Elementarteilchenphysik kompetent und spannend unterrichten
An allen Teilprojekten sind mit unterschiedlicher Gewichtung das Fach Physik, die zugehörige Fachdidaktik Physik sowie die Bildungswissenschaften beteiligt.
Projektleitung
Prof. Dr. Peter Mättig (Fachwissenschaft Physik)
Tel.: +49 202 439-2761
E-Mail: mattig[at]cern.ch
Prof. Dr. Wolfgang Wagner (Fachwissenschaft Physik)
Prof. Dr. Christian Zeitnitz (Fachwissenschaft Physik)
Prof. Dr. Johannes Grebe-Ellis (Fachdidaktik Physik)
Dr. Oliver Passon (Fachdidaktik Physik)
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Thomas Zügge (Dipl. Physik)
Bildungswissenschaftliche Kooperationspartnerin
Prof. Dr. Cornelia Gräsel
Externer Schulpartner
Carl-Fuhlrott-Gymnasium, Wuppertal: Michael Winkhaus
Ziel der Kooperation zwischen Physik, Physikdidaktik und den Bildungswissenschaften ist die Entwicklung eines Lehr- und Lernangebots zum Thema „Elementarteilchenphysik“, das sich an Lehramtsstudierende und Lehrkräfte im Fach Physik wendet und mit Rücksicht auf die aktuellen Anforderungen an einen fachwissenschaftlich und fachdidaktisch begründeten Physikunterricht konzipiert wird.
Seit der Entdeckung des Higgs-Teilchens im Juli 2012 ist die Elementarteilchenphysik vermehrt Gegenstand von öffentlichem Diskurs und populärkultureller Darstellung geworden und bietet so die außergewöhnliche Gelegenheit Schülerinnen und Schülern eine Lerngelegenheit an der „cutting edge“ aktueller Forschung zu ermöglichen. Vor diesem Hintergrund hat das nordrhein-westfälische Schulministerium den im Herbst 2014 veröffentlichten Kernlehrplan Physik um den neuen Schwerpunkt Elementarteilchenphysik erweitert. Für die Bildung der Physiklehrerinnen und -lehrer an den Universitäten ist hiermit der Auftrag verbunden, zukünftige Physiklehrkräfte der gymnasialen Oberstufe im Bereich der Elementarteilchenphysik und ihrer fachdidaktischen Rekonstruktion adäquat zu qualifizieren bzw. Fortbildungsangebote für aktive Lehrkräfte zu entwickeln. Dass die Elementarteilchenphysik ein neuer und stark von Abstraktion geprägter Bestandteil des Lehrplans ist und Inhalte, Lehrmethoden wie Zielsetzungen eines erfolgreichen Unterrichts noch im Entstehen sind, begründet darüber hinaus den dringenden Bedarf der Entwicklung fachdidaktisch begründeter curricularer Elemente.
Eine besondere Herausforderung ergibt sich daraus, dass die Objekte der Mikrowelt für den Menschen nicht direkt zugänglich und die Vorstellungen von Elementarteilchen und ihren Wechselwirkungen von mitunter kontrovers diskutierten Modellvorstellungen geprägt sind. Manifestiert in grafischen Darstellungen und sprachlichen Konnotationen ist ihr Einfluss im Rahmen der didaktischen Rekonstruktion kritisch zu reflektieren. Insofern erscheint es nicht nur für die curriculare Entwicklungsarbeit sondern auch für den dadurch entstehenden Beitrag zur physikdidaktischen Forschung aussichtsreich, die begrifflichen Schwierigkeiten des Teilchenbegriffs aus fachlicher, fachdidaktischer und lerntheoretischer Sicht zu reflektieren.
Ausgehend von dieser Reflektion und in enger Abstimmung der drei beteiligten Bereiche entwickeln wir drei Teilprojekte:
- Die Entwicklung eines Moduls "Elementarteilchenphysik und ihre Didaktik" im Wahlbereich zur fachwissenschaftlichen Vertiefung. Das Modul soll fachliche Elemente zur Teilchenphysik in einer angemessenen didaktischen Perspektivierung enthalten.
- Die Generierung von entsprechenden, im Master of Education vorgesehenen Forschungsprojekten.
- Die Implementierung eines Fortbildungsangebots für Oberstufenlehrkräfte der Bergischen Region zum Thema „Elementarteilchenphysik und ihre Didaktik“.
Im Rahmen dieser Teilprojekte soll zum einen die Ausbildung im Master of Education Physik fundiert erweitert werden. Zum anderen ermöglicht das Projekt die sichtbare Positionierung und Verbreitung curricularer Entwicklungsarbeit im Sinne eines Wuppertaler Curriculums Elementarteilchenphysik.
