Sonnenuntergang in Kassel (Lara Bendig)

Dienstag, 3. September 2019

Warum wir Astronomie in den Schulen unterrichten sollten, Teil 3

Die vier Halbjahre der Oberstufenphysik in Q1 bis Q4 besitzen die folgenden Rahmenthemen:
Q1: Felder
Q2: Elektromagnetische Schwingungen und Wellen
Q3: Atomphysik und Licht
Q4: Wahlthema, u.a. Kernphysik

Ich habe die Inhalte der Astronomiekurse immer so gestaltet, dass meine Schüler/innen auch viele der üblich vorgesehenen Inhalte kennengelernt haben, nur eben nicht an Laborversuchen sondern am Beispiel astronomischer Objekte.

Nehmen wir Q1: Viele Kolleg/innen behandeln, wie vorgeschrieben, das Thema Felder am Beispiel der elektrischen (und später) magnetischen Felder.
Seit Jahrzehnten bekannte didaktische Forschungen zeigen aber, dass man einen neuen Begriff, ein neues Thema besonders gut durch Vergleiche und Gegenüberstellung ähnlicher aber anderer Zusammenhänge erfasst. Selbstverständlich entwickelt man somit den Feldgedanken sowohl am elektrischen Feld als auch am Gravitationsfeld. Das Gravitationsfeld ist durch Alltagserfahrung bekannt und hilft beim Verstehen des elektrischen Feldes ("Feldlinien sind Falllinien (für positive Probeladungen)"
In "normalen" Physikkursen wird man also in Q1 das elektrische Feld mit Hilfe/im Vergleich zum Gravitationsfeld erlernen und dann die Schwerpunkte darauf legen.
In einem Astronomiekurs der Q1 habe ich den Feldbegriff über Gravitationsfelder eingeführt und die dazu wichtigen astronomischen Anwendungen. Aber durch Erweiterung konnten meine Schüler/innen dann  sehr gut auch Grundideen zu elektrischen und magnetischen Feldern verstehen.

In einem Astronomiekurs lernt man also auch eine Menge der traditionellen Physik, aber besser vernetzt und stärker auf persönliche Erfahrungen und Weltmodelle bezogen.
Ein Wechseln zwischen den traditionellen und den astronomischen Kursen ist Schüler/innen immer leicht gefallen, nur sind natürlich zentral gestellte schriftliche Abituraufgaben dann eher nicht lösbar. Aber es bleiben ja mündliche Prüfungen, Präsentationsprüfungen und besondere Lernleistungen....

Ich denke, jetzt ist das Prinzip meines Kursaufbaus klar und ich kann kurz die Inhalte andeuten:

Q1:
Gravitationfelder: Planetenbewegung, Keplersche Gesetze, Gravitationsgesetz (im Vergleich zu Coulmbsches Gesetz), Beziehungen zur Dimensionalität des Raumes, scheinbare Verletzung des Gravitationsgesetzes bei der galaktischen Rotation, Dunkle Materie
Entfernungsmessungen im Planetensystem
Leben im Sonnensystem
Zusätzlich gibt es einen Überblick über Aufbau des Kosmos, die Art der Objekte und Vorstellungen von Größe und Entfernungen

Q2:
Radioastronomie: elektromagnetische Wellen, Erzeugung, Registrierung, Dipolantennen, Radioteleskope, besondere Radioobjekte, Mikrowellenstrahlung, Mikrowellenstrahlung vom Urknall
Zusätzlich einen Überblick über Entfernungsmessungen und Sternentwicklung

Q3:
Informationen von Licht
Was ist Licht? Gitter, Spektren, Spektrallinien, Entstehung in atomaren Prozessen, Strahlungsgesetze, Treibhauseffekt, Klimaproblematik, Untersuchung von Sternspektren, Dopplereffekt, Abgrenzung gegen kosmologische Rotverschiebung, Expansion des Universums, Dunkle Energie

Q4:
Kosmologie
Kosmische Hintergrundstrahlung, Urknallmodelle, Elemententstehung, Entwicklung des Universums, Raumkrümmung, Zukunft des Universums

Hinzu kommen noch Klaussurersatzleistungen mit eigenen Beobachtungsaufträgen und persönlichen Schwerpunkten.

Eines haben Rückmeldungen ehemaliger Schüler/innen gezeigt:
Viele der Inhalte einer Astronomiegrundkursfolge haben persönliche Bzeüge gehabt und sind über Jahre, Jahrzehnte erhalten geblieben. Parallel- und Reihenschaltungen von Kondensatoren vergisst man sehr schnell wieder....

wird fortgesetzt


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