Es ist ein Dilemma: Europas Volkswirtschaften leben zu einem großen Teil von jenen Menschen, die sich auf Naturwissenschaften einlassen. In der Schule gehören Chemie oder Physik allerdings zu den unbeliebten Fächern: Nur wenige entscheiden sich nach der Matura für ein naturwissenschaftliches Studium.
"Diesem Problem liegen mehrere, vielschichtige Ursachen zugrunde", meint V.-Prof. Dr. Martin Hopf vom Österreichischen Kompetenzzentrum für Didaktik der Physik. Eine davon ist besonders schwer zu ändern: der Trend weg von naturwissenschaftlichen Laufbahnen bei jungen Menschen aus Industrieländern. "Je reicher ein Staat ist, desto weniger BürgerInnen entscheiden sich für die Naturwissenschaften", sagt Hopf: "Besonders in den skandinavischen Ländern interessieren sich die Jugendlichen wenig für naturwissenschaftliche Disziplinen."
Physik: Anstrengend und uninteressant?
Möglicherweise liegt das zum einen am Ruf der Naturwissenschaften - vor allem des Fachs Physik - mühsam zu sein. Zum anderen gehen die Inhalte, die im Physikunterricht behandelt werden - Themen wie Raketen, Gewehre, Rennwägen oder Hochspannungsanlagen -, oft an den Interessen der Jugendlichen vorbei. Dies trifft auf beide Geschlechter zu; trotzdem besteht bei der Mitarbeit im Unterricht ein auffälliger Genderunterschied: Schüler verstehen Physik nach wie vor als "ihre Domäne" und beanspruchen den Großteil der Redezeit, während Schülerinnen den naturwissenschaftlichen Fächern oft ablehnend gegenüber stehen und sich gern in der Klasse "verstecken".
Eine Frage der Lehre ...
"Eine der Hauptaufgaben der Physikdidaktik besteht also darin, jene Kontexte zu identifizieren, die für Schülerinnen wie Schüler spannend sind", sagt Hopf, der in München Physik und Mathematik auf Lehramt studiert und selbst fünf Jahre an einem Gymnasium in der Nähe von München unterrichtet hat. Er versteht Physikdidaktik einerseits als nutzenbasierte Grundlagenwissenschaft, will aber im Rahmen seiner Professur auch versuchen, konkrete Lehrangebote zu entwickeln.
Ein Ansatz, von dem er sich viel verspricht, ist die Konzeption des Physikunterrichts im Kontext von Biologie und Medizin: "Zum Beispiel muss man nicht über Ölpumpen sprechen - auch das Herz ist eine Pumpe", veranschaulicht der neue Professor: "Oder man redet über Tintenfische anstelle von Raketen: Das physikalische Prinzip ist dasselbe, nur dass der Tintenfisch Wasser statt heiße Gase nach hinten stößt, um sich nach vorne zu bewegen."
... und des Lernens
Solche neuen Kontexte können das Interesse junger Menschen für Physik wecken - sie führen jedoch nicht unbedingt dazu, dass sie auch besser lernen. "Die Frage des Lernens stellt einen weiteren Schwerpunkt meiner Forschungsarbeit dar", so der Didaktiker: "Das Hauptproblem beim Lernen von Physik liegt im Unterschied zwischen den Alltagsvorstellungen, die Kinder und Jugendliche in die Schule mitbringen, und den physikalischen Perspektiven, die im Physikunterricht vermittelt werden."
Denn schon kleine Kinder entwickeln Muster und Theorien, um sich die Welt zu erklären: "Jedes Kind weiß, dass ein Ball, den man anstößt, irgendwann langsamer wird und endlich liegen bleibt. Oder dass zu jedem elektronischen Gerät ein Kabel führt", erklärt Hopf: "Wir PhysikerInnen sagen jedoch: Der Ball rollt so lange, bis eine Kraft auf ihn wirkt. Mit nur einem Kabel funktioniert kein Gerät - wir brauchen zwei. Das ist die große Herausforderung: SchülerInnen davon zu überzeugen, dass man sich die Welt auch ganz anders erklären kann, und dass diese Erklärungen in bestimmten Bereichen besser funktionieren."
Forschung und Lehre
Im Rahmen seiner Forschung will Martin Hopf genau solche Schwierigkeiten und Hürden im Lernprozess identifizieren und herausfinden, welche Angebote SchülerInnen plausibel erscheinen. Hier sollen in den nächsten Jahren Schritt für Schritt empirische Untersuchungen in Schulklassen und vergleichende Studien mit Kontrollgruppen durchgeführt, sowie neue Unterrichtskonzepte in Experimentalklassen getestet werden. Langfristiges Ziel ist die Entwicklung neuer Schulbücher und Unterrichtsgänge.
In der Lehre ist es dem neuen Professor daran gelegen, das bestehende Wissen über Lernprozesse im Bereich der Physik an die nächste Generation von PhysiklehrerInnen zu vermitteln.
Fachdidaktik etablieren
Ein weiteres, wichtiges Anliegen des Physikers ist es, die noch junge, forschungsbasierte Fachdidaktik in Österreich zu etablieren. Dabei arbeitet er eng mit den Kompetenzzentren für Didaktik der Biologie und der Chemie zusammen. "Ziel ist es, dass unsere gemeinsamen Erkenntnisse künftig auch bei bildungspolitischen Entscheidungen berücksichtigt werden."
Die persönliche Herausforderung für Hopf liegt aber auch darin, den zahlreichen Anforderungen seiner neuen Professur gerecht zu werden: "Als Fachdidaktiker arbeitet man zwischen allen Stühlen: Man muss gleichzeitig ein guter Naturwissenschafter, ein kompetenter Sozialwissenschafter und ein erfahrener Pädagoge sein. Aber gerade deshalb ist es so reizvoll und spannend, in diesem Bereich tätig zu sein." (br)
Die Antrittsvorlesung von Martin Hopf zum Thema "Entwicklung des Physikunterrichts: Aspekte fachdidaktischer Forschung" findet am Montag, 16. März 2009 um 17 Uhr im Lise-Meitner-Hörsaal der Fakultät für Physik der Universität Wien (Boltzmanngasse 5/Strudlhofgasse 4, 1090 Wien) statt.
Das Kompetenzzentrum für Didaktik der Physik wurde 2006 durch eine Initiative des Bildungsministeriums und der Universität Wien gemeinsam mit Kompetenzzentren für Didaktik der Biologie sowie der Chemie gegründet. Seit 2008 wird es von V.-Prof. Dr. Martin Hopf geleitet. |
