Aufgaben mit gestuften Hilfen im naturwissenschaftlichen Unterricht

Aufgaben mit gestuften Hilfen

eine selbstdifferenzierendeLernumgebung

Dr. Lutz Studel, LeipzigBitte whlen Sie mit einem Partner eine Aufgabe, die Sie noch nicht kennen.Lsen Sie die Aufgabe zunchst ohne Hilfe. Benutzen Sie dann der Reihe nach alle Hilfen und klren Sie gemeinsam, welche Funktion die einzelnen Hilfen fr die Lsung der Aufgabe haben.Zum Kennenlernen

Dr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016Gestufte Hilfen

Inhaltliche HilfenLernstrategische HilfenDr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016z.B. als direkte HilfeWir bentigen: eine Petrischale mit Deckel, schwarzes Papier, mit dem wir In einem rohen Ei ist das Innere flssig, genau genommen zhflssig. Das Innere

oder als Frage formuliertberlegt welche Materialien ihr fr eure Untersuchung bentigt!Wenn ihr nass aus dem Wasser kommt, warum friert ihr dann?Inhaltliche Hilfen

Dr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016Formuliere die Aufgabe in eigenen Worten!Versuche die wichtigen von den unwichtigen Informationen zu trennen!Was weit du schon ber den Sachverhalt und was kannst du daraus folgern?Kennst du etwas hnliches?Was weit du schon ber das Gesuchte und was bentigst du dafr?Versuche das Problem in einem Schema / einer Skizze zu veranschaulichen! Lernstrategische Hilfen

Dr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016Aufgaben untersttzen die Trennung von Lern- und Leistungssituationen

Dr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016Wer sich subjektiv in einer Leistungssituation whnt, bemht sich in erster Linie darum, Erfolge zu erzielen und Misserfolge zu vermeiden.

Franz E. WEINERT (1930 - 2001)

Ausgangspunkte

DFGsowie Ergebnisse der Lehr-Lern-Forschung, insbesondere:6Aufgaben mit gestuften Hilfen als selbstdifferenzierendes FormatKomplexitt erhalten im Gegensatz zur Fragmentierung der Inhalte im fragend-entwickelnden UnterrichtsgesprchHerausfordernde Ziele setzenim Unterschied zu einer Orientierung an einem angenommenen mittleren LeistungsvermgenAdaptive Lernsituation gestaltenNutzung der Hilfen nach individuellem Bedarf

Dr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016Mit Aluminium fahren?Dr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

kann Ausgangspunkt fr ganz verschiedene Aufgaben seinModellexperiment wird vorgestellt,Aufgabe ist es, den chemischen Mechanismus zu entschlsselnAufgabe ist die Konstruktion eines Batterie-Modells mit gegebenen Zutaten, ggf. analog zu einer anderen Batterie Aufgabe ist die eigenstndige Konstruktion eines Batterie-Modells auf Basis des Vorwissens aus dem UnterrichtEin KontextMit Aluminium fahren?Dr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Nach den Sommerferien kommt Alex mit einem Computer-ausdruck in die Schule.Kann das denn stimmen, fragt er seinen Chemielehrer, dass ein Auto mit Aluminium angetrieben werden kann, und noch dazu ber so weite Strecken?Eigentlich httest Du das selbst klren knnen bekommt er zur Antwort. Fast alles was Du dazu brauchst gibt es doch bei Euch zu Hause in der Kche ausgenommen den kleinen Motor hier.Dabei holt Alex Lehrer eine Rolle Alufolie, ein Gef mit Koch-salz, eine Spritzflasche mit Wasser und eine Graphitelektrode aus der Sammlung. Wo Becherglser und Elektrokabel sind weit Du ja selbst. Alex ist erst etwas irritiert, dann fngt er aber an, seine eigene Aluminium-Luft-Batterie zu planen, und schlielich luft sogar der kleine Motor, den er angeschlossen hat.

Die Kontextstoryenthlt (hier) mehr oder weniger lsungs-relevante InformationenMit Aluminium fahren?Dr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Eure AufgabeWie kann eine Aluminium-Luft-Batterie im Modell aussehen? Entwerft eine Versuchsanordnung und benutzt dabei die im Text erwhnten Materialien.Die Entscheidung:Arbeiten mit oder ohne HilfenIhr knnt versuchen, die Aufgabe ohne Benutzung der angebotenen Hilfen zu lsen. Wenn ihr fertig seid, dann vergleicht euer Ergebnis mit der Musterlsung auf der letzten Hilfekarte.

Ihr knnt aber auch die Hilfen zur Lsung der Aufgabe nutzen.

Die Konstruktion der HilfenDr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Die mit den Hilfen gegebenen Impulse und inhaltlichen Hinweise folgen im Groen und Ganzen dem Vorgehen beim fragend-entwickelnden Unterrichtsgesprch.Da im Unterschied zum Dialog die Hilfen nur in einer einzigen sprachlichen Form dargeboten werden knnen, lohnt es sich, sie jeweils auf ihre spezifische Absicht bzw. Wirkung bezogen auf die Aufgabenbearbeitung zu charakterisieren und zu przisieren. Dr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Zum Beispiel: Dipol Wasserals innerfachliche FragestellungDr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Bezug zu einem ExperimentBezug zum vorhergehenden UnterrichtNennung der BedingungenAbbildung als visueller AnkerBenennung des Ansatzes Wirkung einer KraftZum Beispiel: Dipol Wasserals innerfachliche FragestellungDr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Impuls 1Gebt die Aufgabenstellung in euren eigenenWorten wieder. Klrt dabei, wie ihr die Aufgabe verstanden habt.

Antwort 1.. Paraphrasierung / Fokussierung a. d. ZielzustandZum Beispiel: Dipol Wasserals innerfachliche FragestellungDr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Impuls 2Ausgangspunkt fr die Ablenkung ist das geriebene Plastiklineal. Erinnert euch daran, was ihr im Physikunterricht darber erfahren habt.

Antwort 2Beim Reiben eines Gegenstandes aus Kunststoff mit einem Tuch kommt es zu einer Ladungs-trennung. Das elektrostatisch aufgeladene Lineal erzeugt um sich herum ein elektrisches Feld.Aktivierung von VorwissenZum Beispiel: Dipol Wasserals innerfachliche FragestellungDr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Impuls 3Ihr habt bereits gelernt, dass Wassermolekle Dipoleigenschaften haben. Was passiert als erstes, wenn sie in ein elektrisches Feld gelangen?

Antwort 3Ein elektrischer Dipol richtet sich in einem Feld so aus, dass die entgegensetzte Ladung dem Ladungszentrum gegenber liegt.Es werden nicht alle Wassermolekle so ausge-richtet, aber eine groer Teil.Aktivierung von VorwissenInformationsinputZum Beispiel: Dipol Wasserals innerfachliche FragestellungDr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Impuls 4berlegt, welche Krfte zwischen den ausgerichteten Dipolen und dem geriebenen Lineal auftreten.Macht eine Skizze und nehmt dabei an, dass das Lineal positiv geladen ist.

Antwort 4Zwischen dem elektrostatisch aufgeladenen Lineal und den Wasserdipolen gibt es sowohl Anziehung (entgegengesetzte Ladungen) wie auch Abstoung.Aktivierung von VorwissenAufforderung zur VisualisierungInformationsinput

Verifizierung Zum Beispiel: Dipol Wasserals innerfachliche FragestellungDr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Impuls 5Wenn sowohl anziehende wie auch abstoende Krfte zwischen Lineal und Wassermoleklen wirken, wie kommt es dann zu einer Ablenkung?Erinnert euch daran, was ihr ber Krfte zwi-schen unterschiedlichen Ladungen wisst und wovon sie abhngen!

Antwort 5Zu einer Ablenkung kann es nur kommen, wenn die anziehenden Krfte grer sind als die abstoenden.Das positive Ende des Dipols ist etwas weiter vom positiv geladenen Lineal entfernt als das negative. Je nher zwei entgegengesetzte Ladungen sind, desto grer ist die Anziehungskraft und umgekehrt.Aktivierung von VorwissenInformationsinputZum Beispiel: Dipol Wasserals innerfachliche FragestellungDr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Impuls 6Jetzt habt ihr alles zusammen und knnt die gestellte Frage beantworten, warum der Wasserstrahl abgelenkt wird.

Antwort 6Im elektrischen Feld, das durch das positiv aufgeladene Lineal erzeugt wird, richten sich die Wasser-Dipole teilweise aus.Weil die negativen Enden dem positiv gelade-nen Lineal nher sind als die positiv geladenen und weil die Krfte zwischen Ladungen umso grer sind, je kleiner der Abstand ist, ber-wiegt die Anziehung gegenber der Abstoung: Der Wasserstrahl wird abgelenkt.Aufforderung zur ElaborationVerifizierung

Systematik inhaltlicher und lernstrategischer LernhilfenInformationsinput

SachbezogenFokussierung auf den AusgangszustandStrukturierungAktivierung/ElaborationParaphrasierung / Fokussierung a. d. ZielzustandStrukturierungElaboration von UnterzielenAktivierung/ElaborationAktivierung von VorwissenAktivierung/ElaborationSachbezogenVisualisierung

StrukturierungAktivierung/ElaborationVerifizierung

StrukturierungAktivierung/ElaborationDr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Ressourcen fr AmH auf Papier

Friedrich Verlag: 4 Hefte jeweils mit CDSiemens Stiftung Medien Portal:11 Aufgaben zu Experimento 10+

- Weitere Aufgaben siehe meine Webseite AmH Uebersichtsseite.html

Dr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Themen zu denen es Aufgaben mit Hilfen gibtDr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Themen zu denen es Aufgaben mit Hilfen gibtDr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Was sich als Inhalt fr (Lern-)Aufgaben besonders gut eignet:Dr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

- Naturwissenschaftliches Arbeiten- Erkenntnisgewinnung Reorganisation von Alltagswissen begrndetes Schlussfolgern (Wechsel der Darstellungsform)Erfahrungen bei Entwicklung und Erprobung vonAufgaben mit gestuften Hilfen

Akzentuieren! Art der Lsung muss erkennbar seinSteuerung der Anforderung durch Informationen im Aufgabenstammkomplexe Aufgaben mssen vonLeistungsstarken ohne Hilfen lsbarseinQuasi-AnwendungsaufgabenVerknpfung von maximal 2 Prinzipien / Regeln / gemeinsame Bearbeitung von VorteilDr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Aufgabe ... nicht gelstAufgabe ... schwer... gar nicht angestrengtVorwissen ... nicht geholfenMaterial ... nicht hilfreich... vollstndig gelst... leicht... sehr angestrengt... sehr geholfen... sehr hilfreich

Dr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016Empirische Befunde zuAufgaben mit gestuften Hilfen

26Aufgabenlsung: Wir haben die Aufgabe vollstndig/gar nicht gelstSchwierigkeit: Ich fand, die Aufgabe war leicht zu bearbeitenHilfen: Das Lernmaterial war fr mich sehr hilfreich/gar nicht hilfreichVorwissen: Fr das Lsen der Aufgabe hat mir mein Vorwissen sehr/gar nicht geholfenDas digitale FormatHilfen via Tablet oder Smartphone

Dr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Aufgabe auf PapierHilfen auf einem ServerQR-Codes als ZugangEntscheidung: mit oder ohne Hilfen (wie bei Papierform)sukzessiver Downloadoder Vergleich mit der Musterlsung

Papier oder Download?Dr. L. Studel, Leipzig, 12.01.2016

Die Konstruktion der Hilfen ist zunchst unabhngig vom Medium.Sinnvollerweise legt man eine Tabelle ein mit den Hilfeimpulsen und den zugehrigen Antworten.Anschlieend bertrgt man die Texte ggf. mit Skizzen oder Abbildungen entweder - in das Word-Formular oder- in die html-Dateien