Heidelberg 2022 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 12: Postersession 1: Neue Konzepte

DD 12.3: Poster

Montag, 21. März 2022, 11:30–12:30, P

Ein dynamisches Elektronenmodell für den Elektrikunterricht — •Fabian Beil, Michael Thees, Sebastian Kapp und Jochen Kuhn — Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Deutschland

Um im schulischen Elektrikunterricht Präkonzepten der Lernenden zu begegnen, nutzen Lehrende oft Unterrichtskonzepte auf Basis einer Analogie wie z.B. das Wasserkreislaufmodell. Kürzlich wurde von J.P. Burde und T. Wilhelm eine potentialbasierte Analogie entwickelt, das Elektronengasmodell. Diese zeigt eine höhere Wirksamkeit gegen Präkonzepte als traditionelle Unterrichtsansätze. Allerdings erklären analoge Ansätze oft nicht alle Aspekte des Zielbereichs und müssen durch weitere Modelle ergänzt werden. In unserer Arbeit stellen wir ein fachnahes, analogiefreies Modell vor, das kurze transiente Zustände nutzt, um daraus das Potential im Stromkreis abzuleiten. Diese dynamischen Vorgänge auf der Grundlage von Kräften zwischen geladenen Teilchen werden dabei so weit vereinfacht, dass das Modell von Schüler*innen der Mittelstufe genutzt werden kann. Es bleibt dabei anschlussfähig an nachfolgende Themenbereiche, z.B. an die elektromagnetische Induktion, und muss zu keinem Zeitpunkt völlig verworfen werden. In diesem Beitrag wird eine Unterrichtssequenz mit dem dynamischen Elektronenmodell vorgestellt, die als Basis für zukünftige empirische Untersuchungen dienen soll.