Lernen mit Modellen und Experimenten
Die entwickelten Lernaktivitäten orientieren sich an einem Erkenntnisprozess, der Modellieren und Experimentieren gleichwertig behandelt. Er besteht aus vier Unterrichtsgegenständen, die in den ersten vier Schritten mit geeigneten Hilfsmitteln erarbeitet werden. Die letzten vier Schritte dienen der Reflexion des Vorgehens.
Vier Unterrichtsgegenstände am Beispiel des Regenbogens
Phänomen
Warum wird in einem bestimmten Bereich mehr Licht beobachtet als in anderen Richtungen? [1]
Modell
Lichtwege durch eine Kugel mit verschiedenen Abständen zur optischen Achse
Hypothesen
Mit zunehmendem Abstand wächst der Ablenkwinkel und wird bei etwa 42° maximal.
Ergebnisse
Messung des Einfallswinkels der Sonne und des Höhenwinkels des Regenbogens
Acht Schritte beim Lernen mit Modellen und Experimenten
Erarbeitung
1. Phänomen entwickeln: Einer Fragestellung begegnen.
2. Modell konstruieren: Bestandteile und Zusammenhänge des Modells erkennen.
3. Hypothesen aufstellen: Modellergebnisse beschreiben.
4. Ergebnisse ermitteln: Ein Experiment durchführen und auswerten.
Reflexion
5. Hypothesen überprüfen: Reale Ergebnisse mit Modellergebnissen vergleichen.
6. Modell überdenken: Idealisierungen und Grenzen des Modells erkennen.
7. Phänomen beschreiben: Fragestellung beantworten.
8. Ergebnisse erklären: Erkenntnisse in anderen Situationen anwenden.
Literatur
- Erb, R. (2008). Helligkeit des Regenbogens. Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht, 61(7), 413–418.
- Erb, R. (2017). Optik mit GeoGebra. Berlin: Walter de Gruyter GmbH.