Naturwissenschaften in den Studiengängen Sekundarstufe I

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1 Fachportrait Naturwissenschaften in den Studiengängen Sekundarstufe I Im Studienfach Naturwissenschaften erarbeiten Sie die fachlichen, fachdidaktischen und berufspraktischen Grundlagen für den Unterricht der Schulfächer Chemie und Physik mit ihren Bezügen zu anderen Fachdisziplinen. Sie erwerben die Lehrbefähigung für einen professionellen Naturwissenschaftsunterricht auf der Sekundarstufe I. Das Studienfach Naturwissenschaften umfasst die Schulfächer Chemie und Physik. Diese Schulfächer werden auf der Sekundarstufe I unterschiedlich unterrichtet: als separate Fächer Chemie bzw. Physik oder zusammengefasst mit dem Fach Biologie zu einem Integrationsfach wie zum Beispiel «Natur Mensch Umwelt» oder «Naturwissenschaften». Fachverständnis Zentral für den Unterricht der naturwissenschaftlichen Fächer sind die Natur und das Verstehen von Naturerscheinungen und Naturgesetzen, die sich auch im Umgang mit Technik beobachten und erschliessen lassen. Auf der Sekundarstufe I ist es wichtig, bei der Vermittlung von chemischen und physikalischen Themen Alltagsbezüge herzustellen und die Schülerinnen und Schüler Chemie und Physik erleben und «be-greifen» zu lassen. Pädagogische Hochschule FHNW 1/9

2 Ein Chemie- und Physikunterricht, der problem- und handlungsorientiert ist, Alltagsvorstellungen von Schülerinnen und Schülern berücksichtigt und die experimentelle Auseinandersetzung mit der Sache zulässt, bildet ein wichtiges Fundament für das Selbst- und Weltverständnis der künftigen Generationen. Für die Berufswahl von Jugendlichen kann ein guter Chemie- und Physikunterricht für naturwissenschaftliche und technische Berufsfelder eine wichtige Weichenstellung sein. Um Naturwissenschaften professionell unterrichten zu können, ist eine breit abgestützte Fachkompetenz in den beiden Fachgebieten Chemie und Physik erforderlich, die auf der exemplarischen Kenntnis verschiedener disziplinärer Zugänge und Themenbereiche basiert. Ihr Studium ist so ausgerichtet, dass Sie sich die fachlichen Grundlagen und Methodenkenntnisse für den Unterricht auf der Sekundarstufe I erwerben und so befähigt werden, lebenslang weiteres chemisches und physikalisches Wissen zu erschliessen. Neben den fachlichen sind fachdidaktische Kompetenzen erforderlich, welche das Planen und Gestalten von schulischen Lehr- und Lernprozessen in den Schulfächern betreffen. Sie werden befähigt, die Lernvoraussetzungen von Schülerinnen und Schülern im Hinblick auf das naturwissenschaftliche Lernen zu erfassen, geeignete Lernaufgaben zu entwickeln, optimale Lernumgebungen zu gestalten und Lernfortschritte festzustellen. Wichtige Schwerpunkte in der Fachdidaktik sind z.b.: Experimentieren im Unterricht, die Auseinandersetzung mit Fragen der Begriffsbildung und Mathematisierung, Motivation und Leistungsbewertung. Professioneller Unterricht erfordert drittens berufspraktische Kompetenzen, um auf der Handlungsebene fachspezifisches Lernen anregen und begleiten zu können. Ziel der Berufspraktischen Studien ist, Sie zu handlungsfähigen Lehrpersonen im Sinne von reflektierenden Praktikern auszubilden, die erlebte Unterrichtssituationen analysieren, entsprechende Verbesserungsmassnahmen ergreifen und so den Unterricht kontinuierlich weiterentwickeln können. Voraussetzungen für das Studium Sie verfügen von Ihrer maturitären Vorbildung her über fundierte Grundlagen der gymnasialen Schulfächer Chemie und Physik. Für das Studium des Fachbereichs Naturwissenschaften sollten Sie Freude und Interesse an diesen Fächern sowie an naturwissenschaftlichen und technischen Fragen haben. Für das Experimentieren als zentralem Element des Unterrichts sind technisches Verständnis und handwerkliches Geschick eine weitere wichtige Voraussetzung. Studierende ohne deutschsprachigen Maturitätsnachweis müssen für die Zulassung ein Sprachdiplom für Deutsch (Niveau C2) nachweisen. Studieninhalte und ihre Gliederung Entsprechend der dreifachen Zielsetzung des Studienfachs (Fachkompetenz, fachdidaktische und berufspraktische Kompetenzen) werden auch im Fachbereich Naturwissenschaften drei Studienbereiche unterschieden, die aus unterschiedlichen Modulgruppen bestehen und die ihrerseits wieder verschiedene Einzelmodule umfassen. Ein Einzelmodul ist eine inhaltlich und didaktisch abgrenzbare Lehrveranstaltung. Detaillierte Beschreibungen zu den Modulinhalten finden Sie unter: (siehe Merkblätter und Rechtserlasse) oder im Eventoweb: Pädagogische Hochschule FHNW 2/9

3 Die Auswahl der Studieninhalte für den Fachbereich Naturwissenschaften richtet sich nach den fachlichen Anforderungen des Unterrichts auf der Sekundarstufe I. Jede Modulgruppe des Fachbereichs Naturwissenschaften beinhaltet jeweils zwei Module, eines davon ist chemisch, das andere physikalisch orientiert. Fachwissenschaft Das fachwissenschaftliche Studium umfasst vier Modulgruppen mit acht Modulen, denen Veranstaltungen zugeordnet sind. In den ersten beiden Modulgruppen werden wichtige Aspekte des fachbezogenen Professionswissens behandelt. Sie sind sowohl theoretisch als auch praktisch orientiert und werden als Proseminare (1.1 und 1.2) oder als Seminare (2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1 und 4.2) in Form von Theorieblöcken kombiniert mit Praktika durchgeführt. Auf diese Weise lernen Sie verschiedene disziplinäre Zugänge und Arbeitsweisen kennen und anwenden. Eine detaillierte Übersicht über die Inhalte der einzelnen Module finden Sie in den Tabellen weiter unter in diesem Text. Fachdidaktik Fachdidaktische Studien: Wichtige Aspekte des Chemie- und Physikunterrichts werden reflektiert, mit Blick auf die fachdidaktische Forschung begründet und theoriegestützt in die Unterrichtspraxis umgesetzt. Tatsächlich stattfindender Unterricht wird erkundet, sein Erfolg hinterfragt, alte und neue Unterrichtsmodelle werden vorgestellt, überprüft und mitentwickelt. Die Fachdidaktik umfasst drei Modulgruppen, die sich mit zentralen didaktischen Fragen des Lehrens und Lernens in den Schulfächern Chemie und Physik bzw. im Integrationsfach Naturwissenschaften befassen: Modulgruppe I: Kennenlernen von grundlegenden Fertigkeiten sowie wichtigen Unterrichtsprinzipien und Strukturierungen, die im Unterricht von Chemie und Physik zu berücksichtigen sind. Modulgruppe II: Planen von Unterrichtseinheiten im naturwissenschaftlichen Unterricht. Analyse der angestrebten inhaltlichen Unterrichts- und Lernprozesse, Definieren von Standards und Lernzielen, Durchführen von differenzierten, aussagekräftigen Leistungsbewertungen. Modulgruppe III: Vermitteln von Physik und Chemie im ausserschulischen Kontext, besondere und fächerübergreifende Aspekte des Chemie- und Physikunterrichts. Studienleistungen sind zu erstellen in Form von präsentationsreifen Handreichungen und Materialien zur Durchführung von Unterricht mit chemischen bzw. physikalischen Unterrichtsinhalten und relevante Schulexperimente aufzubereiten, vgl. tabellarische Darstellung unten. Berufspraktische Studien In den Berufspraktischen Studien haben Sie in den Praktika an Schulen ein Lern- und Übungsfeld, in denen Sie Naturwissenschaftsunterricht beobachten, unter Anleitung erfahrener Lehrpersonen selbst Pädagogische Hochschule FHNW 3/9

4 unterrichten und Ihre Erfahrungen mit ihren Mitstudierenden, Praktikumslehrpersonen und Dozierenden reflektieren. Für eine genaue und aktuelle Information bzgl. Der Organisation der Berufspraktischen Studien konsultieren Sie bitte die Webseite Studienaufbau und Studienorganisation Die fachwissenschaftlichen und fachdidaktischen Module werden an den Standorten Basel und Windisch angeboten. In den nachfolgenden Tabellen finden Sie eine Übersicht über Fachwissenschaft, Fachdidaktik und Berufspraktischen Studien an diesen Standorten. Pädagogische Hochschule FHNW 4/9

5 Studienvarianten Das Studium der Naturwissenschaften für die Lehrbefähigung in der Sekundarstufe I kann in sechs oder drei Semestern absolviert werden, je nachdem in welcher Studienphase (Bachelor- oder Masterphase) oder in welchem Studiengang (integrierter Studiengang, Stufen- oder Facherweiterung) das Fach studiert wird. Was die Reihenfolge der Module anbelangt, so müssen in der Regel zuerst die Grundlagenmodule vor den Erweiterungsmodulen erfolgreich absolviert werden. Die separate Wegleitung für die Studiengänge Sekundarstufe I orientiert über die verschiedenen Studienvarianten: (unter Studienplanung). Studium am Standort Windisch Fachwissenschaft NW Fachdidaktik / Berufspraktische Studien NW Modulgruppe FW 1: Grundlagen der Chemie und Physik I (4 ECTS-P.) Modul FW1.1: Stoffe und chemische Reaktionen grundlegende chemische Basiskonzepte (Proseminar mit Übungen und praktischem Arbeiten). Modul FW1.2: Klassische Mechanik, Optik und Akustik (Proseminar mit Physikpraktikum und Übungen). Studienleistung: Gemäss Angaben der Dozierenden, Erarbeitung und Präsentation physikalischer und chemischer Experimente. Modulgruppe FD 1: Grundlagen des Chemie- und Physikunterrichts I (4 ECTS-P.) Modul FD1.1: Fachdidaktische Grundlagen des Chemieunterrichts I (Proseminar mit praktischen Übungen zur Schulchemie). Modul FD1.2: Fachdidaktische Grundlagen des Physikunterrichts (Proseminar mit Physikpraktikum und Kolloquium). Studienleistung: Sachanalyse zu einem ausgewählten Thema des Chemie- bzw. Physikunterrichts, Erarbeitung geeigneter Unterrichtssequenzen (Experimente). Modulgruppe FW 2: Grundlagen der Chemie und Physik II (6 ECTS-P.) Modul FW2.1: Atommodell von Dalton, chemische Energie, chemisches Rechnen, chemische Verwandtschaften (Seminar mit Übungen und praktischem Arbeiten). Modul FW2.2: Thermodynamik und Elektrizitätslehre (Seminar mit integriertem Physikpraktikum). Modulgruppe FD 2: Grundlagen des Chemie- und Physikunterrichts II (6 ECTS-P.) Modul FD2.1: Unterrichtsplanung und erweiterte Lehr- und Lernformen im Chemieunterricht (Seminar mit praktischen Übungen zur Schulchemie). Modul FD2.2: Fachdidaktische Grundlagen des Physikunterrichts II (Seminar mit praktischen Übungen zur Schulphysik). Studienleistung: Gemäss Angaben der Dozierenden. Leistungsnachweis Fachwissenschaft Naturwissenschaften (1. Teil): Die Studierenden weisen ihre Grundfachkenntnisse in der ersten Teilleistung des "Modulgruppenleistungsnachweises Fachwissenschaft Naturwissenschaften" in Form einer schriftlichen Fachprüfung Chemie und Physik (je 2 h) nach. Studienleistung: Ausgehend von einem Objekt der Technik wird ein Lernanlass mit chemischem oder physikalischem Schwerpunkt geplant. Pädagogische Hochschule FHNW 5/9

6 Modulgruppe FW 3: Erweiterung Chemie und Physik (7 ECTS-P.) Modul FW3.1: Atommodell von Bohr und chemische Bindungen (Seminar mit Übungen und praktischem Arbeiten). Modul FW3.2: Magnetismus und Elektromagnetismus (Seminar mit Praktikum und Exkursionen). Studienleistung: Gemäss Angaben der Dozierenden. Erarbeitung und Präsentation von Grundlagen natürlicher oder technischer Phänomene mit Anwendungsbezügen und entsprechenden Experimenten in den Fächern Chemie und Physik. Modulgruppe FD 3: Erweiterung Ausserschulisches Lernen im Chemie- und Physikunterricht (7 ECTS-P.) Modul 3.1: Methodenkompetenz und vielfalt im Chemieunterricht (Seminar mit praktischen Übungen zur Schulchemie). Modul 3.2: Besondere und fächerübergreifende Aspekte im Physikunterricht mit besonderem Augenmerk auf Lernort und -umgebung (Seminar mit praktischen Übungen zur Schulphysik und Exkursionen). Studienleistung: Planung und Durchführung einer Unterrichtssequenz für einen ausserschulischen Lernort (Erarbeiten von Handreichungen, Präsentationen etc.) oder Entwicklung und Bau eines Modells oder didaktischer Hilfsmittel für den naturwissenschaftlichen Unterricht. Leistungsnachweis Fachdidaktik: Nach Abschluss der drei Modulgruppen Fachdidaktik weisen die Studierenden in einer ½ h Prüfung ihre Kenntnisse zur didaktischen Umsetzung nach. Modulgruppe FW 4: Vertiefung Chemie und Physik: besondere, fachbezogene und fächerübergreifende, aktuelle Anwendungen (6 ECTS-P.) Modul FW4.1: Chemie im geschichtlichen, gewerblichen und industriellen Kontext (Seminar mit Praktika und Exkursionen). Modul FW4.2: Fortgeschrittene chemische Basiskonzepte in Verbindung mit Phänomenen und technischen Verfahren Umweltchemie (Seminar mit Übungen und praktischem Arbeiten). Studienleistung: Gemäss Angaben der Dozierenden. Portfoliodokumentation zu je einem chemischen und physikalischen Thema der Seminare. Leistungsnachweis Fachwissenschaft Naturwissenschaften (2. Teil): Nach Abschluss der vier Module Fachwissenschaft weisen alle Studierenden ihre Kenntnisse in Physik und Chemie sowie fächerübergreifenden Aspekten mit einer mündlichen ½ h Fachprüfung in vorgängig definierten Fachgebieten nach. Pädagogische Hochschule FHNW 6/9

7 Studium am Standort Basel Fachwissenschaft NW Fachdidaktik / Berufspraktische Studien NW Modulgruppe FW 1: Grundlagen der Chemie und Physik I (4 ECTS-P.) Modul FW1.1: Chemische Experimente im Schulunterricht Teil 1: Sicherheit im Labor & Stoffeigenschaften /Fraktioniermethoden. Modul FW1.2: Klassische Mechanik, Optik und Akustik. Studienleistung: Erfüllen der definierten Anforderungen der besuchten Veranstaltungen. Modulgruppe FD 1: Grundlagen des Chemie- und Physikunterrichts I (4 ECTS-P.) Modul FD1.1: Fachdidaktische Grundlagen des Chemieunterrichts I (Proseminar als Chemiepraktikum mit Schulversuchen und Kolloquium). Modul FD1.2: Fachdidaktische Grundlagen des Physikunterrichts I (Proseminar als Physikpraktikum mit Kolloquium). Studienleistung: Sachanalyse zu einem ausgewählten Thema des Chemie- bzw. Physikunterrichts, Erarbeitung geeigneter Unterrichtssequenzen (Experimente). Modulgruppe FW 2: Grundlagen der Chemie und Physik II (6 ECTS-P.) Modul FW2.1: Chemische Experimente im Schulunterricht Teil 2: Bausteine der Stoffe/Sprache der Chemie & Analyse/Synthese. Modul FW2.2: Thermodynamik und Elektrizität lehre (Seminar mit integriertem Physikpraktikum). Studienleistung: Erfüllen der definierten Anforderungen der besuchten Veranstaltungen nach Angaben der Dozierenden. Modulgruppe FD 2: Grundlagen des Chemie- und Physikunterrichts II (6 ECTS-P.) Modul FD2.1: Unterrichtsplanung und erweiterte Lehr- und Lernformen im Chemieunterricht (Seminar mit praktischen Übungen zur Schulchemie). Modul FD2.2: Fachdidaktische Grundlagen des Physikunterrichts II (Seminar mit praktischen Übungen zur Schulphysik). Studienleistung: Ausgehend von einem Objekt der Technik wird ein Lernanlass mit chemischem oder physikalischem Schwerpunkt geplant. Modulgruppe FW 3: Erweiterung - Chemie und Physik (7 ECTS-P.) Modul FW3.1Chemische Experimente im Schulunterricht Teil 3: Redoxreaktionen & Säure/Base-Reaktionen. Modul FW3.2: Anfängerpraktikum: Magnetismus und Elektromagnetismus. Studienleistung: Erfüllen der definierten Anforderungen der besuchten Veranstaltungen gemäss Angaben der Dozierenden. Modulgruppe FD 3: Erweiterung - Ausserschulisches Lernen im Chemie- und Physikunterricht (7 ECTS-P.) Modul 3.1: Chemie im ausserschulischen Kontext (Seminar mit praktischen Übungen zur Schulchemie und Exkursionen). Modul 3.2: Besondere und fächerübergreifende Aspekte im Physikunterricht mit besonderem Augenmerk auf Lernort und -umgebung (Seminar mit praktischen Übungen zur Schulphysik und Exkursionen). Studienleistung: Planung und Durchführung einer Unterrichtssequenz für einen ausserschulischen Lernort (Erarbeiten von Handreichungen, Präsentationen etc.) oder Entwicklung und Bau eines Modells oder didaktischer Hilfsmittel für den naturwissenschaftlichen Unterricht. Leistungsnachweis Fachdidaktik: Nach Abschluss der drei Modulgruppen Fachdidaktik weisen die Studierenden in einer ½ h Prüfung ihre Kenntnisse zur didaktischen Umsetzung nach. Pädagogische Hochschule FHNW 7/9

8 Modulgruppe FW 4: Vertiefung - Chemie und Physik: besondere, fachbezogene und fächerübergreifende, aktuelle Anwendungen (6 ECTS-P.) Modul FW4.1: Chemische Experimente im Schulunterricht Teil 4: Organische Chemie, Chemie im Alltag und in der Technik, Elektrochemie. Modul FW4.2: Vertiefte Einblicke in physikrelevante Gebiete des Alltags und der Berufswelt, des technischen Umfelds oder der Kulturgeschichte (Seminar mit Praktikum und Exkursionen). Studienleistung: Gemäss Angaben der Dozierenden. Portfoliodokumentation zu je einem chemischen und physikalischen Thema der Seminare. Leistungsnachweis Fachwissenschaft Naturwissenschaften: Nach Abschluss der vier Module Fachwissenschaft weisen alle Studierenden mit einer ½ h Fachprüfung ihre Kenntnisse zu Physik und Chemie sowie fächerübergreifender Aspekte in definierten Fachgebieten nach. Studienanforderungen (Studienleistungen und Leistungsnachweise) Für die Fachwissenschaft und die Fachdidaktik werden Studienleistungen zum Erreichen der Kompetenzziele in Chemie, Physik und deren Didaktik verlangt. Die Studienleistungen erbringen Sie in den Lehrveranstaltungen als Arbeitsleistung für diese Veranstaltung.. Mit den Studienleistungen weisen Sie in einem Modul oder einer Modulgruppe das Erreichen der betreffenden spezifischen Kompetenzziele nach. Es gibt verschiedene Formen von Leistungsnachweisen: Schriftliche Seminararbeiten, Fallstudien, Portfolioarbeiten, mündliche oder schriftliche Prüfungen, etc. Studienleistungen werden mit «erfüllt» oder «nicht erfüllt» beurteilt. Leistungsnachweise werden durch die Studien- und Prüfungsordnung geregelt. Die Studien- und Prüfungsordnung regelt Hier sind die Bedingungen für die Leistungsüberprüfung und -bewertung sowie für die Studienabschlüsse festgelegt. Alle Studienleistungen und Leistungsnachweise müssen bestanden sein (genügende Note oder Prädikat «erfüllt»), damit die Modulgruppe anerkannt wird. Die Form der Studienleistungen und der Leistungsnachweise wird für jede Modulgruppe und die einzelnen Module festgelegt und kommuniziert. In der Fachwissenschaft kann die Bachelor-Arbeit verfasst werden. Sie bearbeiten dafür selbständig und forschungsgestützt eine Sie interessierende, chemische bzw. physikalische oder eine fächerübergreifende, naturwissenschaftliche Problemstellung. Die Bachelor-Arbeit wird in den fachwissenschaftlichen Modulen der Modulgruppen 3 oder 4 angeleitet und betreut. Im Fachbereich Naturwissenschaften kann auch eine Master-Arbeit verfasst werden. Sie steht in Verbindung mit den Erziehungswissenschaften und bezieht sich auf berufsrelevante fachdidaktische Forschungsfragen im Bereich des naturwissenschaftlichen Unterrichts. Pädagogische Hochschule FHNW 8/9

9 Allgemeine Informationen Grundlagenliteratur Brown, Th. L., LeMay, H. E. & Bursten, B. E. (2011): Chemie. Studieren kompakt. 10. Aufl., München: Pearson Studium. Housecroft, C. E. & Sharpe, A. G. (2006): Anorganische Chemie. 2. aktualisierte Aufl., München: Pearson Studium. Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. & Koch, W.(2007): Physik. Weinheim: Wiley-VCH Verlag. Ganten, D., Deichmann, Th., & Spahl, T. (2005): Naturwissenschaft. Alles, was man wissen muss. München:dtv. Häusler, K., Rampf, H. & Reichelt, R. (1995): Experimente für den Chemieunterricht. 2. Aufl., München: Oldenbourg (nur noch antiquarisch) Kuhn, T.S. (2003): Die Struktur wissenschaftlicher Revolutionen. Frankfurt/M.: Suhrkamp. Mittelstaedt, P. et al. (2000), (Hrsg.): Was sind und warum gelten Naturgesetze? Frankfurt/M. : Klostermann. Popper, K. (2005): Logik der Forschung. Tübingen: Mohr Siebeck. Schrödinger, E. (1997): Was ist ein Naturgesetz? Beiträge zum naturwissenschaftlichen Weltbild. München: Oldenbourg, Reihe Scientia Nova. Anmeldung Die Anmeldung für die einzelnen Module erfolgt elektronisch mit Hilfe des Eventoweb: Kontakt Prof. Dr. Tibor Gyalog Leiter Professur Naturwissenschaftsdidaktik Pädagogische Hochschule FHNW Institut Sekundarstufe I und II Clarastrasse 57 CH-4058 Basel Tel tibor.gyalog@fhnw.ch Anita Fiechter-Schöpfer (Assistenz) anita.fiechter@fhnw.ch T Alles Wichtige zum Studium: Bitte beachten Sie, dass das vorliegende Fachporträt eine Informationsschrift und kein rechtlich verbindliches Dokument ist. Pädagogische Hochschule FHNW 9/9