Zusammenfassung
Das Kapitel befasst sich im ersten Teil mit Vorstellungen über kleinste Teilchen. Als Bausteinen makroskopischer Körper werden ihnen deren Eigenschaften zugeordnet, z. B. Farbe. Weitere Bereiche sind Vorstellungen über die Bewegung mikroskopischer Teilchen und Überlegungen von Schülern, was sich zwischen den Teilchen befindet. Im zweiten Teil des Kapitels geht es um Schülervorstellungen über den Zusammenhang von Temperatur und Wärme sowie die Vorstellung, manche Stoffe seien von Natur aus warm oder kalt. Grundlegende Konzeptionen eines Unterrichts über Teilchen werden gegenübergestellt. Dabei spielt der Modellaspekt eine wichtige Rolle. Übungen sowie Hinweise auf Unterrichtskonzeptionen, Testinstrumente und vertiefende Literatur runden das Kapitel ab.
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Notes
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Millar (1990, S. 290f.) nennt diese Phase „teaching by ostentation“. Dabei sei eine grundlegende Verlagerung der Betrachtungsweise von der empirischen Erfahrung hin zur Theorie erforderlich.
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Nur unter dem Abzug und mit Schutzhandschuhen durchzuführen!
- 6.
z. B. bei Fischler und Rothenhagen (1997)
- 7.
Interviewausschnitte aus Peuckert (2005)
- 8.
Fachlich richtig ist eine andere Erklärung als die der unterschiedlich großen Teilchen. Ausschlaggebend für die beobachtete Volumenkontraktion ist die Polarität der Moleküle (Winkelmann und Behle, 2018).
- 9.
vgl. die Animation zur Wärmeleitung auf der Website Leifi Physik; https://www.leifiphysik.de/waermelehre/waermetransport/grundwissen/waermeleitung-animation (Zugriff am 18.7.2017)
- 10.
in Anlehnung an eine Abbildung in Backhaus et al. (2008, S. 252)
- 11.
Lichtfeldt (1992)
- 12.
Argumente für die Behandlung des Modells betonen die gute Gelegenheit für den Physikunterricht, die Ideengeschichte der Atomvorstellungen vom einfachen Korpuskelmodell über das Bohr’sche Modell bis zu den modernen Sichtweisen, die vor allem mit der Ablösung klassischer Prinzipien verbunden sind, im Unterricht als nachvollziehbaren Prozess zu behandeln. Gegen das Modell sprechen u. a. die Unterstützung des mechanistischen Denkens (Elektronen als Teilchen auf Bahnkurven) und die Zwei- statt Dreidimensionalität des Modells. Dazu kommen fachliche Grenzen, z. B. dass die Energiezustände nur für das Wasserstoffatom richtig vorhergesagt werden. Über einige dieser Kontroversen wird in Fischler (1992) berichtet.
- 13.
Abbildung nach http://physikunterricht-online.de/jahrgang-12/das-bohrsche-atommodell/ (Zugriff am 8.6.2018)
- 14.
z. B. bei Mikelskis-Seifert (2006)
- 15.
Ein entsprechendes Unterrichtskonzept wird z. B. von Parchmann und Schwarzer (2016) vorgeschlagen.
- 16.
Erickson (1979)
- 17.
Zitat nach Erickson (1979)
- 18.
Schlichting und Rodewald (1988)
Literatur
Backhaus, U., Boysen, G., Burzin, S., Heepmann, B., Heise, H., Kopte, U., …, Schön, L. (2008). Fokus Physik, Rheinland-Pfalz, Gymnasium Gesamtband. Berlin: Cornelsen.
Brook, A., Briggs, H. & Driver, R. (1984). Aspects of secondary students’ understanding of the particulate nature of matter: Centre for Studies in Science and Mathematics Education, University of Leeds.
Buck., P (1987). Der Sprung zu den Atomen. physica didactica, 14, 41–45.
Buck, P. & Redeker, B. (1988). Verstehen lernen – zum Sprung verhelfen. Ein Dialog über das Lernen von Physik bei Martin Wagenschein. chimica didactica, 14, 129–154.
Cordes, M. (2006). Schülervorstellungen zum Teilchenmodell und zu Atomen in der Sekundarstufe I (Hausarbeit, unveröffentlicht). Universität Bremen.
Driver, R. & Scott, P. (1994). Schülerinnen und Schüler auf dem Weg zum Teilchenmodell. Naturwissenschaften im Unterricht – Physik, 5(22), 24–31.
Duit, R. (1986). Wärmevorstellungen. Naturwissenschaften im Unterricht – Physik/Chemie, 34(13), 30–33.
Eilks, I. (2002). Von der Rastertunnelmikroskopie zur Struktur des Wassermoleküls – Ein anderer Weg durch das Teilchenkonzept in der Sekundarstufe I. Teil 1: Chemie und Schule (3), 7–12; Teil 2: Chemie und Schule (4), 26–30.
Eilks, I. & Möllering, J. (2001). Neue Wege zu einem fächerübergreifenden Verständnis des Teilchenkonzepts. Der Mathematische und Naturwissenschaftliche Unterricht, 54, 240–247.
Erickson, G. (1979). Children’s Conceptions of Heat and Temperature. Science Education, 63, 221–230.
Fischler, H. (Hrsg.) (1992). Quantenphysik in der Schule. Kiel: IPN.
Fischler, H. (Hrsg.) (1997). Teilchen – Themenheft. Naturwissenschaften im Unterricht – Physik, Heft 41.
Fischler, H. & Reiners, C. S. (Hrsg.) (2006). Die Teilchenstruktur der Materie im Physik- und Chemieunterricht. Berlin: Logos.
Fischler, H. & Rothenhagen, A. (1997). Experimente zum Teilchenmodell. Naturwissenschaften im Unterricht – Physik, 8, 203–209.
Götz, R., Dahncke, H. & Langensiepen, F. (Hrsg.) (1986). Handbuch des Physikunterrichts: Sekundarbereich I. Band 8. Köln: Aulis.
Hadenfeldt, J. C., Neumann, K., Bernholt, S., Liu, X. & Parchmann, I. (2016). Students’ progression in understanding the matter concept. Journal of Research in Science Teaching, 53(5), 683–708. https://doi.org/10.1002/tea.21312
Herrmann, F. (2014). KPK – Der Karlsruher Physikkurs für die Sekundarstufe I. Band 1: Energie – Impuls –Entropie. Zugriff unter http://www.physikdidaktik.uni-karlsruhe.de/dl-counter/download/Sek_I_Band_1.pdf am 16. 08. 2017.
Jung, W. (1978). Zum Problem der „Schülervorstellungen“ (2. Teil). physica didactica, 5, 231–248.
Kesidou, S. & Duit, R. (1993). Students’ conceptions of the second law of thermodynamics – an interpretive study. Journal of Research in Science Teaching, 30(1), 85–106. https://doi.org/10.1002/tea.3660300107
Kircher, E. (1986). Vorstellungen über Atome. Naturwissenschaften im Unterricht – Physik/Chemie, 34(13), 34–37.
Kircher, E. & Heinrich, P. (1984). Eine empirische Untersuchung über Atomvorstellungen bei Hauptschülern im 8. und 9. Schuljahr. chimicia didactica, 10, 199–222.
Kultusministerkonferenz (Hrsg.) (2004). Bildungsstandards in den Fächern Biologie, Chemie und Physik für den Mittleren Bildungsabschluss. München: Luchterhand.
Leisner, A. (2005). Entwicklung von Modellkompetenz im Physikunterricht: eine Evaluationsstudie in der Sekundarstufe I. Berlin: Logos.
Lichtfeldt, M. (1992). Schülervorstellungen in der Quantenphysik und ihre möglichen Änderungen durch Unterricht. Essen: Westarp.
Liebers, K., Mikelskis, H. F., Otto, R., Schön, L.-H. & Wilke, H.-J. (2006). Physik plus. Klassen 7/8 Berlin. Berlin: Cornelsen.
Mikelskis-Seifert, S. (2002). Die Entwicklung von Metakonzepten zur Teilchenvorstellung bei Schülern. Berlin: Logos
Mikelskis-Seifert, S. (2006). Lernen über Modelle: Entwicklung und Evaluation einer Konzeption für die Einführung des Teilchenmodells. In H. Fischler & C. S. Reiners (Hrsg.), Die Teilchenstruktur der Materie im Physik- und Chemieunterricht (S. 165–198). Berlin: Logos.
Millar, R. (1990). Making sense: what use are particle ideas to children? In P. L. Lijnse, P. Licht, W. de Vos & A. J. Waarlo (Hrsg.), Relating macroscopic phenomena to microscopic particles (S. 283–293). Utrecht: Centre for Science and Mathematics Education (CD-ß).
Morell, L., Collier, T., Black, P. & Wilson M. (2017). A Construct-Modeling Approach to Develop a Learning Progression of how Students Understand the Structure of Matter. Journal of Research in Science Teaching. https://doi.org/10.1002/tea.21397
Muckenfuß, H. (2001). Retten uns die Phänomene? Anmerkungen zum von Verhältnis von Wahrnehmung und Theorie. Naturwissenschaften im Unterricht – Physik, 12, 63/64, 166–169.
Novick, S. & Nussbaum, J. (1978). Junior High School Pupils’ Understanding of the Particulate Nature of Matter: An Interview Study. Science Education, 62(3), 273–281.
Novick, S. & Nussbaum, J. (1981). Pupils’ understanding of the particulate nature of matter: A cross-age study. Science Education, 65(2), 187–196.
Nussbaum, J. (1985). The Particulate Nature of Matter in the Gaseous State. In R. Driver, E. Guesne & A. Tiberghien (Hrsg.), Children’s Ideas in Science (S. 124–144). Ballmore: Open University Press.
Parchmann, I. & Schwarzer, S., unter Mitarbeit von Anderson, S., Kliever, J., Rathlev, J. & Stamer, I. (2016). Kann man Atome sehen? Naturwissenschaften im Unterricht – Chemie, Heft 153, 15–17.
Peuckert, J. (2005). Stabilität und Ausprägung kognitiver Strukturen zum Atombegriff. Berlin: Logos.
Peuckert, J. (2006). Stabilität und Ausprägung von Teilchenvorstellungen. In H. Fischler & C. S. Reiners (Hrsg.), Die Teilchenstruktur der Materie im Physik- und Chemieunterricht (S. 77–105). Berlin: Logos.
Pfundt, H. (1981). Das Atom – letztes Teilungsstück oder erster Aufbaustein? chimica didactica, 7, 75–94.
Rehm, M., Buck, P. (2006). Der Teil und das Ganze – ein Lehr-Lern-Arrangement vor der Einführung von Atommodellen. In H. Fischler & C. S. Reiners (Hrsg.), Die Teilchenstruktur der Materie im Physik- und Chemieunterricht (S. 145–162). Berlin: Logos.
Schlichting, H.-J. & Rodewald, B. (1988). Leben im Wärmebad. Praxis der Naturwissenschaften – Physik, 30(5), 30–36.
Starauschek, E. (2001). Physikunterricht nach dem Karlsruher Physikkurs. Ergebnisse einer Evaluationsstudie. Berlin: Logos.
Starauschek, E. (2002). Ergebnisse einer Evaluationsstudie zum Physikunterricht nach dem Karlsruher Physikkurs. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 8, 7–21.
Theis, W. (2005). Zum einführenden Unterricht über die Teilchenstruktur der Materie – Von Beobachtungen zu beschreibenden Begriffen. Der mathematische und Naturwissenschaftliche Unterricht, 58, 228–231.
Vollebregt, M., Klaassen, K., Lijnse, P. & Genseberger, R. (1997). Einführung des Teilchenmodells. Ein problemaufwerfender Unterricht. Naturwissenschaften im Unterricht, Physik, 8(4), 16–21.
Wagenschein, M, (1970). Ursprüngliches Verstehen und exaktes Denken II. Stuttgart: Klett.
Wagenschein, M. (1977). Rettet die Phänomene! Der mathematische und Naturwissenschaftliche Unterricht, 30, 129–137.
Wagenschein, M. (1980). Naturphänomene sehen und verstehen. Genetische Lehrgänge. Stuttgart: Klett.
Wiesner, H. & Stengl, D. (1984). Vorstellungen von Schülern der Primarstufe zu Temperatur und Wärme. Sachunterricht und Mathematik in der Primarstufe, 12, 445–452.
Winkelmann, J. & Behle, J. (2018). Moment mal …: Erklärt das Teilchenmodell die Volumenreduktionen bei Mischversuchen? In T. Wilhelm (Hrsg.), Stolpersteine überwinden im Physikunterricht. Anregungen für fachgerechte Elementarisierungen. Seelze: Friedrich.
Yeo, S. & Zadnik, M. (2001). Introductory Thermal Concept Evaluation: Assessing Students’ Understanding. The Physics Teacher, 39(8), 496–504.
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Fischler, H., Schecker, H. (2018). Schülervorstellungen zu Teilchen und Wärme. In: Schecker, H., Wilhelm, T., Hopf, M., Duit, R. (eds) Schülervorstellungen und Physikunterricht. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-57270-2_7
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