Physikalische Allgemeinbildung im Advent

Jedes Jahr zum Advent werden von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft 24 Türchen mit physikalischen Fragen gefüllt. Jedes Jahr öffne ich das eine oder andere PiA-Türchen im Unterricht, vor ein paar Jahren habe ich mit einem Kurs am PiA-Wettbewerb teilgenommen. Toll finde ich an der PiA-Idee, dass die Beantwortung der Fragen auf zwei Ebenen erfolgen kann: entweder durch sehr zugängliche Experimente oder durch fortgeschrittenes Nachdenken, Verwendung grundlegender physikalischer Konzepte und qualitatives Argumentieren. Es geht nur selten darum, ein Problem nach einem vorgegebenen Rechenschema zu lösen. Auf diese Weise entdecken Schüler:innen Fakten, Zusammenhänge und Methoden aus der Physik, ohne dass es darum geht, Rechenwege zu üben. Man könnte sagen, sie bekommen hier physikalische Allgemeinbildung, losgelöst vom Trainieren einer spezifischen Aufgabenkultur.

Für eine solche physikalische Allgemeinbildung gibt es im regulären Unterricht leider häufig zu wenig Gelegenheit. Wir verwenden viel Zeit darauf, den Schüler:innen Skills und Wissen beizubringen, die sie später brauchen, falls sie selbst Physik oder eine andere Naturwissenschaft studieren (Energiebilanzen aufstellen und umformen, Vektoraddition....). Diese Skills und Wissensbestände sind so spezifisch, dass sie ausserhalb eines naturwissenschaftlichen Studiums kaum Anwendung finden werden und der Transfer in andere Gebiete wohl in den wenigsten Fällen gelingen wird. Der deutsche Physikdidaktiker Rainer Müller hat dieses vorherrschende Selbstverständnis des Physikunterrichts sehr treffend beschrieben:

"Im Physikunterricht wird angestrebt, einen möglichst großen Vorrat an Wissen und Können bereitzustellen, damit ihn die Schülerinnen und Schüler später einmal anwenden können. Aber dieses „später einmal“ findet nicht in der Schule statt, und für die meisten Schülerinnen und Schüler kommt es nie."

Äusserst informativ bezüglich dieser Thematik war für mich das Buch 'They are not dumb, they are different' von Sheila Tobias. Um herauszufinden, was so viele Jugendliche davon abhält, Naturwissenschaften zu studieren, lässt Sheila Tobias College-Einführungsveranstaltungen in Physik und Chemie evaluieren. Dazu nehmen Doktorierende und ein Professor aus den Geistes- und Sozialwissenschaften und dem künstlerischen Bereich an diesen Veranstaltungen teil (inklusive Abschlussprüfung) und reflektieren über ihre Erfahrung in diesen Kursen. Die Proband:innen sind nicht dumm (daher der Titel des Buchs) oder faul – sie haben akademischen Erfolg in anderen Fachbereichen und geben ihr Bestes, um im Physik- bzw. Chemiekurs mitzukommen. Im Buch werden sie auch als 'other smart kids' bezeichnet. Dennoch stellt sich überwiegend Ernüchterung ein: zwar schliessen fast alle ihre Kurse erfolgreich ab, die von ihnen geäusserte Kritik ist allerdings sehr fundamental. Kritisiert werden nicht die Kursinhalte oder der Anspruch, sondern die Art, wie Physik und Chemie unterrichtet werden: "A course design that assumes that everyone in the class has already decided to be a physicist and wants to be trained, not educated in the subject.“ (S. 41) In den Kursen gehe es vor allem darum, die Fähigkeiten zum Lösen physikalischer Probleme – d.h. Rechenaufgaben – zu perfektionieren. Fakten, Ideen, und Herangehensweisen, die von den 'other smart kids' als durchaus interessant empfunden werden, würden nur wenig explizit diskutiert und stattdessen eingebettet in Problemen indirekt vermittelt. Es gebe kaum Möglichkeiten, 'turned on by ideas' zu sein, weil die ganze Zeit und Energie in das Abarbeiten von Aufgaben gesteckt wird. Die 'other smart kinds' wünschen sich nicht weniger Herausforderung, sondern Herausforderungen anderer Art: mehr Möglichkeiten zur Auseinandersetzung mit interessanten Ideen und weniger Training in einer spezifischen Aufgabenkultur.

Natürlich sind die Erkenntnisse der Analyse nicht eins-zu-eins auf den gymnasialen Physikunterricht zu übertragen: Das Buch ist bereits etwas in die Jahre gekommen (Erscheinungsjahr 1990), die College-Veranstaltungen sind im Unterschied zu unserem Unterricht Wahlkurse, und die zu Wort kommenden 'other smart kids' deutlich älter als unsere Schüler:innen. Dennoch lassen sich daraus meiner Meinung nach Möglichkeiten ableiten, wie wir unseren Unterricht für die 'other smart kids' (also den Grossteil unserer Schüler:innen) relevanter und interessanter machen können. Für sie wird das 'später einmal' der Anwendung der im Physikunterricht trainierten Skills und Methoden nie kommen. Was 'später einmal' allerdings bleiben könnte, ist Interesse für die nicht selten spektakulären Erkenntnisse der Physik. Doch dazu müssen sie mitbekommen, was es 'da draussen' – in der Welt der Physik jenseits der Übungsaufgaben – alles gibt: welche krassen Fakten, unintuitiven Experimente, verrückten Theorien, amüsanten Anekdoten und ergreifenden Schicksale. Dieser physikalischen Allgemeinbildung sollte meiner Ansicht nach im Physikunterricht mehr Platz eingeräumt werden.

Inspiriert vom PiA-Kalender habe ich dazu 24 Aussagen aus der Physik zusammengetragen, die hoffentlich für 'other smart kids' interessant sind. Sie sind in einer PPT-Datei organisiert: die Startfolie enthält die Links zu den verschiedenen Aussagen, im Präsentationsmodus kann man direkt auf die Ziffer klicken und springt dann zur entprechenden Folie. Dort steht eine Aussage, für die entschieden werden soll, ob sie richtig (Fact) oder falsch (Fiction) ist. Die darauffolgende Folie löst auf und gibt eine kurze Erklärung. Diese ist bewusst knapp gehalten, es braucht vermutlich noch ein paar ergänzende Worte der Lehrperson. Die Sammlung kommt ohne jeden Weihnachtsbezug aus, statt als Adventskalender lässt sie sich also auch zu allen anderen Anlässen einsetzen.

Hier die Datei: