Transcript MM_forschend - Didaktik der Chemie

Beispiel nach dem forschenden UV
Die Reduktion (Sek. I)
methodische Vorüberlegungen
Fachliche Voraussetzungen auf Schülerseite
• Oxidation als Reaktion mit Sauerstoff (Cu + O)
• Wasserstoff als Element und seine Reaktion mit Sauerstoff (Knallgasreaktion z.B.
über Seifenblasen)
• Energiebeteiligung bei Synthese und Analyse
Lehrziel
• Kompetenzbereich Fachwissen: Erkennen, dass die Affinität von H zu O benutzt
werden kann, um O aus Oxiden zu entfernen (Sauerstoffentzug als Reduktion).
Methodenwahl
•
Wenig Vorwissen vorhanden; also induktiver Zweig mit weiterführendem
Experiment.
•
Lehrerexperiment mit Wasserstoff.
AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
Beispiel: forschend-entwickelndes bzw.
entdeckendes UV Sek. I
Artikulationsstufe 1: das Problem
Problemstellung (entwickelnd): Leider kommt Kupfer in der Natur nur als Oxid CuO vor. Wir
benötigen aber das wertvolle Metall Cu. Wir suchen eine Methode, wie man den Sauerstoff
aus der Verbindung entfernen kann.
Problemgewinnung (entdeckend): Lernender: ich habe einen Stein bekommen, von dem es
heißt, da sei Kupfer drin. Der ist aber blau und nicht rot (wie das mir bekannte Kupfer).
Artikulationsstufe 2: Anbieten der Lösung bzw. Planung der Lösung
W: Bsp. für Reaktionen mit Sauerstoff, die im Unterricht behandelt wurden:
Mg+O2, H2+O2, S+O2, ...
Planung Variante a: nur theoretisch („Kreidechemie“)
Mg oder H könnten den Sauerstoff aus CuO entfernen
Planung Variante b: auch Versuchsapparatur (mit Wasserstoff als brennbarem Gas).
Überlegung: In welcher Form sind Produkte zu erwarten?
Kupferoxid + Wasserstoff  Kupfer + Wasser
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Beispiel: forschend-entwickelndes bzw.
entdeckendes UV Sek. I
Artikulationsstufe 3: Durchführung
Aufbau unter Schülerbeteiligung, aber Lehrerexperiment.
Ergebnis: Man erkennt rotes Kupfermetall und kann in der Kühlschlaufe Wasser auffangen.
Artikulationsstufe 4: Abstraktion
Bildhaft
Versuchsskizze: Arbeitsblatt beschriften oder Hefteintrag.
Verbal
Wortgleichung;
Definition historisch: Reduktion ist der Entzug von O aus einer Verbindung.
Symbolhaft CuO(s) + H2 (g)  Cu(s) + H20(g)
H<0
Artikulationsstufe 5: Sicherung
• Hefteinträge
• Anwendung
• Übungen
Erfolgskontrollen:
1. Beschreiben Sie, wie man aus folgenden Verbindungen Sauerstoff entfernen kann
• CuO (Anforderungsbereich I „Wiedergeben“, früher: Reproduktion),
• Fe2O3 (Anforderungsbereich II „einfache Anwendung“, früher: Reorganisation),
2. Stellen Sie aus Germanium(IV)-oxid das Element her (Anforderungsbereich III,
„elaborierte Anwendung“, früher: Transfer)
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Die forschenden Unterrichtsverfahren
Artikulationsstufe:
Hauptverantwortlich
1
Problemstellung /
Problemfindung
Lehrende
Lehrende
Lehrende
Lernende
2
Lösung(splanung)
Lehrende
Lehrende
Lernende
Lernende
3
Lösung
Lehrende
Lernende
Lernende
Lernende
4
Abstraktion
Lehrende
Lehrende
Lernende
Lernende
5
Sicherung
Lehrende
Lehrende
Lehrende
Lernende
Unterrichtsmethode:
Forschendentwickelnd
structured inquiry
Forschendentdeckend
guided inquiry
W. Wagner nach H. Schmidkunz, B. Koliander und R. Bonnstetter
Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth
open inquiry
Artikulationsstufen der
forschenden Unterrichtsverfahren
Artikulationsstufen
Denkphasen
1. Problemstellung
bzw. -findung
• Problemgrund
2. ggf. Planung der
Lösung
• Analyse
Mittel
Realobjekt, Experiment, AVMedium, Erzählung...
• Problemfindung
Durch den Lernenden selbst
oder Lehrerimpuls
• Problemformulierung Verbalisierung, schriftliche
Fixierung
• Sammeln von
Vorschlägen
• Entscheidung für
einen Vorschlag
Bereitstellung von zur Lösung
benötigten Kenntnissen
Schülerbeiträge
Diskussion
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Artikulationsstufen der
forschenden Unterrichtsverfahren
3. Durchführung des
Lösungsvorschlages
bzw.
Lösungspräsentation
• Planung der praktischen
Tätigkeit
• Durchführung
• Zusammentragen
der Ergebnisse
4. Abstraktion
Grad:
• bildhaft (z.B. Versuchsskizze, Fließschema)
• verbal (z.B. Beschreibung, Wortgleichung)
• symbolhaft (z.B. Formel, Formelgleichung, Diagramm)
Form:
• Unterrichtsgespräch, Lehrervortrag
• Schülerbeitrag
• Übungsaufgabe
Gruppenarbeit
Schülerexperimente
Forum: Vorträge
der Arbeitsgruppen
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Artikulationsstufen der
forschenden Unterrichtsverfahren
5. Sicherung
Fixierung und Übung
Wie Erfolgskontrollen auch auf den Stufen möglich:
• Anforderungsbereich I
Wiederholung (durch
Schüler)
• Anforderungsbereich II
(Übungs)Aufgaben
(mit anderen Werten)
• Anforderungsbereich III
Ähnlich gelagerte
bis weniger verwandte
Problemstellung
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Kritik der forschenden UV
Vorteile:
+ Exakte Gliederung und Planung möglich (entwickelnd)
+ Raum für spontane Änderungen gegenüber der Planung
(entdeckend).
+ Balancierte Anteile an Lehrer- und Schüleraktivitäten (je
nach Anteil entwickelnd/entdeckend).
+ entwickelnd bis entdeckend: gesamte Bandbreite an
Schüleraktivitäten (Ausmaß an Selbständigkeit,
Schwierigkeitsgrad,...) ist möglich.
+ entdeckend: sehr lerneffektiv (spricht alle psychischen
Dimensionen an: kognitiv, affektiv, psychomotorisch).
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Kritik des forschend-entwickelnden UV II
Nachteile (entdeckend):
- wenig zeiteffektiv.
-
Hohe Anforderung an die materielle und räumliche
Ausstattung.
Vorsicht:
- Die Kombination des nötigen Betreuungsgrades mit der
Zahl der Gruppen erfordert kleinere Klassen.
-
Führung für den Lehrer sehr anspruchsvoll.
-
Nicht für alle Themen sinnvoll und / oder möglich.
-
Häufig Verwechslung mit gängelndem Herausfragen.
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Mögliche Stundenstrukturen
lehrerzentriert
schülerorientiert
Inhaltl. Neuansatz
Methodenwechsel
Lehrziel 1
Lehrziel 2
Lehrziel 2
Problemgewinnung 1
Problemgewinnung 2
Problemstellung 2
Lösungsplanung 1
Lösungsplanung 2
Lösung 1
Lösung 2
Abstraktion 1
Abstraktion 2
Sicherung 1
Sicherung 2
Sicherung 2
Erfolgskontrolle 1
Erfolgskontrolle 2
Erfolgskontrolle 2
Lösung 2
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Ausblick: Freiheiten der Lernenden
„Methode“
Autonomes Lernen
Autonomes Lernen
Forschen
Tätigkeit, ggf. zusätzlich
Ziel
Inhalt
Zeit
selbst bestimmen
Lernort
Methode
Sozialform selbst bestimmen
Problem lösen
Experiment planen
Problem finden
Experimentieren
Experiment auswerten
„Selbsttätigkeit“
Experiment durchführen
Lehrervortrag
Ohne Systemwechsel möglich
Zuhören
Ausblick: Problemorientierung
Unterrichtsmethoden
Spiel
problemorientierte UM
Freiarbeit
forschend
fragend
Projekt
historisch