Lehrstuhl für Didaktik der Physik
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Einführung einer Modellvorstellung zum Magnetismus

Entwicklung und Erprobung einer Lehr- Lernumgebung für Schüler und Schülerinnen der 4. und 7.Jahrgangsstufe

Zur Untersuchung der Frage der Wirksamkeit eines Lehr-Lernangebotes zur Entwicklung einer Modellvorstellung im Inhaltsbereich ‚Magnetismus’ wurde ein Unterrichtskonzept entwickelt und hinsichtlich seiner Auswirkungen auf kognitive und nicht-kognitive Schülervariablen bei Schülerinnen und Schüler der 4. und der 7. Jahrgangsstufe untersucht. Insgesamt 1333 Schülerinnen und Schülern, davon 729 Grundschulkindern sowie 604 Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufe (Gymnasium) haben an der Laborstudie teilgenommen.

Fachliche Aspekte

Das physikalische Grundkonzept des Lehr-Lern-Angebotes basiert auf der Tatsache, dass Magnete zwei Pole mit verschiedenen Wirkungen haben und sich so anziehen und abstoßen können. Eisen wird in der Nähe eines Permanent-Magneten selbst magnetisch und kann deshalb analog behandelt werden. Begründet wird die Magnetisierung mit dem ‚Eisen-Magnet-Modell’, bei dem man sich vorstellt, dass Eisen im Inneren viele kleine, drehbare ‚Magnetchen’ besitzt (entsprechend im Mittel gleich großen Weiß’schen Bezirken), deren Wirkung sich bei Abwesenheit eines äußeren Magnetfelds durch zufällige Auslenkung aufhebt, während ein externer Magnet die ‚Magnetchen’ parallel ausrichtet, diese sich in ihrer Wirkung verstärken und so zwei Pole im Eisenstück entstehen, das Eisen also selbst zum Magneten wird.

Design der Lehr- Lernumgebung

Theoriegeleitet wurde eine Lehr-Lernumgebung entwickelt, aus dem sich auch das Design der Studie ergibt. Der Unterricht beginnt mit einer Instruktionsphase (Phase 1: ‚Expositorische Instruktion’), in der sämtliche Inhalte behandelt und mit Demonstrationsexperimenten veranschaulicht werden. Es folgt eine materialgestützte, kooperative Arbeitsphase (Phase 2) und der Unterricht endet mit einer ‚Zusammenfassung’ (Phase 3), die analog zur ‚Expositorischen Instruktion’ erfolgt (siehe Abbildung). Die Phasen 1 und 3 finden je nach Treatmentvariation statt oder nicht, in Phase 2 wird je nach Treatment der ‚Grad der inhaltsspezifischen Unterstützung’ variiert.

diagramm1

Ausgewählte Fragestellungen, Design und erste Ergebnisse zur Studie finden sich in den bisher erschienenen Veröffentlichungen unter:

Veröffentlichungen zur Studie (demnächst)

Die im Unterricht verwendeten Materialien stehen zum Download zur Verfügung.

Materialien