Physikdidaktik in der Praxis

Ernst Kircher war nach dem Lehramtsstudium einige Jahre Volksschullehrer. Nach dem Physikstudium an der Universität Tübingen war er sechs Jahre wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN) in Kiel (Promotion 1977), von 1978 2005 Physikdidaktiker an der Uni Würzburg. Forschungsschwerpunkt: (u. a.) Wissenschaftstheoretische Grundlagen der Physikdidaktik (Habilitation 1994).

Die Konzeption von Physikdidaktik in der Praxis hängt eng mit "Physikdidaktik - eine Einführung" zusammen. Es wird Wichtiges aus diesem Buch durch Beispiele illustriert, knappe Darstellungen werden ausführlicher beschrieben, Fehlendes ergänzt. Die Herausgeber haben Lehrerinnen und Lehrer, Physiker und Physikdidaktiker gewonnen, die sich durch Publikationen für die ausgewählten Themen ausgewiesen haben. Kapitel 1 und 2 geben einen Überblick über Lernvoraussetzungen, die in den vergangenen Jahrzehnten im Mittelpunkt physikdidaktischer Forschung standen: Alltagsvorstellungen, die das Physiklernen erschweren, sowie das geringe Interesse von Mädchen für den Physikunterricht. In Kapitel 3 werden Inhalte der modernen Physik elementarisiert dargestellt. Die Kapitel 4, 5 und 6 illustrieren wichtige und aktuelle Unterrichtsmethoden sowie moderne Medien an konkreten Beispielen. Schließlich werden in Kapitel 7 "Unterrichtsplanung" und "Unterrichtsanalyse" thematisiert.

Praxisorientierter Folgeband zu Physikdidaktik - Eine Einführung

1 Alltagsvorstellungen und Physik lernen.- 1.1 Beispiele für Alltagsvorstellungen.- 1.1.1 Vorstellungen zu Phänomenen und Begriffen.- 1.1.2 Vorstellungen über die Physik und über das Lernen.- 1.1.3 Lehrervorstellungen.- 1.2 Vorstellungen und Lernen.- 1.2.1 Vorunterrichtliche Vorstellungen berücksichtigen.- 1.2.2 Lernen.- 1.2.3 Zur Rolle von Vorstellungen beim Lernen.- 1.2.4 Konzeptwechsel.- 1.3 Unterricht auf der Basis von vorunterrichtlichen Vorstellungen.- 1.3.1 Anknüfen - Umdeuten - Konfrontieren.- 1.3.2 Unterrichtsstrategien, die Konzeptwechsel unterstützen.- 1.3.3 Wärme - Temperatur - Energie.- 1.3.4 Vorstellungen zum Teilchenmodell.- 1.4 Anmerkungen und Literaturhinweise.- 1.4.1 Abschließende Anmerkungen.- 1.5.2 Literaturübersicht zu Alltagsvorstellungen.- 2 Mädchen im Physikunterricht.- 2.1 Ein erster Überblick.- 2.1.1 Die besondere Situation der Mädchen im Physikunterricht.- 2.1.2 Einige Ursachen.- 2.1.3 Ansatzpunkte für Mädchen gerechten Unterricht.- 2.2 Zur Förderung der Mädchen im Physikunterricht.- 2.2.1 Konkrete Unterrichtsvorschläge.- 2.2.2 Die Interessenstudien des IPN.- 2.2.3 Der BLK-Modellversuch.- 2.2.4 Die Schweizer Koedukationsstudie.- 2.2.5 Fehlende sinnstiftende Kontexte.- 2.3 Fazit.- 3 Aktuelles aus Physik und Technik.- 3.1 Quantenphysik in der Schule.- 3.1.1 Grundlagen aus der klassischen Physik.- 3.1.2 Übergang zur Quantenphysik.- 3.1.3 Ohne Messprozess - "Quanten pur".- 3.1.4 Zum Messprozess.- 3.1.5 Das Superpositionsprinzip und die Stabilität der Atome.- 3.2 Elementarteilchenphysik.- 3.2.1 Die elementaren Teilchen.- 3.2.2 Die vier fundamentalen Kräfte.- 3.2.3 Zusammenfassung und Ausblick.- 3.2.4 Literaturhinweise.- 3.3 Kosmologie.- 3.3.1 Die Kosmologie als Wissenschaft.- 3.3.2 Das Kosmologische Prinzip.- 3.3.3 Kinematische Folgerungen aus dem Kosmologische Prizip.- 3.3.4 Dynamische Folgerungen aus dem Kosmologischen Prinzip.- 3.3.5 Unsere Welt - ein Friedman-Kosmos?.- 3.3.6 Die thermische Geschichte des frühen Universums.- 3.3.7 Literaturhinweise.- 3.4 Elemente der nichtlinearen Physik in der Schule.- 3.4.1 Deterministisch und unvorhersagbar.- 3.4.2 Chaotische Schwingungen.- 3.4.3 Dissipative Strukturen.- 3.4.4 Fraktale.- 3.5 Quanteninformationsverarbeitung.- 3.5.1 Einige Grundbegriffe der Quantenmechanik.- 3.5.2 Einstein-Podolsky-Rosen-(EPR-) Paradoxon.- 3.5.3 Kein Klonen von Quantenzuständen.- 3.5.4 Quantenteleportation.- 3.5.5 Ideen zur Realisierung von Quantencomputern.- 3.5.6 Literaturhinweise.- 3.6 Jenseits von Silizium - die neuen Halbleitermaterialien.- 3.6.1 Elektronen im periodischen Potential eines Halbleiterkristalls.- 3.6.2 Elektronenprozesse in Halbleitern und ihre Anwendung.- 3.6.3 Zusammenfassung und Ausblick.- 4 Aktuelle Methoden I - Projekte.- 4.1 "Die Sonne schickt uns keine Rechnung" - eine Projektwoche.- 4.1.1 Physikalische und technische Grundlagen.- 4.1.2 Überblick über das Unterrichtsprojekt.- 4.1.3 Projektverlauf.- 4.1.4 Schülerexperimente.- 4.1.5 Zusammenfassung.- 4.2 Das Projekt: Wir fotografieren mit einer selbstgebauten Kamera.- 4.2.1 Projektvorbereitung: Abbildungen mit Linsen.- 4.2.2 Gemeinsamer Start zu fünf Projekten.- 4.2.3 Selbstbau von Fernglas, Arbeitsprojektor, Mikroskop und Diaprojektor.- 4.2.3 Die Referate.- 4.2.4 Ein Projekt im Unterricht?.- 4.3 Projekt "Induktionsmotore".- 4.3.1 Fachliches - Ideen für Schüleraktivitäten.- 4.3.2 Lernvoraussetzungen für das Projekts.- 4.3.3 Schüleraktivitäten in den Gruppen.- 4.3.4 Abschließende Bemerkungen.- 5 Aktuelle Methoden II - Lernzirkel.- 5.1 Lernzirkel "Einführung in die Akustik".- 5.1.1 Ziele, Lernbereiche und Stationen.- 5.1.2 Fachliche Grundlagen.- 5.1.3 Unterrichtsmaterialien.- 5.1.4 Zur Evaluation des Lernzirkels.- 5.2 Lernzirkel "Laser".- 5.2.1 Lernvoraussetzungen, Inhalte und Organisation.- 5.2.2 Elementarisierung und didaktische Rekonstruktion des Lasers.- 5.2.3 Die Stationen des Lernzirkels.- 5.2.4 Erfahrungen bei der Durchführung.- 6 Aktuelle Medien.- 6.1 Neue Medien im Physikunterricht.- 6.1.1 Informationsangebote ordnen, Wissen vorstrukturieren.- 6.1.2 Multimedia: Multicodierung und Multimodalität.- 6.2 Freihandversuche im Physikunterricht.- 6.2.1 Optische Phänomene.- 6.2.2 Überraschendes vom Luftdruck.- 6.2.3 Fallen und Gleiten.- 6.2.4 Tricks im Alltag.- 6.2.5 Schwingungen und Wellen.- 6.2.6 Ein bisschen Elektrizität.- 6.2.7 Einfache und schwierige Erklärungen.- 6.3 Gespielte Physik - Spielerische Physik.- 6.3.1 Konstruktionsspiele - technische Kreativität.- 6.3.2 Gespielte Analogien - modellhaftes Lernen.- 6.3.3 Sinnhafte Spiele - ursprüngliches Verstehen.- 7 Planung und Analyse von Physikunterricht.- 7.1 Planungsmodelle - Unterrichtsentwurf - Unterrichtsstunde.- 7.1.1 Planungsmodelle.- 7.1.2 Der Unterrichtsentwurf.- 7.1.3 Die Unterrchtsskizze.- 7.1.4 Schritte offener Unterrichtsplanung.- 7.2 Konstruktion und Bewertung von Physikaufgaben.- 7.2.1 Einleitung.- 7.2.2 Die Rolle von Aufgaben im naturwissenschaftlichen Unterricht.- 7.2.3 Die Beurteilung von Aufgaben.- 7.2.4 Ausblick.- 7.2.5 Beispiel: Das Schmelzen des Nordpols.- 7.3 Gesichtspunkte zur Analyse einer Unterrichtseinheit.- 7.3.1 Unterrichtsbeobachtung.- 7.3.2 Nachbesprechung - es ist noch kein Meister vom Himmel gefallen.- 7.3.3 Analysekriterien für die 2. Phase der Lehrerbildung.- 7.3.4 Abschließende Bemerkungen.- 7.4 Videoanalysen in der Unterrichtsforschung.- 7.4.1 Qualitative und quantitative Unterrichtsforschung.- 7.4.2 Was hat Videoanalyse mit Beobachtung zu tun?.- 7.4.3 Methodischer Kontext.- 7.4.4 Technik der Videoanalyse.- 7.4.5 Gütekriterien der Videoanalyse.- 7.4.6 Videoanalysen zur kritischen Selbstreflexion des Unterrichts.- Personenverzeichnis.- Stichwortverzeichnis.- Autorenverzeichnis.