Konzeption
Zwei Aspekte stehen im Vordergrund:
- das Vertrautwerden mit Geräten, wie sie für dem Physikunterricht in Schulen typisch sind
- die Frage, warum man im Unterricht wie welches Experiment einsetzt und wie man zum Experiment hinführt: Experimente haben stets eine dienende Funktion in einem physikalischen Gedankengang, den die Schüler entwickeln sollen.
Dem 1. Schwerpunkt soll wird dadurch entsprochen, dass eine möglichst große Breite an Themen vorgestellt wird, womit auch eine Vielzahl verschiedener Geräte zum Einsatz kommt.
Bei der Auswahl der Versuche und konkreten Gestaltung der Versuchsanordnungen wird der 2. Schwerpunkt aufgegriffen (s. dazu den Exkurs unten).
Qualifikationsziele
- Kategorien von Experimenten, ihre Funktion und ihr didaktisches Potenzial kennen
- Experimente ziel- und schülerorientiert auswählen
- dafür geeignete Versuchsanordnungen zusammenzustellen und aufbauen
- einschlägige Literatur zum Experimentieren im Physikunterricht kennen und nutzen
- Experimente unter Berücksichtigung der Regeln des Experimentierens präsentieren
- erkennen und berücksichten, dass man durch die Wahl von Versuchsmaterialien den Unterrichtsverlauf bis hin zur Unterrichtsform erleichtern oder erschweren kann
- wesentliche schultypische Geräte kennen
- mit handels- und schulüblichen Lehrgeräten und Experimentiermaterialien kompetent umgehen
- über Strategien zur systematischen Analyse von Fehlerquellen verfügen
- die wichtigsten Sicherheitsvorschriften für das Experimentieren in der Schule kennen und beachten
Im Vordergrund stehen Demonstrationsexperimente. Dies ist nicht Ausdruck konservativer didaktischer oder methodischer Entscheidungen sondern folgt aus der Erfahrung, daass die Durchführung von Demonstrationsexperimenten von der Lehrkraft eine höhere experimentelle Kompetenz erfordert als das bei Schülerexperimenten der Fall ist.
Prüfung
- die Prüfung erfolgt in Form eines Experimentalvortrags mit Kolloquium zur dritten Versuchsreihe (Einzelvorträge)
- Für das 2F-Studium und das LBS-Studium wird die Prüfung nicht benotet (Studienleistung im Rahmen des Moduls Physikdidaktik 2)
Exkurs: Zur Auswahl und Gestaltung von Experimenten für den Unterricht
(von Peter Wessels)
Zur Einleitung in Überlegungen zum 2. Schwerpunkt sollen das folgende Zitat dienen (lassen Sie sich nicht durch die Wortwahl der folgenden Sätze abschrecken):
„Ich zerlege jetzt … den physikalischen Lehrstoff in Probleme und behandle diese Fragen in drei Stufen: Aufstellung, Lösung und Wertung. Bei der Aufstellung des Problems suche ich durch Fragen aus den Schülern ihre Erfahrungen und Gedanken herauszulocken. Das vorhandene Wissen ergänze und kläre ich durch qualitative Versuche (zumeist Freihandversuche). Diese führe ich selbst vor, oder lasse sie einen Schüler machen, oder alle Schüler führen sie als Übung aus. (…) Ich lasse dabei, um die Tatsachen beschreiben zu können, vorläufige Begriffe bilden und zwischen den Begriffen und Tatsachen und den Begriffen untereinander die Beziehungen erörtern, die nach den Beobachtungen zulässig und wahrscheinlich sind. (…)
Die Lösung des Problems schreitet von der Annahme zum Gesetz fort. (…) Bei der Wertung des Problems lasse ich die Schüler die Begriffe und Gesetze scharf fassen, Folgerungen daraus ziehen und Anwendungen davon suchen. (…) Bei diesem … Unterrichtsbetrieb hat der Lehrer möglichst zurückzutreten, überall ist der Schüler zur Selbsttätigkeit und zur Selbsthilfe anzuspornen. Auch die Demonstrationsexperimente soll, wo es irgend geht, ein geschickter Schüler ausführen. Was ein Schüler im Lehrbuch oder ihm zugänglichen Hilfsmitteln … finden kann, darf der Lehrer ihm nicht sagen.“
(Hermann Hahn, Handbuch der physikalischen Schülerübungen, 1912(!), p. 472/473)
Überraschend ist dieser frühe Hinweis auf die Bedeutung von Freihandversuchen. Wir wollen versuchen, jedes vorgestellte Experiment mit einem Freihandversuch zu koppeln. Und, weil diese offensichtlich die Lernenden zu Fragen anregen sollen, gehört zu jedem Freihandversuch eine Auflistung von etwa 3 bis 10 möglichen Fragen, die sich aus der Beobachtung ergeben.
Wie komme ich für meinen Unterricht zu einer Entscheidung, welches Experiment ich verwenden sollte? – Schon das oben zitierte Handbuch weist über 200 Schülerexperimente aus. Band III, Physikalische Freihandversuche, des gleichen Autors listet 738 Versuche zum Thema „Licht“ auf.
Der Hinweis auf die möglicherweise begrenzte Ausstattung der Physiksammlung der Schule ist wenig hilfreich. Ich habe – und jetzt rede ich von den Sammlungen, die sich an Gymnasien finden – in meiner Praxis keine Sammlung erlebt, wo ich nicht hätte auswählen müssen – mindestens in einer größeren Zahl der Themenbereiche. Es geht also auch um Kriterien für die Auswahl von Experimenten, also darum, welches Experiment mit welchem Ziel durchgeführt wird!