für den mittleren Bildungsabschluss – Wege der Umsetzung im Unterricht
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
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)
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
Kompetenzbereich „Fachwissen“ der Bildungsstandards Auszug 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.
…
In den KMK-Standards wird das Fachwissen in Form von Basiskonzepten didaktisch strukturiert:
Biologie: Entwicklung
Struktur und Funktion System
Chemie: chemische Reaktion
energetische Betrachtung bei Stoffumwandlungen Struktur-Eigenschafts-Beziehungen
Stoff-Teilchen-Beziehungen Physik: Energie
Materie System
Wechselwirkung
Elektrische Schaltung
• Spannungsquelle
• zwei „Verbraucher“
Basiskonzept „Materie“
• positive und negative Teilchen als Ladungsträger
• stofflicher Aufbau Leiter/Nichtleiter
B as is ko nz ep t „E ne rg ie “
• Energieformen
• Energieumwandlungen
Basiskonzept
„Wechselwirkung“
• anziehende/abstoßende Kräfte
• Stöße Widerstand
B as is ko nz ep t „S ys te m “
• Zusammenwirken von Komponenten
• Strom als Folge von Ladungsgefälle
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
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
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
„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
• …
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.
Federn Blätter / Gras / Heu
Alufolie Styropor
Fell Papier / Pappe
Fett Haare
Mehl Gipsgranulat
Wolle
