Guten Unterricht in den Naturwissenschaften gestalten Leitideen für die Praxis

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1 Guten Unterricht in den Naturwissenschaften gestalten Leitideen für die Praxis A. Veränderte gesellschaftliche Lage B. Empirische Befunde über naturwissenschaftlichen Unterricht und ihre unterrichtspraktische Bedeutung C. Ausgewählte Aspekte zu den Dimensionen guten Unterrichts 1. Kultur 2. Zielorientierung 3. Inhalte 4. Methodik 5. Zeitnutzung 6. Diagnose 7. Raumgestaltung 8. Berufsorientierung Erster Landesfachtag der Naturwissenschaften Kronshagen, 6. November 2010 Dr. Thomas Riecke-Baulecke, Direktor des IQSH

2 Von der Industriegesellschaft zur Hochtechnologie- und Wissensgesellschaft Prognose für 2020: 10 % der Beschäftigten in der manuellen Produktion 35 % der Absolventen mit niedrigem Abschluss Mangel an qualifizierten Fachkräften im Allgemeinen Arbeitslosigkeit für niedrig qualifizierte Personen

3 Herausforderung für Wirtschaft, Gesellschaft, Schule und Hochschule Neue Berufschancen für die nachwachsende Generation Bedarfsstudie des Stifterverbandes der Deutschen Wirtschaft von 2009:»Zurzeit nehmen die Einstellungen deutlich zu und speziell die Absolventen der Fächer Physik, Mathematik und Ingenieurwissenschaften haben exzellente Berufsaussichten die aus der Chemie und den Geowissenschaften haben sehr gute.«die Gründe unabhängig von Konjunkturschwankungen: 1. Strukturwandel hin zu einer forschungs- und wissensintensiveren Wirtschaft und Gesellschaft, der in Deutschland einen zusätzlichen Fachkräftebedarf von über Arbeitskräften jährlich generiert. 2. In Deutschland gewinnen anders als in vielen vergleichbaren OECD- Ländern wieder jene Industriezweige Anteile an der volkswirtschaftlichen Wertschöpfung, die überwiegend Naturwissenschaftler beschäftigen. 3. Es scheiden durch den demographischen Wandel bis zum Jahr 2020 jährlich bis zu Naturwissenschaftler aus dem Erwerbsleben aus und müssen durch Absolventen ersetzt werden.

4 Auftrag von Schule in den Naturwissenschaften Wissen Können Bildung ermöglichen Urteilsfähigkeit Verantwortliches Tun Interesse Motivation

5 B. Empirische Befunde über naturwissenschaftlichen Unterricht und ihre unterrichtspraktische Bedeutung 1. Heterogenität von Lerngruppen 2. Nachhaltigkeit von Unterricht (9 10) 3. Wirksamkeit von Unterrichtsmustern

6 1. Heterogenität M (SE ) SD Gymnasium 607 (3.4) 63 Naturwissenschaften (Gesamtskala) unter I I II III IV V VI 26.9 % Realschule 521 (6.5) 73 Integrierte Gesamtschule 514 (7.4) 75 Hauptschule 422 (5.4) % 32.1 % 7.1 % PISA Ergebnisse für SH in

7 2. Nachhaltigkeit Wie entwickelt sich die naturwissenschaftliche Kompetenz von der neunten zur zehnten Klassenstufe?

8 Naturwissenschaftliche Kompetenz am Ende der 9. und 10. Klassenstufe (Individualebene) Individualebene Zuwachs: 21 Punkte d =.24 +: 44,0% - : 19,1 % PISA 2006

9 Naturwissenschaftliche Kompetenz am Ende der 9. und 10. Klassenstufe (Klassenebene) Klassenebene +: 69,7% - : 16,8% SD (2003): 60 SD (2004): 61 PISA 2006

10 Zusammengefasst: Einige Ergebnisse Die Schülerinnen und Schüler erzielen in den Naturwissenschaften einen durchschnittlichen Kompetenzzuwachs von 21 Punkten (d =.24) Kompetenzzuwächse sind sowohl im unteren als auch im oberen Leistungsbereich festzustellen Aber: Ein bedeutsamer Kompetenzzuwachs nur bei 44 Prozent der Jugendlichen (und bei 70 Prozent der Klassen)

11 Erste Schlussfolgerungen für den Unterricht Kohärenz: Für den gesamten Lehrgang, für Unterrichtseinheiten und Stunden sollte ein roter Faden (Anliegen des Faches, Schlüsselfragen) expliziert, begründet und erkennbar sein. Kumulativität: Das Curriculum sollte spiralförmig aufgebaut sein. A B C A B C Veränderte Botschaften: Auch bei der Leistungsmessung sollte auf länger zurückliegende Grundlagen Bezug genommen werden.

12 3. Unterrichtsmuster 4 (Quelle: PISA 2006) 3 Globale Aktivitäten 2 Kognitiv fokussierte Aktivitäten Traditioneller Unterricht 1 Schülerinnen und Schüler dürfen ihre eigenen Experimente entwickeln Schülerinnen und Schüler führen praktische Experimente im Labor durch Schülerinnen und Schüler sollen Schlüsse aus einem Experiment ziehen, das sie durchgeführt haben Schülerinnen und Schüler bekommen die Gelegenheit, ihre Ideen zu erklären Lehrperson verwendet den naturwissenschaftlichen Unterricht, um den Schülerinnen und Schülern die Welt außerhalb der Schule verständlich zu machen Globale Aktivitäten Kognitiv fokussierte Aktivitäten Traditioneller Unterricht

13 Unterrichtsmuster in Schleswig-Holstein und Ergebnisse im Naturwissenschaftstest und in der Interessenbefragung Globale Aktivitäten Kognitiv fokussierte Aktivitäten Traditioneller Unterricht Konstante b b Wissen Interesse Quelle: PISA 2006

14 Unterrichtsmuster in Schleswig-Holstein und Ergebnisse im Naturwissenschaftstest und in der Interessenbefragung Globale Aktivitäten (16%) Kognitiv fokussierte Aktivitäten (58%) Traditioneller Unterricht (26 %) Konstante b b Wissen Interesse Quelle: PISA 2006

15 Balance finden zwischen forschendem und instruktivem Unterricht günstig für die Entwicklung von Kompetenzen und Interessen ist: das Entwickeln eigener Ideen und Erklärungen zu fördern das Ziehen von Schlüssen aus Lehrer- und Schülerexperimenten zu betonen das Anwenden des Gelernten auf andere Kontexte zu ermöglich maßvolles Experimentieren der Schüler an gut durchdachten, sorgfältig ausgewählten Beispielen die Einordnung des Gelernten in Strukturlogik des Faches vorzunehmen (kumulatives Lernen)

16 Leitziel: Den naturwissenschaftlichen Arbeitszyklus verstehen und nutzen können

17 C. Acht Dimensionen guten Unterrichts ausgewählte Hinweise für die Naturwissenschaften 1. Kultur: Art und Weise 2. Zielorientierung: Ergebnisse 3. Inhalte: Themen / Gegenstände 4. Methodik: Prozesslogik und Sozialformen 5. Zeitnutzung: Rhythmisierung 6. Diagnose: Analyse und Bewertung 7. Raum: Lehr-Lern-Umgebung 8. Zukunft: Berufsorientierung

18 1. Kultur Der Unterricht o wird von der Lehrkraft mit Engagement und Interesse an der Sache und den Schülern gestaltet o wird von der Lehrkraft mit Hilfe einer klaren und verständlichen Sprache gestaltet o ist durch gegenseitigen Respekt und einen wertschätzenden Umgangston geprägt o findet unter Beachtung gemeinsam vereinbarter Regeln statt o ist durch eine entspannte und angstfreie Atmosphäre bestimmt o basiert auf einem konstruktiven Umgang mit Fehlern o leitet die Schüler an, ihr eigenes Lernen zu reflektieren o ermutigt Schüler eigene Fragen zu formulieren o

19 2. Zielorientierung Die Ziele der Stunde sind o vom Anspruchsniveau angemessen o kohärenter Teil der längerfristigen Planung o transparent und für die Schüler verständlich o bilden einen erkennbaren roten Faden o werden am Ende reflektiert o

20 3. Inhalte Die Inhalte der Stunde sind o fachlich korrekt o geeignet, um die Ziele zu erreichen o schlüssig und sinnvoll aufeinander bezogen o bedeutsam und exemplarisch o bieten Anknüpfungspunkte für Interessen und Erfahrungen der Schüler o

21 4. Methodik Im Stundenverlauf o ist eine klare und sinnvolle Struktur erkennbar o werden unterschiedliche Methoden und Sozialformen funktional genutzt und angemessen gewechselt o werden gute, Differenzierung ermöglichende Aufgabenstellungen eingesetzt o werden Schüler individuell gefördert, unterschiedliche Lernvoraussetzungen und Lernwege berücksichtigt o wird selbstständiges Arbeiten der Schüler angeregt o wird die Kommunikation der Lernenden über Lösungsstrategien und Ergebnisse akzentuiert o

22 5. Zeitnutzung Im Unterricht o wird pünktlich mit der Arbeit begonnen o wird die Zeit effektiv für das Lernen genutzt o ist die Abfolge der Arbeitsschritte sinnvoll rhythmisiert o verläuft die Arbeit ruhig und störungsfrei o hat die Lehrkraft einen Überblick über die Schüleraktivitäten und kann ordnend eingreifen o wird ausreichend Zeit für das Lernen gegeben o werden Schülerexperimente maßvoll eingesetzt und mit größter Präzision vorbereitet o

23 6. Diagnose Im Unterricht werden o Lernprozesse verfolgt und analysiert o den Lernenden häufig differenzierte Rückmeldungen zum Lernfortschritt gegeben o Lernfortschritte positiv gewürdigt, Lernprobleme erkannt und angemessen behandelt o Leistungs- und Lernsituationen entkoppelt o Leistungsansprüche und Kriterien erläutert o gerechte Bewertungen vorgenommen o

24 7. Raumgestaltung Der Unterrichtsraum ist o lernförderlich und ansprechend gestaltet o erlaubt unterschiedliche Methoden und Sozialformen o ermöglicht den Einsatz unterschiedlicher Medien o

25 8. Berufsorientierung Naturwissenschaftliche Berufs- und Arbeitsfelder o sind Bezugspunkte von Unterrichtsinhalten o werden im Rahmen von Projekten, Projekttagen, Exkursionen und Praktika erkundet o werden von Ehemaligen, Lehrkräften und Eltern mit Hilfe von Erfahrungsberichten visuell und verbal präsentiert o

26 Unser gemeinsames Ziel Guter naturwissenschaftlicher Unterricht ist motivierend und qualifizierend. Er ermöglicht den Schülerinnen und Schülern, sich forschend mit der Welt auseinanderzusetzen, Phänomene und Vorgänge genau zu beobachten und zu interpretieren, Hypothesen mit Hilfe von Experimenten zu überprüfen und sich mit Modellen und Theorien zur Erklärung zu beschäftigen. Ein guter naturwissenschaftlicher Unterricht spricht Hirn, Herz und Hand an, wie es der Schweizer Pädagoge Johann Heinrich Pestalozzi formuliert hat. Ein guter Unterricht zeigt sich darin, dass die Schüler lernen, sich des eigenen Verstandes zu bedienen, eine begründete Meinung zu vertreten und verantwortungsvoll zu handeln. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit