Wie originalgetreu muss ein Modellversuch sein, damit Schulkinder das Prinzip verstehen? „Das kann man so pauschal nicht sagen“, erklärt die Chemiedidaktik-Doktorandin Christina Toschka von der Ruhr-Universität Bochum. „Welche Substanz man einsetzen sollte, hängt davon ab, was man den Kindern beibringen möchte.“
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Warum explodiert das Mehl?
Führt ein Lehrer den Modellversuch mit der Originalsubstanz durch, können die Kinder ihn leichter auf das konkrete Ereignis übertragen. „Aber wenn man den Schülerinnen und Schülern das generelle Konzept einer Explosion beibringen möchte, könnte es eher ablenken, wenn Modell- und Originalsubstanz identisch sind“, so Toschka. Diese Vermutung ergab die Auswertung der zweiten Aufgabe, die die Kinder im Schülerlabor nach dem Stationenlernen absolvierten.
In dieser Aufgabe bekamen die Schulkinder ein Bild des Modellexperiments Staubexplosion vorgelegt. Sie sollten die einzelnen Komponenten beschriften und angeben, welchen Komponenten sie bei der Explosion in der Bremer Mühle entsprachen. Ein glühender Draht als Zündquelle im Modellexperiment entsprach zum Beispiel dem Kabel im Originalkontext. Außerdem sollten die Schülerinnen und Schüler in ihren eigenen Worten beschreiben, wie es zu der Explosion gekommen war.
Haben die Kinder das Konzept verstanden?
Die Antworten fielen sehr unterschiedlich aus. Ein Kind schrieb etwa: „Vielleicht sind irgendwelche bestimmten Stoffe im Weizenmehl, und wenn diese erhitzt werden und Luft dazu kommt, brennen sie.“ Eine andere Antwort lautete: „Sobald Luft dazu kam, wehte das Maismehl nach oben, und der Glühwendel glühte auf.“ Nach einem genau definierten Kategoriensystem werteten die Forscher die Antworten aus. Entscheidend war zum Beispiel, ob die Kinder das Konzept eines brennbaren Stoffgemisches verstanden hatten.
Es zeigte sich: Hatten die Schüler das Modellexperiment mit der original-fernen Substanz Toner durchgeführt, konnten sie diese schwerer der Originalsubstanz Weizenmehl zuordnen. Dafür könnten die Schulkinder ein abstrakteres Konzept von den Mechanismen einer Explosion erworben haben, vermuten die Forscher basierend auf den Schülerantworten. Dieser Idee wird Christina Toschka in ihren Studien weiter nachgehen.
Julia Weiler, Ruhr-Universität Bochum/ RUBIN
Stand: 06.01.2017
