Binnendifferenzierung (nicht nur) im naturwissenschaftlichen Unterricht Teil II Dr. Lutz Stäudel, Leipzig

Binnendifferenzierung(nicht nur) im

naturwissenschaftlichen UnterrichtTeil II

Dr. Lutz Stäudel, Leipzig

Verlaufsplan

WS Differenzierung Istanbul 3.-5.April 2014 – Dr. L. Stäudel

Freitag, 04.04.2014, vormittags

- Selbstdifferenzierende Aufgaben

- Aufgaben verändern

- Aufgaben mit gestuften Hilfen

- Lernstrategische und inhaltliche Hilfen

Freitag, 04.04.2014, nachmittags

- Arbeitsphase: Aufgaben mit Hilfen für den

eigenen Unterricht entwickeln

„Selbstdifferenzierende“ Aufgaben


Selbstdifferenzierende Aufgaben

Bestimme die Brenndauer einer Kerze!


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

Übungsmat.

„Woch

enplan“

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Mindest-


Schwerer, leichter, anders


a) Asseln

b) Ölpest

c) KühlschrankWählen Sie eine der dreiBeispielaufgaben. - Stellen Sie fest, durch welche

Maßnahmen die Aufgaben-stellung verändert wurde.

- Klären Sie, ob sich dabei der Inhalt bzw. die Zielrichtung der Aufgabe verändert hat.

Arbeitsphase


Auflösen des gleichen Anspruchsniveausdurch Variation des Aufgabenstamms

Bei den 3 zuvor bearbeiteten Aufgaben - Asseln (hell/dunkel, trocken/feucht) - Ölpest (Bakterien als Abhilfe) - Kühlschrank (heizen mit offener Tür)wurde die Aufgabenstellung variiert, der Aufgaben-stamm aber unverändert gelassen.

In der Umkehrung wird die Aufgabenstellung gleich gelassen,dafür kann aber der Aufgabenstamm verändert werden:- 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)



Was ist lernwirksam?

2009

John 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 HilfenLernstrategische

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


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:




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:



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


Ressourcen

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

11 Aufgaben zu „Experimento 10+“

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


Arbeitsphase


• 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 Smartphone

Das Beispiel „Dipol Wasser“

Aufgabe:Findet unter Nutzung eures Vorwissens heraus, welche Kräfte wirken und wie die Ablenkung schließlich zustande kommt.

Hilfen:


Was wir zur Verfügung stellen

- ca. 15 „fertige“ Aufgaben aufbereitet für Tablet

- „leere“ html-Dateien zum Eintragen der Hilfen

- Links zu den Tools für die Bearbeitung(QR-Producer, QR-Reader, html-Editor)

- eine Schritt-für-Schritt-Anleitung

Kontakte: [email protected]

[email protected]


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