Hees, Beate:

Das Elementarmagneten-Modell im Physikunterricht am Gymnasium : eine fachdidaktische Analyse der klassischen Modelle & Konzeption und Erprobung eines alternativen Modells

Duisburg (2008), II, 152 Bl. : Ill., graph. Darst.
Buch / Monographie / Fach: Physik
Fakultät für Physik
Duisburg, Essen, Univ., Diss., 2008
Abstract:
In der Dissertation wird ein neues alternatives Elementarmagneten-Modell entwickelt. Dies war notwendig, da die zwei Varianten des zurzeit in der Schule unterrichteten und in den Schulbüchern beschriebenen Elementarmagneten-Modells gravierende Mängel aufweisen. Wie eine ausführliche Analyse anhand der Kriterien der Elementarisierung zeigt, ist die eine Variante des klassischen Modells weder fach-, noch schüler-, noch zielgerecht. Dies liegt darin begründet, dass das Modell den physikalischen Kenntnissen widerspricht. Die andere Variante ist zwar fachgerecht, aber kaum schüler- und zielgerecht. Ursache hierfür ist die Tatsache, dass es sich nicht an den mentalen Modellen der Schüler orientiert und daher zu abstrakt ist. Auf Grund dieser schlechten Analyseergebnisse wurde ein alternatives Elementarmagneten-Modell entwickelt. Hierbei wurden Erkenntnisse aus der Physikdidaktik, der Physikgeschichte sowie dem aktuellen Stand der Wissenschaft zum Thema Magnetismus, Erkenntnisse der Kognitionspsychologie, der Entwicklungspsychologie und der Pädagogik zu Grunde gelegt. Die Stärke dieses alternativen Modells liegt darin, dass die Schüler sich eigenständig, nur aufbauend auf ihren eigenen, bisher gewonnenen Kenntnissen zum Magnetismus, dieses Modell zur Erklärung magnetischer Phänomene erschließen können, da es direkt an ihren mentalen Modellen anknüpft. Dies wird dadurch erreicht, dass die Elementarmagnete versetzt angeordnet sind. Ohne physikalische Widersprüche und kognitive Überforderungen kann die Anordnung von Schülerinnen und Schülern wirklich nachgebaut und somit nachempfunden werden. Dieses Modell ist im vollen Maße fach-, schüler- und zielgerecht. Das neue alternative Modell wurde nicht nur in der Theorie, sondern auch in der Unterrichtspraxis an zwei Lerngruppen (62 Schülern) der Jahrgangstufe 6 an Gymnasien in Nordrhein-Westfalen erprobt. Wie schülergerecht das alternative Modell ist, zeigte sich durch die Tatsache, dass die Schüler alleine - nur mittels eigenständigem produktiven Denken und experimenteller Überprüfung - auf die Anordnung der Elementarmagnete gekommen sind, die im neuen Modell vorgeschlagen wird. Die positive Wirkung des neuen alternativen Modells konnte zudem noch durch die sehr guten Ergebnisse der abschließend durchgeführten Lernerfolgs-Kontrolle und Evaluation bestätigt werden.