Schülervorstellungen zu Wellen - Konzeptwechsel mit Hilfe des hypothesengeleiteten Experimentierens

Abstract

Der Wellenbegriff ist in der Physik, insbesondere der Schulphysik, von zentraler Bedeutung. Er findet sich sowohl in der Mechanik, Akustik, Optik, Elektrik als auch der Quantenmechanik wieder.

In einer qualitativen Studie wurden Schülerinnen und Schüler mit Hilfe halbstrukturierter Interviews und offener Fragebögen zu Wellenphänomenen wie etwa Ausbreitungsgeschwindigkeit, Überlagerung und Dämpfung befragt. Es zeigten sich typische Muster in den Antworten der Schüler, die mit den von DiSessa formulierten „Primitives“ wie „Working harder“, „Dying away“, oder „Actuating Agency“ vereinbar sind. Zusätzlich ist erkennbar, dass Schülerinnen und Schüler sich mechanischer Denkmodelle analog dem newtonschen Korpuskelmodell bedienen, welche mit dem physikalischen Wellenmodell jedoch häufig nicht übereinstimmen.

In einer Lerneinheit wird dazu ein an einem konstruktivistischen Lernzyklus angelegter Lernprozess durchlaufen. Im Fokus des Lernprozesses steht das hypothesengeleitete Experimentieren. Mit Hilfe von qualitativen und quantitativen Methoden wird erhoben wie weit die Lernenden den Konzeptwechsel zum physikalisch richtigen Wellenmodell ansteuern oder erreichen. Die Forschungsmethoden, insbesondere Videoprotokolle und Interviews, sollen den Verlauf und die Interaktionen dokumentieren und Ursache/Wirkungszusammenhänge aufklären.