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16:00Begrüßung Geleitwort von Prof. Dr. Falk Rieß, Didaktik und Geschichte der Physik 16:10 PIKO – Neue Wege in der Lehrerfortbildung Dennis Nawrath und.

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1 16:00Begrüßung Geleitwort von Prof. Dr. Falk Rieß, Didaktik und Geschichte der Physik 16:10 PIKO – Neue Wege in der Lehrerfortbildung Dennis Nawrath und Prof. Dr. Michael Komorek, Uni OL 16:30 Einblicke in die Arbeit der Sets Dr. Thorsten Bell, IPN – Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften, Kiel 17:15 Kaffeepause 17:35 Teams, Themen & Termine 18:30 Informeller Ausklang/weitere Fragen Auftakt von Physik im Kontext (piko-OL)

2 Probleme, Anforderungen und Chancen im Physikunterrichts 2000, 2003: Leistungen deutscher 15jähriger Schülerinnen und Schüler sind teilweise unterdurchschnittlich PISA-I-Plus 2006: Lernzuwachs in einem Schuljahr ist kaum erkennbar (98-04): Im Physikunterricht herrscht vorwiegend methodische Monokultur; kognitive Anregung ist begrenzt; mangelnde Einbettung von Experimenten. methodische Weiter- entwicklung! 2004: Bildungsstandards im Fach Physik sind zu definieren und umzusetzen KMK - Kerncurriculum Schulcurriculum - AG-Angebote - Einheitliche Prüfungsanforderungen und Lernstandserhebungen

3 BMBF, Länder: Physik im Kontext SINUS Transfer BLK: SINUS BMBF: Lernort Labor DFG: BiQua Videostudie Physik PIKO – Neue Wege in der Lehrerfortbildung BMBF, Länder: Chemie im Kontext Biol. Im Kontext

4 Leitlinien des Programms 1.Die Entwicklung der methodischen Struktur des Physikunterrichts und einer neuen Lehr-Lern-Kultur 2. Die Förderung des naturwissenschaftlichen Denkens und Arbeitens sowie des Anwendens 3. Die Vermittlung von Grundideen moderner Physik und moderner Technologien

5 Netzwerkstruktur + Kooperations- partner Schulset Setschule - externe Schulen - Lehrer - Fachdidaktiker - Institute

6 Hamburg Mai 2004; 48 TN Würzburg Sep 2004; 7 TN Saarland Nov 2005; 11 TN Speyer Sep 2006; 11 TN München Jul 2003; 8 TN Bran denburg Jan 2004; 15 TN Dortmund Nov 2005; 9 TN Oldenburg Feb 2007 Thüringen Jun 2004; 6 TN Berlin Mär 2004; 14 TN OWL Apr 2004; 9 TN Kassel Sep 2004; 7 TN Ludwigsburg Sep 2004; 11 TN Schleswig-Holstein Okt 2004; 7 TN SH: Mechanik, Kl.8: Verkehrsicherheit Sensoren HH: - Zimmermodell zur Elektrizitätslehre, Kl. 8 - Energieflüsse beim Menschen - Lernstationen: Energieformen, Sprungeigenschaften von Bällen B: Statik (Brücken aus Nudeln) NRW: - Wetter, Kl. 9/10 - Bewegungsanalyse per Video BW: - Kl. 9/10: Sensorik BB: Experimentieren und Modellieren im Anfangsunterr. Sets und Schwerpunkte seit 2004/05

7 symbiotische Kooperation Expertise der Lehrkräfte Expertise der Fachdidaktik und Lehrerfortbildung

8 Sinnstiftende Kontexte aus: Alltag, Technik, Gesellschaft - Schüler betreffend - von ihnen als wichtig wahrgenommen Lernen von Physik Physik des Sports Physik im Kontext von Biologie und Medizin Physik im sinnstiftenden Kontext (Heinz Muckenfuß) wodurch wird ein Kontext sinnstiftend? wie gelingt es, dass der Kontext mehr als Illustration oder Beispiel ist? wie lässt sich ein Kontext durchhalten, so dass S. nicht nur die Physik, sondern auch den Kontext besser verstehen? Kontexte des Lernens von Physik

9 Sinnstiftende Kontexte aus: Alltag, Technik, Gesellschaft - Schüler betreffend - von ihnen als wichtig wahrgenommen Kontext Lernumgebung - kognitiv anregend - Kompetenzen fördernd - nachhaltig Lernprozesse unterstützend Lernen von Physik Kontext Schule - Fächer, Schul- und Klassenklima - Mitschüler, Lehrer, Schulausstattung außerschulische Kontexte - Freunde, Eltern, Medien, außerschulische Lernorte Schülerlabore, Science Center (z.B. Phänomenta), Industriemuseen etc. Kontexte des Lernens von Physik

10 Methodisch-organisatorischer Rahmen von piko-OL Forschung Fortbildung Entwicklung Erprobung regelmäßige Treffen Freistellung Arbeiten im Netzwerk

11 Thorsten Bell IPN - Kiel Physik im Kontext Einblicke in die Arbeit der piko-Sets Schleswig-Holstein und Hamburg

12 Das piko-Set Schleswig-Holstein Größe: 7 Pers. / 6 Schulen (aktuell) Start: Oktober 2004 Schultypen: RS, HS, GS Einzugsgebiet: ganz Schleswig-Holstein Dauer / Häufigkeit: 3 Std. / 10 mal im Schuljahr Themen: Bewegung – mal anders Verkehrssicherheit (Mechanik) Farbsehen / Fleischtheke (Optik) Windenergie (Energie/-versorgung) Spez. Perspektive: forschendes Lernen Treffpunkt: Kiel, z.T. an Schulen

13 Schleswig-Holstein: forschendes Lernen Orientieren Problem formulieren Ideen äußern Untersuchung planen Informationen suchen Wissen ausdrücken (modellieren) Vermuten Experimentieren Auswerten Vergleichen Ergebnisse formulieren Präsentieren Reflektieren

14 Forschendes Lernen als Zielperspektive Kleine Schritte dahin definieren ! Forschendes Lernen in Reinkultur bedeutet einen sehr hohen Anspruch! Forschendes Lernen als Fernziel

15 Forschendes Lernen als Fernziel Schüler zum selbstständigen Wissenserwerb hinführen Arbeitsweisen / Kompetenzen fördern Schwierigkeitsgrad (Offenheit) an Fähigkeiten anpassen In langfristigen Entwicklungen denken Forschendes Lernen als Zielperspektive

16 Erkenntnis- gewinnung Kommuni- kation Fachwissen Bewertung spielt in alle Prozesse mit hinein Schwerpunkt beim forschenden Lernen soll alle Prozesse begleiten als Teil der Reflexion, v.a. am Ende Bezug zu den Bildungsstandards

17 Arbeit des piko-Sets Schleswig-Holstein Okt 2004Aug 2005Sep 2006 Bewegung (Klasse 8) Verkehrssicherheit (Klasse 9) Windenergie (Kl.10) Jul 2007 Farbsehen (Klasse 9) Lehrplanthemen / altbekannte Themen in neuem Gewand; von Lehrkräften gewünscht mehrere fachfremde Lehrkräfte verschiedene Schultypen bei Settreffen öfter experimentiert / gebastelt ein Ganztagstreffen Bis zu 3 Arbeits- gruppen 2004 / / / 07

18 Die piko-Einheit Sicherheit im Straßenverkehr Mechanik im Kontext Verkehrssicherheit Anlass: Führerschein Klasse S seit 1. Februar 2005 Quads und Leichtautos; Sicherheitsdebatte

19 Sicherheit im Straßenverkehr Klassenstufe 9 Bezug zum Lehrplan:Dauer Mechanik im Dienste der Verkehrssicherheit 12 Unterrichtsstunden Ziele der Unterrichtseinheit Inhaltliche SchwerpunkteMethodische Schwerpunkte Kräfte beim Zusammenstoß Funktion von Knautschzonen Messung mit Kraftsensor Elemente forschenden Lernens: Experimentieren an Stationen (E8/9), Vermuten (E6), Konstruieren, Präsentieren (K6), Bewerten (B3) Unterrichtsbausteine Anzahl der Stunden Unterrichtsbausteine (Elemente forschenden Lernens) 2Wiederholung 1Einstieg (Orientieren, Fragen stellen) 5 Experimentierstationen (Vermuten, Experimenten) 1 Wettbewerb mit Knautschzonen (Modellieren) 1 Wirkungen auf den Menschen (Informationen suchen) 1Präsentation (Aktive Sicherheit) 1Reflexion / Test Aufbau der Unterrichtseinheit

20 Baustein 2: Einstieg ZDF-Video (Quads), Opel-Video, ADAC-Videos, DEKRA-Video (Crashtests) oder Bilder eigene Berichte; Diskussion Arbeitsblatt: ergänze den zusammengeknautschten Teil Fragen entwickeln

21 Baustein 3: Experimentierstationen SuS experimentieren selbstständig mit Crashs im kleinen Maßstab. Versch. Variationen an 5 Stationen. SuS sollen das Vermuten und Prüfen von Vermutungen üben. SuS protokollieren ihre Arbeit nach folgendem Schema: Crash-Stationen: Magnetfigur reißt von Sitz ab Magnetfigur mit variabler Masse gegen bewegliches Hindernis gegen eine Blattfeder Huckepack-Wagen (Gurtwirkung)

22 Verlaufstabelle Stundenthema und inhaltliche Schwerpunkte Schülertätigkeiten Versuch e Materialien Didaktischer Kommentar Standar ds 1.) Filme und Bilder über Crashtests S. sehen sich Filme bzw. Bilder an - Filme und Bilder auf CD DVD-Player -- 2.) Frage- stellungen S. kommentieren die gezeigten Bilder und berichten evtl. über eigene Erfahrungen -- Die Schülerbeiträge über eigene oder familiäre Unfallerfahrungen müssen mit Fingerspitzengefühl gelenkt werden. E2 3.) Knautschzone S. stellen Vermutungen über die Geschw. an, mit der die PKWs gegen das Hindernis gefahren wurden S. schätzen die Länge der Verkürzung bei den Unfallfahrzeugen -- Durch Mitdiskutieren und weitere Hinweise des L. sollen die Schüler die Zielsetzung der Stunde erarbeiten. E2, K1 4.) Schriftliches Sichern der Problemstellun gen S. erhalten ein Arbeitsblatt zur Reflexion des Films bzw. der Bilder und bearbeiten es mit gegenseitiger Hilfe. -Arbeitsblatt-- 5.) Ergebnis- sicherung Gemeinsames Darstellen der Ergebnisse - Arbeitsblatt auf Folie, OHP Die Ergebnissicherung am OHP soll von Schülern durchgeführt werden K4, K5 6.) Hausaufgabe Sucht ein Crashbild des Autotyps, den eure Eltern fahren unter folgender Webadresse: s --Die H.A. motiviert in hohem Maße zur weiteren Internetrecherche über die Links des ADAC E3

23 Die anderen Themen in Schleswig-Holstein Farbsehen (Klasse 9) Kontext: Fleischtheke / Fleischskandale Energieversorgung (Klasse 10) Kontext: Windenergie Bewegung (Klasse 8) Kontext: körperliche Bewegung t s

24 Erfahrungen bei der Entwicklung der Einheiten Auch physikalische Sachinformationen gefragt Ansatz des forschenden Lernens in der Praxis neu durchbuchstabiert Realistische Einschätzung der Fähigkeiten der SuS Aushandeln eines geeigneten Maßes an Offenheit Ermutigung etwas Neues auszuprobieren (offenere Aufträge wagen)

25 Das piko-Set Hamburg Größe: 48 Pers. / 28 Schulen (aktuell) 15 Arbeitsgruppen Start: Mai 2004 Schultypen: Gymnasien, HRG-Schulen Einzugsgebiet: ganz Hamburg Dauer / Häufigkeit: 6 Gesamttreffen à 3 Std. 12 AG-Treffen à 3 Std. Themen: Elektrifizierung eines Modellzimmers Energiehaushalt des Menschen Hebel an alltäglichen Objekten Kernenergie – Energie der Zukunft? u.v.a.m. Spez. Perspektive: forschendes Lernen Treffpunkt: versch. Schulen in HH

26 Arbeit des (der) piko-Sets Hamburg Mai 2004Aug 2005Aug 2006 Gymnasialset 2. Gymnasialset Jul 2007 HRGS-Set starkes Interesse der HH-Behörde für Bildung und Sport 2 Koordinatoren vor Ort 1-2 Stunden Entlastung für Lehrkräfte piko-Arbeit unterstützt die Entwicklung eines neuen Hamburger Rahmenplans überwiegend Gymnasien, seit 2005/06 auch HRGS für 2005/06: Ausweitung und modifiziertes Konzept: Gesamt - & geplante AG-Treffen für 2006/07: Neuzusammenstellung der Sets fachlich und häufig auch methodisch versierte Lehrkräfte recht große personelle Konstanz 3-4 Themen10 Themen Sek I -Set Sek II –Set (Obertufenprofile) Video -Set 15 Themen 2004 / / / 07

27 Themen in Hamburg (Auswahl) Kraftbegriff (Klasse 8) Kontext: z.B. Armkraft Elektrizität (Klasse 7) Kontext: Zimmer Energie (Klasse 11) Kontext: Kernenergie- Debatte Hebel (Klasse 8) Kontext: Kampfsport, Werkzeuge Energie (Klasse 9) Kontext: Mensch Optik (Klasse 9) Kontext: Illusionen / Zauberei

28 Spezielle Erfahrungen in Hamburg Anlaufschwierigkeiten wegen Unklarheiten über die Arbeitsweise; Funktion des (Gesamt-)Settreffens i.Ggs. zu sonstigen Fortbildungen; Recht unterschiedliche Bedürfnisse der Lehrkräfte hinsichtlich Fortbildung; Was für alle hilfreich ist: Reflexion gelaufenen Unterrichts (Video- Workshop); Schwierigkeit, in der Planungsphase im Sinne von piko über Unterricht zu sprechen, erfordert Übung; kontinuierlich Hinweise auf fachdidaktische Perspektiven, z.B. piko-Briefe.

29 Weitere piko –Themen in den Sets Berlin: Statik / Brückenbau (Klasse 7/8) OWL: Wetter / Wärmelehre (Klasse 10) Ludwigsburg: Sensorik: KFZ; Physiologie (Klasse 8-10) Brandenburg: Naturwissenschaftliche Arbeitsweisen (Klasse 6)

30 Was beflügelt die Setarbeit? Ein schöner Rahmen Eine offene Atmosphäre, Vertrauen, sich gegenseitig zuhören Eine gerechte Arbeitsaufteilung Zuverlässigkeit Missverständnis: piko findet nur bei den Treffen statt. Arbeiten an konkretem Unterricht Gelaufenen Unterricht reflektieren

31 Wie unterstützt piko Lehrkräfte ? Forum für Austausch Informationen & Beratung von Fachdidaktikern piko-Briefe Webseite Handreichungen Bionik

32 Feedback: Veränderungen des Unterrichts Hat sich Ihr Unterricht durch piko verändert? (Prozent der Lehrkräfte) Die Veränderungen betreffen... (Prozent der Lehrkräfte)

33 Die [Zusammenarbeit] ist für mich insofern wichtig, dass ich erstmal einen Austausch über Probleme im Unterricht überhaupt habe, weil das ja auch ein gut Teil der Motivation ist sozusagen, hier was anders machen zu wollen. Ich bekomme auch darüber hinaus viele Impulse über das, was schon mal an Unterrichtsformen und Unterrichtsmaterialien eingesetzt wurde: Was haben wir eigentlich so gemacht und wie kann man das machen?, so war das schon unersetzlich eigentlich. Ich glaube, es wäre anders gelaufen, wenn wir zu Vorträgen... hingefahren wären, sozusagen: "So ist das forschende Lernen und jetzt fahren Sie mal wieder an die Schulen und machen das mal." Das wäre schon ziemlich trist gewesen. Lehrkräfte über die Zusammenarbeit Die [Zusammenarbeit mit Fachkollegen] ist für mich ganz wichtig. Dieser Austausch: Wie funktioniert es bei dir, wie bei mir? An was muss man noch denken? Auch [zum] Versuchsaufbau: Was hat nicht geklappt? Wie kann man das noch besser umsetzten? Also das ist für mich ganz wichtig. Und es funktioniert auch. Und ich finde es auch gut, dass die Kollegen auch bereitwillig die Materialien zur Verfügung stellen.... Die könnten ja auch sagen: Nee, das hab ich gemacht. Ich hab da viel Zeit investiert. Also dass es da wirklich eine schöne Austauschbörse ist. (Interviews mit Lehrkräften nach 1 Jahr piko)

34 Feedback der Lehrkräfte Welchen Nutzen haben Sie aus Ihrer Mitarbeit bei piko gezogen? Inhalt der ÄußerungAnzahl Austausch von Gedanken, Ideen, Erfahrungen mit Kolleg(inn)en 40 eine neue (selbst entwickelte) Unterrichtseinheit11 neue Unterrichtsansätze, neue Methoden11 Wissen erweitert (fachlich / didaktisch / methodisch)7 gegenseitige Bestärkung, Veränderungen wirklich umsetzen 6 Zugriff auf Materialien anderer Gruppen5 Reflexion & Diskussion über Unterricht5 Verstärkung der Kontext-Einbettung3... andere zusammen27 Fruchtbare Gespräche mit Fachkollegen, Reflexion über den eigenen Unterricht, neue Ideen für Unterrichtsreihen. Ich habe Zeit gefunden, mit Kollegen Unterrichtseinheiten zu entwickeln, die eher dem von mir gewünschten Unterricht entsprechen. Ich betrachte die Lehrplanthemen nun viel mehr unter dem Gesichtspunkt "im Kontext".

35 Feedback: Was hat sich im Unterricht verändert? Noch stärkere Einbindung in die Lebenswirklichkeit der Schüler. [Es gab] mehr Versuche, Alltagsphänomene einzubringen und daran anzuknüpfen. [Es gab] mehr Förderung des selbstständigen Lernens bei den Schülern Insgesamt 17 Äußerungen zu Kontext, Alltagsbezug, Schülerinteressen, Anwendungen Äußerungen kamen von 53 Lehrkräften. Das naturwissenschaftliche Arbeiten ist noch stärker in den Vordergrund gerückt. Ich messe dem... Erkenntnisprozess... durch eigene Tätigkeit größere Bedeutung zu. Ich sehe den Unterricht jetzt eher aus Schülersicht und versuche, mehr auf Schülerinteressen einzugehen. Mehr Arbeitsaufträge in Richtung Entwicklung von alternativen Denkmodellen. Insgesamt 29 Äußerungen zu offenem, forschendem Lernen, Schüleraktivität, Eigeninitiative, Kompetenzen, versch. Arbeitsweisen

36 Feedback: Was hat sich im Unterricht verändert? Lehrer gibt Aufgaben und Richtung; Schüler kommen durch Experimente zu Ergebnissen - somit Lehrer als Lernberater. Äußerungen kamen von 53 Lehrkräften. Ich arbeite mehr mit Projekten und Vorträgen. Inhalt der ÄußerungAnzahl mehr offenes, forschendes Lernen, Eigen-initiative, Kompetenzen, Arbeitsweisen 29 mehr Kontext, Alltagsbezug, Schüler- interessen, Anwendungen 17 methodische Anregungen (Projekte, Schüler-vorträge, Stationen etc.) 6 neue Materialien / Themen / Versuche3 mehr Eigenevaluation2 Lehrer als Lernberater1... andere zusammen8

37 Feedback: Was war problematisch bei der piko-Arbeit? Gelegentlich fehlte die genaue Zielrichtung. Die nicht regelmäßige Teilnahme einiger Kolleginnen und Kollegen. Äußerungen kamen von 50 Lehrkräften. Die Überzeugung von Kollegen, die nicht an piko mitarbeiten, ist schwierig. Der Vorwurf, dass die Schüler zu wenig Physik lernen, ist nicht so einfach zu entkräften. Effektivität der Settreffen zu gering gegenüber dem zeitlichen Aufwand und im Vergleich zu den Treffen und der Arbeit in den Arbeitsgruppen. Zusammenpassen der erarbeiteten Einheiten mit dem Unterrichtsstoff. Der Stoff wurde immer eher durchgenommen, als die piko-Einheiten erarbeitet wurden. Ineffektivität aufgrund der Zeitbeschränkung bei den Treffen. Zu wenig Unterstützung vom eigenen Kollegium. Einbindung in die Schule. Zu wenig Zeit neben voller Stelle... Zeitdruck... Terminkollision.

38 neuer Unterricht Verschiedene Ebenen bedienen erste Teilziele erreichen Start 6-8 Treffen eigene Unterrichtseinheiten einsetzbar Anregungen für die Unterrichtspraxis, Input, Austauschbörse, auch Theorie zügig erste Teilziele definieren Unterricht erproben & reflektieren eigene Unterrichtsbausteine einsetzbar / erste Tests... und verschiedene Zeitskalen berücksichtigen

39 Vorschläge für Kontexte und Themen in den Gruppen Bildung von Arbeitsgruppen Termin für erstes Arbeitstreffen Zeitplan Organisatorisches

40 Beruf AlltagLernumgebung Methodik Nw. Arbeitsweisen Technik Regenerative Energien

41 Beruf AlltagLernumgebung Methodik Nw. Arbeitsweisen Technik Optik – historisch genetisch

42 Beruf AlltagLernumgebung Methodik Nw. Arbeitsweisen Technik Akustik Hören, Wahrnehmung

43 Beruf AlltagLernumgebung Methodik Nw. Arbeitsweisen Technik Anfangsunterricht Mechanik

44 Beruf AlltagLernumgebung Methodik Nw. Arbeitsweisen Technik Nichtlineare Physik – Komplexe Systeme

45 Beruf AlltagLernumgebung Methodik Nw. Arbeitsweisen Technik Weiterentwicklung von piko- Unterrichtskonzepten

46 Beruf AlltagLernumgebung Methodik Nw. Arbeitsweisen Technik Nanoscience – neue Materialien

47 Zeitplan Feb 07 Mär 07 Apr 07 Mai 07 Jun 07 Jul 07 Aug 07 Sep 07 Okt 07 Nov 07 Dez 07 Auftaktveranstaltung 1. Sitzung Entwicklungsphase Sommerferien Feinplanung und Erprobung des entwickelten Unterrichts Unterstützung durch Einsatz von Videos Erprobungsphase Ca. 5 Arbeitssitzungen Fachdidaktische Unterstützung Einzelbetreuung

48 Gruppenbildung Gruppe 1 Sek I Schwerpunkt HRS Gruppe 3 Sek I/II Schwerpunkt Gy Gruppe 2 Sek I Schwerpunkt Gy


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