KMK-Bildungsstandards in den Fächern Biologie, Chemie und Physik für den mittleren Bildungsabschluss – Umsetzung in NRW in Kernlehrplänen und im Unterricht der Fächer

Gliederung des Vortrags: I Vorgaben der Bildungsstandards KMK-Bildungsstandards – Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI Gliederung des Vortrags: I Vorgaben der Bildungsstandards Beitrag der Fächer Biologie, Chemie und Physik zum Erwerb einer naturwissenschaftlicher Grundbildung Kompetenzorientierung Berücksichtigung der Inhaltsdimension im Bereich Fachwissen strukturiert in Basiskonzepten Berücksichtigung der Handlungsdimension in den Bereichen Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung Kontextorientierung II Hintergründe, Konsequenzen und Umsetzung in NRW Vortrag: I: Alexandra Steif und Tanja Kasprzak II Georg Trendel (mit Bezugnahme auf Punkt I)

Naturwissenschaftliche Grundbildung ist … KMK-Bildungsstandards – Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI Naturwissenschaftliche Grundbildung ist … … ein wichtiger Teil von Allgemeinbildung und damit eine wesentliche Voraussetzung für die aktive Teilhabe an unserer Kultur und für eine lebenslange Auseinandersetzung mit der sich verändernden Welt. (vgl. Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss in den Fächern Biologie, Chemie und Physik, Beschluss der Kultusministerkonferenz vom 16.12.2004) Vortrag: NW Grundbildung als Teil der Allgemeinbildung Gleicher Stellenwert wie Lesen, Schreiben und Rechnen Begegnungen im Alltag (Konsum: Beispielfragen beim Durchgang durch einen Supermarkt) (gesellschaftliche Fragestellungen: Debatten verstehen..)

Kompetenzbereiche Inhaltsdimension „Fachwissen“ Handlungsdimension KMK-Bildungsstandards – Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI Kompetenzbereiche Inhaltsdimension „Fachwissen“ Handlungsdimension „Erkenntnisgewinnung“, „Kommunikation“, „Bewertung“ konzeptbezogene Kompetenzen in NRW: fachspezifisch formuliet prozessbezogene Kompetenzen fächerübergreifend formuliert Vortrag: Outputorientierung Beschreibung der Dimensionen, Bedeutungsgehalt Gleicher Stellenwert der Dimensionen Die Dimensionsbereiche werden auch häufig als konzeptbezogene Kompetenzen (Begriffe und Konzepte der NW) und prozessbezogene K. bezeichnet. Wechselwirkung: beide Kompetenzbereiche sind losgelöst voneinander nichts wert. Regelstandards

Kompetenzbereich „Fachwissen“ der Bildungsstandards KMK-Bildungsstandards – Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI Kompetenzbereich „Fachwissen“ der Bildungsstandards Auszug aus dem Fach Chemie: F3 chemische Reaktion Die Schülerinnen und Schüler … F3.1 beschreiben Phänomene der Stoff- und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen. F3.2 deuten Stoff- und Energieumwandlungen hinsichtlich der Veränderung von Teilchen und des Umbaus chemischer Bindungen. F3.3 kennzeichnen in ausgewählten Donator-Akzeptor-Reationen die Übertragung von Teilchen und bestimmen die Reaktionsart. …

Biologie: Entwicklung Struktur und Funktion System KMK-Bildungsstandards – Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI In den KMK-Standards wird das Fachwissen in Form von Basiskonzepten didaktisch strukturiert: Biologie: Entwicklung Struktur und Funktion System Chemie: chemische Reaktion energetische Betrachtung bei Stoffumwandlungen Struktur-Eigenschafts-Beziehungen Stoff-Teilchen-Beziehungen Physik: Energie Materie System Wechselwirkung

in NRW: Basiskonzepte neu strukturiert KMK-Bildungsstandards – Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI in NRW: Basiskonzepte neu strukturiert in NRW: Beschreibung der Basiskonzepte teilweise gemeinsam Beschreibung des Basiskonzepts Energie in allen Fachlehrplänen Darstellung der obligatorischen Kompetenzen zu den Basiskonzepten fachspezifisch und schulformspezifisch

Basiskonzept „Materie“ KMK-Bildungsstandards – Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI Basiskonzept „Energie“ Energiespeicherung Energietransport Energieumwandlungen positive und negative Teilchen als Ladungsträger stofflicher Aufbau  Leiter/Nichtleiter Basiskonzept „Materie“ Elektrische Schaltung Spannungsquelle zwei „Verbraucher“ Basiskonzept „Wechselwirkung“ Basiskonzept „System“ anziehende/abstoßende Kräfte Wärmewirkung Widerstand also: Basiskonzepte sind keine Unterrichtsinhalte; man macht nicht Unterricht zu „Wechselwirkung“ oder „Materie“ Zusammenwirken von Komponenten Strom als Folge von Ladungsgefälle

Vorgaben der KMK-Bildungsstandards Kompetenzbereich Kommunikation KMK-Bildungsstandards – Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI Vorgaben der KMK-Bildungsstandards Kompetenzbereich Kommunikation Informationen sach- und fachbezogen erschließen und austauschen Schülerinnen und Schüler … Biologie K 5 stellen biologische Systeme, z. B. Organismen, sachgerecht, situationsgerecht und adressatengerecht dar. K 6 stellen Ergebnisse und Methoden biologischer Untersuchungen dar und argumentieren damit. … Chemie K 7 dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit situationsgerecht und adressatenbezogen. Physik K 5 dokumentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit K 6 präsentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit adressatengerecht. Umarbeitung: s. Folie vorher

Kompetenzbereich Bewertung KMK-Bildungsstandards – Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI Kompetenzbereich Bewertung Fachliche Sachverhalte in verschiedenen Kontexten erkennen und bewerten Schülerinnen und Schüler … Biologie B 3 beschreiben und beurteilen Erkenntnisse und Methoden in ausgewählten aktuellen Bezügen wie zu Medizin, Biotechnik und Gentechnik, und zwar unter Berücksichtigung gesellschaftlich verhandelbarer Werte. … Chemie B 5 diskutieren und bewerten gesellschaftsrelevante Aussagen aus unterschiedlichen Perspektiven. Physik B 2 vergleichen und bewerten alternative technische Lösungen auch unter Berücksichtigung physikalischer, ökonomischer, sozialer und ökologischer Aspekte. Umarbeitung: s. Folie vorher

Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung KMK-Bildungsstandards – Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung Experimentelle und andere Untersuchungsmethoden sowie Modelle nutzen Schülerinnen und Schüler … Biologie E 1 mikroskopieren Zellen und stellen sie in einer Zeichnung dar. E 4 ermitteln mithilfe geeigneter Bestimmungsliteratur im Ökosystem häufig vorkommende Arten. E 5 führen Untersuchungen mit geeigneten qualifizierenden oder quantifizierenden Verfahren durch. … Chemie E 3 führen qualitative und einfache quantitative experimentelle und andere Untersuchungen durch und protokollieren diese. Physik E 7 führen einfache Experimente nach Anleitung durch und werten sie aus. Umarbeitung: s. Folie vorher Zusammen-fassend führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, werten sie aus und dokumentieren und kommunizieren ihre Ergebnisse.

KMK-Bildungsstandards – Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI „Inhalts- und handlungsbezogene Kompetenzen können nur gemeinsam und in Kontexten erworben werden.“ (s. Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss, Beschluss der Kultusministerkonferenz vom 16.12.2004) Kriterien für geeignete Kontexte (vgl. u.a. ChiK, Muckenfuß und OECD (PISA)): Sie greifen für Schülerinnen und Schüler interessante und relevante Phänomene und Fragestellungen auf. Sie bieten Schülerinnen und Schülern Gelegenheiten, Kompetenzen zu entwickeln und erworbene Kompetenzen in unterschiedlichen Bereichen sinnvoll und erfolgreich anzuwenden. Sie tragen zur Entwicklung der Basiskonzepte bei. Sie erhalten in der Regel durch ihren Bezug zu vorhandenen und möglichen Erfahrungen der Schülerinnen und Schüler besondere Bedeutung. Sie bieten Schülerinnen und Schülern vielfältige Handlungsmöglichkeiten für einen aktiven Lernprozess. Anmerkung Vortrag: Auf der Grundlage von ChiK usw. lässt sich Folgendes zu Kontexten zusammenfassen

in NRW: Rahmenthemen für jedes Fach (obligatorisch) KMK-Bildungsstandards – Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI in NRW: Rahmenthemen für jedes Fach (obligatorisch) Kontexte zu jedem Rahmenthema (3 als Vorschläge) Beispielhafte Ausformulierung von Rahmenthemen im Anhang: Beschreibung der Schüleraktivitäten und der Unterrichtsgestaltung für jeden Kontext (mit Bezügen zu Konzeptkompetenzen / Prozesskompetenzen / Lebenswelt) Zuordnung von Basiskonzepten und Konzeptkompetenzen (Fachwissen) Benennung von Bezügen zu anderen Rahmenthemen in den naturwissenschaftlichen Fächern und zu Themen in anderen Fächern Veröffentlichen von beispielhaften Ausformulierungen zu jedem Rahmenthema im Anhang des Lehrplans oder im Internet zu Unterrichtsreihen (aus SINUS) im Internet Anmerkung Vortrag: Auf der Grundlage von ChiK usw. lässt sich Folgendes zu Kontexten zusammenfassen

KMK-Bildungsstandards – Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI in NRW: Entwicklung von Basiskonzepten im kontextorientierten Unterricht: Basiskonzepte werden durch alle Jahrgangsstufen hindurch in Kontexten erkenntniswirksam immer wieder aufgegriffen, thematisiert und weiter ausdifferenziert. Sie bilden auf diese Weise übergeordnete Wissensstrukturen. Sie lassen sich in unterschiedlichen Kontexten immer wieder aufgreifen und sind daher vielseitig vernetzt und abrufbar. Anmerkung Vortrag: Auf der Grundlage von ChiK usw. lässt sich Folgendes zu Kontexten zusammenfassen

Beispiele für kontextorientierte Unterrichtsgestaltung: KMK-Bildungsstandards – Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI Beispiele für kontextorientierte Unterrichtsgestaltung: Der Senfsamenkeimungswettbewerb Leben in der Kälte Haare tönen und färben – alles im neutralen Bereich? Wir untersuchen Haartrockner … Umarbeitung: Hier müssten Kontexte aus LP anderer Bundesländer bzw. Unterrichtsbüchern hin, die sinnganzen Einheiten müssten raus.

KMK-Bildungsstandards – Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI Leben in der Kälte Die NASA hat einen neuen Raumanzug für die zukünftige bemannte Mission zum Mars entwickelt, der aus verschiedenen Hohlraumschichten übereinander besteht. Allerdings fehlt noch die letzte Schicht, die den Astronauten vor der Kälte schützt. Auf dem Mars herrschen tagsüber zwar noch relativ warme Temperaturen von +13°C bis -53°C, nachts wird es mit nur -53°C bis -100°C aber lausig kalt. Die Mission soll schon in 12 Tagen starten, deshalb braucht die NASA Hilfe. Die Forscher dort haben folgende Materialien zur Auswahl, um die letzte Schicht des Raumanzugs zu füllen und den Astronauten damit gegen die Kälte auf dem Mars zu schützen: Überprüft in Modellversuchen, wodurch der Astronaut am Besten vor Kälte geschützt wird. Federn Blätter / Gras / Heu Alufolie Styropor Fell Papier / Pappe Fett Haare Mehl Gipsgranulat Wolle Umarbeitung: Hier müssten Kontexte aus LP anderer Bundesländer bzw. Unterrichtsbüchern hin, die sinnganzen Einheiten müssten raus.

KMK-Bildungsstandards – Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI Wo findet man was? http://www.learnline.de/angebote/nw-unterrichtsentwicklung/ http://www.learn-line.nrw.de/angebote/sinus/projektnw/index.html