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2020 | OriginalPaper | Chapter

6. Nature of Science – Über die Natur der Naturwissenschaften lernen

Authors : Ernst Kircher, Burkhard Priemer

Published in: Physikdidaktik | Methoden und Inhalte

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Dieses Kapitel beschäftigt sich mit Wesenszügen der Naturwissenschaften – Nature of Science (NOS) bzw. „Natur der Naturwissenschaften“–, wie z. B. der Methodologie und der Entwicklung der Naturwissenschaften. Seit geraumer Zeit wird gefordert, diesen philosophischen Hintergrund im naturwissenschaftlichen Unterricht zu thematisieren. Um dies zu motivieren, wird zunächst ein Überblick über erkenntnistheoretische, wissenschaftstheoretische und wissenschaftsethische Ziele gegeben. Im Anschluss wird die naturwissenschaftliche Methodologie, insbesondere die Theoriebildung, diskutiert. Darauf aufbauend werden Unterschiede zwischen physikalischer Forschung und dem Lernen im Physikunterricht skizziert. Schließlich erläutern wir, warum NOS relevant für den Physikunterricht ist und welche inadäquaten und adäquaten Ansichten wiederholt vertreten werden. Hieraus entwickeln wir einen differenzierten Begriff angemessener Ansichten und zeigen auf, wie NOS im Unterricht vermittelt werden kann.

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Literature
go back to reference Abd-El-Khalick, F. (2013). Teaching With and About Nature of Science, and Science Teacher Knowledge Domains. Science & Education 22, 2087–2107. Abd-El-Khalick, F. (2013). Teaching With and About Nature of Science, and Science Teacher Knowledge Domains. Science & Education 22, 2087–2107.
go back to reference Baumert, J., Bos, W., Lehmann, R. (Hrsg.) (2000). TIMSS/III Bd. 2. Mathematische und physikalische Kompetenzen am Ende der gymnasialen Oberstufe. Berlin: Springer. Baumert, J., Bos, W., Lehmann, R. (Hrsg.) (2000). TIMSS/III Bd. 2. Mathematische und physikalische Kompetenzen am Ende der gymnasialen Oberstufe. Berlin: Springer.
go back to reference Bunge, M. (1973). Philosophy of physics. Dordrecht: Reidel. Bunge, M. (1973). Philosophy of physics. Dordrecht: Reidel.
go back to reference Chalmers, A. F. (2007). Wege der Wissenschaft. Berlin: Springer. Chalmers, A. F. (2007). Wege der Wissenschaft. Berlin: Springer.
go back to reference Curd, M., Cover, J. A. (1998). Philosophy of Science – The Central Issues. New York & London: Norton. Curd, M., Cover, J. A. (1998). Philosophy of Science – The Central Issues. New York & London: Norton.
go back to reference de Haan, G., Kuckartz, U. (1996). Umweltbewusstsein. Opladen: Westdeutscher Verlag. de Haan, G., Kuckartz, U. (1996). Umweltbewusstsein. Opladen: Westdeutscher Verlag.
go back to reference Dewey, J. (1964). Demokratie und Erziehung: Braunschweig: Vieweg. Dewey, J. (1964). Demokratie und Erziehung: Braunschweig: Vieweg.
go back to reference Driver, R., Leach, J., Millar, R., Scott, P. (1996). Young People’s Images of Science. Buckingham: Open University Press. Driver, R., Leach, J., Millar, R., Scott, P. (1996). Young People’s Images of Science. Buckingham: Open University Press.
go back to reference Duhem, P. (1908 Nachdruck 1978). Ziel und Struktur physikalischer Theorien. Hamburg: Meiner. Duhem, P. (1908 Nachdruck 1978). Ziel und Struktur physikalischer Theorien. Hamburg: Meiner.
go back to reference Einstein, A. (1953). Mein Weltbild. Zürich: Europa. Einstein, A. (1953). Mein Weltbild. Zürich: Europa.
go back to reference Esfeld, M. (Hrsg.) (2013). Philosophie der Physik. Berlin: Suhrkamp. Esfeld, M. (Hrsg.) (2013). Philosophie der Physik. Berlin: Suhrkamp.
go back to reference Falkenburg, B. (2006). Was heißt es determiniert zu sein? Grenzen der naturwissenschaftlichen Erklärung. In D. Sturma (Hrsg.). Philosophie und Neurowissenschaften (43–74). Frankfurt: Suhrkamp. Falkenburg, B. (2006). Was heißt es determiniert zu sein? Grenzen der naturwissenschaftlichen Erklärung. In D. Sturma (Hrsg.). Philosophie und Neurowissenschaften (43–74). Frankfurt: Suhrkamp.
go back to reference Feyerabend, P. (1986). Wider den Methodenzwang. Frankfurt: Suhrkamp. Feyerabend, P. (1986). Wider den Methodenzwang. Frankfurt: Suhrkamp.
go back to reference Feyerabend, P. K. (1981). Probleme des Empirismus. Braunschweig: Vieweg. Feyerabend, P. K. (1981). Probleme des Empirismus. Braunschweig: Vieweg.
go back to reference Fischler, H. (Hrsg.) (1992). Quantenphysik in der Schule. Kiel: IPN. Fischler, H. (Hrsg.) (1992). Quantenphysik in der Schule. Kiel: IPN.
go back to reference Grygier, P. (2008). Wissenschaftsverständnis von Grundschülern im Sachunterricht. Bad Heilbrunn: Klinckhardt. Grygier, P. (2008). Wissenschaftsverständnis von Grundschülern im Sachunterricht. Bad Heilbrunn: Klinckhardt.
go back to reference Grygier, P., Günther, J., Kircher, E. (20072). Über Naturwissenschaften lernen – Vermittlung von Wissenschaftsverständnis in der Grundschule. Baltmannsweiler: Schneider. Grygier, P., Günther, J., Kircher, E. (20072). Über Naturwissenschaften lernen – Vermittlung von Wissenschaftsverständnis in der Grundschule. Baltmannsweiler: Schneider.
go back to reference Hanson, N. R. (1965). Patterns of Discovery. Cambridge: University Press. Hanson, N. R. (1965). Patterns of Discovery. Cambridge: University Press.
go back to reference Hodson, D., Wong, S. L. (2017). Going Beyond the Consensus View: Broadening and Enriching the Scope of NOS-Oriented Curricula, Canadian Journal of Science, Mathematics and Technology Education 17(1), 3–17. Hodson, D., Wong, S. L. (2017). Going Beyond the Consensus View: Broadening and Enriching the Scope of NOS-Oriented Curricula, Canadian Journal of Science, Mathematics and Technology Education 17(1), 3–17.
go back to reference Hößle, C., Höttecke, D., Kircher, E. (Hrsg.). (2004) Lehren und Lernen über die Natur der Naturwissenschaften. Baltmannsweiler: Schneider. Hößle, C., Höttecke, D., Kircher, E. (Hrsg.). (2004) Lehren und Lernen über die Natur der Naturwissenschaften. Baltmannsweiler: Schneider.
go back to reference Höttecke, D. (2001). Die Natur der Naturwissenschaften historisch verstehen. Berlin: Logos. Höttecke, D. (2001). Die Natur der Naturwissenschaften historisch verstehen. Berlin: Logos.
go back to reference Höttecke, D. (Hrsg.) (2008a). Was ist Physik? Über die Natur der Naturwissenschaften unterrichten. Naturwissenschaften im Unterricht Physik, 19, Heft 103. Höttecke, D. (Hrsg.) (2008a). Was ist Physik? Über die Natur der Naturwissenschaften unterrichten. Naturwissenschaften im Unterricht Physik, 19, Heft 103.
go back to reference Höttecke, D. (2012). History and Philosophy in Science Teaching: A European Project, Science & Education 21(9), special issue. Höttecke, D. (2012). History and Philosophy in Science Teaching: A European Project, Science & Education 21(9), special issue.
go back to reference Hubig, C. (1993). Technik- und Wissenschaftsethik. Berlin: Springer. Hubig, C. (1993). Technik- und Wissenschaftsethik. Berlin: Springer.
go back to reference Jonas, H. (1984). Das Prinzip Verantwortung. Frankfurt: Suhrkamp. Jonas, H. (1984). Das Prinzip Verantwortung. Frankfurt: Suhrkamp.
go back to reference Jung, W. (1979). Aufsätze zur Didaktik der Physik und Wissenschaftstheorie. Frankfurt: Diesterweg. Jung, W. (1979). Aufsätze zur Didaktik der Physik und Wissenschaftstheorie. Frankfurt: Diesterweg.
go back to reference Kircher, E. (1985). Elementarisierung im Physikunterricht. Phys.did. 12, Heft 1, 17–23. Kircher, E. (1985). Elementarisierung im Physikunterricht. Phys.did. 12, Heft 1, 17–23.
go back to reference Kircher, E. (1995). Studien zur Physikdidaktik. Kiel: IPN. Kircher, E. (1995). Studien zur Physikdidaktik. Kiel: IPN.
go back to reference Kircher, E., Dittmer, A. (2004). Lehren und Lernen über die Natur der Naturwissenschaften – ein Überblick. In C.Hößle, D. Höttecke, E. Kircher (Hrsg.). Lehren und Lernen über die Natur der Naturwissenschaften (2–22). Baltmansweiler: Schneider. Kircher, E., Dittmer, A. (2004). Lehren und Lernen über die Natur der Naturwissenschaften – ein Überblick. In C.Hößle, D. Höttecke, E. Kircher (Hrsg.). Lehren und Lernen über die Natur der Naturwissenschaften (2–22). Baltmansweiler: Schneider.
go back to reference Kuhn, T.S. (1976). Die Struktur wissenschaftlicher Revolutionen. Frankfurt: Suhrkamp. Kuhn, T.S. (1976). Die Struktur wissenschaftlicher Revolutionen. Frankfurt: Suhrkamp.
go back to reference Lakatos, I. (1974). Falsifikation und Methodologie wissenschaftlicher Forschungsprogramme. In I. Lakatos & A. Musgrave (Hrsg.). Kritik und Erkenntnisfortschritt. Braunschweig: Vieweg. Lakatos, I. (1974). Falsifikation und Methodologie wissenschaftlicher Forschungsprogramme. In I. Lakatos & A. Musgrave (Hrsg.). Kritik und Erkenntnisfortschritt. Braunschweig: Vieweg.
go back to reference Lederman, N., Abd El-Khalick, F. (1998). Avoiding De-Natured Science: Activities that Promote Understandings of the Nature of Science. In W. McComas (ed.), The Nature of Science in Science Education (83–126). Dordrecht: Springer. Lederman, N., Abd El-Khalick, F. (1998). Avoiding De-Natured Science: Activities that Promote Understandings of the Nature of Science. In W. McComas (ed.), The Nature of Science in Science Education (83–126). Dordrecht: Springer.
go back to reference Lederman, N., Lederman J. (2014). Research on Teaching and Learning of Nature of Science, In N. G. Lederman & S. K. Abell (eds), Handbook of Research on Science Education (600–620). London: Routledge. Lederman, N., Lederman J. (2014). Research on Teaching and Learning of Nature of Science, In N. G. Lederman & S. K. Abell (eds), Handbook of Research on Science Education (600–620). London: Routledge.
go back to reference Lyre, H. (2013). Symmetrien, Strukturen, Realismus. In M. Esfeld (Hrsg.) Philosophie der Physik (368–389). Frankfurt: Suhrkamp. Lyre, H. (2013). Symmetrien, Strukturen, Realismus. In M. Esfeld (Hrsg.) Philosophie der Physik (368–389). Frankfurt: Suhrkamp.
go back to reference McComas, W. (1998). The Principle Elements of the Nature of Science: Dispelling the Myths, In W. McComas (ed.), The Nature of Science in Science Education (53–70). Dordrecht: Springer. McComas, W. (1998). The Principle Elements of the Nature of Science: Dispelling the Myths, In W. McComas (ed.), The Nature of Science in Science Education (53–70). Dordrecht: Springer.
go back to reference McComas, W., Almazroa, H., Clough, M. (1998). The Nature of Science in Science Education: An Introduction, Science & Education 7(6), 511–532. McComas, W., Almazroa, H., Clough, M. (1998). The Nature of Science in Science Education: An Introduction, Science & Education 7(6), 511–532.
go back to reference Messeri, L. (2010). The Problem with Pluto: Conflicting Cosmologies and the Classification of Planets, Social Studies of Science 40(2), 187–214. Messeri, L. (2010). The Problem with Pluto: Conflicting Cosmologies and the Classification of Planets, Social Studies of Science 40(2), 187–214.
go back to reference NGSS Lead States (2013). Next generation science standards: For states, by states. Washington, DC: The National Academies Press. NGSS Lead States (2013). Next generation science standards: For states, by states. Washington, DC: The National Academies Press.
go back to reference Pessoa Jr., O. (2016). Are Untestable Scientific Theories Acceptable? Science & Education 25, 443–448. Pessoa Jr., O. (2016). Are Untestable Scientific Theories Acceptable? Science & Education 25, 443–448.
go back to reference Popper, K. R. (1976). Logik der Forschung. Tübingen: Mohr. Popper, K. R. (1976). Logik der Forschung. Tübingen: Mohr.
go back to reference Putnam, H. (1993). Von einem realistischen Standpunkt. Reinbek: Rowohlt. Putnam, H. (1993). Von einem realistischen Standpunkt. Reinbek: Rowohlt.
go back to reference Rescher, N. (1987). Scientific Realism – critical reappraisal. Dortrecht: Reidel. Rescher, N. (1987). Scientific Realism – critical reappraisal. Dortrecht: Reidel.
go back to reference Ropohl, G. (1985). Die unvollkommene Technik. Frankfurt: Suhrkamp. Ropohl, G. (1985). Die unvollkommene Technik. Frankfurt: Suhrkamp.
go back to reference Rorty, R. (1992). Kontingenz, Ironie und Solidarität. Frankfurt: Suhrkamp. Rorty, R. (1992). Kontingenz, Ironie und Solidarität. Frankfurt: Suhrkamp.
go back to reference Sekretariat der Ständigen Konferenz der Kultusminister der Länder in der Bundesrepublik Deutschland (2004). Bildungsstandards im Fach Physik für den Mittleren Schulabschluss. München: Luchterhand. Sekretariat der Ständigen Konferenz der Kultusminister der Länder in der Bundesrepublik Deutschland (2004). Bildungsstandards im Fach Physik für den Mittleren Schulabschluss. München: Luchterhand.
go back to reference Siegl, E. (1983). Das Novum Organon von Francis Bacon. Veröffentl. der Universität Innsbruck 141. Siegl, E. (1983). Das Novum Organon von Francis Bacon. Veröffentl. der Universität Innsbruck 141.
go back to reference Sodian, B., Thörmer, C., Kircher, E., Grygier, P., Günther, J. (2002). Vermittlung von Wissenschaftsverständnis in der Grundschule. Zeitschrift für Pädagogik, Sonderheft, 192–206. Sodian, B., Thörmer, C., Kircher, E., Grygier, P., Günther, J. (2002). Vermittlung von Wissenschaftsverständnis in der Grundschule. Zeitschrift für Pädagogik, Sonderheft, 192–206.
go back to reference Spillner, V. (2011). Verstehen in der Quantenphysik. Dissertation, Uni Bonn. Spillner, V. (2011). Verstehen in der Quantenphysik. Dissertation, Uni Bonn.
go back to reference Stegmüller, W. (1973). Probleme und Resultate der Wissenschaftstheorie und Analytischen Philosophie, Bd. II. Theorie und Erfahrung. Zweiter Halbband: Theoriestrukturen und Theoriedynamik. Berlin: Springer. Stegmüller, W. (1973). Probleme und Resultate der Wissenschaftstheorie und Analytischen Philosophie, Bd. II. Theorie und Erfahrung. Zweiter Halbband: Theoriestrukturen und Theoriedynamik. Berlin: Springer.
go back to reference Stegmüller, W. (1986). Das Problem der Induktion. Darmstadt: Wiss. Buchgesellschaft. Stegmüller, W. (1986). Das Problem der Induktion. Darmstadt: Wiss. Buchgesellschaft.
go back to reference Tegmark, M. (2015). Unser mathematisches Universum – Auf der Suche nach dem Wesen der Wirklichkeit. Berlin: Ullstein. Tegmark, M. (2015). Unser mathematisches Universum – Auf der Suche nach dem Wesen der Wirklichkeit. Berlin: Ullstein.
go back to reference Teichmann, J., Ball, E., Wagmüller, J. (1986). Einfache physikalische Versuche zur Geschichte und Gegenwart. Deutsches Museum München, Kerschensteiner Kolleg. Teichmann, J., Ball, E., Wagmüller, J. (1986). Einfache physikalische Versuche zur Geschichte und Gegenwart. Deutsches Museum München, Kerschensteiner Kolleg.
go back to reference Tschepke, F. (2003). Wissenschaftlicher Realismus. Dissertation Uni Göttingen. Tschepke, F. (2003). Wissenschaftlicher Realismus. Dissertation Uni Göttingen.
go back to reference v. Weizsäcker, C.F. (1988). Aufbau der Physik. München: dtv. v. Weizsäcker, C.F. (1988). Aufbau der Physik. München: dtv.
go back to reference v. Weizsäcker, E.U., Lovins, A. B. (1996). Faktor 4. München: Droemer Knaur. v. Weizsäcker, E.U., Lovins, A. B. (1996). Faktor 4. München: Droemer Knaur.
go back to reference Vollmer, G. (1987). Evolutionäre Erkenntnistheorie. Stuttgart: Hirzel. Vollmer, G. (1987). Evolutionäre Erkenntnistheorie. Stuttgart: Hirzel.
go back to reference Vollmer, G. (1988). Was können wir wissen? Bd. 1. Die Natur der Erkenntnis. Stuttgart: Hirzel. Vollmer, G. (1988). Was können wir wissen? Bd. 1. Die Natur der Erkenntnis. Stuttgart: Hirzel.
go back to reference Wendel, H. J. (1990). Moderner Relativismus: Zur Kritik antirealistischer Sichtweisen des Erkenntnisproblems. Tübingen: Mohr. Wendel, H. J. (1990). Moderner Relativismus: Zur Kritik antirealistischer Sichtweisen des Erkenntnisproblems. Tübingen: Mohr.
go back to reference Whitehead, A. N. (1987). Prozess und Realität. Frankfurt: Suhrkamp. Whitehead, A. N. (1987). Prozess und Realität. Frankfurt: Suhrkamp.
go back to reference Wolze, W. (1989). Zur Entwicklung naturwissenschaftlicher Erkenntnissysteme im Lernprozess. Wiesbaden: Deutscher Universitätsverlag. Wolze, W. (1989). Zur Entwicklung naturwissenschaftlicher Erkenntnissysteme im Lernprozess. Wiesbaden: Deutscher Universitätsverlag.
go back to reference Als gut und verständlich geschriebenen Einstieg in die erkenntnis- und wissenschaftstheoretische Literatur sind Vollmers „Was können wir wissen?“ (1988) und Chalmers „Wege der Wissenschaft“ (2007) zu empfehlen. Einen engeren Bezug zur Physik haben Kuhns „Die Struktur wissenschaftlicher Revolutionen“ (1962), Poppers „Logik der Forschung“ (1976), Feyerabends „Probleme des Empirismus“ (1981) und “Wider den Methodenzwang“ (1986). In Curd und Cover (1998) sind wichtige Beiträge der Wissenschafts- und Erkenntnistheorie des 20. Jahrhunderts abgedruckt und ausführlich kommentiert. Die Beiträge im Sammelband „Philosophie der Physik“ (Esfeld 2015) können sich für die Lehrerfortbildung der gymnasialen Oberstufe eignen. Über die hier dargestellte Interpretation von „Nature of Science“ hinaus befasst sich die von M. Matthews (1991) gegründete Zeitschrift „Science & Education“ (HPS & ST) auch ausführlich mit der Wissenschaftsgeschichte. Im Sammelband „Teaching Philosophy in School“ (Matthews 2016) sind Unterrichtsbeispiele aus den Naturwissenschaften (Physik, Chemie, Biologie) aufgeführt. Hilfreich für Theorie und Praxis ist der Sammelband von McComas (1998). Als gut und verständlich geschriebenen Einstieg in die erkenntnis- und wissenschaftstheoretische Literatur sind Vollmers „Was können wir wissen?“ (1988) und Chalmers „Wege der Wissenschaft“ (2007) zu empfehlen. Einen engeren Bezug zur Physik haben Kuhns „Die Struktur wissenschaftlicher Revolutionen“ (1962), Poppers „Logik der Forschung“ (1976), Feyerabends „Probleme des Empirismus“ (1981) und “Wider den Methodenzwang“ (1986). In Curd und Cover (1998) sind wichtige Beiträge der Wissenschafts- und Erkenntnistheorie des 20. Jahrhunderts abgedruckt und ausführlich kommentiert. Die Beiträge im Sammelband „Philosophie der Physik“ (Esfeld 2015) können sich für die Lehrerfortbildung der gymnasialen Oberstufe eignen. Über die hier dargestellte Interpretation von „Nature of Science“ hinaus befasst sich die von M. Matthews (1991) gegründete Zeitschrift „Science & Education“ (HPS & ST) auch ausführlich mit der Wissenschaftsgeschichte. Im Sammelband „Teaching Philosophy in School“ (Matthews 2016) sind Unterrichtsbeispiele aus den Naturwissenschaften (Physik, Chemie, Biologie) aufgeführt. Hilfreich für Theorie und Praxis ist der Sammelband von McComas (1998).
Metadata
Title
Nature of Science – Über die Natur der Naturwissenschaften lernen
Authors
Ernst Kircher
Burkhard Priemer
Copyright Year
2020
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-59496-4_6

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