Naturwissenschaften

leitbild nwNaturwissenschaftliche Grundbildung ermöglicht dem Individuum eine aktive Teilhabe an Meinungsbildung und gesellschaftlicher Kommunikation über technische Entwicklung und naturwissenschaftliche Forschung und ist deshalb wesentlicher Bestandteil von Allgemeinbildung.
Im naturwissenschaftlichen Unterricht werden Kompetenzen aus unterschiedlichen Bereichen erworben. Fachwissen und Methoden der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung sind dabei ebenso von Bedeutung wie Kommunikationsfähigkeit und reflektierte Anwendung der erworbenen Kompetenzen im Alltag. Die Nutzung der Synergien zwischen den Naturwissenschaften führt zu einem vertieften Verständnis der fachlichen Zusammenhänge und Bezüge sowie der spezifischen naturwissenschaftlichen Methoden.
Der Kompetenzbereich „Erkenntnisgewinnung“ umfasst das große Spektrum der naturwissenschaftlichen Denk- und Arbeitsweisen. Dazu gehören: • Umgang mit Arbeitstechniken • Planen, Messen, Untersuchen, Experimentieren • Ergebnisse sichern, auswerten, interpretieren • Ordnen • Aufstellen von Regeln und Gesetzen • Nutzen von Theorien und Modellen • Reflexion des Erkenntnisprozesses
Erkenntnisgewinnung Physikalische Erkenntnisgewinnung ist ein Prozess, bei dem ausgehend von Phänomenen die darin enthaltene physikalische Fragestellung beschrieben, Problemstellungen abgeleitet, Hypothesen gebildet, Experimente geplant, durchgeführt und ausgewertet sowie Theorien aufgestellt werden. • Physikalisches Argumentieren stellt den ersten Schritt der Erkenntnisgewinnung dar. Es geht darum, bei Phänomenen die Fragestellungen zu erkennen und zu formulieren, die in einer physikalischen Untersuchung beantwortet werden können. Hierbei werden auf der Basis gegebener Phänomene und Zusammenhänge Vermutungen identifiziert und Idealisierungen vorgenommen. Für die Argumentation ist der Wechsel zwischen unterschiedlichen sprachlichen Ebenen und Darstellungsformen wichtig. Fachsprache und fachspezifische Darstellungsformen gewinnen zunehmend an Bedeutung. • Die Fähigkeit, Probleme zu lösen, ist eine der anspruchsvollsten Fähigkeiten überhaupt. Anhand bekannter bzw. neu zu erwerbender Zusammenhänge werden Lösungsstrategien erarbeitet. Für die Gestaltung von Unterricht ergibt sich daraus die Forderung nach einem naturwissenschaftlichen Arbeiten, in dem mit zunehmendem Kenntnisstand die Problemstellung komplexer wird. • Der Dreischritt Planen – Experimentieren – Auswerten steht im Zentrum physikalischer Erkenntnisgewinnung. Dabei gestalten die Lernenden Experimente zunehmend selbständig. Experimentieren ist eine Möglichkeit, um Phänomene zu erfahren, Antworten auf die jeweilige physikalische Fragestellung zu finden, Hypothesen zu überprüfen und Modelle zu verifizieren. • Ein Merkmal der Physik ist es, Naturgesetzmäßigkeiten durch mathematische Zusammenhänge zu beschreiben. Es ist Aufgabe des Unterrichts, die Lernenden auf dem Weg zu einer Beherrschung 19 mathematischer Verfahren in der Physik schrittweise anzuleiten, wobei die physikalischen Phänomene im Vordergrund stehen. Das Mathematisieren entwickelt sich von einer sprachlichen Beschreibung über einfache Diagramme bis hin zur Angabe von Gleichungen und deren anschließender Interpretation. • Physikalische Phänomene können durch Modellieren und Idealisieren erschlossen werden. Modelle und Modellvorstellungen werden dabei auf einer gegenständlichen oder bildlichen Ebene verwendet. Analogien helfen, abstrakte physikalische Sachverhalte anschaulich zu erschließen. Den Schülerinnen und Schülern muss bewusstwerden, dass Modelle nur begrenzt die Wirklichkeit abbilden. Kommunikation Die Fähigkeit zu angemessener Kommunikation in physikalischen Zusammenhängen ist ein wesentlicher Bestandteil gesellschaftlicher Partizipation. • Zum Kommunizieren ist eine angemessene Sprech- und Schreibfähigkeit in der Alltags- und Fachsprache notwendig. Im Laufe des Physikunterrichts wird zunehmend die physikalische Fachsprache verwendet und eingeübt. Durch geeignete Methoden wird die Kommunikation auch unter den Schülerinnen und Schülern gefördert. • Zum Dokumentieren ist das Beherrschen der Regeln der Diskussion sowie Methoden und Techniken der Präsentation und Moderation erforderlich. Die Lernenden gelangen dann schrittweise zu zunehmend selbstständig gewählten situations- und adressatengerechten Darstellungsformen. Dabei ist die Verwendung von Größensymbolen, Einheiten und Schaltzeichen ebenso wichtig wie die Entwicklung der Fähigkeit, Lernergebnisse auf der Ebene des jeweiligen Kenntnisstandes in adäquater Form übersichtlich darzustellen und damit als Basis für künftiges Lernen bereitzustellen. Bewertung durch das Einbinden physikalischer Denkweisen und Erkenntnisse zum Verständnis und zur Bewertung physikalisch-technischer und gesellschaftlicher Entscheidungen leistet der Physikunterricht einen Beitrag zu einer zeitgemäßen Allgemeinbildung. Hierzu ist es wichtig, sowohl physikalische als auch gesellschaftliche und ethische Aspekte bei einer Bewertung zu berücksichtigen. Neben der Fähigkeit zur Differenzierung nach physikalisch belegten oder nicht naturwissenschaftlichen Aussagen in Texten und Darstellungen ist es auch notwendig, die Grenzen naturwissenschaftlicher Sichtweisen zu kennen.

vgl. Kerncurriculum für die Oberschule Schuljahrgänge 5 – 10, Naturwissenschaften, Niedersächsisches Kultusministerium, 2013