Innere Differenzierung im Naturwissenschaftsunterricht. Dorothee Brovelli PH Luzern

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1 Innere Differenzierung im Naturwissenschaftsunterricht Dorothee Brovelli PH Luzern weitergeben.

2 Didaktische Rekonstruktion und individuelle Förderung Wie soll ich fördern? Fördermassnahmen ergreifen Wohin soll ich fördern? Ziele klären Wen soll ich fördern? Förderbedarf feststellen Kattmann et al. (1997)

3 1. Wen Förderbedarf feststellen Eine sorgfältige Diagnose bildet die Basis für jegliche Bemühungen um Differenzierung im Unterricht bzw. Individualisierung von Lernprozessen! Einzelne Schülerinnen und Schüler: Lernstandsdiagnose individuell Beispiel Concept Mapping Typische Schülervorstellungen: Kenntnis verbreiteter Präkonzepte Beispiel Stromkreis und Beispiel Concept Cartoons Wichtig: Keine Diagnose ist endgültig!

4 Lernstandsdiagnose individuell Beispiel Concept Mapping Unverstandene Begriffe (z. B. sachlogisch falsche Relationen, kaum Verbindungen zu anderen Begriffen) Förder- und Unterstützungsmassnahmen durch passende Aufgaben

5 Typische Schülervorstellungen: Beispiel Stromkreis ca. 80 % der Drittklässler: Das Lämpchen leuchtet, wenn Batterie und Lämpchen mit einem Kabel verbunden werden. Häufigste Erklärung: Verbrauchsvorstellung: Hinter dem Lämpchen fliesst ein geringerer Strom als in der Hinleitung (Variante: andere Qualität der Substanz) physikalische Stromkreisvorstellung Diagnose durch Konzept-Test passende Experimente

6 Typische Schülervorstellungen: Beispiel Concept Cartoons Zieh dem Schneemann nicht den Mantel an, sonst schmilzt er! Das macht doch keinen Unterschied. Ich denke, der Mantel hält den Schneemann kühl, so dass er nicht so schnell schmilzt! Concept Cartoons thematisieren häufige Schülervorstellungen. Diagnose im Gespräch passende Aufgaben und Experimente Ziel: Reduktion von 24 individuellen Vorstellungen auf wenige Grundtypen durch Kenntnis typischer Konzepte

7 Didaktische Rekonstruktion und individuelle Förderung Wie soll ich fördern? Fördermassnahmen ergreifen Wohin soll ich fördern? Ziele klären Wen soll ich fördern? Förderbedarf feststellen Kattmann et al. (1997)

8 2. Wohin - Ziele klären Grundlegende Konzepte von Vertiefungen unterscheiden und Kompetenzen schrittweise aufbauen Kompetenzentwicklung: Welche Kompetenz ist an dieser Aufgabe besonders wichtig? Beispiel Geschwindikgeitsdiagramme im Lehrplan 21 Konzeptaufbau: Welche Grundkonzepte sollen alle verstanden haben und wie können diese ausdifferenziert werden? Beispiel Elektromotor

9 Kompetenzentwicklung: Beispiel: Darstellen in Diagrammen nach Lehrplan 21 NMG.3 Stoffe, Energie und Bewegungen beschreiben, untersuchen und nutzen Die Schülerinnen und Schüler können Erfahrungen mit Bewegungen und Kräften beschreiben und einordnen.

10 Kompetenzentwicklung: Beispiel: Darstellen in Diagrammen nach Lehrplan 21 NT.5 Mechanische und elektrische Phänomene untersuchen Die Schülerinnen und Schüler können Bewegungen und Wirkungen von Kräften analysieren

11 Kompetenzentwicklung: Beispiel: Darstellen in Diagrammen nach Lehrplan 21 NT.5 Mechanische und elektrische Phänomene untersuchen Die Schülerinnen und Schüler können Bewegungen und Wirkungen von Kräften analysieren

12 Konzeptaufbau: Grundkonzepte und Erweiterungen Beispiel: Elektromotor Grundkonzept: Magnet mit Polwender gemeinsame Fragestellung, unterschiedliche Tiefe und Breite

13 Didaktische Rekonstruktion und individuelle Förderung Wie soll ich fördern? Fördermassnahmen ergreifen Wohin soll ich fördern? Ziele klären Wen soll ich fördern? Förderbedarf feststellen Kattmann et al. (1997)

14 3. Wie Fördermassnahmen ergreifen Bei der Differenzierung nehmen Aufgaben (inkl. Lernumgebungen, Experimente etc.) eine Schlüsselrolle ein! Aufgaben mit gestuften Lernhilfen ( Bücher) Beispiel Regenwald Aufgaben mit gestuften Anforderungen Beispiel Kategoriensystem Aufgaben öffnen Beispiele Problem Based Learning und Elektroprojekt Aufgaben mit Anforderungen in unterschiedlichen Bereichen Beispiel Zelle und Beispiel Funktionen von Experimenten

15 Aufgaben mit gestuften Hilfen Allen Lernenden wird zunächst dieselbe Aufgabe mit denselben Anforderungen gestellt, sie können auf gestufte Hilfen («Tipps») zurückgreifen. Lehrperson erstellt Kärtchen mit Tipps, Beispiele siehe «Aufgaben mit gestuften Hilfen», Friedrich Verlag

16 Aufgaben mit gestuften Hilfen Beispiel Regenwald (Photosynthese)

17 Aufgaben mit gestuften Hilfen Beispiel Regenwald (Photosynthese)

18 Aufgaben mit gestuften Anforderungen Lernenden werden Aufgaben mit unterschiedlich hohen fachlichen und/oder sprachlichen Anforderungen gestellt. Beispiel Kategoriensystem für die Analyse und Konstruktion von Lernaufgaben Dimensionen: Art des Wissens Kognitiver Prozess Anzahl Wissenseinheiten Offenheit der Aufgabe Lebensweltbezug Sprachlogische Komplexität Repräsentationsform des Wissens Maier, Kleinknecht & Metz (2010)

19 Aufgaben mit gestuften Anforderungen: Kategoriensystem Beispiel Regenwald (Photosynthese) Dimensionen Ausprägungen Art des Wissens Fakten Fertigkeiten Konzepte Metakognition Kognitiver Prozess Reproduktion naher Transfer weiter Transfer Problemlösen Anzahl Wissenseinheiten eine bis zu vier mehr als vier Offenheit der Aufgabe definiert & konvergent definiert & divergent undefiniert & divergent Lebensweltbezug ohne konstruiert authentisch real Sprachlogische Komplexität Repräsentationsformen des Wissens niedrig mittel hoch eine Integration Transformation

20 Aufgabenqualität empirische Unterrichtsforschung Naturlehreprüfungsaufgaben des Bereichs Biologie von Lehrpersonen einer Luzerner Vorortsgemeinde. Ergebnisse einer Masterarbeit der PH Luzern Bloomsche Kategorien N Prozent 1 wissen % 2 verstehen % 3 & 4 anwenden & analysieren 27 4 % 5 & 6 synthetisieren & evaluieren % Total % Schaub, 2012 (Masterarbeit PH Luzern)

21 Aufgaben mit Anforderungen in unterschiedlichen Bereichen Lesekompetenz und kognitive Strukturierungsfähigkeit Informationen kreativ umsetzen und praktisch handeln Beispiel Zelle Zusammenhänge erkennen und darstellen Fähigkeit zum naturwissenschaftlichen Arbeiten

22 Aufgaben mit Anforderungen in unterschiedlichen Bereichen Beispiel Funktionen von Experimenten Luft bei konstantem Druck 3.5 y = x V V T konst

23 Aufgaben öffnen Beispiel Elektroprojekt Lernenden werden verschiedene Bearbeitungswege ermöglicht. Bau eines elektrifizierten Zimmermodells (Physik im Kontext piko)

24 Aufgaben öffnen Beispiel Problem Based Learning Lernen durch Bearbeitung von formulierten Problemen, die in Kleingruppen mit tutorieller Unterstützung gelöst werden.

25 Problembasiertes Lernen (PBL) Drei-Phasen-Ansatz 1. Analysephase Problem identifizieren Problem analysieren Arbeitsfragen formulieren 2. Verstehensphase Neue Kenntnisse aneignen Andere Sichtweisen verstehen 3. Problemklärungsphase Erklärungsszenarien erstellen und bewerten Exemplarität des Problems verstehen

26 Beurteilung: Tests differenzieren Leistungsaufgaben müssen zur Lernumgebung und den angestrebten Kompetenzen passen!

27 Innere Differenzierung im Naturwissenschaftsunterricht Wie soll ich fördern? Fördermassnahmen ergreifen Wohin soll ich fördern? Ziele klären Wen soll ich fördern? Förderbedarf feststellen Kattmann et al. (1997)