Modul 3 Schülergerechtes Experimentieren

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1 Modul 3 Schülergerechtes Experimentieren Das Experiment - Wahrnehmungsgesetze Fachdidaktik Chemie WS 2016/17 Studiengang: Bachelor of Education Apl. Prof. Dr. G. Hornung, A. Molitor-Schworm, A. Engelhardt

2 Das Experiment Was ist der Unterschied zwischen einem Experiment und einem Versuch? Was ist ein Experiment im naturwissenschaftlichen Unterricht? Zu welchem Zweck werden Experimente im Chemieunterricht eingesetzt?

3 Das Experiment Im Bereich der Erkenntnisgewinnung 1. Naturwissenschaftliche Fragestellung formulieren 2. Hypothesen generieren 3. Untersuchungen planen 4. Daten analysieren 5. Schlussfolgerungen ziehen (Mayer et al. 2008)

4 Der Versuch 1. Arbeitsschritte werden vorgeben 2. Dokumentation 3. Erklärung Unterschied zwischen Versuch und Experiment Handlungsanweisung Förderung von Teilfähigkeiten (genaue Beobachten, Aufstellen von Vermutungen oder das vergleichende Überprüfen) Darstellen eines interessanten Phänomens, was zum weiterforschen anregt (Hartinger et al., 2013)

5 Warum überhaupt Experimentieren im Unterricht? Erkenntnisgewinnung ohne das Experiment ist undenkbar Unersetzbar ist das Experiment bei analytischen Fragestellungen 1. Vorstellung von Versuchsaufbauten auf Folien und Bilder gestaltet sich für ungeübte schwierig 2. Konkrete Erfahrungen können gesammelt werden 3. Zusammenhänge können besser verdeutlicht werden 4. Förderung der motorischen Fähigkeiten 5. Experimente gestalten den Unterricht interessanter Das Land fördert und fordert die Vermittlung von Experimentierkompetenzen (siehe Lehrplan S. 161)

6 Demonstrationsexperiment Für eine hohe Lernwirksamkeit muss jede/r SuS den Versuchsaufbau und die gewünschten Effekte gut erkennen können (Erb & Winkelmann, 2013). Die visuelle Wahrnehmung ist mit der Aufnahme des Geschehens im Gedächtnis sowie mit den Lernprozessen signifikant verbunden(h. Schmidtkunz,1989)

7 Demonstrationsexperiment Einflussfaktoren/Merkmale: 1. Geeignete Form und Größe der Gefäße 2. Arbeitshöhe 3. Hintergrund 4. Passender Vergleichsversuch 5. Aufgeräumte Umgebung 6. Komplexität so gering wie möglich halten 7. Visualisierung des Versuchs 8. Anordnung der Versuchsapparatur

8 Wahrnehmungsgesetze Die Wahrnehmungsgesetze beschreiben, unter welchen Voraussetzungen ein Versuchsaufbau besonders prägnant und wahrnehmungsaktiv ist Förderung des korrekten und gezielten Beobachten

9 Gesetz der Einfachheit Weniger ist manchmal mehr Negativ-Beispiel Positiv-Beispiel

10 Gesetz der Dynamik Versuchsaufbau von links nach rechts von oben nach unten Reaktionsgefäß wird ausgeblendet

11 Gesetz des Figur-Grund-Kontrastes Die zu beobachtende Apparatur muss sich klar vom Hintergrund abheben!!! keinen entsprechenden Hintergrund, Raum ist nicht abgedunkelt

12 Gesetz der glatt durchlaufenden Kurve Schläuche zu lange, Schläuche sollten keine Schlaufen haben oder sich durchkreuzen, Beim zusammenführen von Gasen sollte das Y-Stück dem T-Stück vorgezogen werden

13 Gesetz der Nähe Angenäherte Punkte erzeugen Zusammengehörigkeit Identische Punkte ergeben ein mehrdeutiges Muster

14 Gesetz der Gleichartigkeit Gleichartigen Dingen werden unbewusst gleiche Funktionen zugeschrieben, dies führt zu Objektzusammenschlüssen. Beispiel: Drei Funktionen einer Apparatur (Reaktion, Nachweis, Entsorgung) werden in drei gleichartigen Geräten durchgeführt.

15 Demonstrationsexperiment/ Unterrichtsplanung Fachliche Aspekte: Reaktionsbedingungen kennen Fehlerquellen kennen Kenntnis über Eigenschaften der Chemikalien Probleme des Transfers zwischen großtechnischen Anlage und schulchemischen Versuchs kennen

16 Demonstrationsexperiment/ Unterrichtsplanung Erkenntnisniveau Subjektive Wahrnehmung der SuS können z.b. durch Blindproben eliminiert werden Messgenauigkeit beachten Protokollierung der Nebenergebnisse berücksichtigen Bei komplexen Fragestellungen das eigentliche Ziel nicht aus dem Auge verlieren

17 Demonstrationsexperiment/ Vortragstag Rahmenbedingungen/Inhalt: Dauer: 10min. Aufarbeitung des Experiments gemäß der Wahrnehmungsgesetze Sicheres Experimentieren Auswertung des Experiments Probleme und Gefahren, die bei dem zu präsentierenden Experiment auftreten können

18 Demonstrationsexperiment/ Vortragstag Bewertungskriterien zum Experiment: Auswahl (G* = 0) Wurde das Experiment passend zum Stundenthema ausgewählt? Ist das Experiment angemessen für die Stundenziele zu erreichen? Aufarbeitung (G* = 4) Visualisierung des Experiments Qualität der Darstellung Aufarbeitung von zusätzlichen Materialen, zur Visualisierung des Experiments (Können Schilder von allen gelesen werden? Maßstab der Versuchsmaterialien, etc.) Durchführung (G* = 4) Sauberes Arbeiten Angemessenes nutzen der Gerätschaften Einhaltung der Reihenfolge G= Gewichtung in den Endnote des Vortrags 1-4

19 Demonstrationsexperiment/ Vortragstag Bewertungskriterien zum Experiment: Berücksichtigung der Wahrnehmungsgesetze (G* = 4) Sachgerechter Versuchsaufbau (G* = 4) Auswahl der richtigen Materialien und Chemikalien Einhaltung der Sicherheitsvorschriften (G* = 4) Das Tragen der Schutzbrille ist im Demopraktikum bei jeglichen Versuchen Pflicht! Alle weiteren Sicherheitsvorschriften sind individuell je nach Experiment einzuhalten Wurden die Sicherheitsaspekte für das entsprechende Experiment eingehalten? (1= Ja und 5= Nein)

20 Demonstrationsexperiment/ Vortragstag Bewertungskriterien zur Fachlichkeit Fachsprache (G* = 4) Fachliche Ausdrucksweise Richtige Verwendung von Fachausdrücken Fachliche Richtigkeit (G* = 4) Korrekte fachliche Auswertung des Experiments

21 Demonstrationsexperiment/ Vortragstag Bewertungskriterien zum Vortragsstil Verständlichkeit der Sprache (G* = 1) Lautstärke Hochdeutsch Füllwörter Lesbarkeit von Folien und Tafelbild (G* = 2) Ordentliches Schriftbild Größe der Abbildungen Struktur von Folien und Tafelbild (G* = 2) Sinnvolle Gliederung der Folien und/oder Tafel

22 Demonstrationsexperiment/ Vortragstag Bewertungskriterien zum Vortragsstil Medieneinsatz (G* = 1) Umgang mit den eingesetzten Medium Ist das Medium passend zur Intension? Souveränes Auftreten (G* = 1) Sicheres Auftreten Selbstsicher Klare Übergänge im Vortrag (G* = 3) Logische Gliederung des Vortrags

23 Bewertung zum Stundenverlauf Einstieg in die Stunde (G* = 0) Problemgewinnung (Problemfrage) Adressatengerecht Alltagsbezug Operationalisierte Lernziele (G* = 0) Formulierung Sind die Lernziele operationalisiert? (Überprüfbar) Lernziele passend zum Stundenthema (G* = 0) Können die Lernziele für die Stunde erreicht werden? Verständlichkeit des Arbeitsblatts (G* = 0) Format Kriterien (Thema, Sicherheitshinweis, Chemikalien, Geräte, Durchführung, Versuchsskizze, Beobachtung, Auswertung) Aufgabenstellung Logik des Stundenverlaufs (G* = 0) siehe Problemorientierter Unterricht

24 Bewertung des Stundenverlaufs Abgabe per an alle Bachelorstudierenden sowie Frau Molitor-Schworm und Frau Engelhardt am von folgenden Unterlagen: Unterrichtsverlaufsplan Arbeitsblatt (Schüler- sowie Lehrerarbeitsblatt) Lernziele

25 Organisation Stationenarbeit Ausdrucken des Schülerarbeitsblattes (min. 6x) Ausdrucken des Lehrerarbeitsblattes (1x) Ausdrucken der Bewertungsbögen (siehe Homepage min 6x) Richten der Materialien und Chemikalien für mindestens 6 Versuche

26 Hausaufgabe Einloggen in fachdidaktik.chemie.uni-kl.de Erstellte Gefährdungsbeurteilung in den eigenen Ordner stellen (Studierende Beginn_WS1617 Name)

27 Nützliche Apps/Webcam IP Webcam (android) Mini WebCam (apple)

28 Literatur Barzel B., Rieß W., Schulz A. & Wirtz M. (2012): Experimentieren im mathematischnaturwissenschaftlichen Unterricht. Münster, Hartinger A., Grygier P., Tretter T. & Ziegler F. (2013): Lernumgebungen zum naturwissenschaftlichen Experimentieren. Handreichung des Programms SINUS an Grundschulen, Kiel, IPN. Mayer J., Grube C., Moller A. (2008): Kompetenzmodell naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung. In: Harms U, Sandmann A (Hrsg) Ausbildung und Professionalisierung von Lehrkraften. Lehr- und Lernforschung in der Biologiedidaktik, Bd 3. Studien, Innsbruck, S Erb R. & Winkelmann J. (2013): Lernzuwachs durch Schüler- und Demonstrationsexperimente. phydid.physik.fu-berlin.de/index.php/phydid-b/article/viewfile/438/577. Zugegriffen am