Akzeptanzbefragung zum Elektronengasmodell

Abstract

Lernenden gelingt es in der Sek I häufig nicht, ein adäquates Verständnis vom Spannungskonzept zu entwickeln. Das Elektronengasmodell versucht auf Erfolgen von Potenzialansätzen aufzubauen, indem das elektrische Potenzial mit dem elektrischen Druck gleichgesetzt wird. Aus didaktischer Sicht besteht die Hoffnung dabei darin, die Vorstellung vom elektrischen Druck mit Alltagserfahrungen zum Luftdruck (z.B. Luftpumpen, Spritzen und Fahrradreifen) zu verknüpfen und die Spannung den Schülern so als Druckunterschied verständlich zu machen.

Im Rahmen einer Akzeptanzbefragung mit neun Schülern einer sechsten Gymnasialklasse vor deren ersten Elektrizitätslehreunterricht wurde u.a. untersucht, inwiefern das Modell und seine Visualisierungen von Schülern akzeptiert werden. Dabei zeigte sich, dass das Elektronengasmodell und die mit ihm verbundene Atom- und Druckvorstellung von den Schülern weitgehend angenommen und verstanden werden. Insbesondere bringen Schüler aufgrund ihrer Alltagserfahrungen bereits ein für das Elektronengasmodell ausreichendes Luftdruckverständnis mit und können dieses erfolgreich auf den im Modell in Stromkreisen herrschenden elektrischen Druck übertragen. Infolgedessen gelang es den meisten Schüler bereits nach verhältnismäßig kurzer Zeit ein vom elektrischen Strom unabhängiges Spannungskonzept im Sinne eines elektrischen Druckunterschieds zu entwickeln. Von vier vorgestellten Visualisierungsformen des elektrischen Drucks haben sich zwei, nämlich die Punktedichtedarstellung und die Farbdarstellung, als intuitiv verständlich erwiesen.