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Aufgaben im naturwissenschaftlichen Unterricht

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Präsentation zum Thema: "Aufgaben im naturwissenschaftlichen Unterricht"—  Präsentation transkript:

1 Aufgaben im naturwissenschaftlichen Unterricht
Dr. Lutz Stäudel, Leipzig

2 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Die verwendeten Materialien sowie die Präsentation zu diesem Workshop finden Sie ab Freitagabend hier: 2014_Meissen_Aufgaben oder Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

3 Zum Start: Eine kleine Aufgaben-Sequenz
Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

4 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Eine Untersuchung Es soll systematisch untersucht werden, was passiert, wenn Wasser auf Schreibtinte trifft. Material: Glas, Wasser, saugfähiges Papier, Fineliner Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

5 Eine „Aufgabe“ in Kooperation
Mit der alle-Methode (Think – pair – share) Lehrkraft stellt eine Frage ? ? Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel ? ? ? ? ? ? ? 1-2-4-alle ? ? ?

6 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
1-2-4-alle Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

7 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
1-2-4-alle Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

8 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
1-2-4-alle Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

9 Eine experimentelle „Aufgabe“
Und jetzt führen Sie bitte das Experiment / die Unter- suchung mit einem Partner zusammen durch! Entspricht das Ergebnis Ihren Erwartungen? Empfanden Sie sich durch die Vorbereitung besonders auf den Vorgang fokussiert? Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

10 Eine „Aufgabe“ zur Auswertung
Ihr habt eben eine Untersuchung dazu durchgeführt, wie Wasser mit Schreibtinte reagiert. Schreibt eure Beobachtungen jetzt auf, verwendet dazu die Wörter aus der folgenden Liste: Farbfleck / Wasser / aufsteigen / lösen / schwarz / bunt / Papier / eintauchen / Tintenpunkt / Wasseroberfläche / trennen / … „Methodenwerkzeuge“ „Förderung Fachsprache“ Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

11 Eine „Aufgabe“ zum Transfer
Karl hat gestern einen Krimi im Fernsehen gesehen. „Die von der KTU haben festgestellt, dass da eine Unter- schrift gefälscht war, einfach mit einem anderen Füller ..“, erzählt er seinem Freund Leon. Worauf Leon nickt und sagt: „Das kann ich auch, zwei verschiedene Tintenroller von- einander unterscheiden, auch wenn sie beide schwarz schreiben.“ „Du Angeber!“ sagt Karl, aber Leon holt schnell ein paar Sachen aus der Küche. „Gib mir mal deinen Stift, ich hole meinen, dann zeig ich dir, wie das geht!“ Wie wird Leon seine Idee Umsetzen? Was braucht er dazu? Was wird am Ende zu sehen sein? „Aufgaben mit gestuften Hilfen“ Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

12 Noch eine experimentelle „Aufgabe“
Führen Sie bitte die vergleichende Untersuchung der beiden Stifte mit einem Partner zusammen durch! Die Bildungsstandards für den Chemieunterricht kennen das Basiskonzept „Struktur und Eigen- schaften“. Was kann diese Versuchs- reihe zum Aufbau dieses Konzepts Ihrer Meinung nach beitragen? Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

13 Aufgaben zur Kompetenzfeststellung
Diagnosebogen zur Selbsteinschätzung Bogen für die Partnerdiagnose „Aufgaben für Diagnose von Lernständen und Feedback“ Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

14 Eine „Aufgabe“ zur Leistungskontrolle
„Testaufgaben“ … … werden wir in der Veranstaltung im Februar 2015 gemeinsam erstellen Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

15 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Was Sie heute erwartet Heute vormittag Ein Input über die Bedeutung von Aufgaben Aufgabenvielfalt Arbeitsphase: eine Aufgabe mit einem Methodenwerkzeug gestalten Austausch Heute nachmittag Was „gute Aufgaben“ ausmacht Aufgaben variieren Arbeitsphase: weiteres Thema gestalten Und morgen: mit Aufgaben differenzieren Aufgaben mit gestuften Hilfen Aufgaben zur Diagnose und zum Feedback Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

16 Aufgaben für verändertes Lernen
Aufgaben für eine veränderte Unterrichtsgestaltung Aufgaben zur Förderung selbstständigen Lernens (anspruchsvolle) Aufgaben für die kognitive Aktivierung der Schülerinnen und Schüler Aufgaben zur gezielten Unterstützung des Kompetenzaufbaus Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

17 1. Aufgaben für eine veränderte Unterrichtsgestaltung
Josef Leisen:Qualitätssteigerung des Physikunterrichts durch Weiterentwicklung der Aufgabenkultur. In: MNU 54/7 2001, S. 401 – 405 Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

18 1. Aufgaben für eine veränderte Unterrichtsgestaltung
Stichwort: Methodenvielfalt Stichwort: Alle Schüler erreichen (konstruktivistische Sicht aufs Lernen) Stichwort: Selbstdifferenzierende Lernumgebungen Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

19 2. Aufgaben... zur Förderung selbstständigen Lernens
Überantwortung von Teilen des Lern- und Erkenntnisprozesses Nutzung kooperativer Lernformen Nutzung von Peer-Group-Effekten Unterstützung der „Selbstwirksamkeits-erwartung“ („Ich kann das …“) Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

20 Zum Stichwort „Peer-Group“
LEV VYGOTSKI ( ) Zone der proximalen Entwicklung Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

21 2. Aufgaben... zur Förderung selbstständigen Lernens
Dabei …. Schüler dort abholen, wo sie sich momentan befinden (lebensweltliche Erfahrungen, Vorwissen, …) Anforderungen nicht an einem angenommen Durchschnitt orientieren (Differenzierung als Prinzip) keine leistungshomogenen Gruppen forcieren, sondern mit Heterogenität arbeiten Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

22 2. Aufgaben... zur Förderung selbstständigen Lernens
Heterogenität in allen Klassen Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

23 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
„Lernen sichtbar machen“ John Hattie (2009, deutsch: 2014) Was ist lernwirksam? d = Maß für die Effektstärke d < 0: negativer Effekt 0 < d < .20: kein bzw. zu vernach- lässigender Effekt .20 < d < .40: kleiner Effekt .40 < d < .60: moderater Effekt d >. 60: großer Effekt 800 Metanalysen Studien 250 Mio Schüler Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

24 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Was hilft nicht und schadet nicht? (0 < d < 0.2) Offener Unterricht d = .01 Leistungsgruppierung d = .12 Interne Differenzierung d = .16 Web-basiertes Lernen d = .18 Team Teaching d = .19 Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

25 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Was hilft ein wenig? (0.2 < d < 0.4) Reduzierung der Klassengröße d = .21 Individualisiertes Lernen d = .22 Teaching to the Test d = .22 Finanzielle Ausstattung d = .23 Summer Schools d = .23 Integration/Inklusion d = .28 Hausaufgaben d = .29 Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

26 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Was hilft ein wenig? (0.2 < d < 0.4) Externe Differenzierung für Leistungsstarke d = .30 Entdeckendes Lernen d = .31 Induktives Unterrichten d = .33 Regelmäßige Tests/Leistungskontrollen d = .34 Störungsprävention d = .34 Schulleitung d = .36 Lehrerfortbildung d = .37 Time on task d = .38 Zusatzangebote für Leistungsstarke d = .39 Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

27 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Was hilft schon mehr? (0.4 < d < 0.6) Angstreduktion d = .40 Kooperatives Lernen d = .41 Ein hohes Selbstvertrauen der Schüler d = .43 Kleingruppenlernen d = .49 Classroom Management d = .52 Peer Tutoring d = .55 Herausfordernde Ziele setzen d = .56 Concept Mapping d = .57 Arbeit mit Lösungsbeispielen d = .57 Direkte Instruktion d = .59 Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

28 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Was hilft richtig? (0.6 < d ) Regelmäßige Tests mit Feedback d = .62 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 Akzelerationsprogramme d = .88 Formatives Assessment d = .90 Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

29 „Anspruchsvolle Ziele setzen“
Hattie: „Anspruchsvolle Ziele setzen“ d = .56 3. (anspruchsvolle) Aufgaben für die kognitive Aktivierung der Schülerinnen und Schüler Konstruktivistische Sicht auf das Lernen – Lernen als Konstruktion Aktive Aneignung statt passive Rezeption Vermittlung von Erfolgserlebnissen und Stärkung der Motivation Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

30 4. Aufgaben zur gezielten Unterstützung des Kompetenzaufbaus
Mit Aufgaben akzentuieren (z.B. bereichsspezifische Lesefähigkeit, …) Mit Aufgaben differenzieren (Variation der Bearbeitungstiefe, …) Aufgaben zum Üben und Wiederholen Aufgaben zum Verknüpfen von Konzepten und Prozeduren Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

31 Und jetzt zum Praktischen
Der Graph beschreibt den Wasserstand in einer Badewanne. Erzähle eine Geschichte dazu! Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

32 Aufgaben mit Methodenwerkzeugen gestalten
Zwei bewährte Methodenwerkzeuge Wortgeländer Denk- und Sprechblasen Zwei wichtige Kompetenzen Wechsel der Darstellungsform / Dekodieren von naturwissenschaftlich- technischen Informationen Produktion von fachbezogenen Texten Jeweils zwei Beispiele WG: Abbildung an der Linse / Evolution DSB: Phasendiagramm / Stoffkreislauf Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

33 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Arbeitsphase Machen Sie sich mit einigen der ausgelegten Methodenwerkzeuge vertraut. Wählen Sie eines und gestalten Sie damit einen fachlichen Inhalt, der in Ihrem Unterricht der kommenden Wochen eine Rolle spielen wird. Stellen Sie anschließend Ihr Ergebnis im Plenum vor. Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

34 Methodenwerkzeuge Woher sie kommen Wozu sie dienen
Zusammengestellt und teil- weise neu entwickelt von Lehrkräften im Auslands- schuldienst. Erstmals veröffentlicht von Josef Leisen (Studienseminar Koblenz / Universität Mainz). (1998) Adaptiert und weiter entwic- kelt in den SINUS-Projekten mehrerer Bundesländer. (ab 1998) Unterstützend zur Erzeugung von Methodenvielfalt im Unterricht.

35 Methodenwerkzeuge - Übersicht
Wortliste Wortgeländer Sprechblasen Lückentext Wortfeld Text-/Bildpuzzle Bildsequenz Filmleiste Fehlersuche Lernplakat Mind-Map Ideennetz Blockdiagramm Satzmuster Fragemuster Bildergeschichte Worträtsel Strukturdiagramm Flussdiagramm Zuordnung Thesentopf Dialog Abgestufte Lernhilfen Archive Heißer Stuhl Domino Memory Würfelspiel Partnerkärtchen Kettenquiz Zwei aus Drei Stille Post Begriffsnetz Kartenabfrage Lehrer-Karussell Kärtchentisch Schaufensterbummel Kugellager Expertenkongress Aushandeln Quelle: Leisen Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

36 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Methodenwerkzeuge zur Unterstützung fachsprachlich angemessener Formulierung zur Erarbeitung und Kommunikation fachlicher Inhalte zur Strukturierung und Hierarchisie-rung vorhandener Kenntnisse zur Wiederholung, Festigung und Vertiefung Wortliste Kugellager Mindmap Lückentext Wortfeld Lernplakat Conzeptmap Memory Wortgeländer Thesentopf Flussdiagramm Heißer Stuhl Textpuzzle Filmleiste Begriffsnetz Ketten-Quiz Satzmuster Dialog Zuordnung Stille Post Fragemuster Archive Kärtchentisch Domino Sprechblasen Schaufenster-bummel Kartenabfrage Partner-Kärtchen Bildergeschichte Aushandeln Bildsequenz Kreuzworträtsel Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

37 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Arbeitsphase Machen Sie sich mit einigen der ausgelegten Methodenwerkzeuge vertraut. Wählen Sie eines und gestalten Sie damit einen fachlichen Inhalt, der in Ihrem Unterricht der kommenden Wochen eine Rolle spielen wird. Stellen Sie anschließend Ihr Ergebnis im Plenum vor. Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

38 Was eine gute Aufgabe ausmacht
günstig: aus einem Kontext heraus entwickelt (vgl. Chemie / Physik / Biologie im Kontext sowie die Konstruktion von PISA-Aufgaben) günstig: eher offen als geschlossen (kann sich auf Ergebnisse beziehen wie auch auf die Lösungswege) günstig: selbstdifferenzierend (spricht unterschiedliche Fähigkeitsniveaus; kann mit unterschiedlicher fachlicher Vertiefung gelöst werden) günstig: unterstützt Kooperation und Kommunikation (weitgehend unabhängig von der konkreten Aufgabe; aber eine Frage der Formulierung) günstig: aktiviert Vorwissen / ist kognitiv herausfordernd (anspruchsvolle Fragestellungen lösbar wenn Hilfen angeboten werden) Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

39 Aufgaben mit 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 Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

40 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Zum Kennenlernen Bitte wählen Sie mit Ihrem Partner eine Aufgabe, die Sie noch nicht kennen. 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. Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

41 Gestufte Hilfen Lernstrategische Hilfen Inhaltliche Hilfen
Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

42 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
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? Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

43 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! Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

44 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 als Neuerarbeitung • Aktivierung und Reorganisation von Vorwissen Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

45 Läuft das Glas aus? Ein Beispiel für den nw 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. Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

46 Selbstdiffe-renzierend Form der Lösung erkennbar
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 Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

47 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. Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

48 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. Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

49 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. Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

50 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Zur Gruppenarbeit: Planen Sie Aufgaben zur 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 Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

51 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. Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

52 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel

53 Aufgaben und Kompetenzen
Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

54 Aufgaben und Kompetenzen
Was leicht möglich ist: Zuschnitt einer Aufgabe auf einen Kompetenzaspekt, z.B.: - Erkenntnisgewinnung / Nutzung einer Modellvorstellung - Kommunikation / Wechsel der Darstellungsform Was möglich ist: Veränderung und Bestimmung der Anforderungen, z.B.: - Informationen wiedergeben -> I. veranschaulichen - Argumente zur Bewertung nutzen -> reflektieren Was kaum möglich ist: Formulierung einer Aufgabe „auf den Punkt“ Statt dessen: Wahl des Inhaltsfeldes ungefähre Bestimmung der Zielebene Entwicklung der Aufgabe Analyse der Anforderungen Nachjustieren der Anforderungen Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

55 Veränderung der Anforderungen
Niveaudifferenzierte Lernstationen (Bsp. Nanotechnologie) Station / Thema & Methode AFB 1 AFB 2 AFB 3 Station 2 Warum haben Nano- teilchen eine relativ große Oberfläche? Arbeit mit Modellen Würfel wird in 8 kleinere zerlegt. Beschreibung der Oberflächen-vergrößerung bei zunehmendem Zerteilungsgrad anhand eines Würfels, der in 8 kleinere zerlegt wird. Berechnung der Oberflächen-vergrößerung anhand eines Würfels mit vorgegebener Kantenlänge Wie AFB 2, jedoch immer weiter ge-hende Zerteilung; Ableitung einer mathematischen Regel, die den Zusammenhang von Z-Grad und O-Vergr. wiedergibt. Station 4 Tyndall-Effekt, Größe von Nano-teilchen, Experiment mit LP Durchführung von Experimenten zum T.-Effekt, Protokoll, Definition des T.-Effekts Wie AFB 1 + Erklärung der Beobachtungen; Vermutungen über die Teilchengröße Wie AFB 1 + Erarbeitung einer Definition des T-Effekts anhand e. Abb.; Zusammen-hang Teilchen-größe und Licht P. Wlotzka, P. Woldt, M. Busch: Klein – kleiner – winzig. Uch 111/112 (2009) S.56 ff. Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

56 Aufgaben ein Thema, verschiedene Anforderungen
Über Nacht ist es kalt geworden, die Pfützen vom Regen gestern sind zu Eis gefroren. Erläutere wie das passiert ist. Im Verkehrsfunk wird vor Blitzeis gewarnt. Bei welchen Wetterverhältnissen kann das auftreten? Eine schonende Methode zur Konservierung von Lebensmitteln ist das Gefriertrocknen. Entwickle eine konsistente Vorstellung davon wie dies funktioniert Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

57 Aufgaben ein Thema, verschiedene Anforderungen
Der Grad der Anforderung ist immer auch abhängig vom vorhergehenden Unterricht! Eine unabhängige Bestimmung des Anforderungs- bereichs ist nur bedingt möglich. Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

58 Aufgaben ein Thema, verschiedene Anforderungen
Sie finden auf Ihrem Arbeitsblatt Aufgabenbeispiele aus allen drei naturwissenschaftlichen Bereichen. Charakterisieren Sie für eine der Aufgabengruppen die jeweils angesprochenen Kompetenzbereiche sowie die damit verknüpften Anforderungsgrade. Machen Sie dazu geeignete Annahmen über den vorhergehenden Unterricht. Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

59 Aufgaben (aus-)differenzieren
? Methoden-werkzeuge Auflösung der gleichen Zugangsweisen Auflösung des gleichen Anspruchsniveaus ? Auflösung des gleichen Tempos Auflösung der gleichen Lerninhalte und -ziele Differenzieren und Individualisieren. In: Praxis der Mathematik in der Schule 49 (2007) 17 Verändert nach: Stephan Hußmann / Susanne Prediger: Mit Unterschieden rechnen – „Wochenplan“ Übungsmat. Verbindliche Anforderungen für alle als gemeinsame Basis Mindest- Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

60 Auflösen des gleichen Anspruchsniveaus
z.B.: Biologieunterricht / NW-Unterricht Das Mikroskop Arbeitsblatt bleibt gleich. Variation des Anspruchsniveaus durch zunehmende Strukturierung des beschreibenden Textes. Quelle: Elke Peter: Mikroskopieren lernen. In: lernchancen 42/2004, S Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

61 Auflösen des gleichen Anspruchsniveaus z.B. das Mikroskop
Text eigenständig zu erschließen Text mit Hervor- hebungen Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

62 Auflösen des gleichen Anspruchsniveaus z.B. das Mikroskop
Begriffe und zugehörige Erläuterungen Kärtchen zum Ordnen - anschließend Skizze beschriften Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

63 Veränderung des Anspruchsniveaus durch Variation des im Aufgabenstamm
Statt die Aufgabenstellung direkt zu verändern kann man auch den Aufgabenstamm variieren: 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) Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

64 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Auflösen des gleichen Anspruchsniveaus durch Variation des Aufgabenstamms Aufgabe mit „Stamm“ Ihr habt in der letzten Stunde beobachten können, wie sich verschiedene Salze in Wasser lösen. Ihr sollt von diesen Beobachtungen ausgehend eine Vorhersage für folgenden Versuch machen: In eine Petrischale mit Wasser werden an den gegenüberliegen- den Seiten je etwas festes Koch- salz und etwas festes Silbernitrat gegeben. Wo wird eurer Meinung nach zuerst eine Reaktion stattfinden? Reaktionen in der Petrischale Aufgabe ohne „Stamm“ In eine Petrischale mit Wasser werden an den gegenüberliegenden Seiten je etwas festes Kochsalz und etwas festes Silbernitrat gegeben. Wo wird eurer Meinung nach zuerst eine Reaktion stattfinden? Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

65 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Auflösen des gleichen Anspruchsniveaus durch Variation des Aufgabenstamms Reaktionen in der Petrischale Aufgabe mit erweitertem „Stamm“ und visuellem Anker Ihr habt in der letzten Stunde beobachten können, wie sich verschiedene Salze in Wasser lösen. • Wenn man einen Kochsalzkristall in Wasser legt, dann kann man sehen, wie sich ausgehend vom Feststoff Schlieren bilden. • Löst man ein Körnchen Kaliumperman- ganat in Wasser, dann sieht man, wie sich die lilagefärbte Zone immer weiter ausdehnt. Ihr sollt von diesen Beobachtungen ausgehend eine Vorhersage für folgenden Versuch machen: Aufgabe In eine Petrischale mit Wasser werden an den gegenüberliegen- den Seiten je etwas festes Koch- salz und etwas festes Silbernitrat gegeben. Wo wird eurer Meinung nach zuerst eine Reaktion stattfinden? Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

66 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Auflösen des gleichen Anspruchsniveaus durch Variation des Aufgabenstamms Arbeitsphase Suchen Sie eine Aufgabe, die Sie kürzlich eingesetzt haben, und verändern Sie deren Aufgabenstamm -> in Richtung auf geringere Anforderungen -> in Richtung auf gesteigerte Anforderungen Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

67 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Auflösen der gleichen Lerninhalte und –ziele durch Variation der Bearbeitungstiefe Reaktionen in der Petrischale Aufgabe In eine Petrischale mit Wasser werden an den gegenüberliegen- den Seiten je etwas festes Koch- salz und etwas festes Silbernitrat gegeben. Wo wird eurer Meinung nach zuerst eine Reaktion stattfinden? Begründet und beschreibt dabei möglichst genau, was auf der Ebene der Teilchen / auf molekularer Ebene passiert. Erforderliches Vorwissen: * Lösungsprozesse * Brownsche Bewegung * Reaktion Chlorid- + Ag-Ionen Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

68 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Auflösen der gleichen Lerninhalte und –ziele durch Variation der Bearbeitungstiefe Arbeitsphase Denken Sie an eine Aufgabe, die Sie kürzlich verwendet haben und versuchen Sie, deren Bearbeitungstiefe/ Kompetenzanforderung zu verändern! Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

69 Aufgaben zur Kompetenzfeststellung
Diagnosebogen zur Selbsteinschätzung was kann ich gut / ein wenig / noch nicht Diagnosebogen zur Arbeit mit einem Partner Zu Aussagen Stellung nehmen und begründen, anschließend: Austausch mit dem Partner und gemeinsame Korrektur Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

70 Aufgaben zur Kompetenzfeststellung
Diagnosebogen zur Selbsteinschätzung Inhalt Bogen für die Partnerdiagnose Aussage Probieren Sie bitte die Bögen aus! Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

71 Aufgaben zur Kompetenzfeststellung
Diagnosebogen zur Selbsteinschätzung Bogen für die Partnerdiagnose Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

72 Aufgaben zur Kompetenzfeststellung
Diagnosebogen zur Selbsteinschätzung was kann ich gut / ein wenig / noch nicht Diagnosebogen zur Arbeit mit einem Partner Zu Aussagen Stellung nehmen und begründen, anschließend: Austausch mit dem Partner und gemeinsame Korrektur Lehrkraft kann gezielt Hilfen zur Beseitigung der Lücken anbieten – sollte aber keine (Noten-)Bewertung aus dem Bogen ableiten. Lehrkraft kann z.B. anonym einsammeln, um ein Bild vom Leistungsstand der Lerngruppe zu erhalten oder auch individuelle Hilfe anbieten. Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

73 In 3 Schritten zu einem Diagnosebogen
Inhaltliche Bestimmung Präkonzepte / alternative Konzepte Konstruktion der Items Wählt eines der 3 Beispiele und versucht, die Argumentations- und Konstruktionslinie nachzuvollziehen. Wie würde das in Eurem Fach aussehen? Welcher Inhalt ist eben abgeschlossen, so dass er sich zur Untersuchung eignet? Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

74 Aufgaben zur Kompetenzfeststellung
Arbeitsphase Erstellt entweder einen Diagnosebogen zur Selbsteinschätzung oder einen Diagnosebogen für die Partnerarbeit Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

75 Diagnosebögen ausprobieren!
Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

76 Meißen - 04./05.12.2014 - Dr. Lutz Stäudel
Instrument zur Aufgabenanalyse Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel

77 Vielen Dank für Ihr Interesse und für Ihre rege Mitarbeit!
Meißen - 04./ Dr. Lutz Stäudel


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