AuftaktPikoOL

Auftakt von Physik im Kontext (piko-OL)
16:00
Begrüßung
Geleitwort von Prof. Dr. Falk Rieß, Didaktik und Geschichte der Physik
16:10
PIKO – Neue Wege in der Lehrerfortbildung
Dennis Nawrath und Prof. Dr. Michael Komorek, Uni OL
16:30
Einblicke in die Arbeit der Sets
Dr. Thorsten Bell, IPN – Leibniz-Institut für die Pädagogik der
Naturwissenschaften, Kiel
17:15
Kaffeepause
17:35
Teams, Themen & Termine
18:30
Informeller Ausklang/weitere Fragen
Probleme, Anforderungen und Chancen
im Physikunterrichts
2000, 2003: Leistungen
deutscher 15jähriger
Schülerinnen und Schüler sind
teilweise unterdurchschnittlich
(98-04):
methodische
Weiterentwicklung!
PISA-I-Plus 2006:
Lernzuwachs in einem
Schuljahr ist kaum erkennbar
Im Physikunterricht herrscht
vorwiegend methodische
Monokultur; kognitive
Anregung ist begrenzt;
KMK 2004: Bildungsstandards
mangelnde Einbettung
im Fach Physik sind zu
von Experimenten.
definieren und umzusetzen
- Kerncurriculum  Schulcurriculum
- AG-Angebote
- Einheitliche Prüfungsanforderungen und
Lernstandserhebungen
PIKO – Neue Wege in der Lehrerfortbildung
BMBF, Länder:
Physik im Kontext
DFG: BiQua
Videostudie Physik
BMBF, Länder:
Chemie im Kontext
Biol. Im Kontext
B
u
n
d
e
sm
in
iste
riu
m
fü
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ild
u
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g
u
n
dF
o
rsch
u
n
g
BLK: SINUS
BMBF:
Lernort Labor
SINUS Transfer
Leitlinien des Programms
1.
Die Entwicklung der methodischen
Struktur des Physikunterrichts und
einer neuen Lehr-Lern-Kultur
2.
Die Förderung des naturwissenschaftlichen
Denkens und Arbeitens sowie des Anwendens
3.
Die Vermittlung von Grundideen moderner
Physik und moderner Technologien
Netzwerkstruktur
Schulset
Setschule
- externe Schulen
- Lehrer
- Fachdidaktiker
- Institute
+
Kooperationspartner
Sets und Schwerpunkte
seit 2004/05
SH: Mechanik, Kl.8:
Verkehrsicherheit  Sensoren
HH: - Zimmermodell zur
Elektrizitätslehre, Kl. 8
- Energieflüsse beim Menschen
- Lernstationen: Energieformen,
Sprungeigenschaften von
Bällen
B: Statik (Brücken aus Nudeln)
Schleswig-Holstein
Okt 2004; 7 TN
Hamburg
Mai 2004; 48 TN
Oldenburg
Feb 2007
Mär 2004; 14 TN
Brandenburg
OWL
Jan 2004; 15 TN
Apr 2004; 9 TN
Dortmund
Nov 2005; 9 TN
Kassel
Sep 2004; 7 TN
BB: Experimentieren und
Modellieren im Anfangsunterr.
NRW:
- Wetter, Kl. 9/10
- Bewegungsanalyse per Video
BW:
- Kl. 9/10: Sensorik
Berlin
Speyer
Sep 2006; 11 TN
Thüringen
Jun 2004; 6 TN
Würzburg
Sep 2004; 7 TN
Saarland
Nov 2005; 11 TN
Ludwigsburg
Sep 2004; 11 TN
München
Jul 2003; 8 TN
„symbiotische“
Kooperation
Expertise der
Lehrkräfte
Expertise der
Fachdidaktik und
Lehrerfortbildung
Kontexte des
Lernens von
Physik
wodurch wird ein
Kontext sinnstiftend?
„Physik des Sports“
„Physik im Kontext
von Biologie
und Medizin“
„Physik im
sinnstiftenden
Kontext“ (Heinz
Muckenfuß)
Sinnstiftende Kontexte
aus: Alltag, Technik,
Gesellschaft
- Schüler betreffend
- von ihnen als wichtig
wahrgenommen
wie gelingt es, dass der
Kontext mehr als Illustration
oder Beispiel ist?
Lernen von
Physik
wie lässt sich ein Kontext „durchhalten“,
so dass S. nicht nur die Physik, sondern
auch den Kontext besser verstehen?
Kontexte des
Lernens von
Physik
Kontext Schule
- Fächer, Schul- und
Klassenklima
- Mitschüler, Lehrer,
Schulausstattung
Sinnstiftende Kontexte
aus: Alltag, Technik,
Gesellschaft
- Schüler betreffend
- von ihnen als wichtig
wahrgenommen
Kontext Lernumgebung
- kognitiv anregend
- Kompetenzen fördernd
- nachhaltig Lernprozesse
unterstützend
Lernen von
Physik
außerschulische Kontexte
- Freunde, Eltern, Medien, außerschulische Lernorte
Schülerlabore, Science Center (z.B.
Phänomenta), Industriemuseen etc.
Methodisch-organisatorischer Rahmen von piko-OL
regelmäßige Treffen

Freistellung
Arbeiten im Netzwerk
Forschung   Fortbildung
Entwicklung   Erprobung
Physik im Kontext
Einblicke in die Arbeit
der piko-Sets
Schleswig-Holstein
und Hamburg
Thorsten Bell
IPN - Kiel
Das piko-Set Schleswig-Holstein
Start:
Oktober 2004
Größe:
7 Pers. / 6 Schulen (aktuell)
Einzugsgebiet:
ganz Schleswig-Holstein
Schultypen:
RS, HS, GS
Treffpunkt:
Kiel, z.T. an Schulen
Dauer / Häufigkeit: 3 Std. / 10 mal im Schuljahr
Spez. Perspektive: forschendes Lernen
Themen:
Bewegung – mal anders
Verkehrssicherheit (Mechanik)
Farbsehen / Fleischtheke (Optik)
Windenergie (Energie/-versorgung)
Schleswig-Holstein: forschendes Lernen
Orientieren
Auswerten
Vergleichen
Problem
formulieren
Untersuchung
planen
Experimentieren
Vermuten
Ideen
äußern
Wissen
ausdrücken
(modellieren)
Ergebnisse
formulieren
Präsentieren
Reflektieren
Informationen
suchen
Forschendes Lernen als Zielperspektive
Forschendes Lernen in Reinkultur
bedeutet einen sehr hohen
Anspruch!
Forschendes Lernen
als Fernziel
Kleine Schritte dahin definieren !
Forschendes Lernen als Zielperspektive
 Forschendes Lernen als
Fernziel
 Schüler zum selbstständigen
Wissenserwerb hinführen
 Arbeitsweisen / Kompetenzen
fördern
 Schwierigkeitsgrad (Offenheit)
an Fähigkeiten anpassen
 In langfristigen Entwicklungen
denken
Bezug zu den Bildungsstandards
Schwerpunkt beim
forschenden Lernen
Fachwissen
Erkenntnisgewinnung
Kommunikation
Bewertung
als Teil der Reflexion,
v.a. am Ende
spielt in alle
Prozesse mit
hinein
soll alle Prozesse
begleiten
Arbeit des piko-Sets Schleswig-Holstein
2004 / 05
2005 / 06
2006 / 07
Bewegung (Klasse 8)
Bis zu 3
Arbeitsgruppen
Verkehrssicherheit (Klasse 9)
Farbsehen (Klasse 9)
Okt 2004
Aug 2005
Sep 2006
Windenergie (Kl.10)
Jul 2007
 Lehrplanthemen / „altbekannte“ Themen in neuem Gewand; von Lehrkräften gewünscht
 mehrere fachfremde Lehrkräfte
 verschiedene Schultypen
 bei Settreffen öfter experimentiert / gebastelt
 ein Ganztagstreffen
Die piko-Einheit „Sicherheit im
Straßenverkehr“
 Mechanik im Kontext „Verkehrssicherheit“
 Anlass: Führerschein Klasse S seit 1. Februar 2005
 Quads und Leichtautos; Sicherheitsdebatte
Aufbau der Unterrichtseinheit
Sicherheit im Straßenverkehr
Klassenstufe 9
Bezug zum Lehrplan:
Dauer
Mechanik im Dienste der
12 Unterrichtsstunden
Verkehrssicherheit
Ziele der Unterrichtseinheit
Inhaltliche Schwerpunkte
Methodische Schwerpunkte
Kräfte beim Zusammenstoß
Elemente forschenden Lernens:
Funktion von Knautschzonen
Experimentieren an Stationen (E8/9),
Messung mit Kraftsensor
Vermuten (E6), Konstruieren , Präsentieren
(K6), Bewerten (B3)
Unterrichtsbausteine
Anzahl der Stunden
Unterrichtsbausteine (Elemente
forschenden Lernens)
2
Wiederholung
1
Einstieg (Orientieren, Fragen stellen)
5
Experimentierstationen (Vermuten,
Experimenten)
1
Wettbewerb mit Knautschzonen (Modellieren)
1
Wirkungen auf den Menschen (Informationen
suchen)
1
Präsentation (Aktive Sicherheit)
1
Reflexion / Test
Baustein 2: Einstieg



ZDF-Video (Quads), Opel-Video, ADAC-Videos,
DEKRA-Video (Crashtests) oder Bilder  eigene
Berichte; Diskussion
Arbeitsblatt: ergänze den zusammengeknautschten
Teil
Fragen entwickeln
Baustein 3:
Experimentierstationen




SuS experimentieren
selbstständig mit Crashs im
kleinen Maßstab.
Versch. Variationen an 5
Stationen.
SuS sollen das Vermuten
und Prüfen von
Vermutungen üben.
SuS protokollieren ihre
Arbeit nach folgendem
Schema:
Crash-Stationen:
 Magnetfigur reißt von Sitz ab
 Magnetfigur mit variabler Masse
 gegen bewegliches Hindernis
 gegen eine Blattfeder
 Huckepack-Wagen (Gurtwirkung)
Verlaufstabelle
Stundenthema
und
inhaltliche
Schwerpunkte
1.) Filme und
Bilder über
Crashtests
Schülertätigkeiten
Versuch
e
Materialien
Didaktischer
Kommentar
Standar
ds
S. sehen sich Filme bzw. Bilder
an
-
-
-
2.) Fragestellungen
S. kommentieren die gezeigten
Bilder und berichten evtl. über
eigene Erfahrungen
-
Filme und
Bilder auf
CD
DVD-Player
-
3.)
Knautschzone
S. stellen Vermutungen über die
Geschw. an, mit der die PKWs
gegen das Hindernis gefahren
wurden
S. schätzen die Länge der
Verkürzung bei den
Unfallfahrzeugen
S. erhalten ein Arbeitsblatt zur
Reflexion des Films bzw. der
Bilder und bearbeiten es mit
gegenseitiger Hilfe.
Gemeinsames Darstellen der
Ergebnisse
-
-
-
Arbeitsblatt
-
Arbeitsblatt
auf Folie,
OHP
Die Ergebnissicherung
am OHP soll von
Schülern durchgeführt
werden
K4, K5
„Sucht ein Crashbild des
Autotyps, den eure Eltern
fahren unter folgender
Webadresse:
www.adac.de/Tests/Crash_Test
s“
-
-
Die H.A. motiviert in
hohem Maße zur
weiteren
Internetrecherche über
die Links des ADAC
E3
4.) Schriftliches
Sichern der
Problemstellun
gen
5.) Ergebnissicherung
6.)
Hausaufgabe
Die Schülerbeiträge über
eigene oder familiäre
Unfallerfahrungen
müssen mit
Fingerspitzengefühl
gelenkt werden.
Durch Mitdiskutieren und
weitere Hinweise des L.
sollen die Schüler die
Zielsetzung der Stunde
erarbeiten.
E2
E2, K1
-
-
Die anderen Themen in
Schleswig-Holstein
s
Bewegung (Klasse 8)
Kontext: körperliche Bewegung
t
Farbsehen (Klasse 9)
Kontext: Fleischtheke / Fleischskandale
Energieversorgung (Klasse 10)
Kontext: Windenergie
Erfahrungen bei der Entwicklung der
Einheiten

Auch physikalische Sachinformationen
gefragt

Ansatz des forschenden Lernens in der
Praxis neu durchbuchstabiert

Realistische Einschätzung der
Fähigkeiten der SuS

Aushandeln eines geeigneten Maßes an
Offenheit

Ermutigung etwas Neues auszuprobieren
(offenere Aufträge wagen)
Das piko-Set Hamburg
Start:
Mai 2004
Größe:
48 Pers. / 28 Schulen (aktuell)
15 Arbeitsgruppen
Einzugsgebiet:
ganz Hamburg
Schultypen:
Gymnasien, HRG-Schulen
Treffpunkt:
versch. Schulen in HH
Dauer / Häufigkeit: 6 Gesamttreffen à 3 Std.
12 AG-Treffen à 3 Std.
Spez. Perspektive: forschendes Lernen
Themen:
Elektrifizierung eines Modellzimmers
Energiehaushalt des Menschen
Hebel an alltäglichen Objekten
Kernenergie – Energie der Zukunft?
u.v.a.m.
Arbeit des (der) piko-Sets Hamburg
2004 / 05
2005 / 06
2006 / 07
HRGS-Set
Sek I -Set
2. Gymnasialset
Sek II –Set (Obertufenprofile)
Gymnasialset
Mai 2004
3-4 Themen
Aug 2005
Video -Set
10 Themen
Aug 2006
15 Themen
Jul 2007
 starkes Interesse der HH-Behörde für Bildung und Sport
 2 Koordinatoren vor Ort
 1-2 Stunden Entlastung für Lehrkräfte
 piko-Arbeit unterstützt die Entwicklung eines neuen Hamburger Rahmenplans
 überwiegend Gymnasien, seit 2005/06 auch HRGS
 für 2005/06: Ausweitung und modifiziertes Konzept: Gesamt - & geplante AG-Treffen
 für 2006/07: Neuzusammenstellung der Sets
 fachlich und häufig auch methodisch versierte Lehrkräfte
 recht große personelle Konstanz
Themen in Hamburg (Auswahl)
Energie (Klasse 9)
Kontext: Mensch
Elektrizität (Klasse 7)
Kontext: Zimmer
Energie (Klasse 11)
Kontext: KernenergieDebatte
Kraftbegriff (Klasse 8)
Kontext: z.B. Armkraft
Hebel (Klasse 8)
Kontext: Kampfsport,
Werkzeuge
Optik (Klasse 9)
Kontext: Illusionen /
Zauberei
Spezielle Erfahrungen in Hamburg

Anlaufschwierigkeiten wegen Unklarheiten über die Arbeitsweise;

Funktion des (Gesamt-)Settreffens i.Ggs. zu sonstigen Fortbildungen;

Recht unterschiedliche Bedürfnisse der Lehrkräfte hinsichtlich
Fortbildung;

Was für alle hilfreich ist: Reflexion gelaufenen Unterrichts (VideoWorkshop);

Schwierigkeit, in der Planungsphase im Sinne von piko über Unterricht
zu sprechen,

erfordert Übung;

kontinuierlich Hinweise auf fachdidaktische
Perspektiven, z.B. piko-Briefe.
Weitere piko –Themen in den Sets
Berlin:
OWL:
Statik / Brückenbau
(Klasse 7/8)
Wetter /
Wärmelehre
(Klasse 10)
Ludwigsburg:
Sensorik: KFZ;
Physiologie
(Klasse 8-10)
Brandenburg:
Naturwissenschaftliche
Arbeitsweisen
(Klasse 6)
Was beflügelt die Setarbeit?
Ein schöner Rahmen
Eine offene Atmosphäre,
Vertrauen, sich gegenseitig
zuhören
Eine gerechte
Arbeitsaufteilung
Zuverlässigkeit
Arbeiten an konkretem
Unterricht
Gelaufenen Unterricht
reflektieren
Missverständnis:
„piko findet nur bei den
Treffen statt.“
Wie unterstützt piko Lehrkräfte ?

Forum für Austausch

Informationen & Beratung von
Fachdidaktikern

piko-Briefe

Handreichungen
www.physik-im-kontext.de
Bionik

Webseite
Feedback: Veränderungen des
Unterrichts
Hat sich Ihr Unterricht durch
piko verändert?
Die Veränderungen
betreffen ...
(Prozent der Lehrkräfte)
(Prozent der Lehrkräfte)
64,2
70
60
40
40
28,4
30
25,4
30
20
20
10
44,8
50
50
6
1,5
0
11,9
10
0
gar nicht
eher nicht
ja, zum Teil
ja, sehr
nur piko
piko + Teile
anderen
Unterrichts
gesamten
Unterricht
Feedback: Was hat sich im Unterricht
Äußerungen kamen von 53 Lehrkräften.
verändert?
Ich sehe den Unterricht jetzt
eher aus Schülersicht und
versuche, mehr auf
Schülerinteressen einzugehen.
Noch stärkere
Einbindung in die
Lebenswirklichkeit
der Schüler.
[Es gab] mehr Versuche,
Alltagsphänomene
einzubringen und daran
anzuknüpfen.
Insgesamt 17 Äußerungen
zu Kontext, Alltagsbezug, Schülerinteressen, Anwendungen
Insgesamt 29 Äußerungen
zu offenem, forschendem Lernen, Schüleraktivität, Eigeninitiative,
Kompetenzen, versch. Arbeitsweisen
Mehr Arbeitsaufträge in
Richtung Entwicklung von
alternativen Denkmodellen .
[Es gab] mehr Förderung
des selbstständigen
Lernens bei den Schülern
Ich messe dem ... Erkenntnisprozess ...
durch eigene Tätigkeit größere
Bedeutung zu.
Das naturwissenschaftliche
Arbeiten ist noch stärker in
den Vordergrund gerückt.
Feedback: Was war problematisch bei
Äußerungen kamen von 50 Lehrkräften.
der piko-Arbeit?
Zusammenpassen der erarbeiteten
Einheiten mit dem Unterrichtsstoff. Der
Stoff wurde immer eher
durchgenommen, als die piko-Einheiten
erarbeitet wurden.
Gelegentlich fehlte
die genaue
Zielrichtung.
Die nicht regelmäßige
Teilnahme einiger
Kolleginnen und Kollegen.
Zu wenig Zeit neben voller
Stelle ... Zeitdruck ...
Terminkollision.
Ineffektivität aufgrund der
Zeitbeschränkung bei den
Treffen.
Einbindung in die Schule.
Zu wenig Unterstützung
vom eigenen Kollegium.
Die Überzeugung von Kollegen, die nicht an
piko mitarbeiten, ist schwierig. Der Vorwurf,
dass die Schüler zu wenig Physik lernen, ist
nicht so einfach zu entkräften.
Effektivität der Settreffen zu gering
gegenüber dem zeitlichen Aufwand und im
Vergleich zu den Treffen und der Arbeit in
den Arbeitsgruppen.
Verschiedene Ebenen bedienen
... und verschiedene Zeitskalen berücksichtigen
Anregungen für die Unterrichtspraxis, „Input“, Austauschbörse, auch „Theorie“
Unterricht erproben & reflektieren
eigene Unterrichtsbausteine einsetzbar / erste Tests
eigene Unterrichtseinheiten einsetzbar
Start
erste Teilziele erreichen
zügig erste Teilziele
definieren
6-8 Treffen
„neuer“ Unterricht
Vorschläge für Kontexte und Themen
in den Gruppen
Zeitplan
Organisatorisches
Bildung von Arbeitsgruppen
Termin für erstes Arbeitstreffen
Lernumgebung
Alltag
Regenerative Energien
Technik
Beruf
Methodik
Nw. Arbeitsweisen
Lernumgebung
Alltag
Optik –
historisch genetisch
Technik
Beruf
Methodik
Nw. Arbeitsweisen
Lernumgebung
Alltag
Akustik
Hören, Wahrnehmung
Technik
Beruf
Methodik
Nw. Arbeitsweisen
Lernumgebung
Alltag
Anfangsunterricht
Mechanik
Technik
Beruf
Methodik
Nw. Arbeitsweisen
Lernumgebung
Alltag
Nichtlineare Physik –
Komplexe Systeme
Technik
Beruf
Methodik
Nw. Arbeitsweisen
Lernumgebung
Alltag
Weiterentwicklung von
pikoUnterrichtskonzepten
Technik
Beruf
Methodik
Nw. Arbeitsweisen
Lernumgebung
Alltag
Nanoscience –
neue Materialien
Technik
Beruf
Methodik
Nw. Arbeitsweisen
Zeitplan
Feb
07
Mär
07
Apr
07
Mai
07
Jun
07
Jul
07
Aug
07
Fachdidaktische Unterstützung
Entwicklungsphase
Sommerferien
1. Sitzung
Auftaktveranstaltung
Ca. 5 Arbeitssitzungen
Sep
07
Okt
07
Nov
07
Dez
07
Feinplanung und Erprobung
des entwickelten Unterrichts
Einzelbetreuung
Unterstützung durch
Einsatz von Videos
Erprobungsphase
Gruppenbildung
Gruppe 1
Sek I
Schwerpunkt HRS
Gruppe 2
Sek I
Schwerpunkt Gy
Gruppe 3
Sek I/II
Schwerpunkt Gy