Dr. Lutz Stäudel * Leipzig Kompetenzorientiert Chemie unterrichten Dr. Lutz Stäudel, Leipzig 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Sie finden diese Präsentation und die Materialien zum Workshop hier: http:/www.stäudel.de unter: Workshop Kompetenzorientierung „Materialien“ 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Dr. Lutz Stäudel * Leipzig Was Sie erwartet: Eine Mischung aus Vortrag und Arbeitsphasen Was bedeutet „Kompetenz“? … an Beispielen von Aufgaben entwickelt … und auf diese Beispiele angewandt Kompetenzentwicklung als Gemeinschafts- aufgabe (bereichsspez. Lesefähigkeit) Variation von Aufgaben Planungs- und Kontrollinstrumente 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Der Unterschied zwischen Wissen und Kompetenz - ein Beispiel Die Lösung fast aller Gruppen: Mit einer (unbestimmten) Menge Wasser wird das Kupfersulfat gelöst, anschließend eingedampft und gewogen. Jedoch: Die Aufgabe kann so innerhalb der zur Verfügung stehenden Zeit nicht gelöst werden! Dienstags in der Universität, chemiedidaktisches Praktikum für künftige Lehrerinnen und Lehrer: Ein „Eggrace“, erdacht von Studierenden für Studierende: Wie lässt sich in einer gegebenen Mischung dreier Kunststoffe, festem Indigo und kristallinem Kupfersulfat der Anteil des CuSO4 praktisch bestimmen? Was man unter Kompetenzgesichtspunkten erwartet hätte: Stoffeigenschaften als Basis für die notwendigen Trennung identifizieren Stoffeigenschaften (gedanklich) listen: löslich / nicht in Wasser löslich Alternativen diskutieren Lösung finden: Indirekte Bestimmung, indem Kupfersulfat gelöst, das Gemisch vor und der Rest nach einer Filtration und ggf. Trocknen gewogen wird. Literatur zum eggrace bei Lehrer-online: http://www.naturwissenschaften-entdecken.de/576239.php 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Der Unterschied zwischen Wissen und Kompetenz - ein Beispiel Dienstags in der Universität, chemiedidaktisches Praktikum für künftige Lehrerinnen und Lehrer: Ein „Eggrace“, erdacht von Studierenden für Studierende: Wie lässt sich in einer gegebenen Mischung dreier Kunststoffe, festem Indigo und kristallinem Kupfersulfat der Anteil des CuSO4 praktisch bestimmen? Noch etwas präziser: Wissen (um die Stoffeigenschaften) ist sicher vorhanden, vermutlich auch die Kenntnis der möglichen Trennverfahren Aber: mangelnde Verknüpfung konzeptbezogener und prozessbezogener Kompetenzen. Literatur zum eggrace bei Lehrer-online: http://www.naturwissenschaften-entdecken.de/576239.php 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Was Kompetenz ausmacht aus (lern-)psychologischer Sicht Quelle: How People Learn - Brain, Mind, Experience, and School John D. Bransford, Ann L. Brown, and Rodney R. Cocking, editors Committee on Developments in the Science of Learning Commission on Behavioral and Social Sciences and Education National Research Council NATIONAL ACADEMY PRESS Washington, D.C. 1999 Online zu lesen unter: http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=6160 „How People Learn“ Chase & Simon 1973 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Was Kompetenz ausmacht aus (lern-)psychologischer Sicht Quelle: How People Learn - Brain, Mind, Experience, and School John D. Bransford, Ann L. Brown, and Rodney R. Cocking, editors Committee on Developments in the Science of Learning Commission on Behavioral and Social Sciences and Education National Research Council NATIONAL ACADEMY PRESS Washington, D.C. 1999 Online zu lesen unter: http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=6160 M = Meister A = „advanced“ B = Anfänger 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Was Kompetenz ausmacht aus (lern-)psychologischer Sicht Quelle: How People Learn - Brain, Mind, Experience, and School John D. Bransford, Ann L. Brown, and Rodney R. Cocking, editors Committee on Developments in the Science of Learning Commission on Behavioral and Social Sciences and Education National Research Council NATIONAL ACADEMY PRESS Washington, D.C. 1999 Online zu lesen unter: http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=6160 M = Meister A = „advanced“ B = Anfänger 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Dr. Lutz Stäudel * Leipzig Eine erste mathematisch-naturwissenschaftliche Aufgabe, an der Sie Ihre Kompetenz unter Beweis stellen können Die Ballonaufgabe Wie viele Liter Luft enthält der Ballon ungefähr? 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Kompetenzmodell für die nw. Fächer (A) Quelle: Kerncurriculum für das Gymnasium Schuljahrgänge 5 -10, Niedersachsen 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Kompetenzmodell für die nw. Fächer (A) Quelle: Kerncurriculum für das Gymnasium Schuljahrgänge 5 -10, Niedersachsen 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Dr. Lutz Stäudel * Leipzig Kompetenzen konkret – am Beispiel von 4 Aufgaben im Umfeld von Formeln und Reaktionsgleichungen Der tropische Regenwald, ein Netto-Sauerstoffproduzent? Erdgasautos – besser für die Umwelt? Kohlenstoff + Sauerstoff, eine explosive Mischung? Drückende Schwüle, der Wasserdampf macht‘s? Quelle: Kerncurriculum für das Gymnasium Schuljahrgänge 5 -10, Niedersachsen Schwüle 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Schwüle Teilen Sie sich bitte auf 4 Themengruppen auf Tropischer Regenwald Erdgasauto Kohlenstoff + Sauerstoff Drückende Schwüle Arbeiten Sie jeweils zu zweit bzw. zu dritt. Versuchen Sie, die Aufgaben zunächst ohne Hilfen zu lösen. Benutzen Sie dann die Hilfen! Schwüle 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Dr. Lutz Stäudel * Leipzig Regenwald Der Text zur Aufgabe erläutert, dass der tropische Regenwald ein Mangelbiotop ist, in dem abgestorbene organische Materialien sofort abgebaut und die enthaltenen Mineralstoffe in den Kreislauf zurück geführt werden. Die Aufgabe ist dem Heft „Aufgaben mit gestuften Hilfen für den Chemieunterricht“ (Friedrich Verlag) entnommen. Die Beispiele aus dem Workshop befinden sich auf dem Server, ebenso der Text „Aufgaben machen den Unterschied“ sowie ein Leerformular für die Hilfen. Der Aufgabentext selbst enthält bereits einen Hinweis zur Lösung: nämlich den auf die Bildung von Sauerstoff. 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Dr. Lutz Stäudel * Leipzig Erdgasauto Die technische Schwierigkeit der Aufgabe besteht darin, vergleichbare Mengen Benzin und Erdgas zu definieren. Die Aufgabe ist dem Heft „Aufgaben mit gestuften Hilfen für den Chemieunterricht“ (Friedrich Verlag) entnommen. Die Beispiele aus dem Workshop befinden sich auf dem Server, ebenso der Text „Aufgaben machen den Unterschied“ sowie ein Leerformular für die Hilfen. 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Kohlenstoff in Sauerstoffatmosphäre verbrannt … Als der Lehrer den Brenner anzündet, um den Kolben zu erhitzen, flüchten ein paar Schüler aus der ersten Reihe nach hinten. „Na, ihr meint es kann gefährlich werden? Das sollten wir vielleicht einmal vorab klären“ sagt der Lehrer zur Klasse und stellt den Brenner wieder ab. Eure Aufgabe: Überprüft die Vermutung, dass das geplante Experiment – die Reaktion von Aktivkohle in einem mit Sauerstoff gefüllten Kolben – gefährlich werden könnte. Benutzt bei Bedarf die ausgeteilten Hilfen. Eure begründete Antwort formuliert ihr dann in ein oder zwei Sätzen. 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Dr. Lutz Stäudel * Leipzig Drückende Schwüle „Das ist heute ja wie in der Sauna“, stöhnt Niklas, der zusammen mit Jana an einem Chemiereferat arbeitet. „Ist ja aber auch klar, der ganze Wasserdampf in der Luft, da ist die ja viel schwerer. Heißt ja nicht umsonst >drückende Schwüle<“. Eure Aufgabe: Überprüft die Frage, ob wasserdampf-haltige Luft bei gleicher Temperatur schwerer oder leichter ist als trockene Luft. Eure begründete Antwort formuliert ihr dann in ein oder zwei Sätzen. 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Exkurs: Zwei Arten von Hilfen Inhaltliche Hilfen als direkte Hilfe Die Formel für Kochsalz ist NaCl Erinnere Dich: Wassermoleküle besitzen ein Dipolmoment oder als Frage formuliert Was weißt du über die Zahl der Teilchen in einem bestimmten Gasvolumen? Wie verhalten sich die Massen von Edukten und Produkten bei einer chemischen Reaktion? 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? Versuche das Problem in einem Schema / einer Skizze zu veranschaulichen! Außerdem: Die erste Hilfe (in diesem System) ist stets die Aufforderung zur Paraphrasierung. Die letzte Hilfe enthält die Komplettlösung als Musterlösung. Bewährt haben sich Aufgaben mit 5 bis 7 Hilfen 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Dr. Lutz Stäudel * Leipzig Eine kleine Übung Formulieren Sie in Partnerarbeit zwei bis drei Hilfen zur Ballonaufgabe! Verwenden Sie dabei sowohl inhaltliche wie lernstrategische Hilfen! 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Kompetenzen differenzieren Quelle: Bildungsstandards Chemie (D) 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Teilen Sie sich bitte noch einmal auf 4 Themengruppen auf Tropischer Regenwald Erdgasauto Kohlenstoff + Sauerstoff Drückende Schwüle Ermitteln Sie jetzt die zur Lösung notwendigen Kompetenzen und schätzen Sie die zur Lösung notwendige Ausprägung dieser Kompetenzen ein. 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Wie unterrichten dass Kompetenzen erworben werden können? Basiswissen vermitteln und sichern Unterricht akzentuieren Bedeutung durch Metakommunikation klar machen („Das habt ihr gemacht, das ist der Nutzen.“) Erarbeitetes in variablen Kontexten erproben lassen („vernetzen“) 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Ein Beispiel für Üben und Metakommunikation Bearbeiten lassen mit dem Methodenwerkzeug „Denk- und Sprechblasen“ 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Kompetenzaufbau früh und systematisch beginnen Das Beispiel „Umgang und Nutzen von Graphen“ A Badewanne B Wasserverbrauch Badewanne: Dominik Leiß: Die Wanne ist voll, juchhuhu... In: R. Duit u.a. (Hrsg.): Naturwissenschaftliches Arbeiten. Seelze 2004, S. 11 Wasserverbrauch: L. Stäudel UCh 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

z.B.: Bereichsspezifische Lesefähigkeit ist eine Aufgabe für die gesamte naturwissenschaftliche Fachschaft muss systematisch entwickelt werden Abb. auf Basis von: J. Baumert u.a. (Hrsg.): PISA 2000: Basiskompetenzen von Schülerinnen und Schülern im internationalen Vergleich. Opladen 2001, S. 225 f. 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Bereichsspezifische Lesefähigkeit ist eine Aufgabe für die gesamte naturwissenschaftliche Fachschaft muss systematisch entwickelt werden muss die spezifischen Kodierungen (Darstellungsformen) des Fachs/ Bereichs berücksichtigen sowie die Übersetzungen von einer in die andere Darstellungsform und ganz besonders die Überset-zung von Fach- in Alltagssprache und umgekehrt. Spezifischer Sprachstil (Nominal) Abbildungen / Fotos Skizzen (Werte-)Tabellen Graphen Formeln (chemische) Formeln (mathematische) M. Wagenschein: Die Alltagssprache ist die Sprache des Lernens – die Fachsprache ist die Sprache des Verstandenen Wer mehr wissen will zu „Kapitänsaufgaben“, der wird hier fündig: http://wwwmath.uni-muenster.de/u/susanne.mueller-philipp/pdf/SachrechnenKap.5,5.3-5.4.pdf 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Kompetenzentwicklung unterstützen Mit dieser Methode könnt ihr, ähnlich wie ein Wissenschaftler …. Kompetenzentwicklung unterstützen durch Bereitstellen geeigneter Lernsituatio-nen, in denen die entsprechende Kompetenz erworben/vertieft werden kann UND durch immer wieder „Darüber reden“ im Sinne von Metakommunikation (Lehrkraft), um den Aufbau naturwissenschaftlicher Grundbildung zu unterstützen, ebenso Verständnis und Bedeutung der Ressourcen 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Ein Instrument zur Planung Wie lässt sich die Kompetenz ............................................................................... über die Jahrgänge .. / .. entwickeln? Voraussetzungen Klasse (z. 5/6) Klasse (z.B. 7/8) Klasse (z.B. 9/10) S II Präzisierung durch Erwartungshorizonte (Standards) Inhaltliche Konkretisierung Methodische Überlegungen Beiträge anderer Fächer Bemerkungen Planungsraster nach Klinger Udo Klinger ist Mitarbeiter am Landesinstitut in Speyer (Rheinland-Pfalz) 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Dr. Lutz Stäudel * Leipzig 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Kompetenzaufbau erfordert auch Kenntnis der Lernstände Das klassische Instrument: Tests Ergänzend: Diagnosebögen zur Selbst- und Fremdeinschätzung Danach: Anforderungen wenn nötig variieren Der komplette Diagnosebogen (und viele andere Materialien) stammt vom Hamburger Bildungsserver: http://www.sinus-hamburg.de/index.php?option=com_docman&task=cat_view&gid=16&Itemid=5 Die (selbstdifferenzierende) praktische Aufgabe „Brenndauereiner Kerze“ wurde an der Sir-Popper-Schule Wien entwickelt. Weitere Beispiele finden sich im Heft „Differenzieren“ der Zeitschrift Unterricht Chemie 110/111 (2009) (Friedrich Verlag) Die (diagnostische) Aufgabe zur Brownschen Bewegung wurde von der Seite des IQB herunter kopiert : http://www.iqb.hu-berlin.de/bista/aufbsp 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Als Beispiel eine kleine Übung 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Mit unterschiedlichen Lernständen bzw. mit Heterogenität umgehen Diagnostizieren, Differenzieren, Individualisieren … nur mit Hilfe dieser Ansätze kann Kompetenz- entwicklung bei allen Schülerinnen und Schülern (oder doch zumindest bei der großen Mehrzahl) gelingen. -> individuelle Hilfen zur Nacharbeit geben -> selbstdifferenzierende Lernumgebungen gestalten -> z.B. auch Stationenlernen mit Differenzierung -> kollektiv: Aufgaben variieren 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Wie man Aufgaben variieren kann: Aufgaben lassen sich gliedern in die eigentliche Aufgabe und den sog. Aufgabenstamm (Kontext, aus dem die Aufgabe heraus entwickelt wird). Durch Anreicherung des Aufgabenstamms mit relevanten Informationen kann die Aufgabe selbst „leichter“ gemacht werden. Umgekehrt führen weniger Informationen zu einer anspruchsvolleren Aufgabe. 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Wie man Aufgaben variieren kann: Z.B. die Verbrennung von Methan Angereicherter Aufgabenstamm: Konkrete Hinweise auf die Bedeutungsebenen im AS, Aufgabe ist es dann, geeignete Beispiele zu finden Abgereicherter Aufgabenstamm: Praktisch keine Hinweise, sondern nur Aufforderung, die ver- schiedenen Bedeutungsebenen an Beispielen darzustellen und zu erläutern 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Dr. Lutz Stäudel * Leipzig Arbeitsphase: Bilden Sie 4er Gruppen . Üben Sie das Anreichern des Aufgabenstamms zunächst kurz an den Beispielaufgaben des Vormittags. Entwickeln Sie dann eine Aufgabe, die Sie demnächst im Unterricht einsetzen können. Gestalten Sie Varianten dieser Aufgabe mittels unter- schiedlich informativem Aufgabenstamm. Zeit: 1 h Bereiten Sie eine Kurzpräsentation Ihrer Ergebnisse für das Plenum vor 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Ein Instrument zur Kontrolle Wenn Akzentuierung in Richtung auf einzelne Aspekte von Kompetenz – z.B. durch entsprechende Aufgaben – ein notwendiges Mittel ist, dann bedarf es der Planung und der Kontrolle dessen, was im Unterricht stattfindet. 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Instrument zur Kontrolle Analyse-Spinne hier orientiert an den Aspekten naturwissen- schaftlichen Arbeitens, zur Kontrolle, ob während eines Halb- jahres z.B. alle Aspekte angemessen berück- sichtigt worden sind. Aus dem Heft “Naturwissenschaftliches Arbeiten” (Friedrich Verlag) 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Noch einmal pragmatisch: Wie kompetenzorientiert unterrichten? Unterricht vom erwarteten Ergebnis her denken: Kann das, was ich jetzt unterrichte, dazu beitragen, dass die Lernenden am Ende … ? Ermöglicht das, wie ich den Unterricht gestalte, den Lernenden aktive Aneignung? Wo kann ich Akzente setzen? Wie helfe ich den Lernenden, die Strukturen zu erkennen? Wie kann ich den Lernenden die Bedeutung dessen vermitteln, … ? 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig

Dr. Lutz Stäudel * Leipzig Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! 08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig