08.11.2011Dr. Lutz Stäudel * Leipzig1 Kompetenzorientiert Chemie unterrichten Dr. Lutz Stäudel, Leipzig

08.11.2011 Dr. Lutz Stäudel * Leipzig 1

KompetenzorientiertChemie unterrichten

Dr. Lutz Stäudel, Leipzig

Sie finden diese Präsentation und die Materialien zum Workshop hier:

http:/www.stäudel.de

unter:Workshop Kompetenzorientierung

„Materialien“


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


Der Unterschied zwischenWissen und Kompetenz - ein Beispiel

• Dienstags in der Universität, 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?


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!

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!

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.

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.

Der Unterschied zwischenWissen und Kompetenz - ein Beispiel

• Dienstags in der Universität, 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.

Noch etwas präziser:

Wissen (um die Stoffeigenschaften) ist sicher vorhanden, vermutlich auch die Kenntnis der möglichen Trennverfahren

Aber: mangelnde Verknüpfung konzeptbezogener und prozessbezogener Kompetenzen.

„How People Learn“ Chase & Simon 1973

Was Kompetenz ausmachtaus (lern-)psychologischer Sicht




M = MeisterA = „advanced“B = Anfänger



M = MeisterA = „advanced“B = Anfänger

Eine erste mathematisch-naturwissenschaftliche Aufgabe, an der Sie Ihre Kompetenz unter Beweis stellen können

Die Ballonaufgabe


Wie viele Liter Luft enthält der Ballon ungefähr?

Kompetenzmodell für die nw. Fächer (A)



Kompetenzmodell für die nw. Fächer (A)


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?


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!


RegenwaldDer Text zur Aufgabeerläutert, dass der tropische Regenwaldein Mangelbiotop ist,in dem abgestorbene organische Materialiensofort abgebaut unddie enthaltenenMineralstoffe in den Kreislauf zurückgeführt werden.

Der Aufgabentext selbstenthält bereits einenHinweis zur Lösung: nämlich den auf die Bildung von Sauerstoff.


ErdgasautoDie technische Schwierigkeit der Aufgabe besteht darin, vergleichbareMengen Benzin und Erdgas zu definieren.


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.


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.

„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<“.


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

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


Eine kleine Übung

Formulieren Sie in Partnerarbeit zwei bis drei Hilfen zur Ballonaufgabe!

Verwenden Sie dabei sowohl inhaltliche wie lernstrategische Hilfen!


Kompetenzen differenzieren

Quelle:Bildungsstandards Chemie (D)


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 undschätzen Sie die zur Lösung notwendige Ausprägung dieser Kompetenzen ein.


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“)


Ein Beispiel für Üben und Metakommunikation

Bearbeiten lassen mit dem Methodenwerkzeug„Denk- und Sprechblasen“


Kompetenzaufbau früh und systematisch beginnen

Das Beispiel „Umgang und Nutzen von Graphen“

A Badewanne B Wasserverbrauch

z.B.: Bereichsspezifische Lesefähigkeit

• ist eine Aufgabe für die gesamte naturwissenschaftliche Fachschaft

• muss systematisch entwickelt werden


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 / FotosSkizzen(Werte-)TabellenGraphenFormeln (chemische)Formeln (mathematische)

Spezifischer Sprachstil (Nominal)Abbildungen / FotosSkizzen(Werte-)TabellenGraphenFormeln (chemische)Formeln (mathematische)M. Wagenschein:

Die Alltagssprache ist die Sprache des Lernens – die Fachsprache ist die Sprache des Verstandenen

M. Wagenschein:Die Alltagssprache ist die Sprache des Lernens – die Fachsprache ist die Sprache des Verstandenen

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


Mit dieser Methode könnt ihr, ähnlich wie

ein Wissenschaftler

….

Ein Instrument zur Planung


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

Wie lässt sich die Kompetenz ...............................................................................über die Jahrgänge .. / .. entwickeln?


• Das klassische Instrument: Tests

• Ergänzend: Diagnosebögen zur Selbst- und Fremdeinschätzung

• Danach: Anforderungen wenn nötig variieren


Kompetenzaufbau erfordertauch Kenntnis der Lernstände


Als Beispiel eine kleine Übung


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

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 relevantenInformationen kann die Aufgabe selbst „leichter“ gemacht werden. Umgekehrt führen weniger Informationen zu eineranspruchsvolleren Aufgabe.

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

Arbeitsphase:


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, wasim Unterricht stattfindet.

Instrument zur Kontrolle


Analyse-Spinne

hier orientiert an denAspekten naturwissen-schaftlichen Arbeitens,zur Kontrolle, ob während eines Halb-jahres z.B. alle Aspekteangemessen berück-sichtigt worden sind.

Noch einmal pragmatisch:Wie kompetenzorientiert unterrichten?

Unterricht vom erwarteten Ergebnis her denken: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, … ?



Vielen Dankfür Ihre

Aufmerksamkeit !

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