Katrin Schüßler und Markus Emden

Lernen über Modelle

Modelle, selbstständiges Lernen
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Katrin Schüßler und Markus Emden

Lösungsbeispiele als methodischer Zugang

Die Auseinandersetzung mit chemischen Inhalten ist auf der submikroskopischen Ebene nur durch die Nutzung von Modellen möglich. Lernen im Chemieunterricht ist folglich ohne die Nutzung von Modellen undenkbar. Modelle sind aber nicht nur Werkzeug, sondern auch selbst Gegenstand naturwissenschaftlichen Lernens. Die Bildungsstandards für das Fach Chemie widmen Modellen allerdings nur eine einzige Kompetenzerwartung [1], die wenig Orientierung für die Gestaltung von Unterricht zum Modell und Modellieren bietet. Dadurch dominieren häufig Fachinhalte und Experimente den Unterricht ebenso wie die fachdidaktische Diskussion. Lernende müssen sich in die wichtige Thematik der Modelle mit vergleichsweise wenig Lernzeit im Unterricht einfinden (vgl. [2]), sodass sich die Frage stellt, wie das individuelle Lernen in diesem Bereich unterstützt werden kann. Die Bereitstellung von Lösungsbeispielen wird in diesem Beitrag als eine Möglichkeit vorgestellt, den Lernenden ausreichend Lernzeit für den Aufbau von Kompetenzen zum Nutzen von Modellen und zum Modellieren zu geben.
Für eine adäquate Auseinandersetzung mit chemischen Inhalten ist „Modellwissen (also sowohl die Kenntnis verschiedener Modelle als auch Wissen über Modelle) unverzichtbar. Der Chemieunterricht begegnet der Thematik bereits früh, wenn beispielsweise Phasenübergänge mit einfachen Teilchenmodellen interpretiert werden sollen. Dabei sind diese Modelle auch wenn sie im Rückblick simpel erscheinen für Lernende im Anfangsunterricht alles andere als trivial. Die bis dahin vorherrschende Kontinuumsannahme ist für Lernende so selbstverständlich und im Alltag funktional, dass die Einführung einer neuen Perspektive schwierig ist, da diese sich gegenüber konkurrierenden Vorstellungen behaupten muss, um einen Lernaufwand zu legitimieren [3]. Es wird deutlich, dass Wissen über Modelle von Lernenden nicht nebenbei erworben werden kann. Lernende müssen darüber hinaus beim Lernen komplexerer Modelle verstehen, dass bisher genutzte Modelle nicht nicht mehr tragfähig oder falsch sind (also vergessen werden sollten), sondern unterschiedliche Modelle für die Erklärung unterschiedlicher Sachverhalte unterschiedlich gut geeignet sind. Das häufig früh eingeführte keinesfalls unumstrittene (z.B. [4]) Kugelteilchenmodell kann Phasenübergänge vereinfacht erklären, ist für eine Deutung chemischer Reaktionen aber eher ungeeignet. Dies entwertet jedoch nicht die Erklärungsmacht des Kugelteilchenmodells, sobald mit der chemischen Reaktion ein differenziertes Kern-Hülle-Modell eingeführt wurde. Denn letzteres ist wiederum für die Erklärung von beispielsweise Schmelzvorgängen von Kerzenwachs dysfunktional.
Lösungsbeispiele zum Selbstlernen
Im Folgenden werden Selbstlernmaterialien vorgestellt, die sich unter anderem mit dem Modellbegriff in der Chemie (am Beispiel von Kugelteilchenmodell und Daltonschem Atommodell) auseinandersetzen (Kasten1).
1 | Lösungsbeispiel zum Modellbegriff
1 | Lösungsbeispiel zum Modellbegriff
Das hier vorgestellte Lösungsbeispiel ist eines aus einer Sammlung von über 30 Lösungsbeispielen zu zentralen Themen des Chemieunterrichts der SekundarstufeI [5]. Neben Modellvorstellungen werden in Sequenzen aus unterschiedlich vielen, in sich geschlossenen Lösungsbeispielen folgende Themen behandelt: Atombau, naturwissenschaftlich-experimentelles Arbeiten, Nomenklatur von Alkanen, Redoxreaktionen, Salze, Säure-Konzept, Stoffeigenschaften. Die Entwicklung der Lösungsbeispiele wurde von der Müller-Reitz-Stiftung gefördert. Die Lösungsbeispiele sind zur Bearbeitung auf dem Desktop sowie mobilen Endgeräten optimiert und stehen zusammen mit einer Handreichung für Lehrkräfte kostenfrei zum Download zur Verfügung.
Die Lösungsbeispiele sind als pdf-Dateien veröffentlicht und können beispielsweise...

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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Chemie Nr. 171 / 2019

Modellieren

Friedrich+ Kennzeichnung Praxis Schuljahr 7-10