Inhaltsübersicht. Wie klein kann ein Anker sein? Authentische Aufgaben im Physikunterricht zur Förderung nachhaltiger Bildung

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1 Authentische Aufgaben im Physikunterricht zur Förderung nachhaltiger Bildung Ankermedien und eine neue Aufgabenkultur im naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufe I 1 by Dr. J. Kuhn 2 by J. Kuhn Wie klein kann ein Anker sein? Inhaltsübersicht 3 Zeitungsaufgaben als Lernanker im Physikunterricht Der Modifizierte Anchored Instruction -Ansatz 4 Ausgangspunkte Situiertes Lernen: Merkmale, Probleme & Folgerungen Zeitungsaufgaben als authentischer Lernanker Der Modifizierte Anchored Instruction -Ansatz Theoretische Einordnung Effektivität von Zeitungsaufgaben Zusammenfassung Ausblick

2 Ausgangspunkte Ergebnisse der bekannten internationalen Schulleistungs-Vergleichsstudien zum Physikunterricht (TIMSS, PISA-Studie) Situiertes Lernen, speziell der Anchored Instruction - Ansatz und die dabei auftretenden Probleme. Best-Practice-Evidence : Erfahrungsberichte (v.a. Mathematik) über erfolgreichen Einsatz von Aufgaben zu Zeitungsartikeln. Situiertes Lernen: Merkmale situiert, kontextgebunden Authentizität und Realitätsbezug subjektive Konstruktion Wissen/Lernen Affektive Ankermedien komplexe Problemstellung Transferförderung durch Perspektivenwechsel Kooperation und Soziale Einbettung 5 6 Probleme Probleme Kausale Erklärung Entwicklungsaufwand Kausale Erklärung Entwicklungsaufwand Situiertes Lernen Ankermedium Ankermedium Didaktische Unflexibilität Technische Unflexibilität Didaktische Unflexibilität Technische Unflexibilität 7 8

3 Zeitungsaufgabe Traditionelle Aufgabe Geschlossene Aufgabenstellung (ausgewählte Teilaufgaben): 1. Lese den Artikel sorgfältig durch. Was fällt Dir auf? Mitteldeutsche Zeitung, Beim Paris-Marathon 2002 verpasste der Franzose Benoit Zwierzchlewski als Erster in 2:08:18 Minuten den drei Jahre alten Streckenrekord des Kenianers Julius Ruto um die Winzigkeit von acht Sekunden. Die Belgierin Marleen Renders verbesserte in 2:23:05 Stunden ihren eigenen Streckenrekord aus dem Jahr 2000 um 38 Sekunden. Geschlossene Aufgabenstellung (ausgewählte Teilaufgaben): 1. Lese den Artikel sorgfältig durch. Was fällt Dir auf? 2. Welche Durchschnittsgeschwindigkeit erreichte der Sieger und wie schnell war dagegen die Siegerin im Durchschnitt? 3. a) Wie schnell war Julius Ruto durchschnittlich beim Aufstellen des Streckenrekords? 2. Welche Durchschnittsgeschwindigkeit erreichte der Sieger und wie schnell war dagegen die Siegerin im Durchschnitt? 3. a) Wie schnell war Julius Ruto durchschnittlich beim Aufstellen des Streckenrekords? 9 b) Wäre Julius Ruto gemeinsam mit Benoit Zwierzchlewski gestartet und in der Streckenrekordzeit im Ziel angekommen, um wie viel Meter hätte er vor Benoit Zwierzchlewski das Ziel erreicht? 10 b) Wäre Julius Ruto gemeinsam mit Benoit Zwierzchlewski gestartet und in der Streckenrekordzeit im Ziel angekommen, um wie viel Meter hätte er vor Benoit Zwierzchlewski das Ziel erreicht? Folgerungen/Ziele Jetzt sind Sie dran... Ausgangspunkte: Ergebnisse der bekannten internationalen Schulleistungs- Vergleichsstudien zum Physikunterricht (TIMSS, PISA-Studie). Situiertes Lernen, speziell Probleme beim Anchored Instruction - Ansatz. Best-Practice-Evidence : Erfahrungsberichte (v.a. Mathematik) über erfolgreichen Einsatz von Aufgaben zu Zeitungsartikeln. Folgen und Ziele Modifikation der Ankermedien (des AI-Ansatzes) Zeitungsaufgaben. Theoriegeleitete Unterrichtsforschung, d.h. theoretische Einordnung und empirische Prüfung (Konzentration auf einzelne Merkmale), Finden Sie sich bitte in Kleingruppen zusammen. Analysieren Sie die vorbereitete Zeitungsaufgabe unter der Perspektive der Merkmale des Situierten Lernens. 11 Verbesserung der Unterrichtsqualität. 12

4 Jetzt sind Sie dran... Situiertes Lernen: Merkmale Finden Sie sich bitte in Kleingruppen zusammen. Analysieren Sie die vorbereitete Zeitungsaufgabe unter der Perspektive der Merkmale des Situierten Lernens. Richten Sie die Aufgabe neu aus und/oder entwerfen Sie neue Aufgaben zu dem Zeitungsartikel unter Berücksichtigung der 13 Merkmale des Situierten Lernens. 14 z.b. fächerübergreifende situiert, kontextgebunden Aspekte Authentizität und Realitätsbezug z.b. generatives Lernen, subjektive Konstruktion Differenzierung Wissen/Lernen Affektive Ankermedien z.b. Offenheitsgrad, komplexe Problemstellung detaillierte Analyse d. Bsp. Transferförderung z.b. lokales Beispiel, durch Vergl. Perspektivenwechsel versch. Energiewandler Kooperation und z.b. Experimente Soziale Einbettung 15 Situiertes Lernen: Merkmale... fächerübergreifende situiert, kontextgebunden Aspekte berücksichtigt? Authentizität und Realitätsbezug... Differenzierungsmöglichkeiten subjektive Konstruktion geboten?... detaillierte Analysen komplexe Problemstellung des Themas ermöglicht?... Verbindungen zu vergleich- Werden mit der Aufgabenstellung Transferförderung durch baren Perspektivenwechsel Themen hergestellt? Affektive Ankermedien... Experimentiermöglichkeiten Kooperation und Soziale geboten? Einbettung 16 Modifizierte Anchored Instruction (MAI) Zeitungsaufgaben als praktikable und flexible Ankermedien für Aufgaben im naturwissenschaftlichen Unterricht. Berücksichtigung bestimmter Aspekte des situierten Lernens im Allgemeinen und der Anchored Instruction im Speziellen (u.a. Situiertheit, Authentizität und Story -Charakter) Geringerer Entwicklungsaufwand sowie größere Praktikabilität und Flexibilität. Erweiterung um weitere Merkmale und Ankermedien möglich.

5 Theoretische Einordnung Cognitive Flexibility Theory Anchored Instruction Situiertes Lernen MAI Cognitive Apprenticeship Goal-Based Scenario MAI: Effektivität von Zeitungsaufgaben Hypothesen: Größere und beständigere Leistungsfähigkeit sowie größere und beständigere Motivation durch die Arbeit mit Zeitungsaufgaben. Einflussfaktoren: Lehrer, Schulsystem, Schulart, Geschlecht, Vorleistung, Lesekompetenz, allgemeine Intelligenz MAI-Ansatz: Tests und Instruktionsmaterial Tests Motivationstests: Motivationsverlauf (Prä- und Posttests, unmittelbar und längerfristig) sowie direkt/aktuell (während des Unterrichts). Leistungstest: Schriftliche Leistungsüberprüfung nach der Unterrichtsreihe Zusätzliche Testdaten Lesekompetenztest, Test zur allgemeinen Intelligenz (Screeningverfahren SSB), Vorleistung in Physik. Arbeitsblätter (Instruktionsmaterial) Übungs-, Anwendungs- und Transferaufgaben (2-3 Aufgaben je Arbeitsblatt). 20 MAI-Ansatz: Untersuchungsdesign

6 MAI: Effektivität von Zeitungsaufgaben Themenbereich: Geschwindigkeit, Elektrische Energie. Population: Insgesamt 911 SuS MAI: Effektivität von Zeitungsaufgaben (Motivation) Die Arbeit mit Zeitungsaufgaben führte zu einer signifikant größeren Motivation als traditionelle Aufgaben. Dieser Effekt war nachhaltig. Die Motivation der SuS wurde unabhängig vom Instruktionsmaterial von den Lehrkräften beeinflusst MAI-Ansatz: Ergebnisse MAI: Effektivität von Zeitungsaufgaben (Leistung) Die Arbeit mit Zeitungsaufgaben führte zu einer deutlich größeren Leistungsfähigkeit als traditionelle Aufgaben. Dieser Effekt war nachhaltig. Die Leistungsfähigkeit der SuS wurde unabhängig vom Instruktionsmaterial von Schulart und Lehrkraft beeinflusst

7 MAI-Ansatz: Ergebnisse MAI-Ansatz: Ergebnisse Zusammenfassung Ausblick (Auswahl) 27 Ausgangspunkt: TIMSS/PISA, Probleme beim Situierten Lernen, Best-Practice-Evidence. MAI-Merkmale: Weitestgehende Übereinstimmung mit dem AI-Ansatz. ABER: U.a. flexiblere und einfachere Gestaltungs- und Variationsmöglichkeiten. Stark motivationsfördernd und bewirkt größere Leistungsfähigkeit. Einzelne Unterrichtsmaßnahme, kein Allheilmittel. 28 Klassifikation einzelner Ankermedien (operationalisiertes Maß). Ergebnisse Ende 2007 Einfluss des Offenheitsgrades der Aufgaben. Ergebnisse Ende Beeinflussende kognitionspsychologische Theorien (z.b. Cognitive-Load-Theory usw.) Ergebnisse Ende Weitere Ankermedien (z.b. Bilder, Comics, Werbetexte usw.). Einzelne Pilotstudien laufen.