Unterrichtskonzeptionen im Physikunterricht
Wilhelm, T., Schecker, H. & Hopf, M. (Hrsg.). (2021). Unterrichtskonzeptionen für den Physikunterricht. Heidelberg: SpringerSpektrum.
Unterrichtskonzeptionen im Physikunterricht
Materialien zum Buch
Das 2021 bei SpringerSpektrum erschienene Lehrbuch stellt konkrete Konzeptionen vor, wie man die Inhalte des Physikunterrichts gestalten kann. Ein bestimmter Themenbereich der Physik kann im Physikunterricht sehr unterschiedlich unterrichtet werden. Welche physikalischen Konzepte und Phänomene stehen im Zentrum, in welcher Reihenfolge werden die Unterthemen behandelt, wo werden Schwerpunkte gesetzt, was wird weggelassen, welche Elementarisierungen werden gewählt, wie wird etwas erklärt wird und wie wird es visualisiert?
In das Buch wurden solche Unterrichtskonzeptionen aufgenommen, die sich vom traditionellen Unterricht unterscheiden und die in der Schulpraxis erprobt sind. Im Buch werden die Unterrichtskonzeptionen ausführlich beschrieben und jeweils umfangreiche Materialienlisten vorgestellt und erläutert.
Auf dieser Website sind nun zu einigen der im Buch vorgestellten Konzeptionen zusätzlich online verfügbare Unterrichtsmaterialien und Links zusammengestellt. Wir danken den jeweiligen Autor*innen dafür, dass sie der Veröffentlichung auf dieser Seite zugestimmt haben.
Die untenstehende Liste wird auch nach Erscheinen des Buches laufend ergänzt. Unterrichtskonzepte, die nicht im Buch enthalten sind, werden entsprechend gekennzeichnet.
Ãœbersicht
Kapitel 2: Geometrische Optik
Kapitel 3: Kinematik
Kapitel 4: Dynamik
Kapitel 5: Numerische Physik
Kapitel 6: Energie und Wärme
Kapitel 7: Mechanik der Gase und Flüssigkeiten
Kapitel 8: Elektrische Stromkreise
Kapitel 9: Magnetismus
Kapitel 10: Felder und Wellen
Kapitel 11: Quantenphysik
Kapitel 12: Fortgeschrittene Themen der Schulphysik
Kapitel 13: Nature of Science (NOS)
Kapitel 14: Fächerübergreifender naturwissenschaftlicher Unterricht
Kapitel 15: Förderung prozessbezogener Kompetenzen
Kapitel 2. Unterrichtskonzeptionen zur Geometrischen Optik
2.3 Sender-Strahlungs-Empfänger-Konzeption für die Sekundarstufe I
- Haagen-Schützenhöfer, C., Fehringer, I. und Rottensteiner, J. (2017): Optik für die Sekundarstufe I, AECC Physik, Universität Wien & FDZ Physik, Universität Graz.
2.4 Verzicht auf Modelle – phänomenologische Optik
- Guderian, P. (o. J.). Vom Sehen zur Optik – unsere Anfangsoptik, https://didaktik.physik.hu-berlin.de/material/PbPU_Anfangsoptik.html
- Schön, L., Erb, R., Weber, T., Werner, J., Grebe-Ellis, J. und Guderian, P. (2003). Optik: Optik in Mittel- und Oberstufe. Didaktik der Physik, Humboldt Universität, Berlin.
2.5 Optik mit Lichtwegen
- Schön, L., Erb, R., Weber, T., Werner, J., Grebe-Ellis, J. und Guderian, P. (2003). Optik: Optik in Mittel- und Oberstufe. Didaktik der Physik, Humboldt Universität, Berlin.
Kapitel 3. Unterrichtskonzeptionen zur Kinematik
3.3 Zweidimensional von Beginn an in der Sekundarstufe I
- Hopf, M., Wilhelm, T., Waltner, C., Tobias, V. und Wiesner, H. (o. J.). Einführung in die Mechanik. https://www.thomas-wilhelm.net/Mechanikbuch_Druckversion.pdf
Weitere Materialien unter www.thomas-wilhelm.net/2dd.htm - Hopf, M., Wilhelm, T., Waltner, C., Tobias, V. und Wiesner, H. (o. J.). Einführung in die Mechanik. Version für Lehrkräfte.
3.5 Konsequent vektorielle Darstellung in der Sekundarstufe II
- Amenda, T.: Elemente der Kinematik – Die Website zum Buch, https://www.elementederkinematik.de
Skript, Lösungen, Formelsammlung, Leseprobe zum Buch
Kapitel 4. Unterrichtskonzeptionen zur Dynamik
4.3 Impulsströme
- Herrmann, F. (Hrsg.): Der Karlsruher Physikkurs, Auflage 2014, http://www.physikdidaktik.uni-karlsruhe.de/kpk_material.html, lizenziert unter einer Creative-Commons-Lizenz (Namensnennung – nicht-kommerziell – keine Bearbeitung 3.0 Deutschland).
4.4 Kraftstoß-Konzept in der Sekundarstufe I
- Hopf, M., Wilhelm, T., Waltner, C., Tobias, V. und Wiesner, H. (o. J.). Einführung in die Mechanik. https://www.thomas-wilhelm.net/Mechanikbuch_Druckversion.pdf
Weitere Materialien unter http://www.thomas-wilhelm.net/2dd.htm - Hopf, M., Wilhelm, T., Waltner, C., Tobias, V. und Wiesner, H. (o. J.). Einführung in die Mechanik. Version für Lehrkräfte.
Kapitel 5. Unterrichtskonzeptionen zur Numerischen Physik
5.2 Traditioneller Unterricht: Programmiersprachen und Tabellenkalkulation
5.3 Systemdynamik mit grafischer Oberfläche
- Schecker, H. (1998). Physik – Modellieren: Grafikorientierte Modellbildungssysteme im Physikunterricht. Klett-Verlag
- Die Webseite des Dynasys-Entwicklers Hupfeld mit Materialien: https://www.hupfeld-software.de/dokuwiki/doku.php/dynasys
- Arndt, H. (Hrsg.) (2017). Systemisches Denken im Fachunterricht. Erlangen: FAU University Press. https://opus4.kobv.de/opus4-fau/frontdoor/index/index/docId/8609
5.4 Modellbildung mit Animationen
- Stein, W. (2018). Programmieren lernen für den Physikunterricht mit Processing. Ein 315 Seiten starkes Lern- und Aufgabenbuch für Physiklehrer und Physikschüler der gymnasialen Oberstufe. https://steinphysik.de/processing/
5.5 Modellbildung mit zentralen Gleichungen
- Weber, J. und Wilhelm, T. (2020). Unterrichtsmaterialien zu Computereinsatz in der Newton`schen Dynamik. http://www.thomas-wilhelm.net/dynamik.htm
- Schüler-Arbeitsblätter zum Einsatz mit Newton-II: https://www.physik.uni-wuerzburg.de/index.php?id=221839
- Dai, E. (2017). Das Videoanalyseprogramm Tracker, Examensarbeit, Universität Frankfurt. http://www.thomas-wilhelm.net/arbeiten/Tracker.pdf
Kapitel 6. Unterrichtskonzeptionen zur Energie und Wärme
Ergänzungen und Erweiterungen der Autoren zu Kapitel 6:
- Starauschek, E. & Schecker, H. (2021). Fachliche Ergänzungen und Vertiefungen zum Kapitel “Unterrichtskonzeptionen zur Energie und Wärme“.
6.3 Energieentwertung
- Schlichting, H. J. (1983). Energie und Energieentwertung in Naturwissenschaft und Umwelt. Heidelberg: Quelle & Meyer.
6.4 Energie und Entropie als mengenartige Größen
- Unterrichtsmaterialien zum Karlsruher Physikkurs. http://www.physikdidaktik.uni-karlsruhe.de/kpk_material.html
6.5 Energie vor Arbeit
- Bader, M. (2001). Einführung in die mechanische Energie- und Wärmelehre. München: Ludwig-Maximilians-Universität, Fakultät für Physik.
Nach Druck des Buches erschienen:
- Manuel Becker: Energie-Feld-Ansatz EFA
Kapitel 7. Unterrichtskonzeptionen zur Mechanik der Gase und Flüssigkeiten
7.3.1 Druck als Zustandsgröße
- Wodzinski, R. (1999). Neuere Konzepte zur Behandlung des Drucks in der Sekundarstufe I. Vortrag auf dem Erlanger Physik-Wochenende.
7.4.1 Klasse(n)kiste Schwimmen und Sinken/Spiralcurriculum Schwimmen und Sinken
- Materialien zum Spiralcurriculum https://www.telekom-stiftung.de/minteinander-materialien
7.4.2 Kräfte erklären den Auftrieb
- H. Wiesner, G. Gartmann und Th. Wilhelm (2019): Unterrichtsmaterialien zum Auftrieb. http://www.supra-lernplattform.de/index.php/lernfeld-natur-und-technik/auftrieb-sinken-schweben-steigen-schwimmen
7.5.2 Wirbel erklären das Fliegen
- Wodzinski, R. (1999). Wie erklärt man das Fliegen in der Schule? Plus Lucis 2/99, S. 18-22.
Kapitel 8. Unterrichtskonzeptionen zu elektrischen Stromkreisen
8.3.1 Wasserdruck als Potenzial
- Unterrichtsmaterialien zum Karlsruher Physikkurs. http://www.physikdidaktik.uni-karlsruhe.de/kpk_material.html
8.4.1 Stromkreis als System
- Härtel, H. (1981a). IPN Curriculum Physik. Unterrichtseinheit für das 7. und 8.Schuljahr. Der elektrische Stromkreis als System. Schülerheft Nr. 1.
- Härtel, H. (1981b). IPN Curriculum Physik. Unterrichtseinheit für das 7. und 8. Schuljahr. Der elektrische Stromkreis als System. Schülerheft Nr. 2.
- Härtel, H. (1981c). IPN Curriculum Physik. Unterrichtseinheiten für das 7. Und 8. Schuljahr. Der elektrische Stromkreis als System. Stromstärke – Spannung – Widerstand. Didaktische Anleitung.
8.5 Stäbchenmodell für das Potenzial
- Koller, D.: Einführung in die Elektrizitätslehre.
8.6. Elektronengasmodell
- Das Schulbuch „Eine Einführung in die Elektrizitätslehre mit Potenzial“ von Jan-Philipp Burde kann downgeloadet werden unter: https://www.einfache-elehre.de
Kapitel 9. Unterrichtskonzeptionen zum Magnetismus
9.3 Spiralcurriculum Magnetismus
- Materialien zum Spiralcurriculum https://www.telekom-stiftung.de/minteinander-materialien
9.4 Eisen-Magnet-Modell
- Die Unterrichtsmaterialien der Eisen-Magnet-Konzeption sind online auf der Lernplattform SUPRA erhältlich: http://www.supra-lernplattform.de/index.php/lernfeld-natur-und-technik/magnetismus
9.5 Magnetismus hoch 4: Ferro-, Dia-, Para- und Elektromagnetismus
- Laumann, D. (o.J.) Magnetismus hoch 4. physikkommunizieren.de/magnetismushoch4/ [PDF] [Simulationen]
Kapitel 10. Unterrichtskonzeptionen zu Feldern und Wellen
10.3 Elektrostatik mit Aufgabenkarten
- Aufgabenkarten zu Schoster, A. und v. Aufschnaiter, St. (2000). Schüler lernen Elektrostatik und der Lehrer schaut zu. MNU, 53(3), S. 175–183.
10.4 Einführung mit dynamischen Feldern
- Aschauer, W. (o.J.) Einführung elektrischer und magnetischer Felder. Linz: PH Oberösterreich.
10.5 Feldenergie
- Unterrichtseinheiten zu Rückl, E. (1991). Feldenergie. Mannheim, Wien, Zürich: BI Wissenschaftsverlag.
10.6 Feldlinienkonzept
- Erfmann, C. Unterrichtseinheit zur elektromagnetischen Induktion.
PDF-Datein
Video 3-1
Video 3-2
Video 3-3
Video 4
10.7 Zeigerformalismus
- Rode, M. Lehrmaterialien zu Schwingungen, Wellen und Quantenphysik.
Teil 1
Teil 2
Teil 3 - Modelle zu Erb, R. (2017). Optik mit Geogebra. Berlin: deGruyter. www.geogebra.org/m/ceu3jJeM
Kapitel 11. Unterrichtskonzeptionen zur Quantenphysik
11.3 Quantenphysik ohne Bohr’sches Atommodell
- Schülertext zu Berg, A., Fischler, H., Lichtfeldt, M. Nitzsche, M., Richter, B. und Walther, F. (1989). Einführung in die Quantenphysik. Ein Unterrichtsvorschlag für Grund- und Leistungskurse. Berlin: Pädagogisches Zentrum.
11.4 Numerische Modellierung von Atomzuständen
- Petri, J. und Niedderer, H. (2000). Mit der Schrödinger-Gleichung vom H-Atom zum Festkörper, Unterrichtskonzept für Lehrer. Universität Bremen.
- Niedderer, H. und Deylitz, S. (1997). Atome, Moleküle und Festkörper. Verständnis ihrer Eigenschaften auf der Basis der Schrödingergleichung unter Zuhilfenahme des Computers. Basistext für Schüler. Institut für Didaktik der Physik, Universität Bremen.
11.5 Wesenszüge der Quantenphysik
- Müller, R., Strahl, A. und Geese, A.: MILQ – Quantenphysik in der Schule. milq.info
Dort auch Skript: www.milq.info/materialien/skript/ und Simulationsprogramme: www.milq.info/materialien/simulationsprogramme/
11.6 Quantenphysik für die Jahrgangsstufe 10
11.7 Quantenphysik mit Zeigern
- Rode, M. Lehrmaterialien zu Schwingungen, Wellen und Quantenphysik. (Materialien siehe 10.7)
Kapitel 12. Unterrichtskonzeptionen zu fortgeschrittenen Themen der Schulphysik
12.2.3 Verständnis von Radioaktivität mittels Wahrscheinlichkeitsrechnung
- Jansky, A. (2020). Einführung von Radioaktivität mittels Wahrscheinlichkeitsrechnung.
12.3.2 Ladungen, Wechselwirkungen und Teilchen
12.3.3 Elementarteilchen im Anfangsunterricht
- Wiener, G., Schmeling, S. und Hopf, M. (2017). Elementarteilchenphysik im Anfangsunterricht. Praxis der Naturwissenschaften – Physik in der Schule, 67(1). 7 cds.cern.ch/record/2244915
12.4.2 Chaostheorie in Klasse 10 und in Grundkursen
- Komorek, M. (2014). Lernen und Lehren nichtlinearer Physik – eine Didaktische Rekonstruktion. Universität Oldenburg, Didaktisches Zentrum. oops.uni-oldenburg.de/2783/1/komler14.pdf
- Duit, R. und Komorek, M. (2004). Die eingeschränkte Vorhersagbarkeit chaotischer Systeme verstehen. Plus Lucis (1), S. 7–14.
Nach Druck des Buches erschienen:
Elektromagnetische Strahlung
- Zloklikovits, S. (2022). Elektromagentische Strahlung in der Sekundarstufe I unterrichten - Handreichung für Lehrpersonen. Universität Wien.
Kapitel 13. Unterrichtskonzeptionen für Nature of Science (NOS)
13.3 Explizite Reflexion – notwendige Bedingung des Lernens von NOS
- Meyling stellt für einen explizit wissenschaftstheoretisch orientierten Physikunterricht eine umfangreiche Sammlung von Texten mit Auszügen aus Originalarbeiten zur Wissenschafts- und Erkenntnistheorie zur Verfügung, u. a. von Born, Duhem, Einstein, Feyerabend, Hawking, Heisenberg, Mach, Newton, Planck, Popper und v. Weizsäcker.
http://www.idn.uni-bremen.de/Texte_Meyling/
Bitte fordern Sie für den Zugriff auf die Textsammlung das Passwort an bei Horst Schecker .
13.5 NOS im historisch orientierten Unterricht
Nach Druck des Buches erschienen:
Möglichkeiten und Grenzen der Physik am Beispiel der Kosmologie
- Korte, St. (o.J.): Unterrichtseinheit Möglichkeiten und Grenzen der Physik am Beispiel der Kosmologie. Universität Osnabrück. https://www.physikdidaktik.uni-osnabrueck.de/material_und_angebote/angebote_fuer_lehrerinnen/unterrichtsreihen_der_arbeitsgruppe_physikdidaktik/moeglichkeiten_und_grenzen_der_physik_am_beispiel_der_kosmologie.html
Kapitel 14. Unterrichtskonzeptionen für fächerübergreifenden naturwissenschaftlichen Unterricht
14.4.1 MINT als Unterrichtsfach in der gymnasialen Oberstufe
- www.lerbermatt.ch/gym/bildungsgang/mint-klassen/transfermodule/
Modulbeschreibung Klasse 10
Modulbeschreibung Klasse 11
Modulbeschreibung Klasse 12
14.4.2 Fächerverbindender Unterricht in der gymnasialen Oberstufe
- BINGO-Materialien, www.idn.uni-bremen.de/projects/bingo_fuer_Unterrichtskonzeptionen
14.5.2 Lärm und Gesundheit: Welchen Einfluss haben Lärmschutzwände?
14.5.3 Praxis integrierter naturwissenschaftlicher Grundbildung
- sinus-sh.lernnetz.de/sinus/materialien/naturwissenschaften (Themenmappen Naturwissenschaften 5–10).
Kapitel 15. Unterrichtskonzeptionen für die Förderung prozessbezogener Kompetenzen
15.3 Naturwissenschaftliches Denken
- CASE Konzeption und CASE Materialien community.letsthink.org.uk
- Mund, H. A. (Hrg.) (1993). Naturwissenschaftlich denken: Curriculum-Material zur Beschleunigung der kognitiven Entwicklung durch naturwissenschaftlichen Unterricht - Arbeitsmaterial für Schüler. Aachen: Verlag der Augustinus Buchhandlung.
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15.4 Modellverständnis
- Arbeitsblätter und Experimentieranleitungen zur Konzeption von Mikelskis-Seifert, S. (2002). Die Entwicklung von Metakonzepten zur Teilchenvorstellung bei Schülern – Untersuchung eines Unterrichts über Modelle mithilfe eines Systems multipler Repräsentationsebenen (Diss.). Berlin: Logos.
15.6.2 Sachgerechtes Strukturieren mit Erklärketten
15.6.3 Adressatengemäßes Erklären als Rollenspiel
15.7.1 Variablen kontrollieren
15.7.2 Modellorientiert experimentieren
- Lernarrangements mit Experimenten, Aufgabenstellungen und Checklisten
www.idn.uni-bremen.de/komdif/