6. – 8. Schuljahr

Waltraud Habelitz-Tkotz

Den Energiebegriff kumulativ entwickeln

Wie kann und soll man mit Lernenden über etwas sprechen, das man nicht definieren kann?

Das Energie-Konzept ist eines der zentralen Basiskonzepte in den Naturwissenschaften Biologie, Chemie und Physik. „Energie ist auch im Alltag ein vieldeutig verwendeter Begriff. So suggeriert uns die Werbung, dass „Schokoriegel verbrauchte Energie zurückbringen, die „Energieerzeuger liefern „grüne Energie, der „Energieverbrauch in Deutschland steigt ständig an und „drei Viertel des Energieverbrauchs im Haushalt macht die Raumwärme aus. Diese wenigen Aussagen zeigen deutlich auf, dass gerade im Bereich des Energie-Konzeptes die Alltagssprache sowie die zugehörigen Alltagsvorstellungen und die Fachsprache sowie die dahinterstehenden Denkkonzepte weit auseinanderklaffen und kaum zur Deckung gebracht werden können. Dies führt häufig zu unangemessenen Schülervorstellungen, die sich in der Alltagssprache wiederspiegeln (vgl. Abb.1 ). Hinzu kommt die Problematik, dass der Begriff „Energie nicht definierbar ist und somit eine abstrakte mengenartige Größe bleibt, die nur umschrieben werden kann. Feynman, Leighton und Sands führen dazu aus: „Es ist wichtig sich klarzumachen, dass wir in der heutigen Physik nicht wissen, was Energie ist. Jedoch gibt es Formeln zur Berechnung einer numerischen Größe, und wenn wir alles zusammenaddieren, ergibt es immer die gleiche Zahl [1]. Aus naturwissenschaftlicher Sicht handelt es sich bei der Energie um eine abstrakte Erhaltungsgröße, also eine Größe, deren Wert sich bei Vorgängen in einem abgeschlossenen System nicht ändert. Aber wie kann etwas unterrichtet werden, dass man nicht definieren kann und wie können im naturwissenschaftlichen Fachunterricht Alltags- und fachwissenschaftliche Vorstellungen zum Energie-Konzept zusammengeführt werden? Hadinek et al. [2] führen dazu aus: „Um diese Fragen zu klären, muss zuerst festgelegt werden, welche Grundideen zum Energiebegriff im naturwissenschaftlichen Unterricht vermittelt werden sollen. Welches Verständnis von Energie am Ende der Schulzeit angemessen ist, beschreibt Duit [3] wie folgt: „Ein Verständnis der Erhaltung (von Energie) inmitten des Wandels von Erscheinungsformen und Erscheinungsorten bei gleichzeitiger Abnahme des Nutzwertes durch Entwertung. Duit [3,4] identifiziert in der Folge vier Aspekte, die es für die Lernenden zu erlernen gilt: Energieumwandlung, Energieübertragung, Energieentwertung und Energieerhaltung.
Implizit ergibt sich ein fünfter Aspekt der Aspekt der Energieformen. In der Naturwissenschaftsdidaktik besteht ein breiter Konsens, dass ein Verständnis dieser fünf Aspekte den Kern eines angemessenen Verständnisses von Energie bildet, wie es Schülerinnen und Schüler zum Ende der Schulzeit erreichen sollen [5]. In Kasten1 sind Kernaussagen zum Energie-Konzept, die im Chemieunterricht im Sinne der Energiequadriga nach [4] aufgegriffen bzw. vermittelt werden sollten, zusammengestellt.
Der Aufbau eines tragfähigen naturwissenschaftlichen Energie-Konzeptes kann nur gelingen, wenn die Naturwissenschaften Physik, Biologie und Chemie im Unterricht „an einem Strang ziehen, dabei die gleiche Sprache sprechen und dadurch auch die gleichen Denk-Konzepte vermitteln. Aber genau an dieser Stelle klemmt es im Unterricht. Dies fördert die Entwicklung unangemessener Vorstellungen zur „Energie.
Damit sich mit fortschreitendem Unterricht das naturwissenschaftliche Energie-Konzept gegenüber dem Alltagskonzept durchsetzen kann, ist es von besonderer Bedeutung, dass schon im Sachkundeunterricht der Grundschule, sowie im Biologie- bzw. Naturphänomene/  Natur und Technik-Unterricht der Unterstufe (Primarstufe) und erst recht im fortgeführten Unterricht in Chemie, aber auch Biologie und Physik auf die Verwendung einer angemessenen Fachsprache geachtet wird.
1| Kernaussagen zum Energie-Konzept im Chemieunterricht
1| Kernaussagen zum...

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