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. AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

Beispiel: forschend-entwickelndes bzw. entdeckendes UV Sek. I Artikulationsstufe 1: das Problem 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. 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). Artikulationsstufe 2: Anbieten der Lösung bzw. Planung der Lösung W: Bsp. für Reaktionen mit Sauerstoff, die im Unterricht behandelt wurden: Mg+O2, H2+O2, S+O2, ... 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 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 Bildhaft Versuchsskizze: Arbeitsblatt beschriften oder Hefteintrag. Verbal Wortgleichung; Definition historisch: Reduktion ist der Entzug von O aus einer Verbindung. Symbolhaft CuO(s) + H2 (g)  Cu(s) + H20(g) H<0 Artikulationsstufe 5: Sicherung Hefteinträge Anwendung Übungen Erfolgskontrollen: Beschreiben Sie, wie man aus folgenden Verbindungen Sauerstoff entfernen kann CuO (Anforderungsbereich I „Wiedergeben“, früher: Reproduktion), Fe2O3 (Anforderungsbereich II „einfache Anwendung“, früher: Reorganisation), Stellen Sie aus Germanium(IV)-oxid das Element her (Anforderungsbereich III, „elaborierte Anwendung“, früher: Transfer) AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

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

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

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

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

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

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

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

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

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