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Studienseminar für Gymnasien Heppenheim
Pädagogische Facharbeit
Gem. § 40a HLbG und § 46 HLbGDV
Ist Choice2learn eine geeignete Methode zur
Veränderung von ausgewählten, persistenten
Lernervorstellungen zum Themenfeld „Organik“ der
Oberstufe (Einführungsphase)?
vorgelegt von
Studienreferendarin Tanja Katharina Gergen am
08.08.2016
Ausbildungsschule:
Betreuender Ausbilder: Herr Dr. Gräber
Fach: Chemie
Versicherung
Ich versichere, dass ich die vorliegende Pädagogische Facharbeit selbständig verfasst,
keine anderen als die angegebenen Hilfsmittel verwendet und sämtliche Stellen dieser
Arbeit, die anderen benutzten Werken im Wortlaut oder dem Sinne nach entnommen
sind, in jedem einzelnen Falle unter Angabe der Quelle als Entlehnung kenntlich
gemacht habe.
- Internetquellen sind gemäß den Vorgaben des Seminarrates nachgewiesen.
____________________________
(eigenhändige Unterschrift)
Genehmigung zur Ausleihe
Ich bin damit einverstanden, dass ein unkorrigiertes Exemplar der vorliegenden
Pädagogischen Facharbeit zwecks Ausleihe in die Bibliothek des Studienseminars
eingestellt wird. ja ___ nein ___
Darüber hinaus erkläre ich mich einverstanden, dass der Titel, die Gliederung und
gegebenenfalls eine kurze Zusammenfassung meiner Pädagogischen Facharbeit auf
Veranlassung des Studienseminars Heppenheim im Internet veröffentlicht werden
dürfen. ja ___ nein ___
Ich bin auch einverstanden, dass das Studienseminar Heppenheim eine um die
Lerngruppenbeschreibung gekürzte Version meiner Pädagogischen Facharbeit im
Internet veröffentlicht. ja ___ nein ___
_____________________________________ (eigenhändige Unterschrift)
2
Inhaltsverzeichnis
I. Genese ............................................................................................................. 1
II. Theorie……………………………………………….……………………..…………..2
2.1 Lernervorstellungen……………………………………………..………………....2
2.2 Veränderung von Lernervorstellungen……………………………………......….5
III. Lernausgangslage und Lerngruppe…………………………….……..……..…...8
IV. Konzeption von choice2learn………………………...……………………...….…11
4.1 Vorstellung der Konzeption von choice2learn……………………..….……...11
4.2 Die Konzeption von choice2learn aus der didaktischen und methodischen
Perspektive………………………………………….....……………………….….….12
V. Diagnostik und Diagnose der Lernervorstellungen……….….………..…..…16
a) Verbrennung…………………………………………...……….....…………..18
b) Änderung von Aggregatzuständen………………………..……….....…….20
c) Löslichkeit……………………………………………………..….…………...21
VI. Lernimpulse, ihre Evaluation und Denkprozesse der SuS…………....……...23
a) Verbrennung……………………………………………...………….....…..…23
b) Änderung von Aggregatzuständen………………………………....…...….24
c) Löslichkeit………………………………………………….……………........24
VII. Evaluation des Einsatzes von choice2learn…………………………………...25
a) Verbrennung……………………………………………………......………....26
b) Änderung von Aggregatzuständen……………………..…….…..…..…….27
c) Löslichkeit…………………………………………………....…………....….28
VIII. Fazit, Ausblick und Weiterarbeit………………………………..…...……....……30
IX. Literatur………………………………………………………...…..…………..…...…31
1
I. Genese
Lo que se aprende con bragas, no se olvida con canas.
(spanisches Sprichwort)
Als ich dieses Sprichwort von meiner damaligen spanischen Mitbewohnerin während
meines Auslandsaufenthaltes hörte, wusste ich noch nicht welche Bedeutung es für
meine Lehrtätigkeit haben wird. Zunächst einmal birgt es eine große Chance, als
Lehrkraft prägend auf die Entwicklung von Kindern zu wirken und eine gewisse
Modellfunktion zu haben. Bereits im naturwissenschaftlichen Anfangsunterricht (‚der
Wiege‘) sollen Schülerinnen und Schüler1 laut den Bildungsstandards
wissenschaftspropädeutisches Arbeiten erlernen, „sowie Denk- und Handlungsarten
[erwerben], die sie befähigen, aktuelle und langfristige Probleme zu erfassen und sich
durch Sachkenntnis rational mit ihnen auseinanderzusetzen.“2
Doch schon hier stoßen ihre aus alltäglichen Beobachtungen resultierenden
subjektiven Theorien, die für sie ihre Gültigkeit haben auf‚ die wissenschaftliche
Wahrheit‘3. Bereits während meiner universitären Ausbildung weckten
Schülervorstellungen und der Umgang mit diesen im Chemieunterricht mein Interesse.
So erkannte ich bei der Konzeption einer Unterrichtsreihe zur Einführung des
Teilchenkonzepts im Anfangsunterricht4 Herausforderungen, wie beispielsweise der
Spagat zwischen Fasslichkeit und naturwissenschaftlicher Gültigkeit5, sowie der
Vermeidung von hausgemachten Fehlvorstellungen.6 Im Rahmen meines
Vorbereitungsdienstes erfuhr ich im Fachseminar Chemie durch Seminarbeiträge von
u.a. Herrn Dams zum Thema Präkonzepte im Chemieunterricht der Jahrgangsstufe
Sieben noch mehr zu dieser Thematik. Von der Persistenz der Präkonzepte und
subjektiven Theorien konnte ich mich während des Unterrichtens meiner Lerngruppe,
einer E-Phase7, selbst überzeugen. Neben ursprünglichen (Fehl)Vorstellungen8 sah ich
mich mit hausgemachten (Fehl)Vorstellungen konfrontiert, die angesichts der damals
bevorstehenden Unterrichtseinheit Organik für einen erfolgreichen Lernprozess
unbedingt verändert werden mussten. Die Herausforderung bestand dabei zunächst
eine geeignete Konzeption zu entwickeln, die eine langfristige Veränderung, der sich
seit ‚den Kinderschuhen‘ manifestierenden bzw. etablierenden, elementaren
(Fehl)Vorstellungen, initiiert. Auf Anregung eines Seminarbeitrags von Herrn Heß und
1 Nachfolgend wird die Abkürzung SuS bzw. SoS mit der Bedeutung Schülerinnen und bzw. oder Schüler verwendet,
um einen besseren Lesefluss zu gewährleisten. 2 s. Hessisches Kultusministerium (2011): Bildungsstandards und Inhaltsfelder. Das neue Kerncurriculum für Hessen.
Sekundarstufe I – Gymnasium. Chemie. Wiesbaden, S. 11 3 Auf Grundlage des derzeitigen naturwissenschaftlichen Konsens
4 im Rahmen einer Seminararbeit
5 vgl. Anton, M. A. (2008): Kompendium Chemiedidaktik. Bad Heilbrunn: Klinkhardt, S. 124ff
6 vgl. Kap. 2.1 Lernervorstellungen
7 vgl. Kap. III. Lernausgangslage
8 Der Begriff Fehlvorstellung muss hier kritisch betrachtet werden., vgl. Kap. 2.1 Lernervorstellungen
2
Gesprächen mit meinem Ausbilder wurde ich auf Choice2learn, einer Konzeption zur
Exploration und Veränderung von Lernervorstellung im naturwissenschaftlichen
Unterricht von Frau Prof. Dr. Marohn, aufmerksam.9 Choice2learn orientiert sich dabei
an der konstruktivistischen Sichtweise, bei der Lernen als „aktiver, selbstgesteuerter,
konstruktiver, situativer und sozialer Prozess“10 verstanden wird und berücksichtigt die
subjektiven Theorien der Schüler11. Es stellte sich mir daher die Frage wie elementare
und damit für den Oberstufenunterricht essentielle Vorstellungen, die bereits in der
Sekundarstufe I thematisiert wurden, inhaltlich in den ‚normalen‘ Unterricht integriert
werden können. Auf diese Weise sollen auch andere Fachkollegen von den
Erfahrungen profitieren und eine Möglichkeit zur Implementierung der choice2learn-
Konzeption in den Regelunterricht dargestellt bekommen. Neben der
Konzeptentwicklung bestand der Wunsch, dass die SuS Selbstvertrauen und
Eigenständigkeit gewinnen, auf dessen Förderung ebenfalls ein Schwerpunkt lag.12
Aus diesem Hintergrund entwickelte sich die zentrale Frage der vorliegenden
pädagogischen Facharbeit:
Ist Choice2learn eine geeignete Methode zur Veränderung von ausgewählten,
persistenten Lernervorstellungen zum Themenfeld „Organik“ der Oberstufe
(Einführungsphase)?
Im Rahmen der Arbeit werden zunächst theoretische Grundlagen zu
Schülervorstellungen und deren Veränderung dargelegt. Des Weiteren wird die
Konzeption von choice2learn und deren Erprobung aus der didaktischen und
methodischen Perspektive vorgestellt. Abschließend sollen die Ergebnisse hinsichtlich
einer Konzept- sowie Kompetenzentwicklung bewertet, die Praxistauglichkeit beurteilt
und einen Ausblick auf eine mögliche Weiterarbeit gegeben werden.
II. Theorie
2.1 Lernervorstellungen
Nach Dewey und Ausubel muss eine Lehrkraft vor der Konzeption des Unterrichts die
Erfahrungen eines jeden Lernenden berücksichtigen, denn diese schon vorhandenen
Vorstellungen beeinflussen die Organisation aller neuen Erfahrungen.13
Die bereits existierenden Vorstellungen der Lernenden können aus alltäglichen
Beobachtungen resultieren. SuS aber auch Erwachsene verknüpfen oftmals diese
9 vgl. Marohn, A. (2008): „Choice2learn“ – eine Konzeption zur Exploration und Veränderung von Lernervorstellungen
im naturwissenschaftlichen Unterricht., in: Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, Jg. 14, 2008, S. 57-83 10
s. Reinmann-Rothmeier, G.; Mandl, H. (1998): „ Wissensvermittlung: Ansätze zur Förderung des Wissenserwerbs.“, in F. Klix & H. Spada (Hrsg.): Enzyklopädie der Psychologie C/II/6. Theorie und Forschung (S. 457-500). Göttingen: Hogrefe, S. 459 zitiert nach: Mandl, H.; Krause, U.-M. (2001): Lernkompetenz für die Wissensgesellschaft (Forschungsbericht 145). München: Ludwig-Maximilians-Universität, Lehrstuhl für Pädagogik und Pädagogische Psychologie, S. 5 11
Die männlichen Formen wie Schüler/Lehrer werden aus Gründen der besseren Lesbarkeit benutzt. Es können dabei aber sowohl männliche als auch weibliche Personen gemeint sein. 12
vgl. Kap. III. Lernausgangslage 13
vgl. Barke, H.-D. et al. (2011): Chemiedidaktik kompakt. Lernprozesse in Theorie und Praxis. Berlin: Springer, S. 22
3
Erfahrungen logisch und entwickeln daraus eigene Konzepte, die ihnen für weitere
Erklärungen zur Verfügung stehen. Da diese subjektiven Theorien ohne jegliches
Vorwissen entstehen, dürfen sie – auch wenn sie nicht der wissenschaftlichen
Vorstellung entsprechen – nach Barke (2006, 2011) nicht als falsch angesehen
werden.14 Selbst in früheren Jahrhunderten wurden auf Grundlage von Beobachtungen
und Logik Theorien und Gesetze formuliert, welche ohne experimentelle
Untersuchungen anerkannt wurden. Er bezeichnet sie daher auch als ‚alternativ‘ bzw.
‚ursprünglich‘ oder als ‚Präkonzepte‘.15 Exemplarisch für ein Präkonzept ist die
vorwissenschaftliche Vorstellung resultierend aus den Beobachtungen des
Verdampfungsprozesses von Wasser. Dabei existiert oftmals die subjektive Theorie
von Kindern, dass das Wasser einer Pfütze durch einen Sonnenstrahl aufgesogen
wird. Erst durch den Vorgang des Kondensierens kann sich bei den Kindern eine
wissenschaftlich anerkannte Vorstellung entwickeln.16 Daneben wird eine Vielzahl der
Alltagsphänomene nicht auf physikalischen und/oder chemischen Vorgängen hin
untersucht, sondern als gegeben akzeptiert.17 Während Präkonzepte überwiegend im
Anfangsunterricht Chemie auftreten, können sich im weiteren Bildungsgang durch
Vermittlungsfehler im Chemieunterricht lehrerinduzierte oder ‚hausgemachte‘
Vorstellungen, wie Barke (2006) sie nennt, abzeichnen.18 Allgemein stellt es für
Lehrkräfte eine Herausforderung dar, ihre Lernenden zur entsprechenden Vorstellung
hinzuführen, für die es derzeitig einen wissenschaftlichen Konsens gibt.19
„Der Wechsel zwischen der makroskopischen und submikroskopischen
Betrachtungsweise, das Abstraktionsniveau der theoretischen Vorstellungen und die
Komplexität der erforderlichen Denkschemata machen die Chemie in den Augen vieler
zu einem schwierigen Fach.“20 Nach Johnstone liegt hier die Wurzel lehrerinduzierter
Fehlvorstellungen:21
„macro“:
was man sehen, fühlen und riechen kann
„submicro“: „representational“:
Atome, Ionen, Symbole, Formeln,
Moleküle, Reaktionsgleichungen,
Strukturen Stöchiometrie,
Tabellen und Graphen
14
Daher sollte der Begriff ‚Fehlkonzept‘ vermieden werden. 15
vgl. Barke, H.-D. (2006): Chemiedidaktik. Diagnose und Korrektur von Schülervorstellungen. Berlin: Springer, S. 21 16
vgl. Barke, H.-D. (2006): Chemiedidaktik. Diagnose und Korrektur von Schülervorstellungen. Berlin: Springer, S. 23 17
vgl. Pfeifer, P; Lutz, B.; Bader, H. J. (2002): Konkrete Fachdidaktik Chemie. München: Oldenburg, S. 145 18
vgl. Barke, H.-D. (2006): Chemiedidaktik. Diagnose und Korrektur von Schülervorstellungen. Berlin: Springer, S. 25f 19
vgl. Pfeifer, P; Lutz, B.; Bader, H. J. (2002): Konkrete Fachdidaktik Chemie. München: Oldenburg, S. 133f 20
s. Pfeifer, P; Lutz, B.; Bader, H. J. (2002): Konkrete Fachdidaktik Chemie. München: Oldenburg, S. 123 21
„Chemical Triangle“ nach Johnestone: s. vgl. Barke, H.-D. (2006): Chemiedidaktik. Diagnose und Korrektur von Schülervorstellungen. Berlin: Springer, S. 31
Abbildung 1: "Chemical Triangle" nach Johnstone
4
Johnstone stellt hier die drei Ebenen (‚levels‘) des naturwissenschaftlichen Denkens
und deren Zusammenhang dar: Während die Makroebene Phänomene beschreibt, die
durch Sinneswahrnehmungen (Sehen, Fühlen, Riechen) direkt sichtbar und erfahrbar
sind, so sind submikroskopische Erklärungen nicht wahrnehmbar und damit besonders
für Lernende des Anfangsunterrichts abstrakt. Auf dem representational level werden
Zusammenhänge der makroskopischen oder submikroskopischen Ebene durch
Symbole und Graphen beispielsweise visualisiert.22 Werden Phänomene, die auf
Makroebene wahrgenommen wurden, direkt symbolhaft dargestellt, so erschließt sich
den SuS keinerlei Zusammenhang und sie bilden ihre eigene Vorstellung auf
submikroskopischer Ebene, was zu hausgemachten Vorstellungen führen kann.
Generell gestaltet es sich nach Kozma für Lernende schwierig, naturwissenschaftliche
Phänomene anhand symbolischer Darstellungen zu erklären.23
Als Brücke zwischen den drei Ebenen fungiert die chemische Fachsprache, die
differenziert und kategorisiert. Wird die Fachsprache in diesem Zusammenhang
allerdings nicht hinreichend differenziert, so sind hausgemachte Vorstellungen die
Folge. Des Weiteren kann Alltagssprache oder Umgangssprache unzureichende
Vorstellungen begünstigen und stärker verankern. So für diese Facharbeit relevante
alltäglichen Aussagen wie zum Beispiel: „Fettflecken werden ‚ent‘-fernt‘“24, „Kohle ‚ver‘-
glüht“25, „Holz ‚ver‘-kohlt“26. Bedingt durch die Formulierung regen sie zu einem
Vernichtungskonzept an. Dieses, sowie die Vorstellung vom Eigenschaftsträger,27
gehen auf die ursprüngliche Verbrennungsvorstellung (repräsentieren demnach den
historischen Verlauf von Erkenntnisprozessen) zurück, welche sich beständig bis in
den Chemieunterricht der Oberstufe hält28.
Je nach Entwicklungsstand der SuS finden sich in ihren Äußerungen konkret-bildhafte,
sowie magisch-animistische Sprechweisen, wobei Deutungen anhand von Analogien
erfolgen und Ursachen personifiziert dargestellt werden: „[…] das Holz will nicht
brennen, die Flamme will ausgehen, […] das Holz brennt, damit man sich wärmen
kann, etc.“29 Die Bedeutung der Sprache im Unterricht ist – wie bereits angedeutet –
von jeder Lehrkraft zu berücksichtigen. Lehrende müssen eine Sensibilität hierfür
entwickeln, um Vorstellungen der SuS mittels kognitions-linguistischer Analyse zu
erfassen. Lebensweltliche, auf direkten Erfahrungen basierende, Vorstellungen – auch
22
vgl. Nakoinz, S. (2015): Untersuchung zur Verknüpfung submikroskopischer und makroskopischer Konzepte im Fach Chemie. Berlin: Logos, S. 10 23
vgl. Kozma, R. B. (2000): „The use of multiple representations and the social construction of understanding in chemistry“, in: Jacobson, M.; Kozma R. B. (Hrsg.): Innovations in science and mathematics education: Advanced designs for technologies of learning (S. 11-46). Mahwah, NJ: Erlbaum, S. 12 24
s. Barke, H.-D. et al. (2011): Chemiedidaktik kompakt. Lernprozesse in Theorie und Praxis. Berlin: Springer, S. 16 25
s. Barke, H.-D. et. al. (2011): Chemiedidaktik kompakt. Lernprozesse in Theorie und Praxis. Berlin: Springer, S. 16 26
s. Barke, H.-D. et al. (2011): Chemiedidaktik kompakt. Lernprozesse in Theorie und Praxis. Berlin: Springer, S. 16 27
Bsp: „Kupfer wird beim Erhitzen in der Flamme schwarz.“ (s. Barke, H.-D.; Harsch, G. (2011): Chemiedidaktik kompakt. Lernprozesse in Theorie und Praxis. Berlin: Springer, S. 17) 28
vgl. Barke, H.-D. et al. (2011): Chemiedidaktik kompakt. Lernprozesse in Theorie und Praxis. Berlin: Springer, S. 17ff 29
s. Barke, H.-D. et al. (2011): Chemiedidaktik kompakt. Lernprozesse in Theorie und Praxis. Berlin: Springer, S. 15
5
verkörperte Vorstellungen genannt – sind die Grundlage für das Verstehen von
Gebieten, für die noch keine Erfahrung vorliegt. „Diese verkörperten und durchaus
reich strukturierten Vorstellungen sind der Ursprungsbereich, aus dem heraus
imaginativ ein Verständnis aller anderen Bereiche erfolgt.“30 So lassen Phrasen wie
‚die Lösung eines Problems‘ beispielsweise unterschiedliche metaphorische
Interpretationen zu: Während eine Vielzahl diese Aussage dahingegen interpretiert,
dass ein Problem nicht mehr existiert, greifen Lakoff und Johnson eine chemische
Metaphorik auf:
„It gives us a view of problems as things that never disappear utterly and that cannot be solved once and for all. All of your problems are always present, only they may be dissolved and in solution, or they may be in solid form. The best you can hope for is o find a catalyst that will make one problem dissolve without making another one precipitate out.“
31
2.2 Veränderung von Vorstellungen
Das vorangehende Kapitel legt dar, welch große Bedeutung die Kenntnis über
unterschiedliche Schülervorstellungen für den Unterricht hat. Lebensweltliche
Vorstellungen sind über viele Jahre hin erworben und demnach tiefer verwurzelt als
neue, im Rahmen weniger Unterrichtsstunden, erworbene Konzepte.32 Als logische
Konsequenz daraus ergibt sich die Frage, auf welche Art und Weise neue
Denkstrukturen aufgebaut werden können.
Wenn die Lehrkraft im Anfangsunterricht Präkonzepte und subjektive Theorien der SuS
hinsichtlich des derzeitigen wissenschaftlichen Konsens negiert bzw. sanktioniert und
Unterricht als Vermittlungsinstitution versteht, bei dem ‚falsche‘ Vorstellungen durch
‚richtige‘ ersetzt werden, kann Unterricht nicht als „Ort des Verstehen-Lernens“33
begriffen werden.
„Verstehen bedeutet, dass die (der) Lernende Wissensstrukturen (wie Begriffe, Begriffsnetze, Klassifikationssysteme, Gesetzmäßigkeiten, theoretische Konzepte) entwickelt und dass es ihm gelingt, die zu verarbeitende Information oder die Fakten in diese Strukturen einzuordnen und Beziehungen herzustellen.“
34
Die Verknüpfung von deklarativen35 und prozeduralem Wissen36 schafft dabei eine
Wissensstruktur, die für wissenschaftspropädeutisches Arbeiten und damit
problemlösende Strategien im Chemieunterricht unabdingbar ist.37
30
s. Gropengießer, H. (1999): „Was die Sprache über unsere Vorstellungen sagt. Kognitionslinguistische Analyse als Methode zur Erfassung von Vorstellungen: Das Beispiel Sehen., in: Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften; Jg. 5, Heft 2, S. 57-77; S. 60 31
s. Lakoff, G.; Johnson, M. (1980): Metaphors We Live By., Chicago: The University of Chicago Press, S. 143 32
vgl. Barke, H.-D. (2006): Chemiedidaktik. Diagnose und Korrektur von Schülervorstellungen. Berlin: Springer , S. 29 33
S. Rehm, M.; Stäudel, L. (2010): „Nature of Science. Erwartungen und Ansätze.“, in: Naturwissenschaften im Unterricht. Chemie. Nature of Science (01.08.2010), S. 14-15 34
s. Pfeifer, P; Lutz, B.; Bader, H. J. (2002): Konkrete Fachdidaktik Chemie. München: Oldenburg, S. 122 35
= einzelne Wissenselemente, wie z.B. Fakten-, Verfügungswissen 36
= Fähigkeit des Herstellens von Beziehungen, Orientierungswissen 37
vgl. Pfeifer, P; Lutz, B.; Bader, H. J. (2002): Konkrete Fachdidaktik Chemie. München: Oldenburg, S. 124f
6
Hier muss den SuS transparent gemacht werden, dass Verstehen durch strukturell
gebundenes Wissen erleichtert wird und dieses somit länger abrufbar als isoliertes
Einzelwissen ist.38
Lernen hinsichtlich einer Änderung bzw. Weiterentwicklung von Konzepten wird in der
Fachliteratur unterschiedlich beschrieben. Während Posner et. al. (1982) den Begriff
des ‚conceptual change‘39 prägt, der eine radikale Ablösung der ursprünglichen zur
neuen Vorstellung bezeichnet40, haben sich im Zuge der konstruktivistischen
Lerntheorie Bezeichnungen wie „conceptual development (Entwicklung), conceptual
growth (Wachstum)41, conceptual reorganisation (Reorganisation) und conceptual
reconstruction (Rekonstruktion)“42 etabliert. Während sämtliche Facetten – von einer
radikalen Umstrukturierung bis hin zu einer stufenweisen Entwicklung – zu den
‚Veränderungen‘ bzw. ‚Konzeptentwicklung‘ von Schülervorstellungen gehören, wird
auf Grundlage der in Kapitel 2.1 und 2.2 angeführten Argumentation und der
Darlegung von Marohn43 nicht von einer Auslöschung der Präkonzepte bzw.
ursprünglichen Schülervorstellungen ausgegangen. Oftmals kommt es zu einer
Verknüpfung von subjektiven und naturwissenschaftlichen Theorien und/oder beide
können gleichrangig parallel existieren.
„Neue Konzepte werden nur dann im Denken von Lernenden verwurzelt, wenn sie sich
sowohl als den vorwissenschaftlichen Vorstellungen überlegen erweisen als auch
wiederholt in den verschiedensten Situationen angewandt werden.“44
Nach der konstruktivistischen Sichtweise erfolgt Lernen als „aktiver, selbstgesteuerter,
konstruktiver, situativer und sozialer Prozess.“ 45 Demgemäß muss die Lehrkraft den
SuS die Möglichkeit geben, entgegen des kognitionspsychologischen Ansatzes46, sich
ihren Wissenserwerb selbst zu konstruieren. Gleichzeitig besteht der Anspruch das
Wissen in multiplen Kontexten, selbstständig und unter vielfältigen Perspektiven zu
erwerben und anzuwenden. Denn durch diese Erfahrungen kann Lernen im Sinne
einer dauerhaften Veränderung erfolgen.47,48
38
s. Pfeifer, P; Lutz, B.; Bader, H. J. (2002): Konkrete Fachdidaktik Chemie. München: Oldenburg, S. 124 39
vgl. Posner, G. J.; Strike, K. A.; Hewson, P. W.; Gertzog, W. (1982): „Accomodation of a Scientific Conception: Toward a Theory of Conceptual Change.“, in: Science Education, 66(2), S. 211-227, Department of Education, Ithaca: Cornell University, S. 213 40
entsprechend der Akkodomation von Piaget 41 entsprechend der Assimilation von Piaget 42
S. Krüger, D. (2007): „Die Conceptual Change-Theorie“, in: Krüger, D. (Hrsg.); Vogt, H. (Hrsg.) (2007): Theorien in der biologiedidaktischen Forschung. Ein Handbuch für Lehramtsstudenten und Doktoranden. Berlin: Springer, S. 81-92, S. 82 43
vgl. Marohn, A. (2008): „Choice2learn“ – eine Konzeption zur Exploration und Veränderung von Lernervorstellungen im naturwissenschaftlichen Unterricht., in: Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, Jg. 14, 2008, S. 57-83, S. 60ff 44
s. Pfeifer, P; Lutz, B.; Bader, H. J. (2002): Konkrete Fachdidaktik Chemie. München: Oldenburg, S. 145 45
s. Reinmann-Rothmeier, G.; Mandl, H. (1998): Wissensvermittlung: Ansätze zur Förderung des Wissenserwerbs. In F. Klix & H. Spada (Hrsg.), Enzyklopädie der Psychologie C/II/6. Theorie und Forschung (S. 457-500). Göttingen: Hogrefe, S. 459 zitiert nach: Mandl, H.; Krause, U.-M. (2001): Lernkompetenz für die Wissensgesellschaft (Forschungsbericht 145). München: Ludwig-Maximilians-Universität, Lehrstuhl für Pädagogik und Pädagogische Psychologie, S. 5 46
hier wird von einem Wissenstransport ausgegangen 47
vgl. Woolfolk, A. (2008): Pädagogische Psychologie. München: Pearson, S. 257 48
vgl. Kap. I. Genese
7
„Wichtiges Ziel des Vermittlungsprozesses ist es deshalb, den Jugendlichen in Unterrichtsgesprächen ihre eigenen Widersprüche aufzuzeigen oder bei Erklärungsversuchen neuer Inhalte die Widersprüche ihrer Vorstellungswelt zu aktuellen wissenschaftlichen Deutungen bewusst zu machen, sie damit zu motivieren, diese Widersprüche überwinden zu wollen.“
49
Zur Gestaltung der Lernumgebung hinsichtlich eines ‚Konstruktivistisch Orientierten
Naturwissenschaftlichen Unterrichts‘ (=KONU) liefern Widodo & Druit (2004) fünf
Kategorien: 1. Konstruktion des Wissens ermöglichen; 2. Relevanz und Bedeutung der
Lernerfahrung; 3. Soziale Interaktion; 4. Unterstützung der Schüler beim
eigenständigen Lernen; 5. Wissenschaft, Wissenschaftler und wissenschaftliches
Wissen.50 Die unterstützende Rolle der Lehrkraft wird von Taber (2002) mit der
Bezeichnung ‚a learning-doctor‘ beschrieben. Unter seine Funktion fällt laut ihm die
Diagnose51 von Lernervorstellungen, um anschließend anhand der gewonnenen
Erkenntnis einen angemessenen Chemieunterricht zu konzipieren.52,53 Die letzte
Kategorie beinhaltet Ansätze der Nature of Science54, bei der u.a. den Schülern
vermittelt werden soll, dass das Wissen zwar zuverlässig, aber nicht unveränderlich
ist.55 Für den Verlauf des Lehr-Lern-Prozesses lassen sich beim Vergleich von
evolutionären Vorgehen, die eine sukzessive Entwicklung der Lernervorstellung
verfolgen, und revolutionären Strategien, welche auf kognitive Konflikte basieren, nach
Marohn „fünf Phasen identifizier[en], die im Verlauf des Lehr-Lernprozesses
durchlaufen werden: die Orientierung, das Erkunden von Schülervorstellungen, die
Umstrukturierung von Schülervorstellungen, das Anwenden sowie das Überprüfen und
Bewerten der neuen Vorstellungen.“56 Die Bedeutung des Lernens innerhalb eines
sozialen Prozesses nach der konstruktivistischen Lerntheorie wird in diesem
Zusammenhang noch deutlicher. Durch die Interaktion von SuS werden neue,
individuelle Entwicklungszustände erreicht, was eine förderliche Aufgabenbewältigung
ermöglicht.57,58
49
s. Barke, H.-D. (2006): Chemiedidaktik. Diagnose und Korrektur von Schülervorstellungen. Berlin: Springer, S. 27 50
vgl. Widodo, A.; Duit, R. (2004): „Konstruktivistische Sichtweisen vom Lehren und Lernen in die Praxis des Physikunterrichts“, in: Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften; Jg. 10, S. 233-255; S. 236ff 51
Vgl. Kap. V Diagnostik und Diagnose von Lernervorstellungen 52
vgl. Taber, K. S. (2002): Chemical Misconceptions – Prevention, Diagnosis and Cure: Theoretical background (Vol. 1). London: Royal Society of Chemestry, S. 53ff 53
Vgl. Kap. I. Genese 54
vgl. Ertl, D. (2010): „The Nature of Science. Das Wesen/die Natur der Naturwissenschaften.“, in: PLUS LUCIS. Verein zur Förderung des physikalischen und chemischen Unterrichts. Österreichische physikalische Gesellschaft – Fachausschuss Physik & Schule. (01.02.2010), S. 5-7; vgl. Ertl. (2013): „Sechs Kernaspekte zur Natur der Naturwissenschaft“, in: PLUS LUCIS. Verein zur Förderung des physikalischen und chemischen Unterrichts. Österreichische physikalische Gesellschaft – Fachausschuss Physik & Schule. (01.02.2013), S. 16-20; vgl. Neumann, I.; Kremer, K. (2013): „Nature of Science und epistemologische Überzeugungen – Ähnlichkeiten und Unterschiede.“, in: Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften (Jg. 19, 2013), S.209-230 55
vgl. Ertl, D. (2010): „The Nature of Science. Das Wesen/die Natur der Naturwissenschaften.“, in: PLUS LUCIS. Verein zur Förderung des physikalischen und chemischen Unterrichts. Österreichische physikalische Gesellschaft – Fachausschuss Physik & Schule. (01.02.2010), S. 5-7, S. 5ff 56
s. Marohn, A. (2008): „Choice2learn“ – eine Konzeption zur Exploration und Veränderung von Lernervorstellungen im naturwissenschaftlichen Unterricht., in: Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, Jg. 14, 2008, S. 57-83, S. 61 57
vgl. Marohn, A. (2008): „Choice2learn“ – eine Konzeption zur Exploration und Veränderung von Lernervorstellungen im naturwissenschaftlichen Unterricht., in: Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, Jg. 14, 2008, S. 57-83, S. 61 58
vgl. Kap I. Genese, Kap. III. Lernausgangslage und Lerngruppe
8
III. Lernausgangslage und Lerngruppe
Die Lerngruppe ist eine E-Phase (E2: 2. Halbjahr), die sich aus sechs Schülerinnen
und acht Schülern (insgesamt 14 SuS) zusammensetzt. Sämtliche SuS bis auf N. und
T. sind mit Beginn der E1 von dem Realschulzweig in die gymnasiale Oberstufe
eingetreten. Ich kenne die Lerngruppe seit Beginn des Schuljahres 2015/16 und
unterrichte sie seither eigenverantwortlich mit drei Wochenstunden Chemie:
Donnerstags, in der siebten und achten Stunde und freitags in der fünften Stunde. In
Anbetracht der fortgeschrittenen Zeit stagniert besonders donnerstags die
Konzentration und Aufmerksamkeitskapazität der SuS. Gerade aus diesem Grund ist
eine Schüleraktivierung, die die Selbsttätigkeit fördert wichtig, was die choice2learn-
Konzeption berücksichtigt.59 Die Umstellung in die gymnasiale Oberstufe
(Arbeitspensum, Arbeitszeiten) fiel den SuS aus dem Realschulzweig besonders im
ersten Halbjahr noch schwer, was sich allerdings allmählich relativiert.
Der Chemieunterricht findet stets in einem der Fachsäle statt, welcher fest installierte
Gas-/ Wassersäulen besitzt und die Sitzordnung in kooperative Arbeitsphasen
beeinträchtigt. Hinsichtlich der kleinen Lerngruppe und den häufigen experimentellen
Arbeitsphasen wirkt sich dies jedoch für den Kompetenzzuwachs und der Phasen von
choice2learn nicht negativ aus.60 Die medientechnische Ausstattung des Chemiesaals
beschränkt sich auf einen Overhead-Projektor. Allerdings besteht die Möglichkeit
Laptops sowie Beamer der Chemiesammlung zu beziehen.61
Die sich anschließende Diagnose der Kompetenzen der SuS basiert auf systematische
Beobachtungen während des Unterrichts, der mündlichen Mitarbeit62, den Ergebnissen
in Klausur, Tests und schriftlich angefertigten Protokollen63. Des Weiteren füllten die
SuS einen auf Kompetenzen basierenden Selbsteinschätzungsbogen (SEB) zur
Unterrichtsreihe Einführung in die Organische Chemie und der Homologen Reihe der
Alkane aus.64
In Bezug auf die allgemeine Fachkompetenz konnte ich in mehrfacher Hinsicht eine
Heterogenität beobachten: Zum einen durch die Konstellation von überwiegend SuS
aus dem Realschulzweig gegenüber der Minderheit der Gymnasialschüler und zum
anderen durch individuelle Leistungsunterschiede. Die Leistungsheterogenität verteilt
sich wie folgt: Insgesamt sind vier Leistungsträger vorhanden, die sich sowohl durch
Quantität und Qualität ihrer Beiträge auszeichnen. Besonders T. ist hervorzuheben, der
zwar ein fundiertes Vorwissen besitzt, sich chemische Sachverhalte selbstständig
erschließen kann und stets interessengesteuert weiterführende Fragen formuliert,
59
vgl. Kap. IV Konzeption von choice2learn 60
vgl. Kap. IV Konzeption von choice2learn 61
vgl. Kap. 4.2 Die Konzeption von choice2learn aus der didaktischen und methodischen Perspektive 62
Quantität und Qualität der Beiträge 63
Nach einem für die Lernenden transparenten Kompetenzraster; auch: Kompetenzen in der Fachsprache erkennbar 64
Auf eine ausführliche Darlegung wird an dieser Stelle verzichtet. Die für die pädagogische Facharbeit relevante Diagnose findet sich in Kap. V.
9
jedoch deutliche Mängel in der korrekten Verwendung der Fachsprache aufweist. Des
Weiteren sieht er sich selbst im Vorteil gegenüber seinen Mitschülern, was sich in der
Quantität der Beiträge wiederspiegelt. P., F. und R. sind besonders gewissenhaft in der
Erledigung von Arbeitsaufträgen.
Neben einem breiten Mittelfeld ist besonders eine leistungsschwächere Schülerin A. zu
nennen, die zwar interessiert am Fach Chemie ist, was durch fachliche Fragen
außerhalb der Unterrichtsstunde verdeutlicht wird, die Qualität der Mitarbeit weist
allerdings deutliche Mängel auf. Daneben werden schriftliche bzw. weiterführende
Aufgaben nur mühsam erledigt. Das globale Leistungsniveau der Lerngruppe ist eher
auf einer mittleren bis unteren Stufe einzuordnen, gerade was die Qualität der
Beiträge, sowie das Arbeitstempo angeht. Die Lerngruppe möchte sich stets auf
Korrektheit rückversichern, was einer selbstständigen Bearbeitung gegenläufig ist.65
Die für die pädagogische Facharbeit durchgeführte Diagnose und daraus
resultierenden Förderbedarf ergab zudem eine weitreichende Heterogenität in Bezug
auf die Schülervorstellungen zu elementaren Vorstellungen bezüglich der
Verbrennung, der Änderung des Aggregatzustandes (flüssiggasförmig) und der
Löslichkeit.66 Während nur einzelne die wissenschaftlich korrekte Vorstellung
beschrieben, wurde durch das offene Aufgabenformat deutlich, dass der Rest der
Lerngruppe den Vorgang auf submikroskopischer Ebene fachlich falsch erklärte oder
zum Teil nur schwer subjektive Theorien verbalisieren konnte.
Trotz des allgemein eher niedrigen Leistungsniveaus der Lerngruppe sehe ich gerade
aufgrund ihres durchweg positiven Arbeitsverhaltens ein deutliches Potential in jedem
einzelnen der SuS und die Chance eine langfristige Konzeptentwicklung zu erreichen
(Personalkompetenz).
Die Lerngruppe zeichnet sich zudem durch ein äußerst positives Arbeitsklima aus, die
motiviert und aktiv mitarbeitet und sich bei Verständnisproblemen nicht scheut
nachzufragen. Da sich die SuS bereits aus den vergangenen Realschuljahren kennen,
arbeiten sie gerne und effektiv zusammen. Auch T. und N. sind nun etablierte
Mitglieder der Lerngruppe (soziale Kompetenz). Diese Bedingungen begünstigen
Lernen im sozialen Prozess und begründen zudem die Wahl der choice2learn-
Konzeption.67
Da der Hauptteil dieses Kurses ausländische Wurzeln aufweist, fällt es Einigen umso
schwerer komplexe Sachverhalte fachwissenschaftlich korrekt auf Deutsch zu
formulieren bzw. zu erfassen.68 Dies betrifft nicht nur mündliche, sondern auch
schriftliche Beiträge wie das Anfertigen von Protokollen. Diese werden regelmäßig
65
vgl. Ziele und Konzeption: Kap. I. Genese, Kap. IV. Konzeption von choice2learn 66
vgl. Kap. V. Diagnostik und Diagnose der Lernervorstellungen 67
Vgl. Kap. I. Genese, Kap. IV. Konzeption von choice2learn 68
Dies wurde auch bei der Wahl von Diagnoseformaten berücksichtigt., vgl. Kap. V. Diagnostik und Diagnose
10
korrigiert, woraus sich ein individuelles Feedback ergibt. Im Plenum werden stets
häufige Fehler bezüglich der Verwendung der Fachsprache gemeinsam korrigiert und
damit einhergehend Fachwissen reaktiviert.69 Die ausgeprägte
Kommunikationsfähigkeit anhand von Alltagssprache soll langfristig hin zu einer
fachlich korrekten Kommunikation und folgerichtigen Argumentation in
naturwissenschaftlichen Zusammenhängen führen, welches unter eines der vier
Kompetenzbereiche fällt. Der daraus entstehende Förderbedarf soll in der vorliegenden
Unterrichtskonzeption unter Ausnutzen der günstigen, ausgeprägten Sozialkompetenz
der Lerngruppe berücksichtigt werden.70
Daneben hat sich im Verlauf des ersten Halbjahres gezeigt, dass eine verstärkte
Verbalisierung und eine Verknüpfung von Bild und Sprache besonders von abstrakten
Inhalten zu deutlich mehr Verständnis und Sicherheit bei den SuS führt. Gerade für
visuelle Lerntypen soll ein haptischer Zugang geschaffen werden, indem die für
choice2learn benötigten Lernimpulse Molekülbaukästen, Material zur Modellierung71
(materielles Modell)72, sowie zum Experimentieren beinhalten.73 Je nach Bedarf kann
zur Verdeutlichung ihrer Position und einhergehender Argumentation zurückgegriffen
werden (differenzierter Einsatz).74
Hinsichtlich der Methodenkompetenz haben die SuS nach eigenen Angaben im Laufe
ihrer Schullaufbahn bereits ein solides Repertoire erworben. Kooperative
Unterrichtsformen im Chemieunterricht erschienen ihnen aus der Sekundarstufe I
bisher allerdings eher ungewohnt. Inzwischen sind diese jedoch durch die aktuelle
Unterrichtsgestaltung (E1 und E2) ein fest etablierter und dankend angenommener
Bestandteil geworden. Dies führte zu zielführende Ergebnisse hinsichtlich des
Kompetenzzuwachses.
Selbsteinschätzungsbögen und gestufte Hilfen sind den SuS aus dem alltäglichen
Chemieunterricht bekannt. Des Weiteren sind die Lernenden mit dem methodischen
Unterrichtsgang nach der choice2learn-Konzeption im Zuge der Erprobung vertraut
geworden, bei der es sich um selbstständiges Lernen mit impulsgebendem Material
zum eigenständigen Arbeiten handelt.75
IV. Konzeption choice2learn
69
Ich habe dazu angeregt eine Art Vokabelheft für Fachbegriffe anzulegen, was von vielen SuS dankend angenommen wird. 70
vgl. Kap. IV. Konzeption von choice2learn, vgl. Anhang der beigefügten Daten-CD, Kap. 3. Kompetenzen 71
vereinfachte Modellierung eines Einwegfeuerzeugs 72
vgl. Schmitt-Sody, B.; Kometz, A.: „Differenzierung im Chemieunterricht“ (S. 137-154), in: Eisenmann, M.; Grimm, T. (2012): Heterogene Klassen – Differenzierung in Schule und Unterricht. Baltmannsweiler: Schneider Verlag, S. 143 73
vgl. Meister, H. (2000): Differenzierung von A-Z. Eine praktische Anleitung für die Sekundarstufen. Stuttgart: Klett, S. 63 74
vgl. Schmitt-Sody, B.; Kometz, A.: „Differenzierung im Chemieunterricht“ (S. 137-154), in: Eisenmann, M.; Grimm, T. (2012): Heterogene Klassen – Differenzierung in Schule und Unterricht. Baltmannsweiler: Schneider Verlag, S. 143f 75
vgl. Risse, E.: „Umgang mit Heterogenität – auch im Gymnasium“, in: Boller, S.; Rosowski, E.; Stroot, T. (Hrsg.) (2007): Heterogenität in Schule und Unterricht. Handlungsansätze zum pädagogischen Umgang mit Vielfalt. Weinheim/Basel: Beltz, S. 120ff
11
4.1 Vorstellung der Konzeption von choice2learn
Die in Kapitel 2.1 und 2.2 erläuterten Theorien bilden die Grundlage für die Konzeption
von Choice2learn und damit auch für diese pädagogische Facharbeit. Im Folgenden
werden die Phasen des Unterrichtskonzepts dargestellt76:
Abbildung 2: Phasen von choice2learn
In der ersten Phase von choice2learn erfolgt die Thematisierung anhand eines
schülernahen Kontexts entweder schriftlich oder innerhalb eines Unterrichtsgesprächs.
Auf diese Weise werden Alltagserfahrungen der SuS berücksichtigt, Motivation bzw.
Interesse initiiert77 und SuS aktiviert.78 Danach sollen die Lernenden die Möglichkeit
erhalten, sich ihrer eigenen Position bewusst zu werden, zu reflektieren und
Erklärungen zu formulieren, was die folgende Interaktion mit SuS anderer
Vorstellungen vorbereitet. In der Polarisierungsphase legen die Lernende ihre
Standpunkte dar. Auf diese Weise werden die SuS aktiviert und jede Vorstellung wert
geschätzt. Die Bedeutung eines jeden einzelnen wird der Gruppe bewusst und der
Blick auf andere Perspektiven amplifiziert.79 Anschließend erfolgen die Argumentation
und der Diskurs um die jeweiligen Standpunkte gegeneinander abzuwägen, ihre
Zweckdienlichkeit aber auch Grenzen aufzudecken. Während den beiden Phasen zwei
und drei stehen die Lernenden stets ein Argumentationsbogen80 zur Verfügung, der
ihnen eine Übersicht verschafft und sie bis zur Ergebnisfindung hin begleitet.
76
vgl. Marohn, A. (2008): „Choice2learn“ – eine Konzeption zur Exploration und Veränderung von Lernervorstellungen im naturwissenschaftlichen Unterricht., in: Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, Jg. 14, 2008, S. 57-83, S. 68ff und vgl. Barke, H.-D.; Harsch, G. (2011): Chemiedidaktik kompakt. Lernprozesse in Theorie und Praxis. Berlin: Springer, S. 96ff 77
vgl. Kap. 2.2 Veränderung von Lernervorstellungen 78
Eine Aktivierung ist aufgrund der äußeren Bedingungen erforderlich., vgl. Kap. III. Lernausgangslage und Lerngruppe 79
Dabei soll die Eigentätigkeit und das Selbstbewusstsein gefördert werden., vgl. Kap. I. Genese, Kap. III. Lernausgangslage und Lerngruppe 80
Ausgewertete Argumentationsbögen, siehe Anhang der beigefügten Daten-CD, Kap. 9
Kontext-ualisier-ung
Positionier-ung
Polarisierung, Argumenta-tion und Diskurs, Lernimpuls-phase
Reflexion & Klärung
Anwendung & Sicherung
1
2
3
4
5
12
Gleichzeitig liefert er Transparenz über den Argumentationsprozess und kann zur
anschließenden Phase der Reflexion dienen. Jeder Schüler erhält die Möglichkeit die
Argumente individuell hinsichtlich seiner Überzeugungskraft zu bewerten. Um
möglichst selbstbestimmt und lehrerunabhängig zu agieren, stehen den Lernenden in
der Diskurs-Phase Lernimpulse zur Verfügung.81 Die Lernimpulse82 können dabei aus
Modellen, Sachinformationen, Fragen oder Experimenten bestehen, jedoch stets unter
Berücksichtigung der entsprechenden subjektiven Theorien der betreffenden
Lerngruppe, welches im Vorfeld diagnostiziert83 wurden. Auf diese Weise können
weitere Anregungen initiiert und zu neuen Problemlösestrategien angeregt werden,
was in Anbetracht der Lerngruppenanalyse84 notwendig ist. Erst danach erfolgen die
Reflexion des Einigungsprozesses der jeweiligen Gruppen und die Klärung der derzeit
gültigen wissenschaftlichen Theorie im Plenum. Nach der Sicherungsphase sollen die
SuS ihre Erkenntnisse auf einen neuen Kontext anwenden um eine Verwurzlung der
Konzeptentwicklung zu ermöglichen und dem konstruktivistischen Ansatz gerecht zu
werden.85 Diese letzte Phase soll in Partnerarbeit erfolgen, damit sich die Lernenden
beim Transfer des naturwissenschaftlichen Konzepts auf einen anderen Kontext
unterstützen können. Sie arbeiten dabei aktiv, konzentriert und können gleichzeitig
interaktiv sowie kommunikativ tätig werden.86 Gleichzeitig erhalten sie die Möglichkeit
ihre individuellen Denkprozesse zu reflektieren, was für eine dauerhafte Entwicklung
der Vorstellung essentiell ist. Die Interaktion der SuS während der Gruppen- sowie
Partnerarbeit führen damit im Vergleich zur Einzelarbeit zu einer effektiven
Aufgabenbewältigung und den gewünschten, neuen, individuellen
Entwicklungszuständen.87 Dies kann „wiederum soziale Interaktion auf einer höher
entwickelten Stufe ermöglichen“88, was Abbildung Zwei hier visuell darstellen soll.
4.2 Die Konzeption von choice2learn aus der didaktischen und methodischen
Perspektive89
Nach dem hessischen Lehrplan des gymnasialen Bildungsgangs soll die Einführung in
die Chemie der Kohlenwasserstoffverbindungen in dem zweiten Halbjahr der
gymnasialen Einführungsphase in die Oberstufe – anknüpfend an die Vorkenntnis der
81
vgl. die Rolle der Lehrkraft als learning-doctor, Kap. 2.2 Veränderung von Lernervorstellungen 82
vgl. Kap. VI. Lernimpulse, ihre Evaluation und Denkprozesse der SuS, s. Anhang der beigefügten Daten-CD, Kap. 8. Abgestufte Lernimpulse mit Fotos 83
vgl. Kap. V. Diagnostik und Diagnose der Lernervorstellungen 84
vgl. Kap. III. Lernausgangslage und Lerngruppe 85
vgl. Kap. I. Genese, vgl. Kap. 2.2 Veränderung von Lernervorstellungen 86
vgl. Mattes, W. (2004): Methoden für den Unterricht. 75 kompakte Übersichten für Lehrende und Lernende. Paderborn: Schöningh, S. 30f 87
vgl. Kap. 2.2 Veränderung von Lernervorstellungen, vgl. Kap. III. Lernausgangslage und Lerngruppe 88
s. Marohn, A. (2008): „Choice2learn“ – eine Konzeption zur Exploration und Veränderung von Lernervorstellungen im
naturwissenschaftlichen Unterricht., in: Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, Jg. 14, 2008, S. 57-83, S. 61 89
Eine vollständige Unterrichtsreihe sowie den Kompetenzaufbau sind in tabellarischer Forma im Anhang zu finden., vgl. Anhang der beigefügten Daten-CD, Kap. 2 und Kap. 3. Didaktische und Methodische Perspektive beschränken sich auf essentielle Aspekte der Konzeption.
13
Sekundarstufe I – behandelt werden. Im Kontext der homologen Reihen (Alkane,
Alkene, Alkine) sollen Stoffeigenschaften wie Löslichkeit und Schmelz- sowie
Siedetemperaturen – auch isomerer Vertreter – thematisiert und unter
Berücksichtigung zwischenmolekularer Kräfte begründet werden. Die Basiskonzepte,
die mit den wissenschaftlichen Inhalten einhergehen, sind das Teilchenkonzept sowie
die Korrelation zwischen Struktur und Eigenschaft.90 An die homologen Reihen der
Alkane, Alkene und Alkinen schließt sich die Unterrichtsreihe zur Stoffgruppe der
Alkanole an, in der erneut die beiden Basiskonzepte zum Tragen kommen. Stoffe, ihre
Eigenschaften und das Teilchenmodell der Materie sind die ersten Inhalte, mit denen
die Lernenden im Anfangsunterricht konfrontiert werden.91 Ihre Bedeutung für den
weiteren Bildungsgang in Chemie ist demnach offensichtlich und macht sie für ein
naturwissenschaftliche Denkweise und das wissenschaftspropädeutische Arbeiten
unabdingbar. Bevor auf die unterschiedlichen Schmelz- und Siedetemperaturen
eingegangen wird, soll die submikroskopische Betrachtung der Änderung der
Aggregatzustände erfolgen. Das Verständnis hierfür stellt die Basis für das Verständnis
der unterschiedlichen Siede- und Schmelztemperaturen der (isomeren) Alkane
einschließlich der zwischenmolekularen Kräfte dar (fachliche Relevanz).92 Eine
ähnliche Begründung für die fachliche Relevanz kann für den Löslichkeitsbegriff
angebracht werden: Ohne ein Verständnis auf submikroskopischer Ebene können die
SuS keine wissenschaftlich anerkannte Begründung für die Eigenschaft der Löslichkeit
der Kohlenwasserstoffe und Alkanole liefern. Präkonzepte sowie hausgemachte
Vorstellungen behindern somit das Verstehen. Genauso bedeutend sind subjektive
Theorien vom Verbrennungsprozess93, wie dem Vernichtungskonzept beispielsweise,
die bei der thematischen Behandlung von Kohlenwasserstoffen sowie den Alkanolen
berücksichtigt werden müssen. Die Unterrichtskonzeption zielt demnach nicht nur auf
die Erweiterung der Fachkompetenz, sondern auch auf die Erkenntnisgewinnung
ab.94
Im hessischen Lehrplan und im Schulcurriculum finden sich allerdings keinerlei
Hinweise zum Umgang mit Präkonzepten bzw. hausgemachten Vorstellungen. Es
deutet auf einen Missstand hin, den bereits 1999 Gabel kritisierte: Nur ein Bruchteil
der Lehrkräfte sind sich der fachdidaktischen Forschungsergebnisse hinsichtlich
Schülervorstellung bewusst und orientieren ihre Unterrichtskonzeption
90
vgl. Hessisches Kultusministerium (2010): Lehrplan Chemie. Gymnasialer Bildungsgang. Jahrgangsstufen 7G bis 9G und gymnasiale Oberstufe, S. 6f 91
vgl. Hessisches Kultusministerium (2010): Lehrplan Chemie. Gymnasialer Bildungsgang. Jahrgangsstufen 7G bis 9G und gymnasiale Oberstufe, S. 12ff 92
vgl. Hessisches Kultusministerium (2010): Lehrplan Chemie. Gymnasialer Bildungsgang. Jahrgangsstufen 7G bis 9G und gymnasiale Oberstufe, S. 33f 93
vgl. Kap. 2.1 Lernervorstellungen, Kap. 2.2 Veränderung von Lernervorstellungen, Kap. V. Diagnostik und Diagnose der Lernervorstellungen 94
Ausführliche Darstellung der Kompetenzentwicklung, s. Anhang der beigefügten Daten-CD, Kap. 3
14
dementsprechend nicht an deren Veränderung.95 Wie in den Kapiteln 2.1 und 2.2
dargestellt, ist es nach fachdidaktischer Literatur unabdingbar Schülervorstellungen
und die diesbezüglich gewonnenen Forschungsergebnisse in die Unterrichtskonzeption
einzubeziehen, um chemisches Wissen und naturwissenschaftliche Denkweisen
langfristig aufzubauen. Die Basiskonzepte zur Verbrennung, Änderung der
Aggregatzustände und zur Löslichkeit werden im Verlauf des zweiten Halbjahrs der
Einführungsphase immer wieder aufgegriffen und sind daneben für den weiteren
Bildungsgang Chemie essentiell. Sie stellen ein Erfordernis dar um fachliche Konzepte
bei neuen Sachverhalten zu nutzen. In Anbetracht dessen, der Ergebnisse der
Lernausgangslage96 und der Diagnose97 begründen sich die Förderschwerpunkte für
die vorliegende pädagogische Facharbeit.98
Die Umsetzung dessen erfolgt anhand von Kontexten, die für die SuS fassbar sind und
einen lebensnahen Zugang bieten (Alltagsrelevanz).99 Auf diese Weise sollen die
Unterrichtsstunden motivierend, sowie aktivierend wirken und das Interesse der SuS
wecken. Aus unterschiedlichen subjektiven Theorien der Lerngruppe ergibt sich ein
Grundproblem, welches argumentativ zu lösen gilt und so „zu Tätigkeiten des
Erkennens von Phänomenen, von Gesetzmäßigkeiten und von möglichen […]
Zusammenhängen“100 führen soll (Schülerrelevanz). Einher geht die Konzeption auf
diese Weise mit einer Förderung von Autonomie, sozialer Eigebundenheit sowie der
Selbstwirksamkeit.101
Neben diesen überfachlichen Fähigkeiten102 ist es auch das Ziel Kompetenzen wie
die Selbstregulation bzw. self-monitoring, Involvement oder die personale und soziale
Kompetenz zu fördern.103 Die Lernenden sollen sich auf ein Problem einlassen, durch
den Kontext motiviert und wissenschaftspropädeutisch an dessen Lösung arbeiten und
dabei mit Rückschlägen umgehen lernen.
Um eine möglichst selbstständig und selbstreguliertes Arbeiten zu ermöglichen, muss
eine Binnendifferenzierung, sowie Individualisierung erfolgen.104 Für eine
Individualisierung muss gewährleistet werden, dass die Lernprozesse an die
individuellen Erfahrungen und das Vorwissen der Schüler anknüpfen. Erst damit
können die SuS selbstgesteuert vorgehen und sich die Lehrperson als begleitender
learning-doctor105 zurückziehen.106 Um zusätzlich eine Binnendifferenzierung zu
95
vgl. Gabel, D. (1999): „Improving Teaching and Learning through Chemestry Education Research: A Look tot he Future.“, in: Journal of Chemical Education. Bloomington: School of Education, Vol. 76, No.4, 548-555, S. 552 96
vgl. Kap. III. Lernausganglage und Lernervorstellungen 97
vgl. Kap. V. Diagnostik und Diagnose der Lernervorstellungen 98
vgl. Kap. I. Genese 99
vgl. Diagnoseaufgaben, Anhang der beigefügten Daten-CD, Kap. 6 100
s. Girmes, R.: „Die Welt als Aufgabe?! Wie Aufgaben Schüler erreichen“, in: Friedrich Jahresheft (2003): Aufgaben. Lernen fördern – Selbstständigkeit entwickeln, S. 9 101
vgl. Kap. I. Genese 102
Eine ausführliche Darstellung findet sich im Anhang der beigefügten Daten-CD, Kap. 3 103
vgl. Hessisches Kultusministerium (2016): Kerncurriculum gymnasiale Oberstufe. Wiesbaden, S. 8 104
vgl. Kap. III. Lernausgangslage und Lerngruppe 105
vgl. Kap.2.2 Veränderung von Lernervorstellungen
15
schaffen, werden Abstufungen zu den Lernimpulsen offeriert, was das Leistungsniveau
der Lerngruppe berücksichtigt.107 Außerdem erfolgt die Gruppenarbeit in der dritten
Phase der choice2learn-Konzeption heterogen hinsichtlich der Schülervorstellungen.108
Kooperative Sozialformen eignen sich in dieser Lerngruppe besonders gut und regen
in entsprechend heterogener Einteilung zur gewünschten Diskussion an.109 Methodisch
wird die Diskussion initiiert, indem die im Vorfeld diagnostizierten Vorstellungen der
Lerngruppe sowie das naturwissenschaftlich anerkannte Konzept anhand eines
Concept Cartoons110 visualisiert werden. So gelingt es alle Hypothesen gleichwertig
darzustellen und eine Wertschätzung aller Schülervorstellungen zu garantieren. Den
Lernenden wird ersichtlich, dass es in ihrer Lerngruppe unterschiedliche Konzepte
hierzu gibt, die im Sinne der Nature of Science111 auf ihren Gültigkeitsbereich hin
untersucht werden müssen (Bewertungskompetenz). Dabei sind sie während des
Prozesses der Erkenntnisgewinnung stets im Chemieraum präsent, was eine
Diskussion übersichtlicher gestaltet. Nicht zuletzt wirken sie motivationsfördernd und
alltagsnah.112 Neben einer inneren Differenzierung kann so die
Kommunikationskompetenz gefördert werden.113
Für den Erkenntnisprozess stehen den SuS zusätzlich Entscheidungs- und
Veranschaulichungsexperimente zur Verfügung, die zum Verifizieren bzw. Falsifizieren
bestehender Schülerhypothesen dienlich sein sollen.114 Um auch motorische
Lernertypen gerecht zu werden, stehen den SuS materielle Modelle (hier:
Molekülbaukästen, Modellierungsmaterial) zur Verfügung die bei Bedarf bezogen
werden können.115 Im Verlauf der Phasen von choice2learn sollen möglichst alle – den
auditiven, visuellen, motorischen und kommunikativen – Lernertypen angesprochen
werden.116 So sollen viele Lernkanäle aktiviert werden und die Gruppenergebnisse
langfristig im Gedächtnis der SuS verwurzelt werden. Um in der letzten Phase von
choice2learn, der Anwendungs- bzw. Sicherungsphase, den Lernstand zu
diagnostizieren und eventuelle individuelle Schwierigkeiten beim Transfer der
Vorstellung auf einen neuen Kontext zu erkennen, kann das kostenlose,
englischsprachige Programm socrative117 verwendet werden.118 Es bietet neben der
106
vgl. Paradies, L.; Linser, H. J. (2010): Differenzieren im Unterricht. Berlin: Cornelsen, S. 36f 107
Die Abstufungen sind mit Sternen markiert, was in dieser Lerngruppe etabliert war.,vgl. Anhang der beigefügten Daten-CD, Kap. 8. Abgestufte Lernimpulse mit Fotos 108
Aufgrund des Ungleichgewichts der Anzahl der Schülervorstellungen konnte dies nur bedingt erfolgen., vgl. Kap. V. Diagnostik und Diagnose der Lernervorstellungen 109
vgl. Kap. III. Lernausgangslage und Lernervorstellungen 110
Die Concept Cartoons finden sich im Anhang der beigefügten Daten-CD, Kap. 4 111
vgl. Kap. 2.2 Veränderung von Lernervorstellungen 112
vgl. Nylor, S.; Keogh, B. (2013): „Concept Cartoons: What Have We Learnt?“, in: Journal of Turkish Science Education, Vol 10 (1), S. 3- 11, S. 4ff 113
vgl. Kap. I. Genese, eine ausführliche Darstellung der Kompetenzen findet sich im Anhang, Kap. 3 114
vgl. Eisenmann, M.; Grimm, T. (Hrsg.) (2012): Heterogene Klassen – Differenzierung in Schule und Unterricht. Baltmannsweiler: Schneider, S. 139ff 115
vgl. Kap. III: Lernausgangslage und Lerngruppe 116
vgl. Michler, C. (2015): Einführung in die Didaktik der romanischen Sprachen und Literaturen. Bamberg: University of Bamberg Press, S. 148 117
Socrative (2016), unter: http://www.socrative.com/ (letzter Zugriff: 03.08.2016, 14:08)
16
traditionellen schriftlichen Form dabei zahlreiche Vorteile. Die Lehrperson kann im
Vorfeld über Socrative-Teacher Quizzes erstellen und dabei zwischen Multiple Choice-,
Ja/Nein- oder offenen Aufgabenformaten wählen. Sie erhält einen Zugangscode über
den sich auch SuS online und kostenlos mit/ohne ihren Namen einloggen können. Im
Rahmen der pädagogischen Facharbeit verwandten die Lernenden einen codierten
Namen, damit auf individuelle Bedürfnisse eingegangen und eine Veränderung der
Vorstellung erkannt werden konnte. Für die SuS stellte es aufgrund der sehr guten
Unterrichtsatmosphäre und Lehrer-Schüler-Beziehung kein Problem dar, dass
Antworten auf sie zurück zu führen waren und sie waren sich der damit möglichen
individuellen Unterstützung bewusst.119 Allerdings wurde eine Codierung aus
Datenschutzgründen vollzogen, da die Beantwortung der Fragen online erfolgt. Neben
vielen weiteren Funktionen können die Ergebnisse des Lernstandes mit Beamer
gegebenenfalls projiziert und zur Sicherung im Plenum herangezogen werden.120
Grundlage für den Einsatz von socrative stellt die medientechnische Ausstattung von
genügend Laptops, Tablets oder Smartphones sowie einem Internetzugang dar.121
V. Diagnostik und Diagnose der Lernervorstellungen
Beim Ermitteln der Voraussetzungen von Individuen oder einer ganzen Lerngruppe
und der Analyse von Lernprozessen sowie derer Ergebnisse kommt die pädagogische
Diagnostik zum Tragen.122 Instrumente können dabei helfen zu einer Diagnose zu
gelangen, die für eine schülerorientierte Konzeption von choice2learn notwendig ist.
Marohn entwickelte im Rahmen ihrer Studie Multiple-Choice-Aufgaben zur Exploration
von Vorstellungen zum Themenfeld Elektrochemie.123 Mit der Erprobung und
Optimierung verfolgt sie das Ziel ein Diagnoseinstrument zu entwickeln, welches
Lernenden ermöglicht sich ihren Vorstellungen bewusst zu werden und gleichzeitig den
Lehrkräften eine Möglichkeit zu offerieren, Präkonzepte bzw. hausgemachte
Vorstellungen ihrer jeweiligen Lerngruppe zu erfassen. Allerdings weist Marohn auf
Kriterien hin, die Multiple-Choice-Aufgaben zur Diagnose von Lernervorstellung erfüllen
müssen. Marohn betont die Komplexität der Generierung und die Notwendigkeit einer
Vorerprobung, welches den zeitlichen Rahmen dieser pädagogischen Facharbeit
gesprengt hätte. Zum einen können vorgegebene Antwortalternativen nicht alle
118
Die Erprobung dessen erfolgte bei der Umsetzung der choice2learn-Konzeption zum Thema Löslichkeit und am Schuljahresende., vgl. Kap. VII. Evaluation des Einsatzes von choice2learn 119
vgl. Kap. III. Lernausgangslage und Lerngruppe 120
Die codierten Namen können dabei verborgen werden, um zu vermeiden, dass einzelne Schüler exponiert werden. 121
Zur heutigen Zeit sind die SuS in der Regel im Besitz von Smartphones, allerdings kann je nach finanzieller Situierung nicht davon ausgegangen werden und muss im Vorfeld in Erfahrung gebracht werden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde im Hinblick auf diesen Aspekt der Lerngruppe auf Schullaptops zurückgegriffen. 122
vgl. Ingenkamp, K.; Lissmann, U. (2008): Lehrbuch der Pädagogischen Diagnostik. Weinheim/Basel: Beltz Verlag, S. 13 123
vgl. Marohn, A. (2008): „Choice2learn“ – eine Konzeption zur Exploration und Veränderung von Lernervorstellungen im naturwissenschaftlichen Unterricht., in: Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, Jg. 14, 2008, S. 57-83, S. 62ff
17
Vorstellungen der Lerngruppe enthalten und zum anderen entsprechen sie oft nicht
dem Sprachgebrauch der SuS, sodass sie sich mit den Antwortmöglichkeiten nicht
identifizieren können.124 Angesichts der Lerngruppe kann dieses Kriterium zu
Problemen führen, da der Großteil der SuS einen Migrationshintergrund aufweisen und
daher eine sehr einfache Sprache verwenden.125 Daneben können Multiple-Choice-
Aufgaben Antworten bzw. Begriffe enthalten, die die SuS bereits im Chemieunterricht
oder allgemein in ihrer Schullaufbahn (auswendig) gelernt haben und dadurch durch
eine Art ‚Raten‘ favorisiert ausgewählt werden. So kann jedoch weder ein Verständnis,
noch individuelle Vorstellungen erhoben werden.
Bei dem zur Diagnose verwendeten Instrument wurde im Rahmen vorliegender
Facharbeit eine möglichst freie Antwortform126 gewählt, bei der die SuS ihre Konzepte
erläutern und ggfs. visualisieren können. Auf diese Weise soll jeder Lernende „nach
seiner spezifischen Ausgangslage [möglichst] individuell gefördert werden“127 und sich
die (gestuften) Lernimpulse an der Lernausgangslage orientieren ohne dabei durch
vorgegebenen Möglichkeiten im Multiple-Choice-Format Antworten und damit die
subjektiven Theorien zu beeinflussen. Die Diagnoseaufgaben enthalten somit „nicht
nur ein produktorientiertes, sondern auch ein prozessorientiertes Element. Da sie dazu
anregen sollen, Vorstellungen zu begründen und Denkwege offen zu legen, liegt der
Schwerpunkt eindeutig auf dem, ‚was im Kopf der Schüler stattfindet‘.“128 Sie verlangen
eine umfangreiche Eigenproduktion der SuS und liefern der Lehrperson tiefere
Einblicke in die Schülervorstellungen als Multiple-Choice aufgaben.129
Die gewählten Diagnoseaufgaben sind an Alltagserscheinungen orientiert, wirken
motivierenden und sollen so ggfs. hausgemachte Vorstellungen, sowie Präkonzepte
aufdecken.130 Außerdem erwiesen sich die erstellten Diagnoseaufgaben dahingehend
funktional, dass sie nach der Phase der Polarisierung von choice2learn
Argumentations- und Konzeptentwicklungsprozessen einleiten.131 Auf diese Weise
enthalten sie Elemente einer Lernaufgabe132 und entsprechen dem Anspruch des
Konstruktivismus.133 Die Auswertung muss im Vorfeld von der Lehrkraft erfolgen, ihre
124
Eine vollständige Übersicht über Aufgabenkriterien für eine Multiple-Choice-Aufgabe zur Diagnose von Schülervorstellungen finden sich im Anhang, Kap. 1 125
vgl. Kap. III. Lernausgangslage und Lerngruppe 126
vgl. Ingenkamp, K.; Lissmann, U. (2008): Lehrbuch der Pädagogischen Diagnostik. Weinheim/Basel: Beltz Verlag, S. 112 127
s. Ingenkamp, K.; Lissmann, U. (2008): Lehrbuch der Pädagogischen Diagnostik. Weinheim/Basel: Beltz Verlag, S. 188 128
s. Marohn, A. (2008): „Choice2learn“ – eine Konzeption zur Exploration und Veränderung von Lernervorstellungen im naturwissenschaftlichen Unterricht., in: Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, Jg. 14, 2008, S. 57-83, S. 61 129
vgl. Staatsinstitut für Schulqualität und Bildungsforschung München (2008): Pädagogisch diagnostizieren im Schulalltag. Grundlageninformation mit Anregungen für die Praxis. München: Staatsinstitut für Schulqualität und Bildungsforschung München, S. 12 130
vgl. Kap. 2.1 Lernervorstellungen 131
vgl. Kap. 4.1 Vorstellung der Konzeption von choice2learn 132
vgl. Marohn, A. (2008): „Choice2learn“ – eine Konzeption zur Exploration und Veränderung von Lernervorstellungen im naturwissenschaftlichen Unterricht., in: Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, Jg. 14, 2008, S. 57-83, S. 62 133
vgl. Petschenka, A.; Ojstersek, N.; Kerres, M. (2004): „Lernaufgaben beim E-Learning.“, in: Hohenstein, A.; Wilbers, K. (Hrsg.): Handbuch E-Learning. Köln: Fachverlag Deutscher Wirtschaftsdienst, Kapitel 4.19, S. 4
18
Arbeitsbelastung ist angesichts der kleinen Lerngruppe in diesem Fall aufwändig, aber
überschaubar. Die SuS wurden vor dem Einsatz der Diagnoseinstrumente über deren
Funktion aufgeklärt und die Konzeption von choice2learn vorgestellt.134 So wurde der
Lerngruppe transparent gemacht, dass es sich um keine Leistungs- sondern
Lernsituation handelt. Aufgrund des Vertrauens und der guten Schüler-Lehrer-
Beziehung war daher eine Anonymisierung, welche die Analyse des Lernprozesses
erschwert hatte, nicht notwendig. Die Diagnoseaufgaben wurden während des
Unterrichts von den SuS beantwortet, damit sie möglichst spontan ihre Vorstellungen
samt Begründung darstellen. So waren die Lernenden gezwungen, sich Gedanken
dahingehend zu machen und sich dessen bewusst zu werden. Würde die
Beantwortung in Form einer Hausaufgabe erfolgen, so könnte es sein, dass sich
einzelne SuS über die wissenschaftlich anerkannte Vorstellung informieren, was aber
womöglich nicht ihrer Vorstellung entspräche. Auf socrative wurde hier nicht
zurückgegriffen, da die Vorzüge des Programms hier nicht greifen könnten. Die SuS
hatten die Möglichkeit ihre Begründung visuell anhand einer Skizze in Papierform
darzustellen, was sich mit socrative nicht hätte realisieren lassen können. Die
zeichnerische Darstellung der Schülervorstellungen hatte dabei zwei Funktionen:
Einerseits stellt dies eine Differenzierung hinsichtlich der sprachlichen bzw.
künstlerischen Fähigkeiten dar und schafft den Lernenden mehr Freiraum für ihre
individuellen Antworten. Andererseits erleichtert es auch die kognitions-linguistische
Diagnose für die Lehrperson, was in Anbetracht der Lerngruppe berücksichtigt werden
muss.135
Im Folgenden werden die Ergebnisse hinsichtlich der Schülervorstellungen aus den
Diagnoseaufgaben dargelegt und Besonderheiten diskutiert.136 Eine graphische
Darstellung der aus den Diagnoseaufgaben gewonnenen Ergebnisse findet sich im
Anhang der beigefügten Daten-CD (Kap. 7).
a) Verbrennung
Als Alltagskontext zum Thema Verbrennen wurde die Verbrennung von Grillkohle
gewählt. Wie in Kapitel 2.1 dargestellt existiert bei SuS oftmals ein
Vernichtungskonzept bezüglich Verbrennungen. So teilen 35,7% (= fünf SuS) der
Lerngruppe diese ursprüngliche Vorstellung. Auffällig dabei ist, dass vier dieser
Lernenden eine Begründung über das äußere Erscheinungsbild liefern und Kohlenstoff
als Eigenschaftsträger der Farbe schwarz setzen, was nach Johnstone der
134
Bei der 1. Durchführung erhielten die SuS eine Art Ablaufplan, da die Unterrichtsgestaltung für sie bis dahin unbekannt war und Transparenz über den Ablauf gegeben werden sollte., s. Anhang der beigefügten Daten-CD, Kap. 5 135
vgl. Kap. III. Lernausgangslage und Lerngruppe 136
Die vollständigen Diagnoseaufgaben finden sich im Anhang der beigefügten Daten-CD, Kap. 6.
19
Makroebene entspricht.137 Da nach dem Verbrennungsprozess weiße Asche zurück
bleibt, existiert nach deren Vorstellung Kohlenstoff nicht mehr und es wird auch nicht
davon ausgegangen, dass neue Stoffe entstehen könnten, da nach ihren Aussagen
Kohlenstoff ‚verbrennt‘. Gleichzeitig ist nach deren subjektiven Theorie Kohlenstoff
unwiederbringlich verloren, da dieser nicht wieder verwendet werden kann. Der
Einfluss der Alltagssprache auf die Schülervorstellung wird an dieser Stelle sehr
deutlich.
Abbildung 3: Schülervorstellung - Verbrennung
Ähnlich wie bei Barke & Harsch (2011) lässt sich zudem die Vorstellung
diagnostizieren, dass Asche als veränderte Form von Kohlenstoff nach der
Verbrennung vorliegt.138 So ist über die Hälfte der Lerngruppe (57,1% = acht SuS) der
Meinung, dass Kohlenstoff in einer anderen Form, nämlich als weiße Asche, vorliegt.
Hier wird auch nicht davon ausgegangen, dass es sich um eine chemische Reaktion
handelt, bei der neue Stoffe entstehen, sondern es wird von einer Änderung des
äußeren Erscheinungsbild ausgegangen, bei dem ein Urstoff bzw. Eigenschaftsträger
gibt, der erhalten bleibt.139
Abbildung 4: Schülervorstellung - Eigenschaftsträger
Nur ein einziger Lernender, nämlich der leistungsstärkste Schüler,140 vertrat die
wissenschaftlich anerkannte Vorstellung B141 und begründete diese mit folgender
Erklärung: ‚Atome können nicht verschwinden oder zerstört werden.‘ Hier wird deutlich,
dass das Gesetz von der Erhaltung der Masse aus dem bisherigen Chemieunterricht
noch präsent zu sein scheint. Die Formulierung seiner
Vorstellung und nebenstehende Zeichnung zeigen, dass ihm
das Reaktionsprodukt, des gasförmigen Kohlenstoffdioxids
bewusst ist, auch wenn er keine Reaktionsgleichung angibt.
Jedoch ist er der einzige Schüler, der versucht eine
137
vgl. Kapitel 2.1 Lernervorstellungen 138
vgl. Barke, H.-D.; Harsch, G.; Marohn, A.; Krees, S. (2015): Chemiedidaktik kompakt. Lernprozesse in Theorie und Praxis. Berlin: Springer, S. 25 139
vgl. Kapitel 2.1 Lernervorstellungen; vgl. Barke, H.-D.; Harsch, G. (2011): Chemiedidaktik kompakt. Lernprozesse in Theorie und Praxis. Berlin: Springer, S. 15 140
vgl. Kap. III. Lernausgangslage und Lerngruppe 141
s. Kap. 7. Graphisch Darstellung der aus den Diagnoseaufgaben gewonnenen Ergebnisse, Anhang der beigefügten Daten-CD
Abbildung 5:
Zeichnerische Darstellung - Verbrennung
20
Zeichnung anzufertigen. Allerdings zeigt diese Skizze nur den Zustand vor und nach
der Verbrennung anhand der Formelschreibweise, eine submikroskopische Ebene wird
nicht dargestellt. Er greift auf die Makro- und Repräsenationsebene zurück.142
b) Änderung von Aggregatzuständen
Als Alltagskontext zur Änderung von Aggregatzuständen wurde hier der Übergang von
flüssigen zum gasförmigen Aggregatzustand des Propangases in Feuerzeugen
gewählt.
Zwei der Lerngruppe (= 14,3%)
erklären den Vorgang des
Verdampfens dadurch, dass eine
Spaltung der Moleküle stattfindet.
Ihnen scheint noch bekannt zu
sein, dass Druck eine Rolle spielt,
allerdings findet sich keine weitere Begründung dahingehend, sondern es findet eine
Personifizierung der Moleküle statt.
In einer Skizze dazu wird von dem anderen
Lernenden die Situation vor und nach dem
Verdampfungsprozess wie folgt dargestellt:
Demnach würden nach dem
Verdampfungsvorgang freie Wasserstoffatome
und eine Art Kohlenstoffkette entstehen. Es
finden hier keinerlei Überlegungen zur
Elektronenzahl oder zum Prozess statt, der eine
Erklärung für diese Vorstellung liefern könnte.
Neben dieser subjektiven
Theorie halten 71,4% (= zehn
SuS) der Lerner die Reaktion
mit Luftsauerstoff für die
Ursache der Änderung des
Aggregatzustandes von flüssig
zu gasförmig.
142
vgl. Kap. 2.2 Veränderung von Lernervorstellungen
Abbildung 6: Molekülspaltung als Ursache der Änderung des
Aggregatzustandes
Abbildung 7: Zeichnerische Darstellung des Verdampfungsprozesses (1)
Abbildung 8: Reaktion mit Sauerstoff als Ursache für Änderung des Aggregatzustandes
21
Auch hier wird erneut der Druck erwähnt, allerdings erfolgt die Erklärung des
Verdampfens nur anhand des Sauerstoffs.
Auf submikroskopischer Ebene entsprechen die
Vorstellungen der Vertreter der Aussage A143
überwiegend ähnlich nebenstehender Abbildung.
Sauerstoff-, Wasserstoff- und Kohlenstoffatome
werden als lose existierende Atome
gekennzeichnet und zur Erklärung
herangezogen. Bindungen existieren demnach
scheinbar nicht mehr, Elektronenzahlen und
Oktettregel beispielsweise werden komplett
vernachlässigt. Der gasförmige Aggregatzustand
wird hier als Existenz von losen Atomen, die
eine gewisse Anordnung nach atomarer Gleichheit einnehmen, angenommen.
Nur zwei der Lernenden haben eine wissenschaftlich
anerkannte Vorstellung über den Verdampfungsprozess und
sprechen von einem ‚Ausdehnen des Abstandes der
Moleküle‘. Auch wenn der Abstand der Moleküle im
Feuerzeugbehältnis nicht dargestellt wurde, so lässt die
nebenstehende Zeichnung erkennen, dass Vorstellung C
gemeint ist.
Marohn erwähnt ähnliche Hypothesen zum ‚Verdampfen von
Eugenol‘, wobei eine weitere Aussage (‚Die Abstände der
Atome innerhalb der Eugenol-Moleküle werden größer‘) in
der Diagnoseaufgabe zur Auswahl stand.144 In dieser
Lerngruppe vertrat kein Schüler diese Auffassung, sodass es bei der Konzeption der
Lernimpulse vernachlässigt wurde.145
c) Löslichkeit
Wie auch Barke & Harsch (2011) feststellen, bedingt die Vorstellung zum Lösevorgang
aus dem alltäglichen Fleckenentfernen wissenschaftlich inkorrekte Konzepte.146 Weit
mehr als die Hälfte der Lerngruppe (64,3% = neun SuS) ist der Meinung, dass das Fett
nach Behandlung mit Waschbenzin unwiederbringlich vernichtet wurde.
143
s. Kap. 7. Graphisch Darstellung der aus den Diagnoseaufgaben gewonnenen Ergebnisse, Anhang der beigefügten Daten-CD 144
vgl. Wambach, H.; Wambach-Laicher, J. (Hrsg.) (2013): Individualisieren und Aktivieren im Chemieunterricht SII. Aufgaben. Materialien. Prüfungsvorbereitung. Bondorf: Aulis, S. 54 145
vgl. Kap. VI. Lernimpulse, ihre Evaluation und Denkprozesse der SuS 146
vgl. Barke, H.-D. Harsch, G.; Marohn, A.; Krees, S. (2015): Chemiedidaktik kompakt. Lernprozesse in Theorie und Praxis. Berlin: Springer, S. 25
Abbildung 9: Zeichnerische Darstellung des
Verdampfungsprozesses (2)
Abbildung 10: Zeichnerische
Darstellung des Verdampfungsprozesses (3)
22
Alle Äußerungen
dahingehend haben
gemein, dass sie konkret-
bildhaft und in Form einer
magisch-animistischen
Sprechweise umschrieben
werden.147
Gleichzeitig erfolgt eine Personifizierung von dem Molekül Isooctan, welches zur
Begründung des Fleckentfernens verwendet wird. Es
finden sich Äußerungen wie ‚zerfressen, ätzen‘, die ihre
Vorstellung klar erkennbar macht. Auch hier scheinen
die Alltagssprache und Beobachtungen für die
ursprünglichen Schülervorstellungen verantwortlich zu
sein. Zeichnerische Darstellungen sind hauptsächlich
bildlich ohne jegliche submikroskopischer Ebene.
Vier der Lerngruppe gehen von einer chemischen
Reaktion als Ursache der Fleckentfernung aus, sodass
neue Stoffe entstehen, die keinerlei sichtbare
Rückstände auf der Kleidung hinterlassen.
Auf submikroskopischer Ebene finden sich
beispielsweise Zeichnungen, die Fett- und
Waschbenzinmoleküle als Teilchen darstellen,
die sich durch eine Reaktion miteinander
verbinden.
Nur eine Schülerin, welche zu den leistungsstärkeren SuS gehört,148 begründet die
Fleckentfernung durch den Lösevorgang von Fett- und Waschbenzinmolekülen. Sie
erklärt dabei den Lösevorgang als
Umgruppierung von Teilchen. Eine Zeichnung
zur Erklärung ihrer (wissenschaftlich korrekten)
Vorstellung findet sich allerdings nicht.
Im folgenden Kapitel wird kurz die Konzipierung der Lernimpulse erläutert, die die
Schülervorstellungen aufgreifen und gleichzeitig auf die Ergebnisse eingegangen.
147
vgl. Kapitel 2.1 Lernervorstellung 148
vgl. Kap. III. Lernausgangslage und Lerngruppe
Abbildung 11: Vernichtungskonzept zur Löslichkeit
Abbildung 12: Zeichnerische
Darstellung der Fleckentfernung (1)
Abbildung 13: Zeichnerische Darstellung der Fleckentfernung (2)
Abbildung 14: Wissenschaftlich anerkannte Vorstellung zur Löslichkeit
23
VI. Lernimpulse, ihre Evaluation und Denkprozesse der SuS
Die Lernimpulse wurden anhand der Diagnose der Schülervorstellungen der
untersuchten Lerngruppe149 erstellt und orientieren sich an den in Kapitel II.
dargelegten theoretischen Hintergrund. Die damit einhergehenden Denkprozesse der
SuS konnten durch die Argumentationsbögen nachvollzogen werden und werden im
Folgenden näher beleuchtet.150 Der erste Lernimpuls diente stets der Positionierung
und zur Vorbereitung der nächsten Phase von choice2learn, der
Polarisierungsphase.151 Auffällig dabei war, dass die SuS sehr viel argumentierten und
diskutierten, aber zunächst oft von ihrer eigenen Vorstellung überzeugt waren. Erst die
nachfolgenden, abgestuften Lernimpulse (Differenzierung)152 führten zu einem
Abwägen und einem Veränderungsprozess der subjektiven Theorien, was nachfolgend
näher beleuchtet werden soll.153
a) Verbrennung
Während zu Beginn jeder Lernende von seiner eigenen Vorstellung überzeugt war,
konnte nach dem zweiten Lernimpuls Aussagen A und C154 zu 100% überzeugend
entkräftet werden. Hypothese B wurde nach der rückstandslose Verbrennung von
kleinen Kohlenstoffkörnern in einer geschlossenen Apparatur155 nur von 57,1%
(= acht SuS) bejaht. Dieser Teil der Lerngruppe ging nach dem Ausschlussverfahren
vor, wohingegen der Rest der SuS vermutlich das farblose Gas Kohlenstoffdioxid als
solches noch nicht als identifiziert erachtete. Überzeugend war allerdings die
Massenbestimmung der Versuchsapparatur vor und nach der Durchführung des
Experiments. Damit und anhand des Nachweises mit wässriger Calciumhydroxidlösung
waren alle SuS überzeugt, dass Kohlenstoff als Kohlenstoffdioxid vorliegen musste.
Sieben der Lerner schlossen durch die Nachweisreaktion Aussage C aus. Dies kann
zum einen daran begründet werden, dass für die Hälfte der Lerngruppe das
Vernichtungskonzept anhand des Experiments nicht ausgeschlossen wird, sondern der
Fokus allein auf den Nachweis des Kohlenstoffdioxids gerichtet wird. Dass Kohlenstoff
nicht ‚verloren‘ ist, wie es die SuS äußerten,156 wurde anhand des letzten
Lernimpulses, der Redoxreaktion von Kohlenstoffdioxid und Magnesium bewiesen und
es wurde gleichzeitig das Basiskonzept Donator-Akzeptor wiederholt. Alle SuS kamen
letztendlich auf die wissenschaftlich anerkannte Aussage B.
149
vgl. Kapitel V. Diagnostik und Diagnose der Lernervorstellung 150
Die ausformulierten Lernimpulse, sowie die ausgewerteten Argumentationsbögen finden sich im Anhang der beigefügten Daten-CD., Kap. 8., Kap. 9 151
vgl. Kap. IV. Konzeption von choice2learn 152
vgl. abgestufte Lernimpulse mit Fotos, Anhang der beigefügten Daten-CD, Kap. 8 153
Die ausgewerteten Argumentationsbögen finden sich im Anhang der beigefügten Daten-CD, Kap. 9. 154
Aussage A: Nein, es bleibt weiße Asche zurück.; Aussage B: C: Ja, die Kohle ist verglüht und vernichtet. 155
In der Plenumsphase von choice2learn wurde der weiße Rückstand (Asche) bei der Verbrennung von Grillkohle statt des reinen Kohlenstoffs thematisiert, was sich die Lernenden selbstständig ableiten konnten. 156
vgl. Kap. V. Diagnostik und Diagnose der Lernervorstellungen
24
b) Änderung von Aggregatzuständen
Nach der experimentellen Überprüfung des Gedankenexperiments – dem Befüllen
einer Einwegspritze mit Feuerzeug-Nachfüllgas – konnten alle SuS die Reaktion mit
Sauerstoff ausschließen. Bis dahin wurden die beiden anderen Hypothesen noch nicht
negiert. 71,4 % der Lerngruppe (= zehn SuS) bewerteten das aus dem Lernimpuls
resultierende Argument als stark, wohingegen noch vier SuS dieses nur als ‚mittel‘
einordneten. Der nachfolgende Lernimpuls Drei regte die Gruppen zu Überlegungen
hinsichtlich der Unterscheidung eines chemischen und physikalischen Vorgangs an.
Jede Hypothese der Lerngruppe musste dahingehend untersucht werden. Die
experimentelle Überprüfung erfolgte anhand der Kompression und der damit
einhergehenden Kondensation des Feuerzeuggases. Alle SuS bejahten unter
Zuhilfenahme dieses Lernimpulses die wissenschaftlich korrekte Antwort und
verneinten erneut die Reaktion mit Luftsauerstoff, sowie eine mögliche Molekülspaltung
als Erklärung für die Änderung des Aggregatzustandes. 100% der Lerngruppe
bewerteten das resultierende Argument als stark. Auch das sich anschließende – aus
Lernimpuls Vier stammende – Argument wurde durchweg als stark bewertet. Die SuS
wurden zu der Analyse einer Alltagstätigkeit – das Verdampfen von Wasser –
angeregt. Würde hier nach Hypothese B eine Molekülspaltung erfolgen, könnte es zu
einer explosionsartigen Reaktion (Knallgasreaktion) kommen. Schließlich gelangen alle
SuS zur wissenschaftlich korrekten Antwort C, die auch zeichnerisch passabel
dargestellt wurde.
c) Löslichkeit
Auffällig bei diesem Kontext ist hierbei, dass einige SuS (= 42,9% = sechs SuS) ihre
eigene Aussage nicht so stark bewerteten, wie bei den beiden anderen Thematiken.
Eine gewisse Unsicherheit spiegelte sich auch in der Polarisierungsphase wider, da zu
beobachten war, dass die SuS im Vergleich zu den bisherigen Erfahrungen sehr
nachdenklich beim Anbringen anderer Argumente ihrer Mitschüler waren und nicht
lautstark diese dementierten. Ursache hierfür kann u.a. die Komplexität der
submikroskopischen Betrachtung des Lösevorgangs (hier: eines Fettflecks) darstellen.
Zunächst wurde anhand des zweiten Lernimpulses von allen SuS die Aussage
ausgeschlossen, bei der von einem ‚Vernichten‘ ausgegangen wurde. Über die Hälfte
der Lerngruppe (= 57,7% = acht SuS) empfanden die Aussage als überzeugend,
wohingegen sechs SuS nur teilweise überzeugt war. Sechs der Lerngruppe (= 42,9 %)
dachten bereits weiter und schlossen anhand der experimentellen Untersuchung
ebenfalls eine Reaktion der Fett- und Waschbenzinmoleküle aus. Genau diese SuS
25
hielten dies als einen Hinweis auf Aussage C157. Der dritte Lernimpuls regte die SuS zu
Überlegungen hinsichtlich der Unterscheidung eines chemischen und physikalischen
Vorgangs an, wobei jede Hypothese der Lerngruppe dahingehend untersucht werden
musste. Spätestens hier gelangte jeder SuS zur wissenschaftlich korrekten Antwort C
und konnte die beiden anderen Aussagen selbstbewusst negieren. Lernimpulse Vier
und Fünf dienten dabei nochmals zur Wiederholung bzw. kontextuellen Anwendung
des Fachwissens bezüglich der zwischenmolekularen Kräfte und der Löslichkeit als
Eigenschaft. Anhand dessen konnten die SuS ihr Fachwissen transferieren, in den
Kontext einbetten und mit dem Lösevorgang in Beziehung bringen. In der
Plenumsphase konnte auf diese Weise die Verwendung unpolarer Reinigungsmittel
wie des Waschbenzins und polarer Reinigungsmittel (wie z.B. Wasser) abgestimmt auf
die jeweilige Verunreinigung diskutiert werden.
VII. Evaluation des Einsatzes von choice2learn
Für die Evaluation des Einsatzes von choice2learn sollen zum einen die
Transferaufgaben der Anwendungs- bzw. Sicherungsphase und zum anderen
Aufgaben, die am Schuljahresende zur Vorbereitung auf die schriftliche
Leistungskontrolle dienten158 und im Unterricht anhand des socrative-Programms
bearbeitet wurden, erfolgen.159 Die Auswertung dieser Diagnoseaufgaben anhand
eines offenen Antwortformats gestaltete sich zwar aufwendig, allerdings konnte auf
diese Weise eine mögliche Konzeptentwicklung vollzogen werden.
Haben sich die ursprünglichen Schülervorstellungen langfristig entwickelt, so sollte die
Anwendung dessen auf einen neuen Kontext möglich sein, was zusätzlich dem Lernen
bzw. Verstehen nach konstruktivistischem Ansatz entspricht.160 Interessant sind dabei
des Weiteren kognitions-linguistische Analysen hinsichtlich einer möglichen
Entwicklung der Schüleräußerungen.161
Die Anforderungen an eine wissenschaftliche Studie (Objektivität, Reliabilität, Validität)
kann die durchgeführte Untersuchung insgesamt nicht gerecht werden. Durch die
kleine Lerngruppe wurden günstige Bedingungen für die Durchführung geschaffen,
was mit einer größeren Schülerzahl in der Regel besonders hinsichtlich
Experimentierphasen schwierig zu organisieren ist. Die Konzeption der Lernimpulse,
die Beobachtungen, sowie die Auswertung und Interpretation der Ergebnisse erfolgten
auf Grundlage sehr guter Kenntnisse über die Lerngruppe und im Hinblick auf die im
157
Aussage C: Die Fett- und Waschbenzinmoleküle liegen nach dem Lösevorgang ungeordnet/ „durchmischt“ vor. 158
vgl. Kap. 12 Diagnoseaufgaben am Schuljahresende, Anhand der beigefügten Daten-CD 159
Schwierigkeiten konnten so von der Lehrperson zeitnah erkannt werden, auf die unmittelbar eingegangen werden konnten. Gleichzeitig konnten Probleme, die ein Großteil der Lerngruppe hatte, anhand dieses Mediums schnell thematisiert werden. 160
vgl. Kap. 2.2 Veränderung von Lernervorstellungen 161
Da der Fokus dieser Arbeit auf die Veränderung der Schülervorstellungen liegt, würde die kognitions-linguistische Analyse der Schülervorstellungen nach dem Einsatz von choice2learn den Umfang dieser pädagogischen Facharbeit nicht mehr entsprechen und muss daher an dieser Stelle entfallen.
26
Verlauf des Unterrichtsgangs erworbene Kenntnisse, sodass Konzeptentwicklungen
individuell erkannt werden konnten. Diese geringe Objektivität bedingt sogleich die
Reliabilität der Untersuchung, denn es kann nicht davon ausgegangen werden, dass
die Ergebnisse, die in dieser Lerngruppe anhand der Diagnostik und auf die
Bedürfnisse der Lerngruppe zugeschnittenen Lernimpulse erreicht wurden, zuverlässig
von einer anderen Lerngruppe mit einer anderen Lehrperson reproduziert werden
können. Eine Erhöhung der Objektivität und Reliabilität könnte durch eine größere
Schülerzahl, sowie die Erprobung in parallelen Chemiekursen erreicht werden.162
Die bereits erwähnte zeitaufwändige Interpretation von Schüleraussagen soll eine
Erhöhung der Validität erreichen, denn kognitions-linguistische Analysen geben
Hinweise auf die Schülervorstellungen und ist in Anbetracht des großen Anteils an
Lernenden mit Migrationshintergrund sowie sprachlicher Defizite notwendig. Die
Entwicklung eines Diagnosebogens im Multiple-Choice-Format war angedacht
allerdings sprechen hier zu viele Argumente gegen den Einsatz zur Evaluation. Neben
der Argumente, die bereits für die Entwicklung von Diagnoseaufgaben galten,163 hätten
die SuS die Möglichkeiten durch einfaches Raten die Aufgaben zu bearbeiten, wobei
dies mit großer Wahrscheinlichkeit aufgrund der zeitlichen Nähe und damit der
inhaltlichen Präsenz sehr erfolgreich gewesen wäre. So wiederholten die SuS am
Schuljahresende zur Vorbereitung auf die schriftliche Leistungsmessung den gesamten
Stoff und mussten ihre Vorstellungen – ohne Hinweis auf die korrekte Lösung –
erklären.
Auch wenn die Anforderungen an eine wissenschaftliche Untersuchung nicht erfüllt
werden können, so kann die durchgeführte Erprobung erste Anhaltspunkte für die
Veränderung von Schülervorstellungen anhand der choice2learn-Konzeption sowie
deren Praktikabilität geben. Daneben fließen in die Bewertung Beobachtungen
während der Durchführung und die Evaluation seitens der SuS mit ein.164 Doch
zunächst sollen auf die jeweiligen Konzeptentwicklung thematisch differenziert
eingegangen werden und abschließend auf allgemeine Aspekte eingegangen werden.
a) Verbrennung
Laut der Rückmeldung der SuS durch Gespräche und dem Evaluationsbogen165 kann
eine positive Konzeptentwicklung bezüglich der Vorstellungen zu
Verbrennungsprozessen verzeichnet werden. Nur ein Lernender ist sich bei der
Formulierung und Erklärung der Verbrennung von Kohlenstoff noch unsicher. Die
162
Aus organisatorischen Gründen war dies leider nicht möglich. 163
vgl. Kap. V. Diagnostik und Diagnose der Lernervorstellungen 164
Die ausgewerteten Evaluationsbögen, welche Aspekte eines Selbsteinschätzungsbogens enthalten, finden sich auf der beigelegten Daten-CD. 165
Alle ausgewerteten Evaluationsbögen finden sich im Anhang der beigefügten Daten-CD, Kap. 11.
27
gesamte Lerngruppe sah die Unterrichtsgestaltung nach der choice2learn-Konzeption
als hilfreich an, um ein Verständnis auch auf submikroskopischer Ebene zu verstehen.
Bei der Auswertung der Diagnoseaufgabe gegen Ende des Schuljahres ergaben nach
kognitions-linguistischer Analyse, dass 92,9% (= 13 SuS) der Lerngruppe die
wissenschaftlich anerkannte Vorstellung vertraten. Nur ein SoS formulierte eine
Antwort, die das Konzept der Aussage A entspricht.
Abbildung 15: Konzeptentwicklung - Verbrennung
b) Änderung von Aggregatzuständen
Noch erfolgreichere Ergebnisse wurden bei der Konzeptentwicklung bezüglich der
Änderung von Aggregatzuständen erreicht. Die Schülerrückmeldung166 sowie die
Beantwortung der Aufgaben zum Transfer und zur Vorbereitung auf die schriftliche
Leistungskontrolle spiegeln die Verwurzelung der wissenschaftlich korrekten
Vorstellung wider. Auffällig dabei ist die prozentual hohe ‚volle‘ Zustimmung. Ein Grund
hierfür kann die gewonnene Sicherheit und Selbstvertrauen der SuS sein, die den
Verdampfungsprozess bzw. allgemein die Übergänge von Aggregatzuständen auf
submikroskopischer Ebene nun beschreiben können.
166
vgl. Evaluationsbogen, Anhang der beigelegten Daten-CD, Kap. 11
8
0 0 1 1
14 14 13
5
0 0 0 0
2
4
6
8
10
12
14
16
Ausgangslage Plenumsphase Transferaufgabe Langzeit
Aussage A - weiße Asche bleibt zurück
Aussage B - Kohle reagiert mit Sauerstoff zu gasförmigen Kohlenstoffdioxid
Aussage C - Kohle ist vernichtet
28
Abbildung 16: Konzeptentwicklung - Änderung von Aggregatzuständen
c) Löslichkeit
In der Plenums- und Anwendungsphase zeichnete sich zunächst eine erfolgreiche
Konzeptentwicklung ab. Auch die Schülerrückmeldung erzielte eine positive Bilanz.
Allerdings stimmten die Lernenden ‚eher zu‘ und nicht so selbstsicher wie bei den
anderen beiden Erprobungen. Bei der Bearbeitung der Aufgabe am Schuljahresende
gingen 21,4% des Chemiekurses erneut von einer Reaktion beim Lösevorgang aus.
Zum einen kann dies in der Komplexität der submikroskopischen Betrachtung
begründet werden167, zum anderen stellt sich die Frage inwiefern eine langfristige
Konzeptentwicklung erreicht wurde.168
Ein Teil der Lerngruppe scheint hier noch unsicher bei der zeichnerischen Darstellung
des Lösens bzw. Ausbildens zweier Phasen auf submikroskopischer Ebene zu sein.
Auch wenn sich hier eine Konzeptentwicklung verzeichnen lässt, könnten die
Lernimpulse unter Berücksichtigung der individuellen Bedürfnisse der betreffenden
Lerngruppe optimiert werden.
167
vgl. Kap. V. Diagnostik und Diagnose der Lernervorstellungen 168
vgl. Kap. VIII. Fazit, Ausblick und Weiterarbeit
10
0 0 0
2
0 0 0
2
14 14 14
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Ausgangslage Plenumsphase Transferaufgabe Langzeit
Aussage A - Moleküle reagieren mit Luftsauerstoff
Aussage B - Moleküle spalten sich
Aussage C - Abstände zwischen Moleküle ändern sich
29
Abbildung 17: Konzeptentwicklung - Löslichkeit
Die positiven Ergebnisse, die mit der Erprobung der choice2learn-Konzeption erreicht
wurden, spiegelten sich auch in den Beobachtungen während des Unterrichts wieder.
Die SuS arbeiteten konzentriert, motiviert und effektiv zusammen. So stieg nicht selten
der Lautstärkepegel bei Diskussionen zur Überprüfung der Hypothesen an. Die
Interaktion der SuS verlief dabei – auch aufgrund des positiven Klassenklimas169 –
immer wertschätzend, was auch von den SuS positiv angemerkt wurde.170 Auf diese
Weise konnte ein Ziel, das Fördern von Kompetenzen wie die Selbstregulation bzw.
self-monitoring, Involvement oder die personale und soziale Kompetenz, erreicht
werden.171 Aber auch alle anderen Kompetenzen, die mit dem konzipierten Unterricht
verfolgt wurden, konnten erzielt werden.172 Der Regelunterricht des Halbjahres
profitierte von der Erprobung von choice2learn, denn die Konzeptentwicklung
elementarer Vorstellungen auf denen die inhaltliche Weiterarbeit des Halbjahres
fußten, führten zu einem tieferen Verständnis.
Bei der ersten Erprobung von choice2learn mussten die Lernenden stark dazu
angehalten werden selbstständig und wissenschaftspropädeutisch zu arbeiten, da sie
sich stets nach Korrektheit rückversicherten. Doch sie wurden zunehmend vertrauter
mit der Arbeitsweise und gewannen immer mehr Selbstvertrauen, was als ein weiterer
Förderschwerpunkt verfolgt wurde.173 Die Selbstständigkeit durch das Einbeziehen von
Lernimpulsen wurde auch seitens der Lerngruppe als positiv erachtet.174 Bei der
Überprüfung von Hypothesen empfanden die SuS besonders Experimente als hilfreich,
169
vgl. Kap. III. Lernausgangslage und Lerngruppe 170
vgl. Kap. 11. Evaluationsbögen, Anhang der beigefügten Daten-CD 171
vgl. Kap. 4.2 Die Konzeption von choice2learn aus der didaktischen und methodischen Perspektive 172
vgl. Kap. 3. Kompetenzen, Anhang der beigefügten Daten-CD 173
vgl. Kap. I. Genese, vgl. Kap. III. Lernausgangslage und Lerngruppe 174
vgl. Kap. 11. Evaluationsbögen, Anhang der beigefügten Daten-CD
4
0 0
3
9
0 0 0 1
14 14
11
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Ausgangslage Plenumsphase Transferaufgabe Langzeit
Aussage A - Moleküle reagieren miteinander
Aussage B - Lösemittel zerfrisst bzw. zerstört Moleküle
Aussage C - Moleküle liegen nach dem Lösevorgang ungeordnet vor
30
wobei sich ein Teil sogar noch mehr hierzu wünschte. Die experimentelle Ausrichtung
der Lernimpulse scheint – wie in Kap. III. dargelegt – für den hohen Anteil an haptisch-
visuellen Lerntypen hilfreich zu sein. Allerdings wünschten sich einige SuS bei der
Evaluation der choice2learn-Konzeption zum Thema Änderung von
Aggregatzuständen noch mehr Sicherheit bei der Ergebnissicherung, in Form einer
gemeinsamen Niederschrift, was darauffolgend berücksichtig wurde. Bei der
Bearbeitung der Transferaufgabe zum Thema Löslichkeit sowie zur Vorbereitung auf
die schriftliche Leistungserfassung gegen Ende des Schuljahres, wurde auf socrative
zurückgegriffen. Die in Kapitel 4.2 beschriebenen Vorteile des Programms wurden so
optimal zur Sicherung und erneuten Umwälzung bei Schwierigkeiten genutzt.
Allerdings muss die nötige medientechnische Ausstattung dazu vorhanden sein, was
ggfs. angesichts einer zahlenmäßig größeren Lerngruppe problematisch sein kann.
VIII. Fazit, Ausblick und Weiterarbeit
Zusammenfassend kann der Unterrichtsversuch zur choice2learn-Konzeption als
erfolgreich bezeichnet werden. Das in der Genese zitierte spanische Sprichwort
bewahrheitete sich: Ursprüngliche, sowie aus dem Anfangsunterricht stammende,
hausgemachte Vorstellungen sind sehr verwurzelt und finden sich beständig bei
Oberstufenschüler wieder. Allerdings besteht die Möglichkeit durch die dargelegte
Konzeption eine langanhaltende Konzeptentwicklung zu erreichen und dabei auch
überfachliche Fähigkeiten zu fördern. Die Implementierung von choice2learn in den
Regelunterricht – auch und besonders in die der Oberstufe – muss zukünftig verfolgt
und weiterentwickelt werden. Es gilt differenzierte Lernimpulse hinsichtlich weiterer
elementarer Vorstellungen zu konzipieren und eine kreative Optimierung zu verfolgen.
Idealerweise wird das selbstständige und wissenschaftspropädeutische Arbeiten noch
weiter geöffnet, sodass SuS losgelöst von Lernimpulsen eigenständige experimentelle
Untersuchungen durchführen können, was allerdings in der Praxis
höchstwahrscheinlich den zeitlichen Rahmen sprengen würde. Die ersten Erfahrungen,
die mit der Erprobung von choice2learn erzielt wurden, finden ein erstes Gehör im
Kollegium. So sprach ich in unserer Arbeitsgruppe zur Überarbeitung des
Fachcurriculums bezüglich der Neuerungen des Kerncurriculums für Chemie175 die
Ergebnisse der vorliegenden Arbeit an. Zukünftig sollten Präkonzepte und
hausgemachte Vorstellungen auch in Lehrplänen und Kerncurricula berücksichtigt
werden.176 So könnte Fachlehrern ein Anstoß gegeben werden, Schülervorstellungen
bei der Unterrichtsplanung zu berücksichtigen und dabei auf Konzeptionen wie die von
choice2learn zurückgreifen.
175
vgl. Hessisches Kultusministerium (2016): Kerncurriculum gymnasiale Oberstufe. Wiesbaden 176
vgl. Kap. 4.2 Die Konzeption von choice2learn aus der didaktischen und methodischen Perspektive
31
IX. Literatur
Anton, M. A. (2008): Kompendium Chemiedidaktik. Bad Heilbrunn: Klinkhardt
Barke, H.-D. (2006): Chemiedidaktik. Diagnose und Korrektur von
Schülervorstellungen. Berlin: Springer
Barke, H.-D.; Harsch, G. (2011): Chemiedidaktik kompakt. Lernprozesse in Theorie
und Praxis. Berlin: Springer
Barke, H.-D.; Harsch, G.; Marohn, A.; Krees, S. (2015): Chemiedidaktik kompakt.
Lernprozesse in Theorie und Praxis. Berlin: Springer
Eisenmann, M.; Grimm, T. (Hrsg.) (2012): Heterogene Klassen – Differenzierung in
Schule und Unterricht. Baltmannsweiler: Schneider
Ertl, D. (2010): „The Nature of Science. Das Wesen/die Natur der
Naturwissenschaften.“, in: PLUS LUCIS. Verein zur Förderung des physikalischen
und chemischen Unterrichts. Österreichische physikalische Gesellschaft –
Fachausschuss Physik & Schule. (01.02.2010), S. 5-7
Ertl. (2013): „Sechs Kernaspekte zur Natur der Naturwissenschaft“, in: PLUS
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Im Rahmen der pädagogischen Arbeit vorgestelltes Programm:
Socrative (2016), unter: http://www.socrative.com/ (letzter Zugriff: 03.08.2016,
14:08)
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