Workshop: Förderung experimenteller Arbeit im NaWi-Unterricht nach Ausgangsdiagnose

1. Workshop: Förderung experimenteller Arbeit im NaWi-Unterricht nach Ausgangsdiagnose Studienseminar für Gymnasien Seminartag vom 24.3.2009 Schloss Heiligenberg Seeheim-Jugenheim (Leitung: Dr. Gerd Gräber)

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

3. Stand der Entwicklung der hessischenBildungsstandards: -Einführung von Kerncurriculum, Bildungsstandards, Beispielaufgaben für Chemie im Schuljahr 2010/2011- (Marlies Weber) • Inhaltliche Vorgaben: • Der Texterstellungsprozess orientiert sich an den Vorgaben der KMK-Bildungsstandards (Sammlung Luchterhand-Verlag). • Gliederungsvorgabe ist: Kompetenzbereich  Teilkompetenz  Standard • Die im Entwurf vorliegenden Bildungsstandards für die Grundschule werden im Sinne der Einheitlichkeit als Formatvorlage genommen. Auch die Begrifflichkeiten orientieren sich an ihnen. Somit soll eine Anschlussfähigkeit der Bildungsstandards für die SI an die Grundschule erreicht werden. • Es werden Erwartungshorizonte in der Regel für die Jahrgangsstufen 6 und 8 erstellt.

4. FACHWISSEN F4 Energie – energetische Betrachtung bei Stoffumwandlungen Die Schülerinnen und Schüler ... Hauptschule (HSA) Mittlerer Abschluss (MSA) Erwartungshorizont für den Übergang in die Sekundarstufe II F 4.1 stellen einen Zusammenhang her zwi­schen chemi­scher Reaktion und Energieände­rung F 4.1 geben an, dass sich bei chemischen Re­aktionen auch der Energieinhalt des Reakti­ons­systems durch Austausch mit der Umge­bung verändert F 4.1 -erläutern, dass Veränderungen von Elektronen­zuständen mit Energieumsätzen verbunden sind und gebe­n an, dass das Er­reichen energiearmer Zustände eine Triebkraft chemischer Reaktionen darstellt -nutzen formale Beschreibungen, um energe­ti­sche Vorgänge durch Vergleich von Anfangs- und Endzuständen zu bilanzieren F 4.2 (–) F 4.2 führen energetische Erscheinungen bei chemischen Reaktionen auf die Umwandlung eines Teils der in Stoffen gespeicherten En­ergie in andere Energie­formen zurück F 4.2 führen energetische Erscheinungen bei chemischen Reaktionen auf die Umwandlung eines Teils der in Stoffen gespeicherten Energie in andere Energie­for­men zurück F 4.3 beschreiben die Aufgabe eines Ka­ta­ly­sa­tors bei der Umwandlung von Stoffen beurteilen kritisch die Nutzung verschiede­ner En­ergieträger aufgrund ihrer jeweiligen Vor- und Nach­­­teile F 4.3 -beschreiben die Beeinflussbarkeit che­mi­scher Re­aktionen durch den Einsatz von Ka­ta­ly­sato­ren -beurteilen kritisch die Nutzung verschiede­ner En­ergieträger aufgrund ihrer jeweiligen Vor- und Nachteile F 4.3 -beschreiben die Beeinflussbarkeit che­mi­scher Reaktionen durch den Einsatz von Ka­ta­ly­sa­to­ren -diskutieren Bedeutung und Auswirkung von En­ergienutzung in ökonomischen, gesell­schaft­li­chen und politischen Zusammenhängen -beurteilen kritisch die Nutzung verschiedener En­ergieträger aufgrund ihrer je­wei­ligen Vor- und Nachteile

5. 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)

6. 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, volationalen 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!

7. 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):

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

9. Was ist ein Kompetenzinventar und wozu kann es eingesetzt werden? • 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.

10. Wozu kann ein Kompetenzinventar eingesetzt werden? • Ein Kompetenzinventar liefert Ansatzpunkte für eine sinnvolle Diagnostik im Sinne von Förderkonzepten (DFB, Förderpläne etc.). • Ein Kompetenzinventar liefert Kriterien bei der Leistungsbeurteilung im Sinne der Leistungsfeststellung • Frage: Wie kann ein praktisch einsetzbares Kompetenzinventar aussehen? (Beispiele aus dem Chemieunterricht)

11. 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:

12. 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):

13. Formulierung der Standards für das Experimentieren im naturwissenschaftlichen Unterricht • „Schüler planen Experimente im naturwissenschaftlichen Unterricht, • führen diese fach- und sachgerecht durch • und werten diese auf der Stufe ihres Vorwissens aus.“ • Entspricht den Standards E1,E2,E3 für den Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung/ experimentelle Untersuchungsmethoden nutzen

14. Wie erstellen wir nun möglichst effektiv ein solches Kompetenzinventar für das Experimentiern im NaWi-Unterricht? 3 Phasen sind somit beim Experiment entscheidend: • Planung • Durchführung • Auswertung

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

16. 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.

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

18. 3. Schritt: • Bitte stellen Sie sich nun jeweils zu einem der drei Plakate, das Sie in einer Gruppe nun bevorzugt arbeitsteilig bearbeiten möchten. • 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! • Einigen Sie sich in der Gruppe auf einen Sprecher, der in dem folgenden 4. Schritt dann die Gruppenergebnisse im Plenum vorstellt. In diesem Schritt werden wir dann gemeinsam um die letzten Formulierungen ringen und das Kompetenzinventar fertig stellen. • Sie haben dafür ca. 30 Minuten Zeit

19. 4. Schritt Arbeit im Plenum (1 Protokollant auswählen!): • Zusammenfassung der Ergebnisse der 3 Gruppen durch die Sprecher • Ergänzungen/ Fertigstellung der Vorlage zum Kompetenzinventar „Experimentieren im NaWi-Unterricht“ durch Protokollant!

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

21. 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) • Videobeispiel (Neufeld, V.: Ricarda-Huch-Schule 2009)