Relativität und Astrophysik: im Fachbereich NT einordnen
Relativität und Astrophysik gehört zum Fach Physik am Gymnasium, nicht mehr zum Fachbereich NT. Wer versteht, wie sich NT aus dem undifferenzierten NMG der Zyklen 1 und 2 entwickelt und am Gymnasium wieder in Physik, Chemie und Biologie zerfällt, sieht sofort, warum ein Thema wie dieses erst am Ende dieser Kette auftaucht.
Die im Text erwähnten Unterrichtsmaterialien auf einen Blick. Digitaler Download, sofort einsetzbar.
Von NMG zu NT — und weiter zu Physik
In den Zyklen 1 und 2 läuft naturwissenschaftlicher Unterricht im Lehrplan 21 undifferenziert unter NMG, Natur, Mensch, Gesellschaft. Erst in Zyklus 3 trennt sich daraus der Fachbereich NT, Natur und Technik, der physikalische, chemische, biologische und technische Inhalte weiterhin gemeinsam behandelt, aber schon deutlich fachlicher wird als NMG zuvor.
Am Gymnasium zerfällt NT ein zweites Mal, diesmal in eigenständige Fächer: Physik, Chemie und Biologie laufen dort getrennt, mit entsprechend mehr Zeit für fachliche Tiefe. Ein Thema wie Relativität oder Astrophysik lässt sich in diesem Umfang erst dort behandeln, wo Physik nicht mehr Teil eines breiteren Fachbereichs ist, sondern ein eigenes Fach mit eigenem Stundenumfang. Diese Entwicklung von NMG über NT bis zum eigenständigen Fach lohnt sich, einer Klasse zu Beginn kurz zu erklären.
Relativität und Astrophysik als Beispiel für die Gymnasialstufe
Die Unterrichtsreihe zu Relativität und Astrophysik für die Physik in der SEK II setzt mathematisches und begriffliches Vorwissen voraus, das in NT so noch nicht angelegt wird, etwa den Umgang mit abstrakten Modellen jenseits alltäglicher Anschauung. Das erklärt, warum das Thema am Gymnasium auftaucht und nicht bereits in Zyklus 3.
Für eine Klasse, die anschliessend einen weiteren abstrakten Bereich der Physik behandeln will, bietet sich die Unterrichtsreihe zu Quantenphysik an, die auf einem ähnlichen Abstraktionsniveau arbeitet und sich gut an eine Einheit zu Relativität und Astrophysik anschliessen lässt. Beide Themen zusammen bilden eine Art Abschlussblock für die theoretische Physik am Ende der gymnasialen Ausbildung.
Was das für den Einsatz in Zyklus 3 bedeutet
Für Zyklus 3 eignet sich das Material höchstens in stark vereinfachter Form, etwa als anschauliche Einführung ohne mathematische Herleitung, für eine besonders interessierte Klasse. Als reguläres NT-Material ist es nicht gedacht, weil der Fachbereich dort andere Schwerpunkte setzt, die eher auf Erkenntnisgewinnung durch eigenes Experimentieren zielen als auf theoretische Modellbildung.
Ein Überblick über den gesamten Fachbereich hilft dabei, die richtige Stufe für ein Thema einzuschätzen. Die Übersichtsseite zum Fachbereich NT von Zyklus 3 bis Gymnasium zeigt, welche Themen bereits in Zyklus 3 sinnvoll sind und welche eher dem Gymnasium vorbehalten bleiben.
Weiterführung
Für eine Einordnung, wie ein einzelner deutscher Lehrplan physikalische Themen über die Stufen verteilt, bietet sich ein Beitrag zum Lehrplan Physik mit Kompetenzen und Reihenplanung an, der zeigt, wie unterschiedlich Systeme dieselbe fachliche Progression strukturieren können. Ergänzend gibt ein Beitrag zu Themen und Kompetenzen im Fach Physik einen weiteren Vergleichspunkt.
Für konkrete Aufgabenformate zu ähnlichen Themen passt zudem ein Beitrag zu Kompetenzen und Aufgabenformaten im Physikunterricht. Weiteres Material zum Fachbereich findet sich über die Übersichtsseite zu Schweizer Unterrichtsmaterial für Natur und Technik unter dem Lehrplan 21.
Ein Einstieg, der Neugier weckt, ohne die Tiefe vorwegzunehmen
Für Zyklus 3 eignet sich ein kurzer Einstieg über Alltagsphänomene, die auf relativistische oder quantenmechanische Effekte verweisen, etwa die Funktionsweise von Satellitennavigation, ohne die zugrundeliegende Mathematik zu behandeln. So bleibt Neugier geweckt, ohne dass falsche Erwartungen an den späteren Umfang des Themas entstehen. Eine einzelne Lektion reicht für diesen Ausblick meist aus, mehr sollte dafür in Zyklus 3 nicht eingeplant werden.
Am Gymnasium lässt sich dann direkt an diesen Alltagsbezug anknüpfen, bevor die Unterrichtsreihe zu Relativität und Astrophysik für die Physik in der SEK II die eigentliche Modellbildung einführt. Diese Verknüpfung erleichtert vielen Klassen den Einstieg, weil das Thema nicht völlig neu wirkt, sondern an eine frühere, einfachere Begegnung anschliesst, auch wenn zwischen beiden Etappen mehrere Schuljahre liegen können.
Häufige Fragen
Warum gehört Relativität und Astrophysik nicht mehr zum Fachbereich NT?
Weil NT am Gymnasium wieder in eigenständige Fächer zerfällt, darunter Physik. Themen wie Relativität und Astrophysik verlangen mathematisches und begriffliches Vorwissen, das erst im eigenständigen Fach Physik mit ausreichend Zeit aufgebaut werden kann, nicht mehr innerhalb des breiteren, zeitlich knapperen Fachbereichs NT.
Lässt sich das Thema trotzdem schon in Zyklus 3 anschneiden?
Nur in stark vereinfachter, anschaulicher Form ohne mathematische Herleitung, etwa als Zusatzangebot für eine besonders interessierte Klasse. Als reguläres NT-Material eignet es sich nicht, weil der Fachbereich dort andere Schwerpunkte setzt, etwa den Aufbau von Erkenntnisgewinnung durch eigenes Experimentieren statt durch abstrakte Modellbildung.
Was unterscheidet NMG, NT und Physik voneinander?
NMG läuft in den Zyklen 1 und 2 undifferenziert, NT bündelt ab Zyklus 3 physikalische, chemische, biologische und technische Inhalte, und am Gymnasium wird daraus wieder das eigenständige Fach Physik neben Chemie und Biologie, jeweils mit zunehmender fachlicher Tiefe und eigenem Stundenumfang.
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