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Innere Differenzierung im Naturwissenschaftsunterricht
Dorothee BrovelliPH Luzern
Didaktische Rekonstruktion und individuelle Förderung
Kattmann et al. (1997)
Wen soll ich fördern? Förderbedarf feststellen
Wohin soll ich fördern?Ziele klären
Wie soll ich fördern? Fördermassnahmen ergreifen
1. Wen – Förderbedarf feststellen
Eine sorgfältige Diagnose bildet die Basis für jegliche Bemühungen um Differenzierung im Unterricht bzw. Individualisierung von Lernprozessen!
Einzelne Schülerinnen und Schüler:Lernstandsdiagnose individuellBeispiel Concept Mapping
Typische Schülervorstellungen: Kenntnis verbreiteter PräkonzepteBeispiel Stromkreis und Beispiel Concept Cartoons
Wichtig: Keine Diagnose ist endgültig!
Unverstandene Begriffe (z. B. sachlogisch falsche Relationen, kaum Verbindungen zu anderen Begriffen) Förder- und Unterstützungsmassnahmen durch passende Aufgaben
Lernstandsdiagnose individuellBeispiel Concept Mapping
Typische Schülervorstellungen:Beispiel Stromkreis
ca. 80 % der Drittklässler: „Das Lämpchen leuchtet, wenn Batterie und Lämpchen mit einem Kabel verbunden werden.“
Häufigste Erklärung:
Verbrauchsvorstellung: Hinter dem Lämpchen fliesst ein geringerer Strom als in der Hinleitung (Variante: andere Qualität der Substanz)
physikalische Stromkreisvorstellung
Diagnose durch Konzept-Testpassende Experimente
Typische Schülervorstellungen:Beispiel Concept Cartoons
Zieh dem Schneemann nicht den Mantel an, sonst schmilzt er!
Ich denke, der Mantel hält den Schneemann kühl, so dass er nicht so schnell schmilzt!
Das macht doch keinen Unterschied.
www.conceptcartoons.com
Concept Cartoons thematisieren häufige Schülervorstellungen.
Diagnose im Gespräch passende Aufgaben und Experimente
Ziel: Reduktion von 24 individuellen Vorstellungen auf wenige Grundtypen durch Kenntnis typischer Konzepte
Didaktische Rekonstruktion und individuelle Förderung
Kattmann et al. (1997)
Wen soll ich fördern? Förderbedarf feststellen
Wohin soll ich fördern?Ziele klären
Wie soll ich fördern? Fördermassnahmen ergreifen
2. Wohin - Ziele klären
Grundlegende Konzepte von Vertiefungen unter-scheiden und Kompetenzen schrittweise aufbauen
Kompetenzentwicklung: Welche Kompetenz ist an dieser Aufgabe besonders wichtig?Beispiel Geschwindikgeits-diagramme im Lehrplan 21
Konzeptaufbau: Welche Grundkonzepte sollen alle verstanden haben und wie können diese ausdifferenziert werden?Beispiel Elektromotor
NMG.3Stoffe, Energie und Bewegungen beschreiben, untersuchen und nutzen
Die Schülerinnen und Schüler können Erfahrungen mit Bewegungen und Kräften beschreiben und einordnen.
Kompetenzentwicklung: Beispiel: Darstellen in Diagrammen nach Lehrplan 21
NT.5Mechanische und elektrische Phänomene untersuchen
Die Schülerinnen und Schüler können Bewegungen und Wirkungen von Kräften analysieren
Kompetenzentwicklung: Beispiel: Darstellen in Diagrammen nach Lehrplan 21
NT.5Mechanische und elektrische Phänomene untersuchen
Die Schülerinnen und Schüler können Bewegungen und Wirkungen von Kräften analysieren
Kompetenzentwicklung: Beispiel: Darstellen in Diagrammen nach Lehrplan 21
Konzeptaufbau: Grundkonzepte und ErweiterungenBeispiel: Elektromotor
Grundkonzept: Magnet mit Polwender
gemeinsame Fragestellung, unterschiedliche Tiefe und Breite
Didaktische Rekonstruktion und individuelle Förderung
Kattmann et al. (1997)
Wen soll ich fördern? Förderbedarf feststellen
Wohin soll ich fördern?Ziele klären
Wie soll ich fördern? Fördermassnahmen ergreifen
3. Wie – Fördermassnahmen ergreifen
Bei der Differenzierung nehmen Aufgaben (inkl. Lernumgebungen, Experimente etc.) eine Schlüsselrolle ein!
Aufgaben mit gestuften Lernhilfen ( Bücher) Beispiel Regenwald
Aufgaben mit gestuften Anforderungen Beispiel Kategoriensystem
Aufgaben mit Anforderungen in unterschiedlichen Bereichen Beispiel Zelle und Beispiel Funktionen von Experimenten
Aufgaben öffnenBeispiele Problem Based Learning und Elektroprojekt
Aufgaben mit gestuften Hilfen
Allen Lernenden wird zunächst dieselbe Aufgabe mit denselben Anforderungen gestellt, sie können auf gestufte Hilfen («Tipps») zurückgreifen.
Lehrperson erstellt Kärtchen mit Tipps, Beispiele siehe «Aufgaben mit gestuften Hilfen», Friedrich Verlag
Aufgaben mit gestuften HilfenBeispiel Regenwald (Photosynthese)
Aufgaben mit gestuften HilfenBeispiel Regenwald (Photosynthese)
Aufgaben mit gestuften Anforderungen
Lernenden werden Aufgaben mit unterschiedlich hohen fachlichen und/oder sprachlichen Anforderungen gestellt. Beispiel Kategoriensystem für die Analyse und Konstruktion von Lernaufgaben
Dimensionen:
• Art des Wissens• Kognitiver Prozess• Anzahl Wissenseinheiten• Offenheit der Aufgabe• Lebensweltbezug• Sprachlogische Komplexität• Repräsentationsform des Wissens
Maier, Kleinknecht & Metz (2010)
Dimensionen AusprägungenArt des Wissens Fakten Fertigkeiten Konzepte Metakognition
Kognitiver Prozess Reproduktion naher Transfer weiter Transfer Problemlösen
Anzahl Wissenseinheiten
eine bis zu vier mehr als vier
Offenheit der Aufgabe
definiert & konvergent
definiert & divergent
undefiniert & divergent
Lebensweltbezug ohne konstruiert authentisch real
Sprachlogische Komplexität
niedrig mittel hoch
Repräsentations-formen des Wissens
eine Integration Transformation
Aufgaben mit gestuften Anforderungen: Kategoriensystem
Beispiel Regenwald (Photosynthese)
Aufgabenqualitätempirische Unterrichtsforschung
Bloomsche Kategorien N Prozent
1 wissen 465 68.5 %
2 verstehen 178 26.2 %
3 & 4 anwenden & analysieren 27 4 %
5 & 6 synthetisieren & evaluieren 9 1.3 %
Total 679 100 %
Schaub, 2012 (Masterarbeit PH Luzern)
Naturlehreprüfungsaufgaben des Bereichs Biologie von Lehrpersonen einer Luzerner Vorortsgemeinde. Ergebnisse einer Masterarbeit der PH Luzern
Lesekompetenz und kognitive Strukturierungsfähigkeit
Fähigkeit zum natur-wissenschaftlichen Arbeiten
Informationen kreativ umsetzen und praktisch handeln
Zusammenhänge erkennen und darstellenBeispiel Zelle
Aufgaben mit Anforderungen in unterschiedlichen Bereichen
Aufgaben mit Anforderungen in unterschiedlichen Bereichen
Luft bei konstantem Drucky = 0.3956x + 0.0231
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 2 4 6 8 10
V
konst.TV
Beispiel Funktionen von Experimenten
Aufgaben öffnen
Lernenden werden verschiedene Bearbeitungswege ermöglicht.
Beispiel Elektroprojekt
Bau eines elektrifizierten Zimmermodells (Physik im Kontext – piko)http://www.mint-hamburg.de/Handreichungen/Physik.pdf
Aufgaben öffnen
Beispiel Problem Based Learning
Lernen durch Bearbeitung von formulierten Problemen, die in Kleingruppen mit tutorieller Unterstützung gelöst werden.
Problembasiertes Lernen (PBL) Drei-Phasen-Ansatz
1. Analysephase Problem identifizieren Problem analysieren Arbeitsfragen formulieren2. Verstehensphase Neue Kenntnisse aneignen Andere Sichtweisen verstehen3. Problemklärungsphase Erklärungsszenarien erstellen und bewerten Exemplarität des Problems verstehen
Beurteilung: Tests differenzieren
Leistungsaufgaben müssen zur Lernumgebung und den angestrebten Kompetenzen passen!
http://naturwissenschaften.bildung-rp.de/fach-naturwissenschaften/unterricht/umgang-mit-heterogenitaet.html
Innere Differenzierung im Naturwissenschaftsunterricht
Kattmann et al. (1997)
Wen soll ich fördern? Förderbedarf feststellen
Wohin soll ich fördern?Ziele klären
Wie soll ich fördern? Fördermassnahmen ergreifen