FB 4 Physik

Arbeitsgruppe der Physikdidaktik


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Möglichkeiten und Grenzen der physikalischen Methode am Beispiel der Kosmologie

Zu einem ausgewogenen Bild von den Naturwissenschaften gehört neben der Kenntnis ihrer Möglichkeiten auch das Wissen um ihre Grenzen. Dieses Lernziel ist in der Regel auch in Lehrplänen und Kerncurricula vorgegeben. Beispielsweise soll der Physikunterricht nach den Richtlinien und Lehrplänen von Nordrhein-Westfalen (NRW, 1999, S. 13) die Schülerinnen und Schüler „die Möglichkeiten und Grenzen naturwissenschaftlichen Denkens“ erfahren lassen. Im Fokus des Forschungsprojekts steht die „methodische Grenze“. Die Kenntnis dieser Grenze ist ein Element des Wissens über die „Natur der Naturwissenschaft“. In der Unterrichtspraxis wird sie jedoch selten explizit diskutiert. Dies liegt vermutlich daran, dass in der Regel davon ausgegangen wird, dass der Erwerb von entsprechenden wissenschaftstheoretischen Kenntnissen bereits dadurch erreicht wird, dass sich Schülerinnen und Schüler naturwissenschaftlich beschäftigen (z. B. kleinere Forschungsprojekte selbst durchführen). Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine explizite Thematisierung der „Natur der Naturwissenschaften“ notwendig ist, um die entsprechenden Lernziele erreichen zu können (Khishfe & Lederman, 2007). Schecker, Fischer und Wiesner (2004) schätzen wissenschaftstheoretische Elemente als so bedeutsam ein, dass sie in Verbindung mit geeigneten physikalischen Sachthemen als integraler Bestandteil des Physikunterrichts aufzufassen seien, und nicht lediglich als deren Überschreitung.

Die methodische Grenze wird in unserem Unterrichtsvorschlag am Beispiel der Kosmologie diskutiert. Dazu werden anhand einer fachlichen Einführung zur Entwicklung des Universums die großartigen Möglichkeiten der physikalischen Methode exemplarisch verdeutlicht. Gleichzeitig soll damit ein „Gesprächsanlass“ geschaffen werden, um im wissenschaftstheoretisch orientierten Teil Merkmale der physikalischen Methode zu behandeln, die die methodische Grenze festlegen. Die Gegenstände der entsprechenden „Kontextbausteine“ sind in der Tabelle dargestellt.

Die Materialien zur Unterrichtseinheit finden Sie hier.

 

Gegenstände des fachlichen bzw. wissenschaftstheoretisch orientierten Kontextbausteins für den Physikunterricht

Kontextbausteine

Gegenstände

Entwicklung des Universums

(2 Schulstunden)

·Planeten, Sterne und Galaxien als sichtbare Objekte

·Rotverschiebung des Spektrums

·Expansion des Raumes nach Einstein

Grenze der physikalischen Methode

(2 Schulstunden)

·Merkmale der physikalischen Methode

·Methodische Grenze

·Aspektcharakter der Physik

 

Forschungsprojekt von Stefan Korte

 

Literatur zum Thema

  • Schecker, H., Fischer, H. E., & Wiesner, H. (2004). Physikunterricht in der gymnasialen Oberstufe. In H.-E. Tenorth (Hrsg.), Kerncurriculum Oberstufe II – Biologie, Chemie, Physik, Geschichte, Politik.  Weinheim: Beltz-Verlag, 148-234.
  • Popper, K. (2005). Logik der Forschung (11. Auflage). Tübingen: Mohr Siebeck.
  • NRW (1999). Richtlinien und Lehrpläne für die Sekundarstufe II – Gymnasium / Gesamtschule in Nordrhein-Westfalen – Physik. Frechen: Ritterbach Verlag.
  • Khishfe, R. & Lederman, N. (2007). Relationship between instructional context and views of nature of science. International Journal of Science Education, 29 (8), 939-961.
  • Wagenschein, M. (1995). Die pädagogische Dimension der Physik. Stuttgart: Klett.