science >> Wetenschap >  >> anders

Nieuw leerplan verbetert het begrip van leerlingen van elektrische circuits op scholen

Tegoed:Unsplash/CC0 Publiek domein

Leven zonder elektriciteit is iets wat niet meer voorstelbaar is. Of het nu gaat om een ​​smartphone, föhn of een plafondlamp - de technische prestaties die ons dierbaar zijn, vereisen allemaal elektriciteit. Hoewel elk kind op school leert dat elektriciteit alleen kan stromen in een gesloten stroomkring, wat is eigenlijk het verschil tussen stroom en spanning? Waarom is een stopcontact een potentiële dodelijke val, maar een eenvoudige batterij niet? En waarom wordt een lamp aangesloten op een stekkerdoos niet dimmer als er een tweede lamp ingestoken wordt?

Onderzoek naar natuurkundeonderwijs heeft uitgewezen dat zelfs na de tiende klas veel middelbare scholieren niet in staat zijn om dergelijke fundamentele vragen over eenvoudige elektrische circuits te beantwoorden, ondanks de inspanningen van hun leraren. Tegen deze achtergrond, Jan Philip Burde, die onlangs junior professor werd aan de Universiteit van Tübingen, in het kader van zijn proefschrift onder supervisie van prof. Thomas Wilhelm aan de Goethe-universiteit, ontwikkelde een innovatief leerplan voor eenvoudige elektrische circuits, die specifiek voortbouwt op de dagelijkse ervaringen van de studenten.

In tegenstelling tot de tot nu toe gevolgde benaderingen, vanaf het begin is het nieuwe leerplan bedoeld om studenten te helpen een intuïtief begrip van spanning te ontwikkelen. Naar analogie van luchtdrukverschillen die een luchtstroom veroorzaken (bijvoorbeeld bij een opgeblazen luchtbed), spanning wordt geïntroduceerd als een "elektrisch drukverschil" dat een elektrische stroom veroorzaakt. Een vergelijkende studie met 790 scholieren van middelbare scholen in Frankfurt toonde aan dat het nieuwe leerplan leidde tot een aanzienlijk beter begrip van elektrische circuits in vergelijking met het traditionele natuurkundeonderwijs. Bovendien, de deelnemende docenten gaven ook aan dat het gebruik van het nieuwe curriculum hun onderwijs fundamenteel heeft verbeterd.