Physikdidaktik: eine Einführung
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Springer
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0 Einführung: Was ist Physikdidaktik? 1
0.1 Was ist Physik? 2
0.2 Was ist Didaktik? 3
0.3 Physikdidaktik: Forschung und Lehre über Physikunterricht 6
1 Warum Physikunterricht? 11
1.1 Bildungstheoretische und pragmatische Begründungen - ein Rückblick 12
1.1.1 Zur Bildungstheorie und zu ihrem Einfluss auf den Physikunterricht 12
1.1.2 Pragmatische Schultheorie und naturwissenschaftlicher Unterricht 19
1.2 Die physikalische Dimension des Physikunterrichts 25
1.2.1 Zur Entwicklung und zum Aufbau der Physik 26
1.2.2 Über Physik lernen 32
1.3 Die gesellschaftliche Dimension des Physikunterrichts 39
1.3.1 Die moderne technische Gesellschaft 40
1.3.2 Veränderte Einstellungen zur Technik und Wertewandel 42
1.3.3 Technik- und Wissenschaftsethik 45
1.3.4 Umwelterziehung und Bildung der Nachhaltigkeit 48
1.4. Die pädagogische Dimension des Physikunterrichts 53
1.4.1 Die übergangene Sinnlichkeit im Physikunterricht - eine Kritik 55
1.4.2 Schulphysik als Umgang mit den Dingen der Realität 57
1.4.3 Begegnung mit den Dingen der Realität in der Schulphysik 59
1.4.4 Umgang mit Schülervorstellungen und humanes Lernen 62
1.5 Gerüst dieser Physikdidaktik 66
1.5.1 Dimensionen der Physikdidaktik 66
1.5.2 Leitideen, physikdidaktische Dimensionen und methodische Prinzipien 71
1.5.3 Perspektiven des naturwissenschaftlichen Unterrichts 72
1. 6 Ergänzende und weiterführende Literatur 76
2 Ziele im Physikunterricht 83
2.1 Wie kommt man zu Zielen? 84
2.1.1 Die didaktische Analyse im Physikunterricht 84
2.1.2 Gesichtspunkte für die Inhaltsauswahl - Fragenkatalog
für die didaktische Analyse 88
2.2 Lernziele über Lernziele 92
2.2.1 Verschiedene Zielebenen 92
2.2.2 Zielklassen und Anforderungsstufen 95
2.3 Einzelheiten der physikdidaktischen Zielklassen 97
2.3.1 Konzeptziele (Begriffliche Ziele) 97
2.3.2 Prozessziele (Fähigkeiten und Fertigkeiten) 98
2.3.3 Soziale Ziele 99
2.3.4 Ziele über Einstellungen und Werte 99
2.4 Ergänzungen 101
2.4.1 Wie werden Lernziele formuliert? 101
2.4.2 Sachstrukturdiagramme 101
2.4.3 Übersicht -Ziele im Physikunterricht 103
2.5 Ergänzende und weiterführende Literatur 104
3 Elementarisierung und didaktische Rekonstruktion......................... 107
3.1 Elementarisieren - didaktisch rekonstruieren: Wie macht man das? 108
3.1.1 Pestalozzis Traum-nicht nur historische Bemerkungen 108
3.1.2 Kriterien der didaktischen Rekonstruktion 110
3.1.3 Heuristische Verfahren der didaktischen Rekonstruktion 114
3.2 Didaktische Rekonstruktionen von begrifflichen und technischen Systemen 117
3.2.1 Ein Grundmuster des Physikunterrichts 117
3.2.2 Vereinfachung durch Experimente 119
3.2.3 Vereinfachung durch ikonische Darstellungen 120
3.2.4 Vereinfachung durch symbolische Darstellungen 123
3.2.5 Elementarisierung technischer Systeme 125
3.3 Elementarisierung durch Analogien 127
3.3.1 Was sind Analogien? 127
3.3.2 Beispiel: Die Wasseranalogie zum elektrischen Stromkreis 128
3.3.3 Notwendige Bedingungen für Analogien im Physikunterricht 130
3.3.4 Zusammenfassung: Analogien im Physikunterricht 131
3.4 Über die Elementarisierung physikalischer Objekte und Methoden 134
3.4.1 Zur Elementarisierung physikalischer Objekte 134
3.4.2 Zur Elementarisierung physikalischer Methoden 136
3.5 Zusammenfassung und Ausblick 139
3.6 Ergänzende und weiterführende Literatur 141
4 Über physikalische Methoden 143
4.1. Standardmethoden der Naturwissenschaften 144
4.1.1 Zur induktiven Methode 144
4.1.2 Zur hypothetisch-deduktiven Methode 148
4.2 Historische Beschreibungen naturwissenschaftlicher Theoriebildung 151
4.2.1 Naturwissenschaftliche Revolution und Normalwissenschaft 151
4.2.2 Naturwissenschaften als „historische Tradition 157
4.2.3 Naturwissenschaften als abstrakte und historische Tradition 159
4.3 Theoriebildung in der Physik - Modellbildung im Physikunterricht 161
4.3.1 Über Theoriebildung in der Physik 161
4.3.2 Über Modellbildung im Physikunterricht 164
4.3.3 Über die Bedeutung von Experimenten in der Physik
und im Physikunterricht 166
4.4 Ergänzende und weiterführende Literatur 169
5 Methoden im Physikunterricht 171
5.1 Methodische Großformen 173
5.1.1 Spiele im Physikunterricht 173
5.1.2 Offener Unterricht-Freiarbeit 179
5.1.3 Das Projekt 182
5.1.4 Die Unterrichtseinheit-der Kurs 188
5.2 Unterrichtskonzepte des Physikunterrichts 191
5.2.1 Exemplarischer Unterricht 191
5.2.2 Genetischer Unterricht 193
5.2.3 Entdeckender Unterricht 198
5.2.4 Darbietender Unterricht 200
5.3 Artikulationsschemata - wie eine Unterrichtsstunde gegliedert wird 201
5.3.1 Übersicht über einige Artikulationsschemata 201
5.3.2 Die Phase der Motivation 205
5.3.3 Zur Phase der Erarbeitung 209
5.3.4 Zur Phase der Vertiefung 211
5.4 Sozialformen im Physikunterricht 215
5.4.1 Gruppenunterricht 215
5.4.2 Individualisierter Unterricht 221
5.4.3 Frontalunterricht 222
5.5 Ergänzende und weiterführende Literatur 224
6 Medien im Physikunterricht 229
6.1 Begriffserläuterungen und Klassifikationen 231
6.1.1 Medium, Medienpädagogik, Mediendidaktik 231
6.1.2 Klassifikationsschemata für Unterrichtsmedien 232
6.2 Grundlagenwissen zum Medieneinsatz 236
6.2.1 Wahrnehmung und Gedächtnis 236
6.2.2 Symbolsysteme und kognitive Repräsentation 241
6.2.3 Bildhafte Darstellungen 242
6.3 Bilder und Texte im Physikunterricht 245
6.3.1 Die Funktion von Bildern 245
6.3.2. Zum Instruktionsdesign mit Bildmedien 249
6.3.3 Texte im Physikunterricht 250
6.4 Klassische Medien im Physikunterricht 254
6.4.1 Die Wandtafel 254
6.4.2 Das Arbeitsblatt 255
6.4.3 Das Schulbuch 258
6.4.4 Der Arbeitsprojektor 261
6.4.5 Diaprojektor 264
6.4.6 Mikrofiche-Projektor 264
6.4.7 Episkop 264
6.4.8 Film und Video 264
6.4.9 Weitere Medien 268
6.5 Neue Medien und Multimedia 268
6.5.1 Der Computer im Physikunterricht 269
6.5.2 Multimedia 273
6.5.3 Das Internet 276
6.6 Experimente im Physikunterricht 277
6.6.1 Experiment, Schulversuch und Medium 277
6.6.2 Schulexperimente funktioneil betrachtet 278
6.6.3 Klassifikation physikalischer Schulexperimente 282
6.6.4 Ratschläge für die Unterrichtspraxis 285
6.6.5 Schülerexperimente 289
6.7 Ergänzende und weiterführende Literatur 291
7 Wie lässt sich der Lernerfolg messen? 295
7.1 Allgemeine Kriterien und Verfahren zur Messung des Lernerfolgs 296
7.1.1 Gütekriterien zur Messung des Lernerfolgs 296
7.1.2 Was kann und soll mit der Messung des Lernerfolgs bezweckt werden? 299
7.1.3 Welche unterschiedliche Typen von Bewertungsverfahren gibt es? 302
7.2 Wie misst man den Lernerfolg im kognitiven Bereich? 304
7.2.1 Lückentextaufgaben 307
7.2.2 Multiplechoice- und Zuordnungsaufgaben 307
7.2.3 Begriffsnetze 310
7.2.4 Aufgaben mit freier Antwort 313
7.2.5 Aufsätze 314
7.2.6 Sammeln von Evidenzen (Portfolio-Methode) 316
7.2.7 Sieben Fehler bei der Formulierung schriftlicher Aufgaben 318
7.3 Wie misst man den Lernerfolg im nichtkognitiven Bereich? 325
7.3.1 Typen von Messverfahren 325
7.3.2 Messung von Kooperation vs. Konkurrenz 332
7.3.3 Messung der motivierenden Wirkung des Unterrichts 333
7.3.4 Messung von Interessen 334
7.3.5 Messung von Einstellungen 335
7.3.6 Messung des emotionalen Gehalts von Begriffen 336
7.3.7 Verfahren, die auf Beobachtung beruhen 338
7.4 Zusammenstellung der beschriebenen Verfahren 340
Literaturverzeichnis 341
Personenverzeichnis 354
Stichwortverzeichnis 357
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