Zu den mathematischsten aller Fächer, abgesehen von Mathematik und Statistik natürlich, gehört Physik. Viele Schüler empfinden Physik als schwieriger als beispielsweise Chemie oder Biologie. Die allgemeine Wahrnehmung ist, dass mehr Mädchen als Jungen dieses Fach als schwierig empfinden. Das ist erstaunlich, denn in der akademischen Welt gibt es fast gleich viele weibliche und männliche Physiklehrer. Was also macht Physik zu einem „schwierigen“ Fach?

Auf der Grundlage meiner Unterrichtserfahrung stelle ich folgende Überlegungen an. Ein Fach wie Biologie erfordert das Auswendiglernen vieler Fakten. Sicher, es gibt viel zu erklären und zu verstehen, aber im Allgemeinen finden die Schüler, dass sie in Biologie durch Auswendiglernen gut abschneiden können. Es gibt fast keine Berechnungen, keine Diagramme, keine numerischen Probleme, die gelöst werden müssen, zumindest in den Kursen der Sekundarstufe II. Auch in der Chemie spielt das Auswendiglernen eine wichtige Rolle, wenn auch weniger als in der Biologie. Man muss die chemischen Gleichungen, die Elektronenstruktur usw. verstehen, aber viele Schüler finden Chemie auch „überschaubar“. Sogar Mathematik kann einfacher sein, da Auswendiglernen meist nicht hilfreich ist und wenn man die Methode zur Lösung einer Art von Problem kennt, sorgt ausgiebiges Üben (‚Drill‘) dafür, dass man auch in Mathe gut abschneidet.

Was passiert also mit Physik? Hier sind ein paar Gründe, warum Physik nicht so beliebt ist:

• Konzeptionell anspruchsvoller.
• Jedes Konzept/Thema erfordert Denken auf vielen Ebenen
• Experimente müssen durchgeführt werden, und die Ergebnisse mit theoretischen Werten korrelieren
• Berechnungen von Fehlern in den Ergebnissen
• Mit zahlreichen Einheiten von physikalischen Größen umgehen
• Ergebnisse numerisch und Ergebnisse numerisch und grafisch darstellen
• Interpretation von Graphen
• Zahlentabellen wie trigonometrische und logarithmische Tabellen
• Handhabung von Geräten im Physiklabor und Kenntnis von Begriffen wie least count, Nullfehler, Genauigkeit, Empfindlichkeit usw.
• Begründungen geben, die mit physikalischen, realen Beobachtungen übereinstimmen
• Definitionen und Gesetze merken
• Zu viele Formeln lernen
• Zu viel Theorie – Gesetze, Handregeln, Behandlung von Größen als Vektoren oder Skalare, Umgang mit Konzepten, die nicht ‚offensichtlich‘ sind.
• Transfer von grafischer zu mathematischer Darstellung und umgekehrt
• Physik ist nicht nur Physik; Man muss auch Algebra, Geometrie und Infinitesimalrechnung anwenden und deshalb muss man auch in diesen anderen Fächern einigermaßen gut sein
• Einige Themen in der Physik sind abstrakt und man kann sie vielleicht nicht sofort nachvollziehen, wie z.B. die Quantenmechanik und die Atomphysik
• Die Physik wird im Vergleich zu den Sprachen und den Sozialwissenschaften in einem schnelleren Tempo unterrichtet.
• Physik kann verlangen, dass man von einem bestimmten Ergebnis ausgeht und allgemeine Regeln aufstellt
• Wenn man den Text nicht liest und die Aufgaben nicht löst, wird das Verständnis fast unmöglich
• Oft sind die numerischen Probleme, die gelöst werden, Probleme vom Typ Substitution, wie z.B. F = ma, gegeben F und M, finde a. Die Schüler werden dazu gebracht zu glauben, dass Physik solche Berechnungen beinhaltet. Wir wissen, dass das nicht wahr ist. Die schwierigeren Probleme werden nie aufgegriffen, und schwierigere Themen werden als „Option“ beibehalten, und das sind die Themen, die für das weitere Studium erforderlich sind.
• Die Grundlagen des Zeichnens und Interpretierens von Graphen sind oft sehr schwach, ebenso die Grundlagen der Infinitesimalrechnung. So kann ein Schüler zwar wissen, wie man eine Ableitung findet, aber man hat ihm vielleicht nicht den Zusammenhang zwischen Ableitung -> Steigung -> Geschwindigkeit, Fläche unter einer Kurve – Integral usw. erklärt. Diese Schwierigkeit ergibt sich daraus, dass der Mathematiklehrer die Anwendungen der Infinitesimalrechnung in anderen Fächern nicht besprechen muss, während der Physiklehrer (manchmal) erwartet, dass der Mathematiklehrer diese Zusammenhänge bespricht.
• Es ist durchaus möglich, dass Physik nicht so unterrichtet wird, wie sie unterrichtet werden sollte. Das wäre dann nicht die Schuld der Schüler. Aber der Schüler leidet trotzdem darunter. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass es viele falsche Vorstellungen bei den Schülern gibt, und leider werden diese falschen Vorstellungen nicht angesprochen.

Physik ist kumulativ. Wenn Sie die grundlegenden Konzepte nicht verstanden haben und dennoch Ihre Prüfungen bestanden haben, wird dieses Defizit bald aufgeholt, wenn Sie mehr Physik studieren. Sie dürfen also die Grundlagen nicht vernachlässigen. In den Prüfungen wird nicht nur Lehrbuchwissen abgefragt, sondern auch die Anwendung. Anwendungsorientierte Probleme können nur gelöst werden, wenn die Grundlagen klar sind und Sie Ihre Fähigkeiten im Umgang mit Mathematik, Diagrammen, Interpretation und Logik verbessern. Wenn man weiß, warum ein Thema schwierig zu sein scheint, kann man sich daran machen, es einfach, interessant und nützlich zu machen.