___________________________________________________________________________

KAPITEL 7

ANSÄTZE ZUR UNTERRICHTSKONZEPTION

___________________________________________________________________________ „Es gibt kein umfassendes, theoretisch begründetes Gedankensystem, das alle möglichen Beziehungen und Situationen im Unterrichtsprozess in der Praxis überzeugend und ausreichend beschreibt.“

(Zitat: W. KLAFKI 1)

7.1 Die Analyse in der Unterrichtsvorbereitung

Die didaktische Analyse Mit der didaktischen Analyse erörtert der Lehrer die Frage: „Was ist wert, gelehrt zu

werden?“ In diesem Prozess schält er inhaltlich das Wesentliche für die Unterichtsstunde heraus. Eine didaktische Analyse umfasst vor allem die folgenden Aspekte: � Analyse des Lehrplans, � Analyse der Bedeutung des Themas für die Fachwissenschaft, für die Industrie und für die

Gesellschaft (Vernetzungen, Aspektenreichtum) (Fachrelevanz, Gesellschaftsrelevanz), � Analyse der Bedeutung für den Schüler und seinen Alltag (Schülerrelevanz,

Alltagsrelevanz), � Analyse der Bedeutung des Themas im Rahmen der Schulchemie (Fachrelevanz), � Analyse des Vorverständnisses und der Vorerfahrungen der Schüler mit daraus

resultierender didaktischer Reduktion, � Analyse der Zugangsmöglichkeiten zu diesem Thema - mit einer Begründung der Entscheidung für den gewählten Weg, � Analyse möglicher Experimente.

1 LINDEMANN, HELMUT, Einführung in die Didaktik der Chemie - Essen (1999)

„Die Verschiedenheit der Köpfe ist das größte Hindernis aller Schulbildung.“

(Zitat: HERBARTH, Pädagoge, aus Vorlesung in Göttingen 1807)

didaktische Analyse

Angabe der Lernziele methodische Analyse

Was? Wie?

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/2

Feinlernziele (siehe Punkt 7.2) Die Feinlernziele sollen hervorgehen aus der didaktischen Analyse. Sie sind die Antwort auf die oben formulierte Frage „Was ist wert, gelehrt zu werden?“ Mit der Formulierung von Feinlernzielen wird man in der Vorbereitung gezwungen, sehr ernsthaft und gründlich darüber nachzudenken, welche Inhalte unterrichtenswert sind und worauf es sich lohnt, Zeit und Anstrengung zu verwenden. Daher sollen nur diejenigen Ziele ausgewiesen werden, die für die Unterrichtsstunde von besonderer Bedeutung sind. Dies gilt ebenso für die Demonstrationsstunden im Schulversuchspraktikum.

Die methodische Analyse Ähnlich einem Handwerker oder Chirurgen, der sein Werkzeug für bestimmte Reparaturen bzw. Operationen auswählt, entscheidet der Lehrer in der methodischen Analyse, auf welchem Weg und mit welchen Mitteln sich die Schüler das Wissen aneignen sollen. Dabei sollen immer auch alternative Methoden vorgeschlagen sowie deren Nachteile und Vorteile dargelegt werden, die die letztendliche Entscheidungsfindung klar nachvollziehen lassen. Hierzu gehören Überlegungen zu � Unterrichtsverfahren (z. B. forschend-entwickelndes Unterrichtsverfahren - siehe Kapitel 7.3), � Sozialformen (z. B. Frontalunterricht, Gruppenarbeit, Partnerarbeit , Einzelarbeit), � Materialien (z. B. Arbeitsblätter, experimenteller Aufbau), � Medieneinsatz, � Phasen der Unterrichtsstunde - ein meist gewählter Ablauf sieht so aus:

In der Praxis werden die aufgeführten Analysekriterien um die Bedingungsfelder (Lerngruppe mit ihren Voraussetzungen und dem sozialen Gefüge, räumliche und zeitliche Bedingungen etc.) noch erweitert.

Einstieg (Motivation)

Problemstellung Zielangabe

Sicherungsphase (Übung, Transfer

Anwendung)

Erarbeitungsphase

Problem(teil)lösung

Stundenwiederholung Hausaufgabenkontrolle Zeitungsartikel Information

fiktiver Dialog Gedicht

herausfordernde Abbildung (z. B. Karikatur)

Filmausschnitt

Provokation (Inkongruenz)

Problemexperiment

Kapitel 3.1 / 3.2

Kapitel 6.2 und 8.4

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/3

7.2 Lernziele In den 70er Jahren wurde dem Lernzielbegriff in der Fachdidaktik, aber auch in der Pädagogik, eine große Bedeutung zugeordnet: für die Planung, für die Durchführung und für die Bewertung von Unterricht. Der Slogan lautete:

„Wer nicht genau weiß, wohin er will, braucht sich nicht

zu wundern, wenn er ganz woanders ankommt.“

„In der Wissenschaft als Beruf gibt es nichts, das nicht wissenswert wäre oder sein könnte. Für die Erziehung aber sind die Wissenschaften voll von Nichtswissenswertem. Die Auswahl des Wissens-werten ist jederzeit vom Geist der Schule her zu prüfen.“ (aus KARL JASPERS ‚Was ist Erziehung – zu Fragen der Wissenschaftlichkeit’)

Je nach Grad der Konkretheit von Lernzielen kann man Richtziele, Groblernziele und Feinlernziele voneinander unterscheiden:

Richtziele

Globalziele, allgemeine Zielsetzungen

Beispiele: Urteils- und Kritikvermögen für Prozesse und Stoffkreisläufe in Natur, Technik und Alltag entwickeln; die Bereitschaft und Fähigkeit zur Verantwortung gegenüber sich selbst, dem Mitmenschen und der Umwelt fördern; zu Kooperation und Kommunikation, auch über die Fachgrenzen hinaus, erziehen. Richtziele sind Interpretationen weitgehend zugänglich und entziehen sich einer direkten Erfolgs-kontrolle, da die Ziele so umfassend gesteckt sind, dass sich konkreter Unterricht von ihnen nicht ableiten lässt. Von den Richtzielen sollen sich die Groblernziele ableiten:

Groblernziele

eindeutige Beschreibung der Zielsetzung (vorwiegend Angabe der Inhalte), aber noch nicht ins Detail gehend Beispiele: Die Schüler sollen erkennen, dass Stoffe bzw. Stoffgruppen bestimmte Eigenschaften besitzen. Die Schüler sollen einen Überblick über Darstellungsmöglichkeiten und Bedeutung von Säuren gewinnen.

Feinlernziele

Das Feinlernziel lässt die Absicht ganz deutlich werden, lässt nur eine Interpretation zu und schließt praktisch alle vorstellbaren Alternativen aus.

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/4

Welche Lernziele und Lernzielbereiche findet man im Lehrplan?

Richtziele werden in den Vorbemerkungen der Lehrpläne aufgeführt (Orientierungsstufe S. 11-23, Sekundarstufe I S. 6-7 und S. 208-213, Sekundarstufe II S. 8-15). Groblernziele werden zu den einzelnen Unterrichtseinheiten aufgelistet: im Lehrplan der Sekundarstufe I in der ersten Spalte der dreispaltigen Übersichten, im Lehrplan der Sekundarstufe II durch eine stichwortartige Charakterisierung (siehe Kapitel 2). Die Ebene der Feinlernziele taucht in den Lehrplänen nicht auf, sondern kann vom Lehrer in der konkreten Unterrichtplanung ausgestaltet werden.

Das operationalisierte Feinlernziel Was bedeutet „operationalisiert“? Die exakte Zielsetzung betrifft eine ganz exakte Beschreibung des Lernziels mit allen Einzelheiten und das Lernziel muss mit seinen Ergebnissen gut überprüfbar sein. …d.h. ein Lernziel ist dann operationalisiert, wenn überprüfbare Verhaltensweisen festgelegt sind, mit denen der Schüler nachprüfbar zeigt, dass er das Lernziel erreicht hat.

Feinlernzielbereiche und deren Stufen Gemäß folgender Abbildung wird eine Einteilung in kognitive, affektive und psycho-motorische Feinlernziele - mit ihrer jeweiligen Stufung - vorgenommen. Die Bedeutung der Kategorisierung in die drei Lernzielbereiche liegt darin, vorsorglich eine mögliche Vernachlässigung oder Überbewertung in einem Lernzielkatalog zu einer Unterrichtseinheit zu entdecken. Im Lehrplan wird von den drei Lernzielbereichen vorwiegend der kognitive Bereich, dagegen der psychomotorische und affektive nur selten angesprochen.

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/5

kognitiver Lernzielbereich

affektiver Lernzielbereich

psychomotorischer Lernzielbereich

Verstandesbereich „Kenntnisse“

Verantwortungsbereich „Einstellungen“

Bewegungsbereich „Fertigkeiten“ (manuell)

Stufung zeigt Zunahme in

Anspruch, Komplexität und

Selbstständigkeit

Stufung zeigt zunehmenden

Grad der Verinnerlichung

Stufung zeigt Zunahme an

Koordination, Schnelligkeit

und automatischem Ablauf

1. Reproduktion Das Gelernte soll auf Abruf aus dem Gedächtnis wieder-gegeben werden können. Das so verfügte Wissen ist Grundlage für alle höheren Formen des Lernens. Die Kontrolle ist relativ einfach. 2. Reorganisation Unter einer besonderen Frage-stellung wird eine eigene Verarbeitung, Anordnung und Darstellung des Gelernten verlangt, meist durch An-wendung des Gelernten auf vergleichbare Beispiele. 3. Transfer Die Grundprinzipien des Gelernten sollen bei komplexeren Problemen miteinander verknüpft und auf neue Aufgaben übertragen werden (z. B. Übertragung von Abstraktionen auf konkrete Gegebenheiten). 4. Neuleistungen Es werden Entwicklungen verlangt, die - vom Stand des Schülers aus gesehen - Neuleistungen darstellen. So können von den Schülern z. B. begründete Verbesse-rungsvorschläge gemacht oder Experimente bzw. Arbeitsschritte selbst geplant werden. Problemlösendes Verhalten und entdeckende Denkleistungen werden ge-fordert und gefördert.

1. Beachten / Aufnehmen Die Schüler sollen für bestimmte Phänomene empfänglich sein und ihnen Aufmerksamkeit schenken. Diese Stufe schließt also ein bewusstes Ignorieren des Problembereichs aus. 2. Antworten / Reagieren Ein gewisses Maß an Aktivität wird erwartet: die Bereitschaft zum Antworten. Auf dieser Stufe müssen die Schüler noch nicht aus Überzeugung handeln. 3. Werten Dieses Niveau beinhaltet eine deutliche affektive Bindung an ein Problem. Die Schüler sind bereit, sich mit einem bestimm-ten Wert zu identifizieren, sich hierfür einzusetzen und anderen die Bedeutung des Problems vor Augen zu führen. 4. Aufbau einer Werthierarchie Es erfolgt eine Zuordnung der mit dem Problem verbundenen Werte zu anderen Wertobjekten und eine Integration in ein Wertesystem. 5. Festlegung der Persön-

lichkeit durch einen Wert oder Wertkomplex Es erfolgt eine Güteabwägung, die in eine individuelle Wert-hierarchie einmündet. Eine Welt-anschauung und eine Lebens-auffassung werden entwickelt, so dass die Schülerpersönlichkeit beeinflusst wird.

1. Imitation Die Lernenden beginnen einen beobachteten Handlungsablauf nachzuahmen - meist unge-schickt und unvollkommen.

2. Manipulation Die Schüler sind in der Lage, Handlungen aufgrund von Instruktionen durchzuführen. Die Beobachtung eines Modells ist nicht mehr notwendig. Der Lernende gewinnt eine gewisse Geübtheit in der Manipulation bestimmter Geräte. Eine Auto-matisierung der Handlung ist noch nicht erreicht.

3. Präzision Der Schüler kann seine Verhal-tensabfolge so regulieren, dass im festgelegten Handlungs-ablauf (z. B. in Form einer knappen Versuchsanweisung) beliebige Änderungen herbei-geführt werden können. Er löst sich zunehmend vom Modell, er kann das Verhalten der augenblicklichen Situation anpassen.

4. Handlungsgliederung Die Lernenden können eine Serie von Handlungen sinnvoll koordinieren und strukturieren.

5. Naturalisierung Der psychische Aufwand der Lernenden ist minimal. Eine Handlung wird automatisch ausgeführt, sie wird zur Routine.

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/6

Zusammenhang zur EPA Die EPA (Einheitliche Prüfungsanforderungen in der Abiturprüfung – Beschlüsse der Kultusministerkonferenz)2 geht im kognitiven Bereich nur von einer Dreiteilung des Anforderungsniveaus aus: Der Aspekt „Neuleistungen“ wird nicht benannt. Die EPA in der Fassung vom 05.02.2004 besagt: „Die tatsächliche Zuordnung der Teilleistungen hängt davon ab, ob die jeweilige Problemlösung eine Bearbeitung unter Anleitung fordert oder ob selbstständiges Erarbeiten, Anwenden und Bewerten in komplexeren und neuartigen Zusammenhängen erwartet wird.“ (Abschnitt 2.1) Exemplarisch wird hier die Beschreibung des Anforderungsbereichs III wiedergegeben: „Der Anforderungsbereich III umfasst - planmäßiges und kreatives Bearbeiten komplexer Problemstellungen mit dem Ziel,

selbstständig zu Lösungen, Deutungen, Wertungen und Folgerungen zu gelangen, - bewusstes und selbstständiges Auswählen und Anpassen geeigneter gelernter Methoden

und Verfahren in neuartigen Situationen.“ Beispiel 1: Nachweisreaktionen

Anforderungsbereich I Anforderungsbereich II Anforderungsbereich III

Nachweis von Chlorid-, Bromid- und Iodid-Ionen in drei verschiedenen Proben unter Verwendung der bereit-gestellten Chemikalien. Gefordert sind ein Protokoll und die Darstellung der Reaktionsgleichung in verkürzter Ionenschreibweise.

Nachweis von Chlorid-Ionen und Carbonat-Ionen neben-einander in einem Feststoff-gemisch. Planung und Protokollierung eines Lösungsweges mit Begründung für die Auswahl der Nachweismittel.

Nachweis von Chlorid-, Iodid-, Carbonat- und Sulfat-Ionen in einem Lösungsgemisch; Entwicklung eines Planes zur Identifizierung auf der Grundlage theoretischer Vorüberlegungen.

Hinweis:

Geräte und Chemikalien werden bereitgestellt. Die Lösungen enthalten jeweils nur eine Ionenart. Die Nachweise werden entsprechend beschrieben.

Hinweis:

Die Geräte werden bereit-gestellt. Die Chemikalien müssen angefordert werden. Die Ionennachweise wurden vorher nur getrennt behandelt. Die Art der Auswahl der Nach-weismittel und deren Begrün-dung fließen in die Bewertung ein.

Hinweis:

Ein Lösungsgemisch, das die vier Ionenarten enthält, wird bereitgestellt. Alle anderen Materialien müssen angefordert werden. Die theoretische Vor-betrachtung muss Überlegungen und gegebenenfalls Berechnun-gen zur Löslichkeit enthalten. Die Korrelation von Löslich-keits- und Säure-Base-Gleich-gewichten soll deutlich werden.

2 Die „Einheitlichen Prüfungsanforderungen in der Abiturprüfung“ lassen sich herunterladen unter der

Internetadresse „http://www.kmk.org/doc/beschl/EPA-Chemie.pdf“. „Die Prüfungsaufgabe […] erreicht dann ein angemessenes Niveau, wenn das Schwergewicht der zu erbringen-

den Leistungen im Anforderungsbereich II liegt und daneben die Anforderungsbereiche I und III berücksichtigt werden, und zwar Anforderungsbereich I in höherem Maße als Anforderungsbereich III.“ (Abschnitt 3.1)

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/7

Beispiel 2: Berechnung zur Energetik

Anforderungsbereich I Anforderungsbereich II Anforderungsbereich III

Berechnung der molaren Standardreaktionsenthalpie für die Verbrennung von Propan bei gegebener Reaktions-gleichung.

Berechnung der Standard-reaktionsenthalpie für die Verbrennung von 10 kg Propan nach vorheriger Erstellung der Reaktionsgleichung.

Vergleich der freien Standard-reaktionsenthalpie und der Standardreaktionsenthalpie für die Verbrennung von 10 kg Propan auf der Grundlage geeigneter Berechnungen. Die Abhängigkeit der Reaktions-enthalpie von der Temperatur soll grafisch dargestellt werden.

Hinweis:

Einfache Berechnung nach geübtem Algorithmus

Hinweis:

Anwendung elementarer mathematischer Beziehungen auf einfache chemische Sach-verhalte

Hinweis:

Entwicklung eines Lösungs-weges, selbstständiges Fest-legen von Bedingungen für chemische Sachverhalte und selbstständige Auswahl geeig-neter Darstellungsvarianten.

� Zitat (EPA): „In jedem Fall ist die Zuordnung zu den Anforderungsbereichen abhängig vom vorangegangenen Unterricht …“

Ordnen Sie unter dieser Prämisse die Teilaufgaben der schriftlichen Abitur-aufgabe aus Kapitel 6.1, S. 6/4 (Beispiel 1) den drei Anforderungsbereichen laut EPA zu. Geben Sie sich hierzu selbst diejenigen Voraussetzungen, die die Schüler aus dem vorangegangenen Unterricht mitbringen sollen, selbst vor.

Aufgabe Aufträge Bereich I

Bereich II

Bereich III

1 Plan des Modellversuchs

Nachweise zweier Produkte Experimentelle Durchführung Auswertung Modellversuch Auswertung Nachweise

2 Experiment Indikator Begründung Indikator

3 Erläuterung Zitronensäure Reaktionsgleichung Begründung als Backtriebmittel

� Verdeutlichen Sie möglichst viele Stufen des psychomotorischen Lernzielbereichs anhand des Beispiels „Arbeiten mit einer Vollpipette“.

Anmerkung: Die EPA in der Fassung von 2004 setzt neue Akzente zur kontextorientierten und offenen Fragestellung: „Nicht zugelassen sind: [… ] Aufgaben ohne Kontextorientierung.“ (Abschnitt 3.1) „Alle Aufgaben beziehen sich auf Materialien, bei denen die Quelle anzugeben ist, oder Experimente. Jede Aufgabe kann in begrenztem Umfang in Teilaufgaben gegliedert sein. Dabei darf keine kleinschrittige Abfrage einzelner Aspekte erfolgen; die Prüflinge müssen ihre Darstellungen in angemessener Weise selbstständig strukturieren können.“ (Abschnitt 3.1)

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/8

„Teilaufgaben dürfen nicht beziehungslos nebeneinander stehen. Jede Aufgabenstellung sollte eine übergeordnete Fragestellung zum Ausdruck bringen. Die Aufgliederung einer Aufgabe darf nicht so detailliert sein, dass dadurch ein Lösungsweg zwingend vorgezeichnet wird. Ausdrücklich erwünscht sind offene Aufgabenstellungen, die mehrere Lösungswege ermöglichen.“ (Abschnitt 3.2)

Operationalisierte Feinlernziele Unter operationalisierten Feinlernzielen sind Ziele zu verstehen, die in exakt nachprüfbarer

Weise angeben, welche beobachtbaren Verhaltensweisen Schüler nach dem Unterricht zeigen oder welche Fähigkeiten bzw. Fertigkeiten sie erworben haben sollen. Lernziele sind also so klar zu formulieren, dass am Ende sowohl der Lehrer wie auch andere feststellen können, ob diese Ziele erreicht worden sind. Wird beispielsweise im Chemieunterricht die selbstständige Erarbeitung einfacher Reaktions-gleichungen angestrebt, sind für die Überprüfung des Lernziels mehrere Vorüberlegungen unabdingbar: Werden zur selbstständigen Erarbeitung die chemischen Formeln der Reaktions-partner und -produkte vorgegeben, oder gehört es dazu, dass sich der Schüler darüber in einem Lehrbuch informiert? Wird als selbstständig noch angesehen, wenn lediglich Lücken in einer Formelgleichung ergänzt werden? Es wird deutlich, dass operationalisierte Feinlernziele einer ausführlichen Beschreibung bedürfen, damit sie Interpretationen nicht mehr zugänglich sind. Vom Inhalt zum operationalisierten Feinlernziel:

Beispiele:

Inhalt Verhalten Formulierung des operationalisierten Feinlernziels

Chlorwasserstoffgas Chlorwasserstoffgas herstellen können

Die Schüler sollen Chlorwasserstoffgas durch die Reaktion von festem Kochsalz in einer Gasentwicklungsapparatur durch Vorgabe der Versuchszeichnung qualitativ herstellen können.

Eisen Eisen nachweisen können

Die Schüler sollen Eisen durch die Reaktion mit Ammoniak und Überführen des Eisenhydroxids ins Oxid aus einer Lösung gravimetrisch quantitativ nachweisen können.

Reaktionsgleichung zur Neutralisation von Mineralsäuren

die Reaktionsgleichung zur Neutralisation von Mineralsäuren aufschreiben können

Die Schüler sollen die Reaktionsgleichungen zur Neutralisation von Salzsäure und Salpetersäure durch Natronlauge in der Ionenform aufschreiben können.

Inhalt Verhalten (Tätigkeiten)

Bedingungen (z. B. Hilfsmittel, Zeitangaben)

+

Kriterium: Nachprüfbarkeit

+

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/9

Zu den kognitiven Feinlernzielen lassen sich die zugehörigen Erwartungen angeben, z. B. zum letztgenannten Feinlernziel: H3O

+ + Cl

− + Na+ + OH− → 2 H2O + Na+ + Cl

−

H3O+ + NO3

− + Na+ + OH− → 2 H2O + Na+ + NO3

−

Ausführliches Beispiel mit falschen Formulierungsvorschlägen und Alternativen:

zu folgendem Inhalt: Nachweis von Zuckern mit Fehlingscher Lösung.

� 1. Formulierungsvorschlag: „Die Schüler sollen den Zuckernachweis mit Fehlingscher Lösung kennen“. Dieses Ziel ist nicht operationalisiert, da „kennen“ keine überprüfbare Tätigkeit ist, die

festlegt, wie der Inhalt überprüfbar wiedergegeben werden soll.

� 2 . Formulierungsversuch: „Die Schüler sollen den Zuckernachweis mit Fehlingscher Lösung schriftlich wiedergeben

können.“ Mit dieser Formulierung ist zwar eine überprüfbare Tätigkeit gewählt worden. Der

Inhaltsteil ist aber nicht näher festgelegt, so dass der Anspruch an die Wiedergabe in Qualität und Quantität beliebig hoch oder niedrig gewählt werden kann.

Zum Inhalt bleibt deshalb zu fragen: Was soll konkret gefordert werden? Dazu mögliche Beispiele: - eine Reaktionsgleichung aufschreiben können? - die beobachtbaren Erscheinungen schildern können? - die Zusammensetzung der Fehlingschen Lösung angeben können? - eine Begründung für die Farbänderungen geben können? - den Nachweis experimentell durchführen können? Es zeigt sich an diesem Beispiel sehr deutlich, dass bei einem etwas komplexeren Inhalt der

Aufwand für die Formulierung eines operationalisierten Lernzieles erheblich steigt. Es sollte aber auch klar werden, dass Überlegungen zu den Bedingungen durchaus sinnvoll sind.

� Weitere Formulierungsvorschläge: Die Schüler sollen drei Zucker nennen können, die bei dem Nachweis mit Fehlingscher

Lösung eine positive Reaktion zeigen. Die Schüler sollen durch eigenständiges Aufstellen der Strukturformeln in Fischer-

Projektion begründen können, weshalb bei Glucose und bei Fructose der Nachweis mit Fehlingscher Lösung positiv verläuft.

Die Schüler sollen Disacchariden, deren Strukturformeln in der Haworth-Projektion gegeben sind, zuordnen, ob der Nachweis mit Fehlingscher Lösung positiv oder negativ verläuft.

Die Schüler sollen die Inhaltsstoffe der Fehlingschen Lösungen angeben können. Die Schüler sollen die beobachtbaren Erscheinungen bei einem positiven Nachweis mit

Fehlingscher Lösung schildern können.

Verben Die folgende Tabelle der EPA führt in großer Zahl geeignete „Vollzugsverben“ für den Verhaltensteil im kognitiven Lernzielbereich auf. Die EPA weist darauf hin, dass aus der Aufgabenstellung Art und Umfang der geforderten Leistung hervorgehen solle. Dazu ist der richtige Gebrauch von Operatoren entscheidend.

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/10

analysieren / untersuchen Unter einer gegebenen Fragestellung wichtige Bestandteile oder Eigenschaften herausarbeiten, „untersuchen“ beinhaltet unter Um-ständen zusätzlich praktische Anteile.

anwenden / übertragen Einen bekannten Sachverhalt oder eine bekannte Methode auf etwas Neues beziehen.

auswerten Daten, Einzelergebnisse oder sonstige Sachverhalte in einen Zusammenhang stellen und gegebenenfalls zu einer abschließenden Gesamtaussage zusammenführen.

begründen Sachverhalte auf Regeln, Gesetzmäßigkeiten bzw. kausale Zusammenhänge zurückführen.

berechnen / bestimmen Mittels Größengleichungen eine chemische oder physikalische Größe bestimmen.

beschreiben Strukturen, Sachverhalte oder Zusammenhänge wiedergeben.

bestätigen Die Gültigkeit einer Aussage, z. B. einer Hypothese oder einer Modellvorstellung, durch ein Experiment verifizieren.

beurteilen Zu einem Sachverhalt eine selbstständige Einschätzung unter Ver-wendung von Fachwissen und Fachmethoden begründet formulieren.

Bewerten / Stellung nehmen Eine eigene Position nach ausgewiesenen Kriterien vertreten.

darstellen Sachverhalte, Zusammenhänge, Methoden und Bezüge in ange-messenen Kommunikationsformen strukturiert wiedergeben.

diskutieren In Zusammenhang mit Sachverhalten, Aussagen oder Thesen unterschiedliche Positionen bzw. Pro- und Contra-Argumente einander gegenüberstellen und abwägen.

dokumentieren Alle notwendigen Erklärungen, Herleitungen und Skizzen darstellen.

durchführen (Experimente) Eine vorgegebene oder eigene Experimentieranleitung umsetzen.

entwickeln / aufstellen Sachverhalte und Methoden zielgerichtet miteinander verknüpfen. Eine Hypothese, eine Skizze, ein Experiment oder ein Modell schrittweise weiterführen und ausbauen.

erklären Einen Sachverhalt nachvollziehbar und verständlich zum Ausdruck bringen.

erläutern Einen Sachverhalt durch zusätzliche Informationen (chemische Formeln und Gleichungen) veranschaulichen und verständlich machen.

ermitteln Einen Zusammenhang oder eine Lösung finden und das Ergebnis formulieren.

interpretieren / deuten Kausale Zusammenhänge in Hinblick auf Erklärungsmöglichkeiten untersuchen und abwägend herausstellen.

nennen / angeben Sachverhalte, Begriffe, Daten ohne nähere Erläuterungen aufzählen.

planen (Experimente) Zu einem vorgegebenen Problem eine Experimentieranleitung erstellen.

skizzieren Sachverhalte, Strukturen oder Ergebnisse auf das Wesentliche redu-zieren und diese grafisch oder als Fließtext übersichtlich darstellen.

strukturieren / ordnen Vorliegende Objekte oder Sachverhalte kategorisieren, hierarchisieren.

überprüfen / prüfen Sachverhalte oder Aussagen an Fakten oder innerer Logik messen und eventuelle Widersprüche aufdecken.

verallgemeinern Aus einem erkannten Sachverhalt eine erweiterte Aussage formulieren.

vergleichen Gemeinsamkeiten, Ähnlichkeiten und Unterschiede ermitteln.

zeichnen Eine anschauliche und hinreichend exakte grafische Darstellung beobachtbarer oder gegebener Strukturen anfertigen.

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/11

Zuordnung der Verben zu verschiedenen Kompetenzstufen:

Formulierungshilfen für den kognitiven Bereich

1. WISSEN-VERSTÄNDNIS (konkrete Daten und Fakten kennen, Regeln, Gesetze oder Symbole wissen)

angeben, nennen, wiedergeben, vortragen, formulieren, erläutern, beschreiben, definieren, erfassen, herausstellen, übersetzen, deuten, abstrahieren, extrapolieren, illustrieren, zuordnen

2. ANWENDUNG (Wissen in neuen Situationen anwenden können, Transfer auf neue Sachverhalte durchführen)

anwenden, übertragen, vergleichen, organisieren, ordnen, einteilen, berechnen, erklären, beschreiben, verallgemeinern, quantifizieren

3. ANALYSE (Komplexe Informationen zerlegen, Daten analysieren und Muster erkennen)

herausfinden, ermitteln, beobachten, erkunden, auffinden, unterscheiden, klassifizieren, interpretieren, erschließen, untersuchen, bestimmen, überprüfen, erproben, erforschen, mustern

4. SYNTHESE (Einzelinformationen zu einem Komplex zusammenfügen, daten koordinieren, systematisch denken)

integrieren, zusammenfügen, konstruieren, organisieren, planen, entwickeln, klassifizieren, modifizieren, berechnen, lösen, erklären, verallgemeinern, Schlüsse ziehen, Hypothesen bilden, Theorien entwerfen

5. BEURTEILUNG (Komplexe Sachverhalte bewerten, ein Fazit ziehen) bewerten, überprüfen, einschätzen, unterscheiden, entscheiden, ermitteln, zuordnen, durchschauen, hinterfragen, wählen, Kriterien aufstellen, Auswirkungen abschätzen, Urteile bilden, Entscheidungen treffen

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/12

Dagegen beschreiben die folgenden Verben keine überprüfbaren Tätigkeiten: verstehen, erkennen, kennen lernen, fähig sein, vertraut sein, Einblick haben, glauben, Gefallen finden, vertrauen, einstehen, überzeugt sein etc. Derartige Formulierungen sind nur für Groblernziele und Richtziele zulässig und auch sinnvoll.

Operationalisierte Feinlernziele

� Bewerten Sie die folgenden operationalisierten Feinlernziele aus zurückliegenden Demonstrationsstunden hinsichtlich ihrer Formulierung und ihres Sinngehalts.

� „Die Schüler sollen die Reduktionswirkung des CO nachvollziehen können.“ � „Die Schüler sollen die Beobachtungen sowohl wiedergeben als auch erklären

können.“ � „Die Schüler sollen das Prinzip des Nachweises erläutern können:

Wortgleichung der Art Borat + Methanol + Schwefelsäure � Trimethylborat

+ Wasser, Stichworte Flüchtigkeit und grüne Flamme.“ � „Die Schüler sollen das Prinzip der elektrolytischen Kupferraffination anhand

einer schematischen Skizze wiedergeben können. Die Schüler sollen die bei der elektrolytischen Kupferraffination ablaufenden

Prozesse schriftlich wiedergeben können.“ � „Die Schüler sollen das Ergebnis der Wasseranalyse in mmol Ca2+ und Grad

deutscher Härte angeben können.“ � Zur Einführungsstunde in das Thema „die chemischen Reaktion“ (8. Klasse)

sind die folgenden operationalisierten Feinlernziele in einem Skript zu lesen: „Die Schüler sollen begründen können, warum das Reaktionsprodukt ein

neuer Stoff ist. Die Schüler sollen das Reaktionsschema für diese Reaktion bzw. für analoge

Beispiele aufstellen können.“ � „Die Schüler sollen die durchgeführten Nachweisreaktionen nennen können.“ Als Erwartung ist im Skript zu lesen: „Knallgasprobe, Nachweis mit KI-Stärke-Lösung“

� Partnerarbeit Formulieren Sie passende Feinlernziele mit den zugehörigen Erwartungen � zu einer der Varianten 2 und 3 zur Neutralisation aus Kapitel 6.4 (S. 6/18 -19) oder

� zum „Haber-Bosch-Verfahren“ (Ammoniak-Herstellung).

� Erläutern Sie kritische Argumente gegen die Abfassung operationalisierter

Feinlernziele für die Schulpraxis.

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/13

7.3 Das forschend-entwickelnde Unterrichtsverfahren (das problemorientierte Unterrichtsverfahren)

Ein „Unterrichtsverfahren“ beschreibt, mit welchen Lernschritten ein Lernziel erreicht wird, wie dieser Weg unterrichtlich zu gestalten ist, welche Maßnahmen der Lehrer dabei zu ergreifen hat. Die Begründer des forschend-entwickelnden Verfahrens versuchten didaktische Lernprinzipien in praktikable, für den Lehrer handhabbare Unterrichtsstrukturen umzusetzen. Man sah in der starken Planbarkeit keinen Widerspruch zur Forderung, Schüler selbst stärker in das Unterrichtsgeschehen einzubeziehen. In der Unterrichtspraxis wird das forschend-entwickelnde Verfahren häufig herangezogen, da sich mit ihm naturwissenschaftlicher Unterricht gut überschaubar planen, durchführen und steuern sowie auch beurteilen und begründen lasse. Das Verfahren möchte dem Experiment eine zentrale Stellung im Erkenntnis- und Unterrichtsprozess zuweisen und dadurch die Belange des Faches Chemie umfassend berücksichtigen. Die experimentelle Tätigkeit erhält bestimmte, genau erkennbare didaktische Funktionen: als Erarbeitungsversuch, als Bestäti-gungsexperiment, als Problemexperiment, als Experiment zur Wissenssicherung, .... Die besondere Stellung des Experiments nehmen wir zum Anlass, speziell dieses Unterrichtsverfahren im Schulversuchspraktikum näher zu betrachten. Außerdem baut das forschend-entwickelnde Unterrichtsverfahren auf den in Kapitel 3 behandelten Aspekten auf: Problemorientierung, die Hypothesenbildung, Induktion und Deduktion.

„Forschend“ Der Begriff ‚forschend’ taucht im Titel dieses Unterrichtsfahrens auf, da im Unterricht ein Prozess eingeleitet werden soll, bei dem der Schüler mit bereits erworbenem Vorwissen weitgehend selbstständig mit den ihm zur Verfügung stehenden Mitteln (Geräte, Chemikalien, Materialien, Methoden) unter Einbezug experimenteller Phasen neue Erkenntnisse zu gewinnen sucht. Forschen in diesem Sinne verstanden ist in allen Altersstufen und mit jedem Vorwissen möglich. Ein wissenschaftlicher, innovativer Forschungsprozess ist nicht gemeint, da die Schüler letztlich Bekanntes vollziehen.

„Entwickelnd“ Mit ‚entwickeln’ soll zum Ausdruck gebracht werden, dass dem Lehrer die Funktion zukommt, den forschenden Lernprozess mit Impulsen und Hilfen einzuleiten, weiterzuführen, die Erkenntnisgewinnung zu regeln und zu steuern sowie den Fortgang des Lernprozesses unter pädagogischen und organisatorischen Gesichtspunkten zu beeinflussen. Der Lehrer sollte bestrebt sein, die Aktivitäten auf die Seite der Schüler hin zu verlagern („Handlungsorientierung“) und selbst zurückzutreten. Nur die aktive Beteiligung der Schüler sichert die Überführung der neuen Kenntnisse in das Langzeitgedächtnis.

Die Struktur des Unterrichtsverfahrens (fünf „Denkstufen“) Nach dem forschend-entwickelnden Unterrichtsverfahren wird der Ablauf des Lernprozesses in fünf „Denkstufen“ gegliedert. In diesem Verfahren wird nicht nur die Strukturbildung von erworbenen Erkenntnissen, sondern auch die Strukturierung des Wissenserwerbs in die Unterrichtsführung eingearbeitet.

In der ersten Spalte wird angegeben, ob der Schwerpunkt der Aktivität in dieser Phase beim Lehrer (L) oder beim Schüler (S) liegt und ob dem Experiment eine bevorzugte Stellung zukommt (E).

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/14

���� Problemgewinnung E 1 a) Problemgrund

Der Unterrichtseinstieg (Experiment, Bild, Film, Realobjekt, Erzählung etc.) regt zum Denken an und enthält bereits das „neue“ Problem - für den Schüler unbewusst und ggf. „verdeckt“, für den Lehrer bekannt. � Ideen hierzu findet man in Kapitel 3.2

S 1 b) Problemfindung Den Schülern wird das Problem bewusst. Im Idealfall erkennen sie es selbst, ansonsten führt der Lehrer mit Impulsen, Fragen und Hilfen zur Problemstellung hin. Erforderliches Grundwissen muss gegebenenfalls reaktiviert werden.

L 1 c) Problemformulierung Das Problem und damit das Ziel des Unterrichts wird vom Lehrer klar formuliert, verbalisiert. Der Schüler erhält auf diese Weise eine zusätzliche Orientierung, falls die Formulierung des Problems von den Schülern bisher nicht klar genug vorgenommen wurde. Allen muss jetzt exakt bekannt sein, „was wir jetzt tun wollen“. (Zielorientierung: s. Kapitel 3.1)

���� Überlegungen zur Problemlösung 2 a) Analyse des Problems

Das Problem wird genauer betrachtet und strukturiert, um Vorkenntnisse der Schüler zur Problem-lösung bereitzustellen. Es muss ein Weg deutlich werden, wie die Lösung des Problems angegangen werden kann. Vielleicht stellt man auch fest, dass eine Lösung mit den zur Verfügung stehenden Mitteln gar nicht möglich ist. In dieser Phase wird entschieden, ob im folgenden Unterrichtsverlauf deduktiv oder induktiv vorgegangen wird (auch eine in der Unterrichtsvorbereitung getroffene Entscheidung kann jetzt korrigiert werden): Der induktive Zweig wird beschritten, wenn theoretische Grundlagen zur Problemlösung fehlen. Der deduktive Zweig wird beschritten, wenn die Schüler bereits so viel Wissen besitzen, dass sie die Lösung mit großer Wahrscheinlichkeit vorhersagen können (Induktion und Deduktion: s. Kapitel 3.3).

S 2 b) Vorschläge zur Problemlösung (Hypothesenbildung: s. Kapitel 3.4) Bei induktiver Vorgehensweise können von Schülerseite höchstens Lösungsansätze erstellt werden, die durch intuitive, kreative, relativ wenig theoriefundierte Gedanken eingeleitet werden.

Bei deduktiver Vorgehensweise wird eine Vorhersage unter Verwendung bisherige Modelle theoretisch hergeleitet. Die Hypothese hat dann eher den Charakter einer Prognose.

Die Hypothesenbildung ist nicht als „Raten“ misszuverstehen. Ein bestimmter belegbarer Wahrscheinlichkeitsgrad für eine Äußerung muss erkennbar sein. Es ist sinnvoll, alle Vorschläge der Schüler (z. B. an der Tafel) zu sammeln.

L 2 c) Entscheidung für einen Lösevorschlag Es muss ein (experimenteller) Weg deutlich werden, wie die Problemlösung angegangen werden kann. Der Lehrer leistet dabei Hilfestellungen, indem er entscheidet, ob ein Irrweg weitere fachliche oder methodische Einsichten bringt.

���� Durchführung eines Problemlösevorschlages L 3 a) Planung des konkreten, praktischen Tuns (i. a. experimentell)

− Planung der Organisation

(z. B. Experiment oder anderes Medium, Demonstrations- oder Schülerexperi-ment, Einzelarbeit oder arbeitsgleiche bzw. arbeitsteilige Gruppenarbeit, ...?)

− Sachliche Planung (zur genauen Durchführung der Experimente)

(Völlige Klarheit über die Aktivitäten, z. B. über den genauen Ablauf des Experiments, muss geschaffen werden: Die Schüler sollen genau wissen und formulieren können, was sie in der nächsten Phase ausführen - dies ist eine Voraussetzung für einen disziplinierten Versuchsablauf. Der Lehrer gibt Hilfe-stellungen und Informationen zu Geräten, Chemikalien, Sicherheitsaspekten.)

Bei deduktiver Vorgehens- weise handelt es sich um „Bestätigungs- experimente“,

bei induktiver Vorgehens-weise um „Erabeitungs-versuche“

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/15

Ein Hauptproblem des forschend-entwickelnden Unterrichtsverfahrens wird darin gesehen, dass der Lehrer einige Entscheidungen i. a. schon vor dem Unterricht treffen muss: − aus organisatorischen Gründen (evtl. Erstellung eines Arbeitsblattes,

Vorbereitung und Optimierung eines Experiments), − aus inhaltlichen Gründen (evtl. ist nur eine beschränkte Anzahl an Experimenten

in der Schule durchführbar). In diesen Fällen besteht die Gefahr, dass der Lehrer die Schülerbeiträge zu stark in eine bestimmte Richtung lenkt.

E 3 b) Praktische Durchführung des Lösevorschlages Das Experiment (o. ä.) wird durchgeführt. Es hat in dieser Phase �, in der es zur Problemlösung beiträgt, eine andere didaktische Funktion als in Phase �, in der es Aufmerksamkeit erzeugt.

3 c) Erörterung und Zusammenfassung der Ergebnisse Die Ergebnisse (der Beobachtung, Messung, ...) werden zusammengetragen, verglichen, diskutiert. Das muss besonders dann sorgfältig geschehen, wenn Einzel-gruppen arbeitsteilig die Ergebnisse gewonnen haben. Eine vorbereitete, struktu-rierte Auswertung (z. B. an der Tafel oder auf Folie) kann sehr hilfreich sein. In dieser Unterrichtsphase wird deutlich, ob der Lösungsweg zum Erfolg führte und ob die in Phase � vorgebrachten Überlegungen verifiziert wurden. War der Lösungsweg falsch, muss zum Ende der Phase � bzw. zum Beginn der Phase � zurückgegangen werden. Gelegentlich wird die Phase als erste Abstraktion missverstanden. Lediglich der rein experimentelle Teil der Erkenntnisgewinnung wird abgeschlossen - mit einem wertenden Rückblick auf die Problemformulierung.

Bei deduktiver Vorgehens-weise kann diese Phase entfallen.

���� Abstraktion der gewonnenen Erkenntnisse (Theoriebildung)

4 a) Ikonische Abstraktion Eine einfache bildliche Abstraktion wird vorgenommen, z. B. das Zeichnen eines Versuchsaufbaus (falls noch nicht in Phase 3a bei der Versuchsplanung geschehen) oder das Darstellen eines Fließschemas bei einem komplexen Vorgang.

Bei deduktiver Vorgehens- weise wird Phase � bereits in Phase � eingebracht.

4 b) Verbale Abstraktion Die Schüler wiederholen mit Worten die Vorgänge (z. B. bei einer Reaktion) und versuchen, Erklärungen dafür zu geben, soweit dies möglich ist.

4 c) Symbolhafte Abstraktion Beispielsweise wird die Wort- oder Reaktionsgleichung formuliert oder eine Gesetzmäßigkeit abgeleitet. Die Art der symbolischen Abstraktion (z. B. Darstellung in Form eines Graphen, eines mathematischen Terms oder als Gleich-gewichtsreaktion, ...) ist von der Klassenstufe abhängig.

���� Wissenssicherung E L

5 a) Anwendungsbeispiele (Transfer) Es wird gezeigt, wo die frisch gewonnenen Erkenntnisse eine Bedeutung haben: etwa im Alltag, bei der industriellen Produktion oder bei der Deutung eines weiteren Experiments. Auch die Schüler können hier Beispiele suchen.

E S

5 b) Wiederholung des Inhalts und der Denkphasen In einer Zusammenfassung werden die praktischen und theoretischen Ergebnisse exakt wiederholt. Es sollte aber auch Wert auf die Wiederholung des Weges der Erkenntnisgewinnung gelegt werden. Dabei ist anzustreben, die einzelnen Denkphasen des Unterrichts in der durchlaufenden Reihenfolge zu wiederholen, um die Strategie eines Problemlöseprozesses zu erfassen. Auch die Einbettung der neu gewonnenen Erkenntnisse in einen Gesamtzusammenhang kann sich an dieser Stelle als hilfreich oder sogar notwendig erweisen.

E 5 c) Lernzielkontrolle Eine Überprüfung der gewonnenen Erkenntnisse (z. B. durch ein Kontrollexperiment) kann nicht nur der Schülerbeurteilung, sondern auch der Wissenssicherung dienen.

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/16

Der Punkt � symbolisiert, dass in dieser Phase Experimente auftreten können.

Kritische Bemerkungen Die Struktur des forschend-entwickelnden Verfahrens sollte nicht als strikter Algorithmus zur Unterrichtsgestaltung aufgefasst werden. Jedes Schema birgt die Gefahr in sich, „schematisch“ angewandt und damit entwertet zu werden: Immer wieder kommt es z. B. dazu, dass „Probleme“ vom Lehrer artikuliert werden, obwohl die Schüler gar kein Problembewusstsein entwickeln können, oder dass der Lehrer Experimentalanordnungen konstruiert, zu deren experimentaltechnischer Bemeisterung die Schüler nicht fähig sind. Auch kann es durchaus sein, dass eine Phase einmal ganz wegfällt oder nur schwach angedeutet wird. Schon gar nicht innerhalb des 45-Minuten-Rasters einer Unterrichtsstunde ist es anzustreben, alle Schritte und Stufen des Unterrichtsverfahrens zu durchlaufen - dies entspräche der irren Vorstellung, Unterricht und Schüler seien exakt programmierbar. Denk- und Lernprozesse laufen in der Regel nicht linear im Sinne von Kausalketten ab, sondern bilden komplexe Systeme. Die konkrete Lernsituation verlangt daher eine angemessene methodische Flexibilität des Lehrers. Der flexible Einbau von Modifizierungen oder stärker offenen und damit nur begrenzt planbaren Unterrichtsphasen sollte auch in einem Unterricht

Ablauf bei deduktivem Vorgehen

Ablauf bei induktivem Vorgehen

Erarbeitungs-versuch

Lösungs-ansätze

Problem

Theorie

Sicherung

Bestätigungs- experiment

Prognosen mittels Theorie

Problem

Sicherung

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/17

nach dem forschend-entwickelnden Verfahren gegeben sein: ⇒ Variabilität: im Ablauf - in der Methode - in der zeitlichen Ausdehnung.

Unterricht kann auf vielfältige Weise optimiert werden. Keinesfalls ist die Einteilung in die fünf „Denkstufen“ als absoluter Maßstab für „guten Unterricht“ zu betrachten!

Beispiel

Thema: Reduktion von Kupferoxid durch Wasserstoff (8. Klasse)

Voraussetzungen: Die Schüler kennen Oxidation als Verbindungsvorgang eines Grundstoffes mit Sauerstoff. Sie haben in den vorangegangenen Stunden das Element Wasserstoff mit seinen Eigenschaften kennen gelernt.

1 a Problemgrund

Motivation durch eine Abbildung des brennenden Luftschiffs „Hindenburg“, Visualisierung und Verstärkung der Motivation durch einen Versuch: Ein mit Wasserstoff gefüllter Luftballon wird an einem Faden befestigt und im Freien mit einer Kerzenflamme (Kerze an Stock befestigt) angezündet.

1 b Problemfindung

Aufstellen der Wortgleichung zur heftigen Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff, dadurch Wiederholung der Ergebnisse der vorangegangenen Stunde - Wasserstoff besitzt eine erhebliche Sauerstoffaffinität.

Wir kennen auch Stoffe mit geringerer Sauerstoffaffinität (Wiederholung). „Wäre es nicht denkbar, dass der Wasserstoff auch mit gebundenem Sauerstoff reagiert?“

1 c Problemformulierung

Ist es möglich, mit Wasserstoffgas den Sauerstoff aus einem Oxid zu entfernen?

2 a Analyse des Problems

Was würde geschehen? Hypothetische Formulierung der Umsetzung: Metalloxid + Wasserstoff → Metall + Wasser.

2 b Vorschläge zur Problemlösung (Hypothesenbildung)

Aufgrund der heftigen Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff könnte die oben formulierte Umsetzung durchführbar sein.

Diskussion über geeignetes Metall für das Experiment. Kriterien sind: - edles Metall (geringe Sauerstoffaffinität) - Übergang vom Metalloxid zum Metall sollte gut beobachtet werden können.

2 c Entscheidung für einen Lösevorschlag

Kupferoxid bietet sich an.

3 a Planung des konkreten, praktischen Tuns

Für das Demonstrationsexperiment muss eine geeignete Apparatur gefunden werden: Wasserstoff aus der Stahlflasche wird durch eine Waschflasche mit Schwefelsäure in ein Verbrennungsrohr geleitet, das schwarzes Kupferoxid enthält. Der Wasserstoff wird aus dem Verbrennungsrohr in ein rechtwinklig gebogenes Rohr mit Düse geleitet, wo er angezündet werden kann (Sicherheitsvorschriften sind zu beachten).

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/18

3 b Praktische Durchführung des Lösevorschlags

Aufbau des Versuchs unter Mithilfe der Schüler, Durchführung des Versuchs durch die Lehrkraft

3 c Erörterung und Zusammenfassung der Ergebnisse

Notieren der Beobachtungen: Rotes Kupfermetall erscheint; in den kälteren Apparateteilen scheiden sich Wassertröpfchen ab.

4 a Ikonische Abstraktion

Abzeichnen der Apparatur (bei Zeitmangel erfolgt dies als Hausaufgabe.)

4 b Verbale Abstraktion

Konkretisierung der Wortgleichung für Kupferoxid - Verbalisierung der ablaufenden Prozesse

4 c Symbolhafte Abstraktion

Definition der Begriffe als Abstraktion: - Reduktion als Umkehrung der Oxidation (Enzug von Sauerstoff) - Redoxreaktion als Kopplung einer Reduktion / Oxidation

5 a Anwendungsbeispiele (Transfer)

Transfer durch Aufstellen der Wortgleichung bei der Reduktion von Eisenoxid mit Wasserstoff, inklusive schriftlicher Beschreibung der Vorgänge

5 b Wiederholung des Inhalts und der Denkphasen

Wiederholung der neuen Erkenntnisse und der Denkwege

5 c Lernzielkontrolle

entfällt

Ansätze zur Unterrichtskonzeption 7/19

7.4 Ein Verlaufsplan Um die Vorbereitung und die Beobachtung von Unterricht zu erleichtern, hat sich ein Raster bewährt, das die folgenden Spalten oder vergleichbare enthält. Das Raster wird chronologisch und in den einzelnen Spalten synchron ausgefüllt.

Zeit Phase Operationen Unterrichtsform Medien

Es sind nur Blöcke von mindestens 5 Minuten (und nicht

kürzer) anzugeben,

um eine zeitliche

Orientierung zu erhalten.

Einleitungs-,

Problematisierungs-, Erarbeitungs- und Sicherungsphase

Hier werden die einzelnen Lernschritte aufgelistet.

- Sozialformen, z. B.:

Unterrichtsgespräch (UG), Gruppenarbeit (GA), Einzelarbeit (EA), L-Vortrag, Stillarbeit (StA)

- Art der Versuchs-

durchführung, z. B.:

Lehrerdemonstrationsversuch

(LV), Schülerdemonstrationsversuch (SDV), Schülerversuch (SV)

Tafel, Overheadfolie,

Experiment, Arbeitsblatt, Computer,…

Es werden zwei Beispiele vorgestellt, die in den Kapiteln zuvor angesprochen wurden. Daher steht hier nicht die Unterrichtskonzeption an sich zur Diskussion. Es soll lediglich die Übertragung in das Raster verdeutlicht werden.

Zeit Phase Operationen Lernorganisation Medien

5’ Einstiegsphase

Problemstellung

Auflösen von Brausepulver in Wasser: - im Trinkglas (Anknüpfen an bekannte Situation) - im Reagenzglas mit Stopfen (zur Visualisierung der Gasentwicklung) Vorstellen der drei Komponenten des Brausepulvers

Aus welcher Komponente des Brausepulvers stammt das Gas?

LV, UG

Experiment

20’

10’

Erarbeitungs-phase

1. Experimentell:

- Die Schülergruppen erhalten den Auftrag, das Problem mit Hilfe der zur Verfügung gestellten Hilfsmittel zu lösen und die Vorgehensweise und Ergebnisse auf der Folie darzustellen.

- Vorstellung der Ergebnisse zweier Gruppen

2. Theoretisch:

Klärung der ablaufenden Prozesse auf der Teilchenebene:

- Über einen Lehrerimpuls werden die Schülergruppen dazu angeregt, selbstständig die Vorgänge auf der Teilchenebene herauszufinden und in Form von Reaktionsgleichungen zu formulieren.

Der Lehrerimpuls zeigt auf Folienschnipseln die Anteile der bei der Verdrängungsreaktion ausgetauschten Ionen in farbiger Form. Während der Gruppenarbeit werden weitere individuelle Impulse notwendig sein.

GA (arbeitsgleich)

S-Vortrag

Fortsetzung der GA

Experiment, Geräte

OHF Folienschnipsel, Heft

10’ Sicherungs-phase

Ergebnissicherung:

- Notieren und Erläutern der Reaktionsgleichungen (samt Bruttogleichung) - Identifizierung des Gases (> Planung des Bestätigungsexperiments) und falls Zeit: anschließende Versuchsdurchführung > Ausstiegsmöglichkeit

Transfer:

Warum ist Natron im Bullrichsalz gegen Sodbrennen enthalten? - Sammlung von Schülervorschlägen - Planung der experimentellen Überprüfung (> Bestätigungsexperiment), z. B.: Zugabe von Bullrichsalz zu mit Indikator versetzter Säure

S-Vortrag UG LDV UG LDV

Tafel Experiment Tafel

Hausaufgabe: Manchmal ist Natron in Backpulver enthalten - warum? Heimexperiment: Backpulver mit Wasser versetzen. Finde mit Hilfe deines Buchs den Unterschied zwischen Hefe und Backpulver heraus.

Ansä

tze zur U

nterrich

tskonzep

tion 7

/19 B

eispiel 1

:

Verdrängung einer S

äure aus ihrem S

alz – am B

eispiel Natrium

hydrogencarbonat in B

rausepulver (Anlehnung an K

apitel 8.2, Beispiel S

. 8/10)

Zeit Phase Operationen Lernorganisation Medien

15’ Einstiegsphase

Problemstellung

- Spontane Abstimmung zu Balkenwaagenversuch: Auf einer Balkenwaage wird eine Porzellanschale mit Magnesium-

spänen austariert. Ist der Inhalt der Schale nach dessen Ver-brennung leichter, gleich schwer oder schwerer als zuvor?

- Sammlung der Argumente von Schülern, die sich für eine bestimmte Position entschieden haben.

Wer hat Recht: Was geschieht mit der Masse von Magnesium?

L-Frage

UG

Experiment

Tafel

15’

Erarbeitungs-phase

- Durchführung des Experiments

- Vervollständigung bzw. Berichtigung der Argumente UG Experiment

Tafel

- Darstellung der Reaktion auf Teilchenebene (unter Vorgabe der chemischen Formel von Magnesiumoxid)

- Ergebnisdarstellung durch einen Schüler (ggf. Hinzuziehen einer zweiten Version)

StA S-Vortrag

Heft, Klebepunkte Tafel, Magnetpunkte

5’

5’

5’

Sicherungs-phase

Ergebnissicherung:

- ein Rückblick mit Wiederholung: Die Schüler sollen falsche Argumente verbal widerlegen und die

richtigen Argumente verbal begründen. - Aufklärung des Widerspruchs zum Gesetz von der Erhaltung der

Masse mit Hilfe eines Experiments: Ein Blitzbirnchen wird vor und nach seiner Zündung gewogen.

Historischer Bezug:

- Kontrastive Argumente finden sich ebenso historisch in der Aus-einandersetzung zwischen Georg Ernst Stahl (Phlogistontheoire) und Antoine Laurant Lavoisier im 17./18. Jh.

> Ausstiegsmöglichkeit

Transfer:

- Was geschieht bei Verwendung von Kohlenstoff anstelle von Magnesium? > Aufstellen von Prognosen

- Durchführung des Bestätigungsexperiments

UG LV

L-Vortrag

UG LDV

Experiment

Folie (Gegenüberstellung der Chemiker und ihrer Theorien)

Tafel, Experiment

Hausaufgabe: Schulbuch S. 68, Text lesen und Aufgabe A 1 schriftlich bearbeiten.

Ansä

tze zur U

nterrich

tskonzep

tion 7

/20 B

eispiel 2

:

Die M

assenzunahme bei der O

xidation von Metallen - das G

esetz von der Erhaltung der

Masse (A

nlehnung an Beispiel aus K

apitel 3.3, S. 3/15)