Dezember 2006Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 1
Aufgaben mit gestuften Hilfen
Heterogenität abfedern Komplexität erhaltenSelbstständigkeit fördern
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 211. Dezember 2006
Elemente des Workshops
- Was sind Aufgaben mit gestuften Hilfen?- Bedeutung von Aufgaben für den Unterricht- Hilfen zur Unterstützung - Ergebnisse der bisherigen Untersuchungen- Beispiele erprobter Aufgaben
- Entwicklung eigener Aufgaben- Austausch und Diskussion
11. Dezember 2006Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 3
1. Teil
Was sind Aufgaben mit gestuften Hilfen? Erläuterungen am Beispiel
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 411. Dezember 2006
Aufgabenbeispiel „Die Einkaufswagenaufgabe“
„Wozu braucht man mehr Kraft, wenn man einen voll beladenen Einkaufswagen vorwärts eine Bordsteinkante hochhebt oder wenn man ihn umdreht und rückwärts hochzieht?“
Gibt es eine physikalische Begründung dafür, dass die eine Variante von vielen Menschen bevorzugt wird? Bei welcher Variante muss man mehr Kraft einsetzen?
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 511. Dezember 2006
Eine (erste) nützliche Hilfe lautet:
Versuche das Problem in einem Schema / einer Skizze zu veranschaulichen!
Aufgabenbeispiel „Die Einkaufswagenaufgabe“
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 611. Dezember 2006
Welche Gesetzmäßigkeit kannst du hier anwenden?(Hebelgesetz)
Mach dir klar, welche Art von Hebeln in der Aufgabe auftreten. Schau evtl. in deinem Physikbuch nach!
Überlege, wo in beiden Fällen die Drehpunkte und die Hebelarme liegen.
Weitere Hilfen
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 711. Dezember 2006
K-Arm L-ArmK-Arm
L-Arm
Die Lösung:
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 811. Dezember 2006
Aufgaben mit gestuften Hilfen selbst ausprobieren
Sie erhalten jetzt ein Aufgabenblatt sowie eine Reihe von Hilfen, wie sie ähnlich im Unterricht (und in der Begleitforschung) eingesetzt werden.
Bitte bearbeiten Sie die Aufgabe unter Benutzung der Hilfen jeweils zu zweit!
Dr. L. Stäudel - Forschergruppe LLL Kassel 911. Dezember 2006
Austausch der gemachten Erfahrungen
11. Dezember 2006Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 10
2. Teil
Warum Aufgaben für den naturwissenschaftlichen Unterricht so wichtig sind
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 1111. Dezember 2006
Die Ausgangslage Fragend-entwickelnder Unterricht fragmentiert
Fragestellungen, Inhalte und Lernsituationen
Komplexe Aufgaben überfordern weniger leistungsfähige Schülerinnen und Schüler
Lerngruppen sind stets heterogen, Differen-zierung ist notwendig
Inhaltliche Zielgleichheit ist dennoch erwünscht
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 1211. Dezember 2006
Aufgaben für verändertes Lernen
1. Aufgaben für eine veränderte Unterrichtsgestaltung
2. Aufgaben zur Förderung selbstständigen Lernens
3. (anspruchsvolle) Aufgaben für die kognitive Aktivierung der Schülerinnen und Schüler
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 1311. Dezember 2006
1. Aufgaben ...für eine veränderte Unterrichtsgestaltung
Das vorwiegend fragend-entwickelnde Unterrichtsskript führt nur bedingt zu einer kognitiven Aktivierung der Schülerinnen und Schüler
Für erfolgreiches Lernen müssen aber (möglichst) alle Schülerinnen und Schüler in den Fortgang des Unterrichts eingebunden werden.
Wohl-definierte Aufgaben sind wirksame Mittel auf diesem Weg
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 1411. Dezember 2006
Josef Leisen:Qualitätssteigerung des Physikunterrichts durch Weiter-entwicklung der Aufgabenkultur. In: MNU 54/7 2001, S. 401 – 405
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 1511. Dezember 2006
2. Aufgaben... zur Förderung selbstständigen Lernens
Überantwortung von Teilen des Lern- und Erkenntnisprozesses
Nutzung kooperativer Lernformen
Nutzung von Peer-Group-Effekten
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 1611. Dezember 2006
Exkurs: LEV VYGOTSKI (1896-1934)
Zone der proximalen Entwicklung
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 1711. Dezember 2006
Produktiver Umgang mit der Heterogenität3. (anspruchsvolle) Aufgaben ...
für die kognitive Aktivierung der Schülerinnen und Schüler
Konstruktivistische Sicht auf das Lernen
Aktive Aneignung statt passive Rezeption
Vermittlung von Erfolgserlebnissen und
Stärkung der Motivation
11. Dezember 2006Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 18
3. Teil
Wie Hilfen aussehen können / müssen, mit denen man die Bearbeitung komplexer Fragestellungen unterstützen kann.
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 1911. Dezember 2006
Dimensionen gestufter
Lernhilfen
Aktivierung Elaboration
Sachbezogene Information
Strukturierung des Problems
Drei Dimensionen der Hilfestellung
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 2011. Dezember 2006
Inhaltliche Hilfenz.B. als direkte Hilfe
Die Formel für Kochsalz ist NaCl Erinnere Dich: Kraft = Gegenkraft Eidechsen gehören zu den wechselwarmen Tieren
oder als Frage formuliert
Mit welchem Gesetz kann man die Kräfte an einem Hebel beschreiben? Wenn Chlorophyll grün erscheint, welchen Farb-
anteil absorbiert es dann aus dem weißen Licht?
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 2111. Dezember 2006
Lernstrategische Hilfen Formuliere die Aufgabe in eigenen Worten!
Versuche die wichtigen von den unwichtigen Informationen zu trennen!
Was weißt du schon über den Sachverhalt und was kannst du daraus folgern?
Kennst du etwas Ähnliches?
Was weißt du schon über das Gesuchte und was benötigst du dafür?
Versuche das Problem in einem Schema / einer Skizze zu veranschaulichen!
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 2211. Dezember 2006
Taxonomie inhaltlicher und lernstrategischer aufgabenbezogener LernhilfenParaphrasierung / Fokussierung auf den
Zielzustand„Erklärt Euch gegenseitig die Aufgabe noch mal in euren eigenen Worten“
Fokussierung auf den Ausgangszustand„Schaut euch die Informationen aus dem Aufgabentext an: …?“
Elaboration von Unterzielen„Überlegt euch, welche der Eigenschaften am schnellsten zu bestimmen ist!“
Aktivierung von Vorwissen„Könnt ihr euch noch an eine Formel erinnern, mit der ihr aus Masse und Volumen die Dichte bestimmen könnt?“
Informationsinput„Die Formel für Dichte lautet Dichte = Masse / Volumen“
Visualisierung„Fertigt eine Skizze des Problems an!“
Verifizierung„Schreibt die einzelnen Schritte noch mal aufeinander auf!“
Sachbez. Information
Strukturierung d. Problems
Aktivierung/Elaboration
Strukturierung d. Problems
Aktivierung/Elaboration
Aktivierung/Elaboration
Sachbez.Information
Strukturierung d. Problems
Aktivierung/Elaboration
Strukturierung d. Problems
Aktivierung/Elaboration
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 2311. Dezember 2006
Methodische Varianten der Hilfen-Präsentation
Alle Gruppen erhalten Aufgabenstellung und einen Umschlag mit nummerierten Hilfekärtchen.
Nummerierte Hilfekärtchen am Lehrerpult, es darf immer nur einer aus einer Gruppe nach vorn gehen und die Hilfe einsehen.
11. Dezember 2006Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 24
4. TeiI
Ermutigende Ergebnisse
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 2511. Dezember 2006
„Selbstständigkeitsorientiertes fachliches Lernen in den Naturwissenschaften durch kognitiv anspruchsvolle Aufgaben mit gestuften Lernhilfen“
Rita Wodzinski (Physik, Uni Kassel)Lutz Stäudel (Chemie, Uni Kassel)Martin Hänze (Psychologie, Uni Kassel)
Gudrun Franke-Braun (Chemiedidaktik)Simone Blum (Psychologie)Florian Schmidt-Weigand (Psychologie)
Das Forschungsprojekt
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 2611. Dezember 2006
Versuchsdesign
Bedingung 1
25 Schülerpaare
Problem „5-Zent-Münze“
Experimentalbed.: gestufte Lernhilfen
Problem „Optische Linsen“
Kontrollbed.: Hilfetexte
Bedingung 2
25 Schülerpaare
Problem „5-Zent-Münze“
Kontrollbed.: Hilfetexte
Problem „Optische Linsen“
Experimentalbed.: gestufte Lernhilfen
Prozessbegleite
nderS
elbstberich
t / Lerntest
Vortest
Interviews m
it ausgewählten
Schüle
rn
Prozessbegleite
nderS
elbstberich
t / Lerntest
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 2711. Dezember 2006
Lernleistungen (5-Cent)
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 2811. Dezember 2006
1 2 3 4 5
Kognitive Aktivierung
Lernfreude (Motivation)
Soziale Einbindung
Autonomie
Kompetenzerleben
mit Hilfen
ohne Hilfen
Innersubjektive Effekte
niedrig hoch
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 2911. Dezember 2006
Effekte der Gruppenzusammensetzung
Freie Wiedergabe
0
1
2
3
4
ohne Hilfen mit Hilfen
Lö
sun
gsg
üte
(m
ax. 6
)
Transfer
4
5
6
7
8
9
ohne Hilfen mit Hilfen
Lö
sun
gsg
üte
(m
ax. 1
5)
homogen gutheterogenhomogen schlecht
<
<
<=
=
=
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 3011. Dezember 2006
Einige Ergebnisse im Überblick
Gestufte Lernhilfen wirken positiv auf: Kommunikation Reproduktion der Aufgabenlösung Leistung bei Transferproblemen Lernerleben (Affekte und Attributionen)
Lernwirksamkeit der Lernhilfen geht NICHT zurück auf Lernzeit Lernvoraussetzungen Kommunikation in den Lernpaaren
Lernschwache Schüler empfinden das
selbstständige Lösen der Aufgabe als sehr
befriedigend.
11. Dezember 2006Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 31
5. Teil
Aufgabenpool
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 3211. Dezember 2006
Aufgaben nach fachlichen Themen
1. Dichte / Auftrieb: „Wie kann man Kunststoffe trennen?“
Entwicklung eines technischen Verfahrens
„Woraus besteht eigentlich die 5-Cent-Münze?“ Überprüfung
eines Feststoffes hinsichtlich seiner Stoffeigenschaften,
insbesondere der Dichte
„Welches Gas ist im Feuerzeug?“
Identifizierung eines Gases anhand seiner Dichte
„Rettung auf einer Eisscholle“
Verknüpfung von Dichte und Auftrieb
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 3311. Dezember 2006
2. Optik „Brennweite von Linsen“
Entwicklung eines Verfahrens zur Bestimmung der Brennweite von Linsen
„Sonnentaler Aufgabe“
Anwendung des Prinzips der Lochkamera „Susi und Max“
Spiegel, Reflektion von Licht
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 3411. Dezember 2006
3. Weitere Physik-Aufgaben „Kühlschrank“
Systembetrachtung, Energieerhalt „Kinderwagenaufgabe“
Anwendung der Hebelgesetze auf einen Alltagsgegenstand
„Das optimale Klangerlebnis“Nutzung des Prinzips der korrespondierenden Röhren für eine Schlauchwaage
„Wer hat Recht?“ Ausdehnung von Stoffen
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 3511. Dezember 2006
4. Lösungen, Salze „Salze lösen sich verschieden gut“
Entwicklung eines technischen Verfahrens zur Bestimmung der Löslichkeit eines Salzes
„Salzgewinnung“
Entwicklung eines Verfahrens, um Salz aus tief liegenden Lagerstätten zu fördern
„Osmose und Umkehrosmose“
Entwicklung eines Verfahrens zur Meerwasserentsalzung mittels Umkehrosmose
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 3611. Dezember 2006
5. Oxidation „Feuerlöschen“
Erklären der Löschwirkung von Wasser „Die Glühbirne“
Eine Möglichkeit entwickeln, um den Glühdraht vor Oxidation zu schützen
Dr. L. Stäudel Universität Kassel / SINUS NW Hessen 3711. Dezember 2006
ARBEITSPHASE
Entwickeln Sie selbst eine Aufgabe mit gestuften Hilfen, die Sie in Ihrem Unterricht in den nächsten Wochen einsetzen können.
Suchen Sie sich dazu einen Partner. Gestalten Sie Aufgabe und Hilfen so, dass
sie anschließend von anderen ausprobiert werden können!