Karlsruher Physikkurs

Der Karlsruher Physikkurs ist ein von Physikdidaktikern (insbesondere Gottfried Falk, Wolfgang Ruppel, Friedrich Herrmann) an der Universität Karlsruhe ausgearbeiteter Vorschlag zur Neustrukturierung des Physikunterrichts in Schule und Hochschule.

Die Unterscheidung zwischen intensiven und extensiven Größen und die Formulierung von Bilanzgleichungen (Kontinuitätsgleichung) wird als Ausgangspunkt gewählt, um Analogien zwischen verschiedenen Stoffgebieten herauszuarbeiten (Elektrizitätslehre, Thermodynamik, Mechanik).

In der Thermodynamik bedeutet der Karlsruher Ansatz, dass die Entropie viel früher als üblich eingeführt wird, und zwar als Präzisierung von vielen Vorstellungen, die man in der Umgangssprache als Wärme bezeichnet.

In der Mechanik wird der Impuls an den Anfang gestellt und Kraft als Impulsstrom eingeführt, was dem Druck die Bezeichnung Impulsstromdichte (Impulsstrom pro Flächeneinheit) verleiht. Kritisiert wird daran, dass die Impulsstromdichte eine tensorielle Größe ist, was im Unterricht bis weit in die Hochschulen hinein mehr oder weniger trickreich übergangen werden muss, was allerdings auch eine konsistente Beschreibung von Zug-, Schub- und Scherkräften ermöglicht.

Das frühere Institut für Didaktik, jetzt Abteilung für Didaktik der Fakultät für Physik, hat verschiedene Bücher und weitere Materialien für die Unter-, Mittel- und Oberstufe erarbeitet. Des Weiteren sind auf der Webseite Skripte zu Experimentalphysikvorlesungen (Themen: Mechanik, Elektrodynamik, Optik, Thermodynamik) verfügbar, die nach den Grundsätzen der Karlsruher Physik gehalten wurden.

Aufbauend auf dem Karlsruher Physikkurs ist an der Zürcher Hochschule Winterthur, der heutigen Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, die Physik der dynamischen Systeme entwickelt worden.

Elektronium

Eines der für den Karlsruher Physikkurs erarbeiteten Konzepte besteht darin, auf die Einführung von überholten Atommodellen wie dem Bohrschen Atommodell zu verzichten. Stattdessen wird ein an modernen Erkenntnissen orientiertes Modell gelehrt. Dabei wird die Aufenthaltswahrscheinlichkeitsdichte der Elektronen vereinfachend "Elektronium" genannt und seine Eigenschaften qualitativ vorgestellt. Ziel dieser Darstellung ist ein intuitives Verständnis für moderne Konzepte der Atomphysik^[1].

Weblinks

• Material zum Karlsruher Physikkurs (Universität Karlsruhe, Fakultät Physik, Abteilung für Didaktik)
• Physik der dynamischen Systeme
• Janez Strnad: On the Karlsruhe Physics Course

Quellen

1. ↑ Didaktische Hinweise zur Unterrichtseinheit "Atomphysik für die Sek. I"