Aufgaben im naturwissenschaftlichen Unterricht (II) Dr. Lutz Stäudel, Leipzig

Aufgaben im naturwissenschaftlichen

Unterricht (II)

Dr. Lutz Stäudel, Leipzig

Was Euch heute erwartetHeute vormittag

• Erfahrungen mit den Aufgaben in der Praxis

• ggf. Überlegungen zur Überarbeitung

• Ergänzung: neue Ressourcen & neue Formate

• Differenzieren mit Aufgaben – ein Input

• Arbeitsphase: Aufgaben differenzieren

Heute nachmittag

• Fortsetzung vom Vormittag

• Präsentation

• Formatives „Prüfen“:

Kompetenzen feststellen und rückmelden (Input)

• Methoden der Selbst-, Partner-, Fremdidagnose

Input und Arbeitsphase

Tramin - 06./07.11.2013 - Dr. Lutz Stäudel

Wie waren Eure Erfahrungen?

• Welche Aufgabe(n) habt Ihr eingesetzt/ausprobiert?

• Gab es besondere Reaktionen der Schüler?

• Wie schätzt Ihr die lernfördernde Wirkung ein?

• Werdet Ihr diese Aufgabe(n) wieder einsetzen?

• Ist Bedarf zur Überarbeitung gegeben?

Stellt die von Euch eingesetzten Aufgaben bitte

noch einmal kurz vor. Wenn Sie bereits auf BLIKK

vorhanden sind, können wir sie auch gemeinsam

anschauen.


Neue Ressourcen• „DFU“-Materialien auf der Plattform der

Siemens Stiftung (Experimento 10+)

• „DFU“-Materialien auf DFU-Cockpit.de

• Diverse Schulprogramme z.B.

„Der Walsumer Fachsprachentag“


Ein neues Format• Aufgaben mit Hilfen, die via Tablet / Smart-

phone zur Verfügung gestellt werden können

• Ein Beispiel: „Reaktionen in der Petrischale“

• Mehr zum Projekt und weitere 12 Aufgaben:

http://www.guteunterrichtspraxis-nw.org/

Projekt_AmH_Tablet_Smartphone.html

http://www.medienportal.siemens-stiftung.org/

http://www.xn--studel-cua.de/Projekt_AmH_Tablet_Smartphone.html

http://www.xn--studel-cua.de/Projekt_AmH_Tablet_Smartphone.html

What works (empirische Befunde)John Hattie (2009)

d = Maß für die Effektstärke

d < 0: negativer Effekt

0 < d < .20: kein bzw. zu

vernach- lässigender Effekt

.20 < d < .40: kleiner Effekt

.40 < d < .60: moderater Effekt

d >. 60: großer Effekt


Offener Unterricht d = .01

Leistungsgruppierung d = .12

Interne Differenzierung d = .16

Web-basiertes Lernen d = .18

Team Teaching d = .19

Was hilft nicht und schadet nicht?

(0 < d < 0.2)


Aufgaben differenzieren


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49 (

2007)

17

Auflösung der gleichenZugangsweisen

Auflösung der gleichenLerninhalte und -ziele

Auflösung des gleichenTempos

Auflösung des gleichenAnspruchsniveaus

Verbindliche Anforderungen für alle als gemeinsame Basis

Methoden-werkzeuge

„Woch

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Übungsmat.

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Mindest-

Auflösen des gleichen Anspruchsniveaus


z.B.: Biologieunterricht / NW-Unterricht

Das Mikroskop

Arbeitsblatt bleibt gleich.

Variation desAnspruchsniveaus durch zunehmende Strukturierung des beschreibenden Textes.

Quelle:Elke Peter: Mikroskopieren lernen. In: lernchancen 42/2004, S. 22 - 29

Auflösen des gleichen Anspruchsniveausz.B. das Mikroskop


Texteigenständig zu erschließen

Textmit Hervor-hebungen

Auflösen des gleichen Anspruchsniveausz.B. das Mikroskop


Begriffeund zugehörige Erläuterungen

Kärtchenzum Ordnen - anschließend

Skizze beschriften

Auflösen des gleichen Anspruchsniveausdurch Variation des Aufgabenstamms


Sie erinnern sich ? „Aufgaben leichter, schwerer, anders“ - Asseln (hell/dunkel, trocken/feucht) - Ölpest (Bakterien als Abhilfe) - Kühlschrank (heizen mit offener Tür)

Dabei wurde die Aufgabenstellung variiert, der Aufgaben-stamm aber unverändert gelassen.

In der Umkehrung wird die Aufgabenstellung gleich gelassen,jetzt aber der Aufgabenstamm verändert:- durch Hinzufügen bzw. Weglassen lösungsrelevanter

Informationen- durch Ergänzung mit Abbildungen, Skizzen, Tabellen- durch mehr oder weniger komplexe sprachliche

Formulierung (ggf. muss der Schüler erst die relevanten Informationen identifizieren)



Reaktionen in der Petrischale

Aufgabe ohne „Stamm“

In eine Petrischale mit Wasser werden an den gegenüberliegenden Seiten je etwas festes Kochsalz und etwas festes Silbernitrat gegeben.

Wo wird eurer Meinung nach zuerst eine Reaktion stattfinden?

Aufgabe mit „Stamm“

Ihr habt in der letzten Stunde beobachten können, wie sich verschiedene Salze in Wasser lösen.

Ihr sollt von diesen Beobachtungen ausgehend eine Vorhersage für folgenden Versuch machen:

In eine Petrischale mit Wasser werden an den gegenüberliegen-den Seiten je etwas festes Koch-salz und etwas festes Silbernitrat gegeben.





Aufgabe



Aufgabe mit erweitertem „Stamm“ und visuellem Anker

Ihr habt in der letzten Stunde beobachten können, wie sich verschiedene Salze in Wasser lösen.

• Wenn man einen Kochsalzkristall in Wasser legt, dann kann man sehen, wie sich ausgehend vom Feststoff Schlieren bilden.

• Löst man ein Körnchen Kaliumperman-ganat in Wasser, dann sieht man, wie sich die lilagefärbte Zone immer weiter ausdehnt.

Ihr sollt von diesen Beobachtungen ausgehend eine Vorhersage für folgenden Versuch machen:



Arbeitsphase

Sucht eine Aufgabe, die Ihr kürzlich eingesetzt habt, und verändert deren Aufgabenstamm

-> in Richtung auf geringere Anforderungen

-> in Richtung auf gesteigerte Anforderungen

Auflösen der gleichen Lerninhalte und –ziele durch Variation der Bearbeitungstiefe



Aufgabe



Begründet und beschreibt dabei möglichst genau, was auf der Ebene der Teilchen / auf molekularer Ebene passiert. http://www.harfesoft.de/aixphysik/waerme/Diffusion/index.html

Erforderliches Vorwissen:* Lösungsprozesse* Brownsche Bewegung* Reaktion Chlorid- + Ag-Ionen

http://www.harfesoft.de/aixphysik/waerme/Diffusion/index.html



Niveaudifferenzierte Lernstationen (Bsp. Nanotechnologie)

P. W

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12 (

2009)

S.5

6 ff

.

Station /Thema &Methode

AFB 1 AFB 2 AFB 3

Station 2

Warum habenNano- teilchen eine relativ große Oberfläche?

Arbeit mit ModellenWürfel wird in 8 kleinere zerlegt.

Beschreibung der Oberflächen-vergrößerung bei zunehmendem Zerteilungsgrad anhand eines Würfels, der in 8 kleinere zerlegt wird.

Berechnung der Oberflächen-vergrößerung anhand eines Würfels mit vorgegebener Kantenlänge

Wie AFB 2, jedoch immer weiter ge-hende Zerteilung; Ableitung einer mathematischen Regel, die den Zusammenhang von Z-Grad und O-Vergr. wiedergibt.

Station 4

Tyndall-Effekt, Größe von Nano-teilchen, Experiment mit LP

Durchführung von Experimenten zum T.-Effekt, Protokoll, Definition des T.-Effekts

Wie AFB 1 + Erklärung der Beobachtungen; Vermutungen über die Teilchengröße

Wie AFB 1 + Erarbeitung einer Definition des T-Effekts anhand e. Abb.; Zusammen-hang Teilchen-größe und Licht



Erinnert Ihr Euch?… an andere Formen von Aufgaben, beider die Bearbeitungstiefe variiert werdenkonnte?… z.B. „Brenndauer einer Kerze“Bearbeitung kann auf verschiedenen Niveaus erfolgen

* experimentell (abbrennen)* rechnerische Extrapolation* Wahl verschiedener Kerzenformen



Arbeitsphase

Sucht eine Aufgabe aus einem Schulbuch und versucht, deren

Bearbeitungstiefe zu verändern!

Was hilft richtig?(0.6 < d )

Regelmäßige Tests mit Feedback d

= .62

Metakognitive Strategien d

= .69

Verteiltes vs. massives Lernen d

= .71

Lehrkraft-Schüler-Verhältnis d

= .72

Feedback d

= .73

Klarheit der Instruktion d

= .75

Micro-Teaching d

= .88

Akzelerationsprogramme d

= .88

Formatives Assessment d

= .90


Aufgaben zur Kompetenzfeststellung


• Diagnosebogen zur Selbsteinschätzungwas kann ich gut / ein wenig / noch nicht

• Diagnosebogen zur Arbeit mit einem PartnerZu Aussagen Stellung nehmen und begründen,anschließend:Austausch mit dem Partner und gemeinsame Korrektur



Diagnosebogen zur Selbsteinschätzung

Inhalt

Bogen für die Partnerdiagnose

Aussage

Probiert bitte die Bögen aus, wahlweise - den für die Kl. 9 Chemie, - den für die Kl. 11 Chemie oder - den für die Kl. 7 Naturwissenschaften, und überlegt, wie Ihr als Lehrer/in damit umgehen würdet und welche Konsequenzen Ihr aus möglichen Ergebnissen ziehen würdet.



Diagnosebogen zur Selbsteinschätzung

Bogen für die Partnerdiagnose



• Diagnosebogen zur Selbsteinschätzungwas kann ich gut / ein wenig / noch nicht

• Diagnosebogen zur Arbeit mit einem PartnerZu Aussagen Stellung nehmen und begründen,anschließend:Austausch mit dem Partner und gemeinsame Korrektur

• Lehrkraft kann gezielt Hilfen zur Beseitigung der Lücken anbieten – sollte aber keine (Noten-)Bewertung aus dem Bogen ableiten.

• Lehrkraft kann z.B. anonym einsammeln, um ein Bild vom Leistungsstand der Lerngruppe zu erhalten oder auch individuelle Hilfe anbieten.

In 3 Schritten zu einem Diagnosebogen

1. Inhaltliche Bestimmung

2. Präkonzepte / alternative Konzepte

3. Konstruktion der Items


Wählt eines der 3 Beispiele und versucht, die Argumentations- und Konstruktionslinie nachzuvollziehen. Wie würde das in Eurem Fach aussehen?Welcher Inhalt ist eben abgeschlossen, so dass er sich zur Untersuchung eignet?



Arbeitsphase

Erstellt entweder einen Diagnosebogen zur

Selbsteinschätzungoder

einen Diagnosebogenfür die Partnerarbeit

Diagnosebögen ausprobieren!


Was Euch heute erwartetHeute vormittag

• Mapping – aus konstruktivistischer Sicht

• Varianten von Mapping-Verfahren und konkrete Beispiele

• Arbeitsphase: Aufgaben zur Anfertigung von Maps

entwickeln und ausprobieren

Heute nachmittag

• Zusammenfassung: Formatives Assessment und

zugehörige Aufgaben

• Arbeitsphase: Anforderungsdifferenzierte und

zieldifferenzierte Aufgaben für den eigenen Unterricht

• Zeit für weitere Aufgabenentwicklung für eig. Unterricht

• Vorstellung, Auswertung, Abschlussdiskussion


Angstreduktion d = .40

Kooperatives Lernen d = .41

Ein hohes Selbstvertrauen der Schüler d = .43

Kleingruppenlernen d = .49

Classroom Management d = .52

Peer Tutoring d = .55

Herausfordernde Ziele setzen d = .56

Concept Mapping d = .57

Arbeit mit Lösungsbeispielen d = .57

Direkte Instruktion d = .59

Was hilft schon mehr?(0.4 < d < 0.6)


Mapping – Inhalte/Gedanken strukturieren

Möglichkeiten

• Mindmap „assoziativ“

• Conceptmap mit vorgegebenen Begriffen

• Conceptmap mit „Skelett“

• Offene Conceptmap zu einem Thema/Begriff

• Prozessmap zur Abbildung einer Abfolge

• …



Tramin - 06./07.11.2013 - Dr. Lutz Stäudel Quelle

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Sicht der Lehrkraft



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Sicht der SchülerimVortest(Bsp. 1)



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Sicht der SchülerimVortest(Bsp. 2)

Dimensionen

Ausprägungen

Wissensart

Fakten

Prozeduren

Konzepte

Metakognition

Kognitiver Prozess

Reproduktion

naher Transfer

weiter Transfer

Problemlösen

Wissenseinheiten

eine WE

bis zu 4 WE

mehr als 4 WE

Offenheit

definiert/konvergent

definiert/divergent

ungenau/divergent

Lebensweltbezug

kein

konstruiert

authentisch

real

Sprachliche Komplexität

niedrig

mittel

hoch

Repräsentationsformen

eine

Integration

Transformation

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Instrument zur Aufgabenanalyse


Vielen Dank für Euer Interesse und für Eure rege Mitarbeit!


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Aufgaben im naturwissenschaftlichen Unterricht (II) Dr. Lutz Stäudel, Leipzig