Binnendifferenzierung (nicht nur) im naturwissenschaftlichen Unterricht Teil II

1. Binnendifferenzierung(nicht nur) im naturwissenschaftlichen UnterrichtTeil II Dr. Lutz Stäudel, Leipzig

2. Verlaufsplan • Freitag, 04.04.2014, vormittags • Selbstdifferenzierende Aufgaben • Aufgaben verändern • Aufgaben mit gestuften Hilfen • Lernstrategische und inhaltliche Hilfen • Freitag, 04.04.2014, nachmittags • Arbeitsphase: Aufgaben mit Hilfen für den eigenen Unterricht entwickeln WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

3. „Selbstdifferenzierende“ Aufgaben WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

4. Selbstdifferenzierende Aufgaben • Bestimme die Brenndauer einer Kerze! WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

5. Aufgaben differenzieren ? Methoden-werkzeuge Auflösung der gleichen Zugangsweisen • Auflösung des gleichen • Anspruchsniveaus ? Verändert nach: Stephan Hußmann / Susanne Prediger: Mit Unterschieden rechnen – Differenzieren und Individualisieren. In: Praxis der Mathematik in der Schule 49 (2007) 17 • Auflösung des gleichen • Tempos • Auflösung der gleichen • Lerninhalte und -ziele Übungsmat. „Wochenplan“ • Verbindliche Anforderungen für alle • als gemeinsame Basis Mindest- WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

6. Schwerer, leichter, anders a) Asseln b) Ölpest c) Kühlschrank • Wählen Sie eine der dreiBeispielaufgaben. • Stellen Sie fest, durch welche Maßnahmen die Aufgaben-stellung verändert wurde. • Klären Sie, ob sich dabei der Inhalt bzw. die Zielrichtung der Aufgabe verändert hat. WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

7. Arbeitsphase WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

8. Auflösen des gleichen Anspruchsniveausdurch Variation des Aufgabenstamms • Bei den 3 zuvor bearbeiteten Aufgaben - Asseln (hell/dunkel, trocken/feucht) - Ölpest (Bakterien als Abhilfe) - Kühlschrank (heizen mit offener Tür) • wurde die Aufgabenstellung variiert, der Aufgaben-stamm aber unverändert gelassen. • In der Umkehrung wird die Aufgabenstellung gleich gelassen, • dafür kann aber der Aufgabenstamm verändert werden: • durch Hinzufügen bzw. Weglassen lösungsrelevanter Informationen • durch Ergänzung mit Abbildungen, Skizzen, Tabellen • durch mehr oder weniger komplexe sprachliche Formulierung (ggf. muss der Schüler erst die relevanten Informationen identifizieren) WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

9. Was ist lernwirksam? • Angstreduktion d = .40 • Kooperatives Lernen d = .41 • Kleingruppenlernen d = .49 • Peer Tutoring d = .55 • Herausfordernde Ziele setzen d = .56 • ConceptMapping d = .57 • Arbeit mit Lösungsbeispielen d = .57 • Direkte Instruktion d = .59 • Metakognitive Strategien d = .69 • Verteiltes vs. massives Lernen d = .71 • Lehrkraft-Schüler-Verhältnis d = .72 • Feedback d = .73 • Klarheit der Instruktion d = .75 • Micro-Teaching d = .88 • Formatives Assessment d = .90 2009 John Hattie et al.: Metaanalyse vonmehr als 50.000 empirischen Studien (> 80. Mio. Schülerin-nen und Schüler) WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

10. Aufgabenmit gestuften Hilfen Eine „komplexe“ Problemstellung einge-bettet in Vor-wissen grundsätz-lich ohne Hilfen lösbar unter-stützt durch Hilfen inhalt-lich und lern-strategisch aus einem (lebensweltlichen) Kontext heraus entwickelt WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

11. Zum Kennenlernen Bitte wählen Sie mit Ihrem Partner eine Aufgabe. Lösen Sie die Aufgabe zunächst ohne Hilfe. Benutzen Sie dann der Reihe nach alle Hilfen und klären Sie gemeinsam, welche Funktion die einzelnen Hilfen für die Lösung der Aufgabe haben. WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

12. Gestufte Hilfen Inhaltliche Hilfen Lernstrategische Hilfen WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

13. Inhaltliche Hilfen z.B. als direkte Hilfe • Wir benötigen: eine Petrischale mit Deckel, schwarzes Papier, mit dem wir … • In einem rohen Ei ist das Innere flüssig, genau genommen zähflüssig. Das Innere … oder als Frage formuliert • Überlegt welche Materialien ihr für eure Untersuchung benötigt! • Wenn ihr nass aus dem Wasser kommt, warum friert ihr dann? WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

14. Lernstrategische Hilfen • Formuliere die Aufgabe in eigenen Worten! • Versuche die wichtigen von den unwichtigen Informationen zu trennen! • Was weißt du schon über den Sachverhalt und was kannst du daraus folgern? • Kennst du etwas Ähnliches? • Was weißt du schon über das Gesuchte und was benötigst du dafür? • Versuche das Problem in einem Schema / einer Skizze zu veranschaulichen! WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

15. Was sich für eine Aufgabe mit gestuften Hilfen eignet • Aktivierung von Vorwissen / Reorganisation von Wissen • Anwendung von bereits Erarbeitetem auf eine verwandte Fragestellung • für die leistungsstärksten Lerngruppen auch ohne Benutzung von Hilfen lösbar • erkennbare Art der erwarteten Lösung • mehr oder weniger eindeutiger Bearbeitungsweg • daher nur bedingt geeignet für prozess- und ergebnisoffene Problemstellungen • mit praktischem experimentellen Tun kombinierbar, wenn ein Experiments entworfen, vorbereitet oder ausgewertet werden soll • Interpretation eines Phänomens oder Ergebnisse • Diskussion einer zuvor aufgestellten Hypothese Als Charakteristik für gute Lern-Aufgaben mit Hilfesystemen gilt: • komplex aber eher geschlossen • eher Anwendung alsNeuerarbeitung • Aktivierung und Reorganisation vonVorwissen WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

16. Läuft das Glas aus?Ein Beispiel für den naturwiss. Anfangsunterricht David und Florian schwitzen über den Hausaufgaben. Da bringt Florians Mutter zwei Gläser Apfelsaft. „Hier, damit ihr bei der Hitze ein bisschen Erfrischung habt. Ich habe extra ein paar Eiswürfel rein gegeben.“ Die beiden trinken einen Schluck und vertiefen sich wieder in ihre Matheaufgaben. Als David nach ein paar Minuten wieder zum Glas greift, ist das Heft, das darunter lag, nass. „Du, das Glas hat wohl einen Sprung, es ist ausgelaufen!“ Florian lacht. „Das glaubst du selbst nicht. Leck doch mal außen dran!“ David schmeckt und nickt, „Stimmt, es ist nur Wasser! Aber wo kommt es dann her?“ Aufgabe: Wenn Florian Recht hat und das Glas keinen Sprung hat, woher kommt dann das Wasser außen an der Glaswand? Finde eine Erklärung mit Hilfe deiner natur-wissenschaftlichen Kenntnisse. WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

17. Läuft das Glas aus? Kontext Eher geschlossen Läuft das Glas aus? David und Florian schwitzen über den Hausaufgaben. Da bringt Florians Mutter zwei Gläser Apfelsaft. „Hier, damit ihr bei der Hitze ein bisschen Erfrischung habt. Ich habe extra ein paar Eiswürfel rein gegeben.“ Die beiden trinken einen Schluck und ver-tiefen sich wieder in ihre Matheaufgaben. Als David nach ein paar Minuten wieder zum Glas greift, ist das Heft, das darunter lag, nass. „Du, das Glas hat wohl einen Sprung, es ist ausgelaufen!“ Florian lacht. „Das glaubst du selbst nicht. Leck doch mal außen dran!“ David schmeckt und nickt, „Stimmt, es ist nur Wasser! Aber wo kommt es dann her?“ Aufgabe: Wenn Florian Recht hat und das Glas keinen Sprung hat, woher kommt dann das Wasser außen an der Glaswand? Finde eine Erklärung mit Hilfe deiner natur-wissenschaftlichen Kenntnisse. Selbstdiffe-renzierend wenn mit Hilfen Komplexität Form der Lösung erkennbar WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

18. Die Konstruktion der Hilfen (I) Woher kann das Wasser kommen? Glas und Umgebung als System betrachten: -> Außer dem Glas und seinem Inhalt ist hier nur noch die Luft darum herum vorhanden. Schlüsse ziehen: -> Also muss das Wasser aus der Luft kommen. Vor- / Alltags-Wissen aktivieren: -> Kennt ihr andere Situationen, wo Wasser „aus der Luft kommt“? Denkt dabei auch an Wettererscheinungen. Aktivierung unterstützen: -> Habt ihr an Nebel oder Raureif gedacht? Oder an das Beschlagen eines Spiegels durch die ausgeatmete Luft oder das Beschlagen einer Brille, wenn man von draußen in einen warmen Raum kommt? Läuft das Glas aus? Aufgabe: Wenn Florian Recht hat und das Glas keinen Sprung hat, woher kommt dann das Wasser außen an der Glaswand? Finde eine Erklärung mit Hilfe deiner natur-wissenschaftlichen Kenntnisse. WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

19. Die Konstruktion der Hilfen (II) Verallgemeinern, Ursache finden: -> Was haben Nebel, Raureif, das Beschlagen eines Spiegels oder einer Brille gemeinsam? Inhaltliche Unterstützung: -> Bei Nebel, Raureif, beim Beschlagen eines Spiegels oder der Brille ist eines gleich: Luft wird stark abgekühlt.. Unterstützung der Übertragung auf die Problemstellung: -> Das kann auch an der Oberfläche eines kalten Gegenstands geschehen. Generalisierung bzgl. Wassergehalt der Luft: -> In der Luft ist immer Wasserdampf enthalten. Wie kann man sich vorstellen, dass sich beim Abkühlen flüssiges Wasser aus der Luft abscheidet? -> … könnt ihr schließen, dass warme Luft mehr Wasser-dampf enthalten kann als kalte. Was beim Abkühlen „zu viel“ ist, schlägt sich als flüssiges Wasser nieder. Läuft das Glas aus? Aufgabe: Wenn Florian Recht hat und das Glas keinen Sprung hat, woher kommt dann das Wasser außen an der Glaswand? Finde eine Erklärung mit Hilfe deiner natur-wissenschaftlichen Kenntnisse. WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

20. Die Konstruktion der Hilfen (III) Dazu die (immer gleiche) erste Hilfe: -> Erklärt euch gegenseitig die Aufgabe noch einmal mit eigenen Worten. Klärt, was ihr verstanden habt und was euch noch unklar ist. als Aufforderung zur Paraphrasierung (erste Durcharbeitung der Aufgabenstellung) und abschließend stets die Komplettlösung -> Jetzt habt ihr alles zusammen, um die gestellte Frage zu beantworten. Übertragt eure Überlegungen auf das Glas mit dem kalten Getränk und fasst eure Antwort mit ein oder zwei Sätzen zusammen. -> Durch den kalten Inhalt wird auch die Außenseite des Trinkglases sehr kalt. Dadurch wird die Luft in der Nähe stark abgekühlt. Ein Teil des enthaltenen Wasser-dampfes schlägt sich als flüssiges Wasser am Glas nieder – das Glas ist dann von außen nass. wegen der Wirksamkeit von Musterlösungen und zur Kontrolle für die Gruppen, die ohne Hilfen zur Lösung gekommen sind. Aufgabe: Wenn Florian Recht hat und das Glas keinen Sprung hat, woher kommt dann das Wasser außen an der Glaswand? Finde eine Erklärung mit Hilfe deiner natur-wissenschaftlichen Kenntnisse. WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

21. Zur Gruppenarbeit: • Planen Sie eine Aufgaben für Ihren Unterricht. • Reorganisation und Strukturierung von Wissen • Akzentuierung von naturwissenschaftlichem Arbeiten(auch: Vorbereitung, Auswertung, Bewertung von Ergebnissen) • Variation von Experimenten (Analogie-Konstruktion) • Schlussfolgerndes Verknüpfen • - Nutzen Sie den Aufgabenstamm zur Steuerung des Schwierigkeitsgrades • Klären Sie das notwendige Vorwissen • Gestalten Sie Hilfen / Impulse zur Lösung entsprechend den Erfordernissen Ihrer Lerngruppe WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

22. Ressourcen • Friedrich Verlag: 4 Hefte mit CD • Siemens Stiftung Medien Portal:11 Aufgaben zu „Experimento 10+“ • - Weitere Aufgaben siehe meine Webseite „AmH Uebersichtsseite.html“ WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

23. Arbeitsphase WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

24. Methodische Varianten der Hilfen-Präsentation • Alle Gruppen erhalten Aufgabenstellung und einen Umschlag mit nummerierten Hilfekärtchen. • Nummerierte Hilfekärtchen am Lehrerpult, es darf immer nur einer aus einer Gruppe nach vorn gehen und die Hilfe einsehen. • Oder die Lernenden rufen die Hilfen via Tabletvom Schulserver (oder via wlan von einem externen Server) ab. WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

25. Aktuell:Hilfen via Tablet oder Smartphone • Aufgabe auf Papier • Hilfen auf einem Server • QR-Codes als Zugang • Entscheidung: mit oder ohne Hilfen (wie bei Papierform) • sukzessiver Download • oder Vergleich mit der Musterlösung WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

26. Hilfen via Tablet oder Smartphone Das Beispiel „Dipol Wasser“ Aufgabe:Findet unter Nutzung eures Vorwissens heraus, welche Kräfte wirken und wie die Ablenkung schließlich zustande kommt. Hilfen: WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

27. Was wir zur Verfügung stellen • ca. 15 „fertige“ Aufgaben aufbereitet für Tablet • „leere“ html-Dateien zum Eintragen der Hilfen • Links zu den Tools für die Bearbeitung(QR-Producer, QR-Reader, html-Editor) • eine Schritt-für-Schritt-Anleitung • Kontakte: lutz.staeudel@gmail.com • jens@tiburski.de WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel