Wie kann die Erstellung kompetenzorientierter Aufgaben gelingen? Zentrale Projektgruppe Physik Michael Renner / Peter Schmälzle

Geplanter Ablauf: Teil 1: Zielsetzung dieses Moduls Aufgaben im Physikunterricht: Konkrete Beispiele und eine kurze Analyse Teil 2: Hilfen und mögliche Ansatzpunkte für die Erstellung kompetenzorientierter Aufgaben

Aufgaben im Physikunterricht Aufgaben gehören zum Physikunterricht zum Üben zum Wiederholen zum Vertiefen und Festigen Mit Hilfe von Aufgaben wird geprüft und getestet

Wie kann die Erstellung kompetenz-orientierter Aufgaben gelingen? Patentrezept ? Der Weg ist das Ziel ! Erstes konkretes Beispiel: Die Geschichte mit dem Barometer  pdf-Datei

Die Geschichte mit dem Barometer Erwartung des Aufgabenstellers? Der Student zeigt, dass er in der Lage ist, die barometrische Höhenformel anzuwenden, um die Höhe eines Gebäudes zu bestimmen.  Überprüfung einer bestimmten Fertigkeit vor 10 Jahren: „Überprüfung eines Lernziels“ heute: „Überprüfung einer Kompetenz“

Die Geschichte mit dem Barometer Woran scheitert diese Überprüfung? An der nicht passenden Aufgabenstellung: „Zeigen Sie, wie man die Höhe, eines großen Gebäudes mit einem Barometer bestimmen kann.“ Die Antwort soll gewisse Grundkenntnisse in Physik erkennen lassen.

Die Geschichte mit dem Barometer Fazit dieses ersten Aufgabenbeispiels: Soll mit einer Aufgabe eine bestimmte Fertigkeit überprüft werden, bedarf es einer Aufgabenstellung, in der diese Fertigkeit deutlich wird.  weniger „Missverständnisse“ durch eine konsequente Ausrichtung an Fertigkeiten  Argument für die Orientierung an Kompetenzen

Die Geschichte mit dem Barometer Klären bei der Konzeption einer Aufgabe: Welche Kompetenzen sollen überprüft werden? Aufgabenstellung Klären bei der Formulierung des Erwartungshorizontes: Welche Kompetenzen werden für die Lösung benötigt?

Kompetenzorientierung von Aufgaben Vorgaben der Bildungsstandards: 4 Kompetenzbereiche Wissen Reflexion / Bewertung Kommunikation Fachmethoden / Erkenntnisgew. 3 Anforderungsbereiche I Reproduktion III Transfer II Reorganisation

Kompetenzorientierung von Aufgaben Kompetenzbereich Wissen Fachmethoden / Erkenntnisgew. Kommunikation Reflexion / Bewertung Anforderungsbereich III Trans-fer II Reorgani-sation I Repro-duktion

Vereinfachte Kompetenzmatrix Kompetenzbereich Wissen Fachmethoden / Erkenntnisgew. Kommunikation Reflexion / Bewertung Wissen wiedergeben Fachmethoden beschreiben oder wieder verwenden Mit vorgegebenen Darstellungsfor-men arbeiten Vorgegebene Bewertungen nachvollziehen Wissen anwenden Fachmethoden nutzen, auch in neuem Zusam-menhang Geeignete Dar-stellungsformen nutzen Vorgegebene Bewertungen beurteilen und kommentieren Wissen transferieren und verknüpfen Fachmethoden problembezogen auswählen und anwenden Darstellungsfor-men selbstständig auswählen und nutzen Eigene Bewertungen vornehmen I Repro-duktion II Reorgani-sation Anforderungsbereich III Trans-fer

Beispiel 2: Fallschirmspingen Die Aufgabe stammt aus dem LEU-Heft Phy 32 „Mit offen(er)en Aufgaben zu mehr Effizienz im Physikuntericht Ein Plädoyer für eine veränderte Aufgabenkultur in der Physik“ (Erscheinungsjahr: 2001)

Aufgabenkultur Bund-Länder-Kommission (1997) „Steigerung der Effizienz des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts“ Entwurf der Kommission umfasst 11 Module Modul 1: „Weiterentwicklung einer Aufgabenkultur im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht“

Aspekte der Weiterentwicklung der Aufgabenkultur Eine verbesserte unterrichtliche Einbettung von Aufgaben, um sie aus ihrer bisher eher randständigen Position mehr ins Zentrum des Unterrichts zu rücken. Die Entwicklung und Erprobung von Aufgaben, die mehrere Zugangsweisen und Lösungswege zulassen und zu einer Flexibilisierung des Wissens beitragen. Die Entwicklung und Erprobung von abwechslungsreichen Anwendungsaufgaben in variierenden Kontexten zur Konsolidierung des Wissens. Die Entwicklung und Erprobung von Aufgaben, in denen länger zurückliegender Unterrichtsstoff systematisch wiederholt und mit neuem Stoff verknüpft wird. (Erläuterungen zu Modul 1, P. Häußler, 1998)

Weitere Überlegungen zur Aufgabenkultur „Physik treiben“ bedeutet „sich mit Problemen auseinander zu setzen“ „die Lösung eines Problems“ entspricht „der Lösung einer Aufgabe“ Anforderung an den Physikunterricht: „ physikalische Probleme in Aufgaben zu binden“ „Unterrichtskultur konstituiert sich in weiten Bereichen als Aufgabenkultur“ J. Leisen: Problemorientierter Unterricht und Aufgabenkultur (in Handbuch Physik-Methodik, Cornelsen Scriptor, 2007)

Kennzeichen von guten Aufgaben Sie sind herausfordernd auf passendem Anspruchsniveau (Tiefe). Sie fordern und fördern inhalts- und prozessbezogene Kompetenzen (Breite). Sie knüpfen am Vorwissen an und bauen das strukturierte Wissen kumulativ aus (Inhalte). Sie sind in sinnstiftende Inhalte eingebunden. Sie sind vielfältig in den Lösungsstrategien und Darstellungsformen. Sie stärken das Könnenbewusstsein durch erfolgreiches Bearbeiten und intensives Üben. J. Leisen: Zur Arbeit mit Bildungsstandards, Zeitschrift MNU 58/5 (2005)

Weiterentwicklung der Aufgabenkultur „Aufgaben mit gestuften Hilfen“ Rita Wodzinski, Friedrich-Verlag (2009) Anwendungsbeispiel: „Deutsche Lampen in den USA“  Aufgabe

Aufgaben mit gestuften Hilfen Anspruch: die Aufgaben sollen „kognitiv anspruchsvoll“ sein das erfordert eine gewisse Komplexität (keine eindimensionale Fragestellung) die Einbindung der Aufgabenstellung in einen Kontext, aus dem der Kern des Problems herauszuarbeiten ist die Reorganisation von Wissen das Ansprechen unterschiedlicher Kompetenzen  Vorgehensweise

Aufgaben mit gestuften Hilfen Lösung der Beispielaufgabe Hilfe1 Erklärt euch gegenseitig, wie ihr die Aufgabe ver-standen habt. Antwort 1 Wir sollen herausfinden, wie hell die 60 W/230 V-Lampe leuchtet, wenn man sie an 115 V anschließt. Hilfe 2 Macht eine geeignete Skizze, die die Frage-stellung veranschaulicht. Antwort 2 Hilfe 3 Überlegt, welche elektri-sche Größe etwas über die Helligkeit einer Lampe aussagen könnte! Antwort 3 Die Helligkeit einer Lampe hängt von ihrer Leistung ab. Die Leistung gibt an, wie viel Energie pro Zeit an die Lampe abgegeben wird. Wir müssen also die Leistung der Lampe bestimmen, wenn sie an 115 V angeschlossen wird.

Aufgaben mit gestuften Hilfen Lösung der Beispielaufgabe Hilfe1 Erklärt euch gegenseitig, wie ihr die Aufgabe ver-standen habt. Antwort 1 Wir sollen herausfinden, wie hell die 60 W/230 V-Lampe leuchtet, wenn man sie an 115 V anschließt. Hilfe 2 Macht eine geeignete Skizze, die die Frage-stellung veranschaulicht. Antwort 2 Hilfe 3 Überlegt, welche elektri-sche Größe etwas über die Helligkeit einer Lampe aussagen könnte! Antwort 3 Die Helligkeit einer Lampe hängt von ihrer Leistung ab. Die Leistung gibt an, wie viel Energie pro Zeit an die Lampe abgegeben wird. Wir müssen also die Leistung der Lampe bestimmen, wenn sie an 115 V angeschlossen wird.

Aufgaben mit gestuften Hilfen Lösung der Beispielaufgabe Hilfe 4 Tragt zusammen, was ihr über die elektr. Leistung wisst. Schaut eventuell in eurem Schulbuch oder in euren Unterlagen nach. Antwort 4 Die Leistung ist das Produkt aus Stromstärke und Spannung. Sie wird in der Einheit Watt gemessen. Hilfe 5 Welche Informationen könnt ihr der Strom-Spannungs-Kennlinie (I-U-Kennlinie) auf dem Aufgabenblatt entnehmen? Antwort 5 An der I-U-Kennlinie können wir die Stromstärke bei verschiedenen Spannungen ablesen. Um die Frage aus der Aufgabe beantworten zu können, lesen wir bei 115 V ab. Hilfe 6 Jetzt habt ihr alle Informationen, die ihr braucht, um die Aufgabe zu lösen. Antwort 6 Der Wert für die Stromstärke bei 115 V ist etwa 0,2 A. Mit diesen Werten ergibt sich, eingesetzt in die Gleichung P = U · I, eine Leistung der Glühlampe von 24 W. Die deutsche 60 W-Lampe leuchtet also in den USA etwas schwächer als eine deutsche 25 W-Lampe in Deutschland.

Aufgaben mit gestuften Hilfen Lösung der Beispielaufgabe Hilfe 4 Tragt zusammen, was ihr über die elektr. Leistung wisst. Schaut eventuell in eurem Schulbuch oder in euren Unterlagen nach. Antwort 4 Die Leistung ist das Produkt aus Stromstärke und Spannung. Sie wird in der Einheit Watt gemessen. Hilfe 5 Welche Informationen könnt ihr der Strom-Spannungs-Kennlinie (I-U-Kennlinie) auf dem Aufgabenblatt entnehmen? Antwort 5 An der I-U-Kennlinie können wir die Stromstärke bei verschiedenen Spannungen ablesen. Um die Frage aus der Aufgabe beantworten zu können, lesen wir bei 115 V ab. Hilfe 6 Jetzt habt ihr alle Informationen, die ihr braucht, um die Aufgabe zu lösen. Antwort 6 Der Wert für die Stromstärke bei 115 V ist etwa 0,2 A. Mit diesen Werten ergibt sich, eingesetzt in die Gleichung P = U · I, eine Leistung der Glühlampe von 24 W. Die deutsche 60 W-Lampe leuchtet also in den USA etwas schwächer als eine deutsche 25 W-Lampe in Deutschland.

Aufgaben mit gestuften Hilfen Kennzeichen: Schüler entscheiden selbst, ob und zu welchem Zeitpunkt Hilfen in Anspruch genommen werden Jede Hilfe besteht aus einem zielgerichteten Impuls und der zugehörigen Lösung Die Hilfen sind gestaffelt: Hilfe 1 enthält immer die Aufforderung, die Aufgaben-stellung in eigenen Worten zu formulieren; mit der letzten Hilfe ist die Aufgabe stets vollständig gelöst die Anzahl der Hilfen variiert bei den Beispielaufgaben zwischen 4 und 7

Bilanz: Aufgaben mit gestuften Hilfen Diese Aufgaben werden der Heterogenität von Lerngruppen gerecht: sie gestatten es zu differenzieren; sie ermöglichen ein eigenes Lerntempo; führen zu Erfolgserlebnissen fördern die sachbezogene Kommunikation Nicht alle Aufgaben eignen sich! der sukzessive Hilfeeinsatz erfordert komplexe, aber eher geschlossene Problemstellungen; prozess- und ergebnisoffene Aufgaben eignen sich weniger Anwendungsaufgaben sind gut geeignet; Aufgaben zur Neuerarbeitung („Lernaufgaben“) sind nur bedingt geeignet;

Anwendung: Gestufte Hilfen erstellen Erstellen Sie gestufte Hilfen zu einer der beiden folgenden Aufgaben: „Sicher über die Straße“ „Bungee-Jumping“  Aufgabe  Hilfen  Aufgabe  Hilfen

Wie kann die Erstellung kompetenzorientierter Aufgaben gelingen? Ende Teil 1