Gefahren minimieren durch Theorie. Schulwissen als Grundlage für Freizeitsportarten

Inhaltlicher Abgleich der Lehrpläne Physik, Chemie, Biologie und Mathematik hinsichtlich der Tauchausbildung

Examination Thesis , 2006 , 92 Pages , Grade: 2,7

Sport - Theory and Practice

Das Tauchen wird als Sportart immer beliebter. Es verspricht eine besondere Art des „Erlebnisses“ und ein kontrollierbares Abenteuer. Es wird deutlich, dass die Menschen, die mit dem Tauchen beginnen, immer jünger werden. Die Zahl der Kinder und Jugendlichen, die in ihrer Freizeit tauchen, nimmt stetig zu. Das Tauchen ist ein Stück Abenteuer und kommt der kindlichen Erlebniswelt sehr nahe. Neben dem Erwerb von taucherischem Wissen und Fähigkeiten stehen die erlebnispädagogischen Erfahrungen und damit verbundene Verbesserung der Emotionalität und Soziabilität im Vordergrund. Dadurch wird das Tauchen auch für die Schule interessant.
Inzwischen gibt es in Deutschland eine Vielzahl an Angeboten, die sich explizit an Kinder und Jugendliche richten.
Anerkannte Standards, wie z.B. der VDST oder CMAS, sehen vor, dass Kinder und Jugendliche ab 14 Jahren einen offiziellen Tauchschein erlangen können, der auf einer Stufe mit der Erwachsenenausbildung steht. Mit dieser Ausbildung können sie überall auf der Welt in einer Tauchgruppe eigenverantwortlich Tauchen. Es wird deutlich, dass eine ausführliche Theorie vonnöten ist, um an das selbständige und eigenverantwortliche Tauchen herangeführt zu werden , denn es ist eine komplexe Technik, in der viele naturwissenschaftliche Grundlagen verstanden werden müssen: aus der Physik, Chemie, Anatomie, Physiologie, Biologie, aber auch aus der Mathematik. Sowohl die besonderen Erfahrungsmöglichkeiten durch das Tauchen, als auch die medizinischen Risiken stehen in engem Zusammenhang mit den physikalischen Eigenschaften des Wassers. Die Kenntnis bestimmter Gesetzmäßigkeiten und ein angepasstes Verhalten ermöglichen einen Gefahren minimierten Aufenthalt unter Wasser. Weiterhin genügt dieses öffentliche Thema Sport - Umwelt zweifellos jeglichen Legitimationsansprüchen, um auch in den Unterricht unserer Schüler hineingetragen zu werden.

Sind Kinder in Deutschland in ihrer Schulausbildung und Entwicklung schon soweit, diese naturwissenschaftlichen Vorgänge zu kennen und zu erfassen? Welche Kenntnisse bringen 14-jährige aus dem Schulunterricht für den Tauchsport mit? Ist es möglich, dass Kinder im Alter von 14 Jahren allein anhand des Schulwissens und ohne weiteres Lernen eine solche Klausur bestehen könnten? Diese Fragen will die vorliegende Arbeit beleuchten.

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1. Einleitung
1.1 Einführung

2. Ausbildungsformen - Eine Übersicht

3. Gang der Arbeit

4. Inhaltlicher Abgleich der Lehrpläne und Auswertung der Fragebögen [für das Gymnasium in NRW] mit der Klausur für CMAS*
4.1 Physik
4.1.1 Kurze Zusammenfassung der Ziele des Faches
4.1.2 Klasse 6
4.1.3 Klasse 8
4.1.4 Auswertung und Analyse der Fragebögen In dem Fach Physik
4.2 Chemie
4.2.1 Kurze Zusammenfassung der Ziele des Faches
4.2.2 Klasse 7
4.2.3 Auswertung und Analyse der Fragebögen in dem Fach Chemie
4.3 Biologie
4.3.1 Kurze Zusammenfassung der Ziele des Faches
4.3.2 Klasse 5 und 6
4.3.3 Klasse 7
4.3.4 Klasse 8
4.3.5 Auswertung und Analyse der Fragebögen in dem Fach Biologie
4.4. Mathematik
4.4.1 Kurze Zusammenfassung der Ziele des Faches
4.4.2 Klasse 5 und 6
4.4.3 Klasse 7 und 8
4.4.4 Auswertung und Analyse der Fragebögen in dem Fach Mathematik

5. Vergleich mit zwei Ausgewählten Schulbüchern
5.1 Natur und Technik - Biologie 5/6
5.2 4.2 Natura 7-10

6. Ausblick: Interview mit zwei Lehrern die eine Tauch AG leiten, durchgeführt an der Gesamtschule in Neumühl (7.12.05)

7. Diskussion

Anhang

Literaturverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Anforderungen für die Tauchprüfung CMAS* - Physik und Chemie

Tabelle 2: Anforderungen für die Tauchprüfung CMAS* - Medizin (Biologie)

Tabelle 3: Anforderungen für die Tauchprüfung CMAS* - Umwelt und kulturelle Belange (Biologie)

Tabelle 4: Anforderungen für die Tauchprüfung CMAS* - Mathematik

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Schematische Darstellung des Joule-Thompson Effektes

Abbildung 2: Absorption der Lichtstrahlen

Abbildung 3: Gesetz von Henry

1. Einleitung

1.1 Einführung

Das Tauchen wird als Sportart immer beliebter. Es verspricht eine besondere Art des „Erlebnisses“ und ein kontrollierbares Abenteuer. Tauchen ist nicht sehr anstrengend, verbrennt dafür aber viele Kalorien. Es ist somit auch der perfekte Sport für Menschen, die auf Figur und Fitness achten.¹ Es wird deutlich, dass die Menschen, die mit dem Tauchen beginnen, immer jünger werden. Die Zahl der Kinder und Jugendlichen, die in ihrer Freizeit tauchen, nimmt stetig zu.² Das Tauchen ist ein Stück Abenteuer und kommt der kindlichen Erlebniswelt sehr nahe. Neben dem Erwerb von taucherischem Wissen und Fähigkeiten stehen die erlebnispädagogischen Erfahrungen und damit verbundene Verbesserung der Emotionalität und Soziabilität im Vordergrund. Dadurch wird das Tauchen auch für die Schule interessant. Pädagogische Ziele sind u.a. die Steigerung des Selbstwertgefühls, in dem man etwas außergewöhnliches leistet.³ Außerdem ist die Verbesserung der Soziabilität durch das Buddy-System (Partnersystem) anzuführen, welches beim Tauchen einerseits verlangt die Verantwortung für sich und sein Partner zu übernehmen, andererseits aber auch voraussetzt, dass man seinem Partner vertraut. Hinzu kommt, dass durch das Tauchen der Alltag entstresst wird. Gerade für eher impulsive Kinder und Jugendliche wirkt die Stille des Tauchens sehr beruhigend. Der Tauchsport fördert die verbesserte Identifikation und Anbindung an die Schule, die Mitschüler und den Lehrer. Die Kinder lernen richtiges Verhalten in der Öffentlichkeit und in Kleingruppen. Des Weiteren fördert er die Anstrengungsbereitschaft: Der mögliche Erwerb eines Tauchscheins verlangt von den Schülern eine kontinuierliche Teilnahme: Sich auf etwas Neues einlassen und durchhalten sind Qualifikationen, die auch in einer späteren Ausbildung benötigt werden. Nicht zuletzt werden Selbstwahrnehmung und Körperwahrnehmung gefördert. Je jünger die Taucher sind, desto stärker stellt sich die Frage nach dem Gesundheitsrisiko und dem Schutz vor Gesundheitsschäden durch das Tauchen. Nicht umsonst geschehen viele Tauchunfälle durch menschliches Versagen⁴ oder Selbstüberschätzung. Kinder und Jugendliche müssen über die Vermittlung von Gefahren und naturwissenschaftlichen Hintergründen dahin geführt werden, ihre Möglichkeiten einzuschätzen und Gefahren abzuwenden.

Inzwischen gibt es in Deutschland eine Vielzahl an Angeboten, die sich explizit an Kinder und Jugendliche richten. Durchgeführt werden sie von anerkannten Tauchverbänden wie PADI (Professional Association of Diving Instructors), VDST/CMAS (Verband deutscher Sporttaucher (Confédération Mondiale des Activités Subaquatiques) oder SSI (Scuba Shools International), um nur einige zu nennen. Diese Kurse sind kindgerecht und führen Kinder schrittweise an das eigenständige Tauchen heran. Idealerweise erlernt man die Grundzüge des Tauchens im Schwimmbad und schon in Vorbereitung auf seinen Urlaub am Meer. Das ist aber nicht zwingend. Viele Anfänger kommen das erste Mal im Urlaub mit dem Tauchen in Berührung. Örtliche Clubs und Hotels in den Feriengebieten am Meer bieten sogenannte "Schnuppertauchgänge" an, bei denen man seine ersten Erfahrungen machen kann, um danach zu entscheiden, ob man einen Kurs belegen will.⁵ Gewöhnlich unterteilt sich ein solcher Kurs in theoretische Lektionen und praktische Übungen sowie Training zum Aufbau der Kondition.

An einigen Tauchschulen mangelt es leider häufig an der pädagogischen und altersgerechten Qualität der Ausbildung. Oft wird die Tauchausbildung an Urlaubsorten - bedingt durch die kurze Urlaubszeit - auf das möglichst schnelle Erlernen der praktischen Elemente ausgerichtet.⁶ Die tiefergehende und weiterführende Vermittlung des theoretischen Verständnisses kommt zu kurz. Anerkannte Standards, wie z.B. der VDST oder CMAS, sehen vor, dass Kinder und Jugendliche ab 14 Jahren einen offiziellen Tauchschein erlangen können, der auf einer Stufe mit der Erwachsenenausbildung steht. Mit dieser Ausbildung können sie überall auf der Welt in einer Tauchgruppe eigenverantwortlich Tauchen. Es wird deutlich, dass eine ausführliche Theorie vonnöten ist, um an das selbständige und eigenverantwortliche Tauchen herangeführt zu werden⁷, denn es ist eine komplexe Technik, in der viele naturwissenschaftliche Grundlagen verstanden werden müssen: aus der Physik, Chemie, Anatomie, Physiologie, Biologie, aber auch aus der Mathematik. Sowohl die besonderen Erfahrungsmöglichkeiten durch das Tauchen, als auch die medizinischen Risiken stehen in engem Zusammenhang mit den physikalischen Eigenschaften des Wassers. Die Kenntnis bestimmter Gesetzmäßigkeiten und ein angepasstes Verhalten ermöglichen einen Gefahren minimierten Aufenthalt unter Wasser. Weiterhin genügt dieses öffentliche Thema Sport - Umwelt zweifellos jeglichen Legitimationsansprüchen, um auch in den Unterricht unserer Schüler hineingetragen zu werden. Neben ökologisch - gesellschaftlicher Relevanz kann auch problemlos der Bezug zu dem Lebens- und Erfahrungsraum der Schüler hergestellt werden. Es besteht hierdurch einerseits die Möglichkeit, die Schüler für umweltgerechten Umgang mit unserer naturnahen bzw. traditionell gewachsenen Kulturlandschaft zu sensibilisieren, andererseits diese über Gestaltungsmöglichkeiten im demokratischen Mitwirkungsprozess zu informieren. Für die Schüler nachvollziehbare Interessenkonflikte / Analogiebeispiele bieten die geeignetste Ausgangssituation.⁸

2. Ausbildungsstufen - eine Übersicht

In Deutschland ist der Verband Deutscher Sporttaucher e.V. (VDST) der größte Tauchverband.⁹ Der VDST vertritt die Sporttaucher gegenüber dem deutschen Sportbund und ist der nationale Mitgliedsverband des Welttauchverbandes CMAS. Er zählt heute 66.500 aktive Mitglieder. Der Verband legt in seiner Ausbildung großen Wert auf die Anleitung zu Sicherheit, Zuverlässigkeit und Vernunft. Die Ausbildung der Taucher ist nach den Richtlinien der CMAS ausgerichtet. Das Gleiche gilt für die Einteilung der Altersstufen. Ausbildungsrichtlinien sollen in grober Form die Qualifikationsstufen des jungen Tauchers beschreiben. Die Altersstufen sind an die Vorgaben der CMAS angepasst.

„Es erscheint gerade unter den eingeschränkten Möglichkeiten für das Freigewässertauchen, wie sie in Deutschland herrschen, angemessen, die Ausbildung zwischen dem vollendeten 8. und dem 14. Lebensjahr zu strecken und so z.B. im 2-Jahres-Rhythmus (8-10- 12 Jahre als Einstiegsalter für die jeweiligen Ausbildungsstufen) jeweils eine Brevetstufe anzubieten. Die bewältigten Leistungsstufen werden durch eine Bescheinigung, das "Brevet", bestätigt. Diese Brevets haben rechtlich keinen verbindlichen Charakter. Dies erleichtert dann auch den Übergang zu den Ausbildungsstufen der Erwachsenen (CMAS * und folgende).“¹⁰

Um das Tauchen zu erlernen, gibt es verschiedene Ausbildungsstufen, die verschiedenen Alterstufen angepasst sind.

1. Junior-CMAS* − Ziel dieses

Ausbildungsabschnittes ist es, den sicheren Umgang mit dem Atemgerät unter einfachen Bedingungen zu erlernen. Voraussetzung ist das Mindestalter von 8 Jahren.

2. Junior-CMAS** − Mit der zweiten

Ausbildungsstufe sollen alle Fertigkeiten unter einfachen Bedingungen erlernt werden, die für einen Freigewässertauchgang mit Unterstützung durch einen erwachsenen Begleiter notwendig sind. Dabei sollen die typischen Handlungsabläufe beim Tauchen bekannt sein, die für Tauchgänge in geringen Tiefen notwendig sind. Die Voraussetzung hierbei ist ein Mindestalter von 9 Jahren (Empfehlung des VDST: 10 Jahre).

3. Junior-CMAS*** − Mit dem Abschluss der dritten

Ausbildungsstufe soll der Tauchschüler ein sicherer Taucher sein und hierbei auch schon selbstständiges verantwortungsvolles Handeln nachweisen. Der praktische Umgang mit der Ausrüstung soll routiniert erfolgen und keine wesentliche Unterstützung durch den erwachsenen Begleiter mehr erfordern. Die Voraussetzung ist das Mindestalter von 10 Jahren (Empfehlung des VDST: 12 Jahre).¹¹

Mögliche Weiterqualifikation sind der Junior-Spezialkurs, Boot 2 und CMAS*. Bei diesem Grundtauchschein CMAS* und den anschließenden Freigewässertauchgängen hat der Tauchschüler seine ersten Unterwassererlebnisse. Außerdem vermittelt der Tauchlehrer das für den Ausbildungsstand entsprechende theoretische Wissen. Dieses Wissen beinhaltet sowohl Elemente aus der Physik, Chemie, Biologie und Mathematik und wird anhand einer Klausur am Ende des Kurses geprüft. Die Voraussetzung hierfür ist das Mindestalter von 14 Jahren. Diese Klausur besteht meist aus 40 Fragen, ausgewählt aus einem Fragenkatalog von über 100 Fragen, mit Inhalten aus der Physik, Chemie, Medizin bzw. Biologie und mathematischen Berechnungen.

3. Gang der Arbeit

Sind Kinder in Deutschland in ihrer Schulausbildung und Entwicklung schon soweit, diese naturwissenschaftlichen Vorgänge zu kennen und zu erfassen? Welche Kenntnisse bringen 14-jährige aus dem Schulunterricht für den Tauchsport mit? Ist es möglich, dass Kinder im Alter von 14 Jahren allein anhand des Schulwissens und ohne weiteres Lernen eine solche Klausur bestehen könnten? Diese Fragen will die vorliegende Arbeit beleuchten. Es ist in diesem Zusammenhang aber auch interessant, wie die Schule von der Begeisterungsfähigkeit des Tauchens für Jugendliche profitieren kann. Gleichzeitig soll deutlich werden, dass durch die Sportart Tauchen das gesamte Spektrum der pädagogischen Perspektiven im Sport vermittelbar ist und sich interessante Transfermöglichkeiten zum Beispiel für den Unterricht mit den naturwissenschaftlichen Fächern anbieten.¹² Diese Arbeit untersucht, in wie weit 14-jährige SchülerInnen an Gymnasien in Nordrhein Westfalen auf die theoretischen Anforderungen der Tauchprüfung vorbereitet sind. Dabei geht es um die Fächer Physik, Chemie, Biologie und Mathematik. Welche physikalischen, chemischen, biologischen und mathematischen Kenntnisse werden bis zu diesem Alter bereits in der Schule vermittelt? Gibt es Übereinstimmungen von dem, was für die Tauchklausur beherrscht werden muss¹³ und dem Lehrinhalt der Schulen? Wenn ja, welche? Die Tabellen 1 bis 4 geben einen Einblick in die Anforderungen der Tauchklausur, differenziert nach den Inhalten der Unterrichtsfächer Physik bzw. Chemie, Medizin bzw. Biologie - dazu gehört das Thema Umwelt und kulturelle Belange - und Mathematik. Diese sollten zum Bestehen einer Tauchklausur beherrscht und daher im Unterricht angewendet werden.

1. Physik (Chemie)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1: Anforderungen für die Tauchprüfung CMAS*¹⁴ - Physik und Chemie

2. Medizin (Biologie)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 2: Anforderungen für die Tauchprüfung CMAS*¹⁵ - Medizin (Biologie)

3. Umwelt und kulturelle Belange (Biologie)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten¹⁶

Tabelle 3: Anforderungen für die Tauchprüfung CMAS*¹⁷ - Mathematik - es werden im weiteren Verlauf der Arbeit allerdings nur reale Schulinhalte berücksichtigt

Dieser Arbeit liegt eine Beispielklausur zugrunde, die sich auf die Vorgaben des Tauchverbandes CMAS für die CMAS* Klausur bezieht (siehe Anhang). In ihr sind alle Themen enthalten, die in Tabelle 1, 2, 3 und 4 angeführt sind. Diese Standards sind weltweit anerkannt und am bekanntesten. Deshalb wird zunächst einmal im Vorfeld auf die Organisation CMAS-Germany und die Ausbildungsstruktur dieses Verbandes näher eingegangen. Im Laufe dieser Arbeit wird mit Hilfe der Beispielklausur herausgestellt, inwieweit der Unterrichtsstandard an befragten Schulen mit dem der Tabelleninhalte übereinstimmt. Für den Abgleich von schulischer Ausbildung und Tauchausbildung werden zunächst die Lehrpläne NRW für die Unterstufe betrachtet. Die Überlegung, die Lehrpläne mit Standortlehrplänen zu konkretisieren und zu unterlegen, wurde verworfen. Der Grund ist, dass die Standortlehrpläne nur einen groben Rahmen für den Unterricht bieten. Stattdessen wurden Fragebögen an die Fachlehrer von Physik, Chemie, Biologie und Mathematik in den Klassen 5 bis 8 an fünf Gymnasien in Nordrhein-Westfalen übergeben. Die Schulen befinden sich in Duisburg, Moers und Neukirchen-Vlyun. Die verantwortlichen Fachlehrer hatten 2 Wochen Zeit, um auf einem Fragebogen anhand eines „Ankreuz- Verfahrens“ deutlich zu machen, welche Elemente in ihrem Unterricht behandelt werden, die zur Beantwortung der angegebenen Beispielaufgaben der CMAS* Klausur notwendig sind. Für jedes Fach wurde ein eigener Bogen erstellt, mit einer eigenen Auswahl an Inhalten und exemplarischen Fragen aus dem Fragenpool der CMAS-Germany. Den LehrerInnen wurden ausschließlich geschlossene Fragen gestellt. Damit sollten sie beantworten, ob der befragte Stoff im Unterrichtet behandelt wird oder schon behandelt wurde. Außerdem, ob SchülerInnen die aufgezeigten, wenn auch tauchspezifischen Fragen, theoretisch beantworten könnten. Weiterhin sollten die Lehrer pro Fach und Klasse ein Buch angeben, welches im Unterricht behandelt wird. Anhand ausgewählter Bücher analysiert diese Arbeit noch einmal übereinstimmende Elemente der Tauchklausur. Es gab einen hundertprozentigen Rücklauf der Bögen von allen fünf Schulen.

Bei der Auswertung der Fragebögen werden statistische Verfahren herangezogen, um Übereinstimmungen nicht nur mit der Tauchklausur, sondern auch zwischen den Schulen deutlich zu machen. Hierbei wird verstärkt der Aspekt des fächerübergreifenden Unterrichts betrachtet. Um die Akzeptanz von Tauchen zu fördern, muss man auch folgenden Aspekt betrachten: Was kann eine Tauch-AG in der Schule für die betroffenen Fächer tun? Daher wurde ein Interview mit zwei Lehrern geführt, die in ihrer Schule eine Tauch-AG leiten und die Schüler mit der CMAS* Klausur abschließen lassen. Dieses Interview wurde aufgezeichnet und ausgewertet.

4. Inhaltlicher Abgleich der Lehrpläne und Auswertung der Fragebögen [für das Gymnasium in NRW] mit der Klausur für CMAS*

4.1 Physik

4.1.1 Kurze Zusammenfassung der Ziele des Faches

Ziele des Physikunterrichts in der Unterstufe sind in erster Linie, dass die SchülerInnen Gegebenheiten aus Natur und Technik wahrnehmen und beschreiben, sie physikalisch angemessen erklären und deuten sowie Zusammenhänge zwischen ihnen herstellen können. Weiterhin sollen die SchülerInnen Interesse für Naturvorgänge und physikalisch-technische Fragestellungen entwickeln, physikalische Denk- und Sichtweisen aufbauen und zu selbständigem Handeln fähig werden. Außerdem sollen sie in zunehmendem Maße urteils- und handlungsfähig werden in Bezug auf die Auswirkungen physikalisch-technischer Anwendungen und sollen die Bereitschaft entwickeln, Verantwortung für Natur und Umwelt zu übernehmen. „Der Physikunterricht klammert dabei die Aspekte anderer Fächer nicht aus, sondern stellt Querverbindungen zu anderen Wissenschaften her.“¹⁸

4.1.2 Klasse 6

Anhand Tabelle 1 sollte relativ deutlich sein, welchen Stoff die SchülerInnen für die Klausur des Tauchscheines CMAS* grob beherrschen müssen. Da in Klasse 5 kein Physikunterricht stattfindet, werden SchülerInnen erst ab der 6. Klasse im Fach Physik unterrichtet. Gewisse Grunderfahrungen um die Tauchklausur zu bestehen, werden in dieser Klasse bereits gegeben.

Mit der Einführung von Temperatur und Energie wird zunächst die Einheit Joule, die internationale Maßeinheit für Energie, vermittelt. James Prescott Joule, der auch der Energie den Namen gab, benannte zusammen mit Sir William Thomson (dem späteren Lord Kelvin) 1852 den Joule-Thomson-Effekt.¹⁹ Diesen Effekt zu verstehen, ist für Taucher besonders wichtig. Denn er besagt, dass nach den Gesetzen idealer Gase die Entspannung eines Gases lediglich zu einer Expansion und Druckerniedrigung führt. Der Anstieg des Quotienten "freies Volumen/Teilchendurchmesser" in einen idealeren Zustand ist für reale Gase mit einer Aufnahme von kinetischer Energie verbunden, die dem System entnommen wird und es zur Abkühlung zwingen. Das Gas kühlt bei Entspannung ab und kann so zur Kühlung verwendet werden (Kühlschrank, Verflüssigung von Gasen, jedoch nur unterhalb der „Inversionstemperatur“).²⁰

Abbildung 1: Schematische Darstellung des Joule-Thompson Effektes. Ein ideales Gas zeigt keinen Joule-Thomson-Effekt, da zwischen seinen Teilchen keine Wechselwirkungen auftreten.²¹

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

So kann es auch beim Tauchen geschehen, dass bei sehr kaltem Wasser der Atemregler, bzw. die „erste Stufe“ vereist. Unter hohem Druck (wenn zum Beispiel die Tauchflasche gefüllt wird), kommen sich die Gasmoleküle erheblich nahe. Durch diese Reibung entsteht überschüssige Energie, die als Wärme spürbar ist. Wird das Gas wieder entspannt, werden die Moleküle beim Auseinanderstreben durch die Anziehungskraft gebremst und entziehen dabei die Umgebungswärme. Das Gas kühlt ab. Taucht man nun in kalten Gewässern und hat einen erhöhten Luftverbrauch, kann es gelegentlich zur Bildung von Eiskristallen in der ersten Stufe kommen. Das Ventil versagt dadurch, die erste Stufe ist vereist.

Das Wissen um Energieübergänge zwischen Körpern verschiedener Temperatur, dies beinhaltet Wärmemitführung, Wärmeleitung und Wärmestrahlung, ist zum Verständnis der Auskühlung des Körpers beim Tauchen grundlegend notwendig. Es sensibilisiert für die Nutzung von Neoprenanzügen. Außerdem wissen die Kinder, „dass sich feste, flüssige und gasförmige Körper im Allgemeinen bei Erwärmung ausdehnen, und bei Abkühlung zusammenziehen.“²² Dies ist wichtig für das grundlegende Verständnis des Druckluft- Tauchgerätes (DTG), welches sich bei zu großer Hitze enorm dehnen kann. Wichtiger für das Verständnis der Klausur wäre allerdings die Einführung des Begriffes „Volumen“ in diesem Zusammenhang, da sich auch das Volumen bei Wärme und Kälte verändert. Außerdem ist dieser Begriff fächerübergreifend besonders wichtig für mathematische Formeln, mit denen man verfügbares Luftvolumen, Atemminutenvolumen (genauere Beschreibung in Kapitel 3.4) herleiten kann. Hierbei darf laut Lehrplan allerdings verzichtet werden, wenn den Schülern der Begriff noch nicht bekannt ist.

Eine spezielle Einführung in die Anomalie des Wassers sieht der Lehrplan nicht vor. Die Jahrgangsstufe 6 wird nun mit dem Begriff „Elektrischer Strom“ vertraut gemacht. Dieser ist für die Tauchklausur an sich ohne größere Bedeutung, doch zum Verständnis ein Kompasses, welchen man auch beim Tauchen benötigt, kann die Einführung von Dauer- und Elektromagneten hilfreich sein.

Bei der Unterrichtseinheit „Licht“ wird über die Reflektion der Lichtstrahlen gesprochen. Licht, das auf einen Gegenstand trifft, wird mehr oder weniger durchgelassen, reflektiert oder absorbiert. Beim Tauchen ist dies von Bedeutung, denn ohne Maske sieht man unter Wasser unscharf. Doch trotz Taucherbrille ist die Sichtweite eingeschränkt, die Intensität der Farben lässt nach, Dinge erscheinen näher, als sie sind. Dies geschieht durch die Lichtstrahlen, die im Wasser auf Schwebteilchen treffen. Schwebeteilchen bewirken eine Streuung der einfallenden Strahlen. Die Sichtweite ist begrenzt und Kontraste werden ärmer. Die Lichtgeschwindigkeit unter Wasser ist um ca. 1/3 höher. Lichtstrahlen verändern daher bei Eintritt ins Wasser leicht ihre Richtung, sie werden gebrochen Durch die Maske erhält man eine weitere Brechung, so dass der Taucher wieder scharf sehen kann. Dennoch erscheint unter Wasser alles um 33% größer und um 25% näher, da die optische Dichte von Wasser und Luft im Verhältnis 4:3 liegen.²³ Das Wasser absorbiert zudem die Lichtstrahlen. Je tiefer man sich befindet, desto mehr Lichtstrahlen sind absorbiert worden. Die einzelnen Lichtstrahlen werden gemäß ihrer Wellenlänge absorbiert: Langwellige Strahlen (rot) stärker als kurzwellige (blau). Deswegen ist Rot schon ab einer Tiefe von 5 Metern nicht mehr zu sehen, dann folgen Orange, Gelb, Grün und zuletzt Blau.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Absorption der Lichtstrahlen²⁴

Der Lehrplan sieht außerdem vor, dass die SchülerInnen durch Versuche belegen können, dass Licht sich - in der Regel - geradlinig ausbreitet. Mit dem Eintritt von Licht ins Wasser können sie diese Regel widerlegen, da es hier gebrochen wird. Der erste Bezug zur Biologie wird mit dem Kapitel „Speicherung, Transport und Entwertung von Energie“²⁵ gegeben. Hierbei wird den Kindern anhand des Themas „Umwelt und Passiver Gewässerschutz“ klar gemacht, dass unsere Energieversorgungssysteme die Umwelt verändern. Weiterhin sollen sie in der Lage sein, ökologische Folgen dieser Veränderungen angeben zu können. Auch dies ist ein wichtiges Thema, welches es in der Tauchklausur zu beantworten gilt.²⁶ (Mehr dazu in Kapitel 3.3)

4.1.3 Klasse 8

Auch in der Klasse 7 findet kein Unterricht statt. Daher bezieht sich dieser letzter Vergleich im Fach Physik auf die Klasse 8.

Hier wird als erstes Hauptthema die „Wirkung des elektrischen Stromes“ angegeben. Auch hier ist, wie in Klasse 6, nichts Wichtiges zum Bestehen der Tauchklausur zu finden. Es folgt lediglich eine thematische Vertiefung des Magnetismus bzw. des Themas der Dauer- und Elektromagneten, das für das Verständnis des Kompasses von Bedeutung ist.

Der nächste und zugleich auch letzte wichtige Aspekt in Klasse 8 ist das Thema „Strahlenoptik“. Die SchülerInnen sollen das Phänomen der Brechung an einer ebenen Grenzfläche, welches für das Verständnis der eingeschränkten Sicht (siehe Kapitel 4.1.3) unter Wasser von großer Bedeutung ist, qualitativ beschreiben und die Begriffe „optisch dichter“ und „optisch dünner“ richtig verwenden können. Auch die Umkehrbarkeit des Lichtweges bei Reflexion und Brechung soll den Schülerinnen und Schülern laut Lehrplan bewusst gemacht werden.

Weiterhin wichtig zum Verständnis der Lichtbrechung ist das Thema der Zerlegung und Zusammensetzung des weißen Lichtes. Die Kinder sollen angeben können, „dass weißes Licht bei der Brechung in nicht weiter zerlegbare Spektralfarben aufgespalten wird und aus ihnen wieder zusammengesetzt werden kann.“²⁷ Sie sollen dieses Phänomen auf die unterschiedlich starke Brechung verschiedenfarbigen Lichtes zurückführen können.

4.1.4 Auswertung und Analyse der Fragebögen in dem Fach Physik

Auffällig bei der Auswertung dieser Fragebögen ist, dass zwischen den positiven Antworten in Klasse 6/7 und 8 eine ziemlich große Differenz besteht. Während die Summe der positiven Antworten in Klasse 6/7 an Schule D nur bei drei liegen (10%), sind es in Klasse 8 schon 15 von 30 möglichen Ja-Antworten (50%). Ähnlich sieht es an den Schulen A, B, C und E aus.

Besonders bei den Fragen nach dem Archimedischen Prinzip und dem Licht und Sehen unter Wasser antworteten zwei von fünf Schulen, die alle in Klasse 6 nur ein bis zwei bejahende Antworten geben konnten, in Klasse 8 komplett positiv. Zwei Schulen gaben zumindest nur eine Nein-Antwort und eine Schule konnte leider nur drei von sechs Antworten positiv beantworten. Hier geschieht also ein Lehrplan naher Unterricht, da in diesem verfasst ist, dass die SchülerInnen in Klasse 6 mit dem Sehen und Licht unter Wasser vertraut gemacht werden sollen. Zwei von fünf Schulen behandeln das Prinzip von Archimedes schon in der 6. Klasse - was zwar nicht im Lehrplan steht, aber trotzdem positiv auffällt.

Umso mehr fällt überraschend auf, dass physikalische Grundlagen (Basiseinheiten, Formelbenutzung etc.) in Klasse 5/6 und 8 nur an einer, die Behandlung realer, idealer und allgemeiner Gase in denselben Klassen nur an zwei Schulen unterrichtet wird.

Das Gesetz von Boyle-Mariotte wird in Klasse 5/6 an keiner einzigen, in Klasse 8 dafür an vier von fünf Schulen unterrichtet. Hier ist ganz deutlich zu sehen, dass zwar das Gesetz an sich unterrichtet, allerdings die Aufgaben, die in dem Fragebogen zu diesem Gesetz gestellt wurden, teilweise nicht beantwortet werden konnten. Es wurden drei Beispielaufgaben gestellt, wovon an den besagten vier Schulen nur eine gelöst werden konnte: die Frage, was das Gesetz von Boyle Mariotte aussagt. Transferdenken (wie z.B. Frage 6.3: In welchem Tiefenbereich nimmt das Volumen abgeschlossenen Gasmenge am meisten zu?) konnte hingegen nicht geleistet werden. Gerade dieses Wissen ist für das Tauchen jedoch von großer Bedeutung. Viele Taucher und Nichttaucher sind immer noch der Ansicht, dass das Volumen einer Gasmenge in den tiefsten Bereichen am meisten zunimmt. Das dies aber auf den letzten 10m auf dem Weg zur Oberfläche geschieht, ist vielen unbekannt.

Bei einem anderen Teilbereich verhielt es sich umgekehrt. Laut Umfrageergebnissen werden die Begriffe „Druck, Wasserdruck und Luftdruck“ an vier Schulen nicht behandelt. Eine Schule konnte alle dazu gestellten Fragen bejahen, sogar in Klasse 6 konnten nach Angaben schon vier von fünf dieser Fragen mit einem Ja beantwortet werden. Gleichzeitig gaben drei der befragten Schulen bei den dazugehörigen Multiple-Choice-Aufgaben (z.B. Frage 3.2: Welche Aussage über den Druck ist falsch?) an, dass ihre SchülerInnen trotz Verneinung des Hauptthemas in der Lage seien, diese Fragen in Klasse 8 zu beantworten. Als Grund dafür könnte man annehmen, dass hier im Unterricht nur Druck, nicht aber Luft- und Wasserdruck gelehrt werden. Daher verneinten die LehrerInnen die Hauptfrage, trotz Wissen über die Multiple-Choice- Aufgaben.

Auch die Gesetze von Henry, Dalton und Gay Lussac wurden in keiner der befragten Schulen gelehrt. Dies ist jedoch nicht sehr überraschend, denn auch im Lehrplan werden darüber keine Angaben gemacht.

Das Thema „Wärme“ (Wärmeabgabe, Wärme als

Molekularbewegung und Arten der Wärmeabgabe) wurde hingegen recht ausführlich geschult. In Klasse 5/6 waren es noch zwei, in Klasse 8 schon vier Schulen, die mit diesen Begriffen im Unterricht arbeiten. Erneut konnte eine von zwei Zusatzaufgaben nach Angaben der LehrerInnen von allen, die zweite Aufgabe von vier der fünf Schulen beantwortet werden.

4.2 Chemie

4.2.1 Kurze Zusammenfassung der Ziele des Faches

Die SchülerInnen erfahren im Fach Chemie, dass die Vielfalt der Stoffe aus den mannigfaltigen Gruppierungen weniger Elemente resultiert. Sie werden angehalten zu begreifen, dass sich die vielen Erscheinungsformen der Materie systematisch ordnen lassen. Zwischen ihrem Verhalten und ihrer Struktur bestehen gesetzmäßige Beziehungen. Weiterhin werden ihnen in diesem Zusammenhang das Periodensystem der Elemente, das Ordnungsschema wie auch als Grundlage der theoretischen Deutung, der Aufbau der Materie verständlich gemacht.²⁸

4.2.2 Klasse 7

Laut „Die Schule in NRW-Gymnasium. Sekundarstufe 1. Vorläufige Richtlinien Chemie“ findet sowohl in Klasse 5 und 6, als auch in Klasse 8 kein Chemieunterricht statt. Daher beschränkt sich die Untersuchung auf die Klasse 7.

In dieser Jahrgangsstufe sollen die für das Tauchen wichtigen Begriffe „Gasmenge“, „Stoffeigenschaft“, „Masse“, „Volumen“, „Dichte“, „Temperatur“ und „Wärmeenergie“, sowie die Stoffe „Luft“, „Wasser“, „Sauerstoff“ und „Stickstoff“ den Kindern vermittelt werden. Es sollen Kriterien zum Ordnen von Stoffen vorgestellt werden, welche als Grundlage zum Verständnis von Gasen in Zusammenhang mit dem Tauchen sehr wichtig sind. Die SchülerInnen sollen Stoffe nach Aggregatzuständen (fest, flüssig, gasförmig) unterscheiden können.

[...]

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¹ Schulz, Erhard: Tauchen, S. 11

² Baschta, Martin: Vom Schnorcheln zum Tauchen, S. 1

³ Kranz, G.: Pädagogisches Tauchen - Das besondere Erlebnis. In: http://arslan-diving.com/Paedago.htm

⁴ Schulz, Erhard: Tauchen, S. 11

⁵ ebd., S. 12

⁶ Schulz, Erhard: Tauchen, S. 12

⁷ Lüchtenberg, Dietmar: ABC Tauchen, S. 7

⁸ Lipinski, Klaus: „Tauch ein - leb auf“ Reise in eine andere Dimension, S. 1

⁹ Anmerkung: Die größte Tauchsportorganisation in Deutschland und der Welt ist PADI . Im Gegensatz zu Verbänden ist PADI gewerblich orientiert und verlangt zum Teil deutlich weniger Kenntnisse, die zum Erreichen von Tauchzertifikaten notwendig sind.

¹⁰ CMAS-Germany, Hinweise für Angebote im Kinder- und Jugendbereich, S. 16

¹¹ Vgl. CMAS-Germany, Hinweise für Angebote im Kinder- und Jugendbereich, S. 16

¹² Vgl. Sek. 2 Gymnasium Gesamtschule/Richtlinien und Lehrpläne Sport, S. 5-8: Pädagogische Perspektiven:
1. Wahrnehmungsfähigkeiten verbessern, Bewegungserfahrungen erweitern
2. Sich körperlich ausdrücken, Bewegungen gestalten
3. Etwas wagen und verantworten
4. Das Leisten erfahren, verstehen und einschätzen
5. Kooperieren, wettkämpfen und sich verständigen
6. Gesundheit fördern, Gesundheitsbewusstsein entwickeln

¹³ Vgl. Tabelle 1

¹⁴ Pleschka, J.P. (u.a.): Lehrinhalte, VDST e.V., S. 1-4

¹⁵ ebd.

¹⁶ ebd.

¹⁷ ebd.

¹⁸ Sekundarstufe 1. Gymnasium. Physik. Richtlinien und Lehrpläne - Schule in NRW, S. 34

¹⁹ Vgl.Landau, D. (u.a.): Lehrbuch der Theoretischen Physik - Band V. Akademie-Verlag Berlin

²⁰ ebd.

²¹ Vgl. Atkins, Peter W.: Physikalische Chemie. Wiley-VCH

²² Sekundarstufe 1. Gymnasium. Physik. Richtlinien und Lehrpläne- Schule in NRW, S. 34

²³ Ehm, O.F. (u.a.): Tauchen noch sicherer, S. 119

²⁴ Nowotny, Andreas: http://www.nowotaucher.de/tauchtheorie/de_tp5_licht.html

²⁵ Ehm, O.F. (u.a.): Tauchen noch sicherer, S. 50

²⁶ ebd., S. 40 ff

²⁷ ebd., S. 56

²⁸ Die Schule in NRW-Gymnasium. Sekundarstufe 1. Vorläufige Richtlinien. Chemie, S. 8 ff

• College: Sport Academy Cologne
• Grade: 2,7
• Publication Year: 2006
• Pages: 92
• Catalog Number: V67732
• ISBN (eBook): 9783638587457
• ISBN (Book): 9783640131525
• Language: German
• Tags: Schulwissen, Hintergrund, Sportprüfungen, Eine, Studie, Korrespondenz, Theorieanforderungen, Tauchqualifikation, Bronze, Inhalten, Schulfächer, Biologie, Physik, Chemie, Mathematik