PHYSIKDIDAKTISCHE ANALYSE UND DIDAKTISCHE REKONSTRUKTION

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1 UNIVERSITÄT REGENSBURG FACHDIDAKTIK PHYSIK SEMINAR ZUM STUDIENBEGLEITENDEN PRAKTIKUM Seite 1 von 5 PHYSIKDIDAKTISCHE ANALYSE UND DIDAKTISCHE REKONSTRUKTION Die fachwissenschaftliche Sachstruktur bildet in der Regel nicht die Struktur, in der man sich im Unterricht mit einem Inhalt auseinandersetzt. Während in der Fachwissenschaft bei der Bearbeitung und Darstellung von Sachverhalten allgemeine Grundsätze oder Axiome handlungsleitend sind, spielen bei der Planung des Unterrichts z. B. der sachstrukturelle Entwicklungsstand der Schüler/innen, ihre vorunterrichtlichen Vorstellungen und mögliche Anknüpfungspunkte an ihre Alltagserfahrungen eine wesentliche Rolle. Rincke 1 drückt den Sachverhalt so aus: Während Sie bei der Sachanalyse in Ihrem Denken um die Sache kreisen, kreisen Sie bei der didaktischen Analyse um die Schüler und die Frage, wie Sie ihnen die Sache nahe bringen können. Orientierung an den Schüler/innen bedeutet zu allererst die Lerninhalte geeignet zu elementarisieren. Dabei darf elementarisieren keinesfalls auf Vereinfachung reduziert werden. Rincke 1) schreibt dazu: Einen Gegenstand zu elementarisieren, heißt unter anderem, dass man seinen zentralen Kern erkennt und von ablenkendem Beiwerk befreit. Eine Sache ist elementar, wenn sie die Grundlage für weitere Zusammenhänge bildet. Sie ist deswegen noch lange nicht einfach! Eine Elementarisierung muss dem Entwicklungsstand der Schülerinnen und Schüler angemessen sein. Dabei kommt es darauf an, dass sie fachlich anschlussfähig ist. Durch die didaktische Analyse ergibt sich eine Sachstruktur für den Unterricht, welche nicht mit der fachwissenschaftlichen Sachstruktur identisch ist. Einerseits werden die fachwissenschaftlichen Inhalte so elementarisiert, dass Sie den Schüler/innen zugänglich werden, andererseits kommen z. B. durch die Bezugnahme auf vorunterrichtliche Alltagserfahrungen oder auf Technikanwendungen Inhalte in den Unterricht, die in den fachwissenschaftlichen Darstellungen keine Beachtung finden. Die Verbindung des elementaren Kerns eines Fachinhalts mit den dazu existierenden Schülervorstellungen und Alltagserfahrungen sowie mit Technikanwendungen und fachüberschreitenden Aspekten des Inhalts zu einem neuen Ganzen, der Sachstruktur für den Unterricht eben, nennt man didaktische Rekonstruktion. Im Rahmen der didaktischen Analyse gilt es auch, sich über das Unterrichtskonzept klar zu werden. Es ist nicht einfach zu erklären, was ein Unterrichtskonzept ausmacht. Ich will es versuchen durch die Darstellung zweier Konzepte zur Behandlung der Mechanik im Anfangsunterricht Physik. (i) Das Münchner Unterrichtskonzept zu Mechanik in der 7. Klasse Das Konzept sieht vor, dass in der Kinematik von Anfang an zweidimensionale Bewegungen betrachtet werden (was bedeutet, dass die Geschwindigkeit als vektorielle Größe eingeführt wird) und von da zu dynamischen Betrachtungen übergeleitet wird. Die nachfolgende Beschreibung des Konzepts ist wörtlich entnommen aus ( ). Angeknüpft wird an die allgemein einsichtige Idee Von nichts kommt nichts oder Ohne Einwirkung keine Änderung : Die Einwirkung einer Kraft führt zu einer Änderung der Geschwindigkeit: der Körper erhält eine Zusatzgeschwindigkeit. Dabei wird die Geschwindigkeit als Kombination von Tempo und Richtung der Bewegung definiert, und als Pfeil dargestellt. Als Ankerbeispiel dient im Verlauf des Lehrgangs immer wieder die kurzzeitige, senkrechte Einwirkung auf die Bewegung einer rollenden Kugel: Der Körper hat bereits eine Anfangsgeschwindigkeit und erhält eine Zusatzgeschwindigkeit in Richtung der Einwirkung, die von Einwirkstärke, Einwirkdauer und der Masse des Körpers abhängt. Aus den Pfeilen der Anfangs- und Zusatzgeschwindigkeit wird graphisch der Pfeil der Endgeschwindigkeit bestimmt. 1 Handreichung zur Erstellung eines Portfolios

2 Seite 2 von 5 Über Je-Desto Beziehungen je größer die Einwirkstärke bzw. die Einwirkdauer der Kraft, desto größer das Tempo der Zusatzgeschwindigkeit je größer die Masse des Körpers, desto kleiner das Tempo der Zusatzgeschwindigkeit gelangt man zur Newtonschen Bewegungsgleichung in der integralen Form die zur argumentativen Analyse verschiedener Situationen angewendet wird. (i) Herkömmlicher Weg, wie er in vielen Lehrbüchern begangen wird: Im den meisten Lehrbüchern werden im Anfangsunterricht nur geradlinige Bewegungen betrachtet. Die Richtung der Geschwindigkeit spielt dann keine Rolle. Untersucht werden Bewegungen auf einer Fahrbahn. Die Geschwindigkeit wird zu v = s/t, die Beschleunigung zu a = v/t definiert. Der Tatsache, dass die meisten Bewegungen nicht mit v = konst. bzw. a = konst. verlaufen wird oft wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Als Bewegungszustandsändernde Kräfte werden nur solche parallel zur Bewegungsrichtung betrachtet. Über je-desto Beziehungen Je größer die Kraft auf einen Körper, desto größer ist (bei gleicher Masse) die erteilte Beschleunigung Je größer die Masse eines Körpers, desto kleiner ist (bei gleiche beschleunigender Kraft) die erteilte Beschleunigung Gelangt man zur Newton schen Bewegungsgleichung in der Form F = m * a. Die beiden Beispiele zeigen deutlich, wie groß die Unterschiede der beiden Konzepte sind und die daraus folgenden Konsequenzen für den Unterricht. Im Münchner Konzept spielt die Richtung der Geschwindigkeit von Anfang an eine zentrale Rolle. Es wird der Begriff Zusatzgeschwindigkeit eingeführt und auf die Definition der Beschleunigung verzichtet. Bei den Experimenten zur Dynamik stehen deshalb solche im Mittelpunkt, bei denen die bewegungsändernden Kräfte gerade nicht parallel zur Bewegungsrichtung stehen. Versuche dieser Art kommen im Rahmen des herkömmlichen Weges kaum vor. Das Unterrichtskonzept darf nicht verwechselt werden mit der methodischen Konzeption des Unterrichts. Was man darunter versteht, soll anhand des Beispiels Auftrieb deutlich gemacht werden. Unterrichtsziel ist die Erarbeitung einer quantitativen Beziehung zur Berechnung der Auftriebskraft auf einen Körper in einer Flüssigkeit. Zunächst wird das Phänomen Auftrieb in den Blick gerückt und der Begriff Auftriebskraft eingeführt und selbige gemessen. Ausgehend von einer Alltagssituation oder einem technischen Problem erhebt sich die Frage, ob die Größe der Auftriebskraft auch berechnet werden kann. Zur Bearbeitung der Frage können zwei Wege beschritten werden: (i) Explorierende Experimente mit folgenden Ergebnissen: Die Auftriebskraft hängt (scheinbar?) nur von zwei Parametern ab: Der Dichte der Flüssigkeit und dem Volumen des eingetauchten Körpers. - Je größer das Volumen des eingetauchten Körpers, desto größer die Auftriebskraft - Je größer die Dichte der Flüssigkeit, in die der Körper eingetaucht wird, des größer die Auftriebskraft. In weiteren explanativen Versuchen wird nur das archimedische Gesetz gewonnen.

3 Seite 3 von 5 (ii) Deduktive Gewinnung des Gesetzes von Archimedes Der methodische Gang des Unterrichts könnte aber auch so aussehen, dass nach der Formulierung der Problemfrage (Berechnungsformel für F A) eine deduktive Herleitung gemacht wird und das Ergebnis dann anschließend experimentell überprüft wird. Denkbar wäre auch, dass erst zu dem Zeitpunkt, zu dem sich herausstellt, dass die quantitative Untersuchung der Abhängigkeit der Auftriebskraft von der Dichte der Flüssigkeit einen gewissen Aufwand erfordert, die deduktive Herleitung als Weg gewählt wird. Leitfragen zur didaktischen Analyse Das in diesem Abschnitt Beschriebene lässt sich ungefähr auf folgende Leitfragen zusammenführen: Warum wird das gewählte Thema unterrichtet? Was macht den Inhalt bedeutsam und wichtig? Was können Schülerinnen und Schüler an den für die Stunde gewählten Inhalten o innerfachlich lernen, o was lernen sie, was über die Grenzen des Physikunterrichts hinaus weist? Mit welchen Lernschwierigkeiten habe ich zu rechnen (Bezug: Alltagsvorstellungen)? Wie kann ich den Gegenstand geeignet elementarisieren? Nach welchem Konzept unterrichte ich, wie sehen Alternativen dazu aus? Leseangebot: Wolfgang Klafki s bildungstheoretische Didaktik Die didaktische Analyse geht zurück auf Wolfgang Klafki. Nach Klafki ist die Didaktische Analyse der Kern der Unterrichtsvorbereitung. Folgerichtig ist die Fähigkeit zu didaktisieren, zu curricularisieren für den Lehrerberuf unerlässlich. Nach Klafki ist es Ziel der physikdidaktischen Analyse herauszufinden, ob es genügend Gründe gibt einen Lerninhalt im Unterricht zu behandeln, was über die bloße Vermittlung des fachlichen Inhalts hinaus wichtig und bedeutsam ist in welchen sinnstiftenden Kontext der Inhalt gestellt werden kann welche lebensbedeutsamen Aspekte sich mit dem Inhalt verknüpfen lassen und ob und wie die Schüler/innen für diesen Inhalt aufgeschlossen werden können. Klafki ist Jahrgang 1927 und war zuletzt Professor für Erziehungswissenschaft an der Universität Marburg/ Lahn. Er orientierte sich bei der Entwicklung seines didaktischen Modells wie viele am Schulunterricht, so daß Weiterbildung (Erwachsenenbildung) nicht primär gemeint ist. Bildung wird aber auch im Sinne von lebenslangem Lernen verstanden. Seine Didaktik gehört zu denen, die von den gesellschaftlichen Veränderungen der 60er Jahre geprägt sind. Die " Didaktische Analyse" als Konzept zur Unterrichtsvorbereitung von 1959 wurde bis 1985 mehrfach ergänzt und verändert, wobei der gesellschaftstheoretische Anteil verstärkt wurde. Er integrierte Momente der Theorie Galperins über den stufenweisen Aufbau geistiger Fähigkeiten, kritisierte aber das Modell Galperins, weil es Fragen nach der Bedeutsamkeit des zu Lernenden und nach der Motivation ausklammere. Bildung Bildung ist ein zentraler Begriff in diesem Konzept. Klafki hält den Bildungsbegriff für einen kritischen, einen gesellschaftskritischen Begriff. Er beruft sich u.a. auf Rousseau, Herder und Hegel, womit sich nachweisen ließe, daß der Bildungsbegriff " im Zusammenhang einer bestimmten Gesellschafts-und Kulturkritik" (Klafki, 1980) stand. Im 19. Jahrh. habe der Bildungsbegriff dieses kritische Moment verloren, was erfordert, es heute wieder herauszuarbeiten. 1. Der Bildungsbegriff wird zum Teil im Sinne übergeordneter Leitziele verstanden als Ausprägung dreier Grundfähigkeiten (Klafki, 1993, S. 52): "Fähigkeit zur Selbstbestimmung jedes einzelnen über seine individuellen Lebensbeziehungen und

4 Seite 4 von 5 Sinndeutungen zwischenmenschlicher, beruflicher, ethischer, religiöser Art" "Fähigkeit zu Mitbestimmung unserer gemeinsamen kulturellen, gesellschaftlichen und politischen Verhältnisse"; "Fähigkeit zu Solidarität mit den Menschen, denen Selbst-und Mitbestimmungsmöglichkeiten aufgrund gesellschaftlicher Verhältnisse, Unterprivilegierung, politischer Einschränkungen oder Unterdrückungen vorenthalten oder begrenzt werden." 2. Bildung ist ein demokratisches Bürgerrecht, woraus ein Anspruch für alle auf Chancen zur Entwicklung dieser menschlichen Fähigkeiten resultiert. (ebenda, S. 53) 3. Allgemeinbildung muß als Bildung in allen grundlegenden Dimensionen verstanden werden, " also als Bildung der kognitiven Möglichkeiten, der handwerklich-technischen Produktivität, der Ausbildung zwischenmenschlicher Beziehungsmöglichkeiten, (...) der ästhetischen Wahrnehmungs-, Gestaltungs- und Urteilsfähigkeit, schließlich und nicht zuletzt der ethischen und politischen Entscheidungs- und Handlungsmöglichkeit." (ebenda, S. 54) Inhaltlich bezieht sich die Allgemeinbildung auf die "... Aneignung der die Menschen gemeinsam angehenden Frage-und Problemstellungen ihrer geschichtlichen Gegenwart und der sich abzeichnenden Zukunft..." (ebenda, S. 53) "kritisch-konstruktiv" " Kritisch" heißt, daß eine Didaktik, die den oben bezeichneten Bildungsbegriff ernst nimmt, sich nur verwirklichen kann, wenn sie gegen gesellschaftlich-politische Widerstände die Gründe untersucht, "...die dem Lehren und Lernen im Sinne der Entwicklung von Selbstbestimmungs-, Mitbestimmungs-und Solidaritätsfähigkeit entgegenstehen..." (ebenda, S. 90), um andererseits Lehr-und Lernprozesse zu entwerfen und zu erproben, die dies beinhalten. " Konstruktiv" steht für eine Verknüpfung von Praxis und Theorie, was begründete Konzepte für eine humanere und demokratischere Schule einschließt. Leitvorstellungen 1. Unterricht muß immer Hilfen zur Entwicklung der Selbstbestimmungs-und Solidaritätsfähigkeit geben. 2. Lehren und Lernen ist ein Interaktionsprozeß, bei dem sowohl die Lernenden die Fähigkeit zu weiterem Lernen gewinnen sollen, als auch die Lehrenden eigene Lernprozesse vollziehen. 3. Lernen muß im wesentlichen entdeckendes bzw. nachentdeckendes Lernen sein. 4. Unterricht soll gerechtfertigt und geplant werden, und zwar nicht nur für die Lernenden, sondern zunehmend mit ihnen gemeinsam. 5. Unterricht ist ein sozialer Prozeß, bei dessen Planung zu berücksichtigen ist, daß dem sozialen Lernen im Sinne einer demorkatischen Sozialerziehung Raum gegeben wird. Unterrichtsplanung 1. Die leitenden Ziele dienen der Begründung der anderen unterrichtlichen Dimensionen, was eine kritische Auseinandersetzung mit den Zielen einschließt. 2. Inhalte werden nur durch eine bestimmte Frageperspektive (siehe unten) in Beziehung zu den Schülern gesetzt, um so zu relevanten Themen (Lernaufgaben) für den Unterricht zu werden. 3. Themen (Lernaufgaben) haben zum Teil die Methode in sich (z.b. mathematische Aufgabe). 4. Die Unterrichtsmethode muß der methodischen Struktur des Themas entsprechen. 5. Potentiell emanzipatorische Themen (z.b. politische Konfliktanalysen, Sexualkunde) werden von intrumentellen Themen unterschieden, wobei letzte, soweit möglich, im Zusammenhang mit den ersten erarbeitet werden sollen. 6. Neben der Sachebene ist in den Interaktionsprozessen des Unterrichts immer die Beziehungsebene zu berücksichtigen. Konflikte sollen thematisiert werden, um sie zur Entwicklung von sozialen Einstellungen nutzbar zu machen.

5 Seite 5 von 5 Perspektiven der Unterrichtsplanung Hier folgt das Perspektivenschema für die unterrichtliche Planung, das aus der " Didaktischen Analyse" weiterentwickelt ist. Alle sieben Fragen sollen die konkrete Analyse der antropogenen und soziokulturellen Bedingungen beinhalten, wie sie in der Berliner Didaktik gefordert sind (später: Hamburger Modell, Wolfgang Schulz). Begründungsproblematik Frage 1 Welche Gegenwartsbedeutung hat der ins Auge gefaßte Ziel-und Themenzusammenhang für die Alltagswelt der Lernenden? Frage 2 Welche Bedeutung wird das Thema in Zukunft für die Lernenden haben? Frage 3 Welche exemplarische Bedeutung hat das Thema? Welche allgemeinen Zusammenhänge, Beziehungen, Gesetzmäßigkeiten u.ä. können mit Hilfe des Themas erarbeitet werden? Diese Frage kann und soll nicht für jedes Ziel erarbeitet werden. Hier muß je nach benutzter Lernzielhierarchie entschieden werden, auf welcher Ebene diese Frage sinnvoll ist. Thematische Strukturierung Frage 4 Welche thematische Struktur hat das Thema? Unter welcher Perspektive soll es erarbeitet werden? Welche methodische Struktur liegt in der Thematik? In welchem größeren Zusammenhang steht das Thema? Welche Voraussetzungen zur Erarbeitung des Themas müssen die Schüler mitbringen oder erwerben? Frage 5 An welchen Fähigkeiten, Erkenntnissen und Handlungsformen soll sich zeigen, dass die Lernprozesse erfolgreich waren? Zugänglichkeit Frage 6 Wie kann das Thema dargestellt, bzw. zugänglich gemacht werden? Methodische Struktur Frage 7 Welche methodische Struktur ist für das Thema angemessen? Wie können aktives Lernen und aktive Auseinandersetzungsprozesse mit dem Ziel, Mitbestimmungs-und Solidaritätsfähigkeit zu fördern, durch die Methodenwahl unterstützt werden? An dieser Stelle können Momente der Theorie Galperins über den stufenweisen Aufbau geistiger Fähigkeiten integriert werden. Leistung und Grenzen Das Unterrichtsplanungskonzept garantiert keine richtigen Entscheidungen und ist nicht in der Lage Entscheidungen für unterrichtliche Planung vorzugeben. Die begründete Entscheidung über den durchzuführenden Unterricht liegt beim Lehrer selbst oder, hoffentlich immer öfter, bei Lehrern und Schüler gemeinsam, die den Unterricht für sich planen. Das Raster der vorgelegten Fragen liegt unterhalb der Entscheidung, die durch die fachdidaktische Zielsetzung vorgegeben ist. Unterrichtsplanung soll als offener Entwurf verstanden werden, der zu begründbarem flexiblem Handeln befähigt. Es müssen nicht bei jeder Planung alle Fragen beantwortet werden. Das Planungsraster soll Grundlage der Orientierung sein. Literatur: Klafki, W.: Zur Unterrichtsplanung im Sinne kritisch-konstruktiver Didaktik. In: Adl-Amini, B.; Künzli, R. (Hrsg.): Didaktische Modelle und Unterrichtsplanung, 3. Auflage, Weinheim 1991 Klafki, W.: Neue Studien zur Bildungstheorie und Didaktik, zeitgemäße Allgemeinbildung und kritisch-konstruktive Didaktik, 3. Auflage, Weinheim 1993 Quelle: ( )