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Colicchia, Giuseppe (2002): Physikunterricht im Kontext von Medizin und Biologie: Entwicklung und Erprobung von Unterrichtseinheiten zur Steigerung des Interesses und für den fachübergreifenden Physikunterricht. Dissertation, LMU München: Faculty of Physics
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Abstract

Eines der dringend zu lösenden Probleme des Physikunterrichts stellt das im Vergleich zu anderen Schulfächern geringe Interesse der Schüler und insbesondere Schülerinnen dar. Mangelnde Lernmotivation führt langfristig zu geringeren Lernerfolgen und zu einem Desinteresse an naturwissenschaftlichen Fragen als Erwachsener. Inzwischen gibt es eine Reihe von Untersuchungen über das Interesse von Schülerinnen und Schülern die zeigen, dass medizinische und biologische Themen auf relativ hohes Interesse stoßen. Von diesen Befunden ausgehend wurden für eine Reihe von medizinischen Themen Unterrichtseinheiten entwickelt und ihre Wirksamkeit bezüglich einer Interessenserhöhung überprüft. Folgende biologisch-medizinische Kontexte für die Einführung bzw. Anwendung physikalische Begriffe und Gesetze wurden ausgewählt: • Anhand des menschlichen Bewegungsapparates (Armgelenk, Kauapparat und Belastung der Wirbelsäule) wurden Begriffe wie Hebel und Drehmoment sowie Schwerpunkt erklärt. • Normale Atmung und Atmung beim Tauchen wurden zur Einführung des Luftdrucks verwendet. Weiterhin wurden physikalische Aspekte von Störungen im Blutkreislauf (Thrombose, Stenose, Aneurysma) betrachtet, um Begriffe und Gesetze aus der Hydrostatik und Hydrodynamik zu behandeln. • Einfache Untersuchungen am Auge, sowie die Behandlung der wichtigsten Fehlsichtigkeiten in Verbindung mit der Anatomie und Physiologie des menschlichen und tierischen Auges werden thematisiert. Hierbei standen die Akkommodationsformen in Luft und Wasser im Vordergrund. Den am Unterrichtsversuch beteiligten Lehrkräften wurden Materialsammlungen zur Verfügung gestellt. Die Unterrichtsvorschläge waren nicht bis ins letzte Detail ausgearbeitet, sodass die Lehrkräfte einen relativ großen Spielraum bei der Unterrichtsgestaltung hatten. Dies entspricht u.E. einer weitgehend realitätsnahen Verwendung von Vorschlägen durch die Lehrkräfte. Zur Veranschaulichung und Unterstützung der Themen wurden viele, auf die Grundfunktionen reduzierte Modelle gebaut und für die Erprobung zur Verfügung gestellt. Mit Hilfe einer Reihe von Fragebögen wurden die Einstellung der Lehrkräfte zu den unterrichteten Themen und das allgemeine Interesse der Schülerinnen und Schülern an Physik, sowie die Interessantheit des Unterrichts untersucht. Die Lehrerbefragung ergab, dass die neuen Unterrichtskonzeptionen, mit dem Ziel das Interesse an den Gegenständen der Physik durch eine explizite Berücksichtigung biologischmedizinischer Kontexte zu erhöhen, bei den Lehrkräften auf hohe Akzeptanz stoßen. Nach ihrer Einschätzung vergrößert der Bezug zur medizinischen Fragestellung sowohl für sie selbst als auch für die Schüler das Interesse am Physikunterricht. Vor- und Nachtest-Vergleiche ergaben eine Erhöhung des allgemeinen und des Fachinteresses in der Versuchsgruppe und eine Abnahme in der Kontrollgruppe. Eine Überlegenheit der Versuchsgruppe gegenüber der Kontrollgruppe bei der Interessantheit des Unterrichts konnte nicht nachgewiesen werden. In einigen Klassen wurden Leitungstests mit traditionellen Aufgaben geschrieben. Die Ergebnisse können so interpretiert werden, dass die Lernleistung der Versuchsgruppe in Physik nicht schlechter ausfiel als im traditionellen Unterricht. Allerdings haben die Schüler auch etwas in der Biologie und Medizin dazu gelernt. Der geschlechtsspezifische Vergleich zeigt, dass besonders die Mädchen bezüglich des Interesses von dem Konzept profitieren. Zusammenfassend sind die Ergebnisse so zu interpretieren, dass mit der Einbindung physikalischer Inhalte in biologisch-medizinische Kontexte das Interesse der Schülerinnen und Schüler wie angenommen gesteigert werden kann, ohne dass die Lernleistung darunter leidet.