Didaktik

Stromkreise leichter verstehen

18. Januar 2021, 13:44 Uhr   |  Hagen Lang

Stromkreise leichter verstehen
© Jan-Philipp Burde, Universität Tübingen

Auch Schüler der 10. Jahrgangsstufe sind häufig nicht in der Lage, einfachste Fragen zu Stromkreisen zu beantworten. Zwei Forscher haben deshalb ein innovatives physikdidaktisches Unterrichtskonzept entwickelt, das Schülern ein intuitiveres Verständnis elektrotechnischer Größen vermitteln soll.

Jan-Philipp Burde, Juniorprofessor an der Universität Tübingen, entwickelte im Rahmen seiner von Prof. Thomas Wilhelm betreuten Promotion an der Goethe-Universität ein innovatives Unterrichtskonzept zu einfachen Stromkreisen, das gezielt an die Alltagserfahrungen der Schüler anknüpft. Anders als bisherige Ansätze soll es ein intuitives Verständnis für die elektrische Spannung vermitteln.

Unterrichtskonzept
© Jan-Philipp Burde, Universität Tübingen

Eine Batterie erzeugt einen elektrischen Druckunterschied (links), der bei Anschluss eines Lämpchens zu einem elektrischen Strom durch dieses führt (rechts).

Analog zum Luftdruckunterschied, der z.B. bei einer aufgeblasenen Luftmatratze die Ursache für das Ausströmen der Luft durch das Ventil ist, wird die elektrische Spannung als „elektrischer Druckunterschied“ eingeführt. Eine Vergleichsstudie mit 790 Schülerinnen und Schülern an Frankfurter Gymnasien zeigte, dass das neue Konzept zu einem deutlich besseren Verständnis elektrischer Stromkreise führt als der traditionelle Physikunterricht. Ferner gaben auch die Lehrkräfte an, das Konzept als wesentliche Verbesserung ihres Unterrichts wahrgenommen zu haben.

Die beiden Forscher aus Frankfurt und Tübingen haben nun eine ausführliche Beschreibung der dem Unterrichtskonzept zugrundeliegenden theoretischen Überlegungen in dem Journal „Physical Review Physics Education Research“ im Rahmen der „Focused Collection: Theory into Design“ veröffentlicht. Für seine Dissertation erhielt Burde von der „Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik“ den „GDCP-Nachwuchspreis“, der jährlich für die beste Dissertation oder Habilitation in der Chemie- und Physikdidaktik im deutschsprachigen Raum vergeben wird. 

Aufbauend auf seinen Arbeiten hat sich ein Konsortium bestehend aus den Universitäten Tübingen, Frankfurt, Darmstadt, Dresden, Graz und Wien konstituiert, mit dem Ziel, das Unterrichtsthema „einfache Stromkreise“ durch einen höheren Alltagsbezug interessanter und verständlicher zu gestalten. Um die oftmals beklagte Kluft zwischen Praxis und Forschung zu überwinden, richtete der Tübinger Forscher die Internetseite www.einfache-elehre.de ein, auf der Lehrkräfte sich das Unterrichtskonzept kostenfrei herunterladen können.

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