Im Rahmen dieser Arbeit wird der bisherige Forschungsstand zu Schülervorstellungen zu Säure-Base- und Redoxreaktionen vorgestellt. Das Ziel der Arbeit ist es, zu ermitteln, ob bei Schülern und Schülerinnen der Sekundarstufe II tatsächlich Fehlvorstellungen auf dem Submicro-Level bestehen und wenn ja, welche das sind. Die Ergebnisse sollen dabei den aktuellen Forschungsstand entweder bestätigen und eventuell erweitern oder widerlegen. Die Untersuchungen fanden anhand empirischer Erhebungen statt. Mithilfe eines selbst konzipierten Fragebogens wurde das Wissen von Lernenden über die zwei Reaktionstypen auf eben dieser Ebene überprüft. Dieses Vorgehen hat sich bei bereits durchgeführten Untersuchungen zu ähnlichen Fragestellungen bewährt.
Zu Beginn werden als Basis für die Arbeit die fachlichen Grundlagen zu den Themen Säure-Base-Reaktionen, Redoxreaktionen sowie Ionenbildung und -bindung geklärt. Es folgt eine didaktische Diskussion des "Chemical Triangle" nach Johnstone, dass den Begriff "Submicro-Level" in die Arbeit einführt. Vor allem aber werden unter Punkt drei Schülervorstellungen zu den Themen, die zuvor durch die fachlichen Grundlagen näher erläutert wurden, vorgestellt. Als Lösungsvorschlag für auftretende Fehlvorstellungen bei Lernenden wird der strukturorientierte Unterricht angeboten. Anschließend wird der Fragebogen, der für die empirische Untersuchung die Grundlage gebildet hat, beschrieben.
Es wird die Gruppe der Probanden dargelegt, die Aufgabenstellung erklärt, und das Auswertungskonzept offengelegt, um den Ablauf der Befragung nachvollziehen zu können. Anschließend werden unter Punkt fünf die Ergebnisse der Untersuchung vorgestellt, auftretende Fehler pro Reaktionsgleichung identifiziert und zusammenfassend ausgewertet und davon abgeleitete Fehlvorstellungen diskutiert. Zudem werden gesondert auf die Vorstellungen von den kleinsten Teilchen in festen Salzen eingegangen. Daraus werden – vor allem persönliche – Folgerungen geschlossen. Am Ende der Arbeit wird ein Fazit gezogen.
1 Einleitung
2 Fachliche Grundlagen
2.1 Säure-Base-Reaktionen
2.2 Redoxreaktionen
2.3 Ionenbildung und Ionenbindung
3 Didaktische Diskussion
3.1 Chemical Triangle
3.2 Schülervorstellungen im Chemieunterricht
3.2.1 Schülervorstellungen zu Säure-Base-Reaktionen
3.2.2 Schülervorstellungen zu Redoxreaktionen
3.2.3 Schülervorstellungen zu Ionenbildung und -bindung
3.3 Strukturorientierter Unterricht
4 Fragebogen
4.1 Probanden
4.2 Aufgabenstellung
4.3 Auswertungskonzept
5 Ergebnisse und Diskussion
5.1 Auswertung Aufgabenteil a) – c)
5.2 Frage zu festen Salzen
6 Folgerungen
7 Fazit
8 Literatur
9 Anhang
9.1 Fragebogen
9.2 Tabellen
Zielsetzung & Themen der Arbeit
Diese Bachelorarbeit untersucht empirisch das Verständnis von Lernenden der Sekundarstufe II bezüglich des Submicro-Levels bei Säure-Base- und Redoxreaktionen. Ziel ist es, Fehlvorstellungen bei der Interpretation chemischer Vorgänge auf der Ebene von Atomen, Ionen und Molekülen zu identifizieren und diese in den Kontext aktueller fachdidaktischer Modelle zu setzen.
- Submicro-Level nach Johnstone
- Schülervorstellungen zu chemischen Reaktionstypen
- Strukturorientierter Chemieunterricht
- Empirische Analyse von Fehlkonzepten
- Vergleich von Säure-Base- und Redoxreaktionen
Auszug aus dem Buch
1 Einleitung
In erinnere mich noch gut, wie zum Ende meines Chemiestudiums eine Kommilitonin in unser Seminar kam und um unsere Hilfe bei ihrer Bachelorarbeit bat. Sie händigte uns einen Fragebogen aus und erklärte uns kurz, dass wir zu den angegebenen Säure-Base und Redoxreaktionen, die Gleichungen der beteiligten Atome, Ionen und Moleküle aufschreiben sollten. „Ach, überhaupt kein Problem, das ist doch super simpel!“, dachte ich mir im ersten Moment. Gerade ich als angehende Lehrerin für das Fach Chemie sollte doch keine Schwierigkeiten haben, simple Aufgaben zu gewöhnlichen Säure-Base-Reaktionen oder Redoxreaktionen zu lösen, gerade auch weil man nicht nur bereits in der Schule, sondern auch während des Studiums ständig mit ihnen zu tun hat. Doch schon bei der ersten Reaktion bemerkte ich, dass das Ganze doch gar nicht so einfach war, wie ich erwartet hatte. Ich hatte große Unsicherheiten, die Teilchenart zu bestimmen, also zu interpretieren, ob ein Atom, ein Ion oder ein Molekül vorliegt. Und so erging es nicht nur mir. Das brachte mich zum Nachdenken – wie sollen Schüler und Schülerinnen die beiden Donator-Akzeptor-Konzepte auf der Ebene der kleinsten Teilchen verstehen, wenn zukünftige Lehrer das nicht einmal tun.
Aus diesem Grund habe ich mich dafür entschieden, mich in meiner Bachelorarbeit mit dem Submicro-Level bei Säure-Base- und Redoxreaktionen zu befassen. Nach Alex Johnstone [1] ist der Submicro-Level die Ebene der Atome, Ionen und Moleküle. Säure Base und Redoxreaktionen sind zwei wichtige Reaktionstypen in der Chemie, die bereits in der Schule unterrichtet werden. Da sie die Basis für ein grundlegendes Chemieverständnis bilden, sollten sie auch auf dem Submicro-Level verstanden werden. Zahlreiche aktuelle Forschungen zeigen allerdings, dass das nicht immer der Fall ist [2]. Bei vielen Lernenden und auch Lehrenden lassen sich Fehlvorstellungen auf dieser Ebene erkennen. Um das zu überprüfen, führe ich empirische Erhebungen mit Schülern und Schülerinnen der Sekundarstufe II durch und setze sie in Bezug mit den bisherigen Kenntnissen.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Autorin motiviert die Arbeit durch eigene Erfahrungen mit Lernschwierigkeiten auf dem Submicro-Level und formuliert die Zielsetzung der empirischen Untersuchung.
2 Fachliche Grundlagen: Es werden die wissenschaftlichen Grundlagen zu Säure-Base-Reaktionen, Redoxreaktionen sowie zur Ionenbildung und Ionenbindung dargelegt.
3 Didaktische Diskussion: Dieser Teil beleuchtet das "Chemical Triangle" von Johnstone und analysiert verbreitete Schülervorstellungen sowie Ansätze für einen strukturorientierten Unterricht.
4 Fragebogen: Beschreibung der methodischen Vorgehensweise bei der empirischen Datenerhebung, einschließlich der Auswahl der Probanden und der Gestaltung des Fragebogens.
5 Ergebnisse und Diskussion: Präsentation und detaillierte Analyse der empirischen Daten, identifizierte Fehlermuster werden ausgewertet und diskutiert.
6 Folgerungen: Die Autorin zieht Schlüsse für die eigene Lehrtätigkeit und fordert eine stärkere Berücksichtigung des Submicro-Levels in der Lehrerausbildung.
7 Fazit: Zusammenfassende Betrachtung der Studienergebnisse und Bestätigung der Relevanz von Strukturvorstellungen im Chemieunterricht.
8 Literatur: Verzeichnis der zitierten Quellen.
9 Anhang: Enthält das Instrumentarium der Untersuchung, den Fragebogen sowie tabellarische Auswertungen.
Schlüsselwörter
Submicro-Level, Chemieunterricht, Schülervorstellungen, Säure-Base-Reaktionen, Redoxreaktionen, Fehlvorstellungen, Ionenbindung, Ionenbildung, Chemical Triangle, Strukturorientierter Unterricht, Donator-Akzeptor-Prinzip, Empirische Erhebung, Modellvorstellungen, Sekundarstufe II, Chemiedidaktik
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht das Verständnis von Schülern der Sekundarstufe II hinsichtlich der Ebene der kleinsten Teilchen (Submicro-Level) bei chemischen Reaktionen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Studie?
Die zentralen Themen sind Säure-Base-Reaktionen, Redoxreaktionen sowie das Verständnis von Ionenbildung und Ionenbindung.
Welches primäre Ziel verfolgt die Bachelorarbeit?
Das Ziel ist die Identifizierung von Fehlvorstellungen ("Misconceptions") bei Lernenden auf dem Submicro-Level durch eine empirische Erhebung mittels eines Fragebogens.
Welche wissenschaftliche Methode wird zur Datengewinnung verwendet?
Es wird eine empirische Befragung von 66 Schülern der Sekundarstufe II mittels eines selbst konzipierten Fragebogens durchgeführt, wobei die Auswertung durch ein Punktesystem erfolgt.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil umfasst die fachlichen Grundlagen, die didaktische Diskussion mittels Johnstones "Chemical Triangle", die Beschreibung der Untersuchungsmethode sowie die detaillierte Ergebnisdiskussion.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Untersuchung?
Die Arbeit fokussiert sich auf Begriffe wie Submicro-Level, Schülervorstellungen, Fehlvorstellungen, Ionenbindung und strukturorientierten Chemieunterricht.
Welche Rolle spielt das "Chemical Triangle" nach Johnstone in dieser Untersuchung?
Es dient als theoretischer Rahmen, um zu verdeutlichen, dass das Verständnis chemischer Reaktionen auf drei Ebenen (Makro, Submicro, Repräsentational) gleichzeitig stattfinden muss, um Fehlvorstellungen zu vermeiden.
Zu welcher Erkenntnis gelangt die Autorin bezüglich der Fehlvorstellungen bei festen Salzen?
Überraschenderweise zeigte sich, dass die Mehrheit der befragten Schüler feste Salze korrekt als aus Ionen aufgebaut identifizieren konnte, was den vorherigen Annahmen über generelle Fehlvorstellungen in diesem Bereich widerspricht.
- Arbeit zitieren
- Marike Grave (Autor:in), 2020, Der Submicro-Level im Chemieunterricht. Empirische Erhebungen zu Säure-Base- und Redoxreaktionen bei Lernenden der Sek II, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1003697
