T.Kasprzak & A.Steif

KMK-Bildungsstandards in den Fächern Biologie, Chemie und Physik

für den mittleren Bildungsabschluss –

Wege der Umsetzung im Unterricht

T.Kasprzak & A.Steif

KMK-Bildungsstandards – Wege der Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie – Wege der Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SIund Physik der SI

Gliederung des Vortrags:

I Vorgaben der Bildungsstandards

Beitrag der Fächer Biologie, Chemie und Physik zum Erwerb einer naturwissenschaftlicher Grundbildung

• Kompetenzorientierung Berücksichtigung der Inhaltsdimension im Bereich Fachwissen mittels Basiskonzepte Berücksichtigung der Handlungsdimension in den

Bereichen Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung

• Kontextorientierung

II Hintergründe, Konsequenzen und praktische Umsetzung

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KMK-Bildungsstandards – Wege der Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI

Naturwissenschaftliche Grundbildung ist …

… ein wichtiger Teil von Allgemeinbildung und damit eine wesentliche Voraussetzung für die aktive Teilhabe an unserer Kultur und für eine lebenslange Auseinandersetzung mit der sich verändernden Welt.

(vgl. Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss in den Fächern Biologie, Chemie und Physik, Beschluss der Kultusministerkonferenz vom 16.12.2004)

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KMK-Bildungsstandards – Wege der Umsetzung in den Fächern Biologie, Chemie und Physik der SI

Kompetenzen der

Inhaltsdimension

Kompetenzbereich „Fachwissen“ (vgl. KMK-Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss in den Fächern Biologie, Chemie und Physik)

Handlungsdimension

Kompetenzbereich „Erkenntnisgewinnung“, „Kommunikation“, „Bewertung“ (vgl. KMK-Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss in den Fächern Biologie, Chemie und Physik)

konzeptbezogene Kompetenzen prozessbezogene Kompetenzen

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Kompetenzbereich „Fachwissen“ der BildungsstandardsAuszug aus dem Fach Chemie:

F3 chemische Reaktion

Die Schülerinnen und Schüler …

F3.1 beschreiben Phänomene der Stoff- und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.

F3.2 deuten Stoff- und Energieumwandlungen hinsichtlich der Veränderung von Teilchen und des Umbaus chemischer Bindungen.

F3.3 kennzeichnen in ausgewählten Donator-Akzeptor-Reationen die Übertragung von Teilchen und bestimmen die Reaktionsart.

…

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In den KMK-Standards wird das Fachwissen in Form von Basiskonzepten didaktisch strukturiert:

Biologie: EntwicklungStruktur und FunktionSystem

Chemie: chemische Reaktionenergetische Betrachtung bei Stoffumwandlungen Struktur-Eigenschafts-Beziehungen Stoff-Teilchen-Beziehungen

Physik: EnergieMaterie SystemWechselwirkung

Elektrische Schaltung• Spannungsquelle• zwei „Verbraucher“

Basiskonzept „Materie“

• positive und negative Teilchen als Ladungsträger

• stofflicher Aufbau Leiter/Nichtleiter

Basiskonzept„E

nergie“

• Energieformen

• Energieumwandlungen

Basiskonzept „Wechselwirkung“

• anziehende/abstoßende Kräfte

• Stöße Widerstand

Basiskonzept„S

ystem“

• Zusammenwirken von Komponenten

• Strom als Folge von Ladungsgefälle

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Schülerinnen und Schüler …

Biologie K 5 stellen biologische Systeme, z. B. Organismen, sachgerecht, situationsgerecht und adressatengerecht dar.

K 6 stellen Ergebnisse und Methoden biologischer Untersuchungen dar und argumentieren damit.

…

Chemie K 7 dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit situationsgerecht und adressatenbezogen.

…

Physik K 5 dokumentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit

K 6 präsentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit adressatengerecht.

…

Vorgaben der KMK-Bildungsstandards

Kompetenzbereich Kommunikation Informationen sach- und fachbezogen erschließen und austauschen

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Schülerinnen und Schüler …

Biologie B 3 beschreiben und beurteilen Erkenntnisse und Methoden in ausgewählten aktuellen Bezügen wie zu Medizin, Biotechnik und Gentechnik, und zwar unter Berücksichtigung gesellschaftlich verhandelbarer Werte.

…

Chemie B 5 diskutieren und bewerten gesellschaftsrelevante Aussagen aus unterschiedlichen Perspektiven.

…

Physik B 2 vergleichen und bewerten alternative technische Lösungen auch unter Berücksichtigung physikalischer, ökonomischer, sozialer und ökologischer Aspekte.

…

Kompetenzbereich Bewertung

Physikalische Sachverhalte in verschiedenen Kontexten erkennen und bewerten

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Schülerinnen und Schüler …

Biologie E 1 mikroskopieren Zellen und stellen sie in einer Zeichnung dar.E 4 ermitteln mithilfe geeigneter Bestimmungsliteratur im Ökosystem häufig vorkommende Arten.E 5 führen Untersuchungen mit geeigneten qualifizierenden oder quantifizierenden Verfahren durch.

…

Chemie E 3 führen qualitative und einfache quantitative experimentelle und andere Untersuchungen durch und protokollieren diese.

…

Physik E 7 führen einfache Experimente nach Anleitung durch und werten sie aus.

…

Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung

Zusammen-fassend

führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch.

Experimentelle und andere Untersuchungsmethoden sowie Modelle nutzen

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„Inhalts- und handlungsbezogene Kompetenzen können nur gemeinsam und in Kontexten erworben werden.“

(s. Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss, Beschluss der Kultusministerkonferenz vom 16.12.2004)

Kriterien für geeignete Kontexte (vgl. u.a. ChiK, Muckenfuß und OECD (PISA)):

• Sie bieten Schülerinnen und Schülern Gelegenheiten, Kompetenzen zu entwickeln und erworbene Kompetenzen in unterschiedlichen Bereichen sinnvoll und erfolgreich anzuwenden.

• Sie tragen zur Entwicklung der Basiskonzepte bei.• Sie erhalten in der Regel durch ihren Bezug zu Erfahrungen der Schülerinnen

und Schüler besondere Bedeutung.• Sie bieten Schülerinnen und Schülern vielfältige Handlungsmöglichkeiten für

einen aktiven Lernprozess.

Beispiele für kontextorientierte Unterrichtsgestaltung:

• Der Senfsamenkeimungswettbewerb

• Leben in der Kälte

• Haare tönen und färben – alles im neutralen Bereich?

• Wir untersuchen Haartrockner

• …

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Filmbeitrag unter:

http://www.learn-line.nrw.de/angebote/nw-unterrichtsentwicklung/Unterrichtsbeispiele/senf_film2.html

Leben in der Kälte Die NASA hat einen neuen Raumanzug für die zukünftige bemannte Mission zum Mars entwickelt, der aus verschiedenen Hohlraumschichten übereinander besteht.Allerdings fehlt noch die letzte Schicht, die den Astronauten vor der Kälte schützt. Auf dem Mars herrschen tagsüber zwar noch relativ warme Temperaturen von +13°C bis -53°C, nachts wird es mit nur -53°C bis -100°C aber lausig kalt.Die Mission soll schon in 12 Tagen starten, deshalb braucht die NASA Hilfe.Die Forscher dort haben folgende Materialien zur Auswahl, um die letzte Schicht des Raumanzugs zu füllen und den Astronauten damit gegen die Kälte auf dem Mars zu schützen:

Überprüft in Modellversuchen, wodurch der Astronaut am Besten vor Kälte geschützt wird.

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Federn Blätter / Gras / Heu

Alufolie Styropor

Fell Papier / Pappe

Fett Haare

Mehl Gipsgranulat

Wolle