Elemente Chemie Informationssystem 17. September 2008 - Seite 1 Elemente Chemie 7/8 Niedersachsen.

Elemente ChemieInformationssystem

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Elemente Chemie 7/8 Niedersachsen


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Chemie im Spannungsfeld von Kompetenzen, Inhalten und Kontexten

Aspekte des Vortrags

• Das neue Kerncurriculum

• Der Aufbau des Buches und die Seitentypen von

Elemente Chemie Niedersachsen 7/8

Elemente Chemie Niedersachsen 7/8

Paul Gietz

Geschwister-Scholl-Gymnasium Marl

Studienseminar Gelsenkirchen


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Kompetenzorientierte Kerncurricula als neue Form der Unterrichtsvorgaben

Kompetenzorientierte Kerncurricula

• formulieren erwartete Lernergebnisse als verbindliche Standards,

• beschreiben fachbezogene Kompetenzen, die fachdidaktisch begründeten

Kompetenzbereichen zugeordnet sind,

• bezeichnen die erwarteten Kompetenzen am Ende eines bestimmten

Abschnittes und beschreiben so auch deren Progression,

• beschränken sich dabei auf wesentliche Inhalte und Themen und darauf

bezogene Kenntnisse und Fähigkeiten, die für den weiteren Bildungsweg

unverzichtbar sind,

• geben verbindliche Bezugspunkte für die Überprüfung der Lernergebnisse

und der erreichten Leistungsstände in der schulischen Leistungsbewertung.


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Ziele des Unterrichts in den naturwissenschaftlichen Fächern

Unter Naturwissenschaftlicher Grundbildung (Scientific Literacy) wird die Fähigkeit verstanden, naturwissenschaftliches Wissen anzuwenden, naturwissenschaftliche Fragen zu erkennen und 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.

Ziel naturwissenschaftlicher Grundbildung ist es, Phänomene in Natur und Technik kennen zu lernen und erfahrbar zu machen, die Sprache und Historie der Naturwissenschaften zu verstehen, ihre Erkenntnisse zu kommunizieren sowie sich mit ihren spezifischen Methoden der Erkennt-nisgewinnung und deren Grenzen auseinanderzusetzen. Dazu gehört das theorie- und hypothesengeleitete naturwissenschaftliche Arbeiten, das eine analytische und rationale Betrachtung der Welt ermöglicht.


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Was sind Kompetenzen?

Kompetenzen sind nach Weinert (2001) die bei Individuen verfüg-baren oder durch sie erlernbaren kognitiven 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 zu nutzen.

Klieme: „Kompetenz ist eine Disposition, die Personen befähigt, bestimmte Arten von Problemen erfolgreich zu lösen, also konkrete Anforderungssituationen eines bestimmten Typs zu bewältigen.”


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Kompetenzbereiche im Fach Chemie:

KMK-BildungsstandardsKompetenzbereiche

Die drei Naturwissenschaften bilden die inhaltliche Dimension durch Basiskonzepte ab. Durch die vier Basiskonzepte in der Chemie können Phänomene chemisch beschrieben und geordnet werden.

Inhaltsdimension Handlungsdimension

konzeptbezogene Kompetenzen

prozessbezogene Kompetenzen

Fachwissen Erkenntnisgewinnung Kommunikation Bewertung

Chemische Phänomene, Begriffe, Gesetzmäßig-

keiten, kennen und Basiskonzepten zuordnen

Experimentelle und andere Untersuchungs-

methoden sowie Modelle nutzen

Informationen sach- und fachbezogen erschließen

und austauschen

Chemische Sachverhalte in verschiedenen

Kontexten erkennen und bewerten

Schülerinnen und Schüler mit einem Mittleren Schulabschluss müssen im Fach Chemie Kompetenzen erworben haben, die neben den Fachinhalten auch die Handlungsdimension berücksichtigen:

Die Handlungsdimension bezieht sich auf grundlegende Elemente der naturwissenschaftlichen Erkenntnis-gewinnung, also auf experimentelles und theoretisches Arbeiten, auf Kommunikation und auf die Anwendung und Bewertung chemischer Sachverhalte in fachlichen und gesellschaftlichen Kontexten.

Inhalts- und handlungsbezogene Kompetenzen können nur gemeinsam und in Kontexten erworben werden. Die Kompetenzen beschreiben Ergebnisse des Lernens, geben aber keine Unterrichtsmethoden oder -strategien vor.


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Anforderungsbereiche in den Naturwissenschaften:


AnforderungsbereichI II III

Kom

pete

nzb

ere

ich

FachwissenKenntnisse und

Konzepte zielgerichtetwiedergeben

Kenntnisse und Konzepteauswählen und

anwenden

Komplexere Fragestellungenauf der Grundlage von

Kenntnissen undKonzepten planmäßig

und konstruktiv bearbeiten

Erkenntnis-gewinnung

Bekannte Untersuchungsmethodenund Modelle beschreiben,

Untersuchungen nach Anleitungdurchführen

Geeignete Untersuchungsmethoden und Modelle zur Bearbeitung überschaubarer Sachverhalte

auswählen und anwenden

Geeignete Untersuchungsmethoden und Modelle zur Bearbeitung

komplexer Sachverhalte begründetauswählen und anpassen

Kommunikation

Bekannte Informationen in verschiedenen fachlich relevantenDarstellungsformen erfassen und

wiedergeben

Informationen erfassen und in geeigneten Darstellungsformen

situations- und adressatengerechtveranschaulichen

Informationen auswerten,reflektieren und für eigene Argumentationen nutzen

BewertungVorgegebene Argumente zur

Bewertung eines Sachverhaltes erkennen und wiedergeben

Geeignete Argumente zur Bewertung eines Sachverhaltes auswählen und

nutzen

Argumente zur Bewertung eines Sachverhaltes aus verschiedenen

Perspektiven abwägen und Entscheidungsprozesse reflektieren

Da noch keine empirisch abgesicherten Kompetenzstufenmodelle vorliegen, wird zunächst zur Einschätzung der in den Aufgabenbeispielen gestellten Anforderungen auf drei Bereiche zurückgegriffen, die sich in ihrer Beschreibung an den Einheitlichen Prüfungsanforderungen in der Abiturprüfung (EPA) orientieren.

Anforderungsbereiche sind nicht Ausprägungen oder Niveaustufen einer Kompetenz; es handelt sich dabei vielmehr um Merkmale von Aufgaben, die verschiedene Schwierigkeits-grade in ein und derselben Kompetenz abbilden können:


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3-dimensionale Kompetenzmatrix


Handlungs-dimension

Inhalts-dimension

Anforderungs-dimension

Kompetenzen

Bildhaft dargestellt spannen Anforderungen und Kompetenzen eine 3-dimensionale Kompetenzmatrix auf.

Konzepte

Prozesse


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Basiskonzepte - als besonders umfassende fachliche Konzepte - sind in erster Linie als Orientierungshilfen für Lehrerinnen und Lehrer und für Schülerinnen und Schüler in komplexen Fachzusammenhängen zu sehen.

• Mithilfe der Basiskonzepte können die fachlichen Beziehungen eines Konzeptgedankens über die gesamte Lernzeit stärker als bisher üblich miteinander verbunden werden.

• Basiskonzepte sprechen elementare Prozesse, Gesetzmäßigkeiten und Theorien sowie wesentliche Leitideen der naturwissenschaftlichen Fächer an.

• Sie beinhalten zentrale, aufeinander bezogene naturwissenschaftliche Begriffe, Definitionen und erklärende Modellvorstellungen.

• Indem Basiskonzepte durch alle Jahrgangsstufen hindurch immer wieder aufgegriffen und weiter ausdifferenziert werden, soll kumulatives Lernen erleichtert und ein kontinuierlicher Aufbau von fachlichen Kompetenzen gefördert werden.

• Die Fachinhalte bis zum Mittleren Schulabschluss sollen aus jeweils anderen Perspektiven betrachtet und neu geordnet werden, um sie aus der jeweiligen Sicht des Basiskonzepts zu vernetzen.

• Die Basiskonzepte bieten die Möglichkeit, ein und denselben Inhaltsbereich unter verschiedenen Perspektiven zu betrachten und so auf völlig unterschiedliche Fragestellungen zu fokussieren.

• Eine detaillierte Vorgabe unterrichtlicher Vorgehensweisen mit festgelegten Inhalten ist nicht sinnvoll und mit den Basiskonzepten nicht beabsichtigt.

Basiskonzepte - Sinn und Zweck

Kerncurricula in NiedersachsenBasiskonzepte


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Basiskonzepte für das Fach Chemie im Überblick

Kerncurricula in NiedersachsenBasiskonzepte

Basiskonzept 1 Basiskonzept 2 Basiskonzept 3 Basiskonzept 4

Stoffe und TeilchenStruktur und Eigenschaft

Chemische Reaktion

Energie

Das Kerncurriculum hat die KMK-Bildungsstandards für das Fach Chemie übernommen.


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Kontextorientiertes Lernen

• orientiert sich an Phänomenen und Anwendungen

• Kontexte sind fachbezogene Anwendungen

• Dieses Wissen muss allerdings immer wieder aus den Erwerbskontexten herausgelöst und in die fachsystematischen Strukturen der Basiskonzepte integriert werden, um es anschlussfähig und verfügbar zu machen.


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Lernprozessorientiertes Lehren und handlungsorientiertes Lernen

• Anknüpfung an Alltagerfahrungen, Schülervorstellungen und an

bereits erworbene Kompetenzen

• behutsame Heranführung an naturwissenschaftliche Konzepte, Sicht-

und Arbeitsweisen

• Integration und Förderung von Kompetenzen, die über das Fachliche

hinaus von Bedeutung sind (Lesekompetenz, Informationsbeschaffung,

Kommunikation, Teamfähigkeit, selbstbestimmtes Lernen, Reflexion

der eigenen Tätigkeit)


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Prozessbezogene Kompetenzen im Fach Chemie

Die prozessbezogenen Kompetenzen beschreiben die Handlungsfähigkeit von

Schülerinnen und Schülern in Situationen, in denen naturwissenschaftliche

Denk- und Arbeitsweisen erforderlich sind. Dabei werden Kooperation und

Kommunikation auch als Elemente fachmethodischen Arbeitens verstanden.

Kerncurriculum in Niedersachsen


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Das Prinzip der „Lernaufgabe”

AufgabenkulturLernaufgabe

• Die Aufgaben sollen die konzeptbezogenen wie prozessbezogenen Kompetenzen gleichermaßen berücksichtigen.

• Eine Leistungsfeststellung ist so anzulegen, dass den Lernenden Erkenntnisse über die individuelle Lernentwicklung ermöglicht werden.

• Komplexe Aufgabenstellungen erwirken eine simultane Aktivierung multipler Kompetenzen und decken dabei unterschiedliche Anforderungsniveaus ab.

• Mithilfe kompetenzorientierter Aufgaben soll ein langfristiger Kompetenzaufbau ermöglicht werden.

• Förderung der Sprachkompetenz, Schüsselstrategien in Deutsch, wie z. B. Markieren, sollen in den Naturwissenschaften angewendet und geübt werden.

• Die Aufgabenstellungen sollen Methodentraining enthalten, z.B. Lesefähigkeit fördern, Tabellen, Mindmaps anfertigen.

• Die Aufgabenbeispiele sollen möglichst realitätsnah sein bzw. einen Alltagsbezug aufweisen.

Im Sinne einer naturwissenschaftlichen Grundbildung formulieren die KMK-Bildungsstandards einerseits und die Kerncurricula in Niedersachsen andererseits einen Erwartungshorizont an die Aufgabenkultur:


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Vom Kerncurriculum zum BuchDas neue Elemente

Das neue Elemente Chemie für Niedersachsen

Bewährtes beibehalten - Neues integrieren

Bewährtes beibehalten Neues integrieren

• Klarheit, Übersichtlichkeit

• klare optische Trennung von Informationstext und Aufgaben/Versuchsteil

• Unterteilung der Versuche in Lehrer- und Schülerversuche

• im Buch ist ein durchgehender roter Faden vorhanden

• fachliche Fundiertheit

• Frisches, lockeres und grafisch ansprechendes Layout. Die Texte wurden insgesamt kürzer und damit lesefreundlicher verfasst, ohne jedoch auf die inhaltliche Korrektheit zu verzichten

• Aufnahme von Impulseseiten

• Integration weiterer Sonderseiten, um didaktischen Trends gerecht zu werden

• Trennung in Lernwissen (Hauptinfoseiten/Basisseiten) und darüber hinausgehenden Stoff (Exkursseiten)

• Betonung fächerübergreifender Bezüge

• Stärkung der konzept- und prozessbezogenen Kompetenzbildung sowohl in den Aufgaben und Versuchen der Hauptinfoseiten als auch - und im Speziellen - zum Abschluss eines Kapitels in Form von umfangreicheren Aufgaben

• Der Durchblick enthält nun auch Zusammenfassungen


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Das neue Elemente

Der Lehrwerksverbund

Aktuell

Software


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Einstieg


Das neue ElementeImpulse

Praktikum

Exkurs

DurchblickInfo


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Kapitel des Bandes 7/8


1 Was wir noch wissen…

1.1 Impulse Wiederholung

1.2 Sicherheit beim Experimentieren

1.3 Experimente und Protokollführung

1.4 Impulse Laborführerschein

1.5 Stoffe beschreiben

1.6 Satz von Eigenschaften und Stoffklasse

1.7 Gemische und Trennverfahren

1.8 Durchblick Übung


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2.1 Impulse Feuer

2.2 Beobachtungen an einer Kerze

2.3 Wenn Holz brennt

2.4 Praktikum Grundlagen der Brandbekämpfung

2.5 Brände verhüten und löschen

2.6 Durchblick Zusammenfassung und Übung

2 Feuer und Flamme


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3 Verbrennung – eine chemische Reaktion mit Sauerstoff


3.1 Impulse Verbrennung

3.2 Die Verbrennung – eine chemische Reaktion

3.3 Metalle verbrennen

3.4 Luft und Sauerstoff

3.5 Metalle reagieren mit Sauerstoff

3.6 Die Oxide von Schwefel und Kohlenstoff

3.7 Stille Verbrennungen

3.8 Exkurs Kohlenstoffdioxid und der Treibhauseffekt



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4 Chemische Reaktionen: Stoffe – Teilchen –Energie


4.1 Impulse Chemische Reaktionen:

Stoffe – Teilchen – Energie

4.2 Metalle reagieren mit Schwefel

4.3 Verbindungen und elementare Stoffe

4.4 Modell und Wirklichkeit

4.5 Das Teilchenmodell und der Aufbau der Stoffe

4.6 Chemische Reaktion und Teilchenmodell

4.7 Chemische Reaktion und Energie

4.8 Aktivierungsenergie und Katalyse



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5 Quantitative Aspekte in der Chemie


5.1 Dichte

5.2 Chemische Reaktionen und Massengesetze

5.3 Atome und ihre Masse

5.4 Exkurs Die Namen der Elemente

5.5 Impulse Elemente-Bingo

5.6 Die Verhältnisformel

5.7 Vom Reaktionsschema zur Reaktionsgleichung

5.8 Massenberechnungen



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6 Die Gewinnung reiner Metalle


6.1 Ötzi und sein Kupferbeil

6.2 Geschichte der Metallgewinnung

6.3 Vom Metalloxid zum Metall

6.4 Eisen und Stahlgewinnung

6.5 Exkurs Wichtige Metalle

6.6 Impulse Die Gewinnung reiner Metalle



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Basiskonzeptseiten


Stoff-Teilchen-Konzept

Struktur-Eigenschafts-Konzept

Konzept der chemischen Reaktion

Energie-Konzept


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Das neue Elemente Einstieg

Einstieg in ein Thema bzw. Kapitel über motivierende Seiten, die die Inhalte und Kontexte mithilfe ansprechender Fotos und kurzer Texte präsentieren.

Dabei werden chemisches Fachwissen und alltagsrelevante Phänomene visuell verknüpft.


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Basisinfoseite

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Basisinfoseite

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Der „rote Faden” durch die Chemie wird systematisch auf den Infoseiten gewoben. Sie sind das inhaltliche Rückgrat des Lehrwerkes.

Sachlogisch strukturierte Informationstexte ermöglichen ein selbstständiges Erarbeiten von chemischem Fachwissen. Die Absätze sind übersichtlich strukturiert und zumeist an Spitzmarken schnell und sicher zu erkennen.

Das Bildmaterial ist in den Text integriert und ermöglicht damit ein bildhaftes und besseres Verständnis der dargestellten Themen.

Zentrale Aussagen werden mit Merksätzen deutlich hervorgehoben.

Versuche und Aufgaben zu fast jedem Unterkapitel dienen der Überprüfung und Sicherung des im Kapitel erlernten Stoffes.

Basisinfoseite

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Chemie lebt vom Experimentieren. Auf diesen Seiten kann das Erlernte praktisch erprobt und handlungs-orientiert angewendet werden.

Ausführlich in Text und Bild beschriebene Experimente, die Schüler und Schülerinnen Schritt für Schritt selbst durchführen können.

Die Versuche im Praktikum stärken das selbstorganisierte Lernen.

Alle Versuche sind - unter Beachtung der aktuellen Sicherheitsrichtlinien - praxiserprobt.

Praktikum

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Impulse

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Fachorientierte oder fächerver-bindende bzw. fachübergreifende Inhalte, die mit modernen didaktischen Unterrichtsmethoden von den Schülern und Schülerinnen auch selbst- organisiert erarbeitet werden können.

Impulse

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Exkurse öffnen den Horizont für Aspekte, die über das rein Chemische hinausgehen...

...und behandeln zum Kerncurriculum passende, aber doch darüber hinausgehende, teils vertiefende Inhalte.

In den Exkursen wird der Blickwinkel der Chemie nicht nur zu den weiteren naturwissenschaftlichen Fächern, sondern insbesondere auch zur Technik hin geöffnet.

Exkurs

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Durchblick Zusammenfassung und Übung

Zum raschen Nachschlagen die wichtigsten Lerninhalte eines Kapitels in komprimierter Darstellung.

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Durchblick Zusammenfassung und Übung

Vielfältige und moderne Aufgaben wiederholen und festigen das Basiswissen.

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Das neue Elemente

Die 7 Pluspunkte für Niedersachsen

Einstieg Info Impulse Praktikum Exkurs Durchblick Konzepte

Jedes Thema (Inhaltsfeld u. fachl. Kontext) des Kerncurriculums wird mit einer Motivationsseite eingeleitet.

Der „rote Faden” durch die Chemie wird systematisch auf den Infoseiten gewoben. Sie sind das inhaltliche Rückgrat des Lehrwerkes.

Impulse zu neuen methodischen Ansätzen sowie fächerübergreifende Aspekte werden auf diesen Seiten präsentiert.

Chemie lebt vom Experimentieren. Auf diesen Seiten kann das Erlernte praktisch erprobt und angewendet werden.

Exkurse öffnen den Horizont für Aspekte, die über das rein Chemische hinausgehen.

Konzentration eines Kapitels auf das Wesentliche. Aufgaben zum ganzen Kapitel erweitet durch komplexe Aufgaben.

Zusammenfassende Darstellung der Basiskonzepte der Chemie auf Doppelseiten am Ende des Buches.

Ein Thema wird mit ansprechenden Fotos und knappen Sätzen umschrieben; dabei werden zentrale Fragen formuliert, die in diesem Kapitel behandelt werden. Die Einstiegsseite ist eine erste und schnelle, im Schwer-punkt visuelle Orientierung zu den Inhalten eines Kapitels.

Neben sachlogisch strukturierten Lern- und Informations-texten dienen Versuche und Aufgaben zu fast jedem Unterkapitel der Überprüfung und Sicherung des im Kapitel erlernten Stoffes. Zentrale Aussagen werden mit Merksätzen deutlich hervorgehoben.

Gerade die im neuen Kerncurriculum geforderten prozessbezogenen Kompetenzen (Erkenntnis-gewinnung, Kommunikation, Bewertung) werden auf diesen Seiten im Besonderen gefordert und gefördert.

Ausführlich in Text und Grafik beschriebene Schülerexperimente, die Schüler und Schülerinnen Schritt für Schritt selbst durchführen können. Die Versuche im Praktikum stärken das selbst-organisierte Lernen.

Zum Kerncurriculum passende, aber doch darüber hinausgehende, teils vertiefende Inhalte. In den Exkursen wird der Blickwinkel der Chemie nicht nur zu den anderen naturwissen-schaftlichen Fächern, sondern insbesondere auch zur Technik hin geöffnet.

Zum raschen Nachschlagen die wichtigsten Lerninhalte eines Kapitels in komprimierter Darstellung. Aufgaben festigen das Basiswissen.Komplexe Aufgaben bewirken eine „simultane Aktivierung multipler Kompetenzen” und decken dabei unterschiedliche Anforderungsniveaus ab.

Die vier Basis-konzepte der Chemie – Stoffe und Teilchen – Struktur und Eigenschaft – Chemische Reaktion – Energie werden in ihrer grund-legenden Bedeutung und an konkreten Beispielen erläutert. Durch ihre dezentrale Stellung im Buch können sie bei Bedarf immer wieder herangezogen werden.

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