Naturwissenschaftliche Begabungen erkennen und fördern

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1 Naturwissenschaftliche Begabungen erkennen und fördern Susanne Metzger Zentrum für Didaktik der Naturwissenschaften Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 1 Foto: Mike Krishnatreya

2 Bedeutung und Zielsetzungen Auseinandersetzung mit der Welt Erfahrungen als Ausgangspunkt Vier Handlungsaspekte für die Kompetenzentwicklung Inhaltliche Perspektiven auf die Welt - Natur und Technik (NT) - Wirtschaft, Arbeit, Haushalt (WAH) NMG - Räume, Zeiten, Gesellschaften (RZG) - Ethik, Religionen, Gemeinschaft (ERG) Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 2

3 Natur, Mensch, Gesellschaft Handlungsaspekte Die Welt wahrnehmen In der Welt handeln Sich die Welt erschliessen Sich in der Welt orientieren Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 3

4 pü Kompetenzbereiche NMG it it pü pü it pü it it pü it pü Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 4

5 Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 5

6 Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 6

7 Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 7

8 NT 6 Mechanische und elektrische Phänomene untersuchen und erklären Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 8

9 Kompetenzbereiche Natur und Technik Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 9

10 Definitionen von Kompetenz «Die bei Individuen verfügbaren oder durch sie erlernbaren kognitiven Fähigkeiten und Fertigkeiten, um bestimmte Probleme zu lösen, sowie die damit verbunden motivationalen, volitionalen und sozialen Bereitschaften und Fähigkeiten, um die Problemlösungen in variablen Situationen erfolgreich und verantwortungsvoll nutzen zu können.» (Weinert, 2001) «Die Fähigkeit, durch Erfahrungen und Lernen erworbenes Wissen und Können in immer wieder neuen Handlungssituationen selbstständig, verantwortungsbewusst und situationsangemessen anzuwenden.» (Meyer, 2009) (KoLeP21-Team PH Zürich, 2013) Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 10

11 Kompetenz und Performanz (Meyer, 2009) (Studienseminar Koblenz, 2010) Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 11

12 Kompetenzorientierung in den Naturwissenschaften Verschiebung der Perspektive der Lehrperson von Inhalten im Unterricht hin zur nachweislichen Handlungsfähigkeit der Schülerinnen und Schüler Lehrziele Lernziele Eigenverantwortung der Lernenden (KoLeP21-Team PH Zürich, 2013) Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 12

13 Prinzipien eines begabungsfördernden Unterrichts im begabungsfördernden Unterricht wird mehr gelernt als gelehrt hohe Aktivität der Lernenden und zurückhaltende Aktivität der Lehrperson «Lernende übernehmen Mitverantwortung für ihr eigenes Denken und Lernen» (S. 65) «Lehrperson organisiert und begleitet Lernprozesse.» (S. 65) «Was können Kinder und Jugendliche dabei lernen? Wie kann ich sie kognitiv aktivieren und welche grundlegenden Lernerfahrungen können sie bei der Bearbeitung machen?» (S. 64) (Brunner, Gyseler & Lienhard, 2005) Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 13

14 Kompetenzorientierter Unterricht (KoLeP21-Team PH Zürich, 2013) Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 14

15 Lernen im naturwissenschaftlichen Unterricht Lernen von Naturwissenschaften heisst Konzepte verändern Übergang von einer vorunterrichtlichen Vorstellung zu einem dem gegebenen Kontext angemessenen Konzept mögliche Strategien: Anknüpfen Umdeuten Konfrontieren (Möller, 2010; Metzger & Stuber, 2011) Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 15

16 Aufgaben im naturwissenschaftlichen Unterricht Gute Lernaufgaben... sind motivierend. aktivieren zum selbstständigen Lernen. orientieren sich an den Grundkompetenzen resp. am Lehrplan 21. ermöglichen verschiedene Zugangsweisen, Lern- und Lösungswege. ermöglichen eigenständige Bearbeitung auf verschiedenen Niveaus. ermöglichen und zeigen den Lernzuwachs. (Adamina, 2010; EDK, 2013, Heitzmann, 2012; Leisen, 2011) Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 16

17 Aufgaben im begabungsfördernden Unterricht Begabungsfördernde Aufgaben... sind anregend und fordernd. für begabte, aber auch für schwächere Schülerinnen und Schüler bieten Möglichkeiten zum forschenden Lernen. haben einen offenen Auftrag als Ausgangslage. haben Diagnosepotenzial. (Brunner, Gyseler & Lienhard, 2005; Czieslik, Funke, Pfeiffer & Weide, 2013; Pysik & Bauer, 2013; Wambach, 2013) Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 17

18 Reflexion im naturwissenschaftlichen Unterricht Diagnose des (individuellen) Lernstands Fördermassnahmen Lehrplan 21: förderorientiertes Begutachten und Beurteilen verschiedene Beurteilungsinstrumente Prüfungen, Lernzielkontrollen, informelle Tests, Zertifikate, Pässe, «Führerscheine», Beobachtungen, Präsentationen, Lerntagebücher, Portfolios, Selbstbeurteilungen (vgl. Grittner, 2010; Konsultationsversion LP 21) Metakognition ist in der Begabtenförderung unabdingbar «Kinder sollen ihren eigenen Lernprozess reflektieren, ihn verstehen und Konsequenzen daraus ziehen» (Brunner, Gyseler & Lienhard, 2005) Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 18

19 Förderung naturwissenschaftlicher Begabungen im Rahmen der Kompetenzstufen des Lehrplans 21 Aufgaben mit differenzierenden Lösungsmöglichkeiten, Aufgaben mit gestuften Hilfen im Rahmen des Regelunterrichts durch «Enrichment»-Angebote Erweiterung der «Aufgaben für alle», Wettbewerbsaufgaben ausserschulische «Enrichment»-Angebote Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 19

20 Schülerinnen und Schüler können magnetische Phänomene und deren technische Anwendungen untersuchen Schülerinnen und Schüler können beschreiben, dass Magnete immer zwei Pole haben, dass sich gleiche Pole abstossen und dass sich ungleiche Pole anziehen.!" #$%&'()'*+,-.(/$'(&,(&$'(0+1%'2'()+32'%(4,--2.( &+4$2(-$'(-$5)( ( ( +6(+%7$')'%"(( 86( '%"( :" ;'$5)%'(,%&(8'-5)*'$8'.(/+%%(-$5)(&$'(8'$&'%( 0+1%'2'(( ( ( +6(+%7$')'%"(( 86( '%"( Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 20

21 Schülerinnen und Schüler können magnetische Phänomene und deren technische Anwendungen untersuchen Schülerinnen und Schüler können beschreiben, dass Magnete immer zwei Pole haben, dass sich gleiche Pole abstossen und dass sich ungleiche Pole anziehen. Überprüfung der Kompetenzstufe: Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 21

22 Schülerinnen und Schüler können magnetische Phänomene und deren technische Anwendungen untersuchen Schülerinnen und Schüler können beschreiben, dass Magnete immer zwei Pole haben, dass sich gleiche Pole abstossen und dass sich ungleiche Pole anziehen. Überprüfung der Kompetenzstufe: Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 22

23 Schülerinnen und Schüler können magnetische Phänomene und deren technische Anwendungen untersuchen Schülerinnen und Schüler können spielerisch die Stärke von Magneten untersuchen (z. B. messen, bei welchem Abstand eine Büroklammer angezogen wird).!" #$%&'()'*+,-.(/9(&'*(0+1%'2(+4(-2<*=-2'%($-2"( Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 23

24 Schülerinnen und Schüler können magnetische Phänomene und deren technische Anwendungen untersuchen Schülerinnen und Schüler können spielerisch die Stärke von Magneten untersuchen (z. B. messen, bei welchem Abstand eine Büroklammer angezogen wird). :" #$%&'()'*+,-.(+8(/'35)'4(A8-2+%&(&$'( BC*9=3+44'*(+%1'791'%(/$*&"(( B'-5)*'$8'.(/$'(&,(D9*1')-2"(( E" FG$'32('-('$%'(H933'.(4$2(/'35)'*(F'$2'(&'-( 0+1%'2'%(&,(&$5)(&'*(BC*9=3+44'*(%<)'*-2I( B'1*C%&'"( Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 24

25 Schülerinnen und Schüler können magnetische Phänomene und deren technische Anwendungen untersuchen Schülerinnen und Schüler können spielerisch die Stärke von Magneten untersuchen (z. B. messen, bei welchem Abstand eine Büroklammer angezogen wird). Überprüfung der Kompetenzstufe: B'-2$44'(4$2(J$3?'(&'*(+81'8$3&'2'%(0+2'*$+3$'%.( /'35)'*(&'*(8'$&'%(0+1%'2'%(&'*(-2<*='*'($-2"( Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 25

26 Schülerinnen und Schüler können magnetische Phänomene und deren technische Anwendungen untersuchen Schülerinnen und Schüler können Anwendungen von Magneten und Elektromagneten im Alltag beschreiben (z. B. Kompass reagiert auf Magnetfeld der Erde, Induktionskochfeld). B'-5)*'$8'(7/'$(B'$-G$'3'"( Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 26

27 Schülerinnen und Schüler können magnetische Phänomene und deren technische Anwendungen untersuchen und dann? Laut geklingelt Baue aus einfachen Materialien eine elektrische Klingel. Dabei sollen keine Teile eines Elektrobaukastens oder einer handelsüblichen Klingel verwendet werden. Als Stromversorgung können Batterien oder Netzgeräte dienen. Schicke Fotos und eine Beschreibung von deinem Bastelergebnis ein. (MNU-Bundeswettbewerb 2006/07, Juniorstufe) Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 27

28 (MNU, 2011) Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 28

29 Aufgabenöffnen durch Variation Typische Aufgabe Die Spannung beträgt U = 4.5 V, die Stromstärke I = 100mA. Wie gross ist der Widerstand R? Begründungsaufgabe Begründe mit Hilfe von verschiedenen Erklärungswegen, warum sich bei einem Widerstand von R = 45 die Spannung U = 4.5 V und die Stromstärke I = 100 ma einstellt. (vgl. Bronner, 2013) Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 29 (Klett, 2013)

30 Aufgabenöffnen durch Variation (2) Problemumkehraufgabe Welche Spannung und welche Stromstärke stellt sich stellt sich bei einem Widerstand von R = 45 ein? Findest du eine Lösung? Findest Du mehrere Lösungen? Wie kannst du dir sicher sein, alle Lösungen gefunden zu haben? Anwendungssuche Das Ohm sche Gesetz R = U I gilt als eines der wichtigsten physikalischen Gesetze. Nenne Anwendungen für das Gesetz aus möglichst vielen Bereichen und formuliere daraus Rechenaufgaben mit Lösungen. (vgl. Bronner, 2013) Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 30

31 Fazit Begabungsförderung ist mit dem Lehrplan 21 sehr gut möglich veränderte Rollen von Lehrpersonen, wie auch von Schülerinnen und Schülern Erkennen und Fördern der Begabungen durch entsprechende Aufgaben viele Möglichkeiten im Bereich Naturwissenschaften im Lehrplan 21 und ausserschulisch Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 31

32 Merci vielmal für Ihre Aufmerksamkeit Für Rückmeldungen und Fragen: Naturwissenschaftliche Kompetenzen erkennen und fördern 32