Gute Aufgaben - Landesbildungsserver Sachsen-Anhalt

Von guten Aufgaben zu 

anspruchsvollen Klassenarbeiten 

Anregungen zur Gestaltung regionaler Fortbildungen 

Autor: Dr. Hans-Peter Pommeranz 

Inhaltsverzeichnis 

Physik 

Anliegen und Gestaltung des Fortbildungsmaterials 2 

Modul 1: Welche Kompetenzen sollen überprüft werden? 4 

Modul 2: Welche Aufgabenformate sind zur Überprüfung einzelner Kompetenzen geeignet? 11 

Modul 3: Wie sollten die Aufgaben gestaltet und formuliert sein? 18 

Modul 4: Wie kann eine Aufgabe einem Anforderungsbereich (AFB) zugeordnet werden? 22 

Modul 5: Wie kann das Anforderungsniveau einer Aufgabe verändert werden? 25 

Modul 6: Wie bewertet man offene Aufgaben? 28 

Modul 7: Was ist eine anspruchsvolle Klassenarbeit 33 

Literaturverzeichnis 46 

1

Anliegen und Gestaltung des Fortbildungsmaterials 

Insbesondere durch die Ergebnisse internationaler Leistungstests wie TIMSS, PISA und IG- 

LU ist die Qualität von Schule im Allgemeinen und von Unterricht im Besonderen verstärkt ins 

Zentrum der Aufmerksamkeit gerückt worden. Vielfältige gemeinsame Initiativen der Bundes- 

länder, wie die Überarbeitung der Einheitlichen Prüfungsanforderungen in der Abiturprüfung 

oder die Erarbeitung von Bildungsstandards für den Mittleren Bildungsabschluss, orientieren 

auf eine neue und vergleichbare Bildung an allen Schulen einer Schulform in der Bundesre- 

publik Deutschland. Auch im Land Sachsen-Anhalt wurde z. B. mit der Erarbeitung niveaube- 

stimmender Aufgaben für die Schuljahrgänge 6 und 8 eine Orientierung bezüglich des anzu- 

strebenden Niveaus gegeben. 

Eine durch das LISA durchgeführte stichprobenartige Analyse von Klassenarbeiten(vgl. /1/), 

die im zweiten Halbjahr des Schuljahres 2003/2004 geschrieben wurden, hat jedoch Folgen- 

des ergeben: 

- Die Lehrkräfte orientierten sich an den Zielen und Inhalten der einzelnen Themen der 

Rahmenrichtlinien (RRL). Aber nur in einem Teil der untersuchten Arbeiten wurden die 

Qualifikationen, wie sie im Kapitel 2 der RRL beschrieben sind, in ihrer Vielfalt überprüft. 

In einer Reihe von Klassenarbeiten dominierten wissensorientierte Aufgaben. 

- Nur bei einem geringen Teil der untersuchten Klassenarbeiten war eine komplexe Aufga- 

benstellung erkennbar. Die Hälfte aller Klassenarbeiten war durch kurzschrittige, additive 

Aufgabenstellungen gekennzeichnet. 

- Die Aufgabenstellungen waren in einem Teil der Arbeiten nicht eindeutig formuliert. Die 

Erwartungshorizonte waren mitunter unexakt oder fehlten völlig - ebenso die Zuordnung 

der Aufgaben zu Anforderungsbereichen. 

- Der in den KMK-Standards für den mittleren Bildungsabschluss (vgl. /2/) beschriebene 

Kompetenzbereich „Erkenntnisgewinnung“ wurde relativ wenig, der Kompetenzbereich 

„Bewertung“ überhaupt nicht zum Gegenstand von Klassenarbeiten gemacht. Damit im 

Zusammenhang steht auch, dass in der Mehrheit der untersuchten Klassenarbeiten die 

gewählten Aufgabenformate einseitig waren und den Schülerinnen und Schüler kaum 

Material zur Bearbeitung zur Verfügung gestellt wurde. 

- Der Vergleich einzelner Klassenarbeiten offenbart eine Diskrepanz zwischen dem Anfor- 

derungsniveau einerseits und den erteilten Halbjahresnoten andererseits. 

Eine Möglichkeit, die festgestellten Mängel schrittweise zu überwinden besteht darin, den 

kritischen Gedankenaustausch und die kollegiale Beratung in regionalen Fortbildungen zu 

einzelnen Schwerpunkten zu organisieren. Dazu will dieses Heft Anregung und Unterstüt- 

zung geben. Die angeführten Aufgaben sollten durch eigene oder durch Aufgaben, die von 

Teilnehmer und Teilnehmerinnen der Fortbildungsveranstaltung erarbeitet wurden, ergänzt 

werden. 

2

Das Fortbildungsmaterial ist modular aufgebaut. Diese Module haben eine folgerichtige An- 

ordnung und decken in ihrer Gesamtheit die wesentlichen Gesichtspunkte der Erarbeitung 

guter Aufgaben und anspruchsvoller Klassenarbeiten ab. Entsprechend der Interessen der 

an den jeweiligen Fortbildungen teilnehmenden Lehrkräften ist es jedoch möglich und unter 

Beachtung der zur Verfügung stehenden Zeit auch geboten, nur das eine oder andere Modul 

in den Mittelpunkt der Veranstaltung zu stellen und auf die anderen Module nur überblicksar- 

tig einzugehen. Es ist aber auch möglich, mithilfe dieses Materials einen Fortbildungszyklus 

von drei oder vier Veranstaltungen zu organisieren. 

Überblick über den Aufbau der einzelnen Module 

Modul 1: Welche Kompetenzen sollen überprüft werden? 

theoretische Grundlagen Kopiervorlage 1: 

Bildungsstandards für den Mittleren Bildungsabschluss 

(2 S) 

3 

Übung 1 

Übung 2 

Modul 2: Welche Aufgabenformate sind zur Überprüfung einzelner Kompetenzen geeignet? 

theoretische Grundlagen 

Beispiele 1, 2, 3, 4, 5, 6 

Folienvorlage 1: 

Darstellungsformen und Darstellungsebenen 

(1 S) 

Modul 3: Wie sollten Aufgaben gestaltet und formuliert werden? 


Beispiele 7, 8 

Kopiervorlage 2: 

Signalwörter (1 S) 

Übung 3 

Übung 4 

Modul 4: Wie kann eine Aufgabe einem Anforderungsbereich (AFB) zugeordnet werden? 


Beispiele 9, 10 

Kopiervorlage 3: 

fachspezifische Charakterisierung der 

Anforderungsbereiche 

Übung 5 

Modul 5: Wie kann das Anforderungsniveau einer Aufgabe verändert werden? 


Beispiel 11 

Modul 6: Wie bewertet man offene Aufgaben? 


Beispiele 12, 13, 14 

Modul 7: Was ist eine anspruchsvolle Klassenarbeit? 

theoretische Grundlagen Kopiervorlage 4: 

Checkliste für Klassenarbeiten 

Übung 6 

Übung 7 

Übung 8 

Übung 9 

Übung 10



Die wichtigste Entscheidung bei der Auswahl oder Konstruktion von Aufgaben für Lernkon- 

trollen ist die Frage, was eigentlich überprüft werden soll: 

Sollen Fakten reproduziert werden? Sollen Gesetzmäßigkeiten zur Erklärung eines Phä- 

nomens angewendet werden? Sollen Verfahren zur Bestimmung einer Größe mithilfe ei- 

nes Diagramms genutzt werden? Soll getestet werden, ein ob die Schülerinnen und Schü- 

ler ein Experiment planen, durchführen oder auswerten können? 

Diese Fragen hängen unmittelbar mit den Zielsetzungen des vorangegangenen Unterrichts 

zusammen. Denn auch hier mussten Entscheidungen darüber getroffenen werden, welche 

physikalischen Inhalte (Begriffe, Gesetze, technischen Anwendungen) sich die Schülerinnen 

und Schüler aneignen und welche Fähigkeiten sie dabei entwickeln sollten. Und nur für einen 

Teil dieser Entscheidungen geben die Rahmenrichtlinien eine klare Orientierung durch die 

bei den einzelnen Themen angegebenen Qualifikationen 1 und verbindlichen Inhalte. Aber 

insbesondere für die im Kapitel 2 der Rahmenrichtlinien angegebenen Qualifikationen muss 

entschieden werden, an welchem Inhalt und zu welchem Zeitpunkt sie auf welchem Niveau 

entwickelt werden. Unterstützung bieten dabei die Niveaubestimmenden Aufgaben (vgl. /3/ 

und /4/). 

Die KMK-Standards für den Mittleren Bildungsabschluss machen die Vielfalt der im Physik- 

unterricht auszubildenden Kompetenzen deutlich und geben diesen mit den dort darge- 

stellten Kompetenzbereichen Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Be- 

wertung eine Ordnung. Im Folgenden sind die für diese Kompetenzbereiche beschlossenen 

Standards aufgeführt: 

1 

In der pädagogischen Literatur werden seit einigen Jahren in der Regel nur noch im Unterricht auszubildende 

Kompetenzen beschrieben. Dabei unterscheidet man zwischen inhaltsbezogenen Kompetenzen (z. B. das 

Ohm´sche Gesetz in verschiedenen Kontexten anwenden) und allgemeinen (manchmal auch handlungsbezogenen 

oder prozessbezogenen) Kompetenzen (z. B. Experimente planen, durchführen und auswerten) (vgl. z. 

B. /5/). 

4


Standards für die Kompetenzbereiche des Faches Physik 

Im Folgenden werden für die vier Kompetenzbereiche Regelstandards formuliert, die von 

Schülerinnen und Schülern mit Erreichen des Mittleren Schulabschlusses zu erwerben sind. 

1 Standards für den Kompetenzbereich Fachwissen 

Physikalische Phänomene, Begriffe, Prinzipien, Fakten, Gesetzmäßigkeiten kennen 

und Basiskonzepten zuordnen 

Die Schülerinnen und Schüler 

F 1 verfügen über ein strukturiertes Basiswissen auf der Grundlage der Basiskonzepte 

F 2 geben ihre Kenntnisse über physikalische Grundprinzipien, Größenordnungen, Messvorschriften, 

Naturkonstanten sowie einfache physikalische Gesetze wieder 

F 3 nutzen diese Kenntnisse zur Lösung von Aufgaben und Problemen 

F 4 wenden diese Kenntnisse in verschiedenen Kontexten an 

F 5 ziehen Analogien zum Lösen von Aufgaben und Problemen heran 

2 Standards für den Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung 

Experimentelle und andere Untersuchungsmethoden sowie Modelle nutzen 


E 1 beschreiben Phänomene und führen sie auf bekannte physikalische Zusammenhänge 

zurück 

E 2 wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen zur Bearbeitung von 

Aufgaben und Problemen aus, prüfen sie auf Relevanz und ordnen sie 

E 3 verwenden Analogien und Modellvorstellungen zur Wissensgenerierung 

E 4 wenden einfache Formen der Mathematisierung an 

E 5 nehmen einfache Idealisierungen vor 

E 6 stellen an einfachen Beispielen Hypothesen auf 

E 7 führen einfache Experimente nach Anleitung durch und werten sie aus 

E 8 planen einfache Experimente, führen sie durch und dokumentieren die Ergebnisse 

E 9 werten gewonnene Daten aus, ggf. auch durch einfache Mathematisierungen 

E 10 beurteilen die Gültigkeit empirischer Ergebnisse und deren Verallgemeinerung 

5 

Kopiervorlage 1

Kopiervorlage 1 


3 Standards für den Kompetenzbereich Kommunikation 

Informationen sach- und fachbezogen erschließen und austauschen 


K 1 tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener 

Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus 

K 2 unterscheiden zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung von 

Phänomenen 

K 3 recherchieren in unterschiedlichen Quellen 

K 4 beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise 

K 5 dokumentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit 

K 6 präsentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit adressatengerecht 

K 7 diskutieren Arbeitsergebnisse und Sachverhalte unter physikalischen Gesichtspunkten 

4 Standards für den Kompetenzbereich Bewertung 

Physikalische Sachverhalte in verschiedenen Kontexten erkennen und bewerten 


B 1 zeigen an einfachen Beispielen die Chancen und Grenzen physikalischer Sichtweisen 

bei inner- und außerfachlichen Kontexten auf 

B 2 vergleichen und bewerten alternative technische Lösungen auch unter Berücksichtung 

physikalischer, ökonomischer, sozialer und ökologischer Aspekte 

B 3 nutzen physikalisches Wissen zum Bewerten von Risiken und Sicherheitsmaßnahmen 

bei Experimenten, im Alltag und bei modernen Technologien 

B 4 benennen Auswirkungen physikalischer Erkenntnisse in historischen und gesellschaftlichen 

Zusammenhängen 

6


Ordnen Sie jeder der folgenden Aufgaben bzw. Teilaufgaben den Kompetenzbereich und 

die Teilkompetenz aus den KMK-Bildungsstandards für den Mittleren Bildungsabschluss 

zu, die damit überprüft werden soll. 

1 Hydraulische Anlagen 

a) Erkläre mithilfe der Skizze das Zustandekommen 

der großen Kraft, die der Arbeitskolben 

einer hydraulischen Anlage ausüben kann. 

b) Gib die Werte für A und F an. 

Pumpkolben Arbeitskolben 

Kraft Fläche Kraft Fläche 

15 N 50 cm 2 

7 N 5 dm 2 

c) Gib zwei Anwendungsbeispiele für hydraulische Anlagen an. 

2 Gestapelte Kisten 

7 

45 N A 

F 125 dm 2 

Auf einer ebenen Fläche stehen gleich große und gleich schwere quaderförmige Kisten in 

folgenden Anordnungen: 

Die Kisten rufen auf der Unterlage einen Druck hervor. 

F P 

A F 

a) Ordne die Anordnungen nach steigendem Druck und begründe deine Entscheidung. 

Übung 1 

b) Erläutere an einem Beispiel, warum die Beachtung der bei der Teilaufgabe a gemachten 

Erkenntnis bedeutsam ist.

3 Magnetfeld eines Leiters 


a) Skizziere das Magnetfeld eines geraden stromdurchflossenen Leiters. 

b) In einem Experiment wurde untersucht, wie sich die Stärke des Magnetfeldes eines 

stromdurchflossenen geraden Leiters mit zunehmender Entfernung ändert. Dabei wurden 

folgende Messwerte ermittelt: 

Entfernung s in cm 2,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 

Flussdichte B in µT 790 320 160 110 81 64 53 

Stelle die Messwerte in einem B(s)-Diagramm dar. 

Stelle eine Vermutung für den Zusammenhang zwischen s und B auf und begründe deine 

Vermutung. 

c) In einigen Ländern werden Hochspannungsleitungen nur noch im Erdboden verlegt. 

Begründe den Sinn dieser Maßnahme. 

4 Der Eisbär 

Vor Zehntausenden von Jahren haben die Braunbären die Arktis und das Eis des Nordpolarmeeres 

als neuen Lebensraum erobert und sich den dort herrschenden klimatischen Bedingungen 

angepasst. Meist liegen die Eisbären träge direkt auf dem Eis. Auf der Jagd nach 

km 

Robben, Fischen und Seevögeln können sie aber eine Geschwindigkeit von 40 errei- 

h 

chen und auch sehr gut schwimmen. 

Eisbären sind Warmblütler mit einer inneren Körpertemperatur von 38 °C. Die Temperatur 

auf der Hautoberfläche beträgt bei Windstille 36 °C, kann aber bei Wind auf 27 °C absinken. 

Die Bären haben einen sehr kurzen Schwanz und kleine Ohren. Ihre Fußsohlen sind dicht 

behaart. das gelblich-weiße Fell auf ihrer schwarzen Haut ist sehr dicht und das Wasser läuft 

sofort ab. Im Fell sind viele kleine Luftpolster eingeschlossen. Unterhalb der Haut befindet 

sich eine dicke Fettschicht. 

Das Fell ist insbesondere für Infrarotstrahlung durchsichtig, sodass ein beträchtlicher Teil 

dieser Wärmestrahlung auf die schwarze Haut des Bären gelangen kann und dort absorbiert 

wird. 

Messungen haben ergeben, dass der Wärmeverlust PVerlust eines Eisbären mit der Laufge- 

W N 

schwindigkeit v berechnet werden kann mit PVerlust = 62, 

8 + 4 ⋅ v . Dieser Verlust wird 

2 2 

m m 

W 

durch die einfallende Sonnenstrahlung, die auch bei bewölktem Himmel bis zu 130 be- 2 

m 

trägt, teilweise ausgeglichen. 

a) Stelle in einer Tabelle Merkmale im Körperbau des Eisbären, mit denen er sich an die 

Umgebung angepasst hat, und deren Wirkung/Nutzen gegenüber. 

b) Nach unserer Erfahrung absorbieren dunkle Körper viel besser das Sonnenlicht und 

erwärmen sich deshalb auch viel schneller als helle. Müsste der Eisbär dann nicht 

besser ein dunkles Fell haben? 

Beschreibe ein Experiment, mit dem diese Vermutung untersucht werden kann. 

c) Bei welcher Windgeschwindigkeit wird der Wärmeverlust durch die einfallende Son- 

W 

nenstrahlung von P Sonne = 130 gerade ausgeglichen? 

2 

m 

8


Mögliche Zuordnung der Teilaufgaben zu Kompetenzbereichen und Teilkompetenzen 

Teilaufgabe Kompetenzbereich Teilkompetenz 

1a Kommunikation K4 

1b Fachwissen F3 

1c Fachwissen F1 

2a Fachwissen F3 

2b Bewerten B3 

3a Kommunikation K1 

3b 

Kommunikation K1 

Erkenntnisgewinnung E9 

3c Bewertung B3 

4a 

Erkenntnisgewinnung E2 

Kommunikation K1 

4b Erkenntnisgewinnung E8 

4c Fachwissen F3 

9

Übung 2 

Beispiele für entsprechende Aufgaben 

1 Das Anfahren von Zügen 


Formulieren Sie zum jeweils angegebenen physikalischen Gegenstand eine Aufgabe zur 

Überprüfung der dazu angegebenen Kompetenz. 

1 Kinematik einer Punktmasse - Erkenntnisgewinnung 

2 Energie - Kommunikation 

3 Induktion - Bewerten 

Um das Anfahren von Zügen zu untersuchen, hat eine Schülergruppe sich am Bahnsteig 

jeweils zwischen den einzelnen Wagen eines Interregio-Zuges der Deutschen 

Bahn im Abstand von jeweils 26,4 m aufgestellt (vgl. Skizze). Genau beim Anfahren 

haben alle Schülerinnen bzw. Schüler ihre Stoppuhr in Gang gesetzt und beim Passieren 

des Endes des letzten Wagens wieder angehalten. Dabei erhielten sie folgende 

Messwerte: 

Standort 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 

t in m 16,4 23,7 27,4 31,1 36,5 37,3 40,5 43,7 47,8 51,8 

Skizze: 

Messpunkte 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 

Untersuche, ob dieser Zug gleichmäßig beschleunigt anfährt. 

2 Windkraftwerke in der Diskussion 

In den letzten Jahren hat die Anzahl der Windkraftwerke in Deutschland stark zugenommen, 

gleichzeitig gibt es zahlreiche Einwände gegen die Errichtung neuer Anlagen. 

Stelle übersichtlich die Vor- und Nachteile der Energieerzeugung durch Windkraftanlagen 

dar. 

3 Der Fahrraddynamo 

Bei Generatoren kann das Magnetfeld im Innern rotieren (so genannte Innenpolmaschinen) 

oder außen feststehen (Außenpolmaschine), während sich im Innern eine 

Induktionsspule dreht. 

Begründe, warum Fahrraddynamos in der Regel als Innenpolmaschine gefertigt werden. 

10


Modul 2: Welche Aufgabenformate sind zur Überprüfung einzelner 

Kompetenzen geeignet? 

Jede Aufgabe besteht formal aus drei Teilen - dem Informationsteil, dem Frage- oder Auf- 

tragsteil und dem Antwortteil. 

Im Informationsteil werden den Schülerinnen und Schülern alle zur Bearbeitung notwendi- 

gen Informationen (z. B. über das beigefügte Material) mitgeteilt. Es ist aber durchaus üblich, 

in Klassenarbeiten diese Informationen als weitgehend bekannt vorauszusetzen. 

Im Frage- oder Auftragsteil wird den Bearbeitern das Problem mitgeteilt, das sie auf der 

Grundlage der gegebenen Informationen zu lösen haben. 

Der Antwortteil kann sehr verschieden gestaltet werden. Danach orientiert sich die Eintei- 

lung der Aufgaben in Aufgabenformate (vgl. auch /5/, S. 105f und /6/, S. 114ff): 

offene Aufgabe 

Antworten sind auch 

der Lehrkraft nicht vollständig 

bekannt. 

halboffene Aufgabe 

Antworten sind der 

Lehrkraft bekannt. 

geschlossene Aufgabe 

Antworten sind der 

Lehrkraft und den Schülern 

bekannt. 

Abb. 1: Aufgaben nach Antwortformaten mit typischen Beispielen und möglichen Aufforderungen 

Die Entscheidung für oder gegen bestimmte Aufgabenformate in Klassenarbeiten kann zum 

Teil mit jeweils damit verbundenen Vor- und Nachteilen erklärt werden. 

Offene Aufgaben sind Aufgaben, bei denen 

(1) unterschiedliche Lösungswege möglich sind 

(Zum Beispiel kann eine physikalische Größe mit einem Diagramm, einer Formel oder 

auch mit unterschiedlichen Experimenten ermittelt werden; vgl. Beispiel 1) und/oder 

(2) verschiedene Lösungen zugelassen sind. 

Gestaltungsaufgabe 

unterschiedliche 

Lösungswege 

Textantwort 

Kurzantwort 

Ergänzung 

Zuordnung 

falsch-richtig 

Mehrfachwahl 

Zuordnung 

(Zum Beispiel können bei der Diskussion eines physikalischen Problems unterschiedli- 

che Modelle, Sichtweisen, Argumente herangezogen werden; vgl. Beispiel 2) 

11 

Diskutiere 

Ermittle 

Erkläre 

Nenne 

Setze ein 

Beschrifte 

Entscheide 

Kreuze an 

Ordne zu


Beispiele für eine offene Aufgabenstellung: 

Beispiel 1: Störende Magnetfelder 

In Gebrauchsanweisungen findet man häufig den Hinweis, dass Uhren, Videokassetten 

und andere Artikel nicht starken Magnetfeldern ausgesetzt werden sollten. 

Beschreibe, wie man experimentell untersuchen kann, ob und wie magnetische Felder 

abgeschirmt werden können. 

Beispiel 2: Schmelzende Schneemänner 

(nach einer Idee aus /9/, S. 36) 

Kinder haben die Schneemänner Franz und 

Max gebaut. 

Welcher Schneemann wird wohl zuerst 

schmelzen? Begründe deine Aussage. 

Der Vorteil von offenen Aufgaben besteht darin, dass nur mit diesem Aufgabenformat kreati- 

ve Leistungen erfasst werden können. Meist ist die Bearbeitung offener Aufgaben mit dem 

Verfassen längerer Texte verbunden, die von den Schülerinnen und Schülern selbst struktu- 

riert, mit Skizzen, Übersichten oder Grafiken illustriert und mit selbst gewählten Beispielen 

überzeugend gestaltet werden. Das erfordert von den Bearbeitern neben Sach- und Metho- 

denkompetenzen auch ausgeprägte kommunikative Kompetenzen. Daraus ergibt sich aber 

auch, dass die Korrektur von Aufgaben dieser Form sehr aufwändig ist und die Objektivität 

der Beurteilung der Schülerleistung gegenüber anderen Aufgabenformen am geringsten ist. 

Zur Erstellung eines Erwartungshorizontes und Festlegung von Bewertungskriterien vgl. Mo- 

dul 6. 

Im Unterricht hat (in Anlehnung an /7/, S. 3) der Einsatz offener Aufgaben u. a. zum Ziel, den 

Schülerinnen und Schülern zu verdeutlichen, dass 

- der physikalische Inhalt wichtiger ist als der mathematische Formalismus, 

- Denkprozesse mindestens ebenso wichtig sind wie das richtige numerische Ergebnis, 

- das Entwickeln von Ideen das Prüfen und Verifizieren/Falsifizieren von Aussagen be- 

nötigt, 

- die Qualität des Physikunterrichts geprägt wird durch die Qualität der Ideen und nicht 

vordergründig durch das Verhindern von Fehlern, 

- Neugierde und das Stellen von Fragen die Voraussetzung für das Entdecken bilden, 

- Physikunterricht nicht als die Vermittlung von leicht abprüfbarem Wissen und Können 

zu verstehen ist, sondern als aktiver, schöpferischer Prozess. 

12


Damit die Schülerinnen und Schüler in Klassenarbeiten offene Aufgabenstellungen erfolg- 

reich bearbeiten können, sind vielfältige Übungen zu diesem Aufgabenformat einschließlich 

der Vermittlung von Verfahrenskenntnissen und der Besprechung der Bewertungskriterien im 

Unterricht notwendig. 

Bei geschlossenen Aufgaben erhält der Bearbeiter neben der Fragestellung auch die Ant- 

worten, die 

- eingeordnet (z. B. beim Ausfüllen eines Lückentextes), 

- geordnet (z. B. Einordnung nach Kategorien, vgl. Beispiel 3), 

- zugeordnet (z. B. bei der Beschriftung der Bauteile eines technischen Gerätes), 

- angekreuzt (z. B. bei der Beantwortung einer Multiple-Choice-Frage; vgl. Beispiel 4) 

werden sollen. 

Der entscheidende Vorteil von geschlossenen Aufgaben liegt in der relativ geringen Bear- 

beitungszeit durch die Schülerinnen und Schüler. Bei gut konstruierten Aufgaben dieser 

Form lassen sich in einer Unterrichtsstunde verschiedene Kompetenzen (z. B. Faktenwissen, 

Verständnis, Methodenwissen) überprüfen, wie es die internationalen Leistungstests gezeigt 

haben. Ein weiterer Vorteil besteht in der geringen Korrekturzeit und in der großen Objekti- 

vität der Leistungsbeurteilung. Geschlossene Aufgaben haben allerdings auch Nachteile. 

Durch Raten - insbesondere bei schlechten Distraktoren 2 - kann das Diagnoseergebnis ver- 

fälscht werden. 

Des Weiteren ist mit dieser Aufgabenform eine Prozessdiagnose der Leistung nicht möglich. 

Wenn also in Erfahrung gebracht werden soll, wie die Schülerin oder der Schüler ein Prob- 

lem bearbeitet, welche Lösungsstrategien und -wege sie oder er gewählt hat, dann ist eine 

anderes Aufgabenformat zu wählen. Schließlich können bei geschlossenen Aufgaben 

sprachliche Kompetenzen kaum getestet werden, da zwar Ansprüche an die Leseleistung, 

aber nicht an die produktive Sprachleistung gestellt werden. 

Beispiel für eine geschlossene Aufgabestellung: 

Beispiel 3: Bewegungen 

Ordne folgende Bewegungen in die Tabelle ein: (1) Stein auf Förderband, (2) Wasser in 

Wasserleitung, (3) Radfahrer bei Radrennen, (4) Fallen eines Regentropfens, (5) Wind, 

(6) Fallen eines Blattes, (7) Bewegen eines Uhrzeigers, (8) Fahrstuhl. 

geradlinig gleichförmige 

Bewegung 

2 Bei Multiple-choice-Aufgaben werden die richtigen Antworten als Attraktoren, die falschen als Distraktoren 

bezeichnet. 

gleichförmige Bewegung 

13 

ungleichförmige 

Bewegung


Beispiel 4: Der Styroporschneider 

Thomas hat seinen Styroporschneider repariert. Dabei hat er den zerrissenen Draht 

durch einen neuen ersetzt. Doch der Draht wird nach dem Einschalten nicht heiß. Was 

könnte die Ursache sein? 

Kreuze die Ursache an! 

Da jede der genannten Aufgabenformate bestimmte Schülerinnen und Schüler mit ihren spe- 

zifischen Denkmustern und Fähigkeiten bevorzugt und andere benachteiligt, haben alle ihre 

Berechtigung in Klassenarbeiten. Gute Klassenarbeiten sollten deshalb variantenreiche Auf- 

gabenformate aufzeigen, die bewusst von der Lehrkraft gewählt wurden, um die Ausprägung 

bestimmter Kompetenzen zu prüfen. 

Besonderheiten von Aufgaben zur Überprüfung einzelner Kompetenzbereiche 

Die Überprüfung von Kompetenzen im Bereich Erkenntnisgewinnung ist insbesondere 

mit Aufgaben möglich, die 

(1) das Ermitteln, das Ordnen, das Auswerten oder das Interpretieren von Daten erfordern, 

die den Schülerinnen und Schülern über geeignete Materialien (z. B. Sachtexte, Abbil- 

dungen, Tabellen, Graphen) gegeben werden, 

(2) das Ermitteln, das Ordnen, das Auswerten oder das Interpretieren von Daten erfordern, 

die die Schülerinnen und Schülern durch eigenständige Tätigkeit (z. B. durch Beo- 

bachten, Messen oder Experimentieren) gewinnen, 

(3) die Beschreibung der Anwendung von fachspezifischen Methoden der Erkenntnisge- 

winnung (z. B. das Planen, Durchführen oder Auswerten von Experimenten) erfordern. 

Die Überprüfung von Kompetenzen im Bereich Kommunikation ist insbesondere mit 

folgenden Aufgaben möglich: 

(1) Die Schülerinnen und Schüler müssen den Wechsel von einer Darstellungsform in eine 

andere durchführen und dabei die Abstraktionsstufe wechseln (vgl. Abb. 2 und Bei- 

spiel 5). 

Der neue Draht hat einen zu kleinen Querschnitt. 

Der neue Draht hat eine zu geringe Leitfähigkeit. 

Der neue Draht hat einen zu großen Widerstand. 

Der neue Draht hat einen zu großen Durchmesser. 

(2) Die Schülerinnen und Schüler müssen sich argumentativ mit unterschiedlichen Auffas- 

sungen/Erklärungsmustern auseinandersetzen (Beispiel 6). 

14


Abb. 2: Darstellungsformen und Darstellungsebenen (Quelle: /8/, S. 11) 

15 

Folienvorlage 1


Beispiele für Aufgaben zur Überprüfung von Kompetenzen des Bereiches Kommunikation 

Beispiel 5: Die Schlittenfahrt 

An einem Schlitten wurde ein Bewegungssensor so angebracht, dass seine Momentangeschwindigkeit 

ermittelt werden konnte. Dabei entstand folgendes Bewegungsdiagramm: 

10 

0 

m 

v in 

s 

Beschreibe die im Diagramm dargestellte Bewegung des Schlittens. 

Beispiel 6: Die Mondphasen 

(nach einer Idee aus /9/, S. 35) 

Jeder hat bestimmt schon bemerkt, dass der Mond nicht immer 

dieselbe Form hat. Mal ist er als ein Kreis, manchmal nur als eine 

kleine Sichel zu sehen. Aber warum ist das so? 

In der Tabelle sind einige Ideen aufgeführt, die erklären sollen, 

warum der Mond verschiedene Phasen hat. 

Gib zu jeder Idee Gründe an, die für oder gegen die Idee sprechen. 

10 

Idee Gründe, die für oder gegen diese Idee 

sprechen 

Der Mond wird jeden Monat kleiner und 

vergrößert sich dann wieder. 

Der Mond dreht sich. Darum zeigt die 

Mondseite, die Licht abstrahlt, nicht immer 

in Richtung Erde. 

Der Rest des Mondes wird durch Wolken 

verdeckt. 

Der Mond bewegt sich in den Schatten der 

Erde hinein und dann wieder heraus. Deshalb 

sind einige Stellen manchmal dunkel 

und später wieder hell. 

Wir können nicht immer die Hälfte des 

Mondes sehen, die von der Sonne angestrahlt 

werden. 

16 

t in s


Im Folgenden werden drei Aufgaben mit halboffener Aufgabenstellung angegeben. 

(1) Geben Sie zu jeder Teilaufgabe an, welche Teilkompetenz damit überprüft werden 

soll. 

(2) Verändern Sie einige Aufgabenstellungen so, dass daraus offene Aufgabenstellungen 

entstehen. 

1 Der Fall von Körpern 

Im Vakuum fallen alle Körper gleich schnell, aber nicht in Luft oder in Wasser. Mit folgendem 

Experiment soll untersucht werden, wie die erreichbare Endgeschwindigkeit von der Masse 

des Körpers abhängt. 

Verschiedene Kugeln gleicher Größe aber aus unterschiedlichem Material werden in einem 

mit Wasser gefüllten Zylinder untergetaucht und losgelassen. Nach einer Fallstrecke von 20 

cm haben die Kugeln nach Augenschein alle eine konstante Geschwindigkeit erreicht. Für 

den Streckenabschnitt s, der von 20 cm bis 30 cm reicht, wird die Fallzeit t ermittelt. 

Die Dichte der Kugeln soll dabei immer etwas größer als die Dichte von Wasser sein. 

Es wurden dabei folgende Werte ermittelt: 

Masse der Kugel m in g 4,4 5,0 6,3 7,1 8,4 

Fallzeit t in s 1,2 0,6 0,4 0,3 0,25 

a) Berechne die jeweiligen Endgeschwindigkeiten. 

b) Zeichne mithilfe der Werte das v(m)-Diagramm. Beschreibe den Zusammenhang 

zwischen der erreichbaren Geschwindigkeit und der Masse des fallenden Körpers. 

c) Begründe, warum sich beim Fallen von Körpern in einem Medium immer eine maximale 

Geschwindigkeit einstellt. 

2 Die Anwendung radioaktiver Nuklide in der Medizin 

Beschreibe, wie radioaktive Nuklide in der Medizin zur Untersuchung der Funktion der 

Schilddrüse genutzt werden. Fertige dazu eine beschriftete Skizze an. 

3 Das Boot 

Geben Sie wiederum die jetzt überprüften Teilkompetenzen an. 

In einem Boot, das vereinfacht als oben offener Quader angenommen werden kann, sollen 

Steine transportiert werden. 

Berechne, wie viel Steine können in das Boot geladen werden, wenn der Bootsrand nach 

dem Beladen immer noch 10 cm über der Wasserlinie liegen soll. 

Daten: 

Masse des Boots: m = 100 kg 

Grundfläche des Boots : A = 4 m 2 

Höhe der Bootswand: h = 0,6 m 

Masse eines Steines: mStein = 15 kg 

17 

Übung 3


Modul 3: Wie sollten die Aufgaben gestaltet und formuliert werden? 

Bei schriftlichen Verfahren der Leistungsüberprüfung (Test, Klassenarbeiten) sollen an die 

Schülerinnen und Schüler im Voraus festgelegte, im Allgemeinen schriftlich fixierte Anforde- 

rungen so gestellt werden, dass diese in einem festgelegten Antwortformat in bestimmter 

Weise in schriftlicher Form reagieren. Die von den einzelnen Schülerinnen und Schülern er- 

brachten Leistungen sollen dabei im Allgemeinen unabhängig voneinander entstanden sein 

und eine differenzierte Leistungsmessung ermöglichen. 

Untersuchungen erfolgreicher Unterrichtspraxis ergaben die folgenden Regeln zur Formu- 

lierung von schriftlichen Aufgaben (vgl. /10/, S. 90): 

Eine schriftliche Aufgabe ist so zu stellen, dass 

1. die Lösung nicht geraten werden kann, 

2. das Abschreiben der Lösung beim Nachbarn erschwert ist, 

3. die Lösung oder das Ausschließen falscher Antworten nicht suggeriert wird, 

4. sie leistungsschwächere von -stärkeren Lernern zu unterscheiden erlaubt, 

5. sich Fehler beim Lösen einer Teilaufgabe nicht auf andere Teile auswirken, 

6. sie nicht als hinterhältig empfunden werden kann, 

7. ihre Lösung (für alle) eindeutig ist. 

Gegen die letzte Forderung wird in der Praxis oft in zweierlei Hinsicht verstoßen: 

- die fachliche Antwort ist aufgrund unterschiedlicher Annahmen des Aufgabenstellers 

und -lösers bzgl. des physikalischen Gegenstandes nicht eindeutig (Beispiel 7), 

- die Antwort der Schülerinnen und Schüler weicht von der erwarteten Antwort auf- 

grund einer anderen Interpretation der Aufforderung ab (Beispiel 8). 

Beispiel 7: Der Stromkreis 

Beim Anschluss einer Glühlampe an eine Batterie fließt ein Strom von 0,4 A. 

Wie groß ist der Strom durch diese Glühlampe, wenn noch eine zweite, gleichartige 

Glühlampe parallel zur ersten an die gleiche Batterie angeschlossen wird? 

Kreuze die richtige Antwort an. 

0,8 A 

etwas größer als 0,4 A 

0,4 A 

etwas kleiner als 0,4 A 

0,2 A 

18


Die Lehrkraft erwartet als richtige Antwort „0,4 A“; ein guter Schüler wird den Spannungsab- 

fall bei Belastung der Batterie mit berücksichtigen und „etwas kleiner als 0,4 A“ antworten. 

Beispiel 8: Wellen 

Was ist eine Welle? 

Die Lehrkraft erwartet die Definition, eine Schülerin könnte aber auch ein Beispiel nennen. 

Um den Schülerinnen und Schülern die Erwartung genau zu kennzeichnen, die die Lehrkraft 

mit der Aufgabenformulierung verbindet, hat es sich als günstig erwiesen, Aufgaben mit so 

genannten Signalwörtern zu formulieren. Die Bedeutung dieser Signalwörter sollte mit den 

Schülerinnen und Schülern vereinbart werden und eine Schrittfolge zur erfolgreichen Bear- 

beitung eingeübt werden (vgl. dazu auch /3/ und /4/). 

Nachfolgend sind die im Fach Physik häufig gebrauchten Signalwörter, Anforderungsberei- 

chen zugeordnet, aufgeführt. Dabei ist zu beachten, dass bei entsprechender Aufgabenstel- 

lung einzelne Signalwörter auch höhere bzw. geringere Anforderungen an die Schülerinnen 

und Schüler stellen können. 

Es sei aber darauf hingewiesen, dass diese Signalwörter 3 in verschiedenen Veröffentlichun- 

gen nicht einheitlich gebraucht werden. Das betrifft für den Physikunterricht zum Beispiel die 

Festlegungen dieser Begriffe in den Niveaubestimmenden Aufgaben einerseits und den Ein- 

heitlichen Prüfungsanforderungen (EPA) andererseits, die z. B. hinsichtlich des Gebrauch 

der Begriffe „Erklären“ und „Begründen“ deutliche Unterschiede aufweisen (vgl. /11/). Be- 

sonders groß sind die Unterschiede im Begriffsverständnis jedoch zwischen den Fächern 

unterschiedlicher Lernbereiche. Im Interesse einer Qualitätsentwicklung ist deshalb in den 

Fach- und Lehrerkonferenzen eine Abstimmung geboten. 

3 

Diese Aufforderungen werden in der Literatur mitunter auch als Operatoren gekennzeichnet. 

19


Anforderungsbereich I 

Nennen (Angeben, 

Mitteilen, Aussagen) 


Signalwörter für den Physikunterricht 

Fakten, Begriffe, Elemente ohne Erläuterung aufzählen 

Beschreiben Merkmale, Eigenschaften, Vorgänge, Systeme in Einzelheiten schildern 

Darstellen, Veranschaulichen 

Merkmale, Eigenschaften, Vorgänge, Systeme in Einzelheiten unter 

Einbeziehung von Zeichnungen, Diagrammen u. ä. schildern 

Durchführen praktisches Ausführen elementarer Handlungen 

Ermitteln Herausfinden von Fakten aus gedruckten oder elektronischen Medien 

Anforderungsbereich II 

Entwerfen Fixierung eines Lösungsansatzes für ein physikalisches Problem 

Aufbauen Zusammenfügen einzelner Elemente zu einem (bekannten) zweckentsprechenden, 

funktionierenden Ganzen 

Auswerten Ergebnisse von physikalischen Untersuchungen zusammenfassend 

darstellen, interpretieren und Fehlerquellen benennen 

Erläutern beschreibendes und veranschaulichendes Darstellen unter Einbeziehung 

zusätzlicher Informationen (Beispiele, Fakten) zum inhaltlichen 

Verständnis eines physikalischen Sachverhaltes 

Erklären Zurückführen von Wirkungen oder Zusammenhängen auf Ursachen, 

Gesetzmäßigkeiten, Bedingungen 

Begründen Entscheidungen durch Anführen von Argumenten rechtfertigen 

Berechnen Bestimmen einer physikalischen Größe aus ihrem mathematischen 

Zusammenhang mit anderen Größen 

Vergleichen gegeneinander abwägen, um Gemeinsamkeiten, Ähnlichkeiten und 

Unterschiede festzustellen 

Untersuchen 

(Ermitteln) 

Herausfinden von physikalischen Größen oder Zusammenhängen 

Analysieren ein Ganzes zergliedern, die Teile einzeln und in ihrer Wechselwirkung 

untersuchen 

Interpretieren physikalische Phänomene oder experimentelle Ergebnisse beschreiben 

und (insbesondere bei mehreren Deutungsmöglichkeiten) 

in bestimmter Art und Weise erklären 

Anforderungsbereich III 

Diskutieren 

(Erörtern) 

für komplexe physikalischen Sachverhalt das Wirken unterschiedlicher 

Einflussgrößen aufzeigen und gegeneinander abwägen 

Beurteilen die Richtigkeit bzw. Anwendbarkeit physikalischer Aussagen (Begriffe, 

Gesetze) über ein natürliches Phänomen ein experimentelles 

Ergebnis oder einen technischen Sachverhalt einschätzen 

Werten Beurteilung unter Berücksichtigung individueller Wertvorstellungen 

20


Formulieren Sie die folgenden Aufgaben so um, dass der Arbeitsauftrag eindeutig wird. 

Verwenden Sie dazu geeignete Signalwörter. 

1 Warum kann man aus einem Kleidungsstück Wachs entfernen, wenn man die betroffene 

Stelle zwischen zwei Löschblätter legt und heiß darüber bügelt? 

2 Wo treten in Natur und Technik Schmelz- und Erstarrungsprozesse auf? 

3 Unter welchen Bedingungen spricht man von indirekter Beleuchtung? 

4 Wie hoch muss ein senkrecht aufgestellter ebener Spiegel mindestens sein, damit man 

sich selbst von Kopf bis Fuß sehen kann? 

5 Warum muss der Sicherheitsabstand zwischen zwei Fahrzeugen bei regennasser 

Straße größer sein als bei trockener? 

6 Welche Aufgabe hat eine lose Rolle? 

7 Kann man mit einem Seil, welches für eine maximale Zugkraft von 500 N zugelassen 

ist, unter Beachtung der Bestimmungen auch Körper mit einer größeren Gewichtskraft 

heben? 

8 Warum werden in Gebirgen Straßen und Wege in Serpentinen angelegt? 

9 Von einem Wärmekraftwerk wird elektrische Energie abgegeben. Welche Energieumsetzungen 

treten in einem solchen Kraftwerk auf? 

10 Mithilfe von Gießharz können biologische Präparate für Anschauungszwecke eingeschlossen 

werden. Was kann man beobachten, wenn die Oberfläche dieser Modelle 

geschliffen und poliert wird? 

11 Mit welchem Experiment kann man die Größe der Erdbeschleunigung messen? 

12 Wie heißt der Energieerhaltungssatz? 

13 Wie kann man die Leistung eines elektrischen Gerätes bestimmen? 

14 Wie kann man ungedämpfte mechanische Schwingungen erzeugen? 

15 Warum ist Schall auch hinter einem Pfeiler hörbar? 

21 

Übung 4

Modul 4: Wie kann man eine Aufgabe einem Anforderungsbereich zuordnen? 

Modul 4: Wie kann man eine Aufgabe einem Anforderungsbereich 

(AFB) zuordnen? 

Während in den Kompetenzbereichen (vgl. Modul1) die Breite der fachlichen und me- 

thodischen Anforderungen beschrieben wird, charakterisieren die Anforderungsbereiche de- 

ren Tiefe. Die fachspezifische Beschreibung der AFB erfolgt auf den Seiten 20 und 21 in 

Anlehnung an die KMK-EPA (vgl. /11/, S. 9) auf dem Niveau des Mittleren Bildungsabschlus- 

ses. 

Bei genauer Betrachtung der drei AFB wird deutlich, dass sie jeweils drei Komponenten cha- 

rakterisieren: 

- den Bezug zum vorangegangenen Unterricht (von geübt über ähnlich bis neu), 

- die Komplexität des zu bearbeiteten Gegenstandes (von einfach über komplexerer 

bis komplex), 

- die Selbstständigkeit und Komplexität der auszuführenden Tätigkeit (von vorgegeben 

und einfach bis selbstständig, variantenreich und komplex). 

Alle drei Komponenten werden in der Beschreibung von AFB I zu AFB III gleichzeitig ange- 

hoben. In der Praxis zeigt sich jedoch, dass die Zuordnung einzelner Aufgaben zu einem 

AFB auch deshalb problematisch ist, weil z. B. der Bezug zum vorangegangenen Unterricht 

den AFB I nahe legt, die Komplexität des Gegenstandes aber eher den AFB III. 

Beispiel 9: Thomson´scher Ringversuch 

Erkläre, warum ein geschlossener Aluminiumring beim Thomson´schen Ringversuch hoch 

springt – ein offener Ring aber nicht. 

Gerade bei dieser, für viele Klassenarbeiten typischen Aufgabe muss der Aufgabensteller 

sich fragen lassen, welche Kompetenz denn eigentlich überprüft werden sollte. Ging es der 

Lehrkraft mehr um 

- die Reproduktion der Erklärung eines ganz bestimmten experimentellen Ergebnisses, 

das vorher im Unterricht besprochenen und in die Schülerhefter übernommen wurde 

oder 

- um die Überprüfung des Verständnisses und der Anwendbarkeit des Lenz´schen Ge- 

setzes? 

Sollte das Letztere geprüft werden, dann ist dafür folgende Aufgabenstellung besser geeig- 

net, wenn dieses Experiment nicht vorher im Unterricht gezeigt und besprochen wurde. 

Beispiel 10: Der merkwürdige Ring 

Wird ein Stabmagnet schnell in einen hängenden Ring gestoßen, bewegt sich dieser vom 

Magneten weg. Wird dagegen der Magnet schnell aus dem Ring gezogen, dann folgt der 

Ring dem Magneten. 

Erkläre diese Beobachtungen. 

22


Fachspezifische Charakterisierung der Anforderungsbereiche 

Im Anforderungsbereich I beschränken sich die Aufgabenstellungen auf die Reproduktion 

und die Anwendung einfacher Sachverhalte und Fachmethoden, das Darstellen von Sach- 

verhalten in vorgegebener Form sowie die Darstellung einfacher Bezüge. 

Kompetenzbereich Fachwissen 

- Wiedergeben von Daten, Fakten, Begriffen, Größen und Einheiten 

- Wiedergeben von Gesetzen und deren Erläuterung 

- Entnehmen von Informationen aus einfachen Texten über bekannte Sachverhalte 

Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung 

- Beschreiben eines Experiments 

- Aufbau von Experimenten nach vorgelegtem Plan 

- Durchführung einer Messung nach einem einfachen Verfahren 

- Umformen einer Gleichung und Berechnen von Größen 

Kompetenzbereich Kommunikation 

- Darstellen von Sachverhalten in vorgegebenen Darstellungsformen (z. B. Tabelle, 

Graph, Skizze) 

- fachsprachlich korrektes Fassen einfacher Sachverhalte 

Kompetenzbereich Bewerten 

- Darstellen einfacher historischer Bezüge 

- Beschreiben von Bezügen zu Natur und Technik 

Im Anforderungsbereich II verlangen die Aufgabenstellungen die Reorganisation und das 

Übertragen komplexerer Sachverhalte und Fachmethoden, die situationsgerechte Anwen- 

dung von Kommunikationsformen, die Wiedergabe von Bewertungsansätzen sowie das 

Erstellen einfacher Bezüge. 


- fachgerechtes Wiedergeben von komplexeren Zusammenhängen 

- Auswählen und Verknüpfen von Daten, Fakten und Methoden eines abgegrenzten 

Gebietes 

- Entnehmen von Informationen aus einfachen Texten über neue Sachverhalte 


- Übertragen von Betrachtungsweisen und Gesetzen 

- selbständiger Aufbau und Durchführung von Experimenten 

- Planen einfacher experimenteller Anordnungen zur Untersuchung vorgegebener Fra- 

gegestellungen 

- Gewinnung von einfachen mathematischen Abhängigkeiten aus Messdaten 

23 

Kopiervorlage 3



- Erkennen von Fehlerquellen bei Experimenten 

- Erkennen des Gültigkeitsbereiches von Modellen und Gesetzen 


- strukturiertes schriftliches oder mündliches Präsentieren komplexerer Sachverhalte 

- adressatengerechtes Darstellen physikalischer Sachverhalte in verständlicher Form 

- Führen eines Fachgespräches auf angemessenem Niveau zu einem Sachverhalt 

- fachsprachliches Fassen umgangssprachlich formulierter Sachverhalte 


- Einordnen und Erklären von physikalischen Phänomenen aus Natur und Technik 

- Einordnen von Sachverhalten in historische und gesellschaftliche Bezüge 

Im Anforderungsbereich III verlangen Aufgabenstellungen das problembezogene Anwen- 

den und Übertragen komplexer Sachverhalte und Fachmethoden, die situationsgerechte 

Auswahl von Kommunikationsformen, das Herstellen von Bezügen und das Bewerten von 

Sachverhalten. 


- Auswählen und Verknüpfen von Daten, Fakten und Methoden 

- problembezogenes Einordnen und Nutzen von Wissen in verschiedenen inner- und 

außerphysikalischen Wissensbereichen 

- Entnehmen von Informationen aus komplexeren Texten über neue Sachverhalte 


- Entwicklung eigener Fragestellungen bzw. sinnvolles Präzisieren einer offenen Auf- 

gabenstellung 

- Planen und ggf. Durchführen und Auswerten eigener Experimente für vorgegebene 

Fragestellungen 

- Entwicklung alternativer Lösungswege 


- Analysieren komplexerer Texte und Darstellung der daraus gewonnenen Kenntnisse 

- Beziehen einer Position zu einem physikalischen Sachverhalt, Begründen und Ver- 

teidigen dieser Position in einem fachlichen Diskurs 

- Darstellen eines eigenständig bearbeiteten komplexeren Sachverhaltes 


- Herausfinden von physikalischen Aspekten aus Fragestellungen 

- Erklären physikalischer Phänomene komplexerer Art aus Natur und Technik 

- Beziehen einer Position zu gesellschaftlich relevanten Fragen unter physikalischer 

Perspektive 

24


Ordnen Sie begründet jeder der folgenden Aufgaben bzw. Teilaufgaben einem Anforde- 

rungsbereich zu. 

1 Das Auge 

a) Beschrifte die gekennzeichneten Teile des Auges. 

Welche Funktion erfüllen sie? 

b) Auf der Netzhaut entsteht ein verkleinertes, umgekehrtes 

Bild eines Gegenstandes. Wieso können 

wir den Gegenstand trotzdem richtig herum, also 

aufrecht sehen? 

2 Der Schrank 

Ein Schrank mit einer Gewichtskraft von 850 N steht auf 4 Füßen mit einer Fläche von je 

3 cm 2 . 

Berechne den Druck. 

3 Die Tiefkühlkost 

Einem Gemisch aus Wasser und Eis wird gleichmäßig Wärme zugeführt und dabei die Temperaturänderung 

erfasst. 

Zeit t in min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 

Temperatur υ in °C 0 0 2 18 35 53 72 88 95 98 100 100 

Zeichne das υ(t)-Diagramm und erkläre den Verlauf der Temperaturkurve. 

4 Der freie Fall 

In der Tabelle findest die einige Werte der Fallbeschleunigung g an verschiedenen Orten: 

Ort Äquator Nordpol Mount Everest 

m 

Fallbeschleunigung g in 2 9,78049 9,83221 9,77349 

s 

Stelle dir vor, wir könnten an den drei Orten gleichzeitig sein und von dort gleichzeitig drei 

gleichartige Körper aus gleicher Höhe fallen lassen. 

Wer würde am Boden der Sieger dieses „Wettlaufs“ sein? Begründe deine Antwort. 

5 Die Löcher im Topf 

Das abgebildete Gefäß ist mit Wasser gefüllt. Bei A, B 

und C befinden sich gleichgroße Öffnungen. 

Zeichne das ausfließende Wasser bis zum Auftreffen auf 

dem Boden ein. 

25 

1 

4 

A 

B 

C 

5 

Übung 5 

2 

3


Modul 5: Wie kann das Anforderungsniveau einer Aufgabe verändert 

werden? 

Das Anforderungsniveau einer Aufgabe wird im Wesentlichen durch folgende Faktoren be- 

stimmt: 

Komplexität der Kompliziertheit des 

Bekanntheitsgrad Maß an Hilfen 

Handlung Gegenstandes 

charakterisieren die Anforderungsbereiche 

Bei einer physikalischen Aufgabenstellung ist durch den vorangegangenen Unterricht der 

Bekanntheitsgrad festgelegt, die zu prüfende Kompetenz legt im Wesentlichen die Komple- 

xität der Handlung fest und durch die Rahmenrichtlinien werden die Gegenstände ein- 

schließlich Behandlungstiefe (Kompliziertheit) schulform- und altersspezifisch beschrieben. 

Die einzig wirklich freie Variable ist das Maß an Hilfen, womit innerhalb eines Anforderungs- 

bereiches eine Aufgabe in ihren Anforderungen leichter oder schwerer gemacht werden 

kann. Diese Hilfen können u.a. bestehen aus 

- beigefügten Abbildungen, z. B. Aufbau von Experimenten oder technischer Geräte 

(vgl. Beispiel 11), 

- erläuternden Skizzen bei physikalischen Berechnungen, 

- Vorgabe von herzuleitenden Gleichungen, 

- Angaben von Zwischenergebnissen, 

- Begriffserklärungen zur Entlastung von Sachtexten, 

- Teilfragen zur Aufgliederung komplexer Handlungen, 

- Vorgaben von inhaltlichen Schwerpunkten bei Erörterungsfragen. 

Beispiel 11: Der Viertakt-Ottomotor 

Variante 1: Skizziere den Viertakt-Ottomotor und beschrifte die wichtigsten Bauteile. 

Variante 2: Beschrifte die gekennzeichneten Bauteile des Viertakt-Ottomotors. 

Variante 3: Ordne folgende Begriffe den einzelnen Bauteilen des 

Viertakt-Ottomotors in der Skizze zu. 

- Kolben 

- Einlassventil 

- Auslassventil 

- Kurbelwelle 

- Pleuelstange 

- Zündkerze 

- Zylinder 

26 

7 

6 

5 

1 

2 

3 

4


Beschreiben Sie, was Sie an den folgenden Aufgaben verändern würden, damit ihr Anfor- 

derungsniveau geringer wird. 

1 Das Echolot 

Zur Bestimmung der Meerestiefe wird ein Schallimpuls ausgesendet und nach Reflexion 

wieder registriert. 

Berechne die Meerestiefe, wenn das Signal an dieser Stelle nach 3,2 s registriert wird. 

2 Das Atomkraftwerk 

Beschreibe den prinzipiellen Aufbau eines Atomkraftwerks. Gehe dabei auf bauliche Sicherheitsmaßnahmen 

ein. 

3 Fahrende Autos 

Für zwei Autos wurde das abgebildete 

s(t) - Diagramm aufgenommen. 

Zu welcher Zeit haben die Autos die gleiche Geschwindigkeit? 

4 Schallinterferenzen 

Plane ein Experiment, mit dem nachgewiesen werden kann, dass Schallwellen interferieren 

können. 

5 Der Brunnen 

Um die Tiefe eines Brunnen zu ermitteln, wird ein Stein in ihm fallen gelassen. Nach 5,3 s 

hört man den Aufschlag. 

Berechne die Tiefe des Brunnens. 

6 Solarzellen 

Diskutiere Vor- und Nachteile des Einsatzes von Solarzellen zur Gewinnung von Elektroenergie. 

27 

50 

0 

s in m 

10 

Übung 6 

Auto B 

Auto A 

t in s



Offene Aufgaben haben die Eigenart, dass die Lösungen der einzelnen Schülerinnen und 

Schüler sehr unterschiedlich ausfallen und damit schwer vergleichbar und bewertbar sind. Im 

Folgenden sollen für zwei typische Vertreter offener Aufgaben im Physikunterricht Bewer- 

tungsansätze vorgestellt werden. 

Aufgaben mit freier Antwort 

Die Bearbeitung dieses Aufgabenformats erfordert höhere kognitive Leistungen. Als deren 

Ergebnis entsteht eine frei formulierte kurze Textantwort und/oder eine den Text ergänzende 

bzw. ersetzende Skizze. 

Die Erfahrung zeigt (vgl. 10/, S. 83), dass es zur Bewertung dieser Aufgaben hilfreich ist, 

wenn die Lehrkraft sich vor der Korrektur die Antworten einiger Schüler mit unterschiedlichen 

Leistungen anschaut und aufgrund dieser „Vor-sicht“ den Erwartungshorizont und Bewer- 

tungsschlüssel erstellt. Das soll für zwei Beispiele, die /12/ entnommen wurden, verdeutlicht 

werden. 

Beispiel 12: Der Früchtetrockner 

Wie könnte ein Gerät aussehen, mit dem durch warme Luft Trockenfrüchte hergestellt 

werden? Bedenke, dass die Früchte nur trocknen können, wenn warme und frische trockene 

Luft über sie hinweg streicht. Als Wärmequelle steht dir nur die Sonne zur Verfügung. 

Mache eine Zeichnung und beschrifte sie. 

Erwartungshorizont: 

3 Punkte: Aus der Zeichnung ist Folgendes ersichtlich: 

- Frischluft wird von der Sonne erwärmt 

- die erwärmte Luft strömt zu den Früchten 

- für Abluft ist gesorgt 

2 Punkte: einer dieser Gesichtpunkte fehlt 

1 Punkt: nur ein Gesichtspunkt wird dargestellt 

Beispiel 13: Der Ball 

Im Bild blickst du von oben auf einen 

Ball, der gegen eine Wand rollt und 

von ihr abprallt. Bei der Aufnahme 

wurde er von einer in gleichmäßigen 

Takt blitzenden Lampe beleuchtet. 

Kommt der Ball von links oder von 

rechts, und woran kannst du das erkennen? 

28 

Wand


Fachaufsätze 


1 Punkt: Es wird die richtige Antwort gegeben: Der Ball kommt von oben rechts. 

Zusätzlich gibt es für die Güte der Erklärung folgende Zusatzpunkte: 

2 Punkte: Dem Sinne nach wird folgende Erklärung gegeben: 

Die Übergänge von einer Aufgabe mit freier Antwort zu einem Fachaufsatz sind fließend. In 

der Sekundarstufe I werden sich die Schülerinnen und Schüler meist nur in kleineren zu- 

sammenhängenden Darstellungen mit 

- verschiedenen Interpretationen physikalischer Phänomene, 

- Vorteilen und Risiken der technischen Anwendung physikalischer Erkenntnisse (vgl. 

Beispiel 14), 

- Wirkungen physikalischer Erkenntnisse im historischen Kontext 

auseinander setzen müssen. Eigentliche Fachaufsätze sind erst in der Sekundarstufe II, z. B. 

als Themaaufgabe in der schriftlichen Abiturprüfung, üblich. 

Dieser besondere Aufgabentyp stellt an die Schülerinnen und Schüler neben den fachlichen 

Anforderungen auch ausgeprägte fachspezifische kommunikative Kompetenzen. Da nicht 

erwartet werden kann, dass sich diese im Unterrichtsprozess nebenbei, quasi „von allein“ 

ausprägen, müssen auch diese bewusst und zielgerichtet entwickelt sowie bei der Bewer- 

tung berücksichtigt werden. 

Der Ball prallt an die Wand und kann dabei höchstens langsamer werden. 

Da die Abstände zwischen den Blitzen rechts größer sind als links, ist der 

Ball rechts schneller als links; er muss also von rechts kommen. 

1 Punkt: Es fehlt eine der Aussagen. 

Beispiel 14: Windkraftwerke in der Diskussion 

In den letzten Jahren hat die Anzahl der Windkraftwerke in Deutschland stark zugenommen, 

gleichzeitig gibt es zahlreiche Einwände gegen die Errichtung neuer Anlagen. 

Diskutiere die Vor- und Nachteile der Energieerzeugung 

durch Windkraftanlagen. 

Berücksichtige dabei insbesondere technische, 

ökonomische und ökologische Aspekte 

und gehe dabei auch auf die Abbildung ein. 

29


Kompetenzbereich 

Fachwissen 


Erkenntnisgewinnung 


Kommunikation 


Bewerten 

Übung 7 

Energieerhaltungssatz 


Martin fragt nach der Behandlung des Energieerhaltungssatzes: „Warum sollen wir Energie 

sparen, wenn sie doch nicht verloren gehen kann und immer gleich viel bleibt?“ 

Beantworte die Frage von Martin. 

Energieerzeugung aus konventionellen und erneuerbaren 

Energiequellen 

physikalische Grundlagen der Energiewandlung 

Wirkungsgrad (maximal), Leistung in Abhängigkeit vom 

Windangebot 

technische Probleme, wie Drehzahlsteuerung, Gefahrenabschaltung, 

Frequenzstabilität 

Probleme der Netzeinspeisung der durch Windkraftwerke 

gewonnenen Elektroenergie 

sachlogische Gliederung 

Erarbeiten Sie zu dieser Aufgabe einen Erwartungshorizont und eine Punktverteilung. 

30 

- 

übersichtliche Darstellung der Pro- und Contra- 

Argumente 

Einbeziehung der Interpretation der Abbildung 

richtiger Gebrauch der Fachsprache 

orthografisch und grammatisch korrekter Gebrauch der 

deutschen Sprache 

CO2-Produktion durch Nutzung fossiler Brennstoffe und 

Wirkung auf Klimaentwicklung 

Aufstellung und Anwendung eines Kriteriensystems, dass 

u. a. enthält Gestehungskosten, Sicherheit, ökologische 

Aspekte (z. B. Lärm, Vögel, Landschaftsgestaltung) 

BE 

6 

3 

2 

4

1 Der Temperaturverlauf 

Ein Temperaturschreiber 

hat für einen ganzen 

Tag den abgebildetenTemperaturverlauf 

aufgezeichnet. 

Beschreibe, was du 

alles aus der graphischen 

Darstellung erfahren 

kannst. 

(nach einer Idee aus /9/, S. 

21) 

2 Lärmbelästigung 


Bewerten Sie mit dem von Ihnen erarbeiteten Erwartungshorizont die folgenden Schüler- 

antworten. 

(A) Energie sollte gespart werden, weil sie teuer ist und ihr Verbrauch die Umwelt verschmutzt. 

(B) Der Energieerhaltungssatz gilt nur in der Physik. Im Haushalt oder beim Autofahren 

geht immer etwas Energie verloren. 

(C) Es gibt wertvolle Energie, mit der viel gemacht werden kann. Zum Beispiel kann 

man mit elektrischer Energie Licht, Wärme oder Bewegung hervorrufen. Bei der 

Nutzung der wertvollen Energie entsteht nicht so wertvolle, zum Beispiel warme 

Zimmerluft. Die Energie bleibt zwar immer gleich viel, aber man kann dann nicht 

mehr so viel damit machen. Deshalb muss man wertvolle Energie sparen. 

Erstellen Sie für folgende offene Aufgaben jeweils einen Erwartungshorizont. 

25 

20 

15 

10 

5 

Temperatur in °C 

0 

0 4 8 12 16 20 

Uhrzeit 

24 

Befragungen haben ergeben, dass sich die Bevölkerung in Deutschland vor allem durch 

Straßenlärm (79 % der Befragten) belästigt fühlt; mit Abstand folgen dann Nachbarschaftslärm 

(27 %), Fluglärm (26 %), Lärm ,den Schienenfahrzeuge erzeugen (24 %) und Industrielärm 

(22 %). 

Beschreibe mögliche Folgen von Lärm und entwickle drei Vorschläge, mit denen die Belästigung 

durch Straßenlärm reduziert werden kann. 

31 

Übung 8

3 Physikalische Assoziationen 


Beschreibe deine physikalischen Assoziationen beim 

Betrachten der nebenstehenden Abbildung. 

Erläutere für drei Assoziationen die physikalischen 

Hintergründe. 

4 Die Folgen einer Entdeckung 

Die Entdeckung der elektromagnetischen Induktion durch Michael Faraday war Voraussetzung 

für zahlreiche technische Entwicklungen. 

Beschreibe den Einfluss dieser technischen Entwicklungen auf die Wirtschaft und das Leben 

der Menschen. 

5 Die Fahrgastzahl 

Ein Verkehrsunternehmen will untersuchen, wie viel Fahrgäste im Laufe eines Tages eine 

bestimmte Straßenbahnlinie benutzen. 

Entwickle eine technische Vorrichtung, die die Anzahl der Fahrgäste, die jeweils in die Straßenbahn 

ein- bzw. aussteigen registriert. 

6 Die Absorption von Licht 

Dringt Licht in einen lichtdurchlässigen Stoff, so wird nur ein gewisser Teil den Stoff durchdringen, 

während der andere Teil absorbiert oder gestreut wird. 

Beschreibe ein Experiment, mit der der Zusammenhang zwischen der Dicke des durchstrahlten 

Stoffes und dem Lichtanteil, der vom eintretenden Licht wieder austritt, untersucht werden 

kann. 

32



Da eine Zusammenstellung einzelner guter Aufgaben noch keine „anspruchsvolle“ Klassen- 

arbeit“ ergibt, sind im Folgenden wesentliche Merkmale anspruchsvoller Klassenarbeiten als 

Prüffragen aufgeführt und z. T. auch erläutert. 

• Entsprechen die Schwerpunkte der Klassenarbeit den inhaltlichen und methodi- 

schen Schwerpunkten der Rahmenrichtlinien und des vorangegangenen Unter- 

richts? 

Da zur Zeit im Physikunterricht in einem Schulhalbjahr nur eine Klassenarbeit geschrieben 

wird, ist der Umfang der möglichen Inhalte (Begriffe, Gesetze, Verfahren, technische An- 

wendungen u. a.), die Gegenstand dieser einen Klassenarbeit sein könnten, enorm. Mit der 

Entscheidung für oder gegen bestimmte Inhalte werden für die Schülerinnen und Schüler 

auch hinsichtlich ihres weiteren Lernens Signale gesetzt für Wesentliches, Strukturierendes, 

Verbindendes auf der einen Seite und Einzelnes, Beispielhaftes auf der anderen Seite. 

Das bedeutet auch, dass Aufgaben zur Überprüfung grundlegender Kompetenzen ungefähr 

50 % einer Klassenarbeit ausmachen sollten. 

• Werden mit den einzelnen Aufgaben vielfältige Kompetenzen überprüft? 

In schriftlichen Lernkontrollen werden Aufgaben zur Überprüfung von Kompetenzen vor al- 

lem aus den Bereichen Fachwissen und Erkenntnisgewinnung gewählt werden. Aber auch 

Kompetenzen der Bereiche Kommunikation und Bewertung sind durchaus sinnvoll in Klas- 

senarbeiten zu überprüfen, insbesondere dann, wenn die zur Bearbeitung zur Verfügung 

stehende Zeit eine Unterrichtstunde überschreitet. 

• Hat die Klassenarbeit einen komplexen Charakter? 

Im gültigen Erlass zur Leistungsbewertung (vgl. /15/, S. 2) heißt es: 

„Klassenarbeiten und Klausuren müssen in Inhalt und Aufgabenstellung immer komplex 

angelegt sein… Teilaufgaben müssen in einem klar erkennbaren Zusammenhang zu ei- 

ner übergreifenden Aufgabenstellung stehen. Additive Aufgabenaneinanderreihungen 

sind zu vermeiden. Problemlösende Aufgaben, die eine Erörterung verlangen, müssen in 

einem eindeutigen Bezug zur fachspezifischen Aufgabe stehen und sich an die Reproduk- 

tions- und Transferleistung anschließen.“ 

Diese Forderung bedarf einiger Erläuterungen. In den Fächern Geschichte, Geographie und 

Sozialkunde werden gesellschaftliche Probleme betrachtet, die auch schon in den jüngeren 

Schuljahrgängen eine komplexe Aufgabenbearbeitung im Unterricht und darum auch in Klas- 

senarbeiten erfordern. Auch im Sprachunterricht sind komplexe Aufgaben aufgrund der 

33


Komplexität der untersuchten Sache möglich. Im Physikunterricht werden durch die spezifi- 

sche Herangehensweise der Fachwissenschaft komplexe Naturvorgänge reduziert auf einfa- 

che kausale Zusammenhänge. Die geforderte Komplexität der Klassenarbeit kann deshalb in 

Physik nicht durch den betrachteten Gegenstand, sondern nur durch die Art und Weise der 

Auseinandersetzung mit ihm erreicht werden. Deshalb sollten in einer Klassenarbeit nicht 

möglichst viele unterschiedliche physikalische Gegenstände geprüft werden, sondern vielfäl- 

tige Kompetenzen bei der Auseinandersetzung mit einigen Gegenständen. 

• Werden die Anforderungsbereiche in einem ausgewogenen Verhältnis berück- 

sichtigt? 

Im Erlass zur Leistungsbewertung (vgl. /15/, S. 2) heißt es: 

„Klassenarbeiten und Klausuren müssen…die Anforderungsbereiche I (Reproduktionsleis- 

tungen), II (Reorganisationsleistungen, Transferleistungen) und III (eigenständige Prob- 

lemlösungen) alters- und schulformgerecht repräsentieren. Der Schwerpunkt liegt im An- 

forderungsbereich II.“ 

In der Praxis hat sich ein Verhältnis der Anforderungsbereiche nach folgender Gleichung 

bewährt: AFB I : AFB II : AFB III = 30 % : 50 % : 20 %. 

• Berücksichtigt das Anforderungsniveau und die Bearbeitungszeit die konkrete 

Klassensituation? 

Die Schwierigkeiten bei der Festlegung eines ganz bestimmten (angemessenen) Anforde- 

rungsniveaus ergeben sich aus dem Umstand, dass jegliche Bewertung immer in Bezug auf 

eine ganz bestimmte Norm vorgenommen wird. Mit folgender Übung soll das transparent 

gemacht werden. 

34


Kleine Beurteilungsaufgabe 

Eine Schulklasse macht in monatlichen Abständen Schulleistungstests, in denen jeweils 

der Unterrichtsstoff des letzten Monats überprüft wird. In jedem Test kann man maximal 

100 Punkte erreichen. Die Tests sind so aufgebaut, dass der Klassendurchschnitt bei 

ca. 50 Punkten liegt. Neun Schülerinnen bzw. Schüler erreichten bei den letzten drei 

Tests die unten aufgeführten Punkte. 

Ihre Aufgabe besteht jetzt darin, bei jeder Schülerin/jedem Schüler das letzte Tester- 

gebnis (3. Test) zu beurteilen. Wenn Sie das Ergebnis einer Schülerin/eines Schülers 

für eine gute Leistung halten, so können Sie einen bis fünf Pluspunkte (+ + …) geben. 

Halten Sie das Ergebnis für eine schlechte Leistung, so können Sie einen bis fünf Mi- 

nuspunkte (- - …) geben. 

Erreichte Punkte 

1. Test 2. Test 3. Test 

1 60 55 50 

2 25 25 25 

3 85 80 75 

4 50 50 50 

5 65 70 75 

6 15 20 25 

7 40 45 50 

8 75 75 75 

9 35 30 25 

(Diese Aufgabe wurde in leichter Veränderung /13/, S. 60 entnommen) 

35 

Beurteilung des letzten 

Testergebnisses 

Der Vergleich der Bewertungsergebnisse der einzelnen Lehrkräfte müsste Unterschiede of- 

fenlegen, die auf die Anwendung verschiedener Normen zurückzuführen sind (vgl. /14/, S. 41 

ff): 

- die soziale Norm 

Die Leistungen des Einzelnen werden nach ihrem Verhältnis zur Leistung einer 

Gruppe beurteilt. Sie gilt als gut, wenn sie die Leistung der Gruppe (meist Klasse) 

entspricht oder sie übertrifft. (Beim obigen Beispiel wären das die Schüler 3, 5 und 8). 

- die individuelle Norm 

Übung 9 

Für die Beurteilung ist hier der individuelle Lernfortschritt ausschlaggebend. Gut ist 

eine Leistung, wenn eine Schülerin/ein Schüler sich verbessert hat oder zumindest


auf gleich bleibendem Niveau geblieben ist. (Beim obigen Beispiel hätten die Schüler 

6 und 7 eine besonders gute, die Schüler 3 und 9 eine schlechte Leistung vollbracht.) 

- die kriteriale Norm 

Der Beurteilung liegen fachlich-sachliche Anforderungen zugrunde (wie zentrale 

Klassenarbeiten und Prüfungen, Bildungsstandards), die unabhängig von der Grup- 

penleistung gestellt werden. Gut ist eine Leistung, die diesen Anforderungen genügt 

oder sie übertrifft (z. B. übertreffen die Schüler A und B die Norm, aber Schüler C ver- 

fehlt sie, vgl. Abb. 3). 

Abb. 3: Vergleichsperspektiven der drei Bezugsnormen zur Leistungsbewertung 

(nach /13/, S. 41) 

Die Anwendung jeder dieser Normen hat im pädagogischen Prozess ihre Berechtigung und 

ist gleichzeitig mit Schwierigkeiten verbunden. Die Analyse der Klassenarbeiten zeigt, dass 

im Schulalltag der soziale Normbezug vorherrscht, dies aber zu erheblichen Unterschieden 

in den gestellten Forderungen innerhalb einer Schulform führen kann (vgl. /1/, S. 48). 

Insbesondere wenn die auf dieser Grundlage erteilten Noten über den weiteren Bildungsweg 

entscheiden, ist aber eine Vergleichbarkeit auf der Grundlage eines einheitlichen und aner- 

kannten Kriteriensystems notwendig. Diese wird mit den KMK-Bildungsstandards für den 

Mittleren Bildungsabschluss, den Einheitlichen Prüfungsanforderungen in der Abiturprüfung 

der KMK, den niveaubestimmenden Aufgaben angestrebt. 

Im Erlass zur Leistungsbewertung (vgl. /15/, S. 2) heißt es in diesem Zusammenhang: 

„Klassenarbeiten und Klausuren sind von jeder Schülerin und jedem Schüler einer Klasse 

bzw. einer Kursgruppe unter gleichen Bedingungen - wie abschlussbezogene Anforde- 

rungen, Bearbeitungszeit, zugelassene Hilfsmittel und Aufsicht - anzufertigende Leis- 

tungsnachweise. 

Kompetenzen 

kriteriale Norm 

36 

Schüler A 

soziale Bezugsnorm 

Schüler B 

Schüler C 

individueller 

Normbezug 

Lernzeit


Sie umfassen möglichst angeschlossene Unterrichtseinheiten und berücksichtigen die un- 

terrichtlichen Voraussetzungen.“ 

Die Formulierung „abschlussbezogene Anforderungen“ weist auf eine kriteriale Norm als 

Grundlage hin. Zugleich verlangt aber die Realisierung der Forderung nach der Berücksichti- 

gung der „unterrichtlichen Voraussetzungen“ ein gewisses Maß an sozialer Normierung der 

Anforderungen. 

Um zwischen beiden Forderungen die Balance zu finden, bedarf es des Austausches zwi- 

schen den Lehrkräften innerhalb der Schule, aber auch darüber hinaus. 

• Werden bei der Reihenfolge und Gestaltung der einzelnen Aufgaben lernpsycho- 

logische Aspekte berücksichtigt? 

Bei schriftlichen Leistungsüberprüfungen (Test, Klassenarbeiten, Klausuren, Prüfungen) ist 

die Reihenfolge der Bearbeitung prinzipiell den Schülerinnen und Schülern freigestellt. Aber 

die Lernenden lesen die Aufgaben in der vorgegebenen Reihenfolge. Zudem ist bei komple- 

xeren Aufgaben eine Änderung der Reihenfolge kaum möglich, da die einzelnen Teilaufga- 

ben meist aufeinander aufbauen. Daher ist es nicht verwunderlich, wenn in Untersuchungen 

festgestellt wurde, dass fast 80 % der Schülerinnen und Schüler sich an die vorgegebene 

Reihenfolge hielten (vgl. /14/, S. 125). 

Die Reihenfolge, in der Aufgaben bei schriftlichen Leistungsüberprüfungen gestellt werden, 

sollte so sein, dass sie von den Schülerinnen und Schülern ohne Nachteile so beibehalten 

werden kann. Das bedeutet, dass es sich bewährt hat, 

- am Anfang eine etwas einfachere Aufgabe zu stellen, 

- die höchsten Schwierigkeiten in der Mitte der Arbeit zu platzieren, 

- verschiedene Schülertätigkeiten (Rechnen, Zeichnen, Argumentieren) abwechselnd 

zu prüfen, 

Da für viele Schülerinnen und Schüler selbst eine Klassenarbeit mit einer Zeitdauer von 45 

Minuten schon eine erhebliche Anstrengung darstellt, sollte die Klassenarbeit als Ganzes, 

aber auch einzelne Teilaufgaben motivierende Elemente (z. B. Abbildungen; Formulierun- 

gen; interessante, persönlich betreffende Beispiele) enthalten. 

Prüfen Sie mithilfe der Checkliste, ob die folgenden Beispiele einschließlich des Erwar- 

tungshorizontes den Ansprüchen genügen. 

Welche Veränderungen würden Sie bei den einzelnen Klassenarbeiten vornehmen? 

37 

Übung 10



Checkliste zur Beurteilung von Klassenarbeiten 

Einschätzung der einzelnen Aufgaben bzw. Teilaufgaben 

Nr. BE 

Entspricht 

den SP der 

RRL 

überprüfte 

Kompetenzen 

AFB Niveau Zeit Gestaltung 

ja nein F E K B I II III hoch mittel niedrig gut zu verbessern 

Komplexität der Klassenarbeit: hoch: teilweise: gar nicht: 

Gesamteinschätzung 

38

Klassenarbeit 1 


Wirkungen und Anwendungen des elektrischen Stromes 

Schuljahrgang 8 (hauptschulabschlussbezogener Bildungsgang) 

1 Dir wird ein Experiment vorgeführt. Beobachte die Veränderungen. Achte dabei besonders 

auf das Strommessgerät und den Draht zwischen den Helmholtzklemmen. 

a) Beschreibe deine Beobachtung. 

b) Leite aus dieser Beobachtung den Sinn von Haushaltssicherungen ab. 

c) Nenne für drei verschiedene Wirkungen des elektrischen Stromes eine Nutzung in 

einem Haushaltsgerät. 

2 Carla möchte am Sonntag für die ganze Familie das Frühstück vorbereiten. Dazu will 

sie folgende technische Geräte einsetzen: 

Toaster 900 W 

Wasserkocher 1,2 kW 

Elektroherd 300 W 

Deckenlampe 180 W 

Stereoanlage 120 W 

In der Küche sind der Steckdosen-Stromkreis mit einer 10 A-Sicherung und der Herd 

extra mit einer 16 A-Sicherung abgesichert. 

Untersuche und entscheide, ob Carla diese Geräte problemlos gleichzeitig betreiben 

kann. 

3 Werden in Flüsse Turbinen zur Stromgewinnung oder Rohre zur Wasserentnahme 

eingesetzt, so sind auch Anlagen zum Verscheuchen der Fische einzusetzen. Eine 

Möglichkeit besteht im Einsatz kurzer elektrischer Impulse im Wasser, ohne dabei die 

Gesundheit der Fische zu beeinträchtigen. 

Zur Untersuchung, wie die Größe des Stromflusses vom Abstand der Elektroden abhängt, 

wurden folgende Messwerte aufgenommen: 

Abstand a in m 0 2 5 7 8 12 15 

Stromstärke I in mA - 150 60 43 37 25 20 

a) Stelle die Messwerte in einem I(a)-Diagramm dar und beschreibe den Zusammenhang. 

Erkläre, warum für a = 0 keine Stromstärke angegeben wurde. 

b) Die Stromstärke soll auf 30 mA begrenzt werden. 

Ermittle mithilfe des Diagramms den Mindestabstand der Elektroden. 

4 Tobias möchte für sein Modell zwei Lampen einzeln, aber auch gleichzeitig leuchten 

lassen. Dazu hat er folgenden Schaltplan aufgebaut. 

Entscheide, ob jeweils die Lampen leuchten. Übernimm die 

+ - 

Tabelle auf dein Blatt und fülle sie aus. 

Schalter 1 Schalter 2 Lampe 1 Lampe 2 

offen offen 

offen geschlossen 

geschlossen offen 

geschlossen geschlossen 

39 

L1 

S2 

L2 

S1

Erwartungshorizont 


erwartete Leistungen Kennzeichnung der 

unterrichtlichen Voraussetzungen 

1° Den Schülerinnen und Schülern wurde folgendes 

Experiment vorgeführt: 

Beobachtung: Der Strom wurde solange erhöht, 

bis der Draht zwischen den Klemmen anfing zu 

glühen und das Papier verbrannte. 

1b Sicherungen sollen verhindern, dass ein zu großer 

Strom durch die Leitungen fließt und diese durch 

Überhitzung zerstört werden. 

1c Wärmewirkung Toaster 

Lichtwirkung Glühlampe 

Bewegung Ventilator 

2 Da der Herd extra abgesichert ist, muss er hier 

nicht berücksichtigt werden. 

3a 

+ 

- 

Die übrigen Geräte haben eine Gesamtleistung 

von: 

P = 2400 W. Das ist schon über der zulässigen 

Leistung von 2300 W 

(Pzulässig = ⋅ I = 230V 

⋅10A 

). 

U zulässig 

Sie sollte z. B. das Radio so lange auslassen, bis 

der Wasserkocher fertig ist. 

150 

125 

100 

75 

50 

25 

I in mA 

0 

0 3 6 9 12 15 

a in m 

Für a = 0 berühren sich die Elektroden, es würde 

ein Kurzschluss entstehen. 

40 

A 

Experimente zu den 

Wirkungen des Stromes 

(aber nicht dieses) 

wurden gezeigt. 

Sicherungen wurden 

behandelt, aber nicht 

im Zusammenhang 

mit der Wärmewirkung 

Wirkungen des Stromes 

wurden behandelt. 

Aufgaben zur maximalen 

Belastung von 

Stromkreisen wurden 

besprochen. 

Das Zeichnen von 

Diagrammen nach 

Wertetabelle wurde 

geübt. 

Das Entstehen von 

Kurzschlüssen wurde 

in anderem Zusammenhang 

besprochen. 

Zuordnung 

der BE zu den 

AFB 

I II III 

3 

3 

2 

2 

4 

1 

2


erwartete Leistungen 

41 

Kennzeichnung der 

unterrichtlichen Voraussetzungen 

3b Abgelesener Wert: a ( 30mA) 

≈ 10 m 

Ablesen von Werten 

aus Diagrammen 

wurde geübt. 

4 Schalter 1 Schalter 2 Lampe 1 Lampe 2 

offen offen leuchtet 

nicht 

offen geschlossen 

geschlossen 

geschlossen 

leuchtet 

nicht 

leuchtet 

nicht 

leuchtet 

nicht 

offen leuchtet leuchtet 

geschlossen 

leuchtet leuchtet 

nicht 

Parallel- und 

Reihenschaltung 

wurde auch experimentellbehandelt. 

Zuordnung 

der BE zu 

den AFB 

I II III 

1 

1 

1 

1 

1 

Summe 8 10 4



Schuljahrgang 8 (realschulabschlussbezogener Bildungsgang) 

1 Welche Aussagen sind wahr bzw. falsch? 

a) Licht hat Teilchen- und Welleneigenschaften. 

b) Licht breitet sich nicht geradlinig aus. 

c) Das Einfallslot ist eine Hilfslinie für die Konstruktion zur Reflexion und Brechung. 

d) Die Ozonschicht ist eine Schutzschicht in unserer Atmosphäre. 

e) Es gibt 7 Spektralfarben. 

f) Die Geschwindigkeit des Lichtes beträgt 3000 km/s im Vakuum. 

2 Übernimm und ergänze den Satz. 

Licht trifft unter einem Winkel von 35° auf die Grenzschicht von Wasser zu Luft. 

Der Berechnungswinkel muss…………………… 

3 „Weißes Licht ist nicht weiß.“ 

Erkläre diese Aussage. 

4 Wie entsteht Wind? 

5 Welche Farben müssen additiv gemischt werden, um 

a) gelb und b) magenta zu erhalten? 

6 Erkläre an zwei von dir gewählten Beispielen, dass Farben auf den Menschen sowohl 

psychische als auch physische Wirkungen besitzen. 

7 Fülle die Leerfelder aus. 

Takt Ottomotor Dieselmotor 

…………………….. Ansaugen des Benzin-Luft- 

Gemisches 

……………………………… 

……………………………… 

……………………………… 

…………………….. ………………………………. 

………………………………. 

………………………………. 

………………………………. 

Kolben nach………………… 

8 Wende die Gesetzmäßigkeiten der Lichtreflexion an und beschrifte. 

42 

Luft 

Wasser 

……………………………… 

……………………………… 

……………………………… 

……………………………… 

……………………………… 

Selbstzündung 

………………………………. 

………………………………. 

………………………………. 

……………………………….



1 Welche Aussagen sind wahr bzw. falsch? 

a) Licht hat Teilchen- und Welleneigenschaften. w 

b) Licht breitet sich nicht geradlinig aus. f 

c) Das Einfallslot ist eine Hilfslinie für die Konstruktion zur Reflexion und Brechung. 

w 

d) Die Ozonschicht ist eine Schutzschicht in unserer Atmosphäre. w 

e) Es gibt 7 Spektralfarben. f 

f) Die Geschwindigkeit des Lichtes beträgt 3000 km/s im Vakuum. f 

2 Übernimm und ergänze den Satz. 

Licht trifft unter einem Winkel von 35° auf die Grenzschicht von Wasser zu Luft. 

Der Berechnungswinkel muss…größer als 35°… 

1 P 

3 „Weißes Licht ist nicht weiß.“ 

Erkläre diese Aussage. 

Licht besteht aus Spektralfarben; sie können durch Brechung am Prisma 

sichtbar gemacht werden. 

2 P 

4 Wie entsteht Wind? 

warme und kalte Luftmassen treffen aufeinander; Druckausgleich = 

Wind 

2 P 

5 Welche Farben müssen additiv gemischt werden, um 

a) gelb und b) magenta zu erhalten? 

rot + grün rot + blau 

6 Erkläre an zwei von dir gewählten Beispielen, dass Farben auf den Menschen sowohl 

psychische als auch physische Wirkungen besitzen. 

- psychisch - physisch 

2 P 

7 Fülle die Leerfelder aus. 

Takt Ottomotor Dieselmotor 

6 P 

1 

Ansaugen des Benzin-Luft-Gemisches 

………EV auf……………… 

………AV zu……………… 

Kolben nach unten…… 

3 Funke von Zündkerze zündet Gemisch 

……EV/AV zu……. 

Kolben nach…unten…… 

43 

Ansaugen von Luft 

………EV auf……………… 

………AV zu……………… 

Kolben nach unten… 

Selbstzündung 

……… EV/AV zu 

Kolben nach unten 

8 Wende die Gesetzmäßigkeiten der Lichtreflexion an und beschrifte. 

α 

6 P 

α´ 3 P 

α 

Luft 

2 P 

α = α´ α < β 

Wasser 

β 

3 P



Schuljahrgang 9 (Gymnasium) 

1 Vergleichen Sie den Aufbau des Wechselstromgenerators mit dem Gleichstrommotor. 

2 Nennen Sie das Lenz´sche Gesetz und das Induktionsgesetz. 

Erläutern Sie eines der Gesetze anhand eines selbst gewählten Beispiels. 

3 Um Transformatoren herzustellen, stehen Spulen mit folgenden Windungszahlen zur 

Verfügung: 250, 500, 750, 1000, 1500 und 3000. 

Begründen Sie durch Rechnung, welche Spulen man wählen muss, um mit diesem 

Transformator eine Stromstärke von 10 A auf 40 A transformieren zu können. 

Wahlaufgaben 

E N T W E D E R 

4 Skizzieren und beschriften Sie den Aufbau des Zählrohres und erläutern Sie seine 

Wirkungsweise. 

5 Was versteht man unter Wirbelströmen? 

O D E R 

Nennen Sie eine Anwendung und erläutern Sie diese. 

6 Was versteht man unter dem Spontanzerfall bei Kernen? 

Ergänzen Sie folgende Kernzerfallsgleichung: 

60 

Co 

→ 

+ 

(Aussenden von 

44 

− 

β Strahlung) 

7 Nennen Sie zwei Anwendungsbeispiele des Transformators für Spannungsübersetzungen. 

Erklären Sie ausführlich eines der genannten Beispiele unter Einbeziehung des Aufbaus 

und der Wirkungsweise.


1 Gemeinsamkeiten 

Stator: Gehäuse, EK, Spulen 

Rotor: Achse, EK, Spulen 

2 Lenz´sche Gesetz 

3 


erwartete Leistungen 

Unterschiede 

Generator Motor 

Stromentnahme Stromzufuhr 

Schleifringe auf Rotor 

Kohlebürsten am Stator 

Der Induktionsstrom (Spannung) ist stets so gerichtet, dass er seiner 

Entstehungsursache entgegenwirkt. 

Induktionsgesetz 

Eine Spannung wird induziert, solange sich das von der Leiterschleife 

umfasste Magnetfeld ändert. 

Beispiel erläutern 

N 

N 

1 

2 

I 

= 

I 

2 

1 

N 

; 

N 

1 

2 

= 

4 

1 

⇒ 

z. 

B. 

4 Einfallende Strahlung ionisiert 

das Gas. Es entstehen 

positive Ionen, die zur 

Hülle wandern, und negative 

Elektronen, die zum 

Metalldraht wandern. Die 

Elektronen bewirken im 

Draht einen Stromfluss, 

der am Widerstand einen 

Spannungsabfall hervor- 

N 

1 

= 1000 

und 

45 

N 

2 

= 250 

ruft, der gezählt oder hörbar gemacht werden kann. Nach jedem 

Zählvorgang wird das Gas wieder neutralisiert. 

5 Wirbelströme entstehen in massiven Metallkörpern durch Induktion 

(Selbstinduktion). Sie fließen völlig ungeordnet und führen zur Erwärmung 

und zur „Gegeninduktion“. 

Beispiel erläutern 

6 Zerfall der Kerne ohne äußere Einwirkung 

60 

60 

0 

→ + − + γ e Ni Co 27 28 1 im Kern: n → 1p 

+ 1e 

7 2 Beispiele nennen, 1 Beispiel erklären 

Aufbau: EK, 2 Spulen 

1 1 0 

0 − 

WW: an Primärspule wird Wechselspannung angelegt; veränderliches 

MF; gemeinsamer EK; MF auch in Sekundärspule; Spannung induziert 

Eingehen auf Beispiel 

Metallhülle 

Widerstand 

verdünntes Gas 

+ - 

Draht 

Zuordnung der 

BE zu den AFB 

I II III 

2 

2 

4 

10 

2 

1 3 

4 

1 

1 

2 2 

3 

1 

2 

2 

Summe 10 25 7

Literaturverzeichnis 

/1/ Pommeranz, Hans-Peter: Analyse von Klassenarbeiten der Fächer Biologie, Chemie, 

Physik, Geographie und Englisch - Teil 1. - LISA Halle, 2004 

/2/ Kultusministerkonferenz (Hrsg.): Bildungsstandards im Fach Physik für den Mittleren 

Bildungsabschluss. – Quelle: http://www.kmk.org 

/3/ LISA (Hrsg.): Niveaubestimmende Aufgaben für den naturwissenschaftlichen Unterricht 

Schuljahrgang 6, 2004 – Quelle: http://www.rahmenrichtlinien.bildunglsa.de/forum/niveau/niveaub.html 

/4/ LISA (Hrsg.): Niveaubestimmende Aufgaben Physik Schuljahrgang 8, 2005 – Quelle: 

http://www.rahmenrichtlinien.bildung-lsa.de/forum/niveau/niveaub.html 

/5/ Weinert, Franz (Hrsg.): Leistungsmessung in Schulen. – Beltz Weinheim und Basel, 

2001 

/6/ Sacher, Werner: Leistungen entwickeln, überprüfen und beurteilen – Grundlagen, 

Hilfen und Denkanstöße für alle Schularten. – Klinkhardt Bad Heilbrunn , 2001 

/7/ Baptist, Peter: Elemente einer neuen Aufgabenkultur. In: BLK-Modellversuch: Steigerung 

der Effizienz des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts, Materialien 

zum Mathematikunterricht, Universität Bayreuth 1998 

/8/ Leisen, Josef (Hrsg.): Methoden-Handbuch – Deutschsprachiger Fachunterricht 

(DFU). – Varus Bonn, 2003 

/9/ Aufschnaiter, Claudia von; Kraus, Martin Ernst: Physikalisch argumentieren lernen. – 

In: Naturwissenschaften im Unterricht Physik Heft 87. – Friedrich Seelze, 2005 

/10/ Bünder, Wolfgang et al: Naturwissenschaftliche Forschung - Perspektiven für die Unterrichtspraxis. 

- IPN Kiel 1998 

/11/ Einheitliche Prüfungsanforderungen in der Abiturprüfung Physik (Beschluss der Kultusministerkonferenz 

vom 01.12.1989 i. d. F. vom 05.02.2004). – Quelle: 

http://kmk.org 

/12/ Weber, Ferdinand( Hrsg.): Steigerung der Effizienz des mathematisch-naturwissenschaftlichen 

Unterrichts - Die Umsetzung des BLK-Programms in Rheinland-Pfalz. - 

Ministerium für Bildung, Wissenschaft und Weiterbildung Rheinland-Pfalz, 1999 

/13/ Faißt, Walter et. al.: Physikanfangsunterricht für Mädchen und Jungen. - IPN Kiel, 

1994 

/14/ Reinberg, Falko; Krug, Siegbert: Motivationsförderung im Schulalltag. - Hofgrede Göttingen, 

1999 

/15/ Kultusministerium Sachsen-Anhalt (Hrsg.): Leistungsbewertung und Beurteilung an 

allgemein bildenden Schulen und Schulen des Zweiten Bildungsweges der Sekundarstufen 

I und II - RdErl. des MK vom 1.7.2003 geändert durch RdErl. des MK vom 

1. 7. 2004. - Magdeburg, 2004 

46

Gute Aufgaben - Landesbildungsserver Sachsen-Anhalt

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