Einfluss des Lerninhalts Nanogrößeneffekte auf Teilchen- und Teilchenmodellvorstellungenvon Schülerinnen und Schülern
Sebastian Ritter
Diese Publikation zitieren
Sebastian Ritter, Einfluss des Lerninhalts Nanogrößeneffekte auf Teilchen- und Teilchenmodellvorstellungenvon Schülerinnen und Schülern (2013), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832596019
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Beschreibung / Abstract
Im klassischen Chemieunterricht werden die Stoffeigenschaften mit Hilfe von Repräsentationen auf der atomaren Ebene erklärt. Demgegenüber werden in der Nanotechnologie Eigenschaften genutzt, die partikelgrößenabhängig sind. Dies bietet die Möglichkeit, veränderbare Stoffeigenschaften in den Basiskonzepten Struktur-Eigenschafts-Beziehung und Stoff-Teilchen-Beziehung auf einem neuen Weg zu diskutieren. Ziel ist es, die Übertragung von Stoffeigenschaften auf die Teilchenebene zu verhindern oder zu verringern.
Es wurden zwei Unterrichtssequenzen entwickelt, die sich darin unterscheiden, dass in der Interventionsgruppe partikelgrößenabhängige Eigenschaften erarbeitet werden, in der Kontrollgruppe aber klassisch unterrichtet wird. In beiden Fällen werden im Anschluss die Teilchen- und Teilchenmodellvorstellungen von Oberstufenschülerinnen und -schülern verglichen.
Die Schülerinnen und Schüler in der Interventionsgruppe übertragen danach seltener die Stoffeigenschaften auf die Teilchenebene. Die Unterschiede werden aber im Vergleich zur Kontrollgruppe nicht signifikant. Die Ergebnisse zeigen aber auch, dass die Schülerinnen und Schüler mit den Gesetzmäßigkeiten des Nanogrößeneffekts umgehen können, so dass der Nanogrößeneffekt eine Möglichkeit bietet, die beiden Erklärungsebenen Stoff und Teilchen konsistent miteinander zu verbinden.
Es wurden zwei Unterrichtssequenzen entwickelt, die sich darin unterscheiden, dass in der Interventionsgruppe partikelgrößenabhängige Eigenschaften erarbeitet werden, in der Kontrollgruppe aber klassisch unterrichtet wird. In beiden Fällen werden im Anschluss die Teilchen- und Teilchenmodellvorstellungen von Oberstufenschülerinnen und -schülern verglichen.
Die Schülerinnen und Schüler in der Interventionsgruppe übertragen danach seltener die Stoffeigenschaften auf die Teilchenebene. Die Unterschiede werden aber im Vergleich zur Kontrollgruppe nicht signifikant. Die Ergebnisse zeigen aber auch, dass die Schülerinnen und Schüler mit den Gesetzmäßigkeiten des Nanogrößeneffekts umgehen können, so dass der Nanogrößeneffekt eine Möglichkeit bietet, die beiden Erklärungsebenen Stoff und Teilchen konsistent miteinander zu verbinden.
Inhaltsverzeichnis
- BEGINN
- 1 Einleitung
- 2 Nanotechnologie
- 2.1 Definition von Nanotechnologie
- 2.2 Bedeutung der Nanotechnologie
- 2.3 Vermitteln nanotechnologischer Grundbildung
- 3 Vermittlung der Nanotechnologie im Kontext naturwissenschaftlich-didaktischer Forschung
- 3.1 Entwicklung von Größenkonzepten
- 3.2 Kritischer Umgang mit modellhaften Darstellungen
- 3.3 Entwicklung naturwissenschaftlicher Teilchenvorstellungen
- 4 Nanogrößeneffekte
- 4.1 Größenveränderliche Materialeigenschaften
- 4.2 Katalyse von Gold-Nanopartikeln
- 5 Studiendesign
- 5.1 Hypothesen
- 5.2 Studiendurchführung
- 5.3 Lehrplanvorgaben
- 5.4 Beschreibung der Intervention
- 6 Testinstrumente
- 6.1 Tests lernwirksamer Schülercharakteristika
- 6.2 Wissenstest
- 7 Pilotstudie
- 7.1 Wissenstestauswertung
- 7.2 Konsequenzen für die Hauptstudie
- 8 Hauptstudie
- 8.1 Wissenstests
- 8.2 Situationales Interesse
- 8.3 Schülerantwortenanalyse
- 9 Diskussion, Ausblick und Zusammenfassung
- 9.1 Diskussion
- 9.2 Ausblick
- 9.3 Zusammenfassung
- Abbildungsverzeichnis
- Literaturverzeichnis
- Unterrichtsmaterialien
- Testbögen
- Tabellen zu den statistischen Analysen
- Publikationen und Vorträge