Naturwissenschaften im Kontext Von fachbezogenen Unterrichtsplanungen zu vernetzenden Ansätzen

Tim Höffler . Frank Lüthjohann . Pay-Ove Dierks Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik an der Universität Kiel

Vernetzung von Entwicklung, Forschung und Lehrerbildung Unterrichtsentwicklung

teilnehmende Länder gelb eingefärbt

Contextbased education Lehrerkooperation und -fortbildung

Ländervorgaben und Länder

Forschung Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik an der Universität Kiel

Lerngemeinschaften: Vernetzung von Expertisen

Konzeptionelle Entwicklung

Arbeitsgruppen (Forschung und Praxis)

Konkretisierung der Unterrichtseinheiten

Erfahrungsaustausch, Reflexion und Zielklärung

Erprobung im Unterricht

Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik an der Universität Kiel

Übersicht

Vier Teilprojekte: Profiloberstufe Anfangsunterricht Unterrichtsergänzung

Grundschulen und Partner Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik an der Universität Kiel

Kooperation in der Profiloberstufe Exemplarische Anregungen für graduelle Fächervernetzungen

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Unterrichtsentwicklung

Tragfähige Kontexte für einen fächerübergreifenden Unterricht in der Profiloberstufe

Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik an der Universität Kiel

Anfangsunterricht: Brücken bauen Übergänge schaffen vom Sachunterricht zum Fachunterricht

Boden

Steine

Denk- und Arbeitsweisen

Überleben in der Kälte

Fitness

Arbeiten wie ein Naturwissenschaftler

Ernährung

Luft und Fliegen

Fachperspektiven

Vergleichen, Ordnen, Strukturieren Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik an der Universität Kiel

Anfangsunterricht: Brücken bauen Grundschule

Klassenstufen 5/6/(7)

ab Klassenstufe 7/(8)

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Basiskonzepte für den fachübergreifenden naturwissenschaftlichen Anfangsunterricht

Dinge beeinflussen sich gegenseitig!

Auf der Welt geht nichts verloren!

Nur mit Energie kann man etwas tun!

Wechselwirkung

Materie

Energie [Demuth, PdN-ChiS 5/57 Jg. 2008 ]

Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik an der Universität Kiel

Beiträge einzelner Kontexte zu den Basiskonzepten Energie

Materie

Wechselwirkung in lebendigen / technischen Systemen

Nur mit Energie kann man etwas tun

Energie ist Voraussetzung für das Leben auf der Erde -

Die Begriffe Energieträger / Energieform an Beispielen kennenlernen und unterscheiden -

Auf der Welt geht nichts verloren

Ordnen und Strukturieren (Klassen von Materie (Metalle, Tiere, Pflanzen) differenziert beschreiben und unterscheiden)

Modellvorstellungen über den Aufbau der Materie anwenden (Ein einfaches Teilchenmodell zur Erklärung nutzen)

-

Energieumsatz lebender Organismen

Verstehen, das auf der Welt nichts verloren geht

-

-

Dinge beeinflussen sich gegenseitig

Lebewesen werden ihrer Umgebung angepasst. (Wechselwirkung Lebensraum / Tier)

-

Körper / Materie ändert sich in ihrem Verhalten, wenn auf sie ein Einfluss ausgeübt wird. -

Phänomene in der Natur und im Alltag mithilfe des Konzepts der Wechselwirkung beschreiben. -

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Beiträge einzelner Kontexte zu den Basiskonzepten Energie

Materie

Wechselwirkung in lebendigen / technischen Systemen

Kontext Luft und Fliegen -Luft besteht aus kleinsten Teilchen -Luft dehnt sich bei Erwärmung aus -Was macht Vögel zu Fliegern? (E12)

Nur mit Energie kann man etwas tun

Energie ist Voraussetzung für das Leben auf der Erde

Auf der Welt geht nichts verloren

Ordnen und Strukturieren (Klassen von Materie (Metalle, Tiere, Pflanzen) differenziert beschreiben und unterscheiden)

Dinge beeinflussen sich gegenseitig

Lebewesen passen sich ihrer Umgebung an (Wechselwirkung Lebensraum / Tier)

-Ein Segelflugzeug als Urlaubsflieger (E15)

Kontext Leben:

Die Begriffe Energieträger / Energieform an Beispielen kennenlernen und unterscheiden

Modellvorstellungen über den Aufbau der Materie anwenden

Energieumsatz lebender Organismen

Verstehen, das auf der Welt nichts verloren geht

(Ein einfaches Teilchenmodell zur Erklärung nutzen)

Körper / Materie ändert sich in ihrem Verhalten, wenn auf sie ein Einfluss ausgeübt wird.

-Ohne Sonne kein Leben - Fotosynthese - Stoffwechsel (E3) -Ernährungskette: Produzenten Konsumenten Destruenten

Phänomene in der Natur und im Alltag mithilfe des Konzepts der Wechselwirkung beschreiben.

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Aufbau der Unterrichtseinheiten

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Orientierung an Schülerfragen Beispiel Kontext „Luft und Fliegen“

Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik an der Universität Kiel

Orientierung an Schülerfragen Beispiel Kontext „Luft und Fliegen“

Leitfragen strukturieren den Unterricht

Warum fliegen Vögel?

Wie und warum fliegt ein Flugzeug?

Warum fliegt ein Ballon?

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Fokus Lebensweltbezug Beispiel Kontext „Luft und Fliegen“

Abstrakte Begriffe erlebbar machen: Beispiel Auftrieb

Schülerversuche mit Gegenständen aus der Lebenswelt der Schüler

Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik an der Universität Kiel

Fokus Differenzierung Die unterschiedlichen Lernvoraussetzungen der Schüler an Regional- und Gemeinschaftsschulen berücksichtigen

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Empirische Begleitung Erwartung = Umsetzung = Lernerfolge?

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Concept Maps zur Lernstandsdiagnose Empirische Begleitung 5a Nachtest

5a Vortest Energie

Energie

warme Luft

«modal»

warme Luft

«modal» bewegte Luft

bewegte Luft

«modal»

«modal»

«modal»

«modal»

«modal»

kalte Luft

kalte Luft

Vogel

Vogel

«modal»

«modal» «modal» «modal» «modal»

«modal»

Flügel

Flügel

«modal»

«modal»

«modal»

Teilchen Flugobjekt

Flugobjekt

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Teilchen

Empirische Begleitung

• Concept-Maps zur Überprüfung des Erreichens von Basiskonzepten • Fokus auf Lehrerebene auf Einstellung zum kompetenzorientierten integrierten naturwissenschaftlichen Unterricht sowie Selbstwirksamkeitserwartung • Fokus auf Schülerebene auf Wahrnehmung von und Interesse an kompetenzorientiertem integrierten naturwissenschaftlichem Unterricht sowie NoS

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Unterrichtsentwicklung Unterrichtsergänzung AG plus Forschercamp

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Zielsetzung • Zusätzliche Förderung gerade leistungsschwächerer Kinder • Zusatzangebot am Nachmittag (AG) sowie in erster Ferienwoche • Ziel der Stärkung des naturwiss. Interesses und Selbstkonzepts sowie • der Leistung in Nawi wie auch sprachlicher und mathematischer Fähigkeiten

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Umsetzung • Etablierung von fünf Standorten in SH • Regional- und Gemeinschaftsschulen • Fünfjährige Laufzeit (2007-2012) • Einsatz von eigenen und IPN-Materialien

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