Bildungsstandards Nawi 8. Neues aus der Physik. Univ.-Prof. Dr. Martin Hopf Österr. Kompetenzzentrum für Didaktik der Physik Universität Wien

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1 Bildungsstandards Nawi 8 Neues aus der Physik Univ.-Prof. Dr. Martin Hopf Österr. Kompetenzzentrum für Didaktik der Physik Universität Wien

2 Kompetenzmodell Anforderungsniveau N3 N2 N1 B1 B2 / C1 C5 / P1 P5 Inhaltsdimension S E W Handlungsdimension

3 Handlungskompetenzen Wissen organisieren: Aneignen, Darstellen und Kommunizieren Ich kann einzeln oder im Team W 1 Vorgänge und Phänomene in Natur, Umwelt und Technik beschreiben und benennen. W 2 aus unterschiedlichen Medien und Quellen fachspezifische Informationen entnehmen. W 3 Vorgänge und Phänomene in Natur, Umwelt und Technik in verschiedenen Formen (Grafik, Tabelle, Bild, Diagramm ) darstellen, erklären und adressatengerecht kommunizieren. W 4 die Auswirkungen von Vorgängen in Natur, Umwelt und Technik auf die Umwelt und Lebenswelt erfassen und beschreiben.

4 Erkenntnisse gewinnen: Fragen, Untersuchen, Interpretieren Ich kann einzeln oder im Team E 1 zu Vorgängen und Phänomenen in Natur, Umwelt und Technik Beob-achtungen machen oder Messungen durchführen und diese beschreiben. E 2 zu Vorgängen und Phänomenen in Natur, Umwelt und Technik Fragen stellen und Vermutungen aufstellen. E 3 zu Fragestellungen eine passende Untersuchung oder ein Experiment planen, durchführen und protokollieren. E 4 Daten und Ergebnisse von Untersuchungen analysieren (ordnen, vergleichen, Abhängigkeiten feststellen) und interpretieren.

5 Schlüsse ziehen: Bewerten, Entscheiden, Handeln Ich kann einzeln oder im Team S 1 Daten, Fakten und Ergebnisse aus verschiedenen Quellen aus naturwissenschaftlicher Sicht bewerten und Schlüsse daraus ziehen. S 2 Bedeutung, Chancen und Risiken der Anwendungen von naturwissenschaftlichen Erkenntnissen für mich persönlich und für die Gesellschaft erkennen, um verantwortungsbewusst zu handeln. S 3 die Bedeutung von Naturwissenschaft und Technik für verschiedene Berufsfelder erfassen, um diese Kenntnis bei der Wahl meines weiteren Bildungsweges zu verwenden. S 4 fachlich korrekt und folgerichtig argumentieren und naturwissenschaftliche von nichtnaturwissenschaftlichen Argumentationen und Fragestellungen unterscheiden.

6 Mechanik P1 Elektrizität und Magnetismus P2 Wärmelehre P3 Optik P4 Aufbau der Materie P5 1.Grundlegende physikalische Begriffe und Größen (Zeit, Länge, Masse, Dichte, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Kraft, Schwerkraft, Leistung, Energie) 2.Einfache Bewegungen 3.Kräfte als Ursache für Bewegungsänderungen 4.Energieformen und deren Umwandlung 1.Grundlegende physikalische Begriffe und Größen (elektrisch geladene Teilchen, Spannung, Stromstärke, Widerstand, Gleichstrom, Wechselstrom) 2.Erklärungen für elektrische Erscheinungen in Natur und Technik 3.Einfache Stromkreise (Ohmsche Beziehung, Serienschaltung und Parallelschaltung von Verbrauchern) 4.Unterschied zwischen Permanentmagnet und Elektromagnet 5.Weg der elektrischen Energie vom Kraftwerk zum Verbraucher 6.Sicherheitsaspekte beim Umgang mit elektrischer Energie 1.Grundlegende physikalische Begriffe und Größen (Temperatur, Druck, Energie, Wärmekapazität) 2.Umwandlung innerer Energie in andere Energieformen 3.Zusammenhang zwischen Energie, Temperatur und Teilchenbewegung 4.Zustandsformen Fest, Flüssig und Gasförmig und deren Übergänge am Beispiel Wasser 1.Grundlegende physikalische Begriffe und Größen (Spiegelung/Reflexion, Brechung, Lichtgeschwindigkeit) 2.Ausbreitung von Licht und Entstehung von Schatten, Sender-Empfänger-Streu-Vorstellung 3.Kurzsichtigkeit und Weitsichtigkeit sowie deren Korrektur 4.Zerlegung von Licht: Sichtbare, infrarote und ultraviolette Strahlung 1.Teilchenmodell der Materie 2.Radioaktiver Zerfall als natürlicher Prozess (Halbwertszeit, Kernumwandlungen) 3.Eigenschaften und Auswirkungen ionisierender Strahlung 4.Unterschied Kernfusion und Kernspaltung

7 Niveaustufen N1 Anforderungsniveau I Ausgehend von stark angeleitetem, geführtem Arbeiten Sachverhalte aus Natur, Umwelt und Technik mit einfacher Sprache beschreiben, mit einfachen Mitteln untersuchen und alltagsweltlich bewerten; reproduzierendes Handeln. N2 Anforderungsniveau II Sachverhalte und einfache Verbindungen zwischen Sachverhalten aus Natur, Umwelt und Technik unter Verwendung einzelner Elemente der Fachsprache (inkl. Begriffe, Formeln) und der im Unterricht behandelten Gesetze, Größen und Einheiten beschreiben, untersuchen und bewerten. Kombination aus reproduzierendem und selbstständigem Handeln. N3 Anforderungsniveau III Verbindungen (auch komplexer Art) zwischen Sachverhalten aus Natur, Umwelt und Technik und naturwissenschaftlichen Erkenntnissen herstellen und naturwissenschaftliche Konzepte nutzen können. Verwendung von komplexer Fachsprache (inkl. Modelle); weitgehend selbstständiges Handeln.

8 Prototypische Aufgaben Entwickelt für die Weiterentwicklung des Unterrichts Pilotierung bisher im Wesentlichen Online

9 Pilotphase II: Entwicklung und Validierung weiterer prototypischen Aufgaben Team Physik: Helmut KÜHNELT, Reinhard BAUER, Andrea MAYER Herbert OBERHAUSER, Susanne HAAS, Erich REICHEL, Alois WURZER, Susanne NEUMANN, Claudia HAAGEN-SCHÜTZENHÖFER & Martin HOPF

10 Stand Bisher wurden 20 Online-Aufgaben entwickelt: Magnet, Spiegel, Sicherheit, Temperatur, Strom, Auge, Leiter, Wärmebild, Berufe, Schmelzen, Brechung, Strom II, Leuchtmittel, Sicherheit II, Energie, Farbmischung, Zustandsänderung, Ionisierende Strahlung, Regenbogen, Cranberries Erfolgreiche Pilotierung aller Aufgaben Leistungen der Schüler/innen wie erwartet Items zu Schülervorstellungen fallen erwartungsgemäß schlecht aus. Großes Interesse bei Kolleg/innen an den Aufgaben Bald: Online zugänglich für die Arbeit an den Schulen.

11 Unterrichtsaufgaben Manche Aspekte des Kompetenzmodells sind online nicht umsetzbar: Kommunikation Experimente Forschendes Arbeiten u.v.a.m. Daher: Entwicklung von Unterrichtsaufgaben

12 Entwicklung von acht Unterrichtsaufgaben Elektroauto Gewitter Planetenpost Kommt der Strom aus der Steckdose? Fragen Sie Dr(a) Euler! Mit Reibung geht s bergaus?! ZIB-Flash Der elektrische Stromkreis

13 Fokus auf qualitätsfördernde Aspekte Kognitive Aktivierung der Schüler/innen Kommunikation Forschendes Lernen Einbettung neuer Medien in den Lernprozess

14 Pilotierung Aufgaben wurden an Kolleg/innen versandt Durchführung im Unterricht Rückmeldung auf Fragebögen Detailstudie: Videoaufnahmen zu zwei Unterrichtsaufgaben

15 Ergebnisse Insgesamt positives Urteil der Lehrkräfte; Zum Teil technische Probleme, besonders im Zusammenhang mit der Einbettung neuer Medien; Die Intention der Aufgaben wird erkannt; Die Umsetzung in eigenen Unterricht ist relativ leicht möglich; Es gibt große Unterschiede im Umgang mit dem Material. Bald: Downloadmöglichkeit über die Bifie-Homepage

16 Ausblick: Neue Matura Physik Fast identisches Kompetenzmodell Ergänzt: Modellieren Momentan: Arbeit an einem Vorschlag für einen Themenpool und Beispielaufgaben

17 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Univ.-Prof. Dr. Martin Hopf Österreichisches Kompetenzzentrum für Didaktik der Physik Porzellangasse 4, 1090 Wien, Österreich