KOMPETENZORIENTIERTER BIOLOGIEUNTERRICHT IN DER SEKUNDARSTUFE I

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1 KOMPETENZORIENTIERTER BIOLOGIEUNTERRICHT IN DER SEKUNDARSTUFE I Vortrag im Rahmen des Forums Unterrichstspraxis 2010 am Moderatorinnen: R. Ruhwinkel, U. Schulz- Kossuch 1

2 I. Bildungsstandards und Kompetenzorientierung II. Perspektivenwechsel zu einer neuen Lehr- /Lernkultur III. Möglichkeiten zur Umsetzung der Lehr-/Lernkultur a. Ausgangslage in einer Lerngruppe b. Bedeutung von Lernaufgaben (mit Beispielen) c. Diagnose d. Weitere Beispiele für kompetenzorientierte Unterrichtsformen: Interaktionsboxen Kooperatives Lernen Gestufte Hilfen 2

3 I. BILDUNGSSTANDARDS UND KOMPETENZORIENTIERUNG Beschluss für Entwicklung von Bildungsstandards: KMK am 23./ Beschluss vom für Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss (Jahrgangsstufe 10) in den Fächern Deutsch, Mathematik und Erste Fremdsprache (Englisch/Französisch) 2005/ Vereinbarung für Bildungsstandards den Fächern Biologie, Chemie und Physik Die Länder verpflichten sich, die Standards zu implementieren und anzuwenden Die Standards werden durch eine von den Ländern gemeinsam beauftragte wissenschaftliche Einrichtung überprüft und weiter entwickelt. 3

4 Zielsetzungen der Bildungsstandards: Festlegung allgemeiner Bildungsziele Angabe, welche Kompetenzen die Schülerinnen und Schüler (SuS) bis zu einer bestimmten Jahrgangsstufe erworben haben sollen. Regelstandards (mittleres Niveau) Sollen der Schul- und Unterrichtsentwicklung dienen Ziele der pädagogischen Arbeit werden als erwünschte Lernergebnisse der SuS ausgedrückt (vergleiche Bildungsstandards der Kultusministerkonferenz, 2004) 4

5 Zum Kompetenzbegriff (Weinert 2001) Kompetenzen sind die bei Individuen verfügbaren oder durch sie erlernbaren kognitiven Fähigkeiten und Fertigkeiten, um bestimmte Probleme zu lösen, sowie die damit verbundenen motivationalen, volitionalen und sozialen Bereitschaften und Fähigkeiten, um die Problemlösungen in variablen Situationen erfolgreich und verantwortungsvoll nutzen zu können. 5

6 Kompetenz wird als Zusammenspiel von Wissen, Können und Wollen definiert, das für die Bearbeitung komplexer Anforderungen erforderlich ist. (Andreas Feindt, in Jahresheft Friedrich-Verlag 2010) 6

7 KOMPETENZEN IM FACH BIOLOGIE Inhaltsdimension Kompetenzbereich Fachwissen konzeptbezogene Kompetenzen Kompetenzen der Handlungsdimension Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung, Kommunikation, Bewertung prozessbezogene Kompetenzen 7

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9 II. PERSPEKTIVWECHSEL ZU EINER NEUEN LEHR-/LERNKULTUR Alte Lehr-/Lernkultur Stofforientierung (Input) Erwerb toten Wissens Fremdgesteuertes Lernen Fehlervermeidung Überwiegend Frontalunterricht Neue Lehr-/Lernkultur Kompetenzorientierung (Output) Erwerb intelligenten Wissens Selbstgesteuertes Lernen Fehler als Anlass zum Lernen Formen selbstständigen Lernens und Lehrens 9

10 III. MÖGLICHKEITEN DER UMSETZUNG DER NEUEN LEHR-/LERNKULTUR A) AUSGANGSLAGE IN EINER LERNGRUPPE 10

11 III. MÖGLICHKEITEN ZUR UMSETZUNG DER LEHR-/LERNKULTUR B. LERNAUFGABEN UND KOMPETENZORIENTIERUNG Nach Josef Leisen (MNU 2005) tragen gute Aufgaben folgende Merkmale: Sie sind herausfordernd auf passendem Anspruchsniveau (Tiefe) fordern und fördern inhalts- und prozessbezogene Kompetenzen (Breite) knüpfen am Vorwissen an und bauen das strukturierte Wissen kumulativ aus (Inhalte) sind in sinnstiftende Kontexte eingebunden sind vielfältig in den Lösungsstrategien und Darstellungsformen (offene wie gebundene Aufgabenstellungen, Ansätze und Darstellungsformen der Lösung) stärken das Könnensbewusstsein durch erfolgreiches Bearbeiten und intensives Üben. 11

12 Anders ausgedrückt kann man sagen, dass Lernaufgaben: 12

13 BEISPIEL 1: DER IGEL, EIN WINTERSCHLÄFER Material für die Schüler/innen: Igel gehören zu den Säugetieren. Ihre Körpertemperatur beträgt 35 C. Ein ausgewachsener Igel wiegt zwischen 700 und 1000 Gramm. Igel sind bei uns ganzjährig geschützt; das Fangen von Igeln kann daher bestraft werden. Igel haben ein so genanntes Insektenfressergebiss. Sie fressen neben Insekten auch Asseln, Tausendfüßler, Würmer, Schnecken, sehr junge Mäuse und andere Kleinwirbeltiere wie z. B. Frösche. Pflanzenkost ist Notnahrung (z. B. Fallobst). Milch führt bei erwachsenen Igeln zu Verdauungsstörungen. 13

14 Auf Nahrungssuche geht der Igel zwischen Dämmerungsbeginn und Morgengrauen. Zur Orientierung helfen ihm hierbei die langen Tasthaare an der Schnauze, der feine Geruchssinn und das gute Gehör. Der Igel besitzt nur ein geringes Sehvermögen. Im Herbst frisst sich der Igel eine dicke Fettschicht an, die ihm im Winter als Nahrungsreserve und Wärmeschutz dient. Sinkt die Außentemperatur unter 15 C, dann sinkt auch die Körpertemperatur des Igels; er fällt in den Winterschlaf. Sein Herz schlägt langsamer, er atmet weniger und lebt von dem gespeicherten Körperfett. Sinkt die Temperatur im Nest unter 0 C, wacht der Igel auf und bewegt sich. Er entgeht auf diese Weise der tödlichen Gefahr zu erfrieren. Bei zu geringem Ausgangsgewicht und zu häufigem Erwecken, reichen manchmal die Energiereserven nicht für den Winter aus und der Igel stirbt. 14

15 Aufgaben: 1. Lies den Text Der Igel ein Winterschläfer. Markiere alle wichtigen Informationen, die erklären, wie der Igel überwintert und notiere dir Stichworte. 2. Tausche deine Ergebnisse mit deinen Tischpartnern aus. Vergleicht dabei eure Stichpunkte und entscheidet gemeinsam, welches die wichtigsten Aussagen sind, wie der Igel den Winter überlebt. 3. Fertigt mit allen Igelexperten ein Lernplakat an, mit dem ihr euren Mitschülerinnen und Mitschülern erklären könnt wie der Igel die kalte Jahreszeit überlebt. verändert nach: Engelsiepen, T.: FUN Die Welt im Winter. Verlag an der Ruhr,

16 BEISPIELE FÜRF R PROZESSBEZOGENE KOMPETENZEN (entnommen den Kernlehrplänen nen Biologie G8) Erkenntnisgewinnung: Schülerinnen und Schüler beobachten und beschreiben biologische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung (E1) interpretieren Daten, trennen Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen (E10) Kommunikation: Schülerinnen und Schüler tauschen sich über biologische Erkenntnisse und deren gesellschaftsoder alltagsrelevanten Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus (K1) dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen (K5) 16

17 LERNAUFGABEN FÖRDERUNG PROZESSBEZOGENER KOMPETENZEN Erkenntnis - gewinnung Aufg. 1 Aufg. 2 Aufg. 3 Aufg. 1 Aufg. 2 Aufg. 3 Kommunikation Bewertung Aufg. 1 Aufg. 2 Aufg. 3 E 1 K 1 B 1 E 2 K 2 B 2 E 3 K 3 B 3 E 4 K 4 B 4 E 5 K 5 B 5 E 6 K 6 B 6 E 7 K 7 B 7 E 8 B 8 E 9 B 9 E 10 B 10 E 11 B 11 E 12 E 13 17

18 BEISPIEL 2: DAS SPEZIFISCHE ABWEHR- SYSTEM (Quelle: Studienseminar Düsseldorf Biologie Kirchhoff / Bickel) 1976 wurde in Amerika ein Junge geboren, dessen Abwehrsystem nur schwach entwickelt war. Die Ärzte konnten ihn nur in einem luftdichten Zelt mit gefilterter Luft am Leben erhalten. Nahrung, Kleidung und Spielsachen wurden desinfiziert und über eine luftdichte Schleuse in das Zelt eingeführt. Ein direkter Kontakt mit den Eltern und anderen Personen war nicht möglich, da es zum Tode des Jungen geführt hätte. Wie schafft es unser Körper trotz der vielen Krankheitserreger um uns herum gesund zu bleiben oder nur selten zu erkranken? Diese Frage wirst du mit Hilfe dieses Materials bearbeiten und lösen. 18

19 Was sollte ich bereits wissen? Du hast bereits Bakterien und Viren als Krankheitserreger kennen gelernt und kennst die Unterschiede im Bau und in der Vermehrung. An einigen Beispielen hast du kennen gelernt, welche Wirkung Krankheitserreger auf unseren Körper haben. Unter dem Aspekt: Der Körper wehrt sich hast du auch schon das unspezifische Abwehrsystem kennen gelernt. 19

20 Was soll ich nach Bearbeitung der Aufgabe können? Du solltest die Ausgangsfrage beantworten können. Du kannst den Zusammenhang zwischen spezifischem und unspezifischem Abwehrsystem erklären. Du kannst erklären, weshalb man bei einer zweiten Infektion mit den gleichen Erregern meistens nicht mehr erkrankt. Du kannst die Ursache für die Immunschwächekrankheit AIDS erklären. 20

21 Lernaufgabe in mehreren Schritten 1. Überprüfe dein Vorwissen! (Einzelarbeit) 2. Sichere dein Vorwissen! (Partnerarbeit) 3. Löse anschließend folgende Aufgaben in Einzelarbeit: 4. Sichere dein Wissen! (Partnerarbeit) 5. Sichere dein Wissen! (Gruppenarbeit) 6. Erweitere dein Wissen! (Einzel- und Partnerarbeit) 7. Nach der Arbeit: Schätze deinen Leistungsstand selbst ein! 21

22 Im Kontext Krankheitserreger erkennen und abwehren sollen Schülerinnen und Schüler folgende konzeptbezogene Kompetenzen erreichen: beschreiben typische Merkmale von Bakterien (Wachstum, Koloniebildung, Bau) beschreiben Bau (Hülle, Andockstelle, Erbmaterial) und das Prinzip der Vermehrung von Viren (benötigen Wirt und seinen Stoffwechsel) nennen wesentliche Bestandteile des Immunsystems und erläutern ihre Funktionen (humorale und zelluläre Immunabwehr) beschreiben die Antigen Antikörperreaktion und erklären die aktive und passive Immunisierung 22

23 Von den prozessbezogenen Kompetenzen können über diese Lernaufgabe folgende Kompetenzen geübt und gefestigt werden: kommunizieren ihre Standpunkte fachlich korrekt und vertreten sie begründet adressatengerecht beschreiben und erklären mit Zeichnungen, Modellen oder anderen Hilfsmitteln originale Objekte oder Abbildungen verschiedener Komplexitätsstufen beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen und bildlichen Gestaltungsmitteln 23

24 III. MÖGLICHKEITEN ZUR UMSETZUNG DER LEHR-/LERNKULTUR C. DIAGNOSE KONZEPTBEZOGENE KOMPETENZEN Diagnose von Vorkenntnissen, Präkonzepten und evtl. Lernwünschen 1. Kreuze die richtige allgemeine Aussage zu Bakterien an: ( ) Alle Bakterien sind schädlich. ( ) Ohne Bakterien gäbe es keinen Joghurt. ( ) Bakterien ist ein anderes Wort für Viren. ( ) Bakterien sind Pilze. ( ) Bakterien sind Tiere Kreuze die richtige Aussage zum Bau von Viren an: ( ) Bakterien und Viren sehen gleich aus. ( ) Viren sind Einzeller. ( ) Viren haben eine Eiweißhülle. ( ) Viren haben eine Zellmembran. 8. Kreuze die richtige Aussage zur Immunabwehr: ( ) Viren kann man mit Antibiotika bekämpfen. ( ) Gegen Aids kann man sich impfen lassen. ( ) Eine Impfung hält ein Leben lang. ( ) Fieber gehört zur natürlichen Immunabwehr des Körpers. 24

25 III. MÖGLICHKEITEN ZUR UMSETZUNG DER LEHR-/LERNNKULTUR C. DIAGNOSE PROZESSBEZOGENE KOMPETENZEN (VERÄNDERT NACH AULIS: INDIVIDUELLE FÖRDERUNG) trifft voll zu trifft überwiegend zu trifft eingeschränkt zu trifft nicht zu Ich kann aus Beobachtungen Fragestellungen ableiten und zu diesen Hypothesen aufstellen. Ich kann Experimente zur Überprüfung meiner Hypothesen planen, durchführen und auswerten. Ich beherrsche naturwissenschaftliche Arbeitstechniken (z. B. Messen, Ordnen, Vergleichen). Ich nutze geeignete Modelle zur Veranschaulichung. Ich kann naturwissenschaftliche Phänomene beschreiben sowie erklären und verwende dabei die Fachsprache angemessen. Ich kann Informationen aus Quellen zielgerichtet auswählen und verarbeiten. Ich kann Messdaten z. B. in Diagrammen darstellen und vorgegebene grafische Darstellungen beschreiben und auswerten. Ich kann komplexe Sachverhalte z. B. mit Hilfe eines Schemas veranschaulichen und erklären. Ich kann Zusammenhänge zwischen naturwissenschaftlichen Erkenntnissen und gesellschaftlichen Prozessen herstellen. Ich kann in Diskussionen Argumente auf ihren naturwissenschaftlichen Anteil prüfen und beurteilen. 25

26 III. Möglichkeiten der Umsetzung der Lehr-/Lernkultur D) INTERAKTIONSBOXEN BEISPIEL DER REGENWURM (AUS: UNTERRICHT BIOLOGIE 347) 26

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29 C) KOOPERATIVES LERNEN GRUPPENPUZZLE O. JIGSAW III. Möglichkeiten der Umsetzung der Lehr-/ Lernkultur: 29

30 III. Möglichkeiten der Umsetzung der Lehr-/ Lernkultur Materialliste für die Expertengruppen: Schulbücher, Pflanzenkataloge, Nachschlagwerke, Blütenmodelle Aufgaben für die Stammgruppen: 1.Füllt gemeinsam die Tabelle aus (Nutzpflanze genutzter Teil Inhaltsstoffe Produkte Pflanzenfamilie Besonderheiten) 2.Von welcher Pflanzen essen wir nicht die Früchte? 3.Welche Pflanzen haben Beeren als Früchte? 4.Erklärt, was an dem Begriff Kartoffelaussaat falsch ist. Themen für die Expertengruppen: 1.Kartoffel 2.Tomate 3.Karotte, 4.Bohne 5.Mais C) KOOPERATIVES LERNEN BEISPIEL GRUPPENPUZZLE NUTZPFLANZEN (AUS: PDN-BIOLOGIE 3/05) 30

31 III. Möglichkeiten der Umsetzung der Lehr-/Lernkultur C) GESTUFTE HILFEN BEISPIEL KEIMUNG VON KRESSE (AUS: FRIEDRICH-VERLAG: AUFGABEN MIT GESTUFTEN HILFEN - BIOLOGIE) 31

32 Hilfe 1: Was genau ist die Aufgabenstellung? Vergleicht miteinander, wie ihr die Aufgabe verstanden habt! Hilfe 4: Welche weiteren Experimente müsst ihr durchführen, um für jeden Faktor herauszufinden, ob er zur Keimung notwendig ist oder nicht? Hilfe 5: Hilfe 6: Hilfe 3: Wie muss ein Experiment angelegt sein, mit dem ihr feststellen könnt, ob ein bestimmter Faktor zur Keimung unbedingt nötig ist oder nicht? Hilfe 2: Wenn ihr Kressesamen auf feuchte Erde aussät, sie an der Luft ins Licht stellt und warm haltet was könnt ihr damit belegen und was könnt ihr nicht belegen? 32

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