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Dezember 2006 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 1 Aufgaben mit gestuften Hilfen Heterogenität abfedern Komplexität erhalten Selbstständigkeit.

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1 Dezember 2006 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 1 Aufgaben mit gestuften Hilfen Heterogenität abfedern Komplexität erhalten Selbstständigkeit fördern

2 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Elemente des Workshops - Was sind Aufgaben mit gestuften Hilfen? - Bedeutung von Aufgaben für den Unterricht - Hilfen zur Unterstützung - Ergebnisse der bisherigen Untersuchungen - Beispiele erprobter Aufgaben - Entwicklung eigener Aufgaben - Austausch und Diskussion

3 11. Dezember 2006 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 3 1. Teil Was sind Aufgaben mit gestuften Hilfen? Erläuterungen am Beispiel

4 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Aufgabenbeispiel Die Einkaufswagenaufgabe Wozu braucht man mehr Kraft, wenn man einen voll beladenen Einkaufswagen vorwärts eine Bordsteinkante hochhebt oder wenn man ihn umdreht und rückwärts hochzieht? Gibt es eine physikalische Begründung dafür, dass die eine Variante von vielen Menschen bevorzugt wird? Bei welcher Variante muss man mehr Kraft einsetzen?

5 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Eine (erste) nützliche Hilfe lautet: Versuche das Problem in einem Schema / einer Skizze zu veranschaulichen! Aufgabenbeispiel Die Einkaufswagenaufgabe

6 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Welche Gesetzmäßigkeit kannst du hier anwenden? (Hebelgesetz) Mach dir klar, welche Art von Hebeln in der Aufgabe auftreten. Schau evtl. in deinem Physikbuch nach! Überlege, wo in beiden Fällen die Drehpunkte und die Hebelarme liegen. Weitere Hilfen

7 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 K-ArmL-Arm K-Arm L-Arm Die Lösung:

8 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Aufgaben mit gestuften Hilfen selbst ausprobieren Sie erhalten jetzt ein Aufgabenblatt sowie eine Reihe von Hilfen, wie sie ähnlich im Unterricht (und in der Begleitforschung) eingesetzt werden. Bitte bearbeiten Sie die Aufgabe unter Benutzung der Hilfen jeweils zu zweit!

9 Dr. L. Stäudel - Forschergruppe LLL Kassel Dezember 2006 Austausch der gemachten Erfahrungen

10 11. Dezember 2006 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Teil Warum Aufgaben für den naturwissenschaftlichen Unterricht so wichtig sind

11 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Die Ausgangslage Fragend-entwickelnder Unterricht fragmentiert Fragestellungen, Inhalte und Lernsituationen Komplexe Aufgaben überfordern weniger leistungsfähige Schülerinnen und Schüler Lerngruppen sind stets heterogen, Differen- zierung ist notwendig Inhaltliche Zielgleichheit ist dennoch erwünscht

12 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Aufgaben für verändertes Lernen 1. Aufgaben für eine veränderte Unterrichtsgestaltung 2. Aufgaben zur Förderung selbstständigen Lernens 3. (anspruchsvolle) Aufgaben für die kognitive Aktivierung der Schülerinnen und Schüler

13 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember Aufgaben... für eine veränderte Unterrichtsgestaltung Das vorwiegend fragend-entwickelnde Unterrichtsskript führt nur bedingt zu einer kognitiven Aktivierung der Schülerinnen und Schüler Für erfolgreiches Lernen müssen aber (möglichst) alle Schülerinnen und Schüler in den Fortgang des Unterrichts eingebunden werden. Wohl-definierte Aufgaben sind wirksame Mittel auf diesem Weg

14 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Josef Leisen:Qualitätssteigerung des Physikunterrichts durch Weiter- entwicklung der Aufgabenkultur. In: MNU 54/7 2001, S. 401 – 405

15 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember Aufgaben... zur Förderung selbstständigen Lernens Überantwortung von Teilen des Lern- und Erkenntnisprozesses Nutzung kooperativer Lernformen Nutzung von Peer-Group-Effekten

16 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Exkurs: LEV VYGOTSKI ( ) Zone der proximalen Entwicklung

17 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Produktiver Umgang mit der Heterogenität 3. (anspruchsvolle) Aufgaben... für die kognitive Aktivierung der Schülerinnen und Schüler Konstruktivistische Sicht auf das Lernen Aktive Aneignung statt passive Rezeption Vermittlung von Erfolgserlebnissen und Stärkung der Motivation

18 11. Dezember 2006 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Teil Wie Hilfen aussehen können / müssen, mit denen man die Bearbeitung komplexer Fragestellungen unterstützen kann.

19 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Dimensionen gestufter Lernhilfen Aktivierung Elaboration Sachbezogene Information Strukturierung des Problems Drei Dimensionen der Hilfestellung

20 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Inhaltliche Hilfen z.B. als direkte Hilfe Die Formel für Kochsalz ist NaCl Erinnere Dich: Kraft = Gegenkraft Eidechsen gehören zu den wechselwarmen Tieren oder als Frage formuliert Mit welchem Gesetz kann man die Kräfte an einem Hebel beschreiben? Wenn Chlorophyll grün erscheint, welchen Farb- anteil absorbiert es dann aus dem weißen Licht?

21 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 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!

22 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Taxonomie inhaltlicher und lernstrategischer aufgabenbezogener Lernhilfen Paraphrasierung / Fokussierung auf den Zielzustand Erklärt Euch gegenseitig die Aufgabe noch mal in euren eigenen Worten Fokussierung auf den Ausgangszustand Schaut euch die Informationen aus dem Aufgabentext an: …? Elaboration von Unterzielen Überlegt euch, welche der Eigenschaften am schnellsten zu bestimmen ist! Aktivierung von Vorwissen Könnt ihr euch noch an eine Formel erinnern, mit der ihr aus Masse und Volumen die Dichte bestimmen könnt? Informationsinput Die Formel für Dichte lautet Dichte = Masse / Volumen Visualisierung Fertigt eine Skizze des Problems an! Verifizierung Schreibt die einzelnen Schritte noch mal aufeinander auf! Sachbez. Information Strukturierung d. Problems Aktivierung/ Elaboration Strukturierung d. Problems Aktivierung/ Elaboration Aktivierung/ Elaboration Sachbez. Information Strukturierung d. Problems Aktivierung/ Elaboration Strukturierung d. Problems Aktivierung/ Elaboration

23 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 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.

24 11. Dezember 2006 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen TeiI Ermutigende Ergebnisse

25 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Selbstständigkeitsorientiertes fachliches Lernen in den Naturwissenschaften durch kognitiv anspruchsvolle Aufgaben mit gestuften Lernhilfen Rita Wodzinski (Physik, Uni Kassel) Lutz Stäudel (Chemie, Uni Kassel) Martin Hänze (Psychologie, Uni Kassel) Gudrun Franke-Braun (Chemiedidaktik) Simone Blum (Psychologie) Florian Schmidt-Weigand (Psychologie) Das Forschungsprojekt

26 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Versuchsdesign Bedingung 1 25 Schülerpaare Problem 5-Zent- Münze Experimentalbed.: gestufte Lernhilfen Problem Optische Linsen Kontrollbed.: Hilfetexte Bedingung 2 25 Schülerpaare Problem 5-Zent- Münze Kontrollbed.: Hilfetexte Problem Optische Linsen Experimentalbed.: gestufte Lernhilfen Prozessbegleitender Selbstbericht / Lerntest Vortest Interviews mit ausgewählten Schülern Prozessbegleitender Selbstbericht / Lerntest

27 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Lernleistungen (5-Cent)

28 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Innersubjektive Effekte niedrig hoch

29 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Effekte der Gruppenzusammensetzung homogen gut heterogen homogen schlecht < < < = = =

30 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Einige Ergebnisse im Überblick Gestufte Lernhilfen wirken positiv auf: Kommunikation Reproduktion der Aufgabenlösung Leistung bei Transferproblemen Lernerleben (Affekte und Attributionen) Lernwirksamkeit der Lernhilfen geht NICHT zurück auf Lernzeit Lernvoraussetzungen Kommunikation in den Lernpaaren Lernschwache Schüler empfinden das selbstständige Lösen der Aufgabe als sehr befriedigend.

31 11. Dezember 2006 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Teil Aufgabenpool

32 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 Aufgaben nach fachlichen Themen 1. Dichte / Auftrieb: Wie kann man Kunststoffe trennen? Entwicklung eines technischen Verfahrens Woraus besteht eigentlich die 5-Cent-Münze? Überprüfung eines Feststoffes hinsichtlich seiner Stoffeigenschaften, insbesondere der Dichte Welches Gas ist im Feuerzeug? Identifizierung eines Gases anhand seiner Dichte Rettung auf einer Eisscholle Verknüpfung von Dichte und Auftrieb

33 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember Optik Brennweite von Linsen Entwicklung eines Verfahrens zur Bestimmung der Brennweite von Linsen Sonnentaler Aufgabe Anwendung des Prinzips der Lochkamera Susi und Max Spiegel, Reflektion von Licht

34 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember Weitere Physik-Aufgaben Kühlschrank Systembetrachtung, Energieerhalt Kinderwagenaufgabe Anwendung der Hebelgesetze auf einen Alltagsgegenstand Das optimale Klangerlebnis Nutzung des Prinzips der korrespondierenden Röhren für eine Schlauchwaage Wer hat Recht? Ausdehnung von Stoffen

35 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember Lösungen, Salze Salze lösen sich verschieden gut Entwicklung eines technischen Verfahrens zur Bestimmung der Löslichkeit eines Salzes Salzgewinnung Entwicklung eines Verfahrens, um Salz aus tief liegenden Lagerstätten zu fördern Osmose und Umkehrosmose Entwicklung eines Verfahrens zur Meerwasserentsalzung mittels Umkehrosmose

36 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember Oxidation Feuerlöschen Erklären der Löschwirkung von Wasser Die Glühbirne Eine Möglichkeit entwickeln, um den Glühdraht vor Oxidation zu schützen

37 Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen Dezember 2006 ARBEITSPHASE Entwickeln Sie selbst eine Aufgabe mit gestuften Hilfen, die Sie in Ihrem Unterricht in den nächsten Wochen einsetzen können. Suchen Sie sich dazu einen Partner. Gestalten Sie Aufgabe und Hilfen so, dass sie anschließend von anderen ausprobiert werden können!


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