Charakterisierung situativer mentaler Modellkomponenten in der Chemie und die Bildung von Hypothesen

Vielen Schülerinnen und Schülern fällt es schwer, chemische Phänomene zu verstehen und eine passende Fragestellung oder Hypothese zu formulieren, um damit erfolgreich in einen Problemlöseprozess einzusteigen. Dieser kognitive Prozess wird in der vorliegenden Arbeit mithilfe der Theorie der mentalen Modellbildung untersucht.

Dazu wurde eine qualitative Studie mit insgesamt N = 18 Probandinnen und Probanden der Jahrgangsstufe 11 von drei Gymnasien durchgeführt. Zur Initiierung eines mentalen Modells wurden drei computerbasierte Lernumgebungen entwickelt, die chemische Phänomene zeigen. Nach Betrachtung der Videos wurden die Probandinnen und Probanden aufgefordert eine Concept Map anzufertigen, die als retrospektives mentales Modell ausgewertet wurde. Mit Hilfe der Concept Map haben die Testpersonen anschließend eine Hypothese gebildet. In einem Leitfadeninterview wurden die Probandinnen und Probanden zu ihrem individuellen Vorgehen beim Anfertigen der Concept Map und der Hypothesenbildung befragt. Die Auswertung der Daten erfolgte anhand der qualitativen Inhaltsanalyse.

In dieser Arbeit wurden auf Basis der Untersuchung eine konkrete Beschreibung mentaler, chemischer Modelle und erste Instruktionen erarbeitet, um Lernende zukünftig beim Verstehen chemischer Phänomene zu unterstützen. Es liegen Hinweise vor, dass sich die Methode des Concept Mapping positiv auf die Hypothesenbildung und damit vermutlich auf die mentale Modellbildung auswirkt.