Münster 2011 – scientific programme

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 26: Praktika und neue Praktikumsversuche 2 (Schule)

DD 26.5: Talk

Wednesday, March 23, 2011, 15:20–15:40, SR B

Das Prinzip der didaktischen Reduktion am Beispiel eines Massenspektrometers — •Maximilian Blaum, Amin Hakimi und Klaus Wendt — AG Larissa, Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Die Massenspektrometrie ist ein wichtiges Verfahren in Physik und Chemie, wo sie z.B. zur Analyse unbekannter Stoffe und deren Zusammensetzung dient. Sie findet Anwendung in der Medizin zur Untersuchung von Wirksubstanzen und Giften in Körperflüssigkeiten und Organen oder auch in kriminaltechnischen Studien zum Nachweis von Drogen und Sprengstoff. Aufgrund dieser vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten ist die Behandlung der Massenspektrometrie auch als Lerneinheit im naturwissenschaftlichen Unterricht äußerst wünschenswert.

Trotz des einfachen schultauglichen Zusammenhangs der Ablenkung von Ionen in elektrischen und magnetischen Feldern verlangen die zugrunde liegenden theoretischen Hintergründe der Massenspektrometrie umfangreiche Fachkenntnisse. Dies betrifft z.B. die Fragmentierung bei der Ionisierung, die Teilchenbahnen in zeitabhängigen Quadrupolfeldern oder die Ionendetektion. Da diese Anforderungen deutlich über dem Anspruch eines Leistungskurses in der gymnasialen Oberstufe liegen, wurde in ein Konzept zur Thematik 'Massenspektrometer in der Schule' mithilfe didaktischer Reduktion erarbeitet. Dazu wurden die physikalischen Prozesse der Funktionsweise eines Massenspektrometers über Elementarisierung und Generalisierung zugänglich gemacht.

Das resultierende Unterrichtskonzept eignet sich für den Physikunterricht ab der 12. Klasse.