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

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Viele Schülerinnen und Schüler haben Schwierigkeiten, chemische Phänomene zu verstehen und geeignete Fragestellungen oder Hypothesen zu formulieren, um erfolgreich in einen Problemlöseprozess einzutreten. Diese Arbeit untersucht diesen kognitiven Prozess mithilfe der Theorie der mentalen Modellbildung. Eine qualitative Studie mit 18 Probandinnen und Probanden der Jahrgangsstufe 11 von drei Gymnasien wurde durchgeführt. Zur Initiierung eines mentalen Modells wurden drei computerbasierte Lernumgebungen entwickelt, die chemische Phänomene veranschaulichen. Nach dem Ansehen der Videos erstellten die Probandinnen und Probanden eine Concept Map, die als retrospektives mentales Modell ausgewertet wurde. Anschließend bildeten die Testpersonen eine Hypothese basierend auf der Concept Map. In einem Leitfadeninterview wurden sie zu ihrem Vorgehen beim Erstellen der Concept Map und der Hypothesenbildung befragt. Die Daten wurden mithilfe qualitativer Inhaltsanalyse ausgewertet. Auf Grundlage der Untersuchung wurden konkrete Beschreibungen mentaler chemischer Modelle und erste Instruktionen entwickelt, um Lernende beim Verständnis chemischer Phänomene zu unterstützen. Es gibt Hinweise darauf, dass die Methode des Concept Mapping die Hypothesenbildung und vermutlich auch die mentale Modellbildung positiv beeinflusst.