Fachwegleitung Natur und Technik Physik. Sekundarstufe I

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1 Fachwegleitung Natur und Technik Physik Sekundarstufe I

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3 Inhalt Schulfach/Ausbildungsfach... 6 Das Schulfach Natur und Technik... 6 Das Ausbildungsfach... 6 Standards und Kompetenzen Ziele der Ausbildung... 8 Fachspezifisches Wissen und Können... 8 Heterogenität... 8 Diagnose und Beurteilung... 9 Schule und Gesellschaft... 9 Studieninhalte und Gliederung...10 Fachwissenschaft...10 Fachdidaktik...10 Fachpraktische Ausbildung...12 Die Fachausbildung im Überblick...13 Studienanforderungen Leistungsnachweise und Prüfungen...14 Grundlagenliteratur...16 Kontakt...17 Anhang

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5 Liebe Studieninteressierte, liebe Studierende, Sind Sie fasziniert von den Gesetzmässigkeiten und Erscheinungen der Technik und Natur? Möchten Sie mit Schülerinnen und Schüler zukünftig über Phänomene der belebten und unbelebten Natur nachdenken und sich dazu ein vertieftes Verständnis zum Lehren und Lernen in den Naturwissenschaften aufbauen? Mit dem vorliegenden Kurzbeschrieb informieren wir Sie über die Veranstaltungen des Studienganges Natur und Technik mit Schwerpunktfach Physik für die Sekundarstufe I an der PH Zürich. 5

6 Natur und Technik Schwerpunkt Physik im Studiengang Sekundarstufe I Schulfach/Ausbildungsfach Das Schulfach Natur und Technik Das Fach Natur und Technik beinhaltet die klassischen Naturwissenschaften Biologie, Chemie und Physik sowie einen übergreifenden Bereich, der insbesondere die technischen Anwendungen der Naturwissenschaften beinhaltet. Entsprechend verstehen wir uns in den Naturwissenschaften als Einheit mit vielen Gemeinsamkeiten ohne das Spezifische der einzelnen Fächer ausser Acht zu lassen. Allen Naturwissenschaften gemeinsam ist zum Beispiel das grundlegende naturwissenschaftliche Vorgehen mit Hypothesenbildung, Experiment, Beobachtung, Interpretation und Einordnung. Diese Form der Erkenntnisgewinnung bildet die Grundlage einer naturwissenschaftlichen Grundbildung, welche die Schülerinnen und Schüler befähigen soll, naturwissenschaftliche Fragen zu erkennen, das erarbeitete Wissen anzuwenden und daraus Beitrag des Faches Physik In den Veranstaltungen zur Physik geht es darum, die Physik als spannende Wissenschaft erfahrbar zu machen, mit ihr Phänomene aus Alltag und Technik besser verstehen zu lernen und eigene Erfahrungen aus der Umwelt erklären zu können. Stundendotation im Schulfeld Physik ist in den meisten Kantonen ein Bestandteil des naturwissenschaftlichen Unterrichts und findet im Kanton Zürich im Zweistundenfach Natur und Technik statt. Mit Vorteil wird es fächerübergreifend mit den anderen beiden Teilfächern von Natur und Technik, Chemie und Physik, unterrichtet, kann aber auch mit Fächern wie Deutsch, Mathematik, Bewegung und Sport oder auch mit dem Technischen Gestalten verknüpft werden. Das Ausbildungsfach Die Ausbildung zur Fachlehrperson Physik an der PH Zürich gliedert sich in folgende Bereich: Fachausbildung Physik Didaktik der Physik Berufspraktische Ausbildung (Quartalpraktikum u.a.) 6

7 Fachwissenschaft Physik Um Physik kompetent unterrichten zu können, braucht es ein strukturiertes Fachwissen und ein vertieftes Verständnis der physikalischen Grundbegriffe. Unter Berücksichtigung moderner Konzepte vermittelt die Fachausbildung, welche zum grossen Teil an der Universität Zürich stattfindet, einen Überblick über wichtige zielstufenrelevante Gebiete und Themen aus Physik und Technik. Didaktik der Physik In den physikdidaktischen Lehrveranstaltungen werden unter anderem grundlegende Kenntnisse darüber vermittelt, wie in der Physik Erkenntnisse gewonnen werden, welche Ziele der naturwissenschaftliche Unterricht hat, wie man ihn plant und seine Inhalte verständlich vermittelt, wie grundlegende experimentelle und methodische Fertigkeiten entwickelt und Experimente in den verschiedenen Schulstufen eingesetzt werden. Berufspraktische Ausbildung Eine systematische Vernetzung von Fachdidaktik und Praxis bietet das Quartalspraktikum. Hier können die erworbenen fachdidaktischen Kenntnisse und Kompetenzen unmittelbar in einer Schulklasse erprobt und reflektiert werden. Die Vorbereitung erfolgt in enger Kooperation zwischen Studierenden, Dozierenden der PH Zürich und erfahrenen Lehrkräften in den Sekundarschulen. 7

8 Standards und Kompetenzen Ziele der Ausbildung Fachspezifisches Wissen und Können Die Lehrperson kann grundlegendes Fachwissen in Biologie und Chemie sowie fundiertes Fachwissen in Physik vorweisen, dazu gehört auch die Kenntnis der Nature of Science. kennt wichtige und aktuelle Themenfelder des (fächerverbindenden) naturwissenschaftlich-technischen Unterrichts und kann deren Inhalte und systemischen Zusammenhänge erklären sowie im Sinne der Bildung für eine nachhaltige Entwicklung analysieren. beherrscht das experimentelle Repertoire der drei naturwissenschaftlichen Fächer sowie grundlegende Fertigkeiten der naturwissenschaftlichen Arbeitsweise. Dazu gehört auch die Kenntnis von gesetzlichen, ethischen und Sicherheits-Normen für einen sorgfältigen Umgang mit Lebewesen, Gefahrstoffen, Einrichtungen und Apparaturen. ist in der Lage, zentrale, aktuelle Themen für einen zeitgemässen naturwissenschaftlichen Unterricht didaktisch zu rekonstruieren. Dies beinhaltet die Kenntnis der Interessen und der wichtigsten naturwissenschaftlichen (Fehl)-Konzepte, mit denen die Lernenden in den Unterricht kommen, sowie der Strategien, um Konzeptwechsel einzuleiten. legt Wert auf einen zielgerichteten Einsatz naturwissenschaftlicher Methoden und Arbeitsweisen und kann die Experimente in einen naturwissenschaftlich-technisch bedeutsamen Kontext stellen. Heterogenität Die Lehrperson kennt interindividuelle (insbesondere genderspezifische) Interessen und Lernhemmungen in den Naturwissenschaften, insbesondere in Chemie und Physik, und weiss, durch welche vielfältigen Zugänge sie diesen begegnen kann. hat die Fähigkeit zur inneren Differenzierung und ist in der Lage, gestufte Aufgaben in verschiedenen Leistungsbereichen zu geben. 8

9 Diagnose und Beurteilung Die Lehrperson kennt konkrete Möglichkeiten, die manuellen, experimentellen und sozialen Kompetenzen der Schülerinnen und Schüler im naturwissenschaftlich-technischen Unterricht in die Beurteilung einzubeziehen, und wendet diese ebenso an wie die Beurteilung der rein kognitiven Fähigkeiten. Schule und Gesellschaft Die Lehrperson kennt die Bedeutung des naturwissenschaftlich-technischen Unterrichts für ein verantwortungsvolles Handeln in der Gesellschaft. kennt das Leitbild der nachhaltigen Entwicklung und setzt sich mit den Konsequenzen und Aufgaben auseinander, die sich daraus für die Schule und eine zukunftsgerichtete naturwissenschaftliche Bildung ergeben. 9

10 Studieninhalte und Gliederung Fachwissenschaft NT S100 Fachliche Inhalte Natur und Technik (1 CP) Die fachlichen Inhalte der naturwissenschaftlichen Fächer auf dem Niveau der Sekundarstufe I sind Voraussetzung für das Natur und Technik-Studium. Die Studierenden erarbeiten den Inhalt im Wesentlichen selbstständig. PH S310 Fachkurs Physik «vernetzt» (integriert in PH S450 und PH S470) BI S300 Fachkurs Biologie (3 CP) CH S300 Fachkurs Chemie (3 CP) Die Studierenden erhalten einen Überblick über die Lerninhalte der drei Fächer. Es werden Grundkenntnisse und unterrichtsorientiertes Wissen sowie fachspezifische Fertigkeiten vermittelt. Studierende werden befähigt, komplexe Sachverhalte korrekt und dem Zielpublikum angepasst darzustellen. Das PH S310 ist dabei mit den fachwissenschaftlichen Modulen gekoppelt. PH S450/PH S451/PH S452 (7 CP) Physik D, Teil 1 PH S470/PH S471/PH S472 (8 CP) Physik D, Teil 2 Ausgewählte Kapitel der klassischen Physik werden wissenschaftlich fundiert aufgearbeitet. Die Auswahl der Inhalte richtet sich im Wesentlichen nach dem Lehrplan der Volksschule, es werden aber auch Inhalte der modernen Physik behandelt. Die Studierenden wenden die in der Vorlesung erarbeiteten Inhalte praktisch an. Sie erhalten die Gelegenheit, den in der Vorlesung erarbeiteten Stoff experimentell zu überprüfen. Fachdidaktik NT S200 Didaktik Natur und Technik (3 CP) Es wird ein erster Überblick über zentrale didaktische Konzepte sowie Arbeitsweisen und Methoden gegeben, welche für einen zeitgemässen Natur und Technik-Unterricht relevant sind. 10

11 NT S110 Experimentieren (3 CP) Inhalt sind die verschiedenen Formen des Experimentierens in Biologie, Chemie und Physik. Die Studierenden werden in die Lage versetzt, sachgerecht anspruchsvolle Versuche zu planen und durchzuführen, durchgeführte Experimente korrekt auszuwerten sowie Experimente in einen naturwissenschaftlichen Kontext zu stellen. BI S200 Didaktik Biologie (3 CP) CH S200 Didaktik Chemie (3 CP) PH S200 Didaktik Physik (3 CP) Im Mittelpunkt stehen die spezifisch biologie-, chemie- und physikdidaktischen Fragestellungen. Es geht um die Begleitung von Verstehensprozessen, die Anwendung von Konzeptwechselstrategien, das Kennen von Vorstellungen und Interessen von Lernenden, den Einsatz spezifischer Materialien und Hilfsmittel sowie die Entwicklung vielfältiger Zugänge und Unterrichtssettings im Wesentlichen zu Themen des Natur und Technik- Unterrichts auf der Sekundarstufe I. NT S120 Technik Gesellschaft Schule (1 CP) In einer Kompaktwoche werden naturwissenschaftlich-technische Phänomene sowie deren Auswirkungen auf Gesellschaft, Wirtschaft und Umwelt thematisiert. Dabei werden insbesondere fächerübergreifende Aspekte zum Technischen Gestalten mit einbezogen. Ziel ist die Förderung ein umfassendes Technikverständnisses. PH S250 Fachdidaktisches Coaching (Abschluss) (2 CP) Nachdem in den fachspezifischen Didaktikmodulen die Grundlagen in Biologie-, Chemieund Physikdidaktik gelegt wurden, wird hier speziell der fächerübergreifende Anteil von Natur und Technik mit besonderem Blick auf die Technik thematisiert. 11

12 Fachpraktische Ausbildung Alle Studierenden sammeln im Praktikum Erfahrungen, die sie mit Gewinn in die verschiedenen fachdidaktischen Module einbringen können. So bieten sich immer wieder Anlässe zur Reflexion und zur Konkretisierung. Systematisch eingeplant ist die Vernetzung von Fachdidaktik und Praxis im Quartalspraktikum, welches die Studierenden im 6. Semester absolvieren. V.a. in der Vorbereitungszeit arbeiten die Studierenden für die Planung ihres Unterrichts intensiv mit Dozierenden zusammen (CFC-Konzept), was individuelle Vertiefung und intensiven Austausch ermöglicht. 12

13 Die Fachausbildung im Überblick Sem. Fachdidaktische Fachliche Fachwissenschaftliche Module Prüfung Module Module Selbstlern einheiten (SLE) vgl. auch Weisung hinten 1. (HS) NT S100 a) LN: schriftl. 90 Min ZS 2. (FS) NT S200 BI S300 ZS 3. (HS) NT S110 (Doppelmodul) Mathem. CH S300 Grundl. ZS Mathem. b) LN: Klausur Grundl. schriftl. 120 Min 4. (FS) BI S200 c) mdl. 1 pro Mod. CH S200 PH S200 je 20 Min in erster ZS Wochen ZS 5. (HS) PH S450, PH S451, PH S452 * d) schriftl. 105 Min ZS NT S120 (kompakt) Geschichte LN: Kolloquium 6. (FS) NT S250 Quartalspraktikum ausgew. ZS Themen mündl. Prüf. (LN) System Abgabe Übungen 7. (HS) Betreuung SLE durch Physik Doz. ZS 8. (FS) PH S470, PH S471, PH S472 * d) schriftl. 105 Min * Zulassungsbedingungen: Klausur «Mathematische Grundlagen der Physik» bestanden 13

14 Studienanforderungen Leistungsnachweise und Prüfungen Note Bemerkung Prüfungsinhalt PH S450, PH S451, PH S452, PH S470, Fachwissenschaft PH S471, PH S472 Prüfungsumfang Teilprüfungen 1 und 2: Zwei schriftliche Prüfungen PH S450, PH S451, PH S452 (105 Min) PH S470, PH S471, PH S472 (105 Min) Zulassungsbedingung NT S100, der Selbstlerneinheit «Mathe- Bestandene Leistungsnachweise in matische Grundlagen der Physik» und der fachwissenschaftlichen Module (Übungen und Praktikumsberichte) Bestehensnorm Notensumme (N 1 + N 2 ) mind. 8 Fachwissenschaft Berechnung der Note (N 1 + N 2 ) /2 gerundet auf nächste halbe in Fachwissenschaft Note Prüfungsinhalt BI S200 Didaktik CH S200 PH S200 Prüfungsumfang Teilprüfungen 3 5: Je eine fachdidaktische Arbeit in den Modulen BI S200 CH S200 PH S200 Und drei mündliche Prüfungen von je 20 Min Dauer. Zulassungsbedingungen S100 sowie in BI S200 und PH S200 Bestandene Leistungsnachweise in NT Bestehensnorm Notensumme (N 3 + N 4 + N 5 ) mind. 12 Fachdidaktik N 1 N 2 N FW N 3 N 4 N 5 Alle drei Prüfungen als Block jeweils im Anschluss an das Frühlingssemester Aufträge sowie Fristen für die Abgabe werden jeweils zu Beginn des Semesters in den Modulen BI S200/CH S200/ PH S200 bekannt gegeben. 14

15 Berechnung der Note in Fachdidaktik Berechnung der Diplomnote (N 3 + N 4 + N 5 ) /3 gerundet auf nächste halbe Note (N 1 + N 2 + N 3 + N 4 + N 5 ) /5 gerundet auf die nächste halbe Note Note Bemerkung N FD Nichtbestehen einer Teilprüfung Ungenügende Teilprüfungen müssen wiederholt werden. Die Wiederholung einer Teilprüfung ist nur einmal möglich. Für die Berechnung der Diplomnote zählt die Note der Wiederholungsprüfung. Genügende Teilprüfungen können nicht wiederholt werden. Vergabe der ECTS-Punkte Wenn die Bestehensnorm für einen Prüfungsteil erfüllt ist und eine einzelne Teilnote nach der Wiederholungsprüfung ungenügend ist, können die fehlenden ECTS-Punkte trotzdem vergeben werden. 15

16 Grundlagenliteratur Labudde, P. (Hrsg.) (2010). Fachdidaktik Naturwissenschaft Schuljahr. Bern: Haupt. Bennett, J., Lubben, F., & Hogarth, S. (2007). Bringing Science to Life: A Synthesis of the Research Evidence on the Effects of Context-Based and STS Approaches of Science Teaching. Science Education, 91, Duit, R. (2006). Initiativen zur Verbesserung des Physikunterrichts in Deutschland. Physik und Didaktik in Schule und Hochschule, 2/5, index.php/phydid/article/view/43/43 Fischer, H. E., Borowski, A., Kauertz, A. & Neumann, K. (2010): Fachdidaktische Unterrichtsforschung Unterrichtsmodelle und die Analyse von Physikunterricht. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften; Jg. 16. S ). Muckenfuß, H. (2004). Themen und Kontexte als Strukturelemente des naturwissenschaftlichen Unterrichts Zu den Schwierigkeiten systematisches Physiklernen zu organisieren. PhyDid, 2/3, article/view/23/23 Physikdidaktikbücher zum Nachschlagen Kircher, E.; Girwidz, R.; Häußler, P. (Hrsg.). Physikdidaktik Theorie und Praxis. Berlin-Heidelberg: Springer, Mikelskis, H. F. (Hrsg.): Physik-Didaktik. Praxishandbuch für die Sekundarstufe I und II. Berlin: Cornelsen Scriptor, Willer, J.: Didaktik des Physikunterrichts. Frankfurt /M.: Harri Deutsch,

17 Kontakt Wir, die Dozierenden der verschiedenen Module, freuen uns, Sie in unseren Veranstaltungen begrüssen zu dürfen. Zur Beantwortung Ihrer Fragen stehen die Fachverantwortlichen an der PH Zürich und Uni Zürich natürlich jederzeit gerne zur Verfügung. Wir bemühen uns zudem, Sie in Ihrer Ausbildung bestmöglich zu unterstützen. Detaillierte Informationen finden Sie in der Broschüre zum Studiengang (stud.phzh.ch > Sekundarstufe I > Natur und Technik mit Schwerpunkt Physik). Prof. Dr. Christoph Gut-Glanzmann christoph.gut@phzh.ch Internetseiten > Vorlesungen > Physik für Oberstufenlehrpersonen > Fachbereiche > Mensch und Umwelt > Fachgruppen > Natur und Technik: Biologie, Chemie, Physik 17

18 Anhang Modul- Code Veranstaltungen Fachwissenschaft CP Form Zulassung LNW/ Prüf. NT S100 Fachliche Inhalte Natur und Technik 1.0 Selbstlernmod. Prüf. BI S300 Fachkurs Biologie 3.0 Seminar LNW CH S300 Fachkurs Chemie 3.0 Seminar LNW PH S450 Physik D, Teil Vorlesung Prüf. PH S451 PH S452 (PH S300 integriert) Praktikum PH S470 Physik, Teil Vorlesung Prüf. PH S471 PH S472 (PH S300 integriert) Praktikum Total CP Fachwissenschaft 22.0 Modul- Code Veranstaltungen Fachdidaktik CP Form Zulassung LNW/ Prüf. NT S200 Didaktik Natur und Technik 3.0 Seminar LNW NT S110 Experimentieren 3.0 Seminar LNW BI S200 Fachdidaktik Biologie 3.0 Seminar NT S100 (best. Prüf. Prüfungen) PH S200 Fachdidaktik Physik 3.0 Seminar NT S100 (best. Prüf. Prüfungen) CH S200 Fachdidaktik Chemie 3.0 Seminar NT S100 (best. Prüf. Prüfungen) NT S10 x NT-Atelier (NT S102/NT S103/NT S104) NT S551 Diplomprüfung Vorbereitung Prüf. NT S120 Technik Gesellschaft Schule 1.0 Kompaktwoche LNW PH S250 Fachdidaktisches Coaching im Quartalspraktikum 2.0 Seminar /Praxis NT S100, BI S200, CH S200, PH S200 (best. Prüfungen) LNW Total CP Fachdidaktik 18.0 Total CP

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20 Pädagogische Hochschule Zürich Abteilung Sekundarstufe I Lagerstrasse 2 CH-8090 Zürich Zürcher Fachhochschule