Biologie und Chemie Vernetztes Lernen statt Lern- Bulimie Wolf Kraus info@wolfkr aus.de.

Biologie und Chemie

Vernetztes Lernen

statt Lern-Bulimie

Wolf [email protected]

Biologie und Chemie

Lehrerbefragung• zu viel Bürokratie• zunehmende Arbeitsbelastung• große Klasse (usw.)• schlechte Rahmenbedingungen• Lehrer als Einzelkämpfer• fehlende Methodenvielfalt im Unterricht• Schüler besitzen oft kein Grundwissen• großer Zeitbedarf bei Unterrichtsvorbereitung• mangelnde Aufgabenvielfalt

Zahlreiche Studien der letzten Jahre (TIMMS, PISA, ...)beklagen Effizienz und Nachhaltigkeit des nat.-wiss. Unterrichts

SchülerbefragungQuintessenz: zu viel Lernstoff

Vernetztes LernenProblemanalyse

Fakten

Biologie und Chemie

durch Nutzung der Basiskonzepte

durch Grundwissen- Inhalte- Darstellungsformen- Festigung und Vernetzung von GW beim Schüler- Tipps zur Erstellung von GW- Arbeiten mit GW

durch Advance-Organizer

durch Kompetenzförderung

Vernetztes LernenLernen auf unterschiedlichen Niveaus

Gliederung

Biologie und Chemie

Additive Lernprozesse Kumulative Lernprozesse

= Wissenselement = Verknüpfung

nach Harms U., Materialien zur Programmförderung

„Unter kumulativem Lernen versteht man einen Lernprozess,bei dem bereits vorhandene Wissenselemente in hohem Maß zum Ausgangspunkt für neu hinzukommendes Wissen gemacht werdenund gleichzeitig das neue Wissen möglichst vielfältig mit dem vorhandenen verknüpft wird.“

Freiman T.

Vernetztes Lernendurch Nutzung der Basiskonzepte

Idee

Biologie und Chemie

fachspezifische

Basiskonzepte

PhänomeneSchülervor-

stellungen

Die Phänomene verstellen oft den Blick

für zentrale Ideen und Konzepte.

nach Freiman T.;PdN-BioS 7/50.

vom Phänomen zum Konzept


Idee

Biologie und Chemie

Konzepte verbinden die Phänomene!

nach Freiman T.;PdN-BioS 7/50.Jg. 2001

vom Phänomen zum Konzept


Idee

Biologie und Chemie

Titelblatt GrundwissenCJT Lauf


Biologie und Chemie

Basiskonzepte im Fachraum

(am CJT Lauf)


Umsetzung

Biologie und Chemie

Vernetztes Lernendurch Basiskonzepte


(am CJT Lauf)

Umsetzung

Biologie und Chemie


(am CJT Lauf)


Umsetzung

Biologie und Chemie

Die Schüler erfahren ihre eigene Kompetenz, indem sie bereits gelerntes aus vorherigen Jahrgangsstufen zur Anwendung bringen.

Für den Schüler:

Was bringen Basiskonzepte

eine Strukturierung der Inhalte ermöglichen sie eine exemplarische Vorgehensweise

sinnvolle Gewichtung der Inhalte durch den Lehrer („Was bespreche ich zum jeweiligen Thema?“)

Für den Lehrer:

führen sie durch eine konsequente Orientierung an den fachwissenschaftlichen Schlüsselkonzepten zu einem kontextunabhängigem Verstehen biologischer Phänomene (auch nach der Schule)


Zusammen-fassung

Biologie und Chemie


durch Grundwissen- Inhalte- Darstellungsformen- Festigung und Vernetzung von GW beim Schüler- Tipps zur Erstellung von GW- Arbeiten mit GW




Gliederung

Biologie und Chemie

Bildungsstandards im Fach Chemie für den Mittleren Schulabschluss (Jahrgangsstufe 10)

Prof. Dr. Rainer Lersch

Fachwissen Phänomene, Begriffe, Gesetzmäßigkeiten kennen und Basiskonzepten zuordnen

Erkenntnisgewinnung experimentelle und andere Untersuchungsmethoden sowie Modelle nutzen

Kommunikation Informationen sach- und fachbezogen erschließen und austauschen

Bewertung Sachverhalte in verschiedenen Kontexten bewerten und erkennen

„Wissen ohne Handeln ist nutzlos.Handeln ohne Wissen ist meist erfolglos.“

Vernetztes Lernendurch Kompetenzförderung

Biologie und Chemie

KompetenzErkenntnis-gewinnin Theorie und Praxis

GW CJT Lauf


Umsetzung

Biologie und Chemie

KompetenzKommunikation

GW EvB


Umsetzung

Biologie und Chemie

KompetenzBewertung

GW EvB


Umsetzung

Biologie und Chemie


durch Grundwissen - Inhalte- Darstellungsformen- Festigung und Vernetzung von GW beim Schüler- Tipps zur Erstellung von GW- Arbeiten mit GW




Gliederung

Biologie und Chemie

Korrelation Zeugnisnote - Grundwissen

Vergleich der Ergebnisse eines Grundwissen-tests mit den Jahresnoten (5. Jgst. 1999)

4 4

5

23 3 3 3 3 4

44 4 4 5 5 5

6

4

5 55

56

4 4

6

0

10

20

30

40

50

1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 4 4 4 5 5

Test

punk

te

Jahresnote

Grundwissenstest 5 Jgst.

Testnote

Vernetztes Lernendurch Grundwissen

Ausgangslage

Biologie und Chemie


Umsetzung

Biologie und Chemie

Welche Eigenschaften sollte ein Inhalt erfüllen,dass er zum Grundwissen zählt?(keine inhaltliche Angaben)


Aufgabe

Zeit:die berühmten 4 min nach Blachut

Umsetzung

Biologie und Chemie

Inhalte, die für das Verständnis von - Inhalten nachfolgender Jahrgangsstufen- nat.-wiss. Zusammenhängen von Bedeutung sind

Verständnis für Fragestellungen und Methoden des naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinns

Inhalte, die zum Grundverständnis in anderen Fächern beitragen (Querbezüge!)

Inhalte mit allgemeinbildendem Aspekt

Was ist Grundwissen:


Befragung teilnehmenderSINUS-Schulen

Idee

Biologie und Chemie

Wie kann eine Verankerung / Implementierungdieses Grundwissens erfolgen?


Aufgabe

Biologie und Chemie

Darstellungsvarianten - GW-Stichwortkataloge - GW-Karteikarten - GW-Fragenkataloge - GW-Strategiepapiere („So geht´s“) - GW-Mind-Maps oder „Advanced Organizer“ - GW-Plakate

Inhalte (Konsens in der Fachschaft) - Fachwissen - Kompetenzen

Festigung von Grundwissen - Übungsphasen / Aufgabenkultur - systematische Leistungserhebungen / Jahrgangsstufentests - Vertretungsstunden (z.B. Methodenwerkzeuge)


Vorschläge

Biologie und Chemie

Beispiel fürGW-Kärtchen


CJT Lauf

GW Chemie

Umsetzung

Biologie und Chemie

Beispiel fürGW-Kärtchen


CJT Lauf

GW Bio

Umsetzung

Biologie und Chemie

M olek ü lg i tterz . B . W a s ser

M o le ku la re S to ffe

Io ne ng itterz . B . N a triu m c hlo r id

S a lze

V erb ind un gen

M eta llg it te rz . B . M a gn es ium

M e ta lle

M o lekü lg i tte rz . B . Iod

A tom gitterz . B . E d e lga se

N ich tm e ta lle

E lem en te

R e in s to ffe

L eg ierung

L ö su ng

G a sg e m isch

h o m o ge n e G em ische

H a u fw e rkF e s tsto f fg em is ch

S us p en sion

E m u ls ion

N e be l / S c ha um

R a u ch

h e te rog e ne G em isc he

S to ffg em ische

Stoffe

+

+

+

+

- -

--

- -

-

Beispiel für vertikale Vernetzung


CJT Lauf

GW Chemie

Umsetzung

Biologie und Chemie

Beispiel für Strategien


CJT Lauf

GW Chemie

Umsetzung

Biologie und Chemie

bsvSchulbücher



Umsetzung

Biologie und Chemie

Stoffe

chemische Reaktion

Wechselwirkungen zwischen den Teilchen und innerhalb der Teilchen

Energie

Größen

Teilchen

Hierarchien der

Grundwissens-begriffe

ReinstoffeVerbindungen

Molekulare StoffeMolekülgitter

SalzeIonengitter

Elemente

Stoffgemische

homogene Gemische

Legierung

Lösung

Gasgemisch

heterogene Gemische

Haufwerk / Feststoffgemisch

Suspension

Emulsion

Nebel / Schaum

Rauch

Analyse

bei Salzen Elektrolyse

bei MolekülenHeterolyse

Homolyse

Umsetzung

Fällungsreaktion

Redoxreaktion

Oxidation Reduktionsmittel

Reduktion Oxidationsmittel

Protolyse

Säure saure Lösung

Base basische Lösung

Synthese Salzbildung

Molekülbildung

starke Wechselwirkungen

Atombindungpolare Atombindung

unpolare Atombindung

Ionenbindung

Metall ische Bindung

schwache Wechselwirkungen

zwischenmolekulare Kräfte (Dipol-Dipol-WW)

Van-der-Waals-Kräfte

Wasserstoffbrückenbindung

Ion-Dipol-Wechselwirkung

innere EnergieÄnderung der inneren Energie

Reaktionswärme Q

Reaktionswärme bei konst. Volumen Qv

Reaktionswärme bei konst. DruckQp

Reaktionsenthalpie

Bildungsenthalpie

Bindungsenthalpie

Gitterenthalpie

Hydratationsenthalpie

Lösungsenthalpie

exotherme Reaktion

endotherme Reaktion

Arbeit W

SystemUmgebung

Umrechnungsgrößen

Dichte

Molare Masse M

Molares Volumen

Avogadro-Konstante

Molare Enthalpieänderung

Quantitätsgrößen

Masse m

Volumen V

Teilchenanzahl N

Stoffmenge n

Enthalpieänderung

Gehaltsgrößen

Stoffmengenkonzentration c

Massenkonzentration

Massenanteil

Volumenanteil

AtomeAtomkern

Protonen

Neutronen

Atomhülle / ElektronenhülleElektronen

Molekülepolares Molekül / Dipolmolekül

unpolares Molekül

IonenKationen

Anionen

Stoff - Teilchen - Konzept Struktur - Eigenschafts-Relation

Donator - Akzeptor - Konzept

Energie - Konzept

BLK-Sinus Chemie, bayerisches Schulset 4, Pilotschule: Emil-von-Behring Gymnasium, 91080 Spardorf

Hierarchien der Grundwissensbegriffe und zugehörige Basiskonzepte im Überblick

erstellt von StRin Waltraud Habelitz-Tkotz

Größen - Konzept


EvB SpardorfPlakat


Umsetzung

Biologie und Chemie


CJT Lauf

GW im Schaukasten


Umsetzung

Biologie und Chemie

Darstellungsvarianten - GW-Stichwortkataloge - GW-Karteikarten - GW-Fragenkataloge - GW-Strategiepapiere („So geht´s“) - GW-Mind-Maps oder „Advanced Organizer“ - GW-Plakate

Inhalte (Konsens in der Fachschaft) - Fachwissen - Kompetenzen

Festigung von Grundwissen - Übungsphasen / Aufgabenkultur - systematische Leistungserhebungen / Jahrgangsstufentests - Vertretungsstunden (z.B. Methodenwerkzeuge)


Vorschläge

Biologie und Chemie

Wie sichern Sie an ihrer Schule Grundwissen?


Aufgabe

Zeit:die immer nochberühmten 4 min nach Blachut

Umsetzung

Biologie und Chemie


Umsetzung 3 Kärtchen

Biologie und Chemie


Umsetzung 3 KärtchenEingehen

auf das

Basiskonze

pt ?CJT Lauf

GW- Kärtchen

Biologie und Chemie


CJT Lauf

GW-Test Bio 9

Umsetzung

Biologie und Chemie






Gliederung

Biologie und Chemie

Vernetztes Lernendurch Advance Organizer

CJT Lauf

Advance Organizerzum ThemenbeginnQ 12


Umsetzung

Biologie und Chemie


Umsetzung

Biologie und Chemie


CJT Lauf

Einbettungdes Themas zum StundenbeginnQ 12


Umsetzung

Biologie und Chemie






Zusammen-fassung

Biologie und Chemie

• Friedrich Jahresheft XXIII, 2005, Standards• Friedrich Jahresheft XXIII, 2000, Üben & Wiederholen• Chemie in Erlangen, Sonderausgabe Bunsentagung 2006• MNU, 7/2001, Aufgabenkultur• NiU Chemie, Heft 67, 1/02, Modelle• NiU Chemie, Heft 76/77, 4/03, Naturwissenschaftliches

Arbeiten• PdN Physik, Heft 2/55, 2006, physics meets chemistry• PdN Physik, Heft 3/54, 2005, Schnittstellen Chemie

Physik• Duden, Abitur Chemie, Basiswissen Schule, Paetec, 2004• Akademiebericht Nr. 406, Aufgaben zur

Unterrichtsgestaltung in Natur und Technik• Engerer, Lederer, Chamba, Chemieaufgaben mit Bezug

zur modernen Technik und Arbeitswelt


Literatur

Biologie und Chemie

• Jahresheft XXI, 2003, Aufgaben Lernen fördern – Selbstständigkeit entwickeln, Friedrich Verlag

• Duit, Gropengießer, Stäudel, Naturwissenschaftliches Arbeiten, 2004, Friedrich Verlag

• Gropengießer, Höttecke, Nielsen, Stäudel, Mit Aufgaben lernen, 2006, Friedrich Verlag

• Lehrerinfo 3/2004, Nachhaltiges Lernen• MNU, 7/2001, Aufgaben im Naturwissenschaftlichen

Unterricht• MNU, 3/2004, Bildungsstandards• MNU, 8/2002, Naturwissenschaften verstehen• BLK (Bund-Länder-Kommission für Bildungsplanung und

Forschungsförderung), SINUS (Steigerung der Effizienz des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts, 1997

• Johannsmeyer, Auf der Suche nach dem atomaren Klebstoff, CHEMIKON, 3/2001

• Steffensky, Parchmann, Schmidt, Alltagsvorstellungen und chemische Erklärungskonzepte, ChuiZ, 39/2005


Literatur

Biologie und Chemie

• Akademiebericht Nr. 404, Naturwissenschaften in der Grundschule

• Akademiebericht Nr. 332, Freies Arbeiten im Chemieunterricht

• ISB, Neue Wege im Chemieunterricht• Akademiebericht Nr. 379, Natur und Technik am

Gymnasium• Chemistry in Context, 3. Auflage, McGraw Hill, 2000• Chemistry in Context, Laboratory Manual• Lernbox Informationen beschaffen aufbereiten

präsentieren, Friedrich Verlag, 2000• Naturwissenschaften verstehen!, Friedrich Verlag,

Lernchancen, Heft Nr. 42• Zeus Materialien Chemie, Aulis Verlag, 2001• Lernbox, Naturwissenschaften Verstehen & Anwenden,

Friedrich Verlag, 2001


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