Aufgaben & Methoden zur Schüleraktivierung (nicht nur) im naturwissenschaftlichen Unterricht Dr. Lutz Stäudel, Leipzig

Aufgaben & Methoden zur Schüleraktivierung

(nicht nur) im naturwissenschaftlichen Unterricht

Dr. Lutz Stäudel, Leipzig

Die Materialien zum Workshop sowie ergänzende Informationen finden

Sie ab Freitag (19.6.15) zum Download unter:

http://www.guteunterrichtspraxis-nw.org/2015_Koenigsbr.html

http://www.stäudel.de/2015_Koenigsbr.html

oder suchen auf der Startseite im Archiv

Aufgaben & Methoden - Königsbrunn 17.06.15 - Dr. L. Stäudel



Ihr Anliegen:Nutzung der größeren zeitlichen

Spielräume als Phasen selbstständigen Lernens

Dazu ist notwendig:Gestaltung von Lernsituationen

Berücksichtigung der Heterogenität der Lerngruppen

Materialien und AufgabenWechsel von Arbeits- und UnterrichtsformenAngebote und Möglichkeiten:

Methodenvielfalt: MethodenwerkzeugeSpielen, Üben, Ordnen, …

Methodische StrukturierungAufgaben zur selbstständigen Bearbeitung

Aufgaben mit gestuften Hilfen


Stichwort:Heterogenität

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Umgehen mit Heterogenität

Eigentlich hat jeder der Lernenden eigene bzw. andere Lernvoraussetzungen, Motivationen, Schwächen undStärken.

Aber: Individualisierung im Unterricht hat Grenzen.

Möglichkeiten: - Methodisch vielfältige Angebote / Lernsituationen - Differenzierung der Anforderungen - Zur Verfügung stellen von Hilfen - permanentes Feedback / peer group feedback - Metakommunikation


Aufgaben für eineveränderte Unterrichtsgestaltung

Josef Leisen:Qualitätssteigerung des Physikunterrichts durch Weiterentwicklung der Aufgabenkultur. In: MNU 54/7 2001, S. 401 – 405


LEV VYGOTSKI (1896-1934)Zone der proximalen

Entwicklung

Aufgaben und (kooperatives) Lernen


Ein BeispielFressbeziehungen im Wald

• Die Lernenden erhalten gruppenweise eineAnzahl von Karten mit Tieren, Pflanzen, Insekten.

• Dazu gibt es rote Papierstreifen, auf denen die „Fressrichtung“ mit markiert werden kann.

• Die Aufgabe ist, die die Karten und die Pfeile so auszulegen, dass ein möglichst übersichtliches Bild der Fressbeziehungen entsteht.


Ein BeispielFressbeziehungen im Wald


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Ein weiteres BeispielPhysik-Tabu

• Die Lernenden erhalten gruppenweise einen Satz Karten mit Begriffen aus einem Gebiet derPhysik und jeweils zugehörigen „Tabu“-Begriffen.

• Ein Spieler erklärt den anderen den jeweiligenBegriff, ohne die Tabu-Wörter zu benutzen. Werden Begriff errät, darf den nächsten vorstellen.

• Es kann auch in zwei Gruppen gegeneinandergespielt werden.


Physik-Tabu


Die 1-2-4-alle-Methode (Think – pair – share)

Lehrkraft stellt eine

Frage? ? ?

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?Aufgaben & Methoden - Königsbrunn 17.06.15 - Dr. L. Stäudel

1-2-4-alle


1-2-4-alle


1-2-4-alle


Ihre AufgabeGibt es in Ihrem Fach einThema, für das sich ein

„Tabu“-Spiel eignen würde?

Machen Sie sich dazu zuerst eigene Gedanken.Tauschen Sie sich mit einem Partner aus.

Finden Sie ein gemeinsames Beispiel in der Vierergruppe und …… stellen Sie es vor.


MethodenwerkzeugeWoher sie kommen

Wozu sie dienenZusammengestellt und teilweise neu entwickelt von Lehrkräften im Auslandsschuldienst.Erstmals veröffentlicht von Josef Leisen (Studienseminar Koblenz / Universität Mainz). (1998)Adaptiert und weiter entwickelt von den SINUS-Projekten meh-rerer Bundesländer. (ab 1998)Hohe Affinität zu konstruktivisti-schen Vorstellungen vom Lernen.Unterstützend zur Erzeugung von Methodenvielfalt im Unter-richt.


MethodenwerkzeugeWoher sie kommen

Wozu sie dienenAufbereitung von Unterrichtsinhalten zum- Üben- Wiederholen- Vertiefen- Anwenden- (Erarbeiten)Dabei:- Nutzung angemessener „Werkzeuge“ zur Gestaltung von Inhalten- Betonung ausgewählter Aspekte- Erwerb der Fachsprache- Förderung fachlicher Kommunikation- Gestaltung von Aufgaben- Förderung selbstständigen Lernens- Unterstützung kooperativer Lernformen


Methoden-Werkzeuge Die EinkaufswagenaufgabeWozu braucht manmehr Kraft, wenn man einen voll be-ladenen Einkaufs-wagen vorwärts eine Bordsteinkante hochhebt oder wenn man ihn umdreht und rückwärts hoch zieht?“


Methodenwerkzeuge - ÜbersichtWortlisteWortgeländerSprechblasenLückentextWortfeldText-/BildpuzzleBildsequenzFilmleisteFehlersucheLernplakatMind-MapIdeennetzBlockdiagrammSatzmusterFragemusterBildergeschichteWorträtselStrukturdiagrammFlussdiagrammZuordnung

ThesentopfDialogAbgestufte LernhilfenArchiveHeißer StuhlDominoMemoryWürfelspielPartnerkärtchenKettenquizZwei aus DreiStille PostBegriffsnetzKartenabfrageLehrer-KarussellKärtchentischSchaufensterbummelKugellagerExpertenkongressAushandeln

Quelle: Leisen


Ein „Schaufensterbummel“ und ein „Kugellager“:

Auf den Tischen sind Informationen zu mehreren Methodenwerkzeugen ausgelegt.- Verschaffen Sie sich jeweils zu zweit einen

Überblick. (5-10 min)- Wählen Sie mit Ihrem Partner dann eines der MW

aus und machen sich damit vertraut. (5 – 10 min)- Anschließend sollen Sie die wichtigsten Informa-

tionen zu diesem MW andern Teilnehmern in knapper Form mitteilen.


Das Kugellager


Methodenwerkzeuge

zur Wiederholung, Festigung und Vertiefung

zur Strukturierung und Hierarchisie-rung vorhandener Kenntnisse

zur Erarbeitung und Kommunikation fachlicher Inhalte

zur Unterstützung fachsprachlich angemessener Formulierung

Memory Mindmap Kugellager Wortliste

Domino Conceptmap Lernplakat Wortfeld

Heißer Stuhl Flussdiagramm Thesentopf Wortgeländer

Ketten-Quiz Begriffsnetz Filmleiste Textpuzzle

Stille Post Zuordnung Dialog Satzmuster

Lückentext Kärtchentisch Archive Fragemuster

Partner-Kärtchen Kartenabfrage Schaufenster-bummel

Sprechblasen

Kreuzworträtsel Bildsequenz Aushandeln Bildergeschichte


Methodenwerkzeuge zur Strukturierung und

Hierarchisierung vorhandener Kenntnisse

Karten-abfrage

Bild-Sequenz Ideennetz

Struktur-

Diagramm

Mind-Map

Fluss-Diagramm

Zuordnung

Begriffs-netz

Kärtchen-Tisch

Mind-Map

Struktur-

Diagramm

Begriffs-netz


Kärtchentisch


Mapping-VerfahrenMindManager Smart

Das Programm MMSM ist frei benutzbar.Sie finden die Installationsdatei (4 MB) auf der Webseite zu diesem Workshop.


Das Programm Cmap ist frei benutzbar.Sie finden den Link zur Installationsdatei auf der Webseite zu diesem Workshop.

Mapping-Verfahren Concept-Map (Cmap)


Methodenwerkzeuge zur Wiederholung,

Festigung und Vertiefung

Ketten-

QuizStille PostHeißer

Stuhl

Lücken-text

Fehler-suche

17Wort-

Rätsel

Domino

Memory

Würfel-spielPartner-

Kärtchen

Wort-

Rätsel

Stille Post

Memory


Memory• Bild und Text• Formel und Text• Bild und Formel• Element und Funktion• Element und Gruppe• ….

Leicht abwandelbar als Domino, Partner-kärtchen, Frage- und Antwortkärtchen


WorträtselMethodenwerkzeug mit spielerischer Lernkontrolle„es geht auf!“

Hergestellt mit Hotpotatoes 6 (Freeware), Programmteil „cross“.Den Link zur Installationsdatei finden Sie auf der Webseite zu diesem Workshop, ebensoeine Schritt-für Schritt-Anleitung.


HotPotatoesLückentexte

MultipleJoice

Kreuzwort-rätsel Zuordnung

Aussagen

Mischen


Und jetzt an die Arbeit:1. Entwickeln Sie mit einem Partner ein Beispiel für

die Verwendung eines Methodenwerkzeuges aus der Gruppe „Üben/Wiederholen“ oder der Gruppe „Strukturieren“.

2. Denken Sie dabei an Ihren Unterricht in den kommenden Wochen und ein entsprechendes Fachthema.

3. Erstellen sie das Arbeitsmaterial so, dass sie es sowohl hier in der Veranstaltung präsentieren als auch im Unterricht verwenden können.


Methodenwerkzeuge












Sprechblasen



Was ist lernwirksam?2009John Hattie et al.: Metaanalyse vonmehr als 50.000 empirischen Studien (> 80. Mio. Schülerin-nen und Schüler)

Angstreduktion d = .40 Kooperatives Lernen d = .41 Kleingruppenlernen d = .49 Peer Tutoring d = .55 Herausfordernde Ziele setzen d = .56 Concept Mapping d = .57 Arbeit mit Lösungsbeispielen d = .57 Direkte Instruktion d = .59 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 Formatives Assessment d = .90


Fachspracherwerb unterstützen & Wechsel der Darstellungsformen

Aufgaben: Anforderungen gezielt variieren


Methodenwerkzeuge












Sprechblasen



Methodenwerkzeuge zur Unterstützung fachsprachlich angemessener Formulierung

WortlisteWort-

Geländer

Frage-Muster

Sprech-blasen

Wortfeld

Bilder-Geschichte

Text-

puzzle

Block-Diagramm Satz-Muster

WortlisteWort-

Geländer

Wortfeld


Bildergeschichte


Denk- und SprechblasenHier

steigt er in die

Wanne

Wodurch steigt

denn der Wasser-spiegel

an?


Kurze Übung zum MW Denk- und Sprechblasen


12

3 4 5 7 89

10

6

Weitere Beispiele zuDenk- und Sprechblasen

auf der Webseite zum Workshop

a) Wasserverbrauch einer Stadtb) Stoffkreislaufc) Phasendiagramm


MethodenwerkzeugeRessourcen

Siehe auch „Studienseminar Koblenz“

Methodenwerkzeuge Chemie:

Siehe auch „DFU-Cockpit“ sowie die CD von Mayworm


Methodenwerkzeugeweitere Ressourcen

Medienportal der Siemens Stiftung

DFU-MaterialienzumProjektExperimento10+


Aufgaben differenzieren

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17

Auflösung der gleichenZugangsweisen

Auflösung der gleichenLerninhalte und -ziele

Auflösung des gleichenTempos

Auflösung des gleichenAnspruchsniveaus

Verbindliche Anforderungen für alle als gemeinsame Basis

Methoden-werkzeuge

„Wochenplan“

Übungsmat.

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Mindest-Aufgaben & Methoden - Königsbrunn 17.06.15 - Dr. L. Stäudel

Auflösen des gleichen Anspruchsniveausz.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


Was ist lernwirksam?2009John Hattie et al.: Metaanalyse vonmehr als 50.000 empirischen Studien (> 80. Mio. Schülerin-nen und Schüler)

Angstreduktion d = .40 Kooperatives Lernen d = .41 Kleingruppenlernen d = .49 Peer Tutoring d = .55 Herausfordernde Ziele setzen d = .56 Concept Mapping d = .57 Arbeit mit Lösungsbeispielen d = .57 Direkte Instruktion d = .59 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 Formatives Assessment d = .90


Aufgabenmit gestuften Hilfen

Eine „komplexe“Problemstellung

aus einem (lebensweltlichen)

Kontext heraus entwickelt

einge-bettet in Vor-wissen

grundsätz-lich

ohne Hilfen lösbar

unter-stütztdurch Hilfen

inhalt-lichund lern-

strategisch


Bitte wählen Sie mit Ihrem Partner eine Aufgabe.Lösen Sie die Aufgabe zunächst ohne Hilfe. Benutzen Sie dann der Reihe nach alle Hilfen und klären Sie gemeinsam, welche Funktion die einzelnen Hilfen für die Lösung der Aufgabe haben.

Zum Kennenlernen


Gestufte Hilfen

Inhaltliche Hilfen Lernstrategische Hilfen


z.B. als direkte Hilfe• Wir benötigen:

eine Petrischale mit Deckel, schwarzes Papier, mit dem wir …

• In einem rohen Ei ist das Innere flüssig, genau genommen zähflüssig. Das Innere …

oder als Frage formuliert• Überlegt welche Materialien ihr für eure Untersuchung

benötigt!• Wenn ihr nass aus dem Wasser kommt, warum friert

ihr dann?

Inhaltliche 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?• Was weißt du schon über das Gesuchte und was

benötigst du dafür?• Versuche das Problem in einem Schema / einer

Skizze zu veranschaulichen!

Lernstrategische Hilfen


• Aktivierung von Vorwissen / Reorganisation von Wissen• Anwendung von bereits Erarbeitetem auf eine verwandte

Fragestellung• für die leistungsstärksten Lerngruppen auch ohne Benutzung von

Hilfen lösbar• erkennbare Art der erwarteten Lösung • mehr oder weniger eindeutiger Bearbeitungsweg• daher nur bedingt geeignet für prozess- und ergebnisoffene

Problemstellungen• mit praktischem experimentellen Tun kombinierbar, wenn ein

Experiments entworfen, vorbereitet oder ausgewertet werden soll• Interpretation eines Phänomens oder Ergebnisse • Diskussion einer zuvor aufgestellten Hypothese

Als Charakteristik für gute Lern-Aufgaben mit Hilfesystemen gilt:• komplex aber eher geschlossen• eher Anwendung als Neuerarbeitung• Aktivierung und Reorganisation von Vorwissen

Was sich für eine Aufgabe mit gestuften Hilfen eignet


Ressourcen - Friedrich Verlag: 4 Hefte mit CD- Siemens Stiftung Medien Portal:

11 Aufgaben zu „Experimento 10+“

- Weitere Aufgaben siehe meine Webseite „AmH Uebersichtsseite.html“


Läuft das Glas aus?Ein Beispiel für den naturwiss. Anfangsunterricht

David und Florian schwitzen über den Hausaufgaben. Da bringt Florians Mutter zwei Gläser Apfelsaft. „Hier, damit ihr bei der Hitze ein bisschen Erfrischung habt. Ich habe extra ein paar Eiswürfel rein gegeben.“ Die beiden trinken einen Schluck und vertiefen sich wieder in ihre Matheaufgaben.Als David nach ein paar Minuten wieder zum Glas greift, ist das Heft, das darunter lag, nass. „Du, das Glas hat wohl einen Sprung, es ist ausgelaufen!“Florian lacht. „Das glaubst du selbst nicht. Leck doch mal außen dran!“David schmeckt und nickt, „Stimmt, es ist nur Wasser! Aber wo kommt es dann her?“

Aufgabe:

Wenn Florian Recht hat und das Glas keinen Sprung hat, woher kommt dann das Wasser außen an der Glaswand?Finde eine Erklärung mit Hilfe deiner natur-wissenschaftlichen Kenntnisse.


Läuft das Glas aus?Läuft das Glas aus?David und Florian schwitzen über den Hausaufgaben. Da bringt Florians Mutter zwei Gläser Apfelsaft. „Hier, damit ihr bei der Hitze ein bisschen Erfrischung habt. Ich habe extra ein paar Eiswürfel rein gegeben.“ Die beiden trinken einen Schluck und ver-tiefen sich wieder in ihre Matheaufgaben.Als David nach ein paar Minuten wieder zum Glas greift, ist das Heft, das darunter lag, nass. „Du, das Glas hat wohl einen Sprung, es ist ausgelaufen!“Florian lacht. „Das glaubst du selbst nicht. Leck doch mal außen dran!“David schmeckt und nickt, „Stimmt, es ist nur Wasser! Aber wo kommt es dann her?“

Aufgabe:


Kontext

Komplexität

Form der Lösung

erkennbar

Eher geschlossen

Selbstdiffe-renzierendwenn mit

Hilfen


Die Konstruktion der Hilfen (I)Woher kann das Wasser kommen? Glas und Umgebung als System betrachten:-> Außer dem Glas und seinem Inhalt ist hier nur noch die

Luft darum herum vorhanden.

Schlüsse ziehen:-> Also muss das Wasser aus der Luft kommen.

Vor- / Alltags-Wissen aktivieren:-> Kennt ihr andere Situationen, wo Wasser „aus der Luft

kommt“? Denkt dabei auch an Wettererscheinungen.

Aktivierung unterstützen:-> Habt ihr an Nebel oder Raureif gedacht? Oder an das

Beschlagen eines Spiegels durch die ausgeatmete Luft oder das Beschlagen einer Brille, wenn man von draußen in einen warmen Raum kommt?

Aufgabe:


Läuft das Glas aus?


Verallgemeinern, Ursache finden:-> Was haben Nebel, Raureif, das Beschlagen eines

Spiegels oder einer Brille gemeinsam?

Inhaltliche Unterstützung:-> Bei Nebel, Raureif, beim Beschlagen eines Spiegels oder

der Brille ist eines gleich: Luft wird stark abgekühlt..

Unterstützung der Übertragung auf die Problemstellung:

-> Das kann auch an der Oberfläche eines kalten Gegenstands geschehen.

Generalisierung bzgl. Wassergehalt der Luft:-> In der Luft ist immer Wasserdampf enthalten. Wie kann

man sich vorstellen, dass sich beim Abkühlen flüssiges Wasser aus der Luft abscheidet?

-> … könnt ihr schließen, dass warme Luft mehr Wasser-dampf enthalten kann als kalte. Was beim Abkühlen „zu viel“ ist, schlägt sich als flüssiges Wasser nieder.

Aufgabe:


Läuft das Glas aus?

Die Konstruktion der Hilfen (II)


Dazu die (immer gleiche) erste Hilfe:-> Erklärt euch gegenseitig die Aufgabe noch einmal mit

eigenen Worten. Klärt, was ihr verstanden habt und was euch noch unklar ist.

als Aufforderung zur Paraphrasierung (erste Durcharbeitung der Aufgabenstellung)

und abschließend stets die Komplettlösung-> Jetzt habt ihr alles zusammen, um die gestellte Frage zu

beantworten. Übertragt eure Überlegungen auf das Glas mit dem kalten Getränk und fasst eure Antwort mit ein oder zwei Sätzen zusammen.

-> Durch den kalten Inhalt wird auch die Außenseite des Trinkglases sehr kalt. Dadurch wird die Luft in der Nähe stark abgekühlt. Ein Teil des enthaltenen Wasser-dampfes schlägt sich als flüssiges Wasser am Glas nieder – das Glas ist dann von außen nass.

wegen der Wirksamkeit von Musterlösungen und zur Kontrolle für die Gruppen, die ohne Hilfen zur Lösung gekommen sind.

Aufgabe:


Die Konstruktion der Hilfen (III)


Zur Gruppenarbeit:Planen Sie eine Aufgaben für Ihren Unterricht. - Reorganisation und Strukturierung von Wissen- Akzentuierung von naturwissenschaftlichem

Arbeiten(auch: Vorbereitung, Auswertung, Bewertung von Ergebnissen)

- Variation von Experimenten (Analogie-Konstruktion)- Schlussfolgerndes Verknüpfen

- Nutzen Sie den Aufgabenstamm zur Steuerung des Schwierigkeitsgrades

- Klären Sie das notwendige Vorwissen- Gestalten Sie Hilfen / Impulse zur Lösung

entsprechend den Erfordernissen Ihrer Lerngruppe


• Alle Gruppen erhalten Aufgabenstellung und einen Umschlag mit nummerierten Hilfekärtchen.

• Nummerierte Hilfekärtchen am Lehrerpult, es darf immer nur einer aus einer Gruppe nach vorn gehen und die Hilfe einsehen.

• Oder die Lernenden rufen die Hilfen via Tablet vom Schulserver (oder via wlan von einem externen Server) ab.

Methodische Varianten der Hilfen-Präsentation


Aktuell:Hilfen via Tablet oder Smartphone

- Aufgabe auf Papier- Hilfen auf einem Server- QR-Codes als Zugang- Entscheidung: mit oder

ohne Hilfen (wie bei Papierform)

- sukzessiver Download- oder Vergleich mit der

Musterlösung


Hilfen via Tablet oder SmartphoneDas Beispiel „Dipol Wasser“Aufgabe:Findet unter Nutzung eures Vorwissens heraus, welche Kräfte wirken und wie die Ablenkung schließlich zustande kommt.Hilfen:


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