Wirksamkeit und Legitimation des Physikunterrichts  


Warum Physik Unterricht?

Guter Physikunterricht soll ... 
Wissensbestand 
Beliebtheit und Interesse
Legitimationen 
 
 
 
 

Guter Physikunterricht soll ... 

 
 
Ziele dieser Einheit:  
  • Bewusstmachen eigener Haltungen und Einstellungen  ("Theorien") zum Physikunterricht
  • Konfrontation mit Ergebnissen empirischer Untersuchungen
Startimpuls  
Nenne 3 Eigenschaften von gutem und drei von schlechtem Physikunterricht!  
Guter Physikunterricht soll ...
Werte, die wir dem Unterricht beimessen, sind Kriterien für unser Urteil und Triebkräfte für unser Handeln!  
 
 
Ergebnisse (SS 2000):  


Guter Physikunterricht soll:  

Übersichtlich gegliedert sein. Es soll erkennbar sein, was wichtig und was unwichtig ist.  
Schülerversuche enthalten  
Umgang mit Geräten und Experimenten vermitteln (Messen!)  
Verständlich sein  
Ein hohes Niveau bieten  
Die Schüler zum Verstehen von Physik bringen  
Spaß machen  
Verständnis von Alltagsphänomenen verbessern  
Interessant sein  

Nicht zu wichtig genommen werden (Physik ist kein Hauptfach)  
Keine Anhäufung von unverstandenen Fachausdrücken und Faktenwissen sein  
Nicht zum Auswendiglernen führen  
Keine Angst machen  
Nicht lebensfern sein 

 
 
Als Vergleich zu den Ergebnissen der Studenten die Meinung eines der profiliertesten Didaktiker im deutschen Sprachraum:  
Reinders Duit (Ziele für den naturwissenschaftlichen Unterricht - Anspruch und Realität. in: plus lucis 1/97 S. 12)
 

Allgemeine Gesichtspunkte für "guten" Physikunterricht

Interesse

Verstehen Über das Fachliche hinaus Über das Inhaltliche hinaus Selbständiges Lernen  

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Was bleibt vom gelernten Wissen?  

 
Einige Ergebnisse von Untersuchungen zur Lernwirksamkeit:

"Übrig bleibt lediglich das bestenfalls geringfügig modifizierte Alltagswissen über die Natur, was zumeist schon vor Beginn des Fachunterrichts voll ausgebildet war."
 (R. Brämer: Über die Wirksamkeit des Physikunterrichts. In: NiU 28/1980, S. 10 ff)

"Formelfragmente und Satztrümmer" (Wagenschein, 1971. Zit. nach Muckenfuß 1995 S. 26)

"Erlernt wird der Umgang mit den Wissensbruchstücken, die sich bei Tests im Gedächtnis wiederfinden und die im Unterricht in einer Art Mini-Max-Strategie optimal einzusetzen sind."
"Denn mit Sicherheit das markanteste, wenn auch manchen Schulpraktiker vielleicht gar nicht so sehr überraschende Ergebnis der unternommenen Analyse der Bildungsziele und -wirklichkeit des gymnasialen Physikunterrichts ist - gemessen an den didaktischen Zielsetzungen - dessen nahezu völlige Unwirksamkeit. Aus der Sicht der zum Ziel gesetzten fachphysikalischen Unterweisung als Basis für eine allgemeine wissenschaftskulturelle Bildung der Schüler verlassen diese die Schule in ihrer übergroßen Mehrheit schlicht als physikalische Analphabeten.
Das Ergebnis des Unterrichts ist ein eher kurioses Neben- und Miteinander sich mitunter diametral widersprechender Vorstellungen unterschiedlichster Provenienz, ein "Amalgam" aus Physik- und Alltagswissen, Spekulation und Kenntnis, von buntgewürfelten Versatzstücken aus Schulbüchern, populärwissenschaftlichen Massenmedien und eigener Erfahrung."
(Nolte-Fischer 1989, zit. nach Muckenfuß S. 29)

"Wie immer man den Physikunterricht aspektieren will, durch Anwendungsorientierung, Erlebnishaftigkeit, Gesellschaftsbezug, Berufsrelevanz o.a., er bleibt nur dann naturwissenschaftlicher Unterricht, wenn auch die von konkreten Zusammenhängen abstrahierende Theorie als solche mitgelehrt wird. Da physikalische Theorien komplexe Aussagensysteme sind, die nicht am Einzelfall gewonnen werden oder auf einen solchen bezogen bleiben, bedeutet dies, dass immer in einer bestimmten Form systematisch gelernt werden muss."
(H. Muckenfuß: These, S. 35)
 
 
Generell zeigen Untersuchungen eine beinahe völlige Unwirksamkeit des Unterrichts.    
Zu beachten ist aber das "tacit knowledge": Stilles Wissen, z.T. unbewußt, beeinflusst Denken, Wahrnehmen und Urteilen!    
Es scheint auch, dass systematischer Unterricht langfristig bessere Behaltenswerte bewirkt.
 

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Interesse und Beliebtheit  

 

"Die Bedingungen für das Interesse der Mädchen (und vieler Jungen) sind nicht Nützlichkeit, Alltagserfahrung, Gemüthaftigkeit und Sinnlichkeit, auch wenn solche Faktoren immer mit im Spiel sind: Das tieferere und allgemeinere Anliegen, dem der Physikunterricht gegenwärtig nicht gerecht wird, betrifft das Bedürfnis, die Menschen, die Bedingungen ihrer Existenz und ihr Handeln zu verstehen! Naturerkenntnis ist immer auch Erkenntnis des Menschen. Jedem Naturbild korrespondiert ein Menschenbild. Wo Unterricht diese Seite ausklammert, leidet seine Attraktivität, wo sie zum Thema wird, weckt er Interesse."
(Muckenfuß, S. 65)

"Ein auf Verfügungswissen zentrierter Physikunterricht spaltet die Schülerschaft in „Experten“ und „Eingeschüchterte“. Die Ursache der Einschüchterung liegt in der erfolgreichen Vermittlung der großen gesellschaftlichen Bedeutung der Physik bei gleichzeitigem Aufbau von Unterlegenheitsgefühlen. Der Physikunterricht wirkt daher elitestiftend und antidemokratisch. Die positive Einstellung der „Eingeschüchterten“ zu Themenkreisen, die Naturerkenntnis stärker auf das Natur- und Menschenbild als auf Naturbeherrschung beziehen, verweist auf die Notwendigkeit, das Orientierungswissen curricular zu berücksichtigen, wenn negative Sozialisationswirkungen vermieden werden sollen."
(Muckenfuß, S. 86)
 
 
 
Was lässt sich aus den folgenden Ergebnissen empirischer Untersuchungen über Beliebtheit und Interesse des Physikunterrichts schließen?  
Bildquelle: Muckenfuß
 
 
 
Bild 1
 
 

 Bild 2
 
 
Bild1: Beliebtheit der Fächer nach Geschlecht  
Physik spaltet stark, ist nicht egal (wie z.B. Rel) Ablehnung/Zustimmung. Ähnlich: Ch, M. Bei Mädchen das unbeliebteste Fach überhaupt. wenige "Experten" und viele "Eingeschüchterte" (Wagenschein).   
"Beliebtheit" ist aussagekräftiger als "Interesse": Auch wenig Gemochtes kann interessant sein, Interesse ist eher kognitiv, kann an der Sache liegen (kurzfristig) oder eine Einstellung, Haltung sein. Beliebtheit ist eher emotional, langfristig.   

Bild 2. Attributierungen  
Interesse liegt höher als Beliebtheit. Physik wird nicht als bedeutsam für Alltag und Beruf gesehen. 

 
Bild 3
 
 
Bild 3: Entwicklung von Interesse und Relevanz  

Interesse sinkt im Laufe des Unterrichts stark ab (Durchschnitt! - bei einigen wenigen bleibt bzw. steigt es), aber: Allgemeine Wertschätzung nimmt zu.   
Physik soll nicht verschwinden, wird als immer wichtiger erachtet. Es öffnet sich eine Schere zwischen der Überzeugung: Jeder sollte etwas von Physik wissen, Physik ist wichtig, - und: subjektiv den Anforderungen nicht gewachsen zu sein, Physik ist abstrakt, schwierig. "Die Abhängigkeit der vielen Laien ist die Freiheit der Experten".  

Zu ähnlichen Ergebnissen kommt eine österreichische Untersuchung:  
E. Lex, E. Gunacker: Der Physik- und Chemieunterricht aus der Sicht des Schülers (in: plus lucis 1/98, S. 7 ff)  
Dort wurden 1122 SchülerInnen der 2. bis 4. Klasse Hauptschule befragt.  
 

Bild 4
 
 
Bild 4. Interessendifferenzen bei physikalischen Themen  

Bei Themen wo die Naturerkenntnis im Vordergrund steht ("Orientierungswissen") sind die Unterschiede gering; bei Themen wo die Naturbeherrschung wichtig ist ("Verfügungswissen"), spaltet sich das Interesse. 

 

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Legitimationen 

 
 
Ausgangsfrage: Wie kann man Physik in der Schule legitimieren? Was lernen die Schüler im Fach Physik, was sie in keinem anderen Fach lernen?  

Zitat 1 begründet Physik- bzw. Naturlehre-Unterricht. Aus welcher Zeit könnte es stammen?  
 

 
  "Vernünftige Wesen werden durch nichts so sehr zur Erlernung einer Wissenschaft gereizt, als wenn man sie überführet, wie wichtig, nützlich, und angenehm sie sey; Ich halte es daher für Pflicht etwas weniges vom Nutzen der Naturlehre herzusetzen.

(1) Sie lehret uns auf überzeugende Weise einen Gott kennen, der allmächtig, weise und gütig ist. Beyspiele und Beweis ist die ganze Natur.
(2) Sie vergrößert und erhöhet unsere Einsichten und Kenntnisse.
(3) Sie erwecket durch so viele reizende Beobachtungen und Versuche das würdigste und reinste Vergnügen in unserer Seele. Man denke nur an die angenehmen Versuche mit dem Sonnen-Microscop, mit den Farben, mit der Electrisier-Maschine, mit dem Magnet etc.
(4) Sie nimmt uns die kindliche Furcht und Aberglauben. Man denke an die Cometen, Irrwische, Nordlichter, Sympathien etc.
(5) Durch sie erreichen fast alle Künste und Handwerker ihren Grad der Vollkommenheit. Man überlege doch nur, ob nicht die ganze Verbesserung der Oeconomie, der Färbereyen, der Zubereitung des Leders und unzähliges anderes von der richtigen und gründlichen Kenntniss der Naturlehre ihren Ursprung nehmen muß. Wem dies nicht genug zur Aufmunterung ist, der ist nicht werth ein Mensch zu seyn. "
 
Aus: Johann Lorenz Beckmann: Naturlehre, oder: die gänzlich umgearbeitete malerische Physik. Karlsruhe 1775. Zitiert nach: R. Duit: Ziele für den naturwissenschaftlichen Unterricht - Anspruch und Realität. plus lucis 1/97, S. 3 ff  

Dieses Zitat zeigt die Änderung der Einstellungen gegenüber Ziel und Sinn des Physikunterrichts  

Aufgabe: Sammeln von Legitimationsargumenten für Physikunterricht heute

 
 
Ergebnisse (SS 2000):  


Legitimationen:  

Vorbereitung auf bestimmte Studien  
Naturwissenschaftliches Denken, Problemlösen, Weltbeschreibung  
Allgemeinbildung: Wichtige Bereiche des Natur- und Weltverständnisses werden erfasst  
Kritische Einstellung, Argumentier- und Entscheidungsfähigkeit (zB: Energie, Umwelt ...) wird unterstützt  
Viele Berufe haben mit Technik zu tun, Physik ist eine Basis der Technik  
Umgang mit Formalismen (Erleichtert Umgang mit dem Computer)  
Fertigkeiten: Gezieltes Denken, Abschätzen von Wirkungen, Näherungen  
Hilfsmittel in der Entwicklung zur Stufe der formalen Operationen (Piaget)  
Besondere Unterrichtsformen (zB.:Schülerversuche) unterstützt Entwicklung von Eigenverantwortung, Zusammenarbeit  
 

 
Dies lässt sich vergleichen mit den Aussagen eines Standardwerks der Fachdidaktik:   
Bleichroth u.a.: Fachdidaktik Physik, S. 42ff. 
   

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