Ein Unterrichtskonzept auf Basis des Elektronengasmodells

Abstract

Die Vorstellung vieler Schülerinnen und Schüler in der Sek. I von elektrischen Stromkreisen ist maßgeblich vom elektrischen Strombegriff geprägt, während die Spannung von vielen lediglich als Eigenschaft oder Bestandteil des Stroms wahrgenommen wird. Das Elektronengasmodell versucht den Schülern ein qualitatives Verständnis der Grundgrößen „Stromstärke“, „Widerstand“ und insbesondere der „Spannung“ zu vermitteln. Hierzu baut es auf den Erfolgen von Potenzialansätzen auf und setzt das elektrische Potenzial mit einem in Leitern herrschenden elektrischen Druck gleich. Aus didaktischer Sicht besteht die Hoffnung dabei darin, den elektrischen Druck mit dem intuitiven Luftdruckkonzept der Lernenden zu verknüpfen und die Spannung so als elektrischen Druckunterschied einzuführen. Aufbauend auf mit Hilfe von Akzeptanzbefragungen gewonnen Erkenntnissen wurde ein neues Unterrichtskonzept inklusive passender Unterrichtsmaterialien für die Sek. I entwickelt, bei dem die elektrische Spannung eine zentrale Rolle spielt und noch vor dem Stromstärke- oder Widerstandsbegriff als elektrischer Druckunterschied eingeführt wird. Im Folgenden sollen die Grundzüge dieses Unterrichtskonzepts dargelegt und dessen geplante Evaluation in der Schulpraxis vorgestellt werden.