Delta Phi B - Jahrgang 2015 
Auer, V. (2015) Spielen im Physikunterricht. Delta Phi B
Zusammenfassung
In diesem Dokument wird die methodische Großform „Spielen“ im Physikunterricht beschrieben. Unter dem Motto: „Das Spiel ist die höchste Form der Forschung.“ (Einstein, zit. nach Schlichting, 2011, S.1) werden grundlegende Begriffe, sowie die Merkmale des Spiels angesprochen. Didaktische Überlegungen, wie der Lehrplanbezug, und die verschiedenen Lern- und Interessenstypen der Schüler, werden miteinbezogen. Die Vorteile vom Spielen im Unterricht, sowie Spielanlässe, werden ausführlich beschrieben. Praxisbeispiele von verschiedenen Spieltypen, und Anleitungen für deren Planung und Durchführung sollen als Anreiz dienen, Spiele im Physikunterricht einzubauen.
Zusammenfassung
Dieser Text beschäftigt sich vorerst mit der Situation der Naturwissenschaften und der Mathematik in öffentlichen Diskussionen. Dies führt konsequenterweise zur Untersuchung jener Faktoren, welche die Beliebtheit der naturwissenschaftlichen Schulfächer beeinflussen. Um zu erfahren, wie das Interesse der Jugendlichen am naturwissenschaftlichen Unterricht gesteigert werden kann, widmet sich diese Abhandlung weiter der Interessenforschung und den Interessentypen. Als konkretes Beispiel einer Studie zur Interessenforschung wird die ROSE-Studie herangezogen. Abschließend wird ein Resümee angeführt, welches vom Leser als Empfehlung für die Gestaltung von naturwissenschaftlichem Unterricht angesehen werden kann.
Diewald, K. (2015) Gestaltung des Physikunterrichts - neue Methoden. Delta Phi B
Zusammenfassung
In dem nachfolgenden Text werden Methoden vorgestellt, die den klassischen, lehrerzentrierten und lehrerdominanten Unterricht auflockern sollen. Es werden der offene Unterricht und dessen spezielle Formen, das Projekt und das Spiel, als Möglichkeiten zur Umgestaltung von Physikunterricht vorgestellt. Bei allen Methoden ändert sich die zentrale und unterrichtssteuernde Rolle des Lehrers bzw. der Lehrerin dahingehend, dass die Schüler und Schülerinnen mehr in den Mittelpunkt rücken und mehr am Unterrichtsablauf mitwirken. Der Lehrer muss dabei einen Teil seiner zentralen Rolle und Funktion abgeben und mehr in eine den Unterricht begleitende Rolle schlüpfen.
Fröhlich, S. (2015) Elementarisierung und Didaktische Rekonstruktion. Delta Phi B
Zusammenfassung
Elementarisierung (Zerlegung, Vereinfachung) ist ein Begriff der Pädagogen und Didaktiker schon lange beschäftigt. Dieser alleine reicht aber noch nicht aus, denn die Didaktische Rekonstruktion im Sinne der Zusammenfügung der elementaren Sinneinheiten ist ebenso von großer Bedeutung. Hierzu gibt es generell vier Kategorien der Elementarisierung: Die didaktische, die inhaltliche, die methodische, und die begriffliche. Eine strikte Trennung ist aber oftmals nur schwer oder gar nicht möglich, weshalb Autoren wie Kircher oder Duit diese Kategorisierung aufbrechen und am Physikunterricht orientiert, konkret verschiedene Möglichkeiten wie beispielsweise Elementarisierung durch Analogien behandeln. Neben den Methoden und den drei Kriterien der Elementarisierung (fachgerecht, schülergerecht und zielgerecht), wird auch das Modell der Didaktisch Rekonstruktion nach Kattman, Duit, et al. beleuchtet, welches die drei Aspekte „Fachliche Klärung“, „Erfassen der Schülerperspektiven“ und „Didaktische Strukturierung“ in wechselseitigen Zusammenhang bringt.
Günther, B. (2015) Mädchenförderung im Physikunterricht. Delta Phi B
Zusammenfassung
Politik und Medien beschäftigen sich immer wieder mit der Frage, warum Mädchen sich weniger für mathematisch-technische Studien und in weiterer Folge auch weniger für solche Berufe entschließen. Dieses Phänomen gibt es aber nicht nur an den Universitäten, sondern auch in der Schule. Mädchen interessieren sich signifikant weniger für Physik als für andere Fächer und auch weniger als Jungen im selben Alter.
Dieser Artikel behandelt in erster Linie Ursachen und soll eine Zusammenfassung verschiedener wissenschaftlicher Untersuchungen zu diesem Thema bieten. Hauptaugenmerk liegt hier auf der Dissertation von Helga Stadler, die sich als eine der wenigen intensiv mit dieser Frage beschäftigte.
Weiter wird auch die Rolle der Lehrperson beleuchtet und welche Rolle sie für die Mädchen spielt. Generell kann man sagen, dass Vorbilder enorm wichtig sind und Mädchen von einem positiven Bild von Frauen in der Wissenschaft profitieren. In diesem Sinne wird auch die historische Entwicklung der Partizipation der Frau an Wissenschaft und Technik kurz gestreift.
Zuletzt beschäftigt sich diese Arbeit mit der Frage, wie man den Unterricht gestalten kann um für Mädchen attraktiver zu sein.
Zusammenfassung
Das Experiment nimmt im naturwissenschaftlichen Unterricht – speziell im Physikunterricht – dahingehend eine Sonderstellung ein, als dass es eines der wichtigsten Medien darstellt, welches den Geist der Naturwissenschaften am besten wiederspiegelt. Somit kommt dem Experiment im Unterricht i) eine wesentliche didaktische sowie methodische Funktion zu und ii) sollen die SchülerInnen diese zentrale Rolle des Experiments in den Naturwissenschaften kennenlernen.
Hirsch, M. (2015) Hollywood Physics - Physik im Film. Delta Phi B
Zusammenfassung
Kann man in Zeiten, in denen die Hollywood Blockbuster vor wissenschaftlichem Schwachsinn nur so getränkt sind, ebendiese wirklich verwenden um Physik zu lehren, oder ist dies genauso großer Schwachsinn wie die Szenen oft selbst? In diesem Paper wird versucht dieses Thema etwas näher zu beleuchten.
Dazu wird zuerst kurz das Unterrichtskonzept nach Roth (Roth, 1963) vorgestellt, um dann zu versuchen Hollywood in diese Phasen des Unterrichts einzubinden. Im Anschluss werden Beispiele dazu gegeben.
Abschließend werden einige Tipps zu Literatur und nützlichen Links gegeben, die Denkanstoß und Quelle für Szenen sein können. Als letztes wird noch das Thema des Urheberrechts behandelt.
Holzner, K. (2015) Entropie im Schulkontext – Beispiel eines mikroskopischen Zugangs. Delta Phi B
Zusammenfassung
Die folgende Arbeit beschäftigt sich mit dem Thema „Entropie in der Schule“. Zuerst wird Bezug auf den aktuellen Lehrplan der allgemeinbildenden höheren Schulen genommen, und die Rechtfertigung einer Vermittlung dieses Themas in der Schule untersucht. Dabei wird besonderer Wert darauf gelegt, welche Phänomene und Prozesse mithilfe der Entropie besser erklärt, beziehungsweise besser verstanden werden können.
Anschließend wird ein Konzept skizziert, wie eine Einführung dieser Größe auf Schulniveau aussehen könnte. Dabei wird ein mikroskopischer Zugang zur Entropie gewählt. Ausgangspunkt hierfür ist die Definition der Entropie nach Ludwig Boltzmann: .
Zuerst wird die Zustandszahl Ω vorgestellt und an verschiedenen einfachen Systemen diskutiert. Dann werden anhand dieser Systeme Eigenschaften der Entropie ausgearbeitet. Die Bedeutung der Entropie für verschiedene Phänomene und Prozesse wird kurz angesprochen. Im Speziellen sind dies die Diffusion eines Gases in ein Vakuum, das thermische Gleichgewicht und die Reversibilität von Prozessen.
Am Ende folgt ein kurzer Ausblick, wie ein Übergang zu einer makroskopischen Ansicht erfolgen könnte und welche Themen damit abgehandelt werden können.
Krinninger, P. (2015) Fermi-Aufgaben. Delta Phi B
Zusammenfassung
Die letzten TIMSS und PISA Studien in Deutschland und Österreich haben gezeigt, dass die Schülerinnen und Schüler nur mittelmäßige Ergebnisse im naturwissenschaftlichen Bereich lieferten.
Als Ursache wurde in beiden Ländern der „Mangel an Aufgabenkultur“ identifiziert. Die bedeutungsvolle BLK-Expertise bemerkt dazu, dass in der Weiterentwicklung von Aufgabenstellungen und der Form ihrer Bearbeitung ein beträchtliches Potenzial zur Verbesserung des mathematischen naturwissenschaftlichen Unterrichts liegt. In deutschen und österreichischen Physikschulbüchern herrscht eine Monokultur von Einsetzaufgaben vor.
Als möglichen Ausweg aus diesem Dilemma wird die Beschäftigung mit sogenannten „Fermi-Aufgaben“ − benannt nach seinem Erfinder, dem berühmten Kernphysiker Enrico Fermi − gesehen.
Mayr, F. (2015) Evolution des Universums. Delta Phi B
Zusammenfassung
Der nachfolgende Text beschäftigt sich mit Schülervorstellungen, Lehrplanbezug und Unterrichtsmöglichkeiten zum Thema Evolution des Universums mit dem Hauptaugenmerk auf die Entstehung und Expansion.
Zusammenfassung
Die Idee, physikalische Unterrichtsthemen in alltägliche und lebensnahe Kontexte einzubetten gibt es schon seit den 1970er Jahren. Die Curricula der Oberstufe, vor allem auch die der Unterstufe geben vielerlei Hinweise auf eine Kontextorientierung. Gerade in der Sekundarstufe I werden den Schülerinnen und Schülern Alltagskontexte geboten, was sich auch in den Schulbüchern immer wiederspiegelt. Die physikalischen Inhalte vom Alltag ausgehend an die Lernenden nachhaltig weiterzugeben, ist somit keine neue Erfindung. Hier wird von verschiedenen Schulleistungsvergleichsstudien aus die Notwendigkeit einer neuen Aufgabenkultur aufgezeigt. Dabei wird der Begriff „Kontext“ erörtert und die erforderlichen Schritte für eine erfolgreiche Implementierung in den Unterricht dargestellt.
Moser, S. Lernen und Gedächtnis - Grundlagen für gehirngerechten Unterricht. Delta Phi B
Zusammenfassung
Im menschlichen Gehirn hängen die grundlegenden Funktionen sowie die gesamte Informationsverarbeitung von zellulären (Neuronen und Synapsen) und molekularen (Neurotransmitter) Mechanismen ab. Diese Prozesse bilden die Voraussetzung für Gedächtnisbildung, Neuroplastizität und die Langzeitpotenzierung, welche widerum die Grundlage für das Lernen bilden (Roth, 2009). Lernen ist in unserem Gehirn nichts anderes als die Verstärkung neuronaler Verbindungen, das heißt, die Wahrscheinlichkeit erhöhen dass eine bestimmte Information im neuronaler Netzwerk übertragen wird. Dieser Lernprozess kann von unterschiedlichen Faktoren beeinflusst werden. Nach Spitzer (2009) zählen die subjektive Aufmerksamkeit, die eigene Motivation und das emotionale Befinden zu den Hauptfaktoren. Für den konkreten Unterricht lassen sich folgende Empfehlungen aus der Literatur ableiten. Die Basis für erfolgreiches Lernen bildet die Schaffung eines angst- und stressfreien Umfeldes, das strukturieren und verknüpfen von Inhalten und das zirkuläre Wiederholen von bereits Gelerntem. Für den Physikunterricht bilden lehrer- und schülerzentrierte Experimente weitere wichtige Aspekte für gehirngerechtes Lernen, da diese meist handlungsorientiert aufgebaut sind und Lernende mit unterschiedlichen sensorischen Reizen im Lernprozess unterstützen.
Reisner, A. (2015) Mathematik im Physikunterricht. Delta Phi B
Zusammenfassung
Im Folgenden wird die Rolle der Mathematik im Physikunterricht zur Diskussion gestellt. Dazu wird in Kapitel 2 ein Überblick gegeben, welche Bedeutung der Mathematik in der Physik im Allgemeinen zukommt und in welchen Punkten sie einen Mehrwert für Schüler/innen bringen kann. Kapitel 3 beschäftigt sich mit der Frage nach dem grundsätzlichen Interesse der Schüler/innen in Bezug auf Mathematik im Physikunterricht und wie sie sich gegenüber Formeln im Physikunterricht positionieren. Das abschließende Kapitel behandelt Probleme von Schüler/innen beim Umgang mit Mathematik. Außerdem werden Möglichkeiten dargeboten, wie mathematische Beispiele im Physikunterricht sinnvoll eingesetzt werden können.
Rittich, M. (2015) Astrophysik im Schulunterricht - Die Physik fremder Welten. Delta Phi B
Zusammenfassung
Die Zusammenhänge und die Unendlichkeit des Weltalls sind für viele Schüler und Schülerinnen faszinierend und unbegreiflich. Dementsprechend wichtig ist es in der Schule, dieses Interesse zu fördern. Die vorliegende Arbeit gibt einen Überblick über die Situation von Astrophysik in Schulen. Ich nenne Gründe für eine sinnvolle Eingliederung eines eigenen Faches "Astronomie" und mache Vorschläge für eine Jahresplanung in unterschiedlichen Schulstufen. Zuletzt sollen praktische Umsetzungen astrophysikalischer Beispiele, die in Unterrichteinheiten eingesetzt werden können, vorgestellt werden.
Schatz, I. (2015) Unterrichtseinstieg. Delta Phi B
Zusammenfassung
Das Thema „Unterrichtseinstieg“ ist noch ein relativ junges. Im folgenden Paper wird es eine theoretische Erschließung sowie Beispiele zu Unterrichtseinstiegen geben. Hier sind durchaus kontroverse Ansichten der Materie beabsichtigt. Die wesentliche Sekundarquelle ist von Meyer Hilbert.
Schindler, D. (2015) Präkonzepte. Delta Phi B
Zusammenfassung
Präkonzepte, Schülervorstellungen, Fehlvorstellungen, Misconceptions und Alltagsvorstellungen sind allesamt ein Begriff für Vorstellungen die Schülerinnen und Schüler bereits vor Eintritt in die erste Schulstufe haben und sich aus der unmittelbaren Lebenswelt der Lernenden bilden. Diese Vorstellungen widersprechen meist den physikalischen Konzepten und sind auch sehr robust gegenüber Berichtigungsversuchen im Unterricht. Sie sind ebenfalls Ursache sehr vieler Lernschwierigkeiten. In diesem Beitrag werden einige Beispiele vorgestellt und auch Vorschläge für den Umgang mit Schülervorstellungen im Unterricht gemacht.
Strasser, W. (2015) Wissenschaftstheorie der Naturwissenschaften im Schulkontext. Delta Phi B
Zusammenfassung
In diesem Paper werden wissenschaftstheoretische Aspekte der Physik und die Vermittlung jener Aspekte im Unterricht behandelt. Zunächst werden die theoretischen Grundlagen besprochen und wie diese in die Methodologie der Physik eingebettet sind. Es soll beim Leser ein Verständnis für die Kriterien wissenschaftlichen, physikalischen Arbeitens erzielt, aber auch ein Bewusstsein für die erkenntnistheoretischen Probleme der Naturwissenschaften geschaffen werden. Typische Vorurteile und Präkonzepte werden angesprochen und kritisch analysiert. Als weiterer Punkt wird die Wissenschaftsethik allgemein, aber auch im Schulkontext hinsichtlich der gesellschaftlichen Relevanz besprochen. Abschließend werden beispielhafte Unterrichtssequenzen präsentiert um die Notwendigkeit der Vermittlung eines wahrheitsgetreuen Bildes der Physik im Unterricht zu zeigen.
Urthaler, F. (2015) Differentialgleichungen im Physikunterricht. Delta Phi B
Zusammenfassung
Mathematik – und damit im Besonderen auch Differentialgleichungen – haben in den aktuellen Diskussionen um die Didaktik des Physikunterrichts keinen leichten Stand. Der vorliegende Text soll einerseits Argumente für das Einbeziehen dieser Themenbereiche in den Physikunterricht liefern und andererseits Überlegungen zur praktischen Umsetzung desselben im Unterricht an einer AHS Oberstufe (ev. mit Schwerpunkt Naturwissenschaften) darlegen.