Grundlagen der Physik und Didaktik

Zusammenfassung: Grundlagen der Physik und ihrer Didaktik

• Die Physik beschäftigt sich mit Phänomenen der unbelebten Natur (Wasser, Wärme, Elektrizität, Kräfte, Luft, Schall, Licht, Bewegung, Himmelskörper).
• Physikalisches Lernen geschieht durch die Auseinandersetzung mit der Welt, die Orientierung in der Welt und die Erweiterung der eigenen Vorstellungen zur natürlich-technischen Dimension der Welt.
• Handlungsaspekte in der Physik beinhalten das Wahrnehmen und Beschreiben der Umgebung, das Entwickeln von Neugier und Interesse, das Stellen von Fragen und die Erkundung der Welt, das Einordnen von Eindrücken und Einsichten in Zusammenhänge, das Analysieren von Situationen, sowie das Treffen von Entscheidungen und das Kreative Umsetzen von Erkenntnissen.
• Typische Denk-, Arbeits- und Handlungsweisen: Wahrnehmen, Erfahren, Betrachten, Beobachten, Erkennen, Beschreiben, Fragen stellen, Vermutungen, Erkunden, Explorieren, Laborieren, Untersuchen, Experimentieren, Informieren, Organisieren, Vergleichen, Benennen, Strukturieren, Modellieren, Erzählen, Erklären, Analysieren, Einschätzen, Beurteilen, Reflektieren, Mitteilungen austauschen, Entwickeln, Umsetzen, sich engagieren.

Kompetenzen beinhalten immer 3 Kompetenzfacetten

• Wissen und Verstehen (z.B. verschiedene Lichtquellen unterscheiden und benennen)
• Denk-, Arbeits- und Handlungsweisen (z.B. Phänomene zu Licht und Schatten angeleitet untersuchen, vergleichen und beschreiben)
• Einstellungen, Interessen und Erfahrungen (Bereitschaft)

Entwicklung von subjektiven Weltdeutungen

• Lernende erleben, entdecken, forschen und verstehen physikalische Phänomene.
• Physikalische Phänomene stehen im Zentrum der Auseinandersetzung.
• Lehrende unterstützen den Prozess und ermöglichen Zugänge, motivieren, fördern und erklären.
• Ziel ist die Entwicklung von objektiveren Weltvorstellungen.

Kindergarten - Naturwissenschaften

• Kinder interessieren sich für Phänomene des Alltags (z.B. Wasser, Wetter).
• Sie stellen Fragen und wollen Wirkungszusammenhänge verstehen.
• Sie haben ein großes Verständnis für naturwissenschaftliche Inhalte.
• Bildungsziele beinhalten das Sammeln von Erfahrungen in der unbelebten Natur und das Erlangen naturwissenschaftlicher Grundkenntnisse (z. B. Eigenschaften und Aggregatzustände durch Klassifizieren, Messen und Experimente).

Grundschule - Naturwissenschaften

• Fokus auf handlungsorientiertes Lernen und naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen.
• Schwerpunkt liegt auf der Auseinandersetzung mit Phänomenen, Begriffen und Strukturen.

Kinderliches Experimentieren von Naturphänomenen

• Kindliches Explorieren beginnt in der frühen Kindheit und zielt auf die Erforschung der Umwelt.
• Neugier und das Interesse an neuen Sachverhalten sind treibende Kräfte.
• Kinder sammeln bereits Erfahrungswissen durch das Entdecken von Zusammenhängen (z. B. bei wiederholten Experimenten).
• Regelmäßige Explorationen fördern die Entwicklung und Differenzierung der Erkenntnisse.
• In kindgerechter Umgebung können Kinder die Umwelt in ihrer natürlichen Vielfalt erkunden und Materialien frei nutzen.
• Die Förderung der Exploration durch Impulse und gezielte Fragen fördert das analytische Beobachten und Beschreiben.

Jean Piagets Theorie der kognitiven Entwicklung

• Senso-motorische Phase: Denken basiert auf Wahrnehmung und Handlungen.
• Prä-operationale Phase: Erfahrungen werden durch Sprache und Vorstellungen repräsentiert (einseitig, subjektiv).
• Konkret-operationale Phase: Logische Schlüsse werden anhand konkreter Sachverhalte möglich.
• Formal-operationale Phase: Hypothetisches und abstraktes Denken wird entwickelt.

Erik Eriksons psychosoziale Entwicklungstheorie

• Erikson beschreibt die Entwicklung über die gesamte Lebensspanne und sieht die Entwicklung in der Auseinandersetzung mit Krisen.
• Wichtige Stadien für den RRL sind das Stadium 3 (Initiative vs. Schuldgefühl) und Stadium 4 (Werksinn vs. Minderwertigkeit).

Der Forschungskreis

• Etappe 1: Grunderfahrungen sammeln (Alltagsphänomene).
• Etappe 2: Fragen an die Natur stellen.
• Etappe 3: Ideen und Vermutungen sammeln.
• Etappe 4: Ausprobieren und Versuch durchführen.
• Etappe 5: Beobachten und Beschreiben.
• Etappe 6: Beobachten und Beschreiben.
• Etappe 7: Ergebnisse erörtern.

Auswahl geeigneter naturwissenschaftlicher Experimente

• Experimente sollten sicher, preiswert und einfach durchführbar sein.
• Sie sollten einen naturwissenschaftlichen Hintergrund haben und sollten dem Alltag zugute kommen.
• Die Versuchsdauer sollte unter 30 Minuten liegen und die Experimente sollten aufeinander aufbauen.
• Die Experimente sollten die Interessen der Kinder wecken und zum selbständigen Forschen anregen.

Storytelling

• Wissenschaftliche Konzepte können in Geschichten eingebunden werden.
• Dies steigert das Interesse und ermöglicht eine bessere Identifikation mit den Phänomenen.
• Die Geschichte liefert einen roten Faden für Experimente, regt die Kinder an aktiv mitzuwirken und ermöglicht eine einfache Lösung des Problems mithilfe der Kinder.

Praktische Beispiele:

• Wasser
• Luft
• Magnetismus