Chemie im Kontext Eine innovative Konzeption für den Chemieunterricht - Leibniz-Institut für
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Chemie im Kontext
Eine innovative Konzeption für den
Chemieunterricht
Leibniz-Institut für Bergische Universität und 14 beteiligte
Pädagogik der Wuppertal Bundesländer
NaturwissenschaftenGliederung 1. Theoretisches zum Unterrichtskonzept „Chemie im Kontext“ 2. Von der Theorie zur Praxis Einführung von CHiK in die Schule 3. Ergebnisse des Einsatzes von CHiK 4. Diskussion
Ergebnisse empirischer
Untersuchungen
- Das Interesse an Chemie und chemischen
Phänomenen ist vor Beginn des Unterrichts groß,
sinkt aber mit der Dauer des schulischen
Chemieunterrichts.
- PISA und TIMSS: Die in der Schule erworbenen
naturwissenschaftlichen Kenntnisse sind defizitär,
insbesondere bezüglich des Transfers auf alltägliche
Situationen.
nach Hoffmann et al. (1998), Köller et al. (2001), Seidel et al. (i.D.)PISA: Scientific Literacy
“Naturwissenschaftliche Grundbildung (Scientific Literacy)
ist die Fähigkeit,
- naturwissenschaftliche Fragen zu erkennen
- naturwissenschaftliches Wissen anzuwenden,
- aus Belegen Schlussfolgerungen zu ziehen,
um Entscheidungen zu verstehen und zu treffen, welche
die natürliche Welt und die durch menschliches Handeln
an ihr vorgenommenen Veränderungen betreffen.”
OECD, 1999Bildungsstandards und EPAs:
Kompetenzen
Weinert beschreibt Kompetenzen als
„bei Individuen verfügbare oder von ihnen erlernbare
kognitive Fähigkeiten und Fertigkeiten, bestimmte
Probleme zu lösen, sowie die damit verbundenen
motivationalen, volitionalen und sozialen
Bereitschaften und Fähigkeiten, die Problemlösungen
in variablen Situationen erfolgreich und
verantwortungsvoll nutzen zu können.“Bildungsstandards und EPAs:
Kompetenzen
Kompetenzbereiche im Fach Chemie
Fachwissen Chem. Phänomene, Begriffe, Gesetzmäßigkeiten kennen
und Konzepten zuordnen
Erkenntnisgewinnung Experimentelle und andere Untersuchungsmethoden
sowie Modelle nutzen
Kommunikation Informationen sach- und fachbezogen erschließen und
austauschen
Bewertung Chem. Sachverhalte in verschiedenen Kontexten
erkennen und bewertenBildungsstandards und EPAs:
Kompetenzen
Bildungsstandards S I EPA
Fachwissen Fachkenntnisse (Chemisches Wissen
anwenden)
Erkenntnisgewinnung Fachmethoden
(Erkenntnismethoden der Chemie nutzen)
Kommunikation Kommunikation
(in Chemie und über Chemie kommunizieren)
Bewertung Reflexion
(über die Bezüge der Chemie reflektieren)Theoretische Grundlagen
- Situiertes Lernen: Authentische, relevante und
komplexe Ausgangsprobleme
- Berücksichtigung multipler Perspektiven
- Unterstützung von Kompetenz- und
Autonomieempfinden
- Artikulation und Reflexion
- Lernen im sozialen Austausch
nach Mandl et al. (1997), Prenzel et al. (1998) u.a.Chemie im Kontext Kontext- Vernetzung zu Unterrichts- orientierung Basiskonzepten gestaltung
Chemie im Kontext Kontext- Vernetzung zu Unterrichts- orientierung Basiskonzepten gestaltung
Kontextorientierung Kontexte sind in dieser Unterrichtskonzeption Frage- und Problemstellungen mit folgenden Merkmalen: - Alltagsbezug - Komplexität Ziel der Verwendung von Kontexten: - Sinnhaftigkeit der Beschäftigung mit Chemie - Bedeutung der Chemie bei fächerübergreifenden Themen
Beispiele für Kontexte Sekundarstufe I: - Der Vorkoster in Not... - Erwünschte Verbrennungen, unerwünschte Folgen Sekundarstufe II: - Kohlenstoffdioxid und das Klima - Mit dem Wasserstoffauto in die Zukunft? - Ein Mund voll Chemie - Kunststoffe nach Maß
Chemie im Kontext Kontext- Vernetzung zu Unterrichts- orientierung Basiskonzepten gestaltung
Chemie im Kontext Kontext- Vernetzung zu Unterrichts- orientierung Basiskonzepten gestaltung
Chemische Basiskonzepte Basiskonzepte sind die chemischen Prinzipien, die in den Kontexten sichtbar werden, aber auch über sie hinaus Gültigkeit haben. Basiskonzepte bilden die Grundlage für - die Erklärung chemischer Prozesse - ein Verständnis der Wissenschaft Chemie - eine vertikale und horizontale Verknüpfung
Chemische Basiskonzepte - Stoff – Teilchen - Struktur – Eigenschaft - Donator – Akzeptor - Energie und Entropie - Chemisches Gleichgewicht
Chemie im Kontext Kontext- Vernetzung zu Unterrichts- orientierung Basiskonzepten gestaltung
Chemie im Kontext Kontext- Vernetzung zu Unterrichts- orientierung Basiskonzepten gestaltung
Unterrichtsgestaltung
Begegnungsphase
Einstieg, Motivation, Schülerfragen, Anknüpfen
Neugier- und Planungsphase
Strukturierung durch Schülerfragen und Arbeitsplanung
Erarbeitungsphase
möglichst eigenständige und selbst organisierte Arbeit
Vernetzungs- und Vertiefungsphase
Vertiefung chemischer Inhalte, Aufbau der BasiskonzepteBeispiel Computerrecycling
Begegnungsphase
„Sondermüll am Schreibtisch“?
Neugier- und Planungsphase
Welche Bestandteile enthält ein Computer?
Erarbeitungsphase
Versuche und Recherche zur Entsorgung der Bestandteile
Vernetzungs- und Vertiefungsphase
Kunststoffrecycling, neue Wege des ComputerbausVom situiertem Lernen zum
systematischen Konzeptverständnis
Kontext: Computer-Recycling
Fachkenntnisse: Nernstsche Gleichung Löslichkeitsprodukt,
Joule –Thomson Spannungsreihe Elektrolyse Kupfergewinnung
Basiskonzepte: Chemisches Donator- Struktur-
Gleichgewicht Akzeptor EigenschaftVom situiertem Lernen zum
systematischen Konzeptverständnis
Basiskonzept: Donator-Akzeptor-Konzept (Redox)
Fachkenntnisse: Elektronenübertragung Halbzelle
Anode/Kathode Spannungsreihe ...
Kontexte: Rost Computer-Recycling Mund
Brennstoffzelle Rohstoffe ...Kontexte und Abstrahieren zu
strukturierenden
Kompetenzbereiche Basiskonzepten
Bewerten und
Einordnen 4
1 Kontext
Informationen Überprüfen der
Hypothesen anhand der
Ergebnisse
Formulieren von
Fragen
2 Auswertung, Absicherung,
Darstellen, Kommunizieren
Identifizieren von Fragen und und Aushandeln der Ergebnisse
Hypothesen, die chemisch
untersucht werden können 3
Planen von Durchführen der
Untersuchungen zur Untersuchungen,
Anwenden von Beantwortung der Diskussion und
Vorkenntnissen Fragen Protokoll
(Parchmann et al., 2006)Chemie im Kontext
Von der Theorie zur Praxis
Leibniz-Institut für Bergische Universität und 14 beteiligte
Pädagogik der Wuppertal Bundesländer
NaturwissenschaftenImplementationsansatz
- Lerngemeinschaften (Forschung und Praxis)
- Prozessorientierung
Konzeptionelle
Grundlagen
Lern- Reflexion und
gemeinschaften Evaluation
Umsetzung der Unterrichtliche
Konzeption ErprobungImplementationsansatz
Anregung und Unterstützung
Diagnostikinstrumente
Rahmen und
exemplarische
Einheiten Struktur-Eigenschaften
Struktur-Eigenschaften
H O H O
O C H
+ N N
N R O R
N N
-
N C OH
O H O H
H
O
Van der H O H O
Waals
O N N O OH N N
C R C R N N
Materialien
O O H O H
?
EvaluationDie Arbeit im Set
(Lerngemeinschaft)
- Regelmäßige Treffen
- konstante, schulübergreifende Gruppen
- min. 2 Kollegen einer Schule
- Begleitung durch einen Wissenschaftler der
Projektgruppe und einen Koordinator
- 2-3 Jahre
- Es konnten vorhandene Materialien übernommen /
verändert oder neue erstellt werden
- Unterricht nach CHiK hat Vorrang vor Material- oder
Methodenerprobung
- nach 1-2 Jahren z.T. Ausgründung von „Tochtersets“Implementationsansatz
2003/04
teilnehmende Länder
gelb eingefärbt (21)
2002/03
(12)
Wissenschaftliche Koordinator
BegleitungSchulische Realisierung und
empirische Begleitung
Evaluation der Implementationsstrategie und der
Unterrichtskonzeption
- Verändert sich die Qualität des Lehrens und Lernens?
- Verändert sich die Lernkultur an den beteiligten Schulen?
- Wird die Konzeption über die ursprünglich am Projekt beteiligten
Schulen hinaus verbreitet?
- Wie gelingt die Zusammenarbeit von Forschung und Praxis, in
Hinblick auf eine erfolgreiche Implementation?
Fördernde und hemmende ImplementationsbedingungenChemie im Kontext
Ergebnisse des Einsatzes
Leibniz-Institut für Bergische Universität und 14 beteiligte
Pädagogik der Wuppertal Bundesländer
NaturwissenschaftenErfahrungen aus der Set-Arbeit - Die Kooperationsqualität in den Sets wird durchgehend sehr positiv beurteilt. - Die Intensität und Qualität der Setkooperation hängt entscheidend mit der Veränderung des Unterrichts (Methodenvielfalt, Selbststeuerung) zusammen (Lehrerebene und Schülerebene).
Erfahrungen aus der Set-Arbeit
90
Kontext
80
70 Methoden
60 Basiskonzepte
50
Schüler-
40 orientierung
30 Sonstiges
20
ganzes Konzept
10
spez. UE
0
SB/Koord Lehrkräfte
(Interviewstudie mit 37 ChiK-Lehrern und
18 Betreuern, A. Baer et al.)Unterrichtsbeschreibung durch die
Schüler/-innen
3
2,9 2,92 2,84
2,84 2,76
2,8
2,72 Motivation
2,7 2,74 2,67 Schülerzentr.
2,6
Zeitverschwendung
2,5 2,52 2,6
2,4 t1 t2 t4
2,3
(Fragebogenstudie)Entwicklung der Motivation bei
Schülerinnen und Schülern
4
3,33 3,08
3,25
3,07
3 2,92
2,67 2,98
2,51
2 2,14
Klasse 1
Klasse 2
Klasse 3
1
t1 t2 t4
Gründe:
• Person des Lehrers / der Lehrerin
(Fragebogen, C. Gräsel et al.;
• Instruktionsqualität („roter Faden“) Interviews, P. Nentwig)Welche Veränderungen werden von
4
Lehrkräften berichtet?
3,5
3
vor ChiK
2,5 nach einem
Jahr ChiK
2
1,5
1
Vielfalt an Partizipation der Lehrersteuerung im
Unterrichtsmethoden Schüler Unterricht
** **
** = p < .01 ; * pFragen?
Anregungen!
Leibniz-Institut für Bergische Universität und 14 beteiligte
Pädagogik der Wuppertal Bundesländer
NaturwissenschaftenSie können auch lesen
