Zum Einfluss der Nutzung von Modellanalogien auf das Konzeptwissen

Bericht zum Leistungsstand gymnasialer Mittelstufenschüler*innen in der Elektrizitätslehre

Abstract

Zur Vermittlung der grundlegenden Konzepte der Elektrizität werden häufig Modelle zum elektrischen Stromkreis verwendet. Diese Modelle basieren meist auf Analogien zu den Schüler*innen bekannten Objekten oder Konzepten, wie einer Fahrradkette oder dem Luftdruck. Durch die Nutzung der Modellvorstellungen wird versucht, zwischen den bekannten Objekten (z.B. den Gliedern einer Fahrradkette) und den Fachinhalten (z.B. den sich in einem Stromkreis bewegenden Elektronen) Verknüpfungen herzustellen. Diese Verknüpfungen sollen den Schüler*innen dabei helfen, ein Grundverständnis von den Konzepten der Elektrizität zu entwickeln. In den Schuljahren 2022/23 und 2023/24 wurden an bayerischen Gymnasien Daten zur Nutzung von Modellvorstellungen im Elektrizitätslehre-Unterricht und zum Konzeptwissen von Mittelstufen-Schüler*innen erhoben. Auswertungen dieser Daten ergaben, dass in allen befragten Klassen mindestens eine analogiebasierte Modellvorstellung zur Vermittlung genutzt wurde. Am häufigsten wurden das Fahrradkettenmodell oder eine auf einer Druck- oder Höhendifferenz basierende Modellvorstellung eingesetzt. Im Konzeptwissen zur Elektrizität zeigen sich vermittlungsunabhängige Unterschiede zwischen vertieft unterrichteten und nicht vertieft unterrichteten Schüler*innen. Zusätzlich ergibt sich für nicht vertieft unterrichtete Schüler*innen ein positiver Einfluss auf das Konzeptwissen, wenn zur Vermittlung verschiedene Modellvorstellungen unterschiedlicher Analogiebasen genutzt werden.