Horst Schecker - Böcker

Die naturwissenschaftsdidaktische Forschung greift auf ein großes Repertoire an Forschungsmethoden für die Gewinnung und Analyse von Daten sowie für die Entwicklung darauf basierender Unterrichtskonzeptionen zurück. Dieses Buch gibt einen breiten Überblick und führt in die konkrete Anwendung verschiedener Methoden ein.Die Kapitel, geschrieben von ausgewiesenen Forscherinnen und Forschern in den Fachdidaktiken der Biologie, Chemie und Physik, greifen jeweils eine methodische Herangehensweise an naturwissenschaftsdidaktische Fragestellungen auf.Auswahl, Konstruktion, Optimierung und Einsatz der zur Fragestellung und zum Studiendesign passenden Instrumente werden erläutert und begründet. Ziel ist es, insbesondere dem forschenden Nachwuchs konkrete Anregungen für ein eigenes methodisches Vorgehen hinsichtlich der Planung, Durchführung und Auswertung zu geben. Damit schließt dieses Buch eine Lücke in der zunehmend komplexer werdenden naturwissenschaftsdidaktischen Forschungslandschaft.

Ziel ist es, Nachwuchsforschern ein begriffliches Gerüst für das eigene Vorgehen zu geben, Ergebniserwartungen begründbar zu machen und Ergebnisse in der Auswertung zu erklären. Dem interdisziplinären Autorenteam gelingt es, durch ihre Forschungserfahrung den aktuellen Wissensstand von der Theorie bis zur Anwendung profund darzulegen.

Dieses Lehrbuch hilft Lehramtsstudierenden, Referendaren und Lehrkräften der Physik besser zu verstehen, was sich hinter Schüleraussagen versteckt. Oft weichen Schülerantworten im Physikunterricht von dem ab, was man als Lehrkraft erwartet oder erhofft. Dahinter stehen Vorstellungen, die von den Alltagserfahrungen der Schülerinnen und Schüler geprägt sind. Für das Unterrichten und das Lernen von Physik ist von zentraler Bedeutung, was die Kinder und Jugendlichen an Vorwissen, Vorstellungen und Denkmustern bereits mitbringen. Auf dieser Grundlage verarbeiten Lernende neue Informationen. Die Autorinnen und Autoren stellen den Erkenntnisstand über Schülervorstellungen zu physikalischen Begriffen dar und stellen Lösungsmöglichkeiten für Probleme im Schulunterricht vor.In den ersten drei Kapiteln werden die theoretischen Grundlagen sowie Strategien des Umgangs mit Schülervorstellungen bei der Unterrichtsgestaltung erläutert. In zehn folgenden Themenkapiteln werdenkonkrete Schülervorstellungen vorgestellt, ihre Hintergründe erklärt und Vorschläge gemacht, wie man mit diesem Wissen Lernangebote besser gestalten kann. Die Inhaltsbereiche erstrecken sich vom Anfangsunterricht in der Grundschule bis hin zur gymnasialen Oberstufe. Dazu zählen die Mechanik, Optik, Elektrizitätslehre, Wärmelehre, Quantenphysik und weitere Gebiete sowie allgemeine Vorstellungen über die Physik als Wissenschaft.Die Leserinnen und Leser werden:-   typische Schülervorstellungen in wichtigen Gebieten der Physik kennen,-   auf Basis dieses Wissens Lernschwierigkeiten bei Schülerinnen und Schülern diagnostizieren können,-   wissen, wie man Lernenden helfen kann, ihre Vorstellungen weiterzuentwickeln,-   wissen, wo man Unterrichtskonzeptionen findet, die Schülervorstellungen berücksichtigen,-   Möglichkeiten kennen, wie man Schülervorstellungen bei der Unterrichtsplanung und -durchführung berücksichtigen kann, und nicht zuletzt-   die eigenen Vorstellungen zu zentralen physikalischen Konzepten fachlich durchdacht haben.Schülervorstellungen sind auch ein guter Anlass, die grundlegenden Begrifflichkeiten der Physik für sich selbst noch einmal fachlich zu durchdenken. Hierzu regt das vorliegende Lehrbuch mit fachlichen Erläuterungen an.

Welche Möglichkeiten habe ich für die Gestaltung des nächsten Themas meines Physikunterrichts? Diese Frage stellt sich Lehrkräften immer wieder. Dieses Lehrbuch hilft Lehramtsstudierenden, Referendaren und Lehrkräften dabei, Unterrichtskonzeptionen und ihre Leitideen besser zu verstehen und mögliche Alternativen für den eigenen Unterricht kennenzulernen. Die Autorinnen und Autoren stellen verschiedene Unterrichtskonzeptionen detailliert vor, die im deutschsprachigen Raum für den Physikunterricht entwickelt und in der Schulpraxis erprobt wurden. Zu allen Konzeptionen werden Quellen für Unterrichtsmaterialien angegeben. Die Kapitel beinhalten Übungen, die Leserinnen und Leser zum Durchdenken der Inhalte anregen.Im einführenden Kapitel des Werkes wird erläutert, in welchen Entwicklungszusammenhängen Unterrichtskonzeptionen entstehen. In vierzehn folgenden Themenkapiteln werden jeweils mehrere konkrete Unterrichtskonzeptionen mit ihren Leitideen und ihren Unterrichtsgängen vorgestellt. Die Inhaltsbereiche erstrecken sich vom Anfang der Sekundarstufe I bis hin zur gymnasialen Oberstufe. Dazu zählen u. a. die Optik, Mechanik, Wärmelehre, Elektrizitätslehre, Magnetismus, Felder, Quantenphysik, aber auch Nature of Science, fächerübergreifender Unterricht und prozessbezogene Kompetenzen.Die Leser und Leserinnen werden nach der Lektüre• Unterrichtskonzeptionen in wichtigen Gebieten der Schulphysik kennen,• wissen, was die jeweiligen Grundideen, Ziele und Elementarisierungen sind,• wissen, wo man Unterrichtsmaterialien zu den Unterrichtskonzeptionen findet,• die eigenen Vorstellungen, wie man ein Thema unterrichten sollte, durchdacht und überdacht haben.Leserinnen und Leser werden sich mit verschiedenen Zugängen, ein Thema zu unterrichten, beschäftigen und dadurch ihr Unterrichtsrepertoire erweitern können.

Energie – was ist das eigentlich? Welche Antwort geben Sie, wenn im Unterricht diese Frage gestellt wird? Einfach ist die Antwort nicht. Der Nobelpreisträger Richard Feynman wird gerne mit seiner Aussage „We have no knowledge of what energy is” zitiert. Aber hilft ein Ausblenden der Frage nach dem Wesen der Energie im Physikunterrichtunterricht bei der Entwicklung eines Energieverständnisses, das sowohl innerfachlich tragfähig ist, als auch in lebensweltlichen Kontexten weiterhilft? Dieses Lehrbuch beginnt mit drei Kapiteln zum Bildungswert, zu den fachlichen Grundlagen und zu Kontextualisierungen des Energieunterrichts. Im Anschluss werden die Lernvoraussetzungen von Schülerinnen und Schülern beschrieben, die sie in den Unterricht mitbringen, z. B. eine Treibstoffvorstellung der Energie. Lernschwierigkeiten können auch durch ungeschickte unterrichtliche Darstellungen erzeugt werden. Den Fallstricken beim Sprechen über Energie ist ein eigenes Kapitel gewidmet.Aus der fachdidaktischen Entwicklungsforschung liegen zahlreiche Vorschläge für die Gestaltung des Energieunterrichts vor. Wir stellen zehn innovative Konzeptionen in Steckbriefen vor. Experimente zu Energieumwandlungen und Energieerhaltung in der Mechanik, in der Wärmelehre und in der Elektrizitätslehre sowie zur Energieentwertung werden in einem Medienkapitel beschrieben. Innovative Möglichkeiten ergeben sich durch digitale Messwerterfassung und den Einsatz von Infrarotkameras.Am Schluss ziehen wir ein Gesamtfazit. Darin werden Handlungsoptionen zu wichtigen Fragen für die Planung des Energieunterrichts diskutiert, z. B. zum Umgang mit den Begriffen Arbeit und Wärme. Und wir stellen unsere Antworten vor.Die Leserinnen und Leser werden nach der Lektüre-   den Bildungswert des Energieverständnisses erörtern können;-   fundierte Entscheidungen über die Elementarisierung des Energiekonzepts treffen;-   aus einem breiten Spektrum lebensweltlicher Kontextualisierungen auswählen;-   Lernwege zur Energie kennen und typische Lernhemmnisse erkennen;-   beim Sprechen über Energie bewusster mit Begriffen und Visualisierungen umgehen;-   fachdidaktisch fundierte Konzeptionen für den Energieunterricht kennen und-   ihren Unterricht mit innovativen experimentellen Medien unterstützen.