Planspiele als Methode kontextbezogenen, guten Physikunterrichts. Einführung und Umsetzung im Unterricht

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Merkmale kontextorientierten Physikunterrichts

3 Theorie des Planspiels
3.1 Planspielart des Unterrichtsentwurfs
3.1.1 Spielmedium
3.1.2 Modellbereich
3.1.3 Rolle des Lehrenden
3.1.4 Soziales Arrangement
3.2 Planspielphasen des Unterrichtsentwurfs
3.2.1 Vorbereitungsphase
3.2.2 Durchführungsphase
3.2.3 Auswertungsphase

4 Unterrichtsentwurf

5 Fazit

Literaturverzeichnis

Anhang 1: Anleitung ViMPS

Anhang 2: Anleitung Excel

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 : Merkmale guten Physikunterrichts (Duit & Mikelskis-Seifert, 2010, S. 8)

Abbildung 2 : Planspielphasen (Kern, 2003, S. 80)

1 Einleitung

Im internationalen Vergleich naturwissenschaftlichen Unterrichts sind bei deutschen Schülern und Schülerinnen¹ im Zuge von PISA und TIMSS² Leistungsdefizite festgestellt worden. Diesbezügliche Analysen offenbaren die bestehende Problematik. Durch lehrerzentrierten Unterricht bekommen Lernende nur selten Gelegenheit für selbstbestimmtes und eigenständiges Arbeiten. Es besteht kaum eine systematische Unterstützung des Lernens (vgl. Duit & Mikelskis-Seifert, 2010, S. 6).

Im Zuge einer neuen Lehr-Lern-Kultur entstand das Projekt "Physik im Kontext"³, welches Anregungen gibt, den genannten Defiziten zu begegnen und die Anforderung an einen kontextbezogenen, guten Unterricht definiert. Methodische Vorschläge sind innerhalb des Projekts gegeben, umfassen jedoch nicht die Planspielmethode.

Aufgrund meiner Erfahrungen, die ich innerhalb des Vertiefungsseminars „Die Planspielmethode für den Unterricht" machen konnte, induzierte sich in mir der Impuls, die Planspielmethode für die Umsetzung von kontextorientiertem Physikunterricht einzusetzen, da sie genau jene Kriterien erfüllen kann, welche die neue Lehr-Lern- Kultur der naturwissenschaftlichen Unterrichtsfächer fordert. Dies betrifft gerade die Aspekte eines selbstgeleiteten, realitätsnahen sowie handlungsorientierten Unterrichts.

Ziel dieser Arbeit ist daher es zu zeigen, wie die Planung einer kontextorientierten, guten Unterrichtssequenz des Fachs Physik nach der Planspielmethode umzusetzen ist.

Beginnend mit einer Definition der Bezeichnung "Kontextorientierung" eines guten Physikunterrichts nach Duit und Mikelskis-Seifert, folgt ein Theorieteil zu Zielen, Arten und Phasen der Methode des Planspiels im Abgleich mit den didaktischen Entscheidungen des Unterrichtsentwurfs "Erstellen eines Unfallgutachtens unter Verwendung der Videoanalysesoftware ViMPS⁴ ".

2 Merkmale kontextorientierten Physikunterrichts

Die Bezeichnung der "Kontextorientierung" äußert sich bzgl. des physikalischen Unterrichts nach Duit und Mikelskis-Seifert in zwei Kategorien:

1. Fachliche Inhalte sollen in sinnstiftende Kontexte eingebettet sein.
2. Das Lernen findet im Kontext einer Lernumgebung statt, welche das Lernen bei ihrer Gestaltung nachhaltig unterstützt.

Bei der Planung und Durchführung naturwissenschaftlichen Unterrichts sollten zudem die bereits in der Literatur (Meyer, 2004; Helmke, 2003) erarbeiteten Merkmale "guten" Physikunterrichts (s. Abb. 1) Anwendung finden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Merkmale guten Physikunterrichts (Duit & Mikelskis-Seifert, 2010, S. 8)

Die Aspekte eines guten, kontextorientierten Physikunterrichts gilt es nun durch Anwendung der Planspielmethode im Unterrichtsentwurfs aufzuzeigen und mit den didaktischen Entscheidungen abzugleichen.

3 Theorie des Planspiels

In diesem Abschnitt werde ich die theoretischen Grundlagen des Planspiels in Relevanz zu meinem Unterrichtsentwurf vorstellen. Ich untersuche das entwickelte Planspiel hinsichtlich Spielmedium, Modellbereich, der Rolle des Lehrenden sowie des sozialen Arrangements. Außerdem werde ich die Planspielphasen einordnen und vor dem Hintergrund der Kriterien eines kontextorientierten, guten Physikunterrichts didaktisch begründen. Ich beziehe mich bei der Erarbeitung auf Blötz (2008), wobei ich die Ausrichtung auf den Bereich der Betriebswirtschaften nach meinem Bedarf erweitere.

3.1 Planspielart des Unterrichtsentwurfs

Der Unterricht "Erstellen eines Unfallgutachtens unter Verwendung der Videoanalysesoftware ViMPS" versetzt die SuS in den beruflichen Handlungsbereich eines Unfallgutachters mit dem Ziel anhand einer Videoanalyse und daran zu erlernender physikalischer Fachinhalte der Kinematik⁵ ein kriteriengeleitetes Unfallgutachten zu erstellen und dieses vor einem Gericht zu verfechten. Um den Anforderungen eines Planspiels gerecht zu werden, wird eine Handlungsumgebung geschaffen, in welcher die SuS in der Rolle eines Unfallgutachters agieren, somit Teil der Simulation sind (vgl. Blötz, 2008, S.16). Da letztlich ein kriterienorientiertes Unfallgutachten nach den Gesetzen der Kinematik zu erstellen ist, wird den Lernenden ein gewisser Rahmen gegeben, in dem sie experimentieren können. Sie sind gefordert, den Lösungsweg eigenständig zu wählen, können hierbei aber auf die Unterstützung des Lehrers zurückgreifen. Die Durchführung des Planspiels ist so organisiert, dass die SuS primäre Entscheidungen und Lösungsansätze wählen und durch die Rückmeldung des Lehrers für die zweite Phase einen optimierten Lösungsweg entwickeln können. Eine sog. "Simulationsschleife" zur Rekonstruktion des abgebildeten sozialen Systems ist geschaffen (vgl. Blötz, 2008, S.16). Alle Handlungen und Entscheidungen der SuS geben Rückschluss auf den Lernerfolg (vgl. Blötz, 2008, S.16). Nicht zuletzt sind sie gefordert, ihre Erkenntnisse aus der Erstellung des Unfallgutachtens in einem simulierten Gericht abschließend zu verfechten und den Unfall ihres Klienten nach dessen Unschuld hin zu belegen.

3.1.1 Spielmedium

Zentraler Bestandteil des Unterrichts stellt die Videoanalysesoftware ViMPS dar, mit der die SuS Messungen an dem bereitgestellten Video eines Autounfalls, bzw. in der ersten Durchführungsphase anhand von videogestützten Modellversuchen der Kinematik, durchführen werden. Diese Software unterstützt allerdings nicht die Funktion der unmittelbaren Auswertung und Rückmeldung getätigter Entscheidungen. Es ist somit keine Kategorisierung des Spielmediums als beispielsweise interaktives, PC-gestütztes Planspiel zu treffen. Da die Lehrkraft am Ende beider Durchführungsphasen eine Rückmeldung zu den Ergebnissen gibt; am Ende der ersten Durchführungsphase zudem Verbesserungsvorschläge zu getätigten Entscheidungen gibt bzw. eine Sensibilisierung zu konkreten Kriterien des Unfallgutachtens induziert, entsteht eine sogenannte Wettbewerbszentrale durch den Lehrer. Diese ist allerdings weder auf konventionell postalischem noch elektronischem Wege mit den Lernenden verbunden (vgl. Blötz, 2008, S.55), sondern erfolgt in direktem Diskurs.

3.1.2 Modellbereich

Das entwickelte Planspiel versetzt die SuS in den Aufgabenbereich eines Unfallgutachters. Da das Unterrichtsvorhaben in einer Klasse der Schulform des Technischen Gymnasiums umgesetzt wird, rechtfertigt sich die berufspraktische Orientierung des Unterrichts. Die didaktische Reduktion der Handlungsschritte des Unfallgutachters wird soweit durchgeführt, dass die physikalischen, fachlichen Inhalte der Kinematik den technischen Sachgegenstands bilden. Daneben sollen aber auch formale Aspekte eines Unfallgutachtens beachtet werden.

Der Modellbereich lässt sich somit als Funktionsplanspiel definieren, da ein betrieblicher Funktionsbereich unter den Aspekten von Planungs-, Organisations- und Arbeitstechniken abgebildet wird (vgl. ebd.).

3.1.3 Rolle des Lehrenden

Der Lehrende übernimmt verschiedene Aufgaben bei Planung, Durchführung und Auswertung des Planspiels. Zunächst macht der Lehrende sich mit der zugrundeliegenden Theorie eines Planspiels vertraut. Dadurch ist er in der Lage, ein eigenes Planspiel zu entwickeln, das den Bedürfnissen des Unterrichtsvorhabens entspricht, der Sinnhaftigkeit des theoretischen Rahmens allerdings weiterhin entspricht. Ein Probelauf sollte vorab geschehen, um das Erreichen des formulierten Lernziels durch eine funktionierende inhaltliche Abstimmung abzusichern (vgl. Liebetrau, 2012, S.12). Als Experte des eigens entwickelten Planspiels übernimmt er weiterhin die Aufgabe, den Lernenden einen Zugang hierfür zu ermöglichen. Die Rolle als Spielleitung entsteht, welche mit ausgeprägter Sicherheit und Kenntnis über das entwickelte Planspiel einhergeht.

Neben diesen stets geltenden Anforderungen an den Lehrenden für Planspiele im Allgemeinen ergeben sich zwei spezifische, spielbasierte Aufgaben im Verlauf des geplanten Unterrichts. Der Lehrende übernimmt die Rolle eines Fortbildners, indem er den SuS nach der ersten Durchführungsphase auf freiwilliger Basis Termine für eine fachliche Weiterbildung zur Erstellung eines Unfallgutachtens anbietet. Außerdem gibt er Rückmeldung zu bisherigen Messergebnissen aus den videogestützten Modellversuchen. Eine weitere Rolle übernimmt die Lehrkraft am Ende der zweiten Durchführungsphase. Er versetzt sich in die Rolle eines Richters und entscheidet anhand des erstellten Unfallgutachtens der SuS und deren Verfechtung vor "Gericht", ob der Unfallverursacher haftbar ist oder im Sinne des Erreichens formulierter Lernziele nicht.

Unter dem Aspekt der tutoriellen Begleitung verläuft das Planspiels trainergeführt, sofern die SuS das Angebot des Lehrers in seiner Rolle als Fortbildner wahrnehmen. Die Durchführungsphasen an sich sind ohne trainergeführte Begleitung geplant (vgl. Blötz, 2008, S.57).

3.1.4 Soziales Arrangement

Die Lernenden organisieren sich in Gruppen und bilden jeweils ein Team aus Unfallgutachtern, die in ihrer Entscheidungsgewalt gleichberechtigt sind. Da die Klasse aus 20 SuS besteht, wäre eine Aufteilung in 5 Gruppen à 4 Teilnehmer denkbar. Die Gruppenbildung wird den SuS überlassen. Da sie sich im aktuellen Klassenverbund schon seit circa einem Jahr befinden sollte die soziale Kompetenz soweit ausgeprägt sein, dass eine selbstorganisierte Einteilung umzusetzen ist. Das Gruppen-Planspiel wird im Parallelbetrieb umgesetzt. Jede Gruppe ist in Unabhängigkeit zu den anderen dafür verantwortlich, das beste Ergebnis im Sinne des Spielziels zu erreichen (vgl. Blötz, 2008, S.57).

3.2 Planspielphasen des Unterrichtsentwurfs

Die Umsetzung der Planspielmethode erfordert drei Hauptphasen (s. Abb. 2). Diese Phasen werde ich im Folgenden am Beispiel des Unterrichtsvorhabens aufzeigen. Dies geht mit einer Begründung didaktischer Entscheidungen hinsichtlich der Merkmale eines guten, kontextorientierten Physikunterrichts einher.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Planspielphasen (Kern, 2003, S. 80)

3.2.1 Vorbereitungsphase

Da die Vorbereitungsphase eine Einführung des Planspiels darstellt wird den SuS zunächst ein inhaltlicher und zeitlicher Überblick über das Bevorstehende gegeben. Dies umfasst die Vorstellung der Methode des Planspiels und die zeitliche Organisation einschließlich Reflexion. Außerdem wird geklärt, welche Rolle die Lernenden übernehmen. Den SuS soll bewusst werden, nach welchen Regeln sie ihr Vorgehen ausrichten können und inwieweit sie hierbei Unterstützung durch den Lehrenden erhalten. Eine "Vorschau auf das Neue" (Duit & Mikelskis-Seifert, 2010, S. 8) ist geschaffen.

Für die Formulierung der Ausgangssituation, des bestehenden Problems sowie der Zielsetzung habe ich mich für einen Videopodcast entschieden. In diesem Video formuliert der Kunde einen Auftrag an den Unfallgutachter. Gleichzeitig wird das Video des Unfalls gezeigt, welches im späteren Videomessverfahren analysiert wird. Der Kunde wird wegen des Verkehrsunfalls vor Gericht verhört. Der Unfallgutachter soll dessen Unschuld durch das Einhalten der zulässigen Höchstgeschwindigkeit beweisen. Die Einführung des Kunden erzeugt bei den SuS ein Verantwortungsbewusstsein, da ihr selbstgeleitetes Vorgehen im Verlauf des Planspiels darüber entscheidet ob der Unfallverursacher zu unrecht bestraft wird. Da sie aktiv in den Prozess eingreifen können ist eine hohe Motivation der Lernenden anzunehmen (vgl. Klippert, 2008, S. 33). Außerdem ist die Einbettung des Arbeitsauftrages lebensnah und an Alltagserfahrungen orientiert (vgl. Duit & Mikelskis-Seifert, 2010, S. 8), da die Lernenden nicht zuletzt durch den Erwerb des Führerscheins einen Bezug zu Verkehr und Verkehrssicherheit haben.

3.2.2 Durchführungsphase

Die Durchführungsphase untergliedert sich in zwei Simulationsschleifen. Da sich die SuS zunächst mit dem Aufgabenbereich des Unfallgutachters und der Videosoftware ViMPS vertraut machen müssen, analysieren sie zunächst videogestützte Modellversuche der Kinematik. Hierbei sind die SuS gefordert, relevante Messgrößen zu erkennen und festzuhalten, die einen Rückschluss auf die Momentangeschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts ermöglichen. Somit beläuft sich der Entscheidungsprozess P1 (vgl. Abb. 2) auf die Festlegung relevanter Messgrößen. Diese Entscheidung wird dem Lehrer in schriftlicher Form übergeben.

Im folgenden Verarbeitungsprozess P1 (vgl. Abb. 2) experimentieren die SuS mit ViMPS auf Basis ihrer vorherigen Entscheidung. Es gestaltet sich eine Lernumgebung, die nach dem Selbstkonzept und der Einstellung der SuS ausgerichtet ist und zudem eine vielfältige Form des Experimentierens zulässt (Duit & Mikelskis-Seifert, 2010, S. 8). Damit keine Demotivation durch Überforderung entsteht, ist instruktionale Unterstützung (vgl. Reinmann-Rothmeier & Mandl, 1999, S. 33) in Form einer Anleitung zu ViMPS (s. Anhang 1: Anleitung ViMPS) und Excel (s. Anhang 2: Anleitung Excel) bereitgestellt. Daneben ist die Lehrkraft für formale Fragen ansprechbar. Am Ende der ersten Simulationsschleife erhalten die Gruppen einzeln Rückmeldung zu ihren Entscheidungen und Messergebnissen. Fehlentscheidungen werden kommentiert. Es ergibt sich Gelegenheit aus Fehlern zu lernen (Duit & Mikelskis-Seifert, 2010, S. 8). Freiwillig können die SuS nun entscheiden, ob sie an dem Fortbildnerseminar des Lehrers teilnehmen wollen. Hierfür stehen konkrete Termine zu Beginn der zweiten Simulationsschleife zur Verfügung. Die Teilnahme an der Fortbildung ist zu empfehlen, da relevante Messwerte gezeigt werden sowie eine Festlegung formaler Kriterien des Unfallgutachtens erfolgt.

Der Entscheidungsprozess P2 (s. Abb. 2) baut auf den Erfahrungen der Fehlerrückmeldung durch den Lehrer, bzw. der konkreten Hilfestellung aus den Fortbildungen auf. Anhand der Entscheidungen führen die SuS Messungen mit ViMPS am Unfallvideo des Kunden durch. Im weiteren Verlaufsprozess P2 erstellen die Lernenden das Unfallgutachten. Die Simulationsschleife endet mit der Gerichtsverhandlung. Die Ergebnissicherung ist spielerisch gelöst, der Lehrer kann Rückschluss auf die erworbene Fachkompetenz der SuS nehmen. Als Bewertungsgrundlage dient neben der Präsentationsform das erstellte Unfallgutachten. Die darin enthaltenen Ergebnisse lassen sich mit den Anforderungen aus der Fortbildung abgleichen. Neben dem Erwerb fachlicher Kompetenzen der Kinematik, wird die Methodenkompetenz der SuS durch Erstellen des Unfallgutachtens geschult. Die Gruppenarbeit baut auf Diskussionen, Abstimmungen und Klärungen auf, wodurch ein sozial-kommunikatives Lernen generiert wird, das mit der Förderung von Sozialkompetenzen einhergeht (vgl. Klippert, 2008, S. 34). Außerdem steigern die SuS ihr rhetorisches Geschick und ihre Selbstkompetenz im Verlauf der Gerichtsverhandlung. Das Lernen wird nachhaltig unterstützt (Duit & Mikelskis-Seifert, 2010, S. 8).

3.2.3 Auswertungsphase

Die Evaluation des Planspiels verläuft in einer Plenumsdiskussion. Wichtig hierbei ist, dass die SuS kritisch Rückmeldung zu Organisation und Spielverlauf geben, damit die Lehrkraft an der Konstruktion des Planspiels Verbesserungen durchführen kann. Relevante Punkte werden vom Lehrer an der Tafel stichwortartig festgehalten.

Für die Rekonstruktion des Spielverlaufs und der Spielanalyse erstellen die Gruppen jeweils eine Mindmap auf einer Metaplanwand, die anschließend dem Plenum präsentiert wird. Neben dem Aufzeigen fachlich-sachlicher Defizite, ermöglicht die Präsentation eine Reflexion des methodischen Vorgehens sowie Kommunikations- und Teamverhaltens der SuS (vgl. Klippert, 2008, S. 28). Diese Methodenreflexion stellt den zentralen Bestandteil der Spielauswertung und -nachbereitung eines Planspiels dar (vgl. ebd.).

4 Unterrichtsentwurf

Universität Hamburg

- IBW -

Unterrichtsentwurf

"Erstellen eines Unfallgutachtens unter Verwendung der Videoanalysesoftware ViMPS"

Zeit: 12 Stunden

Klasse: xxxxx (20 Schülerinnen und Schüler)

Fach: Physik

Unterrichtsthema: Erstellen eines Unfallgutachtens unter Verwendung

der Videoanalysesoftware ViMPS

Unterrichtende: nach Abschluss der Präsentation

[...]

¹ Im Folgenden SuS genannt.

² Third International Mathematics and Science Study.

³ "Ein Programm zur Förderung der naturwissenschaftlichen Grundbildung durch Physikunterricht.[...]von Manfred Euler, Reinders Duit und Silke Mikelskis-Seifert beim BMBF beantragt und geleitet." (Duit & Mikelskis-Seifert, 2010, S. 3)

⁴ ViMPS: Video Meß- und Präsentations-System (Becker, 1999, S. 5) - Von "Physik im Kontext" für den Einsatz in kontextorientierten Lernumgebungen empfohlen.

⁵ Lehre der Bewegung von Punkten und Körpern im Raum beschrieben durch die Größen der Beschleunigung, Geschwindigkeit und Position ohne Betrachtung der Kräfte (http://www.duden.de/suchen/dudenonline/kinematik, am 25.09.2012).