Einleitung

Zusammenfassung

Die Ergebnisse der internationalen Schulleistungsvergleichsstudien und Gutachten der letzen Jahre weisen einen dringenden Handlungsbedarf für den naturwissenschaftlichen Unterricht in Deutschland aus und stellen damit die naturwissenschaftlichen Fachdidaktiken vor große Herausforderungen (vgl. z.B. Baumert et al., 1997; BLK, 1997; Deutsches PISA-Konsortium, 2001; 2002; PISA-Konsortium Deutschland, 2004; 2007; Prenzel et al., 2004). Unter Berücksichtigung von jüngsten Studien speziell der physikdidaktischen Unterrichtsforschung lassen sich zunächst diese Ergebnisse im Wesentlichen in den folgenden drei Punkten zusammenfassen:

• Ein funktionales Verständnis von ‚Literacy‘ als Grundbildung allgemein stellt die Anwendbarkeit des in der Schule erworbenen Wissens ins Zentrum. So beschreibt ‚Scientific Literacy‘ als naturwissenschaftliche Grundbildung die Fähigkeit, naturwissenschaftliches Wissen anzuwenden sowie ein Verständnis von naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen und deren Grenzen zu entwickeln, „um Entscheidungen zu verstehen bzw. zu treffen, welche die natürliche Welt und die durch menschliches Handeln an ihr vorgenommenen Veränderungen betreffen“ (Deutsches PISA-Konsortium, 2001, S. 191). Bei einer solchen Auffassung von naturwissenschaftlicher Grundbildung wird deutlich, dass die Lösung von Aufgaben der PISAStudien die Anwendung des Wissens auf Problemstellungen in verschiedenen authentischen, alltagsnahen Kontexten erfordern soll. Die schlechten Ergebnisse deutscher Schüler¹ bei dieser Studie lassen sich insbesondere auf ihre defizitäre Fähigkeit zurückführen, erworbenes Wissen in neuen Kontexten anzuwenden.

• Diese diagnostizierten Defizite deutscher Schüler bei der Anwendung konzeptuellen Wissens in verschiedenen Kontexten werden einem zu stark auf die Vermittlung von Faktenwissen und Routinefertigkeiten konzentrierten Unterricht zugeschrieben (Klieme & Stanat, 2002). Für den naturwissenschaftlichen Unterricht, und hier speziell für das Fach Physik, wurde diese Einschätzung durch umfangreiche Videostudien bestätigt, die den lehrergesteuerten, fragend-entwickelten Unterricht als dominierendes Verfahren und eine überwiegende Bearbeitung von Routineaufgaben zur Sicherung des erlernten Faktenwissens herausstellten (Prenzel et al., 2001; 2002; Duit & Widodo, 2004). Bei der seltenen Bearbeitung komplexerer, realitätsnaher Problemstellungen wurden die Aufgaben häufig im Unterrichtsgespräch Schritt für Schritt unter starker Steuerung durch den Lehrer gelöst.

• Auf der anderen Seite wird derzeit deutlich, dass es die fachdidaktische wie auch die pädagogisch-psychologische Lehr-Lern-Forschung bis vor kurzem versäumt haben, ihre Ergebnisse und Theorien nachhaltig in die Unterrichtspraxis zu implementieren (Eilks et al., 2005; Demuth, Parchmann & Ralle, 2006; Gräsel & Parchmann, 2004a; 2004b). Die Entwicklung von Lehrmaterialien und Unterrichtseinheiten vorwiegend aus fachwissenschaftlicher Perspektive ohne Berücksichtigung der unterrichtspraktischen Expertise von Lehrern sowie die Vernachlässigung der Verbreitung dieser Entwicklungen führt dazu, dass diese nur in den seltensten Fällen ohne große Abstriche in der Unterrichtspraxis akzeptiert, adaptiert oder umgesetzt wurden (vgl. z.B. CTGV, 1997). Gleiches gilt für Erkenntnisse aus der fachdidaktischen und pädagogisch-psychlogischen Forschung. In diesem Zusammenhang könnte auch in der Bildungsforschung von ‚trägem Wissen‘ (s. 2.1) gesprochen werden: Das Wissen, wie Unterricht verbessert werden kann, findet keine oder kaum Anwendung in der Praxis.