Fachdidaktik Naturwissenschaft

Prof. Dr. Peter Labudde lehrt an der FH Nordwestschweiz.

Vorwort11

Naturwissenschaftsdidaktik konkret: innovativ unterrichten11

1 Ziele bewusst machen – Kompetenzen fördern13

Peter Labudde

1.1 Zum Für-wen, Warum und Wann von Zielen14

1.2 Zielebenen und –bereiche16

1.3 Lernziele im interdisziplinären Naturwissenschaftsunterricht18

1.4 Kompetenzen und Bildungsstandards: Deutschland20

1.5 Kompetenzen und Bildungsstandards: Schweiz22

1.6 Globalisierung der Lernziele durch PISA24

1.7 Tests zur Selbstkontrolle – Anstöße zum Weiterdenken26

1.8 Anregungen für die Schulpraxis und zum Weiterstudium28

2 Die Naturwissenschaften fächerübergreifend vernetzen29

Susanne Metzger

2.1 Fächerübergreifender Unterricht – ein Überblick30

2.2 Fächerübergreifend – eine Begriffsklärung 32

2.3 Im Spannungsfeld zwischen fächerübergreifendem Unterrichtund Fachsystematik34

2.4 Themenfelder36

2.5 BNE – ein Beispiel für fächerübergreifenden Unterricht über die Naturwissenschaften hinaus38

2.6 Weitere Beispiele für fächerübergreifenden Unterricht40

2.7 Tests zur Selbstkontrolle – Anstöße zum Weiterdenken42

2.8 Anregungen für die Schulpraxis und zum Weiterstudium44

3 Didaktische Rekonstruktion: Fachsystematik und Lernprozesse in der Balance halten45

Susanne Metzger

3.1 Das Modell der Didaktischen Rekonstruktion – Grundlagen46

3.2 Fachwissenschaftliche Perspektive48

3.3 Perspektive der Schülerinnen und Schüler50

3.4 Didaktische Strukturierung 52

3.5 Tests zur Selbstkontrolle – Anstöße zum Weiterdenken54

3.6 Anregungen für die Schulpraxis und zum Weiterstudium56

4 Lernen von Naturwissenschaft heißt: Konzepte verändern 57

Kornelia Möller

4.1 Lernen als kognitives Konstruieren58

4.2 Der Einfluss des Vorwissens60

4.3 Die Veränderung von Präkonzepten unterstützen62

4.4 Conceptual-Change-Theorien als theoretische Basis64

4.5 Conceptual-Change fördernden Unterricht gestalten68

4.6 Tests zur Selbstkontrolle – Anstöße zum Weiterdenken70

4.7 Anregungen für die Schulpraxis und zum Weiterstudium72

5 Von der Alltagssprache zur Fachsprache gelangen73

Anni Heitzmann

5.1 Lernen mit Sprache74

5.2 Alltagssprache – Fachsprache – Unterrichtssprache76

5.3 Begriffe bilden und lernen78

5.4 Fragen und Erklären80

5.5 Arbeit mit Texten82

5.6 Tests zur Selbstkontrolle – Anstöße zum Weiterdenken84

5.7 Anregungen für die Schulpraxis und zum Weiterstudium86

6 Modelle verwenden87

Anni Heitzmann

6.1 Was sind überhaupt Modelle? Eine Begriffseingrenzung88

6.2 Verschiedene Modelltypen90

6.3 Modellkritik – was ist ein «gutes» Modell?92

6.4 Metaphern und Analogien – ein Spezialfall von Modellen94

6.5 Chancen und Schwierigkeiten von Modellen im Unterricht96

6.6 Ein Ausblick auf weitere Modelle98

6.7 Tests zur Selbstkontrolle – Anstöße zum Weiterdenken100

6.8 Anregungen für die Schulpraxis und zum Weiterstudium102

7 Zugänge zum naturwissenschaftlichen Lernen öffnen103

Marco Adamina und Kornelia Möller

7.1 Grundlegende Prinzipien für Zugänge im naturwissenschaftlichen Unterricht104

7.2 Fokus 1: Ansätze handlungsbezogenen Lernens106

7.3 Fokus 2: Ansätze genetischen Lernens108

7.4 Fokus 3: Ansätze des problem- und projektorientierten Lernens110

7.5 Aktiv-entdeckende, eigenständige und dialogische Lerngelegenheiten im naturwissenschaftlichen Unterricht112

7.6 Tests zur Selbstkontrolle – Anstöße zum Weiterdenken114

7.7 Anregungen für die Schulpraxis und zum Weiterstudium116

8 Mit Lernaufgaben grundlegende Kompetenzen fördern117

Marco Adamina

8.1 Aspekte einer «neuen» Aufgabenkultur118

8.2 Kennzeichen guter Lernaufgaben120

8.3 Typen und Merkmale von Lernaufgaben122

8.4 Zur Entwicklung und zum Aufbau von Lernaufgaben124

8.5 Mit Lernaufgaben Fähigkeiten und Fertigkeiten fördern126

8.6 Lernaufgaben mit Einbezug überfachlicher Kompetenzen128

8.7 Tests zur Selbstkontrolle – Anstöße zum Weiterdenken130

8.8 Anregungen für die Schulpraxis und zum Weiterstudium 132

9 Beobachten und Experimentieren133

Ursula Frischknecht-Tobler und Peter Labudde

9.1 Wozu experimentieren?134

9.2 Genaues Beobachten als Grundlage zum Experimentieren136

9.3 Aufbau der Experimentierfähigkeit138

9.4 Bildungsstandards zum Beobachten und Experimentieren140

9.5 Durch Experimentieren das Lernen fördern144

9.6 Tests zur Selbstkontrolle – Anstöße zum Weiterdenken146

9.7 Anregungen für die Schulpraxis und zum Weiterstudium148

10 IKT im naturwissenschaftlichen Unterricht sinnvoll einsetzen149

Martin Lehmann

10.1 Der Stellenwert der IKT in Alltag und Schule150

10.2 Kollaboratives Lernen152

10.3 Digitale Geräte der Schülerinnen und Schüler 154

10.4 Internet als Wissensquelle156

10.5 Internet als Austauschplattform158

10.6 Naturwissenschaftliche Software160

10.7 Tests zur Selbstkontrolle – Anstöße zum Weiterdenken162

10.8 Anregungen für die Schulpraxis und zum Weiterstudium164

11 Ausserschulische Lernorte nutzen 165

Pascal Favre und Susanne Metzger

11.1 Außerschulische Lernorte im Überblick166

11.2 Die Arbeit an außerschulischen Lernorten als integraler Bestandteil des Unterrichts168

11.3 Besuch eines außerschulischen Lernortes innerhalb einer Unterrichtseinheit170

11.4 Zum Stand der Forschung über außerschulische Lernorte172

11.5 Der Bach – ein Beispiel für den Einbezug außerschulischer Lernorte (3.– 8. Klasse)174

11.6 Außerschulische Lernorte im Rahmen einer Technik-Woche (7.–9. Klasse)176

11.7 Tests zur Selbstkontrolle – Anstöße zum Weiterdenken178

11.8 Anregungen für die Schulpraxis und zum Weiterstudium180

12 Lernen begleiten, begutachten und beurteilen181

Marco Adamina

12.1 Lernen und das Lernen begleiten, begutachten, beurteilen182

12.2 Lernen begleiten, adaptive Lehrkompetenz184

12.3 Prinzipien und Thesen zum Begutachten und Beurteilen186

12.4 Formen des Begutachtens und Beurteilens188

12.5 Erfassen und Beurteilen unterschiedlicher Lernleistungen190

12.6 Erweiterte Formen des Begutachtens und Beurteilens192

12.7 Tests zur Selbstkontrolle – Anstöße zum Weiterdenken194

12.8 Anregungen für die Schulpraxis und zum Weiterstudium196

13 Der Heterogenität begegnen197

Peter Labudde und Martina Bruggmann Minnig

13.1 Differenzierung in Schule und Unterricht198

13.2 Ziele und Konsequenzen innerer Differenzierung200

13.3 Differenzieren: Wonach? Was? Wie?202

13.4 Gendergerechtigkeit: Herausforderungen204

13.5 Wege zu einem geschlechtergerechten Unterricht206

13.6 Tests zur Selbstkontrolle – Anstöße zum Weiterdenken208

13.7 Anregungen für die Schulpraxis und zum Weiterstudium210

14 Die «Natur» der Naturwissenschaft hinterfragen211

Anni Heitzmann

14.1 Was ist Wissenschaft? Was untersucht Naturwissenschaft?212

14.2 Was ist naturwissenschaftliches Wissen?214

14.3 Typische Merkmale naturwissenschaftlichen Arbeitens216

14.4 Die Bedeutung der Geschichte für die Naturwissenschaften218

14.5 Was geschieht mit naturwissenschaftlichem Wissen?220

14.6 Unterrichtsplanung und die Natur der Naturwissenschaften222

14.7 Tests zur Selbstkontrolle – Anstöße zum Weiterdenken224

14.8 Anregungen für die Schulpraxis und zum Weiterstudium226

15 Argumentieren im Gespräch lehren und lernen227

Christina Beinbrech

15.1 Definition und Begründung228

15.2 Argumentieren in den Bildungsstandards230

15.3 Gestaltung von Lehr-Lern-Umgebungen232

15.4 Gesprächsimpulse durch die Lehrperson236

15.5 Voraussetzungen bei den Schülerinnen und Schülern238

15.6 Tests zur Selbstkontrolle – Anstöße zum Weiterdenken240

15.7 Anregungen für die Schulpraxis und zum Weiterstudium242

16 Anhang243

Literaturverzeichnis243

Sachregister257

Bildnachweis263

Die Autorinnen und Autoren265