Der potentiellen Energie ein Zuhause geben - Felder als didaktisches Hilfsmittel im Anfangsunterricht zum Energiekonzept.

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Autor/inn/en	Fiedler, Kristin; Kubsch, Marcus; Neumann, Knut; Nordine, Jeffrey
Titel	Der potentiellen Energie ein Zuhause geben - Felder als didaktisches Hilfsmittel im Anfangsunterricht zum Energiekonzept. Paralleltitel: Giving Potential Energy a Home-Fields as a Didactic Tool in Introductory Energy Instruction.
Quelle	In: Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 28 (2022) 1, 19 S.Infoseite zur Zeitschrift PDF als Volltext kostenfreie Datei Link als defekt meldenVerfügbarkeit
Sprache	deutsch
Dokumenttyp	online; Zeitschriftenaufsatz
ISSN	2197-988X
DOI	10.1007/s40573-022-00143-8
Schlagwörter	Verstehen; Energie; Physikunterricht; Verstehen; Form; Energie; Energiefeld; Physikunterricht; Form
Abstract	Der vorliegende Beitrag präsentiert Erkenntnisse zur Wirksamkeit eines neuen Unterrichtsansatzes zur Einführung des Energiekonzeptes mit Hilfe von Feldern. Die zentrale Bedeutung des Energiekonzeptes in Physik steht im Kontrast zu den Verständnisschwierigkeiten der Schülerinnen und Schüler, insbesondere mit der potentiellen Energie. Die Konzeptualisierung der potentiellen Energie als in Feldern gespeicherter Energie erlaubt eine physikalisch korrekte und gleichzeitig anschauliche Begründung der für Schülerinnen und Schüler verwirrenden Eigenschaften der potentiellen Energie. Wir haben deswegen einen Unterrichtsansatz entwickelt und getestet, der Felder in den Anfangsunterricht zur Energie integriert. Dazu haben wir den traditionellen formenbasierten Ansatz, Energie zu unterrichten, erweitert. In einer quasi-experimentellen Studie haben wir anschließend eine Schülergruppe (N = 43) nach dem traditionellen formenbasierten Ansatz unterrichtet und eine Gruppe (N = 47) nach dem erweiterten Ansatz, der potentielle Energieformen als in entsprechenden Feldern gespeicherte Energie konzeptualisiert. Neben den kognitiven Fähigkeiten als Kovariate wurden das Verständnis vom Energie- und Feldkonzept als abhängige Variablen erfasst. Die Ergebnisse zeigen zunächst, dass die Schülerinnen und Schüler des erweiterten Ansatzes im Energietest schlechter abschneiden als die Schülerinnen und Schüler des traditionellen Ansatzes. Eine Untersuchung des Einflusses des Felderverständnisses auf den Effekt der Intervention ergibt jedoch, dass die nach dem erweiterten Ansatz unterrichteten Schülerinnen und Schüler wesentliche Aspekte des Feldkonzeptes verstehen und dass sich dieses Verständnis positiv auf ihr Verständnis von Energie auswirken könnte. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Feldkonzept ein Mittel zur Entwicklung eines besseren Energieverständnisses sein könnte, dessen Einfluss auf das zukünftige Lernen über Energie weiter untersucht werden sollte. This paper presents findings on the effectiveness of a new approach to teaching energy which includes the concept of fields. While energy is a central concept in physics, students often struggle with the energy concept, especially the aspect of potential energy. Conceptualizing potential energy as energy stored in fields allows a physically correct and yet illustrative explanation of the properties of potential energy that are confusing to students. Therefore, we have developed and tested an approach that integrates fields into introductory energy instruction. For this purpose, we enhanced the traditional forms-based approach. In a quasi-experimental study, we then taught one group of students (N = 43) using the traditional forms-based approach and one group (N = 47) using the enhanced approach, which conceptualizes potential energy forms as energy stored in respective fields. In addition to cognitive abilities as a covariate, we measured understanding of the concepts of energy and fields as dependent variables. The results show that the students of the enhanced approach perform worse in the energy test compared to the students of the traditional approach. However, an examination of the effect of the field understanding on the effect of the intervention reveals that students taught using the enhanced approach understand key aspects of the field concept and that this understanding could have a positive impact on their understanding of energy. The results suggest that the field concept may be a means of developing a better understanding of energy, whose impact on future learning about energy should be further investigated.
Erfasst von	IPN - Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik an der Universität Kiel
Update	2023/1