Inhalt

Altlastenbefreiter Unterricht nach dem Karlsruher Physikkurs

Die Physik hätte mir im Gegensatz zur Mathematik weit mehr Freude bereitet, wenn ich schon in meiner Schulzeit oder meinem Studium dem Karlsruher Physikkurs hätte begegnen und nach dessen Vorgehen in Physik ausgebildet werden können. Es wäre mir erspart geblieben, dass mein Blick und meine Anschauung durch veraltete und vorrangig der Mechanik entstammende Bilder und Vorstellungen, die sich mit zeitgemäßen Auffassungen nicht vertragen, verstellt oder sogar verdorben wurden, von denen ich mich später nur unter Mühen befreien konnte.

In der Mathematik erfolgt beispielsweise die Behandlung von Ableitungen nicht vor der von Stammfunktionen. In der Physik wird dagegen der NEWTONsche Kraftbegriff (Ableitung: zeitliche Impulsänderung) vor dem viel einfacher zu erfassenden Impulsbegriff (Stammfunktion: Impuls) behandelt. Das Festhalten an den Prozessbegriffen Arbeit und Wärme (korrekter: Erwärmung – ein Vorgang, kein Zustand!) schafft eher Verwirrung statt Klärung.

Das “Strom-Konzept” des Karlsruher Physikkurses gestattet eine direkte Einbeziehung auch von Datenströmen sowie von Datentransport und -speicherung. Die nur historisch zu rechtfertigende Einteilung von Energie in Formen wird aufgegeben zugunsten einer Behandlung der Energie (wörtlich: inneres Wirken) als eigenständige physikalische Größe. Wird Energie übertragen, so mit ihr stets auch eine mengenartige Größe. Zum Beispiel spricht man nicht mehr von “Energie in Form von Wärme”, sondern sagt einfach, dass neben der Energie auch Entropie strömt. (Befreit von statistischem Ballast steht »Entropie«: inneres Geartetsein – für das, was umgangssprachlich mit Wärmemenge oder kurz Wärme bezeichnet wird.) Bildhaft gesprochen wird Energie also getragen, beispielsweise von Entropie, elektrischer Ladung, Impuls, Stoffmenge oder allgemein von einer mengenartigen Größe, die man Energieträger nennt; dieser kann mit wenig oder mehr Energie beladen (oder – zur Vermeidung einer Verwechslung mit elektrischer Ladung – “betankt”) sein.

Zu jeder mengenartigen Größe gehört also eine weitere Größe, die man als Stromstärke interpretieren kann. Konsequenterweise wird so zum Beispiel Leistung (= zeitliche Energie-Änderung), Energiestromstärke und Kraft (= zeitliche Impulsänderung) Impulsstromstärke genannt. Man sagt jetzt auch nicht mehr “Energie wird umgeformt” (Was ist Umformung von innerem Wirken?), sondern “Energie wird umgeladen”, und man redet nicht mehr von Energiewandlern (Was heißt: Inneres Wirken wird umgewandelt?), sondern von Energie-Umladern. Weil man sich beim Umgang mit mengenartigen Größen aller umgangssprachlichen Wendungen bedienen kann, die man auch zum Ausdrücken von Stoffbilanzen benutzt, spricht man eine Sprache, die jedem Schüler vertraut ist, bevor er seinen ersten Physikunterricht erhalten hat.

Ein weiterer großer Vorteil des Karlsruher Physikkurses ist das Operieren in verschiedenen Bereichen der Physik mit denselben Anschauungen. Es ist das Verdienst von Mitarbeitern am Institut für Didaktik der Physik der Universität Karlsruhe, hier neue Wege beschritten und eine Neustrukturierung des Physikunterrichts unternommen zu haben. Der Ansatz, in jedem Gebiet der Physik einen oder mehrere Energieträger zu identifizieren und damit ein Fundament für die gesamte Physik zu bilden, besticht nicht nur durch seine Einfachheit und Klarheit, sondern weist auch ein ungewöhnlich hohes didaktisches Potential auf, das zu nutzen für den Schulunterricht enorme Vorteile bringt.


Info
Nähere Informationen im Internet unter
http://www.physikdidaktik.uni-karlsruhe.de/

http://www.physikdidaktik.uni-karlsruhe.de/publication/kpk_pb.pdf