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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 SetsDr. 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
Auftakt von Physik im Kontext (piko-OL)
Probleme, Anforderungen und Chancen im Physikunterrichts
2000, 2003: Leistungen deutscher 15jähriger Schülerinnen und Schüler sind teilweise unterdurchschnittlich
PISA-I-Plus 2006:
Lernzuwachs in einem Schuljahr ist kaum erkennbar
(98-04):
Im Physikunterricht herrscht vorwiegend methodische Monokultur; kognitive Anregung ist begrenzt; mangelnde Einbettung von Experimenten.
methodische Weiter-
entwicklung!
2004: Bildungsstandards im Fach Physik sind zu definieren und umzusetzen
KMKKMK
- Kerncurriculum Schulcurriculum - AG-Angebote- Einheitliche Prüfungsanforderungen und Lernstandserhebungen
BMBF, Länder:Physik im Kontext
SINUS Transfer
BLK: SINUS
BMBF:Lernort Labor
DFG: BiQuaVideostudie Physik
Bundesministerium für Bildungund Forschung
PIKO – Neue Wege in der Lehrerfortbildung
BMBF, Länder:Chemie im Kontext
Biol. Im Kontext
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
+Kooperations-
partner
Schulset
Setschule
- externe Schulen - Lehrer- Fachdidaktiker- Institute
Hamburg Mai 2004; 48 TN
Würzburg Sep 2004; 7 TN
Saarland Nov 2005; 11 TN
Speyer Sep 2006; 11 TN
München Jul 2003; 8 TN
BrandenburgJan 2004; 15 TN
Dortmund Nov 2005; 9 TN
OldenburgFeb 2007
Thüringen Jun 2004; 6 TN
Berlin Mär 2004; 14 TN
OWLApr 2004; 9 TN
Kassel Sep 2004; 7 TN
Ludwigsburg Sep 2004; 11 TN
Schleswig-Holstein Okt 2004; 7 TN
SH: Mechanik, Kl.8: Verkehrsicherheit SensorenHH: - Zimmermodell zur Elektrizitätslehre, Kl. 8- Energieflüsse beim Menschen- Lernstationen: Energieformen, Sprungeigenschaften von BällenB: Statik (Brücken aus Nudeln)
NRW: - Wetter, Kl. 9/10- Bewegungsanalyse per Video
BW: - Kl. 9/10: Sensorik
BB: Experimentieren und Modellieren im Anfangsunterr.
Sets und Schwerpunkteseit 2004/05
„symbiotische“Kooperation
Expertise der Lehrkräfte
Expertise der Fachdidaktik und Lehrerfortbildung
Sinnstiftende Kontexteaus: Alltag, Technik, Gesellschaft- Schüler betreffend- von ihnen als wichtig wahrgenommen
Lernen von Physik
„Physik des Sports“
„Physik im Kontext
von Biologie und Medizin“
„Physik im sinnstiftenden Kontext“ (Heinz Muckenfuß)
wodurch wird ein Kontext sinnstiftend?
wie gelingt es, dass der Kontext mehr als Illustration oder Beispiel ist?
wie lässt sich ein Kontext „durchhalten“, so dass S. nicht nur die Physik, sondern auch den Kontext besser verstehen?
Kontexte des Lernens von Physik
Sinnstiftende Kontexteaus: Alltag, Technik, Gesellschaft- Schüler betreffend- von ihnen als wichtig wahrgenommen
Kontext Lernumgebung- kognitiv anregend- Kompetenzen fördernd- nachhaltig Lernprozesse
unterstützend
Lernen von Physik
Kontext Schule- Fächer, Schul- und Klassenklima- Mitschüler, Lehrer, Schulausstattung
außerschulische Kontexte - Freunde, Eltern, Medien, außerschulische Lernorte
Schülerlabore, Science Center (z.B. Phänomenta), Industriemuseen etc.
Kontexte des Lernens von Physik
Methodisch-organisatorischer Rahmen von piko-OL
Forschung Fortbildung
Entwicklung Erprobung
reg
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Thorsten BellIPN - Kiel
Physik im Kontext Einblicke in die Arbeit
der piko-SetsSchleswig-Holstein
und Hamburg
Das piko-Set Schleswig-Holstein
Größe: 7 Pers. / 6 Schulen (aktuell)
Start: Oktober 2004
Schultypen: RS, HS, GS
Einzugsgebiet: ganz Schleswig-Holstein
Dauer / Häufigkeit: 3 Std. / 10 mal im Schuljahr
Themen: Bewegung – mal andersVerkehrssicherheit (Mechanik)Farbsehen / Fleischtheke (Optik)Windenergie (Energie/-versorgung)
Spez. Perspektive: forschendes Lernen
Treffpunkt: Kiel, z.T. an Schulen
Schleswig-Holstein: forschendes LernenOrientieren
Problem formulieren Ideen
äußern
Untersuchungplanen
Informationensuchen
Wissenausdrücken
(modellieren)
Vermuten
Experimentieren
AuswertenVergleichen
Ergebnisseformulieren
PräsentierenReflektieren
Forschendes Lernen als Zielperspektive
Kleine Schritte dahin definieren !
Forschendes Lernen in Reinkultur bedeutet einen sehr hohen Anspruch!
Forschendes Lernen als Fernziel
Forschendes Lernen als Fernziel
Schüler zum selbstständigen Wissenserwerb hinführen
Arbeitsweisen / Kompetenzen fördern
Schwierigkeitsgrad (Offenheit) an Fähigkeiten anpassen
In langfristigen Entwicklungen denken
Forschendes Lernen als Zielperspektive
Erkenntnis-gewinnung
Kommuni-kation
Fachwissen
Bewertung
spielt in alle Prozesse mit
hineinSchwerpunkt beim forschenden Lernen
soll alle Prozesse begleiten
als Teil der Reflexion, v.a. am Ende
Bezug zu den Bildungsstandards
Arbeit des piko-Sets Schleswig-Holstein
Okt 2004 Aug 2005 Sep 2006
Bewegung (Klasse 8)
Verkehrssicherheit (Klasse 9)
Windenergie (Kl.10)
Jul 2007
Farbsehen (Klasse 9)
Lehrplanthemen / „altbekannte“ Themen in neuem Gewand; von Lehrkräften gewünscht
mehrere fachfremde Lehrkräfte
verschiedene Schultypen
bei Settreffen öfter experimentiert / gebastelt
ein Ganztagstreffen
Bis zu 3 Arbeits-gruppen
2004 / 05 2005 / 06 2006 / 07
Die piko-Einheit „Sicherheit im Straßenverkehr“ Mechanik im Kontext „Verkehrssicherheit“
Anlass: Führerschein Klasse S seit 1. Februar 2005
Quads und Leichtautos; Sicherheitsdebatte
Sicherheit im StraßenverkehrKlassenstufe 9
Bezug zum Lehrplan: DauerMechanik im Dienste der Verkehrssicherheit
12 Unterrichtsstunden
Ziele der Unterrichtseinheit
Inhaltliche Schwerpunkte Methodische Schwerpunkte
Kräfte beim ZusammenstoßFunktion von KnautschzonenMessung mit Kraftsensor
Elemente forschenden Lernens: Experimentieren an Stationen (E8/9), 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
Aufbau der Unterrichtseinheit
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)
VerlaufstabelleStundenthema
und inhaltliche
SchwerpunkteSchülertätigkeiten Versuc
he Materialien Didaktischer Kommentar
Standards
1.) Filme und Bilder über Crashtests
S. sehen sich Filme bzw. Bilder an
- Filme und Bilder auf CDDVD-Player
- -
2.) Frage-stellungen
S. kommentieren die gezeigten Bilder und berichten evtl. über eigene Erfahrungen
- - Die Schülerbeiträge über eigene oder familiäre Unfallerfahrungen müssen mit Fingerspitzengefühl gelenkt werden.
E2
3.) Knautschzone
S. stellen Vermutungen über die Geschw. an, mit der die PKWs gegen das Hindernis gefahren wurdenS. schätzen die Länge der Verkürzung bei den Unfallfahrzeugen
- - Durch Mitdiskutieren und weitere Hinweise des L. sollen die Schüler die Zielsetzung der Stunde erarbeiten.
E2, K1
4.) Schriftliches Sichern der Problemstellungen
S. erhalten ein Arbeitsblatt zur Reflexion des Films bzw. der Bilder und bearbeiten es mit gegenseitiger Hilfe.
- Arbeitsblatt - -
5.) Ergebnis-sicherung
Gemeinsames Darstellen der Ergebnisse
- Arbeitsblatt auf Folie, OHP
Die Ergebnissicherung am OHP soll von Schülern durchgeführt werden
K4, K5
6.) Hausaufgabe
„Sucht ein Crashbild des Autotyps, den eure Eltern fahren unter folgender Webadresse: www.adac.de/Tests/Crash_Tests“
- - Die H.A. motiviert in hohem Maße zur weiteren Internetrecherche über die Links des ADAC
E3
Die anderen Themen in Schleswig-Holstein
Farbsehen (Klasse 9)Kontext: Fleischtheke / Fleischskandale
Energieversorgung (Klasse 10)Kontext: Windenergie
Bewegung (Klasse 8)Kontext: körperliche Bewegung
t
s
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
Größe: 48 Pers. / 28 Schulen (aktuell)15 Arbeitsgruppen
Start: Mai 2004
Schultypen: Gymnasien, HRG-Schulen
Einzugsgebiet: ganz Hamburg
Dauer / Häufigkeit: 6 Gesamttreffen à 3 Std.12 AG-Treffen à 3 Std.
Themen: Elektrifizierung eines ModellzimmersEnergiehaushalt des MenschenHebel an alltäglichen ObjektenKernenergie – Energie der Zukunft?u.v.a.m.
Spez. Perspektive: forschendes Lernen
Treffpunkt: versch. Schulen in HH
Arbeit des (der) piko-Sets Hamburg
Mai 2004 Aug 2005 Aug 2006
Gymnasialset
2. Gymnasialset
Jul 2007
HRGS-Set
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
3-4 Themen 10 Themen
Sek I -Set
Sek II –Set (Obertufenprofile)
Video -Set
15 Themen
2004 / 05 2005 / 06 2006 / 07
Themen in Hamburg (Auswahl)Kraftbegriff (Klasse 8)Kontext: z.B. Armkraft
Elektrizität (Klasse 7)Kontext: Zimmer
Energie (Klasse 11)Kontext: Kernenergie-Debatte
Hebel (Klasse 8)Kontext: Kampfsport, Werkzeuge
Energie (Klasse 9)Kontext: Mensch
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 (Video-
Workshop);
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 SetsBerlin:
Statik / Brückenbau (Klasse 7/8)
OWL:
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 zuhörenEine gerechte Arbeitsaufteilung
Zuverlässigkeit
Missverständnis:„piko findet nur bei den
Treffen statt.“
Arbeiten an konkretem UnterrichtGelaufenen Unterricht reflektieren
Wie unterstützt piko Lehrkräfte ? Forum für Austausch
Informationen & Beratung vonFachdidaktikern
piko-Briefe
Webseite
HandreichungenBionik
www.physik-im-kontext.de
Feedback: Veränderungen des Unterrichts
1,5
28,4
64,2
6
0
10
20
30
40
50
60
70
gar nicht eher nicht ja, zum Teil ja, sehr
Hat sich Ihr Unterricht durch piko verändert?(Prozent der Lehrkräfte)
11,9
44,8
25,4
0
10
20
30
40
50
nur piko piko + Teileanderen
Unterrichts
gesamtenUnterricht
Die Veränderungen betreffen ...(Prozent der Lehrkräfte)
Feedback: Was hat sich im Unterricht verändert? Noch stärkere
Einbindung in die Lebenswirklichkeit
der Schüler.
[Es gab] mehr Versuche, Alltagsphänomene
einzubringen und daran anzuknüpfen.
[Es gab] mehr Förderung des selbstständigen
Lernens bei den Schülern
Insgesamt 17 Äußerungen zu Kontext, Alltagsbezug, Schülerinteressen, Anwendungen
Äußerungen kamen von 53 Lehrkräften.
Das naturwissenschaftliche Arbeiten ist noch stärker in den Vordergrund gerückt. Ich messe dem ... Erkenntnisprozess ...
durch eigene Tätigkeit größere Bedeutung zu.
Ich sehe den Unterricht jetzt eher aus Schülersicht und
versuche, mehr auf Schülerinteressen einzugehen.
Mehr Arbeitsaufträge in Richtung Entwicklung von
alternativen Denkmodellen .
Insgesamt 29 Äußerungen zu offenem, forschendem Lernen, Schüleraktivität, Eigeninitiative, Kompetenzen, versch. Arbeitsweisen
Feedback: Was war problematisch bei der piko-Arbeit?
Gelegentlich fehlte die genaue
Zielrichtung.
Die nicht regelmäßige Teilnahme einiger
Kolleginnen und Kollegen.
Äußerungen kamen von 50 Lehrkräften.
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.
Zusammenpassen der erarbeiteten Einheiten mit dem Unterrichtsstoff. Der
Stoff wurde immer eher durchgenommen, als die piko-Einheiten
erarbeitet wurden.
Ineffektivität aufgrund der Zeitbeschränkung bei den
Treffen.
Zu wenig Unterstützung vom eigenen Kollegium.
Einbindung in die Schule.
Zu wenig Zeit neben voller Stelle ... Zeitdruck ...
Terminkollision.
„neuer“ Unterricht
Verschiedene Ebenen bedienen
erste Teilziele erreichenStart 6-8 Treffen
eigene Unterrichtseinheiten einsetzbar
Anregungen für die Unterrichtspraxis, „Input“, Austauschbörse, auch „Theorie“
zügig erste Teilziele definieren
Unterricht erproben & reflektieren
eigene Unterrichtsbausteine einsetzbar / erste Tests
... und verschiedene Zeitskalen berücksichtigen
Vorschläge für Kontexte und Themenin den Gruppen
Bildung von ArbeitsgruppenTermin für erstes Arbeitstreffen
ZeitplanOrganisatorisches
Beruf
AlltagLernumgebung
Methodik Nw. Arbeitsweisen
Technik
Regenerative Energien
Beruf
AlltagLernumgebung
Methodik Nw. Arbeitsweisen
TechnikOptik – historisch genetisch
Beruf
AlltagLernumgebung
Methodik Nw. Arbeitsweisen
Technik
Akustik
Hören, Wahrnehmung
Beruf
AlltagLernumgebung
Methodik Nw. Arbeitsweisen
TechnikAnfangsunterrichtMechanik
Beruf
AlltagLernumgebung
Methodik Nw. Arbeitsweisen
Technik
Nichtlineare Physik – Komplexe Systeme
Beruf
AlltagLernumgebung
Methodik Nw. Arbeitsweisen
TechnikWeiterentwicklung von
piko-Unterrichtskonzepten
Beruf
AlltagLernumgebung
Methodik Nw. Arbeitsweisen
TechnikNanoscience – neue Materialien
ZeitplanFeb
07
Mär
07
Apr
07
Mai
07
Jun
07
Jul
07
Aug
07
Sep
07
Okt
07
Nov
07
Dez
07
Auftaktveranstaltung
1. Sitzung
Entwicklungsphase
Som
merferien
Feinplanung und Erprobungdes entwickelten Unterrichts
Unterstützung durchEinsatz von Videos
Erprobungsphase
Ca. 5 Arbeitssitzungen
Fachdidaktische Unterstützung
Einzelbetreuung
Gruppenbildung
Gruppe 1Sek ISchwerpunkt HRS
Gruppe 3Sek I/IISchwerpunkt Gy
Gruppe 2Sek ISchwerpunkt Gy