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Arbeitsgruppe Andreas Schulz

Arbeitsgruppe Prof. Andreas Schulz

Forschungs-Teilgebiet Inklusive Physikdidaktik

 

 

Was ist inklusive Physikdidaktik?

„Inklusive Physikdidaktik beschäftigt sich mit der Auswahl, Darstellung und Vermittlung physikalischer Phänomene und Zusammenhänge unter besonderer Berücksichtigung von Heterogenität. Dabei spielen unter anderem sozial erworbene und körperlich bedingte Behinderungen eine Rolle.

Inklusive Physikdidaktik ist bislang kein eigenständiger Arbeitsbereich, sondern eher als die Programmatik von Physikdidaktiker*innen zu verstehen, Fragen der Inklusion in ihrer Arbeit verstärkt zu berücksichtigen. Die Beschäftigung mit inklusiven Themen in der Physikdidaktik steht noch ganz am Anfang (Schmidt, 2014); Forschungsergebnisse mit hilfereichen Handlungsmustern existieren noch nicht.“ (Schulz & Brackertz, 2017a).

Unsere „Projekte umfassen bisher vor allem drei Schwerpunkte: Erstens die Analyse systematischer Schwierigkeiten inklusiven naturwissenschaftlichen Unterrichtes und ihrer Entstehungsgeschichte (z.B. Untersuchung der historischen Gründe, warum für die Physik des 20. Jh. bislang fast ausschließlich sehr mathematische Zugänge entwickelt sind, und die Auseinandersetzung mit der Frage, was die tradiert streng aufeinander aufbauende Konzeption des Physikunterrichtes für die Binnendifferenzierung bedeutet). Zweitens die Entwicklung didaktischer Reduktionen unter Berücksichtigung der Herausforderungen inklusiven Unterrichtes. Dies umfasst sowohl die Überarbeitung bestehender Reduktionen (etwa in der Optik) als auch das Erschließen von Themenfeldern, die in der Schule bisher so gut wie nicht unterrichtet werden (z.B. neuere Erkenntnisse der Astrophysik). Den dritten Schwerpunkt bildet die Arbeit an spezifisch naturwissenschaftlichen Methoden (z.B. kooperative Lernformen und Binnendifferenzierung beim Experimentieren)“ (Schulz & Brackertz, 2017b).

 

 

Team:

Prof. Dr. Andreas Schulz

Prof. Dr. Thomas Hennemann

Alexander Küpper

Stefan Brackertz

Assoziiertes Mitglied:

Hannah Weck

 

Beteiligte Studierende (Stand: 15.09. 2017):

Nicoletta Alexy

Matthias Friedrich

Bernhard John

Christian Schnitzler

Sarah Wertenbruch

 

 

Kooperierende Schulen:

 

Mit den folgenden Schulen wurden (Stand: 19. Mai 2017) Kooperationsvereinbarungen geschlossen:

11. städtische Gesamtschule, Köln-Mülheim (beteiligte Lehrkraft: Sven Kleinhans).

Gesamtschule Holweide, Köln (beteiligte Lehrkräfte: Matthias Braunisch, Horst Kraus).

Gesamtschule Hürth, Köln (beteiligte Lehrkraft: Helmut Möhlenkamp)

 

Ferner kooperieren wir im Rahmen des Forschungsvorhabens „Forschendes Lernen im Optikunterricht der Orientierungsstufe im astronomischen Kontext unter Berücksichtigung (stark) heterogener Lerngruppen “ von Alexander Küpper mit den folgenden Schulen (Stand: 19. Mai 2017):

Aggertal-Gymnasium, Engelskirchen.

Ernst-Moritz-Arndt-Gymnasium, Bonn.

Gesamtschule Hennef-Meiersheide.

Gesamtschule Siegburg

Katharina-Henoth Gesamtschule, Köln.

 

Aktuelle Forschungsvorhaben

Küpper, A.: Forschendes Lernen im Optikunterricht der Orientierungsstufe unter einem astronomischen Kontext in (stark) heterogenen Lerngruppen (Arbeitstitel), Promotionsvorhaben.

Alexy, N.: Schüler-Selbstkonzepte im inklusiven Unterricht (Arbeitstitel), Masterarbeit.

Friedrich, M.: Unterrichtsstörungen im inklusiven Physikunterricht in der Lernumgebung „Mit dem Licht durch unser Sonnensystem und darüber hinaus“ (Arbeitstitel), Bachelorarbeit.

Wertenbruch, S.: Kontexte im inklusiven Unterricht  (Arbeitstitel), Bachelorarbeit.

Haben auch Sie Interesse an einer Abschlussarbeit (Bachelor-, Master- oder Staatsexamensarbeit) mit Bezügen zum inklusiven Physikunterricht? Wir sind stets auf der Suche nach interessierten Studierenden für unser Arbeitsgruppe. Bei Interesse an einer Mitwirkung kontaktieren Sie bitte Herrn Prof. Dr. Schulz (E-Mail: andreas.schulz(at)uni-koeln.de) oder kommen Sie zu einem unserer regelmäßigen Treffen – jeden Mittwoch, ab 18:00 Uhr in Raum 2.126.

 

Veröffentlichungen

 

Schulz, A., Brackertz, S., Bärenfänger, F., Nessler, S. & Möhlenkamp, H. (2015): Naturwissenschaften, Mathematik, Technik, Ökologie. In Reich, K; Asselhoven, D. & Kargl, S. (Hrsg.): Eine inklusive Schule für alle - Das Modell der Inklusiven Universitätsschule Köln. Beltz-Verlag, Weinheim/Basel, 253-287.

Schulz, A., Brackertz, S. (2017a): Inklusive Fachdidaktik Physik. In: Ziemen, K. (Hrsg): Lexikon Inklusion. Vandenhoek & Ruprecht, Göttingen, Seite 122-123.

Schulz, A., Brackertz, S. (2017b, im Druck): Inklusive Physikdidaktik – ein Start in Köln. In: Schulze-Heuling, L. (Hrsg.): Embracing the Other. How the Inclusive and Diverse Classroom Brings Fresh Ideas to Science and Education. Flensburg University Press, Flensburg.

Eine Übersicht über die gehaltenen Vorträge zum inklusive Physikunterricht finden Sie hier Verlinken.

 

Abgeschlossene Arbeiten von Studierenden

Doerflinger, L. (2016): Wie viele Lehrer braucht eine Klasse? Evaluation von Mehrfachbesetzung mit Lehrkräften im Unterricht aus der Perspektive der inklusiven Physikdidaktik, unveröffentlichte schriftliche Hausarbeit im Rahmen der Ersten Staatsprüfung, Köln.

John, B. (2017): Unterrichtsplanung und -Durchführung in inklusiven Lerngruppen im naturwissenschaftlichen Unterricht - Ist die Differenzierungsmatrix aus fachdidaktischer Sicht als Instrument der Unterrichtsplanung und deren Durchführung geeignet?, Schriftliche Hausarbeit im Rahmen der Ersten Staatsprüfung.

 

Scheit, A. (2016): Astronomie als fachübergreifender Themenbereich im inklusionsorientierten Sachunterricht, unveröffentlichte schriftliche Hausarbeit im Rahmen der Ersten Staatsprüfung, Köln.

Schnitzler, C.: Forschendes Lernen – Erarbeitung einer Definition für den Einsatz im inklusiven Physikunterricht, Masterarbeit.

Wolters, B. (2017): Selbstständiges Lernen im inklusiven Physikunterricht, unveröffentlichte Masterarbeit, Bonn.

 

Forschungs-Teilgebiet Astronomie im Unterricht

Themen aus der Astronomie sind, wie verschiedene Studien zeigen, Motivationsträger für junge Menschen, sich mit Naturwissenschaften zu beschäftigen. Gerade im Physikunterricht ist oft eine schlechte Motivationslage zu verzeichnen bis hin zur Abwehrhaltung besonders von SchülerInnen in der Mittelstufe (Klassen 8 – 10). Speziell hier, wo die SchülerInnen vom Kind zum Erwachsenen heranreifen, ist die qualitätvolle Umsetzung didaktischer Konzepte von entscheidender Bedeutung. Hierbei spielt vernetztes und kontextorientiertes Lernen eine wichtige Rolle, anstatt lediglich additives Wissen zu vermitteln. Astronomie ist per se fächerübergreifend – auch im Hinblick auf die Philosophie – und ist häufig anschauungsintensiv, sie ist Weltbild-bildend und zeigt unsere Position im Kosmos auf, sie hat also abrundende und gleichzeitig synthetisierende Funktion. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft stellt in ihrer letzten Denkschrift zur Astronomie (Weinheim 2003) fest: “Ein sehr positives Beispiel für die öffentliche Bildung ist der Schulunterricht in Astronomie in einigen der neuen Bundesländer – ein Beispiel, welches im wahrsten Sinne des Wortes ´Schule´ machen sollte.“ Die Astronomie kann demnach maßgebliche und nachhaltige Beiträge zum Erreichen von naturwissenschaftlichen Bildungsstandards leisten. Darüber hinaus rückt die Astronomie derzeit mit jüngsten, für die gesamte Naturwissenschaft fundamentalen Forschungsergebnissen ins Zentrum gegenwärtiger Forschung, wobei sie Forschungsinhalte anderer Naturwissenschaften maßgeblich verändert hat. Astronomie ist somit von hoher Aktualität, und dies spiegelt sich auch in einer hohen Präsenz in den Medien wider.

Dort, wo es keinen selbstständigen Astronomieunterricht gibt, ist zu untersuchen, welche astronomischen Themen in welches Schulfach wie einzubetten sind. Im Zusammenhang mit diesem Diskurs hat der Gruppenleiter 2002 in der Astronomischen Gesellschaft den Arbeitskreis Astronomiedidaktik gegründet (Vorsitz 2003 – 2011) und leitet derzeit (seit 2012) die Arbeitsgemeinschaft Astronomie innerhalb des Fachverbands Didaktik der Physik der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. Ein wichtiger Aspekt hierbei ist auch, in wie weit astronomische Veranstaltungen (so sie denn an der jeweiligen Universität angeboten werden können) in die Lehramtsausbildung einzubetten sind. Die Arbeit steht auch im Zusammenhang mit dem zdi-Schülerlabor der Universität.

 

Team

Prof. Dr. Andreas Schulz

Alexander Küpper

Stefan Brackertz

Michel Noethlichs

 

Aktuelle Forschungsvorhaben

Noethlichs, M.: Einbettung astronomischer Inhalte in den Physikunterricht der Sekundarstufe I, Promotionsvorhaben

 

Veröffentlichungen

Sterne – erkennen und bestimmen. (2002) Mosaik-V.

Schulz, A., Sauerborn, P.: „Erde und Weltall“ – ein Lehrkonzept für die Primarstufe. Astron u. Raumf. i. Unterr. Heft 2 (2003), 6

Schneider, W., Nini, Y., Wolff, T., Olten, N.W., Hübner, M., Schulz, A., Kinner, W., Friedrich, U., Gaida, M., Kranz, T., Müller, E.: Die Reporterbande entdeckt das Weltall. DLR-Grundschulinformation Raumfahrt (2003)

Schneider, W., Nini, Y., Wolff, T., Olten, N.W., Hübner, M., Schulz, A., Kinner, W., Friedrich, U., Gaida, M., Kranz, T., Müller, E.: Die Reporterbande entdeckt Sonne, Mond und Sterne. DLR-Grundschulinformation Raumfahrt (2003)

Schulz, A.: Physik neu unterrichtet (I). Astron. U. Raumf. i. Unterr. Heft 2 (2006), 4

Schulz, A.: Physik neu unterrichtet (II). Astron. U. Raumf. i. Unterr. Heft ¾ (2008)

Schulz, A.: Die Erde im Weltall. Diercke Weltatlas und Handbuch (2008) Westermann

Schulz, A.: Unser Sonnensystem. Diercke Grundschulatlas (2008) Westermann

Schulz, A.: Erde im Weltall. Diercke Drei Universalatlas und Handbuch (2009) Westermann

Schulz, A., Moar, J., Dahl, M., Flemming, C.: The Earth in the Universe. Diercke International Atlas und Handbook (2010) Westermann

Schulz, A.,: Erde im Weltall. Seydlitz Weltatlas Projekt Erde (2013) Schroedel

Astor, E., Aubel, H., Jakuscheit, S., Kiegel, H., Schulz, A., Sprunkel, E.: Seydlitz Weltatlas Handbuch (2014) Schroedel

Küpper, A., Schulz, A.: Schülerinnen und Schüler auf der Suche nach der Erde 2.0 im Schülerlabor der Universität zu Köln.. Astron. U. Raumf. i. Unterr. Heft 1 (2017)

Küpper, A., Schulz, A.: Ein low-cost Spektroskop zum Beobachten der Fraunhofer-Linien. Astron. U. Raumf. i. Unterr. Heft 2 (2017)

Quast, M., Schulz, A.: Weiße Zwerge im Schulunterricht. Astron. U. Raumf. i. Unterr. (2018, im Druck)

 

Abgeschlossene Arbeiten von Studierenden

Roderwieser, T. (1997): Erde – Sonne, Mond und Sterne. Ein Konzept für die Primarstufe. Staatsarbeit Universität Köln

Kujon, J. (2003): Astronomie im Physikunterricht der Sekundarstufe I. Staatsarbeit Universität Köln

Küpper, A. (2015): Entwicklung von Experimentier-Stationen im Schülerlabor „Unser Raumschiff Erde“ der Universität zu Köln. Staatsarbeit Universität Köln

 

 

Forschungs-Teilgebiet Physik und Sport

Sport hat generell starke Wurzeln in der Physik. So sind Bewegungsabläufe generell durch physikalische Gesetzmäßigkeiten (Antrieb durch Muskelkraft, Schwerkraft, Widerstand, etc.) bestimmt. Werden beide Fächer, Physik und Sport, gemeinsam und fächerübergreifend unterrichtet, so können SchülerInnen durch Erfahrung am eigenen Körper diese Gesetzmäßigkeiten einerseits bewusst gemacht werden, andererseits können dadurch SchülerInnen in die Lage versetzt werden, ihre Bewegungsabläufe bewusst wahrzunehmen und daraufhin gezielt zu verbessern.

 

Team

Prof. Dr. Andreas Schulz

Prof. Dr. Marc Noethlichs (Univ. Oslo)

 

Veröffentlichungen

Noethlichs, M., Schulz, A.: Physik und Schwimmen Gleichzeitig – Ein Beispiel für eine fächerverbindende Unterrichtsreihe. Praxis der Naturwissenschaften Heft 8 (2007)

 

Abgeschlossene Arbeiten von Studierenden

Noethlichs, M. (2000): Erfahren physikalischer Gesetzmäßigkeiten in einer fächerübergreifenden Unterrichtseinheit in Physik und Sport – dargestellt am Beispiel Schwimmen . Diplomarbeit Deutsche Sporthochschule Köln

Auerbach, P. (2015): Physikalische Gesetzmäßigkeiten im Sportunterricht am Beispiel Kugelstoßen, Staatsarbeit Universität Köln und Deutsche Sporthochschule Köln

 

 

Forschungs-Teilgebiet Klima und Klimawandel

Klima und Klimawandel gehören zu den aktuellsten derzeit diskutierten Themen in Wissenschaft und Gesellschaft. Es ist inzwischen belegt, dass es einen Temperaturanstieg gegeben hat, der anthropogen ist. Die experimentbetonte Entwicklung von Lehrkonzepten zu diesem Thema ist von herausragender Wichtigkeit, will man überhaupt eine Chance haben, auf den Klimawandel Einfluss zu bekommen. Für die didaktische Entwicklung von Lernmaterial im zdi-Schülerlabor der Universität zu Köln ist dieses Thema als erstes angegangen worden. Dazu wurden unter Einbeziehung von Lehramtsstudierenden Konzepte und begleitende Experimente entwickelt, im Betrieb erprobt und evaluiert zur Erforschung von Wirksamkeit und Nachhaltigkeit dieser Lernform. Die Entwicklungen auf diesem Gebiet werden ständig fortgeführt.

 

Team                                                              

Prof. Dr. Andreas Schulz

Stefan Brackertz

Alexander Küpper

 

Veröffentlichungen

Schulz, A.: Atmosphäre, Klima, Wetter (2005) in: Der Fortbildner. Klett-V.

Schulz, A., Brackertz, S., van de Sand, M.: Das Schülerlabor „Unser Raumschiff Erde als universitäre Einrichtung zum Lehren, Lernen und Forschen. (2018, in Vorbereitung)

 

Abgeschlossene Arbeiten von Studierenden

Jockweg, T. (2013): Entwicklung von Experimentierstationen zum Themenfeld „Wasser“ im Rahmen des Schülerlabors der Universität zu Köln. Staatsarbeit Universität Köln

Bärenfänger, F. (2014): Fächerübergreifendes Experimentierkonzept in offener Lehr- und Lernumgebung im Kontext Wasser für das zdi-Schülerlabor der Universität zu Köln. Staatsarbeit Universität Köln

Kerner, F. (2016): Anwendungsorientiertes Vorbereitungsmodul für den Besuch des Schülerlabors der Universität zu Köln. Staatsarbeit Universität Köln

Pöll, J. (2013): Experimente im Ultravioletten Spektralbereich für das Schülerlabor der Universität zu Köln. Staatsarbeit Universität Köln