Chemie im Kontext - Lehrerfortbildungsserver: Startseite · Leibniz-Institut für Pädagogik der Naturwissenschaften und 14 beteiligte Bundesländer Bergische Universität Wuppertal

Leibniz-Institut für Pädagogik der

Naturwissenschaften

und 14 beteiligte Bundesländer

Bergische Universität Wuppertal

Chemie im Kontext

Eine innovative Konzeption für den Chemieunterricht

Gliederung

1. Theoretisches zum Unterrichtskonzept„Chemie im Kontext“

2. Von der Theorie zur PraxisEinführung von CHiK in die Schule

3. Ergebnisse des Einsatzes von CHiK4. Diskussion

nach Hoffmann et al. (1998), Köller et al. (2001), Seidel et al. (i.D.)

Ergebnisse empirischer Untersuchungen

- Das Interesse an Chemie und chemischen Phänomenen ist vor Beginn des Unterrichts groß, sinkt aber mit der Dauer des schulischen Chemieunterrichts.

- PISA und TIMSS: Die in der Schule erworbenen naturwissenschaftlichen Kenntnisse sind defizitär, insbesondere bezüglich des Transfers auf alltägliche Situationen.

PISA: Scientific Literacy

“Naturwissenschaftliche Grundbildung (Scientific Literacy)ist die Fähigkeit,

- naturwissenschaftliche Fragen zu erkennen- naturwissenschaftliches Wissen anzuwenden, - aus Belegen Schlussfolgerungen zu ziehen,

um Entscheidungen zu verstehen und zu treffen, welche die natürliche Welt und die durch menschliches Handelnan ihr vorgenommenen Veränderungen betreffen.”

OECD, 1999

Bildungsstandards und EPAs: Kompetenzen

Weinert beschreibt Kompetenzen als„bei Individuen verfügbare oder von ihnen erlernbarekognitive Fähigkeiten und Fertigkeiten, bestimmte Probleme zu lösen, sowie die damit verbundenen motivationalen, volitionalen und sozialen Bereitschaften und Fähigkeiten, die Problemlösungen in variablen Situationen erfolgreich und verantwortungsvoll nutzen zu können.“


Chem. Sachverhalte in verschiedenen Kontexten erkennen und bewerten

Bewertung

Informationen sach- und fachbezogen erschließen und austauschen

Kommunikation

Experimentelle und andere Untersuchungsmethoden sowie Modelle nutzen

Erkenntnisgewinnung

Chem. Phänomene, Begriffe, Gesetzmäßigkeiten kennen und Konzepten zuordnen

Fachwissen

Kompetenzbereiche im Fach Chemie


Reflexion(über die Bezüge der Chemie reflektieren)

Bewertung

Kommunikation(in Chemie und über Chemie kommunizieren)

Kommunikation

Fachmethoden(Erkenntnismethoden der Chemie nutzen)

Erkenntnisgewinnung

Fachkenntnisse (Chemisches Wissen anwenden)

Fachwissen

EPABildungsstandards S I

Theoretische Grundlagen

- Situiertes Lernen: Authentische, relevante und komplexe Ausgangsprobleme

- Berücksichtigung multipler Perspektiven- Unterstützung von Kompetenz- und

Autonomieempfinden - Artikulation und Reflexion - Lernen im sozialen Austausch

nach Mandl et al. (1997), Prenzel et al. (1998) u.a.

Chemie im Kontext

Kontext-orientierung

Vernetzung zuBasiskonzepten

Unterrichts-gestaltung

Chemie im Kontext




Kontextorientierung

Kontexte sind in dieser Unterrichtskonzeption Frage-und Problemstellungen mit folgenden Merkmalen:- Alltagsbezug- Komplexität

Ziel der Verwendung von Kontexten:- Sinnhaftigkeit der Beschäftigung mit Chemie- Bedeutung der Chemie bei fächerübergreifenden

Themen

Beispiele für Kontexte

Sekundarstufe I:- Der Vorkoster in Not...- Erwünschte Verbrennungen, unerwünschte FolgenSekundarstufe II:- Kohlenstoffdioxid und das Klima- Mit dem Wasserstoffauto in die Zukunft? - Ein Mund voll Chemie- Kunststoffe nach Maß

Chemie im Kontext




Chemie im Kontext




Chemische Basiskonzepte

Basiskonzepte sind die chemischen Prinzipien, die inden Kontexten sichtbar werden, aber auch über siehinaus Gültigkeit haben.

Basiskonzepte bilden die Grundlage für- die Erklärung chemischer Prozesse - ein Verständnis der Wissenschaft Chemie- eine vertikale und horizontale Verknüpfung

Chemische Basiskonzepte

- Stoff – Teilchen

- Struktur – Eigenschaft

- Donator – Akzeptor

- Energie und Entropie

- Chemisches Gleichgewicht

Chemie im Kontext




Chemie im Kontext




Neugier- und PlanungsphaseStrukturierung durch Schülerfragen und Arbeitsplanung

Erarbeitungsphasemöglichst eigenständige und selbst organisierte Arbeit

Vernetzungs- und VertiefungsphaseVertiefung chemischer Inhalte, Aufbau der Basiskonzepte

BegegnungsphaseEinstieg, Motivation, Schülerfragen, Anknüpfen

Unterrichtsgestaltung

Neugier- und PlanungsphaseWelche Bestandteile enthält ein Computer?

ErarbeitungsphaseVersuche und Recherche zur Entsorgung der Bestandteile

Vernetzungs- und VertiefungsphaseKunststoffrecycling, neue Wege des Computerbaus

Begegnungsphase„Sondermüll am Schreibtisch“?

Beispiel Computerrecycling

Kontext: Computer-Recycling

Fachkenntnisse: Nernstsche Gleichung Löslichkeitsprodukt,

Joule –Thomson Spannungsreihe Elektrolyse Kupfergewinnung

Basiskonzepte: Chemisches Donator- Struktur-

Gleichgewicht Akzeptor Eigenschaft

Vom situiertem Lernen zum systematischen Konzeptverständnis

Basiskonzept: Donator-Akzeptor-Konzept (Redox)

Fachkenntnisse: Elektronenübertragung HalbzelleAnode/Kathode Spannungsreihe ...

Kontexte: Rost Computer-Recycling Mund Brennstoffzelle Rohstoffe ...

Vom situiertem Lernen zum systematischen Konzeptverständnis

Kontext

Planen von Untersuchungen zurBeantwortung der

Fragen

Durchführen der Untersuchungen,

Diskussion und Protokoll

Auswertung, Absicherung,Darstellen, Kommunizieren

und Aushandeln der Ergebnisse

Bewerten und Einordnen

(Parchmann et al., 2006)

Formulieren von Fragen

Informationen Überprüfen der Hypothesen anhand der

Ergebnisse

Abstrahieren zu strukturierenden Basiskonzepten

Identifizieren von Fragen und Hypothesen, die chemisch untersucht werden können

Anwenden von Vorkenntnissen

1

2

3

4

Kontexte und Kompetenzbereiche


Naturwissenschaften



Chemie im Kontext

Von der Theorie zur Praxis

Implementationsansatz

KonzeptionelleGrundlagen

Lern-gemeinschaften

Reflexion undEvaluation

Umsetzung derKonzeption

UnterrichtlicheErprobung

- Lerngemeinschaften (Forschung und Praxis)- Prozessorientierung

Anregung und Unterstützung

Materialien

Diagnostikinstrumente

Struktur-EigenschaftenStruktur-Eigenschaften

NN

NN

H

O H

O H

O H

O

NN

NN

O

H O

H O

H O

H

O C

N R

N- C

O

O+ R

H

OH

OC

NR

NC

OR

OH

O

HVan der Waals

?

Rahmen und exemplarische

Einheiten

Evaluation


Die Arbeit im Set(Lerngemeinschaft)

- Regelmäßige Treffen- konstante, schulübergreifende Gruppen- min. 2 Kollegen einer Schule- Begleitung durch einen Wissenschaftler der

Projektgruppe und einen Koordinator- 2-3 Jahre- Es konnten vorhandene Materialien übernommen /

verändert oder neue erstellt werden- Unterricht nach CHiK hat Vorrang vor Material- oder

Methodenerprobung- nach 1-2 Jahren z.T. Ausgründung von „Tochtersets“

Wissenschaftliche Begleitung

Koordinator

2002/03

(12)

teilnehmende Ländergelb eingefärbt

2003/04

(21)


Schulische Realisierung und empirische Begleitung

Evaluation der Implementationsstrategie und der

Unterrichtskonzeption- Verändert sich die Qualität des Lehrens und Lernens? - Verändert sich die Lernkultur an den beteiligten Schulen? - Wird die Konzeption über die ursprünglich am Projekt beteiligten

Schulen hinaus verbreitet? - Wie gelingt die Zusammenarbeit von Forschung und Praxis, in

Hinblick auf eine erfolgreiche Implementation?

Fördernde und hemmende Implementationsbedingungen


Naturwissenschaften



Chemie im Kontext

Ergebnisse des Einsatzes

Erfahrungen aus der Set-Arbeit

- Die Kooperationsqualität in den Sets wird durchgehend sehr positiv beurteilt.

- Die Intensität und Qualität der Setkooperation hängt entscheidend mit der Veränderung des Unterrichts (Methodenvielfalt, Selbststeuerung) zusammen (Lehrerebene und Schülerebene).

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

SB/Koord Lehrkräfte

Kontext

Methoden

Basiskonzepte

Schüler-orientierungSonstiges

ganzes Konzept

spez. UE

(Interviewstudie mit 37 ChiK-Lehrern und 18 Betreuern, A. Baer et al.)

Erfahrungen aus der Set-Arbeit

2,842,92

2,74

2,76

2,62,52

2,67 2,72

2,84

2,3

2,4

2,5

2,6

2,7

2,8

2,9

3

MotivationSchülerzentr.Zeitverschwendung

t 1 t 2 t 4

(Fragebogenstudie)

Unterrichtsbeschreibung durch die Schüler/-innen

3,33

2,67

3,07

2,14

2,51

2,92

3,25

2,98

3,08

Klasse 1Klasse 2Klasse 3

t 1 t 2 t 41

2

3

4

(Fragebogen, C. Gräsel et al.; Interviews, P. Nentwig)

Gründe:

• Person des Lehrers / der Lehrerin

• Instruktionsqualität („roter Faden“)

Entwicklung der Motivation bei Schülerinnen und Schülern

Vielfalt an Unterrichtsmethoden

**

Partizipation der Schüler

**

Lehrersteuerung im Unterricht

** = p < .01 ; * p <.05

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

vor ChiKnach einem Jahr ChiK

Welche Veränderungen werden von Lehrkräften berichtet?


Naturwissenschaften



Fragen?Anregungen!

Documents

Chemie im Kontext - Lehrerfortbildungsserver: Startseite · Leibniz-Institut für Pädagogik der Naturwissenschaften und 14 beteiligte Bundesländer Bergische Universität Wuppertal