5 Inhalt Vorwort............................................. 10 Teil I Innere lern- und inhaltsorientierte Methoden........... 15 1. Unterrichtsansätze zu den Methoden physikalischer Erkenntnisgewinnung.................................. 15 1.1 Die Modellmethode (Silke Mikelskis-Seifert; Antje Leisner-Bodenthin)...... 15 1.1.1 Das Denken in Modellen Bedeutung beim Lernen von Physik.................................... 15 1.1.2 Das Denken in Modellen fördern................... 18 1.1.3 Die Modellmethode im Optikunterricht.............. 22 1.2 Die experimentelle Methode (Veit Berger)............ 29 1.2.1 Die erkenntnistheoretische Bedeutung des Experiments. 30 1.2.2 Das klassische Demonstrationsexperiment........... 31 1.2.3 Das klassische Schülerexperiment.................. 34 1.2.4 Offenes Experimentieren......................... 37 1.2.5 Experimente im entdeckend-forschenden Lernen...... 39 1.2.6 Didaktisch-methodische Hinweise zum Experimentieren. 42 2. Unterrichtsprinzipien: exemplarisch genetisch sokratisch (Helmut F. Mikelskis)...... 44 2.1 Das Exemplarische als Anwesenheit des Ganzen im Einzelnen................................... 44 2.2 Genetisches Lehren und Lernen.................... 48 2.3 Das sokratische Gespräch........................ 50 2.4 Exemplarische genetische Lehrstücke............... 52 3. Historisch orientierter Physikunterricht (Dietmar Höttecke)...... 57 3.1 Wissenschaftsgeschichte im Physikunterricht......... 57 3.2 Über Naturwissenschaften lernen.................. 58 3.2.1 Lernen über die Natur der Naturwissenschaften durch Geschichte............................... 58 3.2.2 Arten des Wissens über die Natur der Naturwissenschaften (NdN).................... 61
6 Inhalt 3.2.3 Fallstricke der Wissenschaftsgeschichte im Unterricht.. 63 3.2.4 Explizite Reflexion im Unterricht................... 63 3.2.5 Historisch-didaktische Rekonstruktion.............. 64 3.3 Von der alten Physik zur neuen Erkenntnis.......... 65 3.3.1 Lernen durch Geschichte: Begriffe, Konzepte, Probleme lösen................................. 65 3.3.2 Die Unterrichtspraxis am Beispiel.................. 66 4. Entdeckendes und forschendes Lernen (Thorsten Bell).......... 70 4.1 Ansätze des entdeckenden und forschenden Lernens... 70 4.1.1 Entwicklung und Ziele der Lernform................ 70 4.1.2 Charakteristika verschiedener Ansätze des forschenden Lernens......................... 71 4.1.3 Schwierigkeiten der Lernform und Lösungsansätze..... 72 4.1.4 Computerunterstützung für forschendes Lernen....... 73 4.2 Aktivitäten-Modell des forschenden Lernens.......... 74 4.2.1 Wurzeln und Intention des Modells................. 74 4.2.2 Darstellung des Modells.......................... 74 4.2.3 Bezüge zu den Bildungsstandards.................. 77 4.3 Unterrichtsbeispiel: Mechanik im Dienste der Verkehrssicherheit........................... 78 4.3.1 Hintergrund................................... 78 4.3.2 Unterrichtseinheit mit Elementen forschenden Lernens. 78 4.3.3 Erprobungen.................................. 81 5. Problemorientierter Unterricht und Aufgabenkultur (Josef Leisen).. 82 5.1 Kennzeichen problemorientierten Unterrichts......... 82 5.2 Heurismen zur Problemlösung..................... 84 5.3 Lehrergelenkte Problemsituationen................. 86 5.4 Aufgabengesteuerte Problemsituationen............. 88 5.5 Beispiele für aufgabengesteuerte Problemsituationen... 91 Teil II Äußere Methoden: Beobachtbare Sozialformen und typische Handlungsmuster........................... 95 6. Der darbietende Unterricht.............................. 95 6.1 Darbieten Was und wie? (Silke Mikelskis-Seifert; Thorid Rabe)................ 95 6.1.1 Eine erste Begriffsklärung........................ 95 6.1.2 Pro und Kontra des darbietenden Unterrichts......... 96
Inhalt 7 6.1.3 Rahmenbedingungen............................ 97 6.2 Darstellung und Präsentation durch Lehrerinnen (Silke Mikelskis-Seifert; Thorid Rabe)................ 99 6.2.1 Mündliche Präsentationen........................ 99 6.2.2 Schriftliche Präsentationen........................ 106 6.3 Schülerinnen und Schüler präsentieren (Sigrid Zwiorek). 110 6.3.1 Mind Maps.................................... 110 6.3.2 Poster........................................ 111 6.3.3 Ausstellungen.................................. 113 7. Unterrichtsgespräch: Vom fragend-entwickelnden Unterricht, dem sokratischen Dialog und Schülergesprächen (Josef Leisen)... 115 7.1 Gesprächsführung: Kennzeichen und Standards für eine gute Gesprächsführung.................... 115 7.1.1 Professionalität in der Gesprächsführung............ 115 7.1.2 Möglichkeiten zur Professionalisierung in der Gesprächsführung.............................. 116 7.1.3 Mindeststandards der professionellen Gesprächsführung. 117 7.2 Strategien zur Verbesserung der Gesprächsführung.... 118 7.3 Gesprächsformen............................... 122 7.3.1 Das fragend-entwickelnde Unterrichtsgespräch....... 123 7.3.2 Das Schülergespräch............................ 128 7.4 Das Unterrichtsgespräch im Methodenkontext........ 130 8. Schülerzentrierte Unterrichtsansätze....................... 133 8.1 Kooperatives Lernen in Gruppen (Thorid Rabe)........ 133 8.1.1 Partnerarbeit, Gruppenarbeit und Gruppenunterricht als kooperative Sozialformen...................... 133 8.1.2 Lehrerrolle Schülerrolle: Verantwortlichkeiten beim kooperativen Lernen........................ 136 8.1.3 Kleine Formen kooperativen Lernens.............. 139 8.1.4 Gruppenpuzzle: Lernende werden zu Experten........ 141 8.2 Gruppenarbeit Stationen und Egg Races am Beispiel von Schülerexperimenten (Sigrid Zwiorek)............ 148 8.2.1 Lernen an Stationen und arbeitsteiliges Experimentieren................................ 148 8.2.2 Stationen zum Verhalten von Gasen beim Erwärmen und beim Abkühlen (Jahrgangsstufe 7).............. 150 8.2.3 Stationen zum Trägheitsbegriff (Jahrgangsstufe 11)............................. 152
8 Inhalt 8.2.4 Stationen zur Bestimmung der Erdbeschleunigung (Jahrgangsstufe 11)............. 153 8.2.5 Egg Races..................................... 155 9. Textarbeit und Narration................................ 158 9.1 Textarbeit (Thorid Rabe).......................... 158 9.1.1 Texte im Physikunterricht: Lernen mit mündlichen und schriftlichen Texten.......................... 158 9.1.2 Leseanlässe: Texte lesen, erfassen, verstehen.......... 160 9.1.3 Schreibanlässe: Texte verfassen.................... 161 9.2 Narration (Lutz Kasper).......................... 164 9.2.1 Was ist narrative Physik?....................... 164 9.2.2 Warum narrative Physik?....................... 166 9.2.3 Diskursiv-narrative Texte ein Unterrichtsbeispiel..... 167 10. Spielen im Physikunterricht (Silke Mikelskis-Seifert; Helga Behrendt)...................... 172 10.1 Spielen eine grundlegende menschliche Aktivität..... 172 10.1.1 Spielen überall im Alltag zu finden................. 172 10.1.2 Charakteristika des Spielens...................... 173 10.1.3 Spiel und Spielzeug.............................. 174 10.2 Spielen im Physikunterricht aus didaktischer Sicht.... 174 10.2.1 Problemlage................................... 174 10.2.2 Das Potenzial des Spielens für den Physikunterricht.... 175 10.2.3 Methodische Überlegungen für einen an Spielen orientierten Unterricht........................... 177 10.3 Spielen im Physikunterricht ein Erfahrungsbericht.... 179 10.3.1 Rollenspiele................................... 179 10.3.2 Bewegungsspiele............................... 180 10.3.3 Analogspiele................................... 181 10.3.4 Übungsspiele.................................. 182 10.3.5 Konstruktionsspiele............................. 184 10.3.6 Computerspiele................................ 185 10.4 Spielen im Physikunterricht nicht nur eine Spielerei... 185 Teil III Methodische Großformen.......................... 187 11. Wochenplan (Maja Brückmann)........................... 187 11.1 Arbeit nach Plan................................ 187 11.2 Merkmale des Wochenplans....................... 188
Inhalt 9 11.3 Wege zur Wochenplanarbeit....................... 192 12. Lernort Praktikum (Steffen Neumeyer)..................... 195 12.1 Der Lernort Praktikum eine Begriffsklärung....... 195 12.2 Lernort Praktikum in der Umsetzung.............. 197 13. Die Lernwerkstatt (Frank Roesler).......................... 200 13.1 Arbeiten in der Lernwerkstatt eine Möglichkeit für kooperatives und selbstständiges Lernen.......... 200 13.2 Lernwerkstatt Was ist das?...................... 200 13.3 Wie ist die Arbeit in der Lernwerkstatt organisiert?..... 201 13.4 Unterrichtsgestaltung mit Workshop-Ansatz.......... 202 13.4.1 Die Struktur eines Lernabschnittes................. 202 13.4.2 Arbeitsaufträge als zentrales Element............... 203 13.4.3 Organisatorische Rahmenbedingungen.............. 207 13.5 Unterrichtserfahrungen.......................... 208 14. Projekte (Susanne Metzger; Rainer Müller).................... 211 14.1 Was sind Projekte?.............................. 211 14.2 Projekte im Physikunterricht...................... 212 14.2.1 Fachübergreifende Projekte....................... 213 14.2.2 Fächerverbindende Projekte...................... 214 14.2.3 Fächeraussetzende Projekttage oder -wochen......... 215 14.3 Projekte in der Praxis............................ 216 14.3.1 Heißluftballon.................................. 216 14.3.2 Spannung, Strom und wie sie zusammenhängen....... 219 14.4 Fazit......................................... 219 15. Exkursion (Katrin Engeln; Silke Vorst)....................... 220 15.1. Besonderheit der Methode........................ 220 15.2 Außerschulische Lernorte........................ 221 15.2.1 Museen....................................... 222 15.2.2 Science Center................................. 224 15.2.3 Schülerlabore.................................. 225 15.3 Planung und Durchführung....................... 226 Die Autorinnen und Autoren................................ 229 Literaturverzeichnis....................................... 231 Internetadressen......................................... 238 Stichwortverzeichnis...................................... 239