Science Konferenz – physikalische Methodik auf dem Prüfstand

In den Wochen vor den Ferien setzten sich zwei Zehnte Klassen intensiv mit der Bestimmung des Ortsfaktors „g“ auseinander.

„Scientific Literacy“ wird im Deutschen oft unzureichend mit „Naturwissenschaftlicher Grundbildung“ übersetzt. Laut der OECD beschreibt es aber unter anderem die Fähigkeit typische Charakterzüge von Wissenschaften und deren Wichtigkeit für unsere Gesellschaft und die moderne Welt zu kennen, Probleme zu benennen, wissenschaftliche Erkenntnis zu erwerben und auf Fakten basierende Schlüsse zu ziehen. Eine Kernaufgabe beim Erwerb all dieser Fähigkeiten nimmt dabei die grundlegende Naturwissenschaft Physik ein.

Aus dieser Forderung folgen direkt die Bildungsstandards des Fachs Physik und seine Bedeutung des Faches die Zukunft unserer Schülerinnen und Schüler. Laut Bybee (1997) [1] wird damit klar der Auftrag erteilt nicht nur sogenanntes „nominelles“ und „funktionelles“ Wissen zu vermitteln, sondern auch „konzeptionelle“ und „prozedurale“ Fähigkeiten zu den Schülern und Schülerinnen zu lehren, die sie befähigen physikalische Arbeitsweisen kennenzulernen, über deren Wirksamkeit und Bedeutung für unsere moderne Welt zu reflektieren und schlussendlich sich mit wissenschaftlichen Problemstellungen auseinanderzusetzen.

Um dies zu verwirklichen setzten sich die beiden Physikkurse 10b und 10ad in einem Projekt für insgesamt vier Stunden intensiv mit der Bestimmung des Ortsfaktors „g“ mit Hilfe eines Fadenpendels auseinander. Dazu wurden die Klassenmitglieder jeweils in vier Gruppen eingeteilt. So bearbeitete eine Gruppe die Aufgabe mit Hilfe einer physikalischen Videoanalyse anhand des Analyseprogramms „Tracker“, eine Gruppe mit Hilfe von „Pasco“-Sensoren, eine Gruppe mit den Sensoren ihres Smartphones mit Hilfe der App „Phyphox“ und eine Gruppe ganz klassisch mit Stoppuhren und Lichtschranken.
Ziel war es dabei den genauesten Wert für den Ortsfaktor „g“ zu erhalten und gleichzeitig die Möglichkeiten und Grenzen der eigenen Methode zu erforschen. Angeleitet wurden die Schülerinnen und Schüler dabei mit Hilfe von Erklärvideos, die die Grundlagen ihrer Messmethode darstellten. Es wurde allerdings auch klar gefordert, weitergehende Fragestellungen zu beantworten.

Präsentiert wurden die Ergebnisse in einer Science Konferenz. Dabei sollten die Gruppenmitglieder die Mitglieder der anderen Gruppen davon überzeugen, dass die von ihnen durchgeführte Methode, die beste Methode zur Lösung dieser Fragestellung darstellt. Besonders in der an der Präsentation anschließenden Fragerunde mussten sich die jeweiligen Teammitglieder harten und fundierten Fragen stellen um ihre Messung und ihre Methoden zu verteidigen.

Die Ergebnisse waren beeindruckend. So konnte jede Gruppe einen sehr guten Wert für „g“ ermitteln. Der Elan und die Freude die die Schülerinnen und Schüler sowohl bei der Bearbeitungsphase und bei der Präsentation zeigten, zeugten von einer hohen Bereitschaft sich mit neuen Problemen auseinanderzusetzen. Auch lernten einige Schülerinnen und Schüler in dieser begrenzten Zeit den Umgang mit komplexen Messsystemen in beeindruckender Manier.

Damit leistete dieses Projekt nicht nur seinen Beitrag zur Erarbeitung von konzeptionellen und prozeduralen Fertigkeiten, sondern schlägt auch konsequent den Weg der schüler*innenzentrierten und auf die Förderung der Begabung ausgerichteten Unterricht ein.

Ein gesonderter Dank geht dabei an Dr. Lars Jochen Thoms vom Lehrstuhl der Didaktik der Physik der Ludwig-Maximilians-Universität München nicht nur für die enge Zusammenarbeit und die fachlichen Diskussionen, sondern auch für die Bereitstellung der benötigten Sensoren.  


Thomas Frank



[1] Bybee, R. (1997). Achieving scientific literacy. Portsmouth, NH: Heinemann