■■

Inhalt

Vorwort  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Teil I „Innere“ lern- und inhaltsorientierte Methoden . . . . . . . . . . . . 15

1. Unterrichtsansätze zu den Methoden physikalischer Erkenntnisgewinnung  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 1.2.6

Die Modellmethode   (Silke Mikelskis-Seifert; Antje Leisner-Bodenthin)  . . . . . . Das Denken in Modellen – Bedeutung beim Lernen   von Physik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Das Denken in Modellen fördern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Die Modellmethode im Optikunterricht . . . . . . . . . . . . . . . Die experimentelle Methode (Veit Berger) . . . . . . . . . . . . . Die erkenntnistheoretische Bedeutung des Experiments. Das klassische Demonstrationsexperiment . . . . . . . . . . . . Das klassische Schülerexperiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . Offenes Experimentieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Experimente im entdeckend-forschenden Lernen . . . . . . Didaktisch-methodische Hinweise zum Experimentieren .

15 15 18 22 29 30 31 34 37 39 42

2. Unterrichtsprinzipien: exemplarisch – genetisch – sokratisch (Helmut F. Mikelskis) . . . . . . 44 2.1 2.2 2.3 2.4

Das Exemplarische als Anwesenheit des Ganzen   im Einzelnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Genetisches Lehren und Lernen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Das sokratische Gespräch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Exemplarische genetische Lehrstücke . . . . . . . . . . . . . . .



44 48 50 52

3. Historisch orientierter Physikunterricht (Dietmar Höttecke) . . . . . . 57 3.1 3.2 3.2.1 3.2.2

Wissenschaftsgeschichte im Physikunterricht  . . . . . . . . . Über Naturwissenschaften lernen  . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lernen über die Natur der Naturwissenschaften  durch Geschichte  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Arten des Wissens über die Natur der Naturwissenschaften (NdN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



57 58



58



61

5

6

■■ Inhalt 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.3 3.3.1 3.3.2

Fallstricke der Wissenschaftsgeschichte im Unterricht . . . Explizite Reflexion im Unterricht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Historisch-didaktische Rekonstruktion . . . . . . . . . . . . . . . Von der „alten Physik“ zur neuen Erkenntnis . . . . . . . . . . Lernen durch Geschichte: Begriffe, Konzepte,   Probleme lösen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Die Unterrichtspraxis am Beispiel  . . . . . . . . . . . . . . . . . .



63 63 64 65



65 66

4. Entdeckendes und forschendes Lernen (Thorsten Bell)  . . . . . . . . . . 70 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3

Ansätze des entdeckenden und forschenden Lernens . . . . Entwicklung und Ziele der Lernform  . . . . . . . . . . . . . . . . Charakteristika verschiedener Ansätze  des forschenden Lernens  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schwierigkeiten der Lernform und Lösungsansätze . . . . . Computerunterstützung für forschendes Lernen . . . . . . . Aktivitäten-Modell des forschenden Lernens . . . . . . . . . . Wurzeln und Intention des Modells . . . . . . . . . . . . . . . . . . Darstellung des Modells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bezüge zu den Bildungsstandards  . . . . . . . . . . . . . . . . . . Unterrichtsbeispiel: Mechanik im Dienste   der Verkehrssicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hintergrund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Unterrichtseinheit mit Elementen forschenden Lernens . Erprobungen  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



70 70



71 72 73 74 74 74 77



78 78 78 81

5. Problemorientierter Unterricht und Aufgabenkultur (Josef Leisen) . . 82 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

Kennzeichen problemorientierten Unterrichts . . . . . . . . . Heurismen zur Problemlösung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lehrergelenkte Problemsituationen . . . . . . . . . . . . . . . . . Aufgabengesteuerte Problemsituationen . . . . . . . . . . . . . Beispiele für aufgabengesteuerte Problemsituationen . . .



82 84 86 88 91

T  eil II „Äußere“ Methoden: Beobachtbare Sozialformen und typische Handlungsmuster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 6. Der darbietende Unterricht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 6.1 6.1.1 6.1.2

Darbieten – Was und wie?   (Silke Mikelskis-Seifert; Thorid Rabe) . . . . . . . . . . . . . . . . Eine erste Begriffsklärung  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pro und Kontra des darbietenden Unterrichts  . . . . . . . . .

95 95 96



Inhalt

6.1.3 6.2 6.2.1 6.2.2 6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.3

Rahmenbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Darstellung und Präsentation durch Lehrerinnen  (Silke Mikelskis-Seifert; Thorid Rabe) . . . . . . . . . . . . . . . . Mündliche Präsentationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schriftliche Präsentationen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schülerinnen und Schüler präsentieren (Sigrid Zwiorek). Mind Maps  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Poster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ausstellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

■■ 97

99 99 106 110 110 111 113

7. Unterrichtsgespräch: Vom fragend-entwickelnden Unterricht, dem sokratischen Dialog und Schülergesprächen (Josef Leisen) . . . . 115 7.1 7.1.1 7.1.2 7.1.3 7.2 7.3 7.3.1 7.3.2 7.4

Gesprächsführung: Kennzeichen und Standards   für eine gute Gesprächsführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Professionalität in der Gesprächsführung . . . . . . . . . . . . . Möglichkeiten zur Professionalisierung in der   Gesprächsführung  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mindeststandards der professionellen Gesprächsführung. Strategien zur Verbesserung der Gesprächsführung  . . . . Gesprächsformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Das fragend-entwickelnde Unterrichtsgespräch . . . . . . . . Das Schülergespräch  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Das Unterrichtsgespräch im Methodenkontext . . . . . . . . .

115 115 116 117 118 122 123 128 130

8. Schülerzentrierte Unterrichtsansätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 8.1 8.1.1 8.1.2 8.1.3 8.1.4 8.2 8.2.1 8.2.2 8.2.3

Kooperatives Lernen in Gruppen (Thorid Rabe) . . . . . . . . Partnerarbeit, Gruppenarbeit und Gruppenunterricht   als kooperative Sozialformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lehrerrolle – Schülerrolle: Verantwortlichkeiten   beim kooperativen Lernen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . „Kleine“ Formen kooperativen Lernens . . . . . . . . . . . . . . Gruppenpuzzle: Lernende werden zu Experten . . . . . . . . Gruppenarbeit – Stationen und Egg Races am Beispiel   von Schülerexperimenten (Sigrid Zwiorek). . . . . . . . . . . . Lernen an Stationen und arbeitsteiliges   Experimentieren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stationen zum Verhalten von Gasen beim Erwärmen   und beim Abkühlen (Jahrgangsstufe 7) . . . . . . . . . . . . . . . Stationen zum Trägheitsbegriff   (Jahrgangsstufe 11)  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

133 133 136 139 141 148 148 150 152

7

8

■■ Inhalt 8.2.4 8.2.5

Stationen zur Bestimmung der   Erdbeschleunigung (Jahrgangsstufe 11) . . . . . . . . . . . . . . 153 Egg Races . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

9. Textarbeit und Narration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 9.1 9.1.1 9.1.2 9.1.3 9.2 9.2.1 9.2.2 9.2.3

Textarbeit (Thorid Rabe) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Texte im Physikunterricht: Lernen mit mündlichen   und schriftlichen Texten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Leseanlässe: Texte lesen, erfassen, verstehen . . . . . . . . . . Schreibanlässe: Texte verfassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Narration (Lutz Kasper) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Was ist „narrative Physik“? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Warum „narrative Physik“?  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diskursiv-narrative Texte – ein Unterrichtsbeispiel  . . . . .

158 158 160 161 164 164 166 167

10. Spielen im Physikunterricht (Silke Mikelskis-Seifert; Helga Behrendt) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 10.1 10.1.1 10.1.2 10.1.3 10.2 10.2.1 10.2.2 10.2.3 10.3 10.3.1 10.3.2 10.3.3 10.3.4 10.3.5 10.3.6 10.4

Spielen – eine grundlegende menschliche Aktivität . . . . . Spielen – überall im Alltag zu finden . . . . . . . . . . . . . . . . . Charakteristika des Spielens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spiel und Spielzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spielen im Physikunterricht – aus didaktischer Sicht . . . . Problemlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Das Potenzial des Spielens für den Physikunterricht  . . . . Methodische Überlegungen für einen an Spielen   orientierten Unterricht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spielen im Physikunterricht – ein Erfahrungsbericht . . . . Rollenspiele  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bewegungsspiele  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Analogspiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Übungsspiele  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konstruktionsspiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Computerspiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spielen im Physikunterricht – nicht nur eine Spielerei . . .

172 172 173 174 174 174 175 177 179 179 180 181 182 184 185 185

Teil III Methodische Großformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 11. Wochenplan (Maja Brückmann) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 11.1 11.2

Arbeit nach Plan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 Merkmale des Wochenplans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188



Inhalt

11.3

■■

Wege zur Wochenplanarbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

12. „Lernort Praktikum“ (Steffen Neumeyer) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 12.1 12.2

Der „Lernort Praktikum“ – eine Begriffsklärung . . . . . . . 195 „Lernort Praktikum“ in der Umsetzung  . . . . . . . . . . . . . . 197

13. Die Lernwerkstatt (Frank Roesler) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 13.1 13.2 13.3 13.4 13.4.1 13.4.2 13.4.3 13.5

Arbeiten in der Lernwerkstatt – eine Möglichkeit   für kooperatives und selbstständiges Lernen . . . . . . . . . . Lernwerkstatt – Was ist das? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wie ist die Arbeit in der Lernwerkstatt organisiert? . . . . . Unterrichtsgestaltung mit Workshop-Ansatz  . . . . . . . . . . Die Struktur eines Lernabschnittes . . . . . . . . . . . . . . . . . . Arbeitsaufträge als zentrales Element . . . . . . . . . . . . . . . Organisatorische Rahmenbedingungen . . . . . . . . . . . . . . Unterrichtserfahrungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



200 200 201 202 202 203 207 208

14. Projekte (Susanne Metzger; Rainer Müller) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 14.1 14.2 14.2.1 14.2.2 14.2.3 14.3 14.3.1 14.3.2 14.4

Was sind Projekte? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Projekte im Physikunterricht  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fachübergreifende Projekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fächerverbindende Projekte  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fächeraussetzende Projekttage oder -wochen . . . . . . . . . Projekte in der Praxis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Heißluftballon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spannung, Strom und wie sie zusammenhängen . . . . . . . Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



211 212 213 214 215 216 216 219 219

15. Exkursion (Katrin Engeln; Silke Vorst) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 15.1. 15.2 15.2.1 15.2.2 15.2.3 15.3

Besonderheit der Methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Außerschulische Lernorte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Museen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Science Center  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schülerlabore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Planung und Durchführung  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



220 221 222 224 225 226

Die Autorinnen und Autoren  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Internetadressen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



229 231 238 239

9