Lernwirksamkeit von Analogiemodellen zum elektrischen Potenzial

Abstract

Zur Veranschaulichung der elektrischen Größen Strom, Potenzial und Spannung wird in der Literatur der Einsatz unterschiedlicher Analogiemodelle vorgeschlagen. Während einerseits die Verwendung verschiedener Analogiemodelle für jeweils einzelne Aspekte des elektrischen Stromkreises sinnvoll erscheint, könnte eine Stärke des Fahrradkettenmodells darin liegen, dass es auch durchgängig eingesetzt werden kann. Im Beitrag wird eine quantitative Studie vorgestellt, in der drei Unterrichtsvarianten gegenübergestellt und mit dem Fokus auf Potenzial und Spannung untersucht werden: Unterricht (a) mit Fahrradkettenmodell (b) mit Höhenmodell und (c) ohne Modell. Die Ergebnisse zeigen u. a., dass die Bedingung „Höhenmodell“ im verzögerten Potenzialtest mit kleinem Effekt unterlegen und die Bedingung „Fahrradkettenmodell“ im verzögerten Spannungstest mit kleinem Effekt den weiteren Bedingungen signifikant überlegen ist. Zudem findet im modellbasierten Unterricht ein Lernen über Analogiemodelle und damit ein Zuwachs in dem Modellverständnis der SchülerInnen statt.