PROFILES Unterrichtsmaterialien Unterlagen für Lehrperson

Transkript

1 PROFILES Unterrichtsmaterialien Unterlagen für Lehrperson Anleitungen zum Auftrag Fingerlabyrinth: Wie lernt der Mensch? Die S + S führen mit einem Fingerlabyrinth Versuche zum Lernverhalten des Menschen durch. Die Versuchsperson hat verbundene Augen und sucht mit einem Stift in den Fingern den Weg durch das Labyrinth zum Ziel. Die S + S üben die verschiedenen Komponenten des Experimentierens. Jede wissenschaftliche Untersuchung beginnt mit einer Frage. Die S + S überlegen sich vor der Versuchsdurchführung eine Frage. Dann folgen die weiteren Schritte: Hypothese aufstellen, Versuch durchführen, Ergebnisse sammeln und darstellen und überlegen welche Schlussfolgerungen aus den Resultaten gezogen werden können. Die Versuche können in den Kontext von Lerntechniken gestellt werden. Sozialform: Gruppenbildung: Individualisierung: Erweiterung: 3er Gruppen (Versuch): Eine Versuchsperson und zwei Versuchsleiterinnen/Versuchsleiter, wobei eine Person die Anzahl Fehlentscheidungen (Irrwege) notiert und eine weitere Person die Zeit stoppt und die Hand der blinden Versuchsperson nach jedem Durchgang zum Startpunkt zurückführt. Klassengemeinschaft: Einführung und Präsentation der Ergebnisse und Schlussfolgerungen Per Los (Zettel vorbereiten, um Gruppen auszulosen) Durch verschiedene Hinweise und Fragen (siehe Abschnitt Begleitung) können die Lernenden in ihrer Arbeit unterstützt werden. Die S + S entwerfen eigene Labyrinthe. Die Labyrinthe können im Technischen Gestalten mit Holzplatten und einer Säge hergestellt werden. Es ist auch möglich, dass die S nur die Zeichnung für ein Fingerlabyrinth machen. Ein Schreiner sägt nach den Vorgaben der S die Schlitze im Fingerlabyrinth aus. Aus einem Lerntechnik Buch: Lernkurven / Vergessenskurven in Abhängigkeit vom Zeitpunkt der ersten Repetition und von der Anzahl Repetitionen vorstellen und diskutieren. Abwandlungen der Versuchsdurchführung: In der ersten Versuchsreihe hat die Versuchsperson die Aufgabe möglichst wenig Fehler zu machen. In einer weiteren Versuchsreihe fährt die Versuchsperson möglichst schnell mit dem Stift durch das Labyrinth. Das Labyrinth kann für eine weitere Versuchsserie spiegelbildlich gedreht werden.

2 Die Versuchsserie kann durchgeführt werden, während Musik gespielt wird, um die VP abzulenken. Die Versuchsserie kann durchgeführt werden, während die Versuchsperson von 1 bis 100 und weiter laut aufwärts zählt. Material: Augenbinde (Tuch, Kleidungsstück etc.) Stift (Bleistift, Filzstift, Kugelschreiber etc.) Uhr (eine Uhr pro Gruppe, um die Zeit zu stoppen, z.b. Armbanduhr, Handy etc.) Eventuell Tageslichtprojektor oder Beamer (Präsentation der Ergebnisse) grosses Papier (Unterlage für das Fingerlabyrinth) Fingerlabyrinth (Platte mit Schlitzen) Das Fingerlabyrinth ist eine Platte, in der Schlitze ausgestanzt sind. Der Anfangs und Endpunkt sind zwei Löcher, die durch die Schlitze und über Irrwege miteinander verbunden sind. Das Fingerlabyrinth kann selber hergestellt werden: Sperrholz oder Kunststoffplatte: etwa 40 x 50 cm Bohrmaschine für die Löcher des Anfangs und Endpunkts Laubsäge oder Stichsäge für die Schlitze (etwa 6mm breit) Das Fingerlabyrinth kann bestellt werden: PHYWE in Deutschland Die Platte enthält zwei Labyrinthe unterschiedlichen Schwierigkeitsgrades. Wird der Versuch auf einem Tageslichtprojektor durchgeführt, kann die ganze Klasse mit den gleichen Daten arbeiten. Dazu braucht es nur ein Fingerlabyrinth. Ablauf: Zeit Aktivität Material 5' Einleitung Die Lehrperson weckt das Interesse der S + S und stellt einen Bezug zum Alltag der Lernenden her. Mögliche Einstiegsfragen: Wer hat sich einmal verirrt und erzählt uns sein Erlebnis? Was ist ein Labyrinth? Wer war bereits einmal in einem Labyrinth? Warum können Forschungsergebnisse zum Lernverhalten für S + S wichtig sein?

3 110' Versuch Die Schüler führen den Versuch durch. Genauere Angaben zur Versuchsdurchführung sind in den Unterlagen für die Schülerinnen und Schüler aufgeführt. Folgende Schritte werden von den S + S durchgeführt: Frage stellen, Hypothese bilden Versuch durchführen Daten sammeln Ergebnisse darstellen Schlussfolgerungen ziehen Hypothese prüfen Versuch durchführen: Die Versuchsperson fährt mit dem Stift vom Startpunkt zum Endpunkt des Labyrinths. Sie wiederholt den Versuch etwa 10 bis 15 Mal. Ein S zählt die Fehler (Irrwege) bis die Versuchsperson den Endpunkt erreicht hat. Ein anderer S stoppt die Zeit für jeden Versuchsdurchgang. Zwischen den Durchgängen wird 1 Minute gewartet. Die Versuchsperson hat die Aufgabe möglichst wenig Fehler zu machen. Die Schüler protokollieren die Resultate in einer Tabelle. Dann stellen sie die Resultate in Form eines Diagramms dar, die mit einem Text beschrieben wird (Titel, Beschriftung und Einheiten der X Achse und Y Achse, Verlauf der Lernkurve). Das Diagramm kann auch als Hausaufgabe gezeichnet werden (30 Minuten). 20' Austausch der Erkenntnisse Die Ergebnisse und die Schlussfolgerungen werden im Klassenverband präsentiert und diskutiert. Die Grafiken der verschiedenen Gruppen werden z.b. mit einem Projektor präsentiert oder für alle S kopiert. Eine Person (jene mit der kleinsten Schuhnummer oder die älteste oder ) der Gruppe präsentiert die Resultate. Was kann aus den Versuchsergebnissen für die Lerntechnik von Schulstoff geschlossen werden? 10' Erweiterung Gibt es neue Fragen, die aufgetaucht sind? Welche Zusatzexperimente wären interessant? Augenbinde Stift Grosses Papier Fingerlabyrinth Uhr Projektor oder Beamer

4 Begleitung: Interesse wecken Die Lehrperson weckt das Interesse der S + S und stellt einen Bezug zum Alltag der Lernenden her. Mögliche Einstiegsfragen: Wer hat sich einmal verirrt und erzählt uns seine Geschichte? Was ist ein Labyrinth? Wer war bereits einmal in einem Labyrinth? Warum können Forschungsergebnisse zum Lernverhalten für S + S wichtig sein? Komponenten des Experimentierens Die Komponenten des Experimentierens werden für die S + S projiziert oder an die Tafel geschrieben: Frage stellen, Hypothese (Vermutung) bilden Versuch durchführen Daten sammeln Ergebnisse darstellen Schlussfolgerungen ziehen Hypothese prüfen Die Lehrperson erläutert die einzelnen Schritte (siehe Unterlagen für die Schülerinnen und Schüler). Offenes Experimentieren Der Versuch wird teilweise geöffnet, wenn die Lernenden die Fragestellung und die Hypothesen selber entwickeln. Mögliche Fragestellungen Wie verändert sich die Anzahl Fehler, die eine Versuchsperson macht mit jedem weiteren Durchgang? Wie verändert sich die benötigte Zeit, die eine Versuchsperson für einen Durchgang braucht mit jedem weiteren Durchgang? Warum unterscheiden sich die Fehlerzahl und der Zeitbedarf von verschiedenen Versuchspersonen? Wie ändert sich die Fehlerzahl, wenn die Versuchsperson unter Zeitdruck steht? Weshalb werden gewisse Fehler (Irrwege) häufiger gemacht? Wie beeinflusst ein schwierigeres Labyrinth die Fehlerzahl? Welche Lernstrategien werden zum Vermeiden von Fehlern angewendet? Welche Strategien werden angewendet, um möglichst schnell einen Durchgang zu absolvieren? Es ist auch möglich, dass die Lehrperson für die Unterrichtseinheit die Fragestellung vorgibt. Quantitatives Experimentieren Der Versuch mit dem Fingerlabyrinth ist ein quantitatives Experiment. Die Fehlerzahl und der Zeitbedarf werden zahlenmässig erfasst. Die gesammelten Daten können in Form einer Grafik dargestellt werden. Qualitative Experimente führen zu einer Ja/Nein Antwort. (Bsp. Antwort auf die Frage: Braucht die Pflanze Licht?) Abhängige und unabhängige Variable Die Herausforderung für die Darstellung der Resultate in Form eines Diagramms besteht darin, die unabhängige und abhängige Variable zu bestimmen.

5 Die abhängige Variable ist die interessierende, zu messende Variable (Fehlerzahl oder Zeit pro Versuchsdurchgang). Die unabhängige Variable ist die Versuchsdurchgangs Nummer einer Versuchsperson. Kontext Die durch den Versuch erhaltenen Lernkurven können in den Kontext von Lerntechniken gestellt werden: Wiederholen von Lernstoff: Möglichst bald mit der ersten Repetition beginnen und lieber kürzere Zeit lernen, dafür die Lernzeit auf mehrere Tage verteilen. Störungen ausschalten Merktechniken anwenden etc. Reflexion der Ergebnisse / Mögliche Fehlerquellen Wie verändern sich für eine bestimmte Versuchsperson die Fehlerzahl (oder die Zeit) mit jedem weiteren Versuchsdurchgang? Wie unterscheiden sich die Lernkurven für die Fehlerzahl (oder die Zeit) von verschiedenen Versuchspersonen? Was sind die Gründe für die verschiedenen Lernkurven einer Versuchsperson / verschiedener Versuchspersonen? Haben alle Gruppen den Versuch auf die gleiche Weise durchgeführt? Ist jede Versuchsperson am gleichen Punkt (Anfangs bzw. Endpunkt) des Labyrinths gestartet? Hat die zweite Versuchsperson, die zugeschaut hat, einen Vorteil, wenn sie als zweite Versuchsperson den Labyrinth Versuch absolviert? Prüfen der Hypothesen: Können sie beibehalten werden oder müssen sie verworfen werden? Diskussion der Ergebnisse: Welche Schlussfolgerungen können aus dem Versuch gezogen werden? Was könnten mögliche Fehlerquellen sein?

6 Lernkurven in Form eines Diagramms darstellen Im Folgenden sind zwei Diagramme einer Schülergruppe beigefügt.

7 Erkenntnisse zum Labyrinthversuch / Lernverhalten: Verschiedene Versuchspersonen zeigen verschiedene Lernkurven. Tendenziell nimmt für eine bestimmte Versuchsperson die Fehlerzahl (Zeit) mit jedem weiteren Versuchsdurchgang ab. Gründe dafür können verschiedene Merktechniken sein oder unterschiedliche Fähigkeiten für die Orientierung in einem Labyrinth. Es könnte auch sein, dass verschiedene Versuchsleiterinnen und Versuchsleiter der Versuchsperson unterschiedlich stark geholfen haben. Aus den Lernkurven kann für die Lerntechnik von Schulstoff geschlossen werden, dass mit einer zunehmenden Anzahl von Repetitionen die Fehlerzahl sinkt, somit ist es wichtig Gelerntes zu wiederholen. Damit wird Gelerntes im Gedächtnis gefestigt. Fachkenntnisse: Komponenten von wissenschaftlichen Untersuchungen: Frage stellen, Hypothese (Vermutung) bilden, Versuch durchführen, Daten sammeln, Ergebnisse darstellen, Schlussfolgerungen ziehen und Hypothese prüfen. Bedeutung von Wiederholungen und Merktechniken für das Lernen: In jeden Buch zur Lerntechnik findet man den Zusammenhang zwischen der Anzahl Repetitionen von Gelerntem und der Menge von Behaltenem. Je mehr man Gelerntes repetiert, desto besser kann man sich an das Gelernte erinnern. Um etwas, wie z.b. den Weg durch ein Labyrinth auswendig zu lernen, gibt es verschiedene Merktechniken.