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Verständnis für naturwissenschaftliche Phänomene fördern

Physik entlockt vielen Schülerinnen und Schülern nur ein müdes Gähnen oder hinterlässt Fragezeichen. Das muss aber nicht sein, meint Jan Winkelmann, neu berufener Juniorprofessor für Naturwissenschaftliche Bildung an der Pädagogischen Hochschule Schwäbisch Gmünd. Er forscht unter anderem dazu, wie Schwierigkeiten im naturwissenschaftlichen Unterricht entstehen und wie das Verständnis von Schülerinnen und Schülern von und über Naturwissenschaft gesteigert werden kann.

Auf dem Foto ist Juniorprofessor Dr. Jan Winkelmann

Juniorprofessor Dr. Jan Winkelmann

„Dass Physik, egal ob im Studium oder Unterricht, als schwer empfunden wird, hat viele Gründe“, sagt Winkelmann. Aktuelle von ihm durchgeführte Schülerbefragungen hätten aber gezeigt, dass den Jugendlichen vor allem ein konkreter Alltagsbezug fehle. Ihr Übriges täten fachsprachliche Begriffe und abstrakte Modellierungen. Bei der Befragung zeigten sich die Schülerinnen und Schüler aber auch durchaus selbstkritisch. „Sie gestanden sich ein, dass ein höheres persönliches Engagement helfen könnte“, berichtet Winkelmann. Aus didaktischer Sicht könnten auch beliebte Serien wie z.B. Big Bang Theory, in der immer wieder physikalische Fragen zur Sprache kommen, als Anknüpfungspunkt dienen, um den Zugang zur Naturwissenschaft zu erleichtern.

„Themen aus der Astrophysik, dem medizinischen Bereich oder Einblicke in das Arbeitsleben echter Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler finden viele junge Menschen interessant“, sagt Winkelmann. Zudem vermögen es auch moderne Technologien die Motivation und das Autonomieerleben von Schülerinnen und Schülern zu steigern. „Mithilfe von Augmented Reality können reale Experimente mit digitalen Modellen verknüpft werden – und das in Echtzeit am eigenen Smartphone“, erläutert Winkelmann den Nutzen neuer Technologien für den Unterricht.

Neben dem Einsatz digitaler Hilfsmittel im Physikunterricht legt Winkelmann einen Schwerpunkt seiner aktuellen Forschung auf die Bedeutung von Idealisierungen beim Experimentieren und Modellieren. Idealisierungen könnten, wenn sie nicht ausreichend erklärt werden, ebenso Lernschwierigkeiten erzeugen, so Winkelmann. Eines hätten die Fragen, denen er nachgeht, alle gemeinsam: „Sie sollen den naturwissenschaftlichen Unterricht verbessern.“