Freier Fall, Waagerechter Wurf und Geschwindigkeit: im allgemeinbildenden Unterricht

Freier Fall, waagerechter Wurf und Geschwindigkeit lassen sich im allgemeinbildenden Unterricht an der Berufsfachschule so aufbereiten, dass sowohl Lernende mit solider Vorbildung als auch jene ohne Physikunterricht in der Sek I mitkommen. Entscheidend ist ein gestufter Einstieg über Alltagsbeobachtungen statt über Formeln.

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Warum die Vorkenntnisse im ABU so weit auseinanderliegen

Lernende an der Berufsfachschule stammen aus ganz unterschiedlichen Schultypen und haben Physik zuvor unterschiedlich intensiv besucht. Wer freien Fall und waagerechten Wurf unterrichtet, trifft deshalb auf eine Klasse, in der einige die Formeln bereits kennen und andere den Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Beschleunigung neu lernen müssen. Diese Situation ist im ABU eher die Regel als die Ausnahme, weil Lernende aus verschiedensten Vorbildungen in derselben Klasse zusammenkommen.

Diese Spannweite lässt sich nicht auflösen, aber gestalten. Die Unterrichtsreihe zu freiem Fall, waagerechtem Wurf und Geschwindigkeit beginnt deshalb mit Beobachtungen aus dem Alltag, bevor sie zu den Formeln übergeht, und schafft so einen gemeinsamen Einstieg unabhängig vom Vorwissen der einzelnen Lernenden.

Alltagsbeobachtungen als gemeinsamer Startpunkt

Ein fallender Gegenstand oder ein geworfener Ball sind Erfahrungen, die alle Lernenden bereits gemacht haben, unabhängig davon, ob sie je eine Formel dazu gesehen haben. Diese gemeinsame Erfahrung lässt sich nutzen, um erste Vermutungen zu sammeln, bevor die mathematische Beschreibung eingeführt wird, sodass niemand sofort auf ein leeres Blatt starrt.

So entsteht ein Unterricht, der nicht bei null beginnt, aber auch niemanden abhängt, der die Formeln noch nicht kennt. Wer zusätzliches Anschauungsmaterial sucht, findet in der Unterrichtsreihe zu Optik, Licht, Brechung und Linsen einen ähnlichen Aufbau von der Beobachtung zur Theorie, der sich als Vorbild für die eigene Planung eignet.

Ein kurzes Experiment im Schulzimmer, etwa mit zwei unterschiedlich schweren Gegenständen, bringt zusätzlich eine gemeinsame Erfahrung, auf die sich später alle beziehen können. Solche Beobachtungen wirken oft überzeugender als jede Erklärung an der Tafel, weil die Lernenden das Ergebnis selbst gesehen haben und nicht nur nacherzählt bekommen. Ein kurzes gemeinsames Protokoll zum Experiment, das nur Beobachtung und Vermutung festhält, bereitet zudem den späteren Übergang zur Formel vor, ohne dass dieser Schritt abrupt wirkt.

Differenzierte Aufgaben ohne getrennte Klassen

Im ABU steht selten die Möglichkeit offen, die Klasse nach Leistungsniveau zu trennen. Aufgaben mit gestuften Teilfragen — eine qualitative Einschätzung für den Einstieg, eine Rechnung für Fortgeschrittene — erlauben es, dieselbe Aufgabenstellung für unterschiedliches Vorwissen zu öffnen, ohne zwei separate Arbeitsblätter zu erstellen und zu verwalten.

Wichtig ist, dass auch die einfacheren Teilfragen einen echten Erkenntnisgewinn bringen und nicht nur als Beschäftigung für schwächere Lernende wirken. Sonst entsteht der Eindruck einer Zweiklassenaufgabe, was der Zusammenarbeit in der Gruppe schadet und sich negativ auf das Klassenklima auswirkt.

Eine bewährte Variante ist die Partnerarbeit mit gemischtem Vorwissen, bei der die eine Person die qualitative Einschätzung übernimmt und die andere die Rechnung prüft. So profitieren beide Seiten voneinander, ohne dass die Lehrperson jede Gruppe einzeln unterschiedlich anleiten muss.

Das Thema im Fachbereich und darüber hinaus verankern

Freier Fall und waagerechter Wurf lassen sich gut mit weiterführenden Themen verbinden, etwa mit dem Beitrag Klausuraufgaben zur Kernphysik in der Oberstufe konstruieren, auch wenn dieser für ein anderes Bildungssystem geschrieben wurde und andere Prüfungsformen beschreibt als das Qualifikationsverfahren an der Berufsfachschule.

Für die Einordnung in den ABU insgesamt hilft die Übersicht zum ABU an der Berufsfachschule, während die Sammlung an Unterrichtsmaterial für den ABU an Schweizer Berufsfachschulen weitere naturwissenschaftliche Themen bereithält. Auch ein Blick in den Beitrag Einstieg in die Quantenphysik für den Unterrichtsbesuch zeigt, wie sich ein physikalisches Thema für sehr unterschiedliche Vorbereitungszeiten skalieren lässt, und die Reihe zum freien Fall fügt sich direkt in diese Planung ein.

Wer das Thema zum ersten Mal unterrichtet, plant am besten etwas mehr Zeit für Rückfragen ein als bei einem vertrauten Fachthema, weil die Bandbreite an Vorwissen im ABU grösser ausfällt als in einer nach Leistungsniveau getrennten Klasse.

Häufige Fragen

Wie startet man das Thema, wenn die Klasse sehr unterschiedliches Vorwissen mitbringt?

Ein Einstieg über eine gemeinsame Alltagsbeobachtung, etwa einen fallenden Gegenstand, funktioniert unabhängig vom individuellen Vorwissen der einzelnen Lernenden. Erst danach folgt die mathematische Beschreibung, sodass niemand von Beginn an mit Formeln überfordert wird, während Lernende mit Vorwissen schneller zur eigentlichen Rechnung übergehen können.

Lassen sich gestufte Aufgaben ohne grossen Zusatzaufwand erstellen?

Ja, indem eine Aufgabe zunächst eine qualitative Einschätzung verlangt und erst danach eine konkrete Berechnung anschliesst. So arbeiten alle Lernenden an genau derselben Aufgabenstellung, aber auf unterschiedlichem Niveau, ohne dass zwei komplett getrennte Arbeitsblätter erstellt und separat verwaltet werden müssen.

Wie geht man mit Lernenden um, die Physik in der Sek I kaum hatten?

Eine kurze Auffrischung der Grundbegriffe Geschwindigkeit und Beschleunigung vor dem eigentlichen Thema schafft eine gemeinsame Basis. Wichtig ist, diese Auffrischung knapp zu halten, damit Lernende mit Vorwissen nicht das Gefühl bekommen, nur bereits Bekanntes zu wiederholen, während andere gerade erst den Anschluss finden.