Binnendifferenzierung

Binnendifferenzierung im naturwissenschaftlichen Unterricht

Michael Weigend

K-Team EN

20. 3. 2013 Foto: cc-by RDECOM http://www.flickr.com/photos/rdecom/8518139625/sizes/l/in/photostream/

Überblick

cc-by-nc-sa 2013 Michael Weigend: Binnendifferenzierung im naturwissenschaftlichen Unterricht 2

1 Hetereogenität 2 Formen der Differenzierung 3 Beispiele für Differenzierungskonzepte 4 Vorschlag für eine Vorgehensweise

1 Wofür interessieren sich unsere Schüler?


Internationale ROSE Study (Relevance of Science Education), Frühjahr 2004, in Deutschland 262 Schüler(innen) der 10. Klasse

Berühmte Naturwissenschaftler(innen) und ihr Leben

Atome und Moleküle Wie sich Schwerelosigkeit im All anfühlt

Wie Computer funktionieren

Was wir über Krebs wissen und wie man ihn behandeln kann

Reinigungsmittel, Seifen und wie sie wirken

Interessant


Jungen 1. Wie eine Atombombe funktioniert 2,31 2. Wie sich Schwerelosigkeit im All anfühlt 2,26 3. Wie Computer funktionieren 2,22 4. Die neuesten Erfindungen und Entdeckungen in Naturwissenschaft und Technik 2,21 5. Phänomene, die Wissenschaftler noch immer nicht erklären können 2,14 6. Biologische und chemische Waffen und ihre Auswirkungen auf den menschlichen Körper 2,12 7. Explosive Chemikalien 2,08 8. Erfindungen und Entdeckungen, die die Welt verändert haben 2,01 9. Schwarze Löcher, Supernovae und andere spektakuläre Phänomene im Weltall 1,99 10. Auswirkungen von starken Elektroschocks und von Blitzen auf den menschlichen Körper 1,98

Quelle: Holstermann, N. & Bögeholz 2007

Mädchen 1. Warum wir beim Schlafen träumen und was die Träume bedeuten können 2.59 2. Was wir über Krebs wissen und wie man ihn behandeln kann 2,53 3. Was wir über HIV/Aids wissen und wie die Verbreitung kontrolliert werden kann 2,48 4. Wie man erste Hilfe leistet und grundlegende medizinische Ausrüstung nutzt 2,42 5. Wie man trainieren muss, damit der Körper fit und gesund bleibt 2,38 6. Wie sich Schwerelosigkeit im All anfühlt 2,35 7. Leben und Tod und die menschliche Seele 2,29 8. Über den menschlichen Körper und seine Funktionen 2,28 9. Epidemien und Krankheiten, die viele Leben fordern 2,24 10. Phänomene, die Wissenschaftler noch immer nicht erklären können 2,24

Uninteressant


Jungen 99. Pflanzen in meiner Umgebung 0,92 100. Warum Naturwissenschaftler(innen) manchmal nicht der gleichen Meinung sind 0,91 101. Astrologie und Horoskope, und ob Planeten-konstellationen menschliches Leben beeinflussen können 0,87 102. Essstörungen wie Magersucht und Bulimie 0,84 103. Reinigungsmittel, Seifen und wie sie wirken 0,80 104. Wie Pflanzen wachsen und sich vermehren 0,75 105. Eigenschaften von Lotionen und Cremes, die die Haut jung erhalten 0,74 106. Plastische und kosmetische Chirurgie 0,72 107. Berühmte Naturwissenschaftler(innen) und ihr Leben 0,59 108. Symmetrien und Muster bei Blättern und Blumen 0,42

Quelle: Holstermann, N. & Bögeholz 2007

Mädchen 99. Wie Pflanzen wachsen und sich vermehren 0,84 100. Vorzüge und mögliche Risiken einer modernen Landwirtschaft 0,83 101. Warum Naturwissenschaftler(innen) manchmal nicht der gleichen Meinung sind 0,81 102. Wie man Elektrogeräte und mechanische Geräte einsetzt und repariert 0,77 103. Atome und Moleküle 0,74 104. Biologischer und ökologischer Anbau ohne Pestizideinsatz und Kunstdünger 0,69 105. Berühmte Naturwissenschaftler(innen) und ihr Leben 0,67 106. Wie Benzin- und Dieselmotoren arbeiten 107. Wie Rohöl zu Materialien wie z.B. Plastik und Textilien verarbeitet wird 0,54 108. Symmetrien und Muster bei Blättern und Blumen 0,51

Schulbuch


Fragen zu Beginn eines Kapitels Tausch; von Wachtendonk: Chemie 2000+

Schwierigkeitsgrad und Motivation

Rolf Oerter: Motivation und Handlungssteuerung. In Rolf Oerter: Entwicklungspsychologie, Weinheim 1995, S. 769

“Das Neue ist nur innerhalb einer Mittelregion attraktiv. Ist es zu vertraut wird es langweilig, ist es zu fremd, flößt es Angst oder Unbehagen ein.”

7 cc-by-nc-sa 2013 Michael Weigend: Binnendifferenzierung im naturwissenschaftlichen Unterricht

Leistungsmotivation


“Tendenz als wesentlich bewertete Aufgabe mit Energie und Ausdauer bis zum erfolgreichen Abschluss zu bearbeiten” Nach David McClelland primäres Motiv für Handeln (neben dem Bedürfnis nach Macht und Zugehörigkeit)

Learned Helplessnes als Folge von Überforderung

Das Gefühl fehlender Kontrolle über die eigene Situation kann zu Inaktivität führen.

Martin Seligman (1967)


Foto: cc-nc-nd 2007 Tasumi1968 http://www.flickr.com/photos/mr_mum1968/368877418/

Mit welchem Bild erklären Sie 15-jährigen Schülern wie ein Katalysator funktioniert?


Foto: cc-by-sa 2006 Roman Maurer http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7a/Aufgeschnittener_Metall_Katalysator_f%C3%BCr_ein_Auto.jpg

Foto: cc-by-sa 2011 Robin Müller http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Brennender_Zuckerw%C3%BCrfel.jpg#file

cc-by-sa 2011 Brazosport College http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dd/Exothermic_Reaction_with_Catalyst.png

A B

C D

//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7a/Aufgeschnittener_Metall_Katalysator_f%C3%BCr_ein_Auto.jpg

Lernstile (Kolb)


David A. Kolb: Learning Style Inventory. Boston (McBer and Company) 1985

Akkommodieren „feel and do“

Experiental Learning Theory (ELT)

Konvergieren „think and do“

Assimilieren „think and watch“

Divergieren „feel and watch“

Planvolles Experimentieren


Asseln findet man bevorzugt unter Steinen oder unter loser Rinde abgestorbener Bäume und in der Streuschicht unter Blättern. Peter vermutet, das könne an der Feuchte liegen. Verwende die Experimentierbox um herauszufinden, ob Peter Recht hat. 1) Überlege dir einen Versuch. Verwende für den Versuch nur die in der Box vorhandenen Dinge. Beschreibe genau die Durchführung des Versuchs in deinem Hefter, bevor du tatsächlich experimentierst.

Sinus-Transfergruppe S. 46

cc-by-nc-sa 2007 Alvesgaspar http://commons.wikimedia.org/wiki/ File:Woodlouse_2007-1.jpg

Ausprobieren, Basteln


Raspberry Pi

Motive für Lernaktivitäten


cc-by-nc-sa 2010 Z. Smith Reynolds Library 2http://www.flickr.com/photos/zsrlibrary/4406036991/

• Interesse, an der Sache, Neugierde • Soziale Bedürfnisse: Etwas für andere tun, etwas mit anderen tun • Kreativität, etwas erschaffen • Spaß an der Aktivität selbst • Leistungsmotiv: besser werden


Vielfalt braucht Vielfalt

Foto

: cc-

by

2010

Th

eBig

Tou

ffe

htt

p:/

/ww

w.f

lickr

.co

m/p

hot

os/

23

92

42

62

@N

04

/28

89

88

36

15

2 Formen der Differenzierung Kategorien


cc-by-nc-sa Soil Net Library http://www.soil-net.com/album/People/slides/Kids_soil.jpg

• Inhalt • Lernprodukt • Lernaktivität • Sozialform • Schwierigkeitsgrad • Lerntempo • Medien

2.1 Differenzierung nach dem Inhalt Kompetenzorientierung ermöglicht inhaltliche Vielfalt


Prozessorientierte Kompetenzen Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung ...beobachten und beschreiben chemische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. Kompetenzbereich Kommunikation ...argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig Kompetenzbereich Bewertung ...beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen Informationen kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten.

Quelle: Schulministerium NRW http://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/lehrplaene/kernlehrplaene-sek-i/gymnasium-g8/chemie-g8/kernlehrplan-chemie/kompetenzerwartungen-im-fach-chemie/

Testaufgaben, die inhaltliche Differenzierung berücksichtigen


Basiskonzept chemische Reaktion Säuren als Stoffe einordnen, deren wässrige Lösungen Wasserstoff-Ionen enthalten.

Quelle: Schulministerium NRW http://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/lehrplaene/kernlehrplaene-sek-i/gymnasium-g8/chemie-g8/kernlehrplan-chemie/kompetenzerwartungen-im-fach-chemie/

Aufgabe A Wenn man in neutrales Wasser Chlorwasserstoffgas einleitet, entsteht eine saure Lösung. Stelle eine Reaktionsgleichung mit Formeln auf und erkläre die Beobachtung.

Aufgabe B Erkläre an einem Beispiel, was passiert, wenn man eine Säure mit Wasser mischt. Stelle eine Reaktionsgleichung mit Formeln auf und erkläre.

2.2 Differenzierung nach Lernprodukten


Frank Müller 2012

Ausstellung Akrostichon Bildergeschichte Collage Experiment Foto-Roman Gedicht Odd Man Out Quiz Science Fiction Story

Odd Man Out


Benzin Paraffin Wasser Butan

Was passt nicht?

Denke dir drei weitere Rätsel dieser Art zum Thema Erdöl aus.

Akrostichon


O B S T

„Ergänze die Zeilen zu einem Text über Obst“

Frank Müller 2012

Akrostichon


Frank Müller 2012

Obst werden alle essbaren Früchte, zum Beispiel Äpfel und Birnen genannt. Selbst Nüsse zählen zum Obst. Trockenobst sind getrocknete Früchte.

Medienbezogene Aufgaben

Entwickelt ein Quiz zum Thema „Chemietechnik“ in Form einer Impress- oder Powerpoint-Präsentation. Zu jeder Frage gibt es ein Bild und vier plausible Antwortmöglichkeiten, von denen nur eine stimmt.


A In einer Raffinerie

Bundesarchiv, Bild 183-1989-0412-009 / CC-BY-SA

B In einem Zementwerk

C In einem Stahlwerk

D In einer Anlage zur Produktion von Kunststoff

1 Wo wurde dieses Foto aufgenommen?


A In einer Raffinierie

Bundesarchiv, Bild 183-1989-0412-009 / CC-BY-SA

B In einem Zementwerk

C In einem Stahlwerk

D In einer Anlage zur Produktion von Kunststoff

Rüdersdorf, Zementwerk Bei ca. 1400 Grad Celsius werden in den Zementwerken Rüdersdorf in diesen Drehrohrbrennöfen aus Kalkstein, Sand, Rostschlacke und bestimmten Beimengungen Zementklinker gebrannt.


2.3 Differenzierung nach Lernaktivität


basteln zeichnen schreiben pantomimisch darstellen berechnen beobachten …

Mit verbundenen Augen eine Schnur zu einem Dreieck auslegen. Dagenham Park School, England 2012 Foto: cc-nc-by-sa 2012

2.4 Differenzierung nach Sozialform


Unterschiedliche Aufgaben zum gleichen Thema (gleicher Text) für • Einzelarbeit • Partnerarbeit (z.B. Partnerinterview) • Gruppenarbeit (z.B. Textbearbeitung mit verteilten Rollen)

Vorschlag der Sinus-Transfer-Gruppe SINUS = „Steigerung der Effizienz des Mathematisch –naturwissenschaftlichen Unterrichts“

2.5 Differenzierung nach Schwierigkeitsgrad


Gleiches Material (Texte, Bilder, Experimente) aber unterschiedliche konkrete Aufgaben.

Sinus-Transfer-Gruppe

Erstellen Sie mit den Begriffen ein Pfeildiagramm. Tragen Sie die Begriffe in das Diagramm ein.

2.6 Differenzierung nach Lerntempo


Freiarbeit mit Wochenplan (Montessori) Hausaufgaben Referate (Assignments)

Vorbereitete Umgebung in einer Montessori-Schule Foto: cc-by-nd 2007 Abrinta Montessori School http://www.flickr.com/photos/alphachimpstudio/367189828/

2.7 Differenzierung nach Medien


Texte Bilder Filme Interaktive Animationen

Schau dir das Leonardo-Küchenexperiment an und erkläre wie die Teebeutelrakete funktioniert. http://www.wdr5.de/sendungen/leonardo/kuechenexperimente.html

3 Beispiele für Differenzierungskonzepte


Idee 1: Lernaufgaben in zwei Anforderungsstufen (E und G)

Kurt-Schwitters-Schule, Berlin


Die Schüler werden Anforderungsniveaus zugeordnet

E G E

G

Foto: US-Navy

Idee 2: Zwei Arten von Binnendifferenzierung

Weingartenschule Lauenburg/Elbe


1) Herkömmliche Differenzierung (Lehrer differenziert) • zusätzliche Arbeitsblätter mit mehr oder weniger Aufgaben • zusätzliche Arbeitsblätter mit schwierigeren oder leichteren Aufgabenstellungen • Anschauungsmaterial • vertiefendes oder weiterführendes Zusatzmaterial 2) Natürliche Differenzierung (die Kinder differenzieren selbst ) • ganzheitliche, komplexe Themenangebote • offene Aufgabenstellungen

Idee 3: Einheitlicher Aufbau von Unterrichtsreihen

IGS Obernkirchen


Klassenphase - Zielklärung - Grundlagenvermittlung -Klären der Vorgehensweise

25%

Start

Reflexionsphase - flexible Lernzielkontrolle - Aufgreifen der Ergebnisse - Vertiefung

25%

Lernphase selbstständige Arbeitsphase in verschiedenen Kooperationsformen mit differenziertem Unterrichtsmaterial und individualisiertem Lernplan

50% www.igs-obernkirchen.de/files/ konzept_binnendifferen.pdf

Entscheidungen Wie viel Prozent Differenzierung?


0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Unterrichtszeit

Hausaufgaben

Bewertung insgesamt

Bewertung schriftliche Tests

4 Vorschlag zur Strukturierung


Beispielhafte Unterrichtsreihen in den einzelnen Fächern Fach: Thema: der Reihe: Jahrgangssstufe: Anzahl der Unterrichtsstunden: Ablauf Formen der Differenzierung: Hausaufgaben: … Unterricht: … Beispiel für eine Testaufgabe, die Differenzierung berücksichtigt Anteil der Differenzierung in Prozent a) Unterrichtszeit: …% b) Hausaufgaben: …% c) Leistungsmessung insgesamt: …% d) Schriftliche Leistungsmessung: …%

Literatur


Holstermann, N. & Bögeholz, S.: Interesse von Jungen und Mädchen an naturwissenschaftlichen Themen am Ende der Sekundarstufe I. In Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften; Jg. 13, 2007. David A. Kolb: Learning Style Inventory. Boston (McBer and Company) 1985. Alice Kolb, David A. Kolb: The Kolb Learning Style Inventory—Version 3.1 2005 http://www.whitewater-rescue.com/support/pagepics/lsitechmanual.pdf Frank Müller: Differenzierung in heterogenen Gruppen. Praxisband für die Sekundarstufe I. Schwalbach (Debus Pädagogik Verlag) 2012. Rolf Oerter: Motivation und Handlungssteuerung. In Rolf Oerter: Entwicklungspsychologie, Weinheim 1995. SINUS –Transfer Berlin: Handreichung zur Binnendifferenzierung. http://www.bioundso.de/Binnendifferenzierung.pdf