Durch eine physikalische Grundbildung sollen Schülerinnen und Schüler in die Lage versetzt werden, erworbenes physikalisches Wissen anzuwenden. Sie sollen physikalische Fragen erkennen und sachgerechte Entscheidungen treffen können, die die natürliche Welt und die durch menschliches Handeln an ihr vorgenommenen Veränderungen betreffen.

Der Physikunterricht fördert das Denk- und Vorstellungsvermögen der Schülerinnen und Schüler. Er vermittelt ein tragfähiges Grundwissen, Fertigkeiten bei der Beobachtung und Beschreibung physikalischer Phänomene sowie Grundlagen im Experimentieren.

Physikalisches Wissen besteht nicht nur aus Faktenwissen und aus der Kenntnis von Bezeichnungen, Begriffen und „Formeln“. Wichtig ist auch das Verständnis von grundlegenden physikalischen Konzepten und Modellen, deren Tragfähigkeit ständig hinterfragt werden muss, um die Grenzen physikalischen Denkens erkennen zu können. Schlussfolgerungen zu ziehen bedarf der Fähigkeit, Informationen und Daten auf der Grundlage physikalischer Gesetze zu beurteilen, auszuwählen und anzuwenden.

Das im Physikunterricht erworbene Grundlagenwissen und die dort gelernten Fachmethoden können im Alltag gewinnbringend eingesetzt werden. Neben der Entwicklung kognitiver Fähigkeiten muss der Physikunterricht auch die emotionalen Bedürfnisse der Schülerinnen und Schüler berücksichtigen und ihre personale und soziale Kompetenz fördern. So werden bei Teamarbeit und im Physik-Praktikum vor allem die kooperativen Fähigkeiten entwickelt.

Der Physikunterricht soll so aufgebaut sein, dass die Lernenden in der Lage sind, an der zukunftsfähigen Gestaltung der Weltgesellschaft – im Sinne der Agenda 21 – aktiv und verantwortungsvoll mitzuwirken und im eigenen Lebensumfeld einen Beitrag zu einer gerechten, umweltverträglichen und nachhaltigen Weltentwicklung zu leisten.

KOMPETENZERWERB

Voraussetzung für den Aufbau eines tragfähigen Physikverständnisses ist eine hinreichende Lesefähigkeit. Sie wird in der Physik mit der Fähigkeit zur Verbalisierung physikalischer Problemstellungen, zur Veranschaulichung in Bildern, zur Benutzung der Fachsprache und zur Darstellung in einer mathematischen Schreibweise weiter ausgebaut.

Die Fachmethoden der Physik werden an geeigneten Physik- Inhalten vermittelt, hierbei spielen physikalische Konzepte, Modelle und Strukturen eine wichtige Rolle. Fachmethoden und Fachinhalte bauen eine für andere Fächer/Fächerverbünde nutzbare Denk- und Arbeitshaltung auf.

Die Physik erfordert ein klares Erfassen und Mitteilen von Sachverhalten, die Beobachtung von quantitativ erfassbaren Größen, die Formulierung von Hypothesen und Modellvorstellungen und daraus resultierenden Vorhersagen, die experimentell überprüft werden können. Hierbei ist die Reduzierung von komplexen Randbedingungen auf eine experimentell erfassbare Problemsituation ein entscheidender Faktor.

Der Physikunterricht bietet vielfältige Möglichkeiten, die sprachliche Bildung der Schülerinnen und Schüler zu fördern, da neben mathematischen Formulierungen auch das Sprechen, das Schreiben und das Argumentieren eine wichtige Rolle spielen.

Die Bildungsstandards definieren ein Kerncurriculum, das unter anderem die Anschlussfähigkeit an die Hochschule garantiert und Freiräume schafft für standortspezifische Ausdifferenzierung der einzelnen Schulen.

DIDAKTISCHE GRUNDSÄTZE

Am Anfang eines Physikverständnisses steht die Auseinandersetzung mit den Vorstellungen der Schülerinnen und Schüler, die sie in den Unterricht mitbringen. Phänomene führen zu physikalischen Fragestellungen. Erklärungen werden in Bildern, Modellen und Experimenten veranschaulicht und schrittweise mithilfe der physikalischen Fachsprache gefasst. Das im Rahmen der physikalischen Grundbildung an speziellen Beispielen erworbene Wissen über Fakten und begriffliche Strukturen sowie die dabei entwickelten Fähigkeiten müssen auf neue Fragestellungen anwendbar sein.

Im Unterricht muss darauf geachtet werden, dass durch Lehrinhalte und Lehrmethoden Schülerinnen und Schüler gleichermaßen angesprochen werden. So kommt zum Beispiel eine Erweiterung der Fragestellung „Wie funktioniert?“ auf „Wie wirkt sich aus?“ den Mädchen entgegen und gibt Jungen die Chance auf eine erweiterte Sicht der Technik. Fragestellungen, die an Gesundheit, Natur und Umwelt, an den Menschen und seine Zukunftsgestaltung anknüpfen, sind sowohl für Mädchen als auch für Jungen interessant. Der Unterricht muss auch Leistungen von Frauen in der Physik sichtbar machen.

Handlungsorientiertes und entdeckendes Lernen und Arbeiten in Teams – auch im Physikpraktikum – sind tragende Säulen des Physikunterrichts. Diese Handlungsorientierung ermöglicht einen differenzierten Unterricht, sodass jede Schülerin und jeder Schüler eine Chance hat, auf der eigenen Stufe des Könnens zu arbeiten.

Wichtig ist auch der Umgang mit Fehlern oder fachsprachlich nicht korrekten Ausdrucksweisen. Fehler werden in der Lernphase zwangsläufig gemacht und gehören zum Lernprozess; Fehler können als Lernchance genutzt werden. Vor allem im handlungsorientierten Unterricht, bei der Teamarbeit oder im Physik-Praktikum können die Denk- und Arbeitswege der einzelnen Schülerinnen und Schüler beobachtet werden. Auf diese Weise kann die Lehrkraft bei individuellen Problemen helfen.

Durch offene Problemstellungen und entdeckendes Lernen werden die Schülerinnen und Schüler zur Suche nach eigenen Lösungswegen angeregt. Ihre eigene Anstrengungsbereitschaft und Kreativität werden unter anderem durch Referate und eigene Experimentalvorträge gefördert und der eigene Kompetenzzuwachs wird erkannt. Lehrerinnen und Lehrer können aus den angewandten Strategien Denk- und Lernwege erkennen und den folgenden Unterricht danach organisieren.

HINWEIS FÜR DIE KURSSTUFE

Der 2-stündige und der 4-stündige Physikkurs haben unterschiedliche Schwerpunkte:

• Im 2-stündigen Kurs wird eine wissenschaftspropädeutisch orientierte Grundbildung vermittelt.
• Im 4-stündigen Kurs steht die systematische, vertiefte und reflektierte wissenschaftspropädeutische Arbeit im Mittelpunkt.

Beiden Kursarten gemeinsam ist die Förderung und Entwicklung grundlegender Kompetenzen als Teil der Allgemeinbildung und als Voraussetzung für Studium und Beruf.

Für den 2-stündigen Kurs stehen zwei Alternativen mit unterschiedlichen inhaltlichen Schwerpunkten zur Auswahl:

• Quantenphysik;
• Astrophysik.

Beide 2-stündige Physikkurse führen in grundlegende Fragestellungen, Sachverhalte, Strukturen sowie deren Zusammenhänge ein und vermitteln exemplarisch die Möglichkeiten und den Wert fachübergreifender Bezüge. Sie zielen auf die Beherrschung wesentlicher Arbeitsmethoden ab. Darüber hinaus fördern sie bei den Schülerinnen und Schülern sowohl das Interesse am Fach durch Bezüge zur Lebenswelt als auch die Selbstständigkeit durch schülerzentriertes und handlungsorientiertes Arbeiten.

Der 4-stündige Physikkurs ist auf eine systematische Beschäftigung mit den wesentlichen Inhalten und Grundprinzipien gerichtet und macht damit die Breite, die Komplexität und den Aspektreichtum des Faches und seiner Bezüge zu Natur und Technik deutlich. Er zielt auf eine vertiefte Beherrschung der Fachmethoden und ihrer Anwendung sowie der theoretischen Reflexion ab. Den 4-stündigen Physikkurs zeichnet ein hoher Grad an Selbstständigkeit der Schülerinnen und Schüler vor allem beim Experimentieren, in einzelnen Fällen aber auch bei der Wissensgenerierung, aus.

Die Anforderungen im 2-stündigen Physikkurs sollen sich daher nicht nur quantitativ, sondern vor allem auch qualitativ von denen im 4-stündigen Physikkurs unterscheiden. Die Unterschiede bestehen insbesondere in folgenden drei Aspekten:

• Umfang und Spezialisierungsgrad – bezüglich des Fachwissens, der Methoden beim Experimentieren und der Theoriebildung;
• Abstraktionsniveau – erkennbar im Grad der Elementarisierung physikalischer Sachverhalte, in der Anwendung induktiver und deduktiver Methoden, bei Analogieschlüssen, im Grad der Mathematisierung und im Anspruch an die verwendete Fachsprache;
• Komplexität – der Kontexte, der physikalischen Sachverhalte, Theorien und Modelle.