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AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Beispiel nach dem forschenden UV Die Reduktion (Sek. I) methodische Vorüberlegungen Fachliche.

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1 AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Beispiel nach dem forschenden UV Die Reduktion (Sek. I) methodische Vorüberlegungen Fachliche Voraussetzungen auf Schülerseite Oxidation als Reaktion mit Sauerstoff (Cu + O) Wasserstoff als Element und seine Reaktion mit Sauerstoff (Knallgasreaktion z.B. über Seifenblasen) Energiebeteiligung bei Synthese und Analyse Lehrziel Kompetenzbereich Fachwissen: Erkennen, dass die Affinität von H zu O benutzt werden kann, um O aus Oxiden zu entfernen (Sauerstoffentzug als Reduktion). Methodenwahl Wenig Vorwissen vorhanden; also induktiver Zweig mit weiterführendem Experiment. Lehrerexperiment mit Wasserstoff.

2 AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Beispiel: forschend-entwickelndes bzw. entdeckendes UV Sek. I Problemstellung (entwickelnd): Leider kommt Kupfer in der Natur nur als Oxid CuO vor. Wir benötigen aber das wertvolle Metall Cu. Wir suchen eine Methode, wie man den Sauerstoff aus der Verbindung entfernen kann. Artikulationsstufe 1: das Problem Artikulationsstufe 2: Anbieten der Lösung bzw. Planung der Lösung W: Bsp. für Reaktionen mit Sauerstoff, die im Unterricht behandelt wurden: Mg+O 2, H 2 +O 2, S+O 2,... Planung Variante a: nur theoretisch (Kreidechemie) Mg oder H könnten den Sauerstoff aus CuO entfernen Planung Variante b: auch Versuchsapparatur (mit Wasserstoff als brennbarem Gas). Überlegung: In welcher Form sind Produkte zu erwarten? Kupferoxid + Wasserstoff Kupfer + Wasser Problemgewinnung (entdeckend): Lernender: ich habe einen Stein bekommen, von dem es heißt, da sei Kupfer drin. Der ist aber blau und nicht rot (wie das mir bekannte Kupfer).

3 AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Beispiel: forschend-entwickelndes bzw. entdeckendes UV Sek. I Artikulationsstufe 3: Durchführung Aufbau unter Schülerbeteiligung, aber Lehrerexperiment. Ergebnis: Man erkennt rotes Kupfermetall und kann in der Kühlschlaufe Wasser auffangen. Artikulationsstufe 4: Abstraktion BildhaftVersuchsskizze: Arbeitsblatt beschriften oder Hefteintrag. VerbalWortgleichung; Definition historisch: Reduktion ist der Entzug von O aus einer Verbindung. SymbolhaftCuO(s) + H 2 (g) Cu(s) + H 2 0(g) H<0 Artikulationsstufe 5: Sicherung Hefteinträge Anwendung Übungen Erfolgskontrollen: 1.Beschreiben Sie, wie man aus folgenden Verbindungen Sauerstoff entfernen kann CuO (Anforderungsbereich I Wiedergeben, früher: Reproduktion), Fe 2 O 3 (Anforderungsbereich II einfache Anwendung, früher: Reorganisation), 2.Stellen Sie aus Germanium(IV)-oxid das Element her (Anforderungsbereich III, elaborierte Anwendung, früher: Transfer)

4 Die forschenden Unterrichtsverfahren Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Artikulationsstufe:Hauptverantwortlich 1 Problemstellung / Problemfindung Lehrende Lernende 2 Lösung(s- planung) Lehrende Lernende 3 Lösung LehrendeLernende 4 Abstraktion Lehrende Lernende 5 Sicherung Lehrende Lernende Unterrichtsmethode: Forschend- entwickelnd Forschend- entdeckend structured inquiryguided inquiryopen inquiry W. Wagner nach H. Schmidkunz, B. Koliander und R. Bonnstetter

5 AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Artikulationsstufen der forschenden Unterrichtsverfahren 1. Problemstellung bzw. -findung 2. ggf. Planung der Lösung Artikulationsstufen Problemgrund Realobjekt, Experiment, AV- Medium, Erzählung... ProblemfindungDurch den Lernenden selbst oder Lehrerimpuls ProblemformulierungVerbalisierung, schriftliche Fixierung DenkphasenMittel Analyse Bereitstellung von zur Lösung benötigten Kenntnissen Sammeln von Schülerbeiträge Vorschlägen Entscheidung für Diskussion einen Vorschlag

6 AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Artikulationsstufen der forschenden Unterrichtsverfahren 3. Durchführung des Lösungsvorschlages bzw. Lösungspräsentation 4. Abstraktion Planung der praktischen Gruppenarbeit Tätigkeit Durchführung Schülerexperimente Zusammentragen Forum: Vorträge der Ergebnisseder Arbeitsgruppen Grad: bildhaft (z.B. Versuchsskizze, Fließschema) verbal (z.B. Beschreibung, Wortgleichung) symbolhaft (z.B. Formel, Formelgleichung, Diagramm) Form: Unterrichtsgespräch, Lehrervortrag Schülerbeitrag Übungsaufgabe

7 AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Artikulationsstufen der forschenden Unterrichtsverfahren 5. SicherungFixierung und Übung Wie Erfolgskontrollen auch auf den Stufen möglich: Anforderungsbereich IWiederholung (durch Schüler) Anforderungsbereich II(Übungs)Aufgaben (mit anderen Werten) Anforderungsbereich IIIÄhnlich gelagerte bis weniger verwandte Problemstellung

8 AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Kritik der forschenden UV Vorteile: + Exakte Gliederung und Planung möglich (entwickelnd) + entdeckend: sehr lerneffektiv (spricht alle psychischen Dimensionen an: kognitiv, affektiv, psychomotorisch). + Balancierte Anteile an Lehrer- und Schüleraktivitäten (je nach Anteil entwickelnd/entdeckend). + Raum für spontane Änderungen gegenüber der Planung (entdeckend). + entwickelnd bis entdeckend: gesamte Bandbreite an Schüleraktivitäten (Ausmaß an Selbständigkeit, Schwierigkeitsgrad,...) ist möglich.

9 AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Kritik des forschend-entwickelnden UV II Nachteile (entdeckend): - wenig zeiteffektiv. - Die Kombination des nötigen Betreuungsgrades mit der Zahl der Gruppen erfordert kleinere Klassen. - Hohe Anforderung an die materielle und räumliche Ausstattung. Vorsicht: - Häufig Verwechslung mit gängelndem Herausfragen. - Nicht für alle Themen sinnvoll und / oder möglich. - Führung für den Lehrer sehr anspruchsvoll.

10 AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Mögliche Stundenstrukturen Problemgewinn. 1 Lösungsplanung 1 Lösung 1 Abstraktion 1 Lehrziel 1 Erfolgskontrolle 1 Sicherung 1 Inhaltl. NeuansatzMethodenwechsel Problemgewinn. 2 Lösungsplanung 2 Lösung 2 Abstraktion 2 Erfolgskontrolle 2 Sicherung 2 Lehrziel 2 Problemstellung 2 Lösung 2 Erfolgskontrolle 2 Sicherung 2 Lehrziel 2 lehrerzentriert schülerorientiert

11 Ausblick: Freiheiten der Lernenden Lehrervortrag Selbsttätigkeit Zuhören Experiment durchführen ExperimentierenExperiment auswerten Problem lösen Experiment planen Problem finden Forschen Autonomes Lernen Sozialform selbst bestimmen Autonomes Lernen Ziel Inhalt Zeit Lernort Methode Tätigkeit, ggf. zusätzlichMethode Ohne Systemwechsel möglich selbst bestimmen

12 Ausblick: Problemorientierung problemorientierte UM Unterrichtsmethoden forschend historisch Freiarbeit Spiel Projekt fragend


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