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Vom Regen zu den Aggregatzuständen

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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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Presentation Transcript
vom regen zu den aggregatzust nden

Eva-Maria Lankes & Mirjam Steffensky

Vom Regen zu den Aggregatzuständen

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

agenda
Agenda
  • Naturwissenschaftliche Grundbildung
  • Bildungsstandards und Kerncurricula
  • Naturwissenschaftlicher Unterricht
  • Vom Regen zu den Aggregatzuständen

– ein Beispiel

naturwissenschaft und technik in der heutigen zeit
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Kerncurriculum (Niedersachsen, 2006)

Grundschule

Realschule 6. Jgst.

Grundbildung – Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel

was sagt das kerncurriculum ber die gestaltung von unterricht
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
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
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
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
Vom Regen zu den Aggregatzuständen – GS meets WS

Grundbildung – Rahmenvorgaben – Unterricht - Beispiel

kumulativer aufbau ber kontexte wissen methoden
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

ad