Bildungsstandards und Kompetenzmodell Arbeitsgruppe Naturwissenschaften

??????????????????????? Wie gut können Schülerinnen und Schüler an BHS naturwissenschaftliche Phänomene beobachten, untersuchen, bewerten und anwenden? Sind sie in der Lage, populärwissenschaftliche Berichte zu verstehen? Können sie Belege und Folgerungen interpretieren und von Meinungen ohne wissenschaftlichen Hintergrund unterscheiden? Darauf versuchen die Bildungsstandards in den Naturwissenschaften eine deutlichere Antwort zu geben.

Bildungsstandards ... legen fest, welche Kompetenzen Schüler/innen bis zu einer bestimmten Jahrgangsstufe nachhaltig erworben haben sollen … definieren Grundkompetenzen … konzentrieren sich auf die Kernbereiche eines Unterrichtsgegenstandes … beschreiben erwartete Lernergebnisse … werden durch Aufgaben konkretisiert … sind ein nützliches Instrument zur Qualitätssicherung (Schulentwicklung)

Bildungsstandards… … legen nicht fest, was guter Unterricht ist. … liefern keine erschöpfende Beschreibung von Bildungszielen, sondern definieren Grundkompetenzen. … reglementieren nicht das Lehren und Lernen. Methodenfreiheit bleibt gewahrt. … sind kein Instrument für ein Qualitätsranking, sondern Hilfsmittel für Selbstbewertung und Orientierung … sind kein Ersatz /Teil für die Leistungsbeurteilung … dienen nicht für Leistungsfeststellungen bei Lehrer/innen

Bildungsstandards NAWI: Physik, Chemie und Biologie werden integrativ betrachtet Gemeinsamkeiten in der Struktur werden betont interdisziplinäre Bezüge werden mitgedacht die einzelnen Hauptdisziplinen bleiben erhalten Vernetzung der drei Kompetenzdimensionen

KOMPETENZMODELL Deskriptoren Aufgaben/Beispiele

Kompetenzmodell Das Kompetenzmodell umfasst eine Handlungsdimension, eine Inhaltsdimension und beschreibt zwei unterschiedliche Niveaustufen auf diesen beiden Dimensionen.

Handlungskompetenzen Ausgangspunkt: Naturwissenschaftliche Arbeitsweise Beobachten und erfassen Untersuchen und bearbeiten C.Bewerten und anwenden Bei den beiden fachlichen Teildimensionen sind folgende Dimensionen zu unterscheiden: Allgemeine naturwissenschaftliche Kompetenzen (naturwissenschaftliche Handlungskompetenz) Hierbei handelt es sich um ein dreistufiges Modell; das sich an der Vorgehensweise beim naturwissenschaftlichen Arbeiten orientiert. Durch die Unterteilung in Kompetenzklassen werden charakteristische Handlungsbereiche spezifiziert, die eine logische Abfolge erkennen lassen. (2. Inhaltsbezogene Kompetenzen (aufgegliedert nach Biologie, Chemie und Physik) )

A Beobachten & erfassen Umfasst die Kompetenz, Vorgänge und Erscheinungsformen der Natur zu beobachten, gegebenenfalls durch Formeln und Symbole zu beschreiben und sich in der entsprechenden Fachsprache auszudrücken. Dazu gehören das Einordnen, Darstellen und Erläutern dieser Phänomene mit Hilfe von Basiskonzepten, Fakten und Prinzipien.

Bereich A: Beobachten und erfassen A.1 Ich kann Vorgänge und Erscheinungsformen der Natur beobachten und naturwissenschaftliche Zusammenhänge erfassen. A.2 Ich kann Vorgänge und Erscheinungsformen in Natur und Umwelt systematisch Basiskonzepten oder Prinzipien zuordnen und in der entsprechenden Fachsprache beschreiben. A.3 Ich kann Vorgänge und Erscheinungsformen der Natur mit Hilfe von Formeln, Größen und Einheiten beschreiben. A.4 Ich kann Vorgänge und Erscheinungsformen der Natur mit Hilfe von einfachen Gesetzmäßigkeiten beschreiben, darstellen und erläutern. A.5 Ich kann die Bedeutung naturwissenschaftlicher Vorgänge für Wirtschaft, Technik und Umwelt erfassen und verstehen.

B Analysieren & bearbeiten Umfasst die Kompetenz, Vorgänge und Erscheinungsformen in Natur und Umwelt mit fachspezifischen Methoden zu untersuchen, zu analysieren und auf ihre Glaubwürdigkeit zu prüfen. Dazu gehören das Stellen geeigneter Untersuchungsfragen, die Informationsbeschaffung und die Modell- und Hypothesenbildung. Daraus ergibt sich die begründete Auswahl von Bearbeitungsmethoden (z. B. Fallstudien, Experimente, Messungen und Berechnungen). Bereich A2: Untersuchen und bearbeiten A2.1Ich kann in Frage kommende Untersuchungsmethoden nennen. A2.2Ich kann geeignete Untersuchungsmethoden auswählen und die Auswahl begründen. A2.3Ich kann ein einfaches Experiment planen. A2.4Ich kann ein einfaches Experiment durchführen. A2.5Ich kann aus unterschiedlichen Medien fachspezifische Informationen beschaffen. A2.6Ich kann an Hand einfacher Beispiele Modellvorstellungen und Hypothesen bilden. A2.7Ich kann aus den gewonnenen Informationen eine passende Bearbeitungsmethode ableiten. A2.8Ich kann die dazu nötigen Messungen selbständig durchführen und protokollieren. A2.9Ich kann gewonnene Messdaten erfassen und dokumentieren (Tabellen, Graphen, …).

Bereich B: Untersuchen und bearbeiten B.1 Ich kann aus unterschiedlichen Medien fachspezifische Informationen beschaffen. B.2 Ich kann naturwissenschaftliche Fragestellungen analysieren und Untersuchungsfragen stellen. B.3 Ich kann mögliche Untersuchungsmethoden nennen, Lösungsansätze formulieren und mögliche Untersuchungsergebnisse vorab abschätzen. B.4 Ich kann einfache naturwissenschaftliche Untersuchungen planen, typische naturwissenschaftliche Arbeitsmethoden anwenden und entsprechende Ergebnisse erhalten. B.5 Ich kann gewonnene Ergebnisse interpretieren und dokumentieren.

C Bewerten & anwenden Umfasst die Kompetenz Daten, Fakten und Ergebnisse bezüglich ihrer Aussage und Konsequenzen zu bewerten, zu dokumentieren, zu präsentieren und anzuwenden. Dazu gehören die begründete Auswahl von Bewertungskriterien und das Erkennen der Gültigkeitsgrenzen und Anwendungsbereiche naturwissenschaftlicher Aussagen und Prognosen. Entsprechend der zu Grunde liegenden Kompetenzdefinition von Weinert geht es auch um den Aufbau von Motivation und Handlungsbereitschaft, woraus sich eine förderliche Anwendbarkeit im persönlichen und gesellschaftlichen Handlungsbereich ergibt.

Bereich C: Bewerten und anwenden C.1 Ich kann gewonnene Ergebnisse der Naturwissenschaften mit gültigen wissenschaftlichen sowie aktuellen kulturell-gesellschaftlichen Kriterien bewerten. C.2 Ich kann die Verlässlichkeit einer Aussage hinterfragen und Gültigkeitsgrenzen von naturwissenschaftlichen Aussagen und Prognosen erkennen. C.3 Ich kann die Konsequenzen von naturwissenschaftlichen Aussagen abschätzen und Schlussfolgerungen daraus ziehen. C.4 Ich kann die förderliche Anwendung von naturwissenschaftlichen Erkenntnissen und Prognosen für mich sowie für die Gesellschaft (Wirtschaft, Umwelt und Technik) erkennen und diese beschreiben. C.5 Ich kann naturwissenschaftliche Inhalte präsentieren sowie persönliche Standpunkte darlegen und begründen.

Inhaltsdimensionen Die im jeweiligen Fach angegebenen Dimensionsklassen spiegeln die wesentlichen Inhaltsbereiche der Lehrpläne der verschiedenen berufsbildenden Schultypen wider. Da darüber hinaus das Erkennen von Zusammenhängen über die Grenzen des einzelnen Unterrichtsfaches hinweg für die Entwicklung von naturwissenschaftlichen Kompetenzen notwendig ist, wurden für jedes Unterrichtsfach dieselben vier Dimensionsklassen festgelegt. Dabei handelt es sich um grundlegende Basiskonzepte, durch die Phänomene naturwissenschaftlich beschrieben und geordnet werden können. Die Strukturierung und Systematisierung der Inhalte wird damit erleichtert und der Erwerb eines grundlegenden, vernetzten Wissens ermöglicht.

Inhaltsdimensionen B1 Stoffe, Teilchen und Strukturen 16 B1 Stoffe, Teilchen und Strukturen B2 Wechselwirkungen B3 Entwicklungen und Prozesse B4 Systeme Die im jeweiligen Fach angegebenen Kompetenzklassen spiegeln die wesentlichen Inhaltsbereiche der Lehrpläne der verschiedenen berufsbildenden Schultypen wieder. Da die Heterogenität gerade hier sehr groß ist (Schultypen und auch innerhalb der Schultypen) wurden für jedes Unterrichtsfach die selben 4 Kompetenzklassen festgelegt: Allgemeine inhaltliche Kompetenzen: B1Stoffe, Teilchen und Strukturen B2Wechselwirkungen B3Entwicklungen und Prozesse B4Systeme Aus der Heterogenität der drei naturwissenschaftlichen Disziplinen ergab sich die Notwendigkeit die Inhaltsebene in 3 Teilbereiche (nach Biologie, Chemie und Physik) zu gliedern. Die angeführten Kompetenzklassen entsprechen den im Lehrplan enthaltenen Inhaltsbereichen. Zusätzlich war es notwendig für Biologie, Chemie und Physik unterschiedliche inhaltliche Kompetenzen zu formulieren und innerhalb dieser „Teilkompetenzen“ eine inhaltlich - thematische Auswahlmöglichkeit zu schaffen um den unterschiedlichen Ansprüchen der einzelnen berufsbildenden Schultypen gerecht zu werden.

Inhaltliche Dimension Biologie

Inhaltliche Dimension Biologie 18 Inhaltliche Dimension Biologie

Inhaltliche Dimension Chemie

Inhaltliche Dimension Chemie 20 Inhaltliche Dimension Chemie

Inhaltliche Dimension Physik

Inhaltliche Dimension Physik 22 Inhaltliche Dimension Physik

Anforderungsniveaus 23 Durch die beiden Kompetenzstufen sollen kognitive Leistungen mit unterschiedlichem Anspruchsniveau spezifiziert werden. Das Erreichen einer Kompetenzstufe sagt etwas über die Fähigkeit aus, mit einfacheren oder komplexeren Sachverhalten umgehen zu können, wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist Handlungen und Bewertungen korrekt auszuführen. Die Komplexitätsdimension beschreibt Kompetenzstufen mit mehr oder weniger komplexen Denkprozessen. Im Gegensatz zu den bei Prüfungen und Tests überprüften und im laufenden Lernprozess erworbenen kurzfristigen Kompetenzen beschreiben Standards langfristige Kompetenzen die bis zum Ende der BHS erworben werden sollen. Es besteht Einigkeit darüber, dass langfristige Kompetenzen, wie sie mit Standards angesprochen werden, einen relativ niedrigen Kompetenzgrad aufweisen als kurzfristig erworbene Kompetenzen im Rahmen einer Prüfung oder eines Tests. In diesem Modell werden zwei Komplexitätsstufen definiert: Von der Komplexität zu unterscheiden ist der Begriff der Schwierigkeit, der eher individuumsbezogen gesehen werden muss, also von der Vorbildung der einzelnen Schülerin / des einzelnen Schülers beeinflusst wird.

Anforderungsniveaus

Vernetzung der Achsen

BEISPIELE =prototypischen Aufgaben Diese haben den Charakter von Unterrichtsbeispielen. Das Kompetenzmodell, die Deskriptoren und die prototypischen Aufgaben sind die Instrumente, die für die Darstellung der Standards in der Berufsbildung verwendet werden.

Beispiele Für die Lehrkräfte: Für die Schüler/innen 27 Beispiele Für die Lehrkräfte: Mit Übersichtsblatt Mit Arbeitsaufträgen im entsprechenden Dateiformat Mit Zuordnungen zum Kompetenzmodell Mit Lösungen Für die Schüler/innen Aufgabenstellungen mit Material zur Information z.B. im PDF- Format

28 Die Zelle Arbeit mit Abbildungen

Die Zelle- Multiple Choice

Die Zelle- Textarbeit Unkontrolliertes Wachstum (= Zellteilungen) von Körperzellen führt zu Krebs. Ein Kontrollsystem hindert normale Zellen daran, sich zu oft zu teilen. Der Funktionsverlust von Anti-Onkogenen bewirkt einen anhaltenden Wachstumsimpuls …

Ich kann Vorgänge und Erscheinungsformen der Natur mit Hilfe von einfachen Gesetzmäßigkeiten beschreiben, darstellen und erläutern.

Sicherheit beim Auto- Videos bzw. Animationen

Ich kann die Konsequenzen von naturwissenschaftlichen Aussagen abschätzen und Schlussfolgerungen daraus ziehen. Animierte Graphiken und Crash-Video

Material und Arbeitsaufgaben z.B. als .doc, .pdf oder als Präsentation Die drei Zustände fest, flüssig und gasförmig bezeichnet man als die drei Aggregatzustände der Stoffe.  Flüssiger Zustand Gasförmiger Zustand Fester Zustand Je nach Aggregatzustand besitzen Stoffe verschiedene Eigen-schaften, welche man mithilfe des Teilchenmodells erklären kann. Material und Arbeitsaufgaben z.B. als .doc, .pdf oder als Präsentation

groß groß mittel klein klein sehr groß Arbeitsauftrag: Vervollständige die Tabelle, indem du den jeweils passenden Text in die entsprechende Zelle kopierst Fest Flüssig Gasförmig Kräfte zwischen den Teilchen Beweglichkeit der Teilchen Form Volumen groß groß mittel klein klein sehr groß unbestimmt gefäßabhängig gefäßabhängig bestimmt bestimmt bestimmt

Übergänge zwischen den Aggregatzuständen Durch Wärmeentzug (abkühlen) werden folgende Übergänge möglich: Erstarren Übergang von … zu… Kondensieren Übergang von … zu… Resublimieren Übergang von …zu... Setze die Bezeichnungen für die Übergänge in die Tabellen ein!

42 Quelle: LEIFI-PHYSIK Hier geht es um die Impulserhaltung. Die Impulse von Mike und von Speedy bzw. Poncho sind genau entgegengesetzt gleich. Speedy und Poncho liefern den gleichen Kraftstoß, um Mike anzuhalten. Sie sind gleich wirksam um Mike zu stoppen. Mike schmerzt die Kollision mit Speedy mehr, weil Speedy mehr kinetische Energie besitzt als Poncho. Speedy läuft viermal so schnell wie Poncho. Bei gleicher Masse wäre seine kinetische Energie 16mal so groß. Speedy besitzt aber nur ein Viertel der Masse von Poncho- er hat ein Viertel von 16mal soviel kinetische Energie, d.h. viermal soviel. Und deswegen schmerzt es mehr, von Speedy als von Poncho angegriffen zu werden.

Chemische Bindungen Zuordnungsübung

3 1 2 4 5

Cartoon

Kreuzworträtsel

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Material 6: Ausschnitte aus „Unser Salz“ Quelle: http://www.kiessling-elmar-online.de/fachsem/Modelle/Ionen_b/NaCl_sk.pdf Material 6: Zeitungsartikel kommentieren und einen Leserbrief schreiben

Danke für Ihre Aufmerksamkeit!