Diese Arbeit geht der Frage nach, inwieweit sich das didaktische Modell Vergangenheit/Gegenwart/Zukunft nach Reimer (2019) eignet, um die Energieprinzipien Umwandlung und Weitergabe nach Duit und Speicherung nach Kattmann zu erarbeiten.
Den Forschungsrahmen bildet hierbei eine qualitative Prä-Poststudie mit Unterrichtsintervention. Zunächst soll der Energiebegriff theoretisch betrachtet werden. Im Anschluss werden in der Präerhebung die Schülervorstellungen zum Inhalt des Energiebegriffs mittels eines qualitativen Fragebogens mit Impulsbildern, ermittelt. Die Ergebnisse werden darauffolgend mit der von Reimer entwickelten Methode der „fragengeleiteten Auswertung in Anlehnung an Mayring“, sowie einem selbstentwickelten Raster ausgewertet. Im Sinne der Didaktischen Rekonstruktion werden die ermittelten Schülervorstellungen mit Inhalten der fachlichen- und fachdidaktischen Klärung zusammengeführt, um daraus eine Unterrichtsdoppelstunde zum didaktischen Modell Vergangenheit/Gegenwart/Zukunft zu konstruieren. Schließlich wird nach der Unterrichtsintervention eine Posterhebung durchgeführt, um den Lernzuwachs der Schüler_innen zu erfassen und didaktische Schlussfolgerungen zu ziehen. Die Postuntersuchung wird ebenfalls mit dem selbstentwickelten Raster ausgewertet, um die Ergebnisse mit denen der Präerhebung anschaulich vergleichen zu können. Im Fazit werden dann sämtliche Ergebnisse zusammengeführt.
Der Begriff „Energie“ spielt in der heutigen Gesellschaft eine wichtige und zentrale Rolle. Das alltagssprachliche Energieverständnis unterscheidet sich jedoch im besonderen Maße von der fachwissenschaftlichen Bedeutung. Aufgrund ihres interdisziplinären Charakters gilt Energie im naturwissenschaftlichen Kontext als übergreifendes Grundkonzept. In diesem Zusammenhang besteht eine zentrale Aufgabe von Lehrkräften naturwissenschaftlicher Fächer darin, Schüler_innen zu befähigen, fachlich korrektes Wissen zu entwickeln, um ausgehend davon an naturwissenschaftlichen und gesellschaftspolitischen Debatten teilzunehmen. In Zeiten des rasant fortschreitenden Klimawandels, welcher insbesondere künftige Generationen mit schwerwiegenden Folgen konfrontieren wird, gewinnt die Entwicklung eines abstrakten und fachlich fundierten Energiebegriffs zunehmend an Bedeutung.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Theoretischer Hintergrund
2.1 Der Energiebegriff aus fachlicher Sicht
2.1.1 Allgemeines Energieverständnis
2.1.2 Energieformen und Energieträger
2.1.3 Der Energiebegriff aus fachdidaktischer Sicht
2.2 Das didaktische Modell Vergangenheit/Gegenwart/Zukunft
2.3 Fachliche Hintergründe zu den Bildern
3. Forschungsstand
4. Forschungsrahmen und Fragestellung
5. Präerhebung
5.1 Darstellung des Designs
5.1.1 Erhebungsverfahren
5.1.2 Sample
5.1.3 Durchführung
5.1.4 Auswertungsverfahren
5.2 Darstellung der Ergebnisse
5.2.1 Energievorstellungen zu dem Bildimpuls Apfel
5.2.2 Energievorstellungen zu dem Bildimpuls Holz
5.2.3 Energievorstellungen zu dem Bildimpuls Stein
5.2.4 Energievorstellungen zu dem Bildimpuls Fluss
5.2.5 Konzeptualisierung von Energie
6. Unterricht und Posterhebung
6.1 Darstellung und Begründung des Unterrichts
6. 2 Darstellung der Posterhebung
6.3 Darstellung der Ergebnisse
6.3.1 Energievorstellungen zum Bildimpuls Apfel
6.3.2 Energievorstellungen zu dem Bildimpuls Holz
6.3.3 Energievorstellungen zu dem Bildimpuls Stein
6.3.4 Energievorstellungen zum Bildimpuls Fluss
6.4 Gütekriterien
7. Zusammenführung und Interpretation
7.1 Diskussion der Schlüsselkategorien
7.2 Diskussion des Modells Vergangenheit/Gegenwart/Zukunft
7.3 Diskussion der Energieprinzipien
8. Schlussfolgerung
9. Fazit
10. Reference List
Zielsetzung & Themen der Forschungsarbeit
Diese Arbeit untersucht, inwieweit sich das didaktische Modell Vergangenheit/Gegenwart/Zukunft eignet, um Sekundarstufenschülern die zentralen Energieprinzipien der Umwandlung, Weitergabe und Speicherung zu vermitteln und ein fachlich fundiertes Energieverständnis aufzubauen.
- Analyse von Schülervorstellungen zum Energiebegriff mittels qualitativer Interviews.
- Einsatz von Bildimpulsen zur Ermittlung von Energiezuschreibungen bei statischen Phänomenen.
- Konstruktion und Durchführung einer Unterrichtsintervention auf Basis der Didaktischen Rekonstruktion.
- Vergleich von Prä- und Post-Erhebungen zur Messung des Lernzuwachses und der Konzeptentwicklung.
Auszug aus dem Buch
2.1.2 Energieformen und Energieträger
Energie ist eine Voraussetzung aller natürlichen Prozesse. Keine Bewegung, keine Umwandlung eines Stoffes, keine chemische Reaktion und schließlich kein Leben ist ohne die Beteiligung von Energie denkbar. Genauer gesagt: jeder dieser Prozesse basiert auf der Umwandlung von Energie (Schabbach & Wesselak, 2012).
Der Wissenschaftler Heinrich bestätigt diesen Gedanken, indem er sagt, dass Energie weder erzeugt noch vernichtet werden kann, sondern nur „von einer Energieform in eine andere umgewandelt wird“ (2015, S. 29). Dabei ist Energie an sogenannte Energieträger gebunden, da sie nicht sichtbar und folglich nur an ihren Wirkungen erkennbar ist (Reimer, 2019, S. 198). Laut Schabbach und Wesselak (2012) hat sich der Mensch im Laufe der Zeit die Funktion unterschiedlicher Energieträger angeeignet und durch geeignete Energietechniken nutzbar gemacht. Zudem werden Energieträger als Energiespeicher bezeichnet, sobald Energie über einen längeren Zeitraum in einem Träger gespeichert wird (Kaiser, Lüschen, & Reimer, 2012).
Gemäß unterschiedlichen Studien lässt sich Energie abhängig von Fach und Zielrichtung in unterschiedliche Formen einteilen, die wiederum anhand von unterschiedlichen Energieträgern sichtbar wird (Reimer, 2019). Die folgende Einteilung orientiert sich an Schabbach und Wesselak (2012). Sie bezieht verschiedene Erscheinungsformen mit ein, die in unterschiedlichen Alltagssituationen von Bedeutung sind.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Diese Einleitung führt in die gesellschaftliche Bedeutung des Energiebegriffs ein und definiert die zentrale Forschungsfrage sowie den methodischen Rahmen der Arbeit.
2. Theoretischer Hintergrund: Dieses Kapitel liefert das theoretische Fundament durch die fachwissenschaftliche und fachdidaktische Betrachtung des Energiebegriffs sowie die Erläuterung des gewählten didaktischen Modells.
3. Forschungsstand: Hier werden relevante Studien zum Energieverständnis von Schülern diskutiert, wobei der Fokus auf den Energieprinzipien nach Duit liegt.
4. Forschungsrahmen und Fragestellung: Das Kapitel beschreibt die Anwendung des Modells der Didaktischen Rekonstruktion und gliedert die Forschungsfrage in eine Leitfrage und Unterfragen.
5. Präerhebung: Diese Sektion stellt die methodische Durchführung der qualitativen Interviews zur Erfassung der Ausgangsvorstellungen der Schüler dar.
6. Unterricht und Posterhebung: Hier wird die Unterrichtsintervention begründet und erläutert, gefolgt von der Darstellung und Analyse der Post-Interviews.
7. Zusammenführung und Interpretation: Die Ergebnisse werden hier in Bezug auf die Schlüsselkategorien, die Energieprinzipien und das didaktische Modell diskutiert und interpretiert.
8. Schlussfolgerung: Dieses Kapitel zieht eine kritische Bilanz der Unterrichtsintervention und gibt Empfehlungen für zukünftige Unterrichtseinheiten.
9. Fazit: Das Fazit fasst die zentralen Ergebnisse der Studie zusammen und reflektiert die Anwendbarkeit der untersuchten Modelle.
Schlüsselwörter
Energie, Energiebegriff, Energieprinzipien, Didaktische Rekonstruktion, Schülervorstellungen, Energieweitergabe, Energieumwandlung, Energiespeicherung, Vergangenheit/Gegenwart/Zukunft, Sekundarstufe, Naturwissenschaftlicher Unterricht, Qualitative Studie, Fachdidaktik, Energieformen, Energieentwertung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht, wie Fünftklässler Energiekonzepte wahrnehmen und wie das Modell Vergangenheit/Gegenwart/Zukunft dabei helfen kann, ein fachlich fundiertes Verständnis der Energieprinzipien zu vermitteln.
Was sind die zentralen Themenfelder der Studie?
Die zentralen Themen sind die Energieumwandlung, die Weitergabe von Energie, die Energiespeicherung und die Entwicklung von Energievostellungen bei Schülern im Rahmen einer Unterrichtsintervention.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das primäre Ziel ist es zu klären, inwieweit das didaktische Modell Vergangenheit/Gegenwart/Zukunft nach Reimer geeignet ist, um das Energiekonzept nach Duit bei Schülern der Sekundarstufe erfolgreich zu etablieren.
Welche wissenschaftliche Methode wurde verwendet?
Die Autorin verwendete eine qualitative Prä-Poststudie mit Unterrichtsintervention und leitfadenorientierten Interviews, die nach der Methode der fragengeleiteten Auswertung in Anlehnung an Mayring analysiert wurden.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil befasst sich mit dem theoretischen Hintergrund, dem Forschungsstand, der Durchführung der Präerhebung, der Planung und Umsetzung der Unterrichtsintervention sowie der Auswertung der Ergebnisse durch ein speziell entwickeltes Kategoriensystem.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren diese Arbeit?
Die Arbeit ist insbesondere durch Begriffe wie Energieprinzipien, Didaktische Rekonstruktion, Schülervorstellungen und das Modell Vergangenheit/Gegenwart/Zukunft geprägt.
Wie schätzen die Schüler den Energiegehalt von Objekten in der Präerhebung ein?
Vor der Unterrichtsintervention assoziieren Schüler Energie häufig mit "Nützlichkeit" oder "Bewegung" und haben große Schwierigkeiten, statischen Gegenständen wie Steinen Energie zuzuschreiben.
Welchen Einfluss hat das Modell Vergangenheit/Gegenwart/Zukunft auf das Schülerverständnis?
Das Modell ermöglicht den Schülern, den Energieverlauf an Phänomenen durch Zeitdimensionen nachzuvollziehen, was besonders bei statischen Objekten zu einer signifikanten Verbesserung des Speicherverständnisses führt.
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- Nour Al-Asmar (Author), 2020, Eignet sich das Modell "Vergangenheit/Gegenwart/Zukunft" nach Reimer, um die wichtigsten Prinzipien des Energiekonzepts mit Sekundarstufenschülern zu entwickeln?, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1030657
