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Eva-Maria Lankes & Mirjam Steffensky. Vom Regen zu den Aggregatzuständen. Die Entwicklung einer naturwissenschaftlichen Grundbildung von der Grundschule in die weiterführende Schule. Agenda. Naturwissenschaftliche Grundbildung Bildungsstandards und Kerncurricula

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Vom Regen zu den Aggregatzuständen

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Presentation Transcript


Vom regen zu den aggregatzust nden l.jpg

Eva-Maria Lankes & Mirjam Steffensky

Vom Regen zu den Aggregatzuständen

Die Entwicklung einer naturwissenschaftlichen Grundbildung von der Grundschule in die weiterführende Schule


Agenda l.jpg

Agenda

  • Naturwissenschaftliche Grundbildung

  • Bildungsstandards und Kerncurricula

  • Naturwissenschaftlicher Unterricht

  • Vom Regen zu den Aggregatzuständen

    – ein Beispiel


Naturwissenschaft und technik in der heutigen zeit l.jpg

Naturwissenschaft und Technik in der heutigen Zeit

  • Bestandteil der Kultur

  • Alltäglicher Umgang

  • Verantwortliches Handeln

  • Sicherung zukünftiger Lebensgrundlagen

  • Berufliche Perspektiven

  • Forderung: Public Understanding of Science

    (Field & Powell 2001, Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft, 1999. )

  • Demgegenüber: Befunde aus TIMSS/PISA/IGLU

  • Handlungsbedarf: Aufbau von naturwissenschaftlichen Kompetenzen als kontinuierlicher, kumulativer Prozess (Rost et al. 2004)

  • Grundbildung – Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel


    Was ist naturwissenschaftliche grundbildung l.jpg

    Was ist naturwissenschaftliche Grundbildung?

    Scientific knowledge and the use of that knowledge. Scientific knowledge is knowledge of and about science (OECD 2006)

    • naturwissenschaftliches Wissen, Verständnis und Anwendung naturwissenschaftlicher Konzepte

    • naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen

    • Wissen über Naturwissenschaften

    • Interesse, Aufgeschlossenheit, Engagement

    • Wertorientierungen, Einstellungen, Überzeugungen

      (IGLU, PISA, Bildungsstandards, Norris & Phillips 2003)

    Grundbildung– Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel


    Forschung kompetenzmodelle l.jpg

    Forschung: Kompetenzmodelle

    Kompetenzbereiche

    (PISA 2000)

    • Verständnis naturwissenschaftlicher Konzepte

    • Verständnis der Besonderheiten naturwiss. Untersuchungen

    • Umgehen mit Evidenz

    • Kommunizieren naturwiss. Beschreibungen oder Argumente

    Kompetenzbereiche

    (IGLU 2001)

    • Wissensreproduktion

    • Konzeptanwendung

    • Verständnis

    • Prozesswissen

    Einige Dinge wurden in feuchter Erde vergraben. Einige Jahre später wurden sie wieder ausgegraben. Welches Ding ist am ehestenunverändert?

    O eine Eierschale

    O ein Plastikbecher

    O ein Papierteller

    O eine Orangenschale (566)

    Grundbildung– Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel


    Forschung kompetenzmodelle6 l.jpg

    Forschung: Kompetenzmodelle

    Kompetenzbereiche

    (PISA 2000)

    • Verständnis naturwissenschaftlicher Konzepte

    • Verständnis der Besonderheiten naturwiss. Untersuchungen

    • Umgehen mit Evidenz

    • Kommunizieren naturwiss. Beschreibungen oder Argumente

    Kompetenzbereiche

    (IGLU 2001)

    • Wissensreproduktion

    • Konzeptanwendung

    • Verständnis

    • Prozesswissen

    Einige Dinge wurden in feuchter Erde vergraben. Einige Jahre später wurden sie wieder ausgegraben. Welches Ding ist am ehestenunverändert?

    O eine Eierschale

    O ein Plastikbecher

    O ein Papierteller

    O eine Orangenschale (566)

    Grundbildung– Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel


    Forschung kompetenzmodelle7 l.jpg

    Forschung: Kompetenzmodelle

    Kompetenzstufen PISA

    • Nominelle naturwissen-schaftliche Grundbildung

    • Nutzung naturwissenschaft-lichen Alltagswissens

    • Nutzung naturwissenschaft-licher Konzepte

    • Konzeptuelle und prozedurale Grundbildung

    • Nutzung konzeptueller Modelle

    Kompetenzstufen IGLU

    • Vorschulisches Alltagswissen

    • Einfache Wissensreproduktion

    • Anwenden alltagsnaher Begriffe

    • Anwenden naturwissen-schaftlicher Begriffe

    • Beginnendes naturwissen-schaftliches Verständnis

    • Naturwissenschaftliches Denken und Lösungsstrategien

    In einer Schachtel ist eine Mischung aus Eisenspänen und Sand. Wie kannst du am leichtesten die Eisenspäne vom Sand trennen?

    O Wasser zu der Mischung geben

    O ein Vergrößerungsglas verwenden

    O einen Magneten verwenden

    O die Mischung erhitzen

    (566, Stufe V)

    Grundbildung– Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel


    Forschung kompetenzmodelle8 l.jpg

    Forschung: Kompetenzmodelle

    Kompetenzstufen PISA

    • Nominelle naturwissen-schaftliche Grundbildung

    • Nutzung naturwissenschaft-lichen Alltagswissens

    • Nutzung naturwissenschaft-licher Konzepte

    • Konzeptuelle und prozedurale Grundbildung

    • Nutzung konzeptueller Modelle

    Kompetenzstufen IGLU

    • Vorschulisches Alltagswissen

    • Einfache Wissensreproduktion

    • Anwenden alltagsnaher Begriffe

    • Anwenden naturwissen-schaftlicher Begriffe

    • Beginnendes naturwissen-schaftliches Verständnis

    • Naturwissenschaftliches Denken und Lösungsstrategien

    ?

    ?

    Grundbildung– Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel


    Forschung kompetenzmodelle9 l.jpg

    Forschung: Kompetenzmodelle

    Beginn der Grundschule

    Einfache Wissensreproduktion

    Anwenden alltagsnaher Begriffe

    ?

    Ende Sek. I

    Konzeptuelle und prozedurale

    Grundbildung

    Nutzung konzeptueller Modelle

    Grundbildung– Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel


    Bildungsstandards f r den mittleren schulabschluss l.jpg

    Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss

    Wahrnehmen

    Ordnen

    Erklären

    Prüfen

    Modelle bilden

    Wissen erschließen/dokumentieren

    Experimentieren

    Kompetenzbereiche

    • Fachwissen

    • Erkenntnisgewinnung

    • Kommunikation

    • Bewertung

      Basiskonzepte

    • Chemie

    • Stoff-Teilchen-Beziehungen

    • Struktur-Eigenschafts-Beziehungen

    • chemische Reaktion

    • energetische Betrachtung bei Stoffumwandlungen

    • Biologie

    • System

    • Struktur und Funktion

    • Entwicklung

    • Physik

    • Materie

    • Wechselwirkung

    • System

    • Energie

    Einführung – Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel


    Ziele vergleich gs und ws l.jpg

    Ziele (Vergleich GS und WS)

    Kerncurriculum Sachunterricht (Niedersachsen, 2006)

    • Symbol- oder Fachsprache kennen, verstehen und anwenden,

    • fachspezifische Methoden und Verfahren kennen und zur Erkenntnisgewinnung nutzen,

    • Verfahren zum selbstständigen Lernen und zur Reflexion über erfolgreiche Lernprozesse kennen und einsetzen,

    • Zusammenhänge erarbeiten und erkennen sowie bei der Problemlösung nutzen und eigenverantwortlich auf der fachlichen und ethischen Ebene handeln.

    Grundbildung – Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel


    Ziele vergleich gs und ws12 l.jpg

    Ziele (Vergleich GS und WS)

    Kerncurriculum Naturwissenschaften (Niedersachsen, 2006)

    Prozessbezogene Kompetenzbereiche

    • Symbol- oder Fachsprache kennen, verstehen und anwenden,

    • fachspezifische Methoden und Verfahren kennen und zur Erkenntnisgewinnung nutzen,

    • Verfahren zum selbständigen Lernen und zur Reflexion über Lernprozesse kennen und einsetzen,

    • Zusammenhänge erarbeiten und erkennen sowie ihre Kenntnis bei der Problemlösung nutzen.

      Die inhaltsbezogenen Kompetenzbereiche sind fachbezogen.

    Biologie

    Physik

    Chemie

    Grundbildung – Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel


    Kerncurriculum niedersachsen 2006 l.jpg

    Kerncurriculum (Niedersachsen, 2006)

    Grundschule

    Realschule 6. Jgst.

    Grundbildung – Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel


    Was sagt das kerncurriculum ber die gestaltung von unterricht l.jpg

    Was sagt das Kerncurriculum über die Gestaltung von Unterricht?

    • Unterricht laut Kerncurriculum Sachunterricht (NieSa, 2006)

    • Lernen durch Erfahrung

    • Aufbau von Wissen und Können durch Handeln

    • Gespräch und Fragekultur

    • Direkte Begegnung als didaktisches Prinzip

    Unterricht laut Kerncurriculum Naturwissenschaften (NieSa, 2006)

    • Lernvoraussetzungen berücksichtigen

    • Aufbau von Fachwissen durch wiederholte Auseinan-dersetzung mit konkreten Beispielen vor der Einordnung in fachlogische Strukturen

    • Schülerexperimente zum eigentätigen Erkunden, Problemlösen, Dokumentieren, Präsentieren

    • Anwendung des Gelernten in variierenden Kontexten

    • Problemlösen in alltäglichen Situationen

    Grundbildung – Rahmenvorgaben – Unterricht- Beispiel


    Naturwissenschaftlicher unterricht in der grundschule l.jpg

    Lehrkräfte:

    eher Generalisten als Spezialisten

    Stärken:

    an den Erfahrungen der Kinder anknüpfend

    entdeckend, phänomenorientiert, exemplarisch

    mehrperspektivisch und vernetzend

    Lernen lernen (z.B. GDSU, 2000)

    mögliche Probleme:

    Experimente ohne Einbettung in den Lernprozess

    Erkenntnisgewinnung spielt kaum eine Rolle

    wenig Systematisierung des Wissens(z.B. BLK, 2004)

    Naturwissenschaftlicher Unterricht in der Grundschule

    Grundbildung – Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel


    Naturwissenschaftlicher unterricht in den weiterf hrenden schulen l.jpg

    Lehrkräfte:

    Spezialisten

    Stärken:

    fachlich hohes Niveau (z.B. Duit, 2005)

    Aufbau von systematischem Wissen und fachlicher Begrifflichkeit mögliche Probleme:

    Dominanz des fragend-entwickelnden Unterrichts

    Experimente zur Demonstration, seltener zur eigenen Erarbeitung naturwiss. Denk- und Arbeitsweisen

    Individuelle Lernentwicklung wenig berücksichtigt (Seidel et al., 2006)

    Naturwissenschaftlicher Unterricht in den weiterführenden Schulen

    Grundbildung – Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel


    Kontinuierlicher bergang l.jpg

    Kontinuierlicher Übergang?

    Kompetenzen

    Inhalte

    Unterrichtskultur

    GS

    WS

    ???

    Wissen über

    Erwartungen

    Wissen über gelegte

    Grundlagen

    F = m·a

    Grundbildung – Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel


    Vom regen zu den aggregatzust nden gs meets ws l.jpg

    Vom Regen zu den Aggregatzuständen – GS meets WS

    Grundbildung – Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel


    Kumulativer aufbau ber kontexte wissen methoden l.jpg

    Kumulativer Aufbau überKontexteWissen Methoden

    Beruf

    Ausbildung

    ChemiePhysikBiologie

    Nawi 5/6

    Lernfeld Natur im SU

    Elementarbereich

    Beobachten

    Beschreiben

    Vergleichen/Ordnen

    messen

    Wissen erschließen

    Experimentieren

    Prüfen

    Erklären

    Modelle finden

    Wissen dokumentieren

    Grundbildung – Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel


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