Bonn 2020 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 21: Neue Konzepte 3

DD 21.4: Vortrag

Donnerstag, 2. April 2020, 12:00–12:20, P-HS 6

Die Fahrradkette als tragende Analogie im Elektrizitätslehreunterricht der Mittelstufe — •Michael Kahnt und Roland Berger — Universität Osnabrück, Arbeitsgruppe Physikdidaktik

Im Elektrizitätslehreunterricht der Mittelstufe sind verschiedene Analogien verbreitet, um den Schülerinnen und Schülern z. B. die Idee des geschlossenen Stromkreislaufs, die Kontinuitätsvorstellung des Elektronenstroms zur Vorbeugung der Stromverbrauchsvorstellung oder den Spannungs- oder Potenzialbegriff verständlich zu machen. Alle Analogien haben ihre spezifischen Vor- und Nachteile. Die Fahrradkette als Analogie zeichnet sich u. a. dadurch aus, dass sie den Schülerinnen und Schülern sehr vertraut ist. Daher ist ein Unterricht für die Elektrizitätslehre der Mittelstufe entwickelt worden, in dem durchgängig auf die Fahrradkette (und Riemenantriebe) zurückgegriffen wird. Wichtige Aspekte des Unterrichts sind z. B. die gleichzeitige Einführung der Begriffe Spannung, elektrischer Strom und Widerstand sowie die Arbeit mit dem Potenzial und der Spannung als Potenzialunterschied. Empirische Untersuchungen zeigen, dass Unterrichtskonzeptionen, die den Potenzialbegriff verwenden (z. B. Burde, 2018, Gleixner, 1998) eine hohe Lernwirksamkeit erzielen, speziell hinsichtlich der Differenzierung von elektrischem Strom und Spannung. Der entwickelte Unterricht wurde in vier neunten Klassen eines Gymnasiums durchgeführt, evaluiert und wird nun für eine nachfolgende Studie optimiert. Im Vortrag werden wichtige Unterrichtsinhalte vorgestellt sowie von den Ergebnissen der Unterrichtsevaluation berichtet.