten zur
Röntgen-Computertomographie und zur Ultraschalldiagnose.
Drei von uns entwickelte Unterrichtseinheiten für die Sekundarstufe I
zu den Bereichen Mechanik, Optik und Druck wurden auf der letzten Tagung
des Fachverbandes Didaktik in Bremen vorgestellt. Inzwischen ist
eine Erprobung mit insgesamt 15 Klassen erfolgt. In dem Vortrag wird
über Ergebnisse dieses Unterrichtsversuchs berichtet. Im Mittelpunkt
steht die Frage, ob auch hier eine Steigerung des Interesse erfolgte.
DD 7.3Mo 12:00 HS 3
Die chemische Bindung im faecheruebergreifenden Unterricht
Physik/Chemie — •Alfred Pflug — Lehrstuhl fuer Didaktik der
Physik,FB 2, Uni Dortmund, 44221 Dortmund
DD 8 Nichtlineare Physik (Workshop)
Die traditionelle physikalische Einführung in die Quantenmechanik
komplexer Atome ist im allgemeinen nur schlecht geeignet, das Phänomen
der chemischen Bindung in einfacher und anschaulicher Form zu beschreiben.
Während die physikalische Charakterisierung der elektrischen
Kräfte zwischen Valenzelektronen stets auf der Abstoßung gleichnamig
geladener Teilchen basiert, wird in der Chemie die Bindung auf einen
energiemindernden Prozess der Überlappung von Elektronenorbitalen
mit antiparallelem Spin zurückgeführt. Um diese Energieabnahme auch
dynamisch zu begründen, begegnet man häufig dem verwirrungstiftenden
Begriff der Äustauschwechselwirkung”,der sich nicht auf den Äustausch”
virtueller Bosonen (im vorliegenden Fall Photonen) bezieht, welche diese
Kräfte vermitteln, sondern auf die ”Vertauschung” ununterscheidbarer
Fermionen (Elektronen).Wir schlagen daher zur Ermöglichung einer
entmythologisierten, fächerübergreifenden Beschreibung der (homonuklearen)
chemischen (Einfach)bindung ein geometrisches Modell kugelförmiger
Elek- tronenorbitale vor, welches sich mit den Mitteln der
klassischen Elektrostatik quantitativ exakt behandeln läßt. Die chemische
Bindung wird trotz Abstoßung der Valenzelektronen in diesem Modell
durch die anziehende Wirkung der jeweiligen Partnerkerne erklärt.
DD 7.4 Mo 12:20 HS 3
Energie als Erziehungsziel in Thailands Schulen — •Wolf-
Rüdiger Engelke — Solar Energy Research and Training Center,
Chonburi 20250 Thailand
In Thailand ist seit ca. 2 Jahren das ”Early Morning Project” als
Start einer Umwelt- und Energie-Erziehung für alle Schularten empfohlen.
Ziel ist es, Umweltbewusstsein bei Schülernzuwecken. DasProject
wird durch das Erziehungsministeriums und des Thailand-Umwelt-
Institut gefördert. In der Banglamong Secondary School Nähe Pattaya
läuft jetzt das Projekt an, einen Solar Kollektor zur Warmwasserbereitung
zu bauen. Dieses Projekt wird in mehren Arbeitsgruppen durchgeführt,
die Entwürfe werden diskutiert, alle Überlegungen werden protokolliert
und die 2 oder 3besten Kollektoren werden in der Schulwerkstatt
gebaut. Da die Kollektoren unter gleichen meteorologischen Bedingungen
arbeiten, kann leicht der Wirkungsgrad und damit die Güte
des Werkstücks im Schulgelände getestet werden. Materialkosten für die
Kollektoren werden vom Rotary Club of Taksin Pattaya gesponsert. Die
Schüler mit den besten Arbeiten können an der Eröffnungsfeier des Energieparks
im Solar Energy Research and Training Center der staatlichen
Naresuan University Phitsanuloke im Dezember 2002 teilnehmen.
Zeit: Montag 14:00–15:15 Raum: HS 3
Gruppenbericht DD 8.1 Mo 14:00 HS 3
Nichtlineare Physik, Bildung und Kompetenzsteigerung von
Schülern — •Michael Komorek 1 , Friederike Korneck 2
und Volkhard Nordmeier 3 — 1 IPN an der Universität Kiel —
2 Universität Frankfurt — 3 Universität Münster
Unterricht zur nichtlinearen Physik und zur Strukturbildung kann einige
der Anforderungen erfüllen, die heute an Unterricht gestellt werden.
Schülerinnen und Schüler können in offenen Lern- und Experimentiersituationen
selbständig forschen und eigene, auch konkurrierender Erklärungshypothesen
testen. Komplexität und ihre Modellierung sowie
die Sichtweise der modernen Physik können über nichtlineare Systeme
exemplarisch thematisiert werden. Doch wie sieht es mit der Verankerung
in den Lehrplänen aus, wie mit der Umsetzung im Unterricht und
wie mit dem Angebot an Lehrerfortbildungen? Im Workshop wollen wir
über diese Fragestellungen informieren sowie über empirische Erkenntnisse
zu Lern- und Unterrichtsprozessen und über die Bedingungen berichten,
unter denen diese Erkenntnisse und neue Unterrichtskonzepte an die
Lehrkräfte weiter gegeben werden. Anschließend wird diskutiert, welche
der zentralen Konzepte der nichtlinearen Physik nach rund fünfzehn Jahren
didaktischer Aufarbeitung unter der Bildungsperspektive von Scientific
Literacy in der SI und der SII vermittelt werden sollten und auf
welche Weisen dies angesichts der Probleme, die die PISA-Studie zeigt,
geschehen kann.