Physik lernen im Deutschen Museum

Bereits vor über 100 Jahren legte Oskar von Miller mit der Gründung des Deutschen Museums den Grundstein für einen außerschulischen Lernort. Wie können Schulklassen von diesem außerschulischen Lernort profitieren? Und präziser aus fachdidaktischer Sicht: Wie müsste eine Lernumgebung für das Museum gestaltet sein, damit der Lernerfolg der SchülerInnen möglichst groß ist?
Um dieser Frage nachzugehen, wurden in der vorliegenden Arbeit Untersuchungen zum Lernen im naturwissenschaftlichen Museum und deren Ergebnisse recherchiert und gesammelt. Das von Falk und Dierking im Jahr 2000 entwickelte Contextual Model of Learning wurde für die vorliegende Untersuchung als zugrunde liegende Theorie ausgewählt.
Für die Untersuchung wurden verschiedene Lernumgebungen für die Optik-Abteilung im Deutschen Museum entwickelt und Erhebungsinstrumente für die als relevant anzusehenden Wirkungsvariablen zusammengestellt bzw. selbst entwickelt. In der Vergleichsuntersuchung wurden die Effekte von Optikunterricht mit und ohne Museumsbesuch untersucht und deren Abhängigkeit von verschiedenen Einflussfaktoren. Die Lernumgebung während des Museumsbesuchs wurde variiert:(a) eine nur geringfügig strukturierte Lernumgebung,(b) eine nach den Prinzipien einer konstruktivistischen Lernauffassung stark strukturierte Lernumgebung, wobei in Voruntersuchungen ermittelte Schülervorstellungen, Lernschwierigkeiten und Lernverläufe Berücksichtigung finden,(c) eine nach (b) strukturierte Lernumgebung, wobei die Ausstellung zusätzlich durch geeignete Experimentierstationen ergänzt wurde.
Es wurde außerdem untersucht, ob ein Museumsbesuch als Einstieg in ein Themengebiet in der Schule oder aber als Vertiefung eines Themengebiets, also im Anschluss an den Unterricht, lernförderlicher ist.
Die Ergebnisse sind eindeutig: Die Klassen, die das Museum mit der Lernumgebung (b) besuchten waren im Nachwissenstest signifikant besser als die Klassen, die Schulunterricht ohne Museumsbesuch hatten. Der Lernerfolg konnte durch die Lernumgebung (c) gegenüber dem Lernerfolg durch Lernumgebung (b) noch signifikant gesteigert werden. Dagegen schnitten die SchülerInnen, die das Museum im Rahmen der Lernumgebung (a) besuchten, im Nachwissenstest signifikant schlechter ab als die SchülerInnen, die Schulunterricht ohne Museumsbesuch hatten. Durch die Untersuchung konnte demnach gezeigt werden, dass ein Besuch im Deutschen Museum erfolgreich zur Verbesserung des Lernerfolgs im Physikunterricht einsetzbar ist. Dies gilt allerdings nur dann, wenn bei dem Museumsbesuch eine lernförderliche Lernumgebung herangezogen wird. Ansonsten hat der Museumsbesuch keinen positiven Einfluss auf den Lernerfolg.
Für die Entwicklung einer lernförderlichen Lernumgebung hat sich in der Untersuchung gezeigt, dass allgemeine Schülervorstellungen und die Schülervorstellungen und Lernschwierigkeiten speziell zu den Exponaten berücksichtigt werden müssen. Nur aufgrund einer danach geeigneten Strukturierung der Lernumgebung ist damit zu rechnen, dass mit einem Museumsbesuch der Physikunterricht in der Schule erfolgreich ergänzt werden kann.
Von der Verbesserung des Lernerfolgs im Physikunterricht durch einen geeigneten Museumsbesuch profitieren alle SchülerInnen. Sowohl Jungen als auch Mädchen lernen durch den in den Unterricht integrierten Museumsbesuch besser. Die Steigerung des Lernerfolgs gilt universell unabhängig vom Interesse, von Erwartungen, von Zufriedenheit, von Kommunikation (kooperatives Lernen) und von der Selbstwirksamkeitserwartung.
Außerdem konnte durch die Untersuchung gezeigt werden, dass das Interesse am Fach Physik durch einen in den Unterricht integrierten Museumsbesuch weniger stark abnimmt. Der Museumsbesuch kann nicht nur zur Verbesserung des Lernerfolgs beitragen, sondern auch dem starken Abfall des Fachinteresses in der Mittelstufe entgegenwirken.
Ausgehend von den Untersuchungsergebnissen wurde ein modifiziertes Modell für das Lernen von Physik in Museen entwickelt.