Die Newton'schen Axiome im Physikunterricht der Klassenstufe 9 Gymnasium (PDF)

Examensarbeit aus dem Jahr 2013 im Fachbereich Didaktik - Physik, Note: 1,3, , Sprache: Deutsch, Abstract: Diese Arbeit dokumentiert eine Unterrichtssequenz zum Thema "Erarbeitung der Newton'schen Axiome" anhand ausgewählter Experimente im Physikunterricht der Klassenstufe 9 im Gymnasium. Dabei lassen sich die Axiome in 3 Untertheorien wie folgt aufteilen: 1. Wechselwirkungsgesetz, 2. Grundgesetz, 3. Trägheitsgesetz. Als Axiom gilt hier der Grundsatz einer Theorie, der innerhalb eines Systems nicht begründet oder deduktiv abgeleitet wird.

Dass die einzelnen Axiome miteinander in Beziehung stehen, soll innerhalb der Sequenz u.a. durch die verbindende Betrachtung der einzelnen Experimente gekennzeichnet werden. Dazu wurde der Schwerpunkt der unterrichtlichen Gestaltung auf einen problematisierenden und handlungsorientierten Unterricht gelegt. Die Orientierung an lebensweltlichen Problemen der Schüler bietet zunächst die Möglichkeit der Fokussierung hin zu einer wissenschaftlichen Kontextualisierung, die letztlich handlungsorientierte Lösungsstrategien verlangt und den Einsatz der Schüler erfordert.

Während die Problemorientierung zunächst die wissenschaftliche Arbeitsweise und die Neugier sowie das Interesse der Schüler fördert, dient der handlungsorientierte Ansatz vor allem der Motivation durch Einbindung der Schüler in den gesamten Erarbeitungsprozess.

Die Realisierung beider Leitgedanken kann im Physikunterricht durch den Einsatz von Experimenten und lebensweltlichen Bezügen zum Erfahrungshorizont der Schüler erfolgen und bietet daher Möglichkeiten, um sowohl kognitive Konflikte, die sich in der Behandlung des Themas ergeben, als auch bereits vorhandenes Wissen im Erkenntnisprozess mit einzubeziehen.

In der Lebenswelt der Schüler taucht der Begriff der Kraft des Öfteren auf, allerdings in unterschiedlichen inhaltlichen Ausrichtungen. So wird im Sportunterricht von Kraftübungen gesprochen, starken Personen wird viel Kraft zugeschrieben und Filmhelden verfügen zumeist sogar über Superkräfte. Insofern ist der Begriff Kraft bei den Schülern mit der Behandlung in Klasse 7 bereits vorgeprägt.

Während sie den Kraftbegriff im physikalischen Kontext zunächst nur qualitativ kennenlernen, werden vor allem die Wirkungen der Kräfte auf Grundlage der Newton'schen Axiome durch das Kerncurriculum in der Klasse 9 wieder aufgegriffen und hier vertieft. Diese Grundbedingung ergibt sich daraus, dass erst in Klasse 9 die Bewegungsgesetze der Mechanik behandelt werden und die Schüler die gleichförmige von der gleichmäßig beschleunigten Bewegung zu unterscheiden lernen.