Bachelor- und Master-Studiengänge im Fach Physik

Empfehlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft für ein gestuftes Studium mit Bachelor- bzw. Master-Abschluß

Das Berufsbild der Physik
Unter den naturwissenschaftlich-technischen Disziplinen und Berufsbildern nimmt die Physik eine besondere Stellung ein. Die Physik beschäftigt sich mit der Beobachtung und dem Verständnis aller grundlegenden Phänomene im Bereich von Materie und Energie. Damit bildet sie auch die Grundlage der anderen naturwissenschaftlichen Fachgebiete bis hin zu den Lebenswissenschaften und der Medizin, und sie ist die Basis der Ingenieurwissenschaften und der Technik.

Physikerinnen und Physiker arbeiten in öffentlich geförderten und in industriellen Forschungslabors an grundlagen- und anwendungsorientierten Fragestellungen. Die Themen reichen von der Kosmologie und der Elementarteilchenphysik, die meist in großen internationalen Arbeitsgruppen bearbeitet werden, über die Physik der Kondensierten Materie und der Materialien bis zur innovativen Technik. Die Physik bildet den Ausgangspunkt der zukunftsweisenden Hochtechnologien von der Mikroelektronik bis zur Nanotechnologie und ohne ihre Mitwirkung sind nachhaltige Beiträge zur Lösung der Energie- und Umweltproblematik undenkbar.

Geschätzte Berufseigenschaft der Physiker und Physikerinnen ist ihre Fähigkeit, komplexe Vorgänge in Wissenschaft, Technik und Wirtschaft unter quantitativen Gesichtpunkten systematisch zu analysieren und innovativ weiterzuentwickeln. Aufgrund dieser grundsätzlichen Fähigkeiten sind Physik-Absolventen auch in Berufsfeldern, die sonst ausschließlich den Ingenieuren vorbehalten sind, und in fachlich weiter abgelegenen Bereichen wie beispielsweise in der Unternehmensberatung und im Versicherungswesen gesuchte Mitarbeiter.

Berufliche Schlüsselqualifikation im experimentellen Bereich ist die Fähigkeit, geeignete und möglichst eindeutige Antworten liefernde Experimente zu entwerfen sowie die durch vielerlei störende Einflusse veränderten Beobachtungen und Meßresultate auf der Basis umfassenden und vielseitig anwendbaren Wissens zu interpretieren. Theoretisch orientierte Physiker und Physikerinnen beherrschen die begriffliche und mathematische Analyse beobachteter physikalischer Eigenschaften, sie entwickeln numerische Modelle und numerische Verfahren auf verschiedenen Abstraktionsebenen. Im engen Wechselspiel zwischen Experimentalphysik und Theoretischer Physik entsteht ein allgemeines und quantitatives Verständnis physikalischer Vorgänge. Dieses Naturverständnis ist ein wesentliches Kulturelement des modernen Menschen. Die darauf beruhende Fähigkeit zu verläßlichen Voraussagen von Eigenschaften und Leistungsdaten bilden das Fundament der modernen Technik.

Als Frontwissenschaft entwickelt die Physik immer wieder neuartige Experimentiertechniken, Geräte und Meßverfahren bzw. neue mathematischer Methoden und Computeranwendungen. Diese Methoden, Geräte und Verfahren entwickeln sich im Anschluß vielfach zu Hochtechnologie-Komponenten, deren Anwendungsbereich weit über den ursprünglichen Zweck hinausreicht.

Aus den grundsätzlichen Fragestellungen der Physik entsteht eigentliche Innovation. Das sind neue Technik- und Anwendungsfelder, die auf von der Physik entdeckten Effekten beruhen. An der Nahtstelle zwischen Physik und den Ingenieurwissenschaften stehen technische Realisierbarkeit und fortgeschrittenes physikalisches Grundlagenverständnis in engem Zusammenhang. In den klassischen Technikdisziplinen wird physikalisches grundlegendes Verständnis um so wichtiger, je näher sie an die Grenzen einer gegebenen Technik heranrücken. Deshalb sind Physiker und Physikerinnen besonders dort gefragt, wo es in Frontbereichen um Fragestellungen geht, die einer auch noch so fortgeschrittenen ingenieurmäßigen Behandlung noch nicht zugänglich sind.

Die Grundsätze des Physik-Studiums
Die berufliche Basis der Physikerinnen und Physiker ist einerseits eine breite, stark an den Grundlagen orientierte Bildung. Auf der anderen Seite ist die Fähigkeit elementar, Probleme auf der Basis dieses breiten allgemeinen naturwissenschaftlichen Wissens unter grundsätzlichen Aspekten so umfassend anzugehen, daß Ursachen gefunden, Neues erkannt, neue Lösungswege gefunden und Innovationspotentiale ausgeschöpft werden können.

Entsprechend dieses in erheblichem Umfang durch das berufliche Wirken an den Grenzen des Naturverständnisses und der Technik geprägten Berufsbildes muß sich das Studium der Physik an zwei Grundsätzen orientieren. Es muß zum einen wissenschaftsorientiert sein, d.h. es müssen die theoretischen und experimentellen Grundlagen und insgesamt eine breite physikalische Allgemeinbildung vermittelt werden. Zum anderen muß das Studium die Fähigkeit vermitteln, sich auf naturwissenschaftlichem und technischen Neuland selbständig zu bewegen, sich zügig in völlig unbekannte Fragestellungen einzuarbeiten, Lösungsstrategien zu entwickeln und trotz der in der hochkomplexen Natur unvermeidbaren Rückschläge und Probleme zu Ergebnissen zu gelangen.

Diese Berufsqualifikation kann in ihrem ganzen Umfang nur über ein Vollstudium der Physik erworben werden, welches das Absolvieren eines Bachelor- und eines darauf aufbauenden Master-Studiengangs in Physik umfaßt. Entsprechend der hohen Nachfrage nach dieser Berufsqualifikation als einem wichtigen Element der Kompetitivität in einer durch beschleunigt wachsende globale Konkurrenz gekennzeichneten Wissenschaft und Technik ist davon auszugehen, daß an den Universitäten der Master der Regelabschluß ist.

Der Bachelor-Studiengang dient vornehmlich der wissenschaftsorientierten breiten physikalischen Allgemeinbildung. Er kann für bestimmte Tätigkeitsfelder für sich berufsqualifizierend sein oder er kann dazu dienen, den qualifizierten Wechsel zu anderen Disziplinen zu ermöglichen. Für das Vollstudium der Physik bildet der qualifiziert abgeschlossene Bachelor-Studiengang die erste Stufe und eine Eingangsvoraussetzung für den Master-Studiengang.

Der Master-Studiengang führt die Absolventen zu der an der internationalen Spitze orientierten Berufsqualifikation als Physiker bzw. Physikerin. Dessen Hauptziel ist die Ausbildung zur Befähigung zum effizienten, selbständigen Arbeiten an der Spitze der physikalischen Forschung bzw. an der Innovationsfront der Technik und der Wirtschaft. Dies erfordert sowohl die fachliche Vertiefung als auch die Erarbeitung der für das Berufsbild der Physikerin und des Physikers so wichtigen, aus der Fähigkeit zum grundlegenden Denken entstehenden strategischen und praktischen Kompetenz. Im Master-Studium ist das Heranführen an die Praxis des innovativen Arbeitens in der Wissenschaft sowie die Einübung in die Praxis des Problemlösens angesichts schwierigster Fragestellungen im modernen Technik- und Wirtschaftsleben gleichberechtigt zu sehen neben einer weiteren fachlichen Vertiefung des Wissens.

Diesen Prinzipien liegt die folgende Empfehlung von Grundsätzen für den Bachelor- und den Master-Studiengang zugrunde.

Der Bachelor-Studiengang Physik
Der Bachelor-Studiengang ist wissenschaftsorientiert und soll die theoretischen sowie experimentellen Grundlagen und insgesamt eine breite Allgemeinbildung in Physik vermitteln. Die Studierenden sollen an moderne Methoden der Forschung herangeführt werden. Die breite Ausbildung in Physik wird durch eine begrenzte fachliche Schwerpunktsetzung und die Integration von zusätzlichen Schlüsselqualifikationen ("soft skills") in die gesamte fachliche Ausbildung unterstützt.

Die Ausbildungsinhalte werden in Module zusammengefaßt, die sich jeweils über ein bis zwei Semester erstrecken und die studienbegleitend geprüft werden. In der Physik bauen die Inhalte der Module aufeinander auf. Bei der Prüfung können deshalb auch die Kenntnisse über die Voraussetzungen für ein Modul geprüft werden.

Der Bachelor-Studiengang umfaßt 180 ECTS-Punkte entsprechend einer Studiendauer von 6 Semestern. Folgende Fächer sollen im Bachelor-Studiengang enthalten sein:

• Mechanik
• Elektrodynamik und Optik
• Thermodynamik und Statistik
• Quantenmechanik
• Atom- und Molekülphysik
• Physik der Kondensierten Materie
• Kern- und Elementarteilchenphysik

Der Bachelor-Studiengang wird mit der selbständig anzufertigenden schriftlichen Bachelor-Arbeit abgeschlossen. Die Bachelor-Arbeit wird mit einem Abschlußkolloquium beendet.

Der Master-Studiengang Physik
Der Bachelor-Abschluß ist zwar für bestimmte Tätigkeiten berufsbefähigend, er reicht jedoch nicht aus, die zuvor beschriebene Breite des Berufsbildes des Physikers bzw. der Physikerin auszufüllen. Insbesondere fehlt die für weite Bereiche der Praxis in Forschung und Industrie unerläßliche Vertiefung des Wissens und die zum Berufsbild der Physikerin und des Physikers gehörende Fertigkeit, sich in Frontbereichen selbständig explorativ und innovativ betätigen zu können.

Das Ziel des Master-Studiengangs ist daher eine Spezialausbildung in mehreren Teilfächern der Physik auf international höchstem Niveau sowie die Anleitung der Studierenden zum selbständigen, an der jeweils maßgebenden Praxis orientierten wissenschaftlichen und technischen Arbeiten. Der Master-Studiengang wird durch das wissenschaftliche Profil der Universität und des dortigen Fachbereichs Physik geprägt.

Eingangsvoraussetzung ist ein mit entsprechenden fachlichen Leistungen abgeschlossenes Bachelor-Studium in Physik oder ein gleichwertiger qualifizierender Abschluß. Die Zulassung von Bewerbern mit anderen Abschlüssen wird durch die Master-Zugangsordnung, die Eignungsprüfungen enthalten kann, geregelt.

Der Master-Studiengang umfaßt 120 ECTS-Punkte entsprechend einer Studiendauer von 4 Semestern. Die Ausbildungsinhalte werden in Module zusammengefaßt, die sich jeweils über ein bis zwei Semester erstrecken. Entsprechend den oben dargelegten Zielen gliedert sich der Studiengang in zwei jeweils einjährige Abschnitte, die Fachliche Vertiefungsphase und die Forschungsphase.

Die Fachliche Vertiefungsphase dient dem Erarbeiten der für eine eigenständige produktive Arbeit in der Physik notwendigen fortgeschrittenen Kenntnisse. Durch eine vom wissenschaftlichen Profil der Universität und ihres Fachbereichs Physik geprägte Spezialausbildung in mehreren Teilfächern der Physik können sich die Absolventen auf bestimmte zukünftige Tätigkeitsbereiche gezielt vorbereiten.

Die Forschungsphase ist als Einheit anzusehen. Sie trägt der für die moderne Wissenschaft typischen Tatsache Rechnung, daß der Umfang des essentiellen Wissens so groß geworden ist, daß es auch bei einer an die Grenzen gehenden Straffung und Konzentration unvermeidbar ist, daß die Vermittlung auch nur des Basiswissens einen hohen Anteil der Studienzeit in Anspruch nimmt. Gerade diese Straffung und Konzentration vergrößert aber den Abstand zur immer weiter vorrückenden innovativen Front von Wissenschaft und Technik, an der sich die Absolventen anschließend in der Forschung und in der Wirtschaft bewähren sollen.

Damit wird nicht nur der Erwerb des für das Erreichen der Forschungsfront notwendigen Spezialwissens selbst sondern auch die Technik, wie dieses fortgeschrittene Wissen wirksam und für die Praxis ausreichend schnell erarbeitet werden kann, Gegenstand des Studiums. Hinzu kommt, daß die an der Front in Forschung und Technik eingesetzten Instrumente und Verfahren, das gilt in gleichem Maße für die Arbeit in der experimentellen wie in der theoretischen Physik, von solcher Komplexität sind und ein so umfangreiches Spezialwissen erfordern, daß das Erlernen des Umgangs mit ihnen ein kritisches Lernziel des Studiums geworden ist. Erst wenn diese Wissens- und Praxiskompetenz erarbeitet ist, kann sich der angehende Physiker bzw. die Physikerin an eine wissenschaftliche Arbeit machen, deren Anfertigung das dritte Lernziel der Forschungsphase ist.

Die Forschungsphase wird daher zur Brücke vom Studium in die Praxis des Berufs. Sie dient dem Erlernen selbständigen wissenschaftlichen Arbeitens, der Fähigkeit völlig neuartige Sachverhalte zu erschließen und angesichts einer hochkomplexen Natur bzw. einer hochentwickelten Technikwelt Strategien zu entwickeln, die auch dort einen substantiellen Fortschritt ermöglichen, wo man auf herkömmlichen Wegen nicht weiterkommt. Mit dieser Festlegung entspricht der Master-Studiengang unmittelbar dem immer wieder vorgetragenen Anliegen der Industrie und der Forschung, daß die Befähigung zur Praxis (in allen Sparten der Physik unabhängig davon ob es sich um experimentelles oder theoretisches Arbeiten oder um die Physik in der Technik oder in anderen Bereichen handelt) gestärkt werden muß. Diese Fertigkeiten können nur über die selbständige Behandlung einer aktuellen Fragestellung der modernen Physik, die unter realen Bedingungen bearbeitet wird, erworben und geübt werden.

Zum Umfang der Forschungsphase gehört das Erarbeiten der notwendigen Spezialkenntnisse an der vordersten Front der aktuellen Wissenschaft, ebenso wie der Erwerb der Fertigkeiten der experimentellen bzw. theoretisch-mathematischen Praxis, die Voraussetzung für die Durchführung des Forschungsprojektes im Rahmen der Master-Arbeit sind. Jeder dieser beiden Bereiche bildet ein Modul, das einen Umfang von 15 ECTS-Punkten umfaßt. Anschließend kann das selbständige Forschungsprojekt im Rahmen der Master-Arbeit durchgeführt werden. Das entsprechende Modul umfaßt 30 ECTS-Punkte. Die Resultate aller drei Module sind essentielle Bestandteile auch bei der Benotung der Forschungsphase.

In der Master-Arbeit wird selbständige wissenschaftliche Tätigkeit verbunden mit dem Erwerb von zusätzlichen Schlüsselqualifikationen wie zum Beispiel dem Projektmanagement, der Teamarbeit sowie der Darstellung und Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse.

Übergang zur Promotion
Qualifizierte Master-Abschlüsse berechtigen zur Promotion im Fach Physik. Inhaber eines Bachelor-Grades können auch ohne Erwerb eines weiteren Grades im Wege eines Eignungsfeststellungsverfahrens äquivalenter Befähigung unmittelbar zur Promotion zugelassen werden. Das Nähere wird in den Promotionsordnungen geregelt.

Dieser Text wurde am 12. November 2004 vom Vorstandsrat der DPG beschlossen. Er wurde unter der Leitung des Präsidenten mit folgenden Personen ausgearbeitet: Berg, Halle; Großmann, Marburg; Haase, Würzburg; Hietschold, Chemnitz; Kramer, Hamburg; Pfannkuche, Hamburg; Sauerbrey, Jena.