Mathematische Grundvorstellungen im Chemieunterricht

Wie kann das Verständnis mathematisch-chemischer Begriffe wie "Dichte" im Chemieunterricht nachhaltig gefördert werden? Im Rahmen eines Design-Based Research-Ansatzes wurde eine Unterrichtskonzeption mit begleitenden Lernmaterialien entwickelt und erprobt, die das mathematikdidaktische Grundvorstellungskonzept mit dem Johnstone-Dreieck verbindet. Ausgehend von historischen, empirischen und schulbuchanalytischen Befunden wurden vier Grundvorstellungen zur Dichte hergeleitet: Dichte als Masse eines Einheitswürfels, Dichte als Maß für den Auftrieb, Dichte als Gesamtteilchenmasse eines Einheitswürfels sowie Dichte als Umrechnungsgröße. Die begleitenden Lernmaterialien wurden iterativ mit Lernenden evaluiert und optimiert. Die Wirksamkeit zeigte sich in einer teils nachhaltigen Vorstellungsentwicklung in Richtung der Grundvorstellungen. Mit praxisnahen Materialien und theoretischen Erkenntnissen über das Verstehen mathematischer Begriffe im Chemieunterricht bietet diese Arbeit konkrete Unterstützung für Lehrkräfte und neue Anknüpfungspunkte für die fachdidaktische Forschung.