Förderung experimenteller Arbeit im Chemieunterricht

1. Förderung experimenteller Arbeit im Chemieunterricht Studienseminar für Gymnasien -Fachdidaktik Chemie- (Leitung: Dr. Gerd Gräber)

2. I. Erstellung eines Kompetenzinventars (Ausgangsdiagnose) (Das Experiment als Methode der Erkenntnisgewinnung)

3. Zur Definition des Begriffs „Kompetenz“(soft-skills)(lat. competens = geeignet, zuständig; engl.= competence) • Fähigkeit einer Person, Anforderungen in bestimmten Bereichen zu entsprechen. • (nach: Horst Schaub, Karl G. Zenke in:Wörterbuch Pädagogik)

4. Kompetenzbegriff (nach F. Weinert): • Kompetenzen sind die bei Individuen verfügbaren oder durch sie erlernbaren kognitiven Fähigkeiten und Fertigkeiten, um bestimmte Probleme zu lösen, sowie die damit verbundenen motivationalen, volitionalen und sozialen Bereitschaften und Fähigkeiten, um Problemlösungen in variablen Situationen erfolgreich und verantwortungsvoll nutzen zu können. • Eine Kompetenz muss sich also im konkreten Handeln äußern. • Kompetenz ist somit ein Vermögen zum sachgerechten Handeln. • Kompetenzentwicklung als Ziel für einen Unterricht ist also keine Erfindung der PISA-Konzeption sondern hat eigentlich eine lange Tradition in der deutschen Pädagogik und Fachdidaktik!

5. Kompetenzen und Standards • Wichtig ist in diesem Zusammenhang die Unterscheidung zwischen Kompetenzen (= Fähigkeiten in bestimmten Bereichen) und den Standards, die als Maßstäbe den Ausprägungsgrad der Kompetenzen zu bestimmen erlauben. • Sowohl in die Benennung von Kompetenzen wie auch in die Definition der Standards gehen normative und empirische Prämissen ein. • Um den individuell sehr unterschiedlichen Grad der Kompetenz eines Absolventen abbilden zu können, sollte ein Standard, der ja ein Maßstab ist, eine "Gradierung" oder "Skalierung" erlauben. • Das bedeutet, es muss definiert sein, was als unzureichend gilt, was das Minimum markiert, und was darüber liegt. • Die Skalierung sollte kriterienorientiert sein. von: Ewald Terhart, Standards für die Lehrerbildung , Zeitschrift für Pädagogik 2(2005):

6. Indikatoren • Indikatoren sind beobachtbare Verhaltensweisen in Bezug auf das Kompetenzniveau • (Woran kann das „Können“ eines Schülers erkannt werden?) (nach Mögling, 2(2006))

7. Was ist ein Kompetenzinventar und wozu kann es eingesetzt werden?Bezug zu DFB-Modulen • Wir erwarten als Lehrer von unseren Schülern fachtypische Leistungen (z.B. beim Experimentieren). • Dazu müssen diese im Verlauf des Unterrichts bestimmte Teilkompetenzen erworben haben. • Ein Kompetenzinventar stellt nun eine sinnvolle Zusammenfassung dieser Teilkompetenzen bzw. Standards dar.

8. Wozu kann ein Kompetenzinventar eingesetzt werden? • Ein Kompetenzinventar liefert Ansatzpunkte für eine sinnvolle Diagnostik im Sinne von Förderkonzepten (DFB: Zauggscher Förderkreislauf, Förderpläne etc.). • Ein Kompetenzinventar liefert Kriterien bei der Leistungsbeurteilung im Sinne der Leistungsfeststellung • Frage: Wie kann ein praktisch einsetzbares Kompetenzinventar aussehen? (Bezug zu den DFB-Modulen)

9. Die SuS können… auf dem Niveau Kompetenz/Standard 0 1 2 3 1 …die Eigenschaften von Wasserstoff in einen Steckbrief einordnen. 2 …die Beobachtungen des Versuchs: Wasserdampf mit glühendem Magnesium beschreiben und deuten. 3 …mit dem Eudiometer das ideale Reaktionsverhältnis von Wasserstoff und Sauerstoff bestimmen. 4 … das Volumen von Gasen bei unterschiedlichen physikalischen Bedingungen (Temperatur und Druck) errechnen. 5 …voraussagen in welchem Verhältnis die Verbrennung eines Gemisches aus Wasserstoff und Sauerstoff am heftigsten reagiert. Kompetenzinventar Wasser / Wasserstoff (Fachdidaktik Chemie 2008)Ausschnitt:

10. Wie sicher fühlst Du dich in folgenden chemischen Sachverhalten? ++ + o - -- • Ich kann chemische Reaktionen erkennen und begründen, warum es sich um solche handelt. • Ich kann eine Aggregatzustandsänderung von einer chemischen Reaktion begründend unterscheiden. • Ich kann exotherme von endothermen Reaktionen anhand von Beobachtungen unterscheiden. • Ich kann ein Energiediagramm einer chemischen Reaktion zuordnen, erstellen und den Verlauf erklären. • Ich kann die Begriffe endotherm, exotherm und Aktivierungsenergie an einem Energiediagramm erklären. • Ich kann die Unterschiede zwischen Verbindung und Gemisch nennen. • Ich kann die Fachbegriffe Synthese, Analyse, Edukt und Produkt definieren. • Ich kann die oben genannten Begriffe auf die Sulfid- und/oder Oxidbildung anwenden. • Ich kann die chemische Reaktion mit Hilfe des Teilchenmodells (nach Dalton) deuten. • Ich kann das chemische Grundgesetz „Erhaltung der Masse“ erklären. Diagnosebogen zur Selbstreflektion (Fachdidaktik Chemie 2007):

11. Kompetenzinventar: Alkalimetalle 2008 Das kann ich... sehr gut gut weniger gut gar nicht ....verschiedene Flammen-farben den Alkalimetallverbindungen zuordnen ... die Beobachtungen bei der Reaktion von Natrium mit Wasser beschreiben ... die zugehörigen Beobachtungen erklären . .. die Reaktionsgleichung aufstellen ... die Alkalimetalle entsprechend ihren physikalischen Eigenschaften ordnen. . .. zwei Wege zur Bildung von Natriumhydroxid benennen und die Reaktionsgleichungen formulieren ... die Unterschiede zwischen Natrium, Natriumhydroxid und Natronlauge . .. den Aufbau der Schmelzfluss-elektrolyse beschreiben

12. Formulierung der Standards für das Experimentieren (E2) im Chemieunterrichtaus: Bildungsstandards und Inhaltsfelder – Das neue Kerncurriculum für Hessen, 8/2011 Die Lernenden • entwickeln Fragestellungen, leiten Hypothesen ab, die mit Untersuchungen oder Experimenten verifiziert bzw. falsifiziert werden (E2.1) • führen qualitative und quantitative experimentelle und andere Untersuchungen durch und protokollieren diese fachgerecht (E2.2) • interpretieren ausgewählte Daten und ziehen geeignete Schlussfolgerungen, gegebenenfalls durch Mathematisierung (E2.3) • erörtern die Genauigkeit von Untersuchungsergebnissen (E2.4) • beachten Sicherheits- und Umweltaspekte beim Experimentieren (E2.5)

13. Wie erstellen wir nun möglichst effektiv ein solches Kompetenzinventar für das Experimentieren im Chemieunterricht? 3 Phasen sind somit beim Experiment entscheidend: • Planung • Durchführung • Auswertung

14. Aus Zeitgründen und wegen der produktorientierten Arbeitsweise werden wir die Erstellung in 4 Schritte gliedern!!

15. 1. Schritt (Brainstorming): • Schreiben Sie nun für sich in Stillarbeit Ihre eigenen (Teil-) Kompetenzvorschläge bzw. Standards für das Experimentieren auf. • Sie haben dafür ca. 15 Minuten Zeit.

16. 2. Schritt: • Notieren Sie nun mit den Folienstiften/ Window pens ihre Vorschläge auf den vorbereiteten Plakaten/ Glasscheiben. • Notieren Sie dabei nur (Teil-) Kompetenzen bzw. Standards, die noch nicht auf den Plakaten/ Glasscheiben stehen. • Vermeiden Sie Doppelungen! • Sie haben dafür ca. 10 Minuten Zeit

17. 3. Schritt: • Gruppeneinteilung: In jeder Gruppe sollten etwa gleich viele Teilnehmer vorhanden sein! • Nehmen Sie nun die Plakate und bearbeiten Sie diese im Hinblick auf das zu erstellende Kompetenzinventar. • Bringen Sie die (Teil-) Kompetenzen bzw. Standards in eine sinnvolle Anordnung und versehen sie diese mit einer Skalierung (0-5). • Verwenden Sie dazu die Laptops sowie die Tabellenfunktion von MS-WORD! • Präsentieren Sie dann die Gruppenergebnisse. In diesem Schritt werden wir dann gemeinsam um die letzten Formulierungen ringen und das Kompetenzinventar fertig stellen. • Sie haben dafür ca. 30 Minuten Zeit

18. 4. Schritt • Zusammenfassung und Speicherung der Ergebnisse der 3 Gruppen • Ergänzungen/ Fertigstellung der Vorlage zum Kompetenzinventar „Experimentieren im Chemieunterricht“

19. Odenwälder Sprichwort zum Tage: • „Allein durchs Wiegen wird die Sau nicht fett!“ • Will sagen:

20. II. Ableitung konkreter Fördermaßnahmen sind nötig - aber: Was bedeutet überhaupt „Förderung“? „Förderung bedeutet nicht Nachsicht • sondern motivierende und anspruchsvolle Unterrichtsgestaltung • hohe und konsistente Leistungsanforderungen • über die Kinder und Jugendliche die Erfahrung machen können, was in ihnen steckt.“ Nach: Poltermann, Andreas / Ertner Stephan: (Heinrich Böll-Stiftung, FR 23.03.2009):

21. Aber:Förderung hat auch Grenzen!! Frei nach Loriot:

22. 2 Beispiele: • Gerätedomino • Videobeispiel (Neufeld, V.: Ricarda-Huch-Schule 2009)

23. Weiterarbeit 1 • Ergänzen Sie jetzt in den 3 Gruppen das Kompetenzinventar um eine neue Spalte für die Förderansätze • Tragen Sie nach Diskussion innerhalb der Gruppe ihre Förderansätze ein • Stellen Sie diese dann am Smartboard vor und sammeln die 3 Kompetenzinventare

24. Weiterarbeit 2 • Geschickte Aufgaben entwickeln, um möglichen Kompetenzerwerb zu testen!