Physikunterricht nach dem Karlsruher Physikkurs Ergebnisse einer Evaluationsstudie
Inhaltsverzeichnis Zum Auftakt - eine Polemik: Über die Angewohnheit an Schulen Physik zu unterrichten 1 Der Karlsruher Physikkurs, die Physikdidaktik und der schwierige Physikunterricht 1.1 Ausgangspunkt: Ergebnisse der Physikdidaktik 5 1.2 Physikdidaktische Forschungs- und Entwicklungslinien 6 1.3 Der Karlsruher Physikkurs als Vertreter einer fachlich orientierten Physikdidaktik 7 1.4 Intentionen der Karlsruher Schule 9 1.5 Welche bildungstheoretischen Aspekte lassen sich beim Karlsruher Kurs finden? 10 1.6 Welche offenen oder verborgenen Vorstellungen vom Lehr-Lern-Prozess finden sich beim Karlsruher Physikkurs? 10 1.7 Wie ist der Karlsruher Physikkurs in die historische Entwicklung der Physikdidaktik einzuordnen? 13 1.8 Abriss der historischen Entwicklung der internationalen Physikdidaktik 13 1.9 Abriss der historischen Entwicklung der deutschen Physikdidaktik 18 1.10 Der moderate soziale Konstruktivismus als theoretischer Rahmen für das Erlernen von physikalischem Wissen aus der Perspektive des Karlsruher Physikkurses 20 1.11 Ausblick: Beiträge der Karlsruher Schule zur Physikdidaktik 22 1.12 Zusammenfassung 24 2 Physikalische Grundlagen des Karlsruher Physikkurses 25 3 Zum Unterricht nach dem Karlsruher Physikkurs 3.1 History revisited 35 3.2 Wie wurde der Karlsruher Physikkurs methodisch entwickelt? 35 3.3 Erfahrungen der Schulbehörde mit dem Karlsruher Physikkurs 36 3.4 Verbreitung des Karlsruher Physikkurses 37 3.5 Gesamterhebung der Schüler, die in Baden-Württemberg nach dem Karlsruher Physikkurs unterrichtet werden 38 3.6 Annahmen über die Baden-Württemberger Schülerpopulation des Gymnasiums 39 3.7 Vorausschau über den weiteren Gang der Dinge in diesem Kapitel 40 3.8 Welche Lehrer unterrichten nach dem Karlsruher Physikkurs? 40 3.9 Wie sehen Lehrer, die nach dem Karlsruher Physikkurs unterrichten, den Karlsruher Physikkurs? 42 3.10 Einstellungen von Lehrern, die nach dem Karlsruher Physikkurs unterrichten 49 3.11 Unterrichtsformen des Physikunterrichts bei Klassen, die nach dem Karlsruher Physikkurs unterrichtet werden 52 3.12 Welche Themen werden nach dem Karlsruher Physikkurs unterrichtet? 53 3.13 Unterrichtsgang und Unterrichtsskizze des Karlsruher Physikkurses 54 3.14 Schülerinterviews - die Meinung der Schüler zum Karlsruher Physikkurs 56
4 Konzept der Evaluationsstudie 4.1 Bemerkungen zum Wort Evaluation" im Kontext der Untersuchung 61 4.2 Rahmenbedingungen der Untersuchung 62 4.3 Rahmenbedingungen durch den Untersuchungsgegenstand 63 4.4 Welche Variablen werden untersucht? 64 4.5 Zusammensetzung der Stichprobe der Karlsruher Population 67 4.6 Bemerkungen zu den Stichproben 75 4.7 Erhebungszeitpunkt / Stichprobenumfänge und Effektstärken / Fazit 76 5 Das Lehrbuch zum Karlsruher Physikkurs 5.1 Sprachstatistische Untersuchungen bei Physikschulbüchern 77 5.2 Sprachstatistische Untersuchungen beim Karlsruher Physikkurs 79 5.3 Schulbuchnutzung aus der Sicht der Lehrer 81 5.4 Schulbuchnutzung aus der Sicht der Schüler 85 5.5 Wie schätzen Schüler, die nach dem Karlsruher Physikkurs unterrichtet werden, das Buch zum Karlsruher Physikkurs ein? (Ergebnisse einer offenen Befragung) 88 Welches Selbstkonzept im Fach Physik haben Schülerinnen und Schüler, die nach dem Karlsruher Physikkurs unterrichtet werden? 6.1 Zum Terminus Selbstkonzept 99 6.2 Das fachspezifische Selbstkonzept in Physik -. 100 6.3 Das Selbstkonzept der Karlsruher Schüler im Fach Physik 101 6.4 Schulbuchnutzung und spezifisches Selbstkonzept bei den Teilgruppen der an Fernsehsendungen zur Physik interessierten und der an Fernsehsendungen zur Physik nicht interessierten Schüler 103 6.5 Fallbeispiel: Unterricht nach dem Karlsruher Physikkurs an einer Schule in allen Klassen der Mittelstufe 105 7 Wie beliebt ist Physikunterricht nach dem Karlsruher Physikkurs? 7.1 Theoretischer Hintergrund: Das psychologische Konstrukt Interesse" und die Beliebtheit" von Physikunterricht 107 7.2 Empirische Befunde zur Einschätzung des Physikunterrichts durch die Schüler 110 7.3 Methode zur Erhebung der Beliebtheit des Physikunterrichts 112 7.4 Ergebnisse: Beliebtheit der Schulfächer 113 7.5 Ergebnisse: Beliebtheit und Unbeliebtheit des Faches Physik bei Schülern, die nach dem Karlsruher Physikkurs unterrichtet werden 115 7.6 Interpretation der Ergebnisse 118
8 Mechanik nach dem Karlsruher Physikkurs 8.1 Die gängigen Konzepte der klassischen Mechanik 121 8.2 Alltagsvorstellungen zur Dynamik der Bewegungen 123 8.3 Impetusvorstellung und Impulsmechanik 125 8.4 Unterrichtsgang der Impulsmechanik 127 8.5 Impulsmechanik - zwei ausgewählte Probleme 129 8.6 Didaktische Zwischenüberlegung: Mechanik IST Mechanik der Bewegung" PLUS Statik" PLUS Mechanische Spannungen"? 130 8.7 Der Impulsstrom - historische Spurensuche 131 8.8 Bemerkungen zur Evaluation der Impulsmechanik 132 8.9 Mechanik nach dem Karlsruher Physikkurs: Ergebnisse 135 8.10 Mechanik nach dem Karlsruher Physikkurs: Zusammenfassung 160 9 Wärmelehre nach dem Karlsruher Physikkurs 9.1 Vorbemerkung 163 9.2 Begriffliche Analyse der in der Wärmelehre am häufigsten verwendeten Konzepte 163 9.3 Schüler Vorstellungen und die didaktischen Ansätze zur Wärmelehre 176 9.4 Wärmelehre nach dem Karlsruher Physikkurs: Unterrichtsgang... 178 9.5 Wärmelehre nach dem Karlsruher Physikkurs: Bisherige Untersuchungsergebnisse 181 9.6 Wärmelehre nach dem Karlsruher Physikkurs: Ergebnisse 182 9.7 Unterschiede zwischen Jungen und Mädchen / Unterschiede zwischen einstündigem und zweistündigem Unterricht / Beurteilung der Testfragen durch K- und T- Lehrer 210 9.8 Wärmelehre nach dem Karlsruher Physikkurs: Zusammenfassung 211 10 Elektrizitätslehre nach dem Karlsruher Physikkurs 10.1 Die wichtigsten Schülervorstellungen zur Elektrizitätslehre 213 10.2 Besonderheiten der Elektrizitätslehre im Karlsruher Physikkurs 213 10.3 Die elektrische Spannung im traditionellen Physikunterricht 215 10.4 Fragestellungen der Untersuchung zur Elektrizitätslehre 216 10.5 Zu den Stichproben 217 10.6 Zur Untersuchung des elektrischen Spannungsbegriffs 218 10.7 Elektrizitätslehre nach dem Karlsruher Physikkurs - Ergebnisse Teil 1 219 10.8 Exkurs: Das Strom-Antrieb-Konzept im Schülerinterview 228 10.9 Elektrizitätslehre nach dem Karlsruher Physikkurs- Ergebnisse Teil 2 231 10.10 Übersicht: Häufigkeit der richtigen Antworten 243 10.11 Unterschiede zwischen den K-Schülern Klasse 8 und Klasse 10 245 10.12 Geschlechtsunterschiede 246 10.13 Vergleich der Gesamtergebnisse 246 10.14 Ergebnisse einer Pretest-Posttest-Untersuchung in Klasse 10 247 10.15 Elektrizitätslehre nach dem Karlsruher Physikkurs: Zusammenfassung 248
11 Diskussion und Einordnung der Ergebnisse 11.1 Zusammenfassung der evaluativen Aspekte der Studie 251 11.2 Interpretation: Was unterscheidet den Unterricht nach dem Karlsruher Physikkurs vom traditionell orientierten Physikunterricht? Die Hypothese des gelingenden Sprachspiels" 254 11.3 Bezüge zu anderen Bereichen der Physikdidaktik 260 11.4 Conclusio - Was man vom Karlsruher Physikkurs lernen kann 265 12 Für eilige Leser 267 Anhang A. 1 Methode der qualitativen Auswertung der Schülerantworten 273 A.2 Offene Befragung zum Schulbuch: Kategorien und Unterkategorien 287 A.3 Ergänzungen zu den Interviews : 295 A.4 Ergänzungen zur Statistik 303 A.5 Einschätzung der Testaufgaben durch die K- und T-Lehrer, die in den untersuchten Klassen unterrichtet haben 319 A.6 Anhang zur Mechanik nach dem Karlsruher Physikkurs 323 A.7 Anhang zur Wärmelehre nach dem Karlsruher Physikkurs 326 A.8 Anhang zur Elektrizitätslehre nach dem Karlsruher Physikkurs 329