Energieerhaltung im menschlichen Körper für den Physikunterricht der Unter- und Oberstufe

Abstract

Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird der Frage nachgegangen, wie das Prinzip der Energieerhaltung anhand des menschlichen Körpers im Physikunterricht alltagsbezogen und gendersensibel unterrichtet werden kann und welche Auswirkungen die Behandlung des Themas „Mensch“ im Zusammenhang mit Energie für den Lernerfolg und die Motivation der Schülerinnen und Schüler haben könnte. Zuerst werden theoretische Grundlagen für die Beschäftigung mit dem Thema Energieerhaltung erklärt und ein Überblick ü ber den Energiestoffwechsel im menschlichen Körper gegeben. Danach wird auf didaktische Grundsätze, wie die Zielsetzung eines Physikunterrichts zum Thema Energie und allgemeine Bildungsziele eingegangen. Ein Vergleich von Interessensstudien und Leistungsuntersuchungen mit den Lehrplänen und Schulbüchern zeigt dabei, dass der Physikunterricht der mittleren und höheren Schulen derzeit die Interessen vor allem der Mädchen wenig berücksichtigt, oft nicht an den Alltagserfahrugen der Schülerinnen und Schüler ausgerichtet ist und im Vergleich zu anderen OECD-Ländern auch nicht den gewünschten Lernerfolg liefert. Davon ausgehend werden verschiedene Ideen und Planungen für Unterrichtseinheiten zur Behandlung des Themas Energieerhaltung im Zusammenhang mit dem menschlichen Körper vorgestellt, die aktuelle Ernährungsempfehlungen berücksichtigen. Dazu wurden Stundenbilder und Materialien für den Physikunterricht der Unter- und Oberstufe erstellt, die sich an den Interessen und Alltagserfahrungen sowohl v on Mädchen als auch v on Buben orientieren und verschiedene Aspekte des Energiebegriffs abdecken. Außerdem werden Möglichkeiten vorgestellt, mithilfe derer die Schülerinnen und Schüler im Zusammenhang mit diesem T hema zur kritischen Betrachtung pseudowissenschaftlicher Inhalte animiert werden können.

The aim of this thesis is to find an alternative approach to the principle of conservation of energy for physics lessons in middle and high school. The thesis tries to answer the question if learning about the human body and the transformation and conservation of energy within raises the students’ motivation and improves the success of the children. This paper addresses some theory about energy in mechanics and thermodynamics at first, as well as the basics o f transformation of energy in the human body. Furthermore, the thesis explains the most important principles of the didactics of energy. Comparing studies about students’ interests and learning success in Austria with the curriculum and schoolbooks shows that currently physics lessons are often not targeted at the girls’ interests or students’ everyday life in general and do not provide the desired learning success compared to other OECD states. Therefore, this thesis provides several ideas and concepts for physics lessons of in middle and high school covering the conservation and transformation of energy in the human body. The created teaching material is gender sensitive, close to the pupils’ everyday life and based upon current food guidelines. In addition, the thesis shows ideas to get the students to think and talk critically about pseudoscience around energy and the human body.