GribS-Multiplikation Strom und Magnetismus

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1 GribS-Multiplikation Strom und Magnetismus Stiftung Bildungspakt Bayern Individuelle Lernwege eröffnen Florian Ziegler & Andreas Hartinger Fortbildung für den Landkreis Aichach-Friedberg 04. Oktober

2 Tagesordnung Grundlagen: Entstehung und Aufbau des Projekts GribS (AH) 10 Grundlagen des GribS-Unterrichts (AH) 30 Magnetismus: Unterricht und fachlicher Hintergrund (FZ) 30 Experimente 60 (inkl. flexibler Kaffeepause) Statische Elektrizität: Unterricht und fachlicher Hintergrund (FZ) 30 Wünsche und Anregungen für die nächste Veranstaltung 15 2

3 Tagesordnung Zentrale Ergebnisse der Evaluation (AH) Elektrizität (FZ) Experimente Unterricht und fachlicher Hintergrund (Leistungsbeurteilung) Diskussion - Klärung offener Fragen 3

4 Der Modellversuch GribS getragen von der Stiftung Bildungspakt Finanzpartner der Stiftung: E.ON 16 Modellschulen ausgewählt von der Stiftung Bildungspakt nach Bewerbung 4

5 GribS-Schulen 1) Hof-Krötenbruck 2) Tauperlitz 3) Mistelgau-Glashütten 4) Egloffstein 5) Lichtenfels, am Markt 6) Haßfurt 7) Buchloe 8) Utting 9) Thundorf 10) Töging am Inn 11) Bischofswiesen 12) Ahrain 13) Jandelsbrunn 14) Roding 15) Schwandorf 16) Großberg Vergleichsschulen 1) Obertrubach 2) Lichtenfels, Kronacher Str. 3) Füssen-Schwangau 4) Geltendorf 5) Emmerting-Mehring 6) Furth im Wald 7) Amberg 8) Pettendorf 5

6 zwei Säulen von GribS 1. Einzelmaßnahmen der Schulen (best practice) gezielte Projekte, die unter den jeweiligen Bedingungen möglich sind getragen von den Schulen unterstützt von der wiss. Begleitung 2. gemeinsame Veränderung des normalen naturwissenschaftlichen Lernens im Sachunterricht Hauptziel: individuelle Förderung im Unterricht orientiert an den Themen des Lehrplans unterstützt durch Fortbildungen zu inhaltlichen und methodischen Schwerpunkten im GribS-Ping-Pong gemeinsame Weiterentwicklung durch die Lehrer/innen und die wissenschaftliche Begleitung 6

7 Grundidee: individuelle Förderung beim naturwissenschaftlichen Lernen Naturwissenschaftliches Lernen im Sachunterricht o Phase 1: Aufgreifen naturwissenschaftlicher Themen (weitgehend gelungen) o Phase 2: Behandlung auch durch Versuche und Experimente (weitgehend gelungen) o Phase 3: Überwindung eines überwiegend praktizistischen Verständnisses (noch nicht weitgehend gelungen) 7

8 kurzer Exkurs: Begrifflichkeit Experimentieren (I) Vorgehensweise bekannt Fragestellung zu Beginn vorhanden Laborieren Fragestellung zu Beginn nicht vorhanden Versuch Vorgehensweise nicht vorgegeben Experimentieren Explorieren Grygier & Hartinger 2009, S.15 8

9 kurzer Exkurs: Begrifflichkeit Experimentieren (II) Hauptziele der verschiedenen Formen: Versuch o o o Entwickeln von (weiterführenden) Fragen (z.b. angeregt durch erstaunliche Phänomene) Förderung der Motivation und Freude an der Beschäftigung mit Naturwissenschaften Erarbeiten des Handwerkzeugs Laborieren o o Einüben gründlichen Arbeitens Kennen lernen des Algorithmus Explorieren o o Förderung der Motivation und Freude an der Beschäftigung mit Naturwissenschaften Förderung der Selbstständigkeit Experimentieren o o gezielte Förderung naturwissenschaftlichen Denkens und Arbeitens auch Förderung der allgemeinen Selbstständigkeit 9

10 Grundidee: individuelle Förderung beim naturwissenschaftlichen Lernen Naturwissenschaftliches Lernen im Sachunterricht o Phase 1: Aufgreifen naturwissenschaftlicher Themen (weitgehend gelungen) o Phase 2: Behandlung auch durch Versuche und Experimente (weitgehend gelungen) o Phase 3: Überwindung eines überwiegend praktizistischen Verständnisses (noch nicht weitgehend gelungen) o Phase 4: Berücksichtigung der individuellen Förderung (noch kaum gelungen außerhalb von GribS) 10

11 Fortbildungskonzept 1. pro Jahr eine inhaltliche Fortbildung zu einem Thema des naturwissenschaftlichen Lernens 1. entlang des Grundschullehrplans 2. Luft, Wasser, Strom und Magnetismus, Wasserkreislauf/Modellvorstellungen 2. pro Jahr eine methodisch ausgerichtete Fortbildung : Umgang mit Heterogenität : individuelle Formen der Leistungsbeurteilung : Gesprächsführung 11

12 Entwicklung der Lernumgebungen (GribS) (I) Das GribS-Ping-Pong Wissenschaftliche Begleitung Fortbildungen inhaltlich und methodisch Systematisieren der Vorschläge; Evaluation; weitere Fortbildungen GribS-Schulen Umsetzen in Unterricht (individuell verschieden) gemeinsames Entwickeln (AK) von Unterricht Umsetzung Evaluation gemeinsame Publikationen 14

13 Entwicklung der Lernum- gebungen (GribS) (II) Erarbeitung von Unterrichtsvorschlägen durch GribS-AK und GribS-Schulen, die 1. individuelle Zugänge ermöglichen 2. individuelle Fördermaßnahmen enthalten 3. sich an einer Sequenzierung aus der Logik der Sache orientieren 15

14 Entwicklung der Lernum- gebungen (GribS) (III) entwickelte sich im Laufe der Jahre 1. erstes Jahr, Versuch, praktizistisches Verständnis der Lehrer(innen) zu überwinden 2. zweites Jahr, erste Überlegungen eher Differenzierungs- und Hilfemaßnahmen klassische Differenzierungsmaßnahmen: Stationen mit Pflicht- und Küraufgaben verschiedene Gruppen mit unterschiedlichen Aufgaben differenzierte Materialien (z.b. Informationstexte) 16

15 Entwicklung der Lernum- gebungen (GribS) (IV) Unterstützungsmaßnahmen Helfermaßnahmen in leistungsgemischten Gruppen / Forscher- Paten (ältere Schüler/innen) Nachbereitung in Gesprächen Möglichkeit, Versuche oft zu wiederholen zusätzliche Hilfen (z.b. durch Vorgaben) Aufgaben, die eher selbstreguliert sind Expertenaufgaben o Referate zu Versuchen selbst gewählt o Abwandeln der Versuche durch versierte Schüler/innen individuelle Ausgestaltung von Aufgaben o eigenes Forscherbuch / unterschiedliche Ergebnisformulierungen o offene Aufgaben freies Experimentieren o Gruppen überlegen sich weiterführende Forscheraufgaben o Hausaufgaben zur Materialsammlung Phänomenkreise mit verschiedenen Zugängen 17

16 Entwicklung der Lernum- gebungen (GribS) (II) Erarbeitung von Unterrichtsvorschlägen durch GribS-AK und GribS-Schulen, die 1. individuelle Zugänge ermöglichen 2. individuelle Fördermaßnahmen enthalten 3. sich an einer Sequenzierung aus der Logik der Sache orientieren 18

17 Entwicklung der Lernumgebungen (GribS) (VII) 3. ab dem dritten Jahr; Fokus auf individuellen Lernwegen Versuche so ausgewählt, dass individuelle Vorstellungen (Vorerfahrungen) aktiviert werden erklärungswürdige Einstiegsphänomene Forscheraufträge Forscherauftrag: zwei besondere Stäbe Sie ziehen sich an. Beide? Nur einer den anderen? Überall gleich stark? Wo am meisten? Warum?... Demonstrationsversuch: Büroklammer hängt an einem (magnetisierten) Eisennagel Warum? Wann hängen Dinge aneinander? Kann das auch hier so sein?... 20

18 Entwicklung der Lernumgebungen (GribS) (VII) 3. ab dem dritten Jahr; Fokus auf individuellen Lernwegen Aufgaben, die den selbstständigen Aufbau von Wissen ermöglichen Forscheraufträge Variieren von Versuchen Phänomenkreise, deren Versuche aufeinander bezogen werden Der Luftballon zieht Pfeffer an Klappt das auch mit Nägeln, Tischtennisbällen, Reis, Löffel, Kork? Warum (nicht)? Zur Wärmewirkung von Strom: - Umwicklung eines Thermometers mit Draht Strom durch leiten lassen - Stahlwolle zwischen zwei Batteriepole Forscherauftrag: Wann leuchtet das Lämpchen? Was brauche ich? Funktioniert es auch mit weniger Material? Oder mit zwei Lämpchen? 21

19 Entwicklung der Lernumgebungen (GribS) (VII) 3. ab dem dritten Jahr; Fokus auf individuellen Lernwegen regelmäßiger Wechsel von Versuchen und Verständigung darüber (Ko-Konstruktionen in Gesprächen) Die Schülerinnen und Schüler zeigen eigene Lösungswege (Versuchsaufbauten) im Plenum. Diese werden verglichen: Was ist der Unterschied? Warum funktionieren beide/ alle? Welche Wege haben nicht zum Ziel geführt und warum nicht? unterstützendes, nicht instruierendes Lehrerhandeln 22

20 zur Lehrkraft (I) Der Lehrkraft kommt dabei die Rolle zu, das eigene Denken der Lernenden zu unterstützen, nicht fertige Erklärungen zu vermitteln. 24

21 zur Lehrkraft (II) Gelingensaspekte moderierender Gesprächsführung eine Sache, die das Gespräch auch erfordert Wissen wozu Gespräche dienen die Dinge vor Augen wenig Redeanteil der Lehrkraft, dafür viel von den Kindern (1:4) Arbeiten nach dem Prinzip des Ich-Du-Wir (Think-Pair-Share) Rededruck durch situative Partnergespräche abbauen Fehler mit Esprit erkennen / Interpretation der Lehrerrolle als Anstifter zur geistigen Unruhe klare, deutlich artikulierte, einfache Lehrersprache Konzentration der Lehrperson / dezentes Mitnotieren ausreichend Zeit Klima des Vertrauens und der Freundlichkeit eine gute Raumregie / Blickkontakt zwischen den Beteiligten 26

22 zur Lehrkraft (III) Hemmende Aspekte moderierender Gesprächs-führung permanente Kommentare durch die Lehrkraft Interpretation von Gesagtem durch die Lehrperson schnelles Reagieren mit Wertungen richtig oder falsch pädagogisches Echo rasche Beendigung bei vermeintlichem Erreichen des (Lehrer-) Ziels bereits die ersten richtige Aussagen als Beweis für allgemeines Verständnis werten lange Phasen des Unterrichtsgesprächs vom Platz aus Gespräche nach dem Muster L-K-L-K-L-K 27

23 zur Lehrkraft (IV) Bewährte Gesprächstechniken und Formulierungen Meinungen/ Deutungen/ Erklärungen wiederholen lassen Spiegeln Verknüpfen von Schüleräußerungen vergleichen und ordnen lassen Gegenüberstellen von Widersprüchen (als Anregung des Weiterlernens) bereit halten von getippten Schüleräußerungen (auch Wortkarten) Formulierungen: o o o Was ist gleich, was ist anders? Gilt das hier auch? Wer bringt es auf den Punkt? 28

24 Forschermappe Das schriftliche Festhalten der eigenen Vermutungen, Vorgehensweisen und Ergebnisse hilft bei der Meinungsbildung vor dem Versuch, beim (ehrlichen) Vergleichen der Ergebnisse mit den Vermutungen und als Diskussionsgrundlage im Austausch mit anderen. Sinnvoll erscheint das Anlegen einer eigenen Forschermappe ( s. Kopiervorlage) 29

25 typische Unterrichtssituation Ausgehend von einem konstruktivistischen Lernbegriff - Lernen als aktiver, höchst individueller Konstruktionsprozess, der in sozialen Kontexten stattfindet - (vgl. Möller, Kleickmann & Sodian 2011) lässt sich eine typische Unterrichtssituation durch drei Schritte beschreiben 30

26 typische Unterrichtssituation 1. Phänomenbegegnung: Aktivierung von Vorwissen und Erarbeitung vorläufiger, subjektiv stimmiger Erklärungen 2. selbstständiges Durchführen von weiterführenden Versuchen oder Forscheraufträgen 3. Bewährung oder Veränderung der subjektiv stimmigen Erklärungen im sozialen Austausch Diese Phasen wechseln und interagieren regelmäßig. 31

27 Entwicklung der Lernum- gebungen (GribS) (II) Erarbeitung von Unterrichtsvorschlägen durch GribS-AK und GribS-Schulen, die 1. individuelle Zugänge ermöglichen 2. individuelle Fördermaßnahmen enthalten 3. sich an einer Sequenzierung aus der Logik der Sache orientieren 32

28 3. Sequenzierung verhindert die Überforderung durch die Konfrontation mit einem unüberschaubaren Themenkomplex ist aber nicht kleinschrittig innerhalb der einzelnen Teilgebiete besteht eine ausreichend hohe Komplexität In den Einheiten steht immer eine Erkenntnis zentral im Mittelpunkt. Die Gliederung ergibt sich sowohl aus der inhaltlichen Struktur der Sache als auch aus didaktischen Überlegungen. 34

29 3. Sequenzierung Strukturierung des umfangreichen und komplexen Themas: 1. Eigenschaften von Magneten 2. Magnetisieren und Entmagnetisieren 3. Erdmagnetismus 4. Statische Elektrizität 5. Anschlussbedingungen im elektrischen Stromkreis 6. Wirkungen von Elektrizität 7. Wie fließt Strom? Aufbau einer Modellvorstellung 8. Elektromagnet, Elektromotor und Dynamo 35

30 Literatur Brüning, L., Saum, T. (2008). Erfolgreich unterrichten durch kooperatives Lernen. Strategien zur Schüleraktivierung. Essen: NDS Gallin, P., Ruf, U. (2005). Dialogisches Lernen in Sprache und Mathematik. Seelze-Velber: Kallmeyer Green, Norm, Green, Kathy (2006). Kooperatives Lernen im Klassenraum und im Kollegium: Das Trainingsbuch. Seelze-Velber: Kallmeyer Groeben, Annemarie von der (2009). Gesprächsführung. In: Pädagogik 1/2009. Weinheim: Beltz Verlag Grygier, Patricia & Hartinger, Andreas (2009). Gute Aufgaben Sachunterricht. Naturwissenschaftliche Phänomene begreifen. Berlin: Cornelsen. Hartinger, Andreas (2003). Experimente und Versuche. In Dietmar von Reeken (Hrsg.), Handbuch Methoden im Sachunterricht (S.68-75). Baltmannsweiler: Schneider Verlag Hohengehren. Hartinger, Andreas (2007). Interessen entwickeln. In Joachim Kahlert, Maria Fölling-Albers, Margarete Götz, Andreas Hartinger, Dietmar von Reeken & Steffen Wittkowske (Hrsg.), Handbuch Didaktik des Sachunterrichts (S ). Bad Heilbrunn: Klinkhardt. Kahlert, J. (2009): Der Sachunterricht und seine Didaktik. 3. Auflage. Bad Heilbrunn. Kahlert, Joachim, Fölling-Albers, Maria, Götz, Margarete, Hartinger, Andreas, von Reeken, Dietmar & Wittkowske, Steffen (Hrsg.) (2007). Handbuch Didaktik des Sachunterrichts. Bad Heilbrunn: Klinkhardt. Koerber, S., Sodian, B., Thoermer, C., & Grygier, P. (2008). Wissen über Wissenschaft als Teil der frühen naturwissenschaftlichen Bildung. In H. Giest, A. Hartinger & J. Kahlert (Hrsg.). Kompetenzniveaus im Sachunterricht. (S ). Bad Heilbrunn: Klinkhardt. Köster, Hilde/Gonzalez, Cornelia (2007): Was tun Kinder, wenn man sie lässt? Freies Explorieren und Experimentieren (FEE) im Sachunterricht. In: Grundschulunterricht, Heft 12 (2007), S Lauterbach, Roland (2001): Science A Process Approach revisited Erinnerungen an einen Weg in die Naturwissenschaft. In: Forschungsband 4. S Retterath, Gerhard (2006). Das Lernen vom Schüler aus planen. In: Schulverwaltung. Bayern 11, S Kronach : LinkLuchterhand Soostmeyer, Michael (2002): Genetischer Sachunterricht: Unterrichtsbeispiele und Unterrichtsanalysen zum naturwissenschaftlichen Denken bei Kindern in konstruktivistischer Sicht. Baltmannsweiler. Spreckelsen, Kay (2001): SCIS und das Konzept eines strukturbezogenen naturwissenschaftlichen Unterrichts in der Grundschule. In: Forschungsband 4. S Wagenschein, Martin (2010). Verstehen lehren: genetisch-sokratisch-exemplarisch. Beltz-Taschenbuch 22: Essay. Weinheim; Basel: Beltz Wiebel, Klaus Hartmut (2000): "Laborieren" als Weg zum Experimentieren im Sachunterricht. In: Die Grundschulzeitschrift 139, S