HansHans--Dieter BarkeDieter Barke

UniversitUniversitäät Mt Müünsternster

Struktur der Materie Struktur der Materie –– Diagnose, Diagnose, PrPräävention und Korrektur von vention und Korrektur von Fehlvorstellungen Fehlvorstellungen

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22

Struktur der Materie Struktur der Materie –– Diagnose, PrDiagnose, Präävention und vention und Korrektur von Fehlvorstellungen Korrektur von Fehlvorstellungen

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33

Struktur der Materie Struktur der Materie –– Diagnose, PrDiagnose, Präävention und vention und Korrektur von FehlvorstellungenKorrektur von Fehlvorstellungen

..

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44

Struktur der Materie Struktur der Materie –– Diagnose, PrDiagnose, Präävention und vention und Korrektur von FehlvorstellungenKorrektur von Fehlvorstellungen

..

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55

Sileshi Yitbarek, Ethiopia: Sileshi Yitbarek, Ethiopia:

1.1 1.1 JohnstoneJohnstone´́s Triangular Model (Johnstone, 2000)s Triangular Model (Johnstone, 2000)

Macro and Tangible

RepresentationalSubmicroscopic

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66

1.31.3 MahaffyMahaffy´́s Tetrahedral Model + s Tetrahedral Model + ……. (Mahaffy 2004, 2006). (Mahaffy 2004, 2006)

1.2 Barke1.2 Barke´́s Structural Oriented Model (Barke 2001)s Structural Oriented Model (Barke 2001)

Human Element

Structural Image Chemical Symbols

Macro

Macro

Structural Image Chemical SymbolsMicro

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Human Element Human Element (Zeichnung eines 16(Zeichnung eines 16--JJäährigen, hrigen, HilbingHilbing 2000)2000)

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88

Human Element Human Element (Zeichnung einer 12(Zeichnung einer 12--JJäährigen, hrigen, HilbingHilbing 2000)2000)

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StructuralStructural imageimage(Beispiel aus dem Schulbuch (Beispiel aus dem Schulbuch „„Chemie heuteChemie heute““, , SchroedelSchroedel))

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1010

StructuralStructural imageimage(Beispiel aus dem Schulbuch (Beispiel aus dem Schulbuch „„Chemie heuteChemie heute““,, SchroedelSchroedel))

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1111

Chemical Chemical SymbolsSymbols

(Chemiedidaktik (Chemiedidaktik –– Diagnose und Korrektur von SchDiagnose und Korrektur von Schüülervorstellungen)lervorstellungen)

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1212

Chemical Chemical SymbolsSymbols

(Chemiedidaktik (Chemiedidaktik –– Diagnose und Korrektur von SchDiagnose und Korrektur von Schüülervorstellungen)lervorstellungen)

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1313

Struktur der Materie: Diagnose, PrStruktur der Materie: Diagnose, Präävention vention und Korrektur von Fehlvorstellungenund Korrektur von Fehlvorstellungen

HansHans--Dieter Barke: Dieter Barke: Chemiedidaktik Chemiedidaktik –– Diagnose und Diagnose und Korrektur von SchKorrektur von Schüülervorstellungenlervorstellungen

(Die englische Ausgabe wird(Die englische Ausgabe wirdgegenwgegenwäärtig hergestellt und rtig hergestellt und erscheint 2007: erscheint 2007: MisconceptionsMisconceptionsin Science: in Science: PreventionPrevention, , Diagnosis and Diagnosis and CureCure))

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1414

Struktur der Materie: Diagnose, PrStruktur der Materie: Diagnose, Präävention vention und Korrektur von Fehlvorstellungenund Korrektur von Fehlvorstellungen

UrsprUrsprüüngliche und hausgemachte Fehlvorstellungenngliche und hausgemachte Fehlvorstellungen

PrPrääkonzeptekonzepte:: durch Kinder und Jugendliche mitgebracht durch durch Kinder und Jugendliche mitgebracht durch Beobachtungen in ihrer Lebenswelt: Verbrennung Beobachtungen in ihrer Lebenswelt: Verbrennung „„ETWAS geht in ETWAS geht in die Luftdie Luft““), Stoffverwandlung (), Stoffverwandlung („„Kupfer wird grKupfer wird grüünn““), Gase (), Gase („„sie haben sie haben keine Massekeine Masse““), etc.), etc.

Hausgemachte Fehlvorstellungen:Hausgemachte Fehlvorstellungen: durch falschen Unterricht durch falschen Unterricht oder sehr komplexe Inhalte erworben: Chemisches Gleichgewicht oder sehr komplexe Inhalte erworben: Chemisches Gleichgewicht ((„„alle Substanzen liegen in gleicher Konzentration voralle Substanzen liegen in gleicher Konzentration vor““), Schwache ), Schwache SSääuren (uren („„haben haben pHpH--Wert 3 und hWert 3 und hööherher““), ), Redoxkonzept Redoxkonzept (es ist immer (es ist immer Sauerstoff beteiligtSauerstoff beteiligt““), etc.), etc.

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1515

PrPrääkonzeptekonzepte im Chemieunterrichtim Chemieunterricht

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1616

PrPrääkonzeptekonzepte im Chemieunterrichtim Chemieunterricht

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1717

Hausgemachte FehlvorstellungenHausgemachte Fehlvorstellungen

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1818

Hausgemachte FehlvorstellungenHausgemachte Fehlvorstellungen

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1919

Hausgemachte FehlvorstellungenHausgemachte Fehlvorstellungen

Antworten aus St. Petersburg (Dr. V. Antworten aus St. Petersburg (Dr. V. DavydowDavydow))

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2020

Struktur der Materie: Diagnose, PrStruktur der Materie: Diagnose, Präävention vention und Korrektur von Fehlvorstellungenund Korrektur von Fehlvorstellungen

SchSchüülerantworten zur Existenz von Teilchen::lerantworten zur Existenz von Teilchen::Wasser hat keine Teilchen Wasser hat keine Teilchen –– ein Tropfen lein Tropfen läässt sich sst sich beliebig breit verschmieren,beliebig breit verschmieren,MagnesiumMagnesium--Teilchen werden bei der Verbrennung Teilchen werden bei der Verbrennung vernichtet,vernichtet,ZuckerZucker--Teilchen verschwinden beim AuflTeilchen verschwinden beim Auflöösen von sen von Zucker, nur das Wasser schmeckt sZucker, nur das Wasser schmeckt süßüß..

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2121

Struktur der Materie: Diagnose, PrStruktur der Materie: Diagnose, Präävention vention und Korrektur von Fehlvorstellungenund Korrektur von Fehlvorstellungen

Zur Konsistenz des TeilchenbegriffsZur Konsistenz des TeilchenbegriffsIn den Eiskristallen gibt es Teilchen, wenn das Eis In den Eiskristallen gibt es Teilchen, wenn das Eis schmilzt, sind die Teilchen weg,schmilzt, sind die Teilchen weg,ZuckerZucker--Teilchen existieren im Kandiskristall, aber Teilchen existieren im Kandiskristall, aber nicht in der Zuckerlnicht in der Zuckerlöösung,sung,BenzinBenzin--Teilchen sind im Benzin, wenn Benzin Teilchen sind im Benzin, wenn Benzin verdunstet, gibt es sie nicht mehr.verdunstet, gibt es sie nicht mehr.

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2222

Modellvorstellung vom Sieden des WassersModellvorstellung vom Sieden des Wassers

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2323

Modellvorstellung vom VerbrennungsvorgangModellvorstellung vom Verbrennungsvorgang

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2424

Modellvorstellung vom VerbrennungsvorgangModellvorstellung vom Verbrennungsvorgang

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2525

Modellvorstellung vom VerbrennungsvorgangModellvorstellung vom Verbrennungsvorgang

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2626

Struktur der Materie: Diagnose und Korrektur Struktur der Materie: Diagnose und Korrektur von Fehlvorstellungenvon Fehlvorstellungen

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2727

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2828

Struktur der Materie: Diagnose, PrStruktur der Materie: Diagnose, Präävention vention und Korrektur von Fehlvorstellungenund Korrektur von Fehlvorstellungen

SchSchüülerantworten zum lerantworten zum „„horror vacuihorror vacui““Der Raum zwischen den Teilchen kann nicht leer Der Raum zwischen den Teilchen kann nicht leer sein, sein, ich kann mir nicht vorstellen, dass dort nichts ist,ich kann mir nicht vorstellen, dass dort nichts ist,Irgendwas muss muss ja vorhanden sein, es gibt Irgendwas muss muss ja vorhanden sein, es gibt keinen Ort, wo keinen Ort, wo üüberhaupt nichts ist,berhaupt nichts ist,Der Raum kann ja nicht einfach gar nichts Der Raum kann ja nicht einfach gar nichts enthalten,enthalten,Irgendwas muss doch da sein.Irgendwas muss doch da sein.

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2929

Modellvorstellungen zum Raum zwischen den Modellvorstellungen zum Raum zwischen den Teilchen eines GasesTeilchen eines Gases

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3030

Struktur der Materie: Diagnose und Korrektur Struktur der Materie: Diagnose und Korrektur von Fehlvorstellungenvon Fehlvorstellungen

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3131

Modellvorstellung von Modellvorstellung von starken und schwachen Sstarken und schwachen Sääurenuren

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3232

Modellvorstellung von Modellvorstellung von starken und schwachen Sstarken und schwachen Sääurenuren

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3333

Hausgemachte FehlvorstellungenHausgemachte Fehlvorstellungen

Teilchen in starken Teilchen in starken Und schwachen SUnd schwachen Sääurenuren

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3434

Modellvorstellungen zur NeutralisationModellvorstellungen zur Neutralisation

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Vorstellungen von Salzen und SalzlVorstellungen von Salzen und Salzlöösungensungen

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3636

Vorstellungen von Salzen und SalzlVorstellungen von Salzen und Salzlöösungensungen

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3737

Vorstellungen von Salzen und SalzlVorstellungen von Salzen und Salzlöösungensungen

Vorstellungen von Salzen und SalzlVorstellungen von Salzen und Salzlöösungensungen

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3838

Vorstellungen von Salzen und SalzlVorstellungen von Salzen und Salzlöösungensungen

Vorstellungen von Salzen und SalzlVorstellungen von Salzen und Salzlöösungensungen

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Vorstellungen zu Ionen und IonenbindungVorstellungen zu Ionen und Ionenbindung

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Vorstellungen zu Ionen und IonenbindungVorstellungen zu Ionen und Ionenbindung

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4141

Ionen und IonenbindungIonen und Ionenbindung

Ionen und Ionenbindung (Ionen und Ionenbindung (HilbingHilbing, 2003), 2003)

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4242

PrPräävention und Korrektur: vention und Korrektur: Atome und Ionen als Grundbausteine der MaterieAtome und Ionen als Grundbausteine der Materie

Atome und Ionen als Grundbausteine der MaterieAtome und Ionen als Grundbausteine der Materie

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PrPräävention und Korrektur: vention und Korrektur: Atome und Ionen als Grundbausteine der MaterieAtome und Ionen als Grundbausteine der Materie

Atome und Ionen als Grundbausteine der MaterieAtome und Ionen als Grundbausteine der Materie

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PrPräävention und Korrektur: vention und Korrektur: Atome und Ionen als Grundbausteine der Materie und Atome und Ionen als Grundbausteine der Materie und deren Kombination zu Teilchenverbderen Kombination zu Teilchenverbäändennden

1. Metall1. Metall--Atome Atome „„links und links im PSElinks und links im PSE““: :

x Ag x Ag AgAgx x (Metallgitter, kubisch dichteste Kugelpackung)(Metallgitter, kubisch dichteste Kugelpackung)

2. Ionen 2. Ionen „„links und rechts im PSElinks und rechts im PSE““::

NaNa++((aqaq) + Cl) + Cl--((aqaq) ) NaNa++ClCl--(s) (Kochsalzgitter, (s) (Kochsalzgitter, kudiKuPakudiKuPa))

3. Nichtmetall3. Nichtmetall--Atome Atome „„rechts und rechts im PSErechts und rechts im PSE““::

CHCH44(g) + 3 O(g) + 3 O22(g) (g) COCO22(g) + 2 H(g) + 2 H22O(g) (MolekO(g) (Moleküüle)le)

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4545

RaumvorstellungsvermRaumvorstellungsvermöögen im Chemieunterrichtgen im Chemieunterricht

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RaumvorstellungsvermRaumvorstellungsvermöögen im Chemieunterrichtgen im Chemieunterricht

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RaumvorstellungsvermRaumvorstellungsvermöögen im Chemieunterrichtgen im Chemieunterricht

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RaumvorstellungsvermRaumvorstellungsvermöögen im Chemieunterrichtgen im Chemieunterricht

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RaumvorstellungsvermRaumvorstellungsvermöögen im Chemieunterrichtgen im Chemieunterricht

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RaumvorstellungsvermRaumvorstellungsvermöögen im Chemieunterrichtgen im Chemieunterricht

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Strategien zur Vermeidung von FehlvorstellungenStrategien zur Vermeidung von Fehlvorstellungen

SchlSchlüüsselexperimente zu Sachverhalten durchfsselexperimente zu Sachverhalten durchfüühren, hren, Fehlvorstellungen bei SchFehlvorstellungen bei Schüülern und Schlern und Schüülerinnen abrufen lerinnen abrufen und diskutieren, schlieund diskutieren, schließßlich zutreffende Vorstellung lich zutreffende Vorstellung vermitteln.vermitteln.Nach SchlNach Schlüüsselexperiment erst das zutreffende Konzept sselexperiment erst das zutreffende Konzept vermitteln, dann bekannte Fehlvorstellungen nennen und vermitteln, dann bekannte Fehlvorstellungen nennen und von Schvon Schüülern das wissenschaftliche Konzept verteidigen lern das wissenschaftliche Konzept verteidigen lassen.lassen.SchSchüülern Sachmodelle und Modellvorstellungen an die lern Sachmodelle und Modellvorstellungen an die Hand geben und selbst bauen lassen, dabei das rHand geben und selbst bauen lassen, dabei das rääumliche umliche VorstellungsvermVorstellungsvermöögen trainieren und weiter entwickeln.gen trainieren und weiter entwickeln.

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5252

Struktur der Materie Struktur der Materie –– Diagnose, PrDiagnose, Präävention und vention und Korrektur von FehlvorstellungenKorrektur von Fehlvorstellungen

Kontakt:Kontakt:

Prof. Dr. HansProf. Dr. Hans--Dieter BarkeDieter BarkeUniversitUniversitäät Mt Müünsternster

Institut Institut fuerfuer Didaktik der ChemieDidaktik der ChemieFliednerstrFliednerstr. 21. 21

48149 48149 MuensterMuensterhttp://http://wwwwww.uni.uni--muenstermuenster.de/.de/chemiechemie//dcdc

Tel.: 0251/ 83Tel.: 0251/ 83--3938339383EE--Mail: Mail: barkebarke@uni@uni--muenstermuenster.de.de