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Unterrichtskonzept zur Elektrizitätslehre in der Mittelstufe mithilfe des Fahrradkettenmodells
Im Elektrizitätslehreunterricht der Mittelstufe sind verschiedene Analogien verbreitet. Mit ihnen soll Schülerinnen und Schülern z. B. die Idee des geschlossenen Stromkreislaufs, die Kontinuitätsvorstellung des Elektronenstroms oder der Spannungsbegriff verständlich gemacht werden.
Die Fahrradkette als Vorstellungshilfe zeichnet sich u. a. dadurch aus, dass sie den Schülerinnen und Schülern besonders vertraut ist. Daher ist ein Unterricht für die Elektrizitätslehre der Mittelstufe entwickelt worden, in dem durchgängig auf die Fahrradkette und ähnliche Antriebe zurückgegriffen wird. Wichtige Aspekte des Unterrichts sind z. B. die Trennung von Energie- und Elektronenstrom, die gleichzeitige Einführung der Begriffe Spannung, elektrischer Strom und Widerstand sowie die Arbeit mit dem Begriff „Potenzial“ und der Spannung als Potenzialunterschied.
Das Unterrichtskonzpet umfasst zehn Abschnitte:
1. Das Fahrrad als Vorstellungshilfe
2. Antrieb, Strom, Widerstand
3. Energietransport durch Kreisläufe
4. Der elektrische Strom
5. Schaltskizzen
6. Die Spannung U=P/I
7. Das Potenzial
8. Die Knotenregel
9. Reihen- und Parallelschaltungen
10. Der Widerstand
