Das Verständnis von Schüler*innen zu emergenten Vorgängen in der Physik am Beispiel des Teilchenmodells

Aktivität: VorträgeVortragScience to Science

Beschreibung

Auch wenn Schülerinnen und Schüler mit dem Atombegriff in der Regel vertraut sind, fällt es ihnen häufig schwer wissenschaftliche Modelle zum Aufbau der Materie korrekt anzuwenden. Sie tendieren beispielsweise dazu, Eigenschaften makroskopischer Gegenstände auf Atome und Moleküle zu übertragen. Die emergente Natur vieler physikalischer Phänomene wird von ihnen nicht erkannt, da sie innerhalb der falschen ontologischen Kategorie argumentieren. Anstatt die Temperatur eines Körpers auf die durchschnittliche Geschwindigkeit seiner Atome und Moleküle zurückzuführen, gehen sie davon aus, dass auch die Bausteine der Materie über eine Temperatur verfügen.
Im Rahmen des Dissertationsprojekts wird daher nach Lernangeboten gesucht, welche das Verständnis von Schüler*innen zu emergenten Phänomenen in der Physik, insbesondere des Teilchenmodells, verbessern. Die Arbeit ist in Form eines Design-Based-Research-Projekts geplant, welche mehrere sich abwechselnde Phasen von Design, Erprobung, Analyse und Re-Design vorsieht. Zielsetzung der Dissertation ist es, lokale Theorien zum Unterricht über das Teilchenmodell zu gewinnen sowie ein Unterrichtskonzept für diesen Themenbereich zu entwerfen.
Am Beginn des Projekts steht die literaturgestützte Erarbeitung zentraler Konzepte zum Teilchenmodell nach der Methode der Didaktischen Rekonstruktion. Ein Teil dieser Konzepte wird für eine erste qualitative Studie ausgewählt und durch mehrere, ebenfalls der Literatur entnommene, Experimente zur Einführung des Teilchenmodells ergänzt. Mit der Methode der Akzeptanzbefragung wird 20 Schülerinnen und Schülern die Idee, dass Materie aus Bausteinen aufgebaut ist und diese deren Eigenschaften bestimmen anhand der Experimente erläutert. Dabei sollte festgestellt werden, inwiefern die unterschiedlichen Experimente die Schüler*innen davon überzeugen, das Teilchenmodell korrekt anzuwenden. Ein weiterer Fokus der Befragung liegt auf der Darstellung der Teilchennatur der Materie. Dabei wird der Frage nachgegangen, inwiefern typografische Darstellungen ein besseres Verständnis des Teilchenmodells ermöglichen. Die Ergebnisse der Akzeptanzbefragung werden im Rahmen des Vortrags präsentiert.
Zeitraum28 Okt. 2021
EreignistitelGDCP-Doktorierendenkolloquium 2021
VeranstaltungstypVortragsreihe, Kolloquium
OrtDeutschlandAuf Karte anzeigen