Inhaltsverzeichnis
1 Rezepte für den Physikunterricht? . 1 2 Das wichtigste Ziel; Interesse wecken 8 2.1 Definition und Messung von Interesse . . 8 2.2 Untersuchungen über die Interessen von Hauptsehülern 10 2.3 Befunde aus dem Umkreis der IPN-Interessenstudie Physik 19 2.4 Fächerwahl und Interesse 29 2.5 Schülerinteressen auf der Sekundarstufe II . 31 2.6 Schülerinteressen aus der Sicht der Schüler 33 2.7 Folgerungen für die Unterrichtspraxis 37 3 Sind Mädchen für Physik begabt? . 42 3.1 Begabung - ein umstrittener Begriff 42 3.2 Begabung in Physik und Technik bei Mädchen und Jungen 48 3.3 Neuropsychologische Befunde 50 3.4 Mädchen im Physikunterricht 55 3.5 Befunde zur Koedukation im Physikunterricht 61 3.6 Kursangebote für Hochbegabte 71 3.7 Folgerungen für den Unterricht 77 4 Bildungsziele des Physikunterrichts 79 4.1 Physikalische Bildung . 79 4.2 Zur Problemgeschichte; «Bildung» und «Scientific Literacy» 79 4.3 Zielangaben in den Präambeln amtlicher Lehrpläne 85 4.4 Fachdidaktische Beiträge zur Zieldiskussion 90 4.5 Die Delphi-Studie des IPN 93 4.6 Allgemeinbildung aus Sicht der Universitäten 100 5 Vom Bildungsziel zum Lehrplan . 103 5.1 Lehrpläne als Gegenstand fachdidaktischer Forschung 103 5.2 Wie gehen Lehrer mit den Lehrplänen um? . 103 5.3 Von der didaktischen Verantwortung des Lehrers 104 5.4 Der erste Muster-Lehrplan für Physik 106 5.5 Die Leitideen KERSCHENSTEINERS und WAGENSCHEINS zum Physik-
lehrplan 108 5.6 Ein Blick in die Schulstatistik 112 5.7 Didaktische Konzepte amtlicher Lehrpläne (Primarstufe und Sekundarstu-
fe I) 114 5.8 Abitur» Normenbuch und die Lehrpläne für die Sekundarstufe II 119 5.9 Die Umsetzung des Lehrplans im Unterricht 127
Inhaltsverzeichn is 6 Was bleibt den Schülern YOH der Schule? 131 6.1 Zum Problem der Langzeitwirkung von P h y s i k u n t e r r i c h t . . . 131 6.2 Eine Untersuchung M A R T I N WAGENSCHEINS 131 6.3 Die Befunde K O N R A D DAUMENLANGS 133
6.4 Studieneingangstests 137 6.5 Zum Stand der physikalischen Bildung Erwachsener 140 6.6 Folgerungen für die Schule 145 7 TIMSS, PISA und Notengebung . . 147 7.1 Schulleistung und Notengebung 147 7.2 Von TIMSS zu PISA 148 7.3 The Third International Mathematics and Science Study (TIMSS) . . . 150 7.4 Konstruktion und Skalierung der TIMSS-Tests . 154 7.5 Lehrplanvalidität und internationale Rangreihen 160 7.6 Zur Interpretation der Befunde 166 7.7 Weitere TIMSS-Befunde zum Physikunterricht in Deutschland 170 7.8 Zeugnisnoten, Leistungsniveau und Standardsicherang . 175 8 Physikalische Unterweisung auf der Primarstufe 184 8.1 Grandschulunterricht und Fachdidaktik Physik 184 8.2 Beiträge aus der Psychologie 185 8.3 Exkurs; Fachdidaktik und Psychologie 189 8.4 Rückblick auf die Lehrplanentwicklung 192 8.5 KAY SPRECKELSEN: Lehrgang für die Primarstufe 194 8.6 Untersuchungen zur Einführung in die Mechanik in den Klassen 3 - 6 . . . . 200 8.7 Die Bedeutung von Schülervorstellungen 206 9 Currieulum-Koniepte für die Sekundarstufe I 211 9.1 Entstehung und Bedeutung des IPN Curriculum Physik 211 9.2 Fachdidaktische Grundlagen der Curriculum-Entwicklung 215 9.3 Erste Befunde bei den Erprobungen des IPN Curriculum Physik 219 9.4 Vom geschlossenen zum offenen Curriculum 221 9.5 Die Bedeutung der IPN-Testverfahren für TIMSS und PISA . . . . . 227 9.6 Unterrichtskonzepte zum Energiebegriff . 232 9.7 Alltagsvorstellungen und Lernschwierigkeiten zum Energiebegriff. 238 9.8 Von der Alltagserfahrung zum Zweiten Hauptsatz der Wärmelehre . . . 246 9.9 Zum Zweiten Hauptsatz: Ausblick auf die Sekundarstufe II 250 10 Medien und Aktionsformen im Physikunterricht 253 10.1 Von der Methodenlehre zur Didaktik 253 10.2 Das Schulbuch im Physikunterricht ~ MERZYNs Monographie 256 10.3 Von der Sprachbildung zur narrativen Didaktik 268 10.3.1 Die Einführung in die physikalische Terminologie . 268 10.3.2 Die Lesbarkeit von Texten 274 10.3.3 Erzählungen im Physikunterricht 275 10.4 Experimentieren im Physikunterricht 280
Inhaltsverzeichnis 6 Was bleibt den Schülern von der Schule? . • . 131 6.1 Zum Problem der Langzeitwirkung von Physikunterricht 131 6.2 Eine Untersuchung MARTIN WAGENSCHEINS 131 6.3 Die Befunde K O N R A D DAUMENLANGS 133
6.4 Studieneingangstests 137 6.5 Zum Stand der physikalischen Bildung Erwachsener . 140 6.6 Folgerungen für die Schule 145 7 TIMSS, PISA und Notengebung 147 7.1 Schulleistung und Notengebung 147 7.2 Von TIMSS zu PISA . . . . . 148 7.3 The Third International Mathematics and Science Study (TIMSS) 150 7.4 Konstraktion und Skalierung der TIMSS-Tests 154 7.5 Lehrplanvalidität und internationale Rangreihen 160 7.6 Zur Interpretation der Befunde 166 7.7 Weitere TIMSS-Befunde zum Physikunterricht in Deutschland . . . 170 7.8 Zeugnisnoten, Leistungsniveau und Standardsicherung . . . 175 8 Physikalische Unterweisung auf der Primarstufe . 184 8.1 Grundsehulunterrieht und Fachdidaktik Physik 184 8.2 Beiträge aus der Psychologie 185 8.3 Exkurs: Fachdidaktik und Psychologie 189 8.4 Rückblick auf die Lehrplanentwicklung 192 8.5 KAY SPRECKELSEN: Lehrgang für die Primarstufe 194 8.6 Untersuchungen zur Einführung in die Mechanik in den Klassen 3 - 6 . . . . 200 8.7 Die Bedeutung von Schülervorstellungen 206 9 Curriculum-Koniepte für die Sekundarstufe I 211 9.1 Entstehung und Bedeutung des IPN Curriculum Physik 211 9.2 Fachdidaktische Grundlagen der Currieulum-Entwieklung 215 9.3 Erste Befunde bei den Erprobungen des IPN Curriculum Physik . . . 219 9.4 Vom geschlossenen zum offenen Curriculum . 221 9.5 Die Bedeutung der IPN-Testverfahren für TIMSS und PISA 227 9.6 Unterrichtskonzepte zum Energiebegriff 232 9.7 Alltags Vorstellungen und Lernschwierigkeiten zum Energiebegriff. . . . 238 9.8 Von der Alltagserfahrung zum Zweiten Hauptsatz der Wärmelehre . . . 246 9.9 Zum Zweiten Hauptsatz: Ausblick auf die Sekundarstufe II 250 10 Medien und Aktionsformen im Physikunterricht 253 10.1 Von der Methodenlehre zur Didaktik 253 10.2 Das Schulbuch im Physikunterricht - MERZYNS Monographie 256 10.3 Von der Sprachbildung zur narrativen Didaktik 268 10.3 J Die Einführung in die physikalische Terminologie 268 10.3.2 Die Lesbarkeit von Texten 274 10.3.3 Erzählungen im Physikunterricht 275 10.4 Experimentieren im Physikunterricht 280
Inhaltsve rzeichnis
11 Lerntheorien, Lernprozesse und Lernschwierigkeiten 290 11.1 Psychologische Voraussetzungen der L e r n p r o z e s s f o r s e h u n g . . . 290 11.2 Wissensstrakturen und Schülervorstellungen zur Elektrizitätslehre . 294 11.3 Probleme der Wissensdiagnose - Concept Maps und Notengebung 301 11.4 Was versteht man unter «Lernen»? 309 11.5 Lemschwierigkeiten in der elementaren Elektrizitätslehre . 314 11.6 Folgerungen für den Unterricht in Elektrizitätslehre 316 11/7 Lernschwierigkeiten in der Mechanik 320 11.8 Folgerungen für den Unterricht in Mechanik 332 12 Der Computer im Physikunterricht 335 12.1 Eine neue Aktionsform . 335 12.2 Lernhindernissen mit dem Computer begegnen (Sekundarstufe I) 338 12.3 Begriffsorientierte Modellbildung mit dem Computer (Sekundarstufe II) . . 343 12.4 Gleiehungsorientierte Modellbildung mit dem Computer (Sekundarstufe II) 354 12.5 Interaktive Bildschirmexperimente 358 12.6 Folgerungen für den Unterricht 362 13 Quantenphysik in der Sekundarstufe II 366 13.1 Atom- und Quantenphysik in Lehrplänen der Sekundarstufen 366 13.2 Von der Quantenmechanik zur Quantenelektrodynamik 370 13.3 Zum Problem des Welle-Teilchen-Dualismus 377 13.4 Anschauung und Modellbildung in der Atom- und Quantentheorie 378 13.5 Interpretationsprobleme zur Unbestimmtheitsrelation 382 13.6 Die vorphysikalischen Voraussetzungen der Quantentheorie 385 13.7 Vorkenntnisse und Fehlvorstellungen aus der Sekundarstufe I 388 13.8 Vorwissen aus dem Chemieunterricht 393 13.9 Historischer Nachvollzug oder Neuansatz? 394 13.10 Das Berliner Konzept einer «Einführung in die Quantenphysik» 397 13.11 Das Bremer Konzept einer «anschaulichen Quantenphysik» . 404 13.12 Deutungsfragen im Zentrum: Das Münchener Unterrichtskonzept 408 13.13 FEYNMANs Zeigerkalkül - eine Verständnishilfe für Schüler? 414 13.14 Folgerungen für den Unterricht 419 14 Physikiehrer und -lehrerinnen; Verhalten und Wirkung 423 14.1 Allgemeine Probleme des Lehrerberufs 423 14.2 Didaktische Grundeinstellungen von Physiklehrern 434 14.3 Der Widerspruch von Grundeinstellungen und Handlungsprinzipien . . . 442 15 Künftige Aufgaben der Fachdidaktik Physik . 4 5 4 15.1 Physikunterricht im Spiegel der PISA-Studie . 4 5 4 15.2 Das Konzept einer naturwissenschaftlichen Grundbildung . . . 456 15.3 Kompetenzstufen, Testnormierung und Testinterpretation 459 15.4 Leistungsunterschiede zwischen den Bundesländern 463 15.5 Leistungsunterschiede zwischen Mädchen und Jungen 464 15.6 Leistungsunterschiede zwischen Schülern verschiedener Herkunft . . . 465
iv Inhaltsverzeichnis 15.7 Zur Organisation der naturwissenschaftlichen Fächer 467 15.8 Weitere Probleme 468 15.9 Folgerungen für Lehrer und Schulbehörden 469 Literatur 475 A Allgemeine Literatur 475 B Hochschul-Lehrbücher Fachdidaktik Physik 492 C Schulbücher Physik 493 D Schulbücher Chemie 494 E Lehrpläne 495 F Quellentexte zur Quantenphysik 496 Personenverzeiehnis 497
