Thomas Braun: Offene Experimente in der Lehramtsausbildung – Analyse physikalischer Phänomene für eine naturwissenschaftliche Experimentierweise
Thomas Braun ist Diplomphysiker. Er studierte an der Gerhand-Mercator-Universität Duisburg Physik. Seine Diplomarbeit hatte das Thema "Erzeugung optischer Oberwellen und Dömänenwanddynamik in einachsigen relaxoren und periodisch gepolten Ferroelektrika". Seither arbeitete er als Doktorand in der AG Backhaus und war federführend am Aufbau und der Erprobung des LOFEX beteiligt. Am 8.7.2009 bestand er seine Prüfung zum Dr. phil. nat.
In der Fachdidaktik Physik ist man sich seit langem über die überragende Rolle einig, die das Experiment, bzw. das Experimentieren sowohl in der Forschung, als auch in der physikalischen Ausbildung bzw. dem Physikunterricht spielen soll. Leider wird in der Literatur immer wieder berichtet, dass im Unterricht und auch in der physikalischen Ausbildung den Experimenten eher eine untergeordnete oder zweifelhafte Rolle zugeschrieben wird und dass aufgrund ihrer Konzeption bestimmte Ziele nicht erreicht werden.
Mit dem Wunsch, diese Situation zu verbessern, wird von vielen Autoren gefordert, die Lernenden sollten zu mehr Selbständigkeit angeregt und ihre Tätigkeiten beim Experimentieren sollten mehr auf eine naturwissenschaftliche Methodik hin ausgerichtet werden. Dazu gehören Aspekte wie die selbstständige und praxisorientierte Auseinandersetzung mit einem Thema, das Diskutieren und Bewerten der Vorstellungen anderer Lernenden, und insbesondere das Erleben des kreativen Charakters des Experimentierens.
Ein Ansatz zur Verbesserung dieser Problematik wird in dieser Arbeit verfolgt. Darin sollen Lernende zunächst durch eine geeignete Ausgangssituation, ein so genanntes "Ausgangsphänomen", zu experimentellen Tätigkeiten angeregt werden. Ein solches Ausgangsphänomen lässt den Lernenden Freiräume für eigene Beobachtungen und die Formulierung eigener Fragestellungen bzw. Untersuchungsziele. Es bietet ferner die Möglichkeit, diesen Fragen bzw. Zielen mit eigenen Untersuchungsmethoden nachzugehen. Dabei sollen alle von den Lernenden formulierten Ziele und Untersuchungsmethoden zugelassen sein.
Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, geeignete Ausgangsphänomene für eine solche "naturwissenschaftliche Experimentierweise" zu finden und zu erforschen. Es soll ergründet werden, welche fachinhaltlichen Fragestellungen und experimentellen Untersuchungsziele diese Phänomene eröffnen können. Im Rahmen dieser Arbeit werden neben drei Erprobungsversuchen fünf Ausgangsphänomene daraufhin untersucht, welche physikalischen Aspekte sich an diesen Phänomenen beobachten und untersuchen lassen und welche fachlichen Inhalte mit diesen Aspekten im Zusammenhang stehen. Dabei sollen die "Ursachen" der beobachtbaren Aspekte aus physikalischer Sicht erarbeitet werden. Da diese Untersuchungen in der Regel experimentell erfolgen, ergeben sich dadurch auch Kenntnisse über Experimente, die bei der Untersuchung der einzelnen Aspekte durchgeführt werden können. Dadurch werden Erfahrungen in Bezug auf mögliche formulierbare Untersuchungsziele und Experimentiertätigkeiten gewonnen. Außerdem wird in Form einer ersten Erprobungsphase im Rahmen eines Seminars mit Studierenden untersucht, welche Fragestellungen Lernende formulieren, mit welchen Methoden sie bei ihren Untersuchung vorgehen und zu welchen Schlussfolgerungen sie dabei kommen.
Als Ergebnis wird festgestellt, dass an den untersuchten Phänomenen bestimmte "naturwissenschaftliche experimentelle Tätigkeiten" möglich sind und auch von Lernenden durchgeführt werden.
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