Master of Education Realschule

Chemie / Wirtschaft

Masterarbeit

Titel:

Entwicklung und Evaluation einer methodisch binnendif-

ferenzierenden Unterrichtssequenz in der Realschule zur

Einführung naturwissenschaftlicher Denk- und Arbeits-

weisen am Beispiel Verbrennung

Vorgelegt von:

Diana von Harten

Oldenburg, 31. August 2009

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Inhaltsverzeichnis

1

Einleitung_____________________________________________ 6

2

Theoretische Grundlagen ________________________________ 8

2.1

Pädagogisch- lerntheoretische Aspekte ______________________ 8

2.1.1 Begriffsklärung zur inneren und äußeren Differenzierung________ 9

2.1.2 Methodische Binnendifferenzierung________________________ 11

2.2

Fachdidaktische Aspekte ________________________________ 13

2.2.1 Naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen _____________ 13

2.2.2 Möglichkeiten der Unterstützung von naturwissenschaftlichen Denk-

und Arbeitsweisen______________________________________ 16

2.2.3 Kognitive Voraussetzungen der Schüler_____________________ 18

2.3

Unterrichtsthematische Aspekte ___________________________ 20

2.3.1 Curriculare Einordnung _________________________________ 20

2.3.2 Fachwissenschaftliche Aspekte ___________________________ 22

3

Praktische Umsetzung _________________________________ 25

3.1

Empirische Erhebungen _________________________________ 26

3.1.1 Stichprobe ____________________________________________ 27

3.1.2 Methodische Vorgehensweise des Fragebogens_______________ 28

3.1.3 Aufbau der Fragebögen _________________________________ 28

3.1.4 Auswertungsverfahren __________________________________ 30

3.2

Differenzierung der Schüler ______________________________ 34

3.3

Der Leitfaden als unterstützende Methode ___________________ 36

3.4

Die Durchführung der Unterrichtseinheit ____________________ 38

4

Ergebnisse ___________________________________________ 46

4.1

Auswertung der Ergebnisse ______________________________ 46

4.2

Rückbezug zu formulierten Hypothesen_____________________ 59

4.3

Reflexion der Umsetzung ________________________________ 62

5

Zusammenfassung und Ausblick_________________________ 63

2

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6

Literaturnachweis _____________________________________ 66

7

Erklärung laut Prüfungsordnung ________________________ 70

8

Anhang ______________________________________________ 71

8.1

Forscherkarte__________________________________________ 72

8.2

Arbeitsblätter und Ergebnisse _____________________________ 73

8.2.1 Ergebnisse des Brainstormings der 1.Unterrichtsstunde: ________ 73

8.2.2 Arbeitsblatt zur 2. und 3. Unterrichtsstunde __________________ 74

8.2.3 Arbeitsblatt zur 4. Unterrichtsstunde _______________________ 77

8.2.4 Arbeitsblatt zur 5. und 6. Unterrichtsstunde __________________ 79

8.2.5 Arbeitsblatt zur 7. Unterrichtsstunde _______________________ 82

8.2.6 Arbeitsblatt zur 8. und 9. Unterrichtsstunde __________________ 85

8.3

Protokolle der Gruppenarbeitsphasen _______________________ 88

8.3.1 Protokoll der 2. und 3. Unterrichtsstunde ____________________ 88

8.3.2 Protokoll der 4. Unterrichtsstunde _________________________ 91

8.3.3 Protokoll der 5. und 6. Unterrichtsstunde ____________________ 93

8.3.4 Protokoll der 7. Unterrichtsstunde _________________________ 96

8.3.5 Protokoll der 8. und 9. Unterrichtsstunde ____________________ 98

8.4

Stundenentwürfe ______________________________________ 102

8.5

Schülervorfragebogen __________________________________ 116

8.6

Schülernachfragebogen_________________________________ 121

8.7

Ergebnisse Lehrerfragebogen 1 __________________________ 127

8.8

Ergebnisse Lehrerfragebogen 2 __________________________ 130

8.9

Abbildung 2 - groß ____________________________________ 130

3

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Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1- Differenzierungsformen (Quelle: Meyer 2004, 103)___________ 10

Abbildung 2- Unterschiedliche Muster naturwissenschaftlichen Unterrichts für die

OECD-Staaten auf Basis einer Latent-Class-Analyse mit fünf ausgewählten

Items (Häufigkeit im Unterricht: 1 = nie oder fast nie, 4 = in allen Stunden)

(Quelle: Prenzel et. al. 2007, 11) _________________________________ 14

Abbildung 3- Brandklassen (Quelle: Grafiken und Beschreibung Knecht 2006) 24

Abbildung 4- Einteilung der Gruppen nach dem Ergebnis des Vortestes ______ 36

Abbildung 5- Grundstruktur der Lernaufgaben als Phasenschema (rekonstruiert

nach Kandt 2008, 93) __________________________________________ 37

Abbildung 6- Darstellung der Ergebnisse aus dem Prä- und Posttest zum Bereich

Methoden der Erkenntnisgewinnung _______________________________ 48

Abbildung 7- Darstellung der Ergebnisse aus dem Prä- und Posttest zum

Fachwissen ___________________________________________________ 49

Abbildung 8- Diagramm zum Lernzuwachs zu den Bereichen Fachwissen und

Methoden der Erkenntnisgewinnung _______________________________ 50

Abbildung 9- Versuchsaufbau Gruppe 3 Unterrichtsstunde 3 _______________ 52

Abbildung 10- Versuchsaufbau Gruppe 2 Unterrichtsstunde 3 ______________ 53

Abbildung 11- unbeantwortete Fragen im Prätest in Prozent für die Bereiche

Fachwissen und Methoden der Erkenntnisgewinnung__________________ 54

Abbildung 12- unbeantwortete Fragen im Posttest in Prozent für die Bereiche

Fachwissen und Methoden der Erkenntnisgewinnung__________________ 55

Abbildung 13- Gruppendarstellung Prätest _____________________________ 56

Abbildung 14- Gruppendarstellung Posttest ____________________________ 56

Abbildung 15- Motivation und Lernzuwachs einzelner Schüler _____________ 58

Abbildung 16- Motivation und Lernzuwachs nach Geschlecht______________ 58

4

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Tabellenverzeichnis

Tabelle 1- Kodierung Vorfragebogen _________________________________ 32

Tabelle 2- Kodierung Nachfragebogen ________________________________ 33

Tabelle 3- Vergleich der Lehrereinschätzung zu den Schülerantworten aus dem

Bereich Fachwissen mit den aus dem Vorfragebogen ermittelten

Schülerantworten ______________________________________________ 46

Tabelle 4- Vergleich der Lehrereinschätzung zu den Schülerantworten aus dem

Bereich Methoden der Erkenntnisgewinnung mit den aus dem Vorfragebogen

ermittelten Schülerantworten _____________________________________ 47

5

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1 Einleitung

Das PISA1-Ergebnis von 2006 mit dem Schwerpunkt Naturwissenschaften belegt

es: Das eigenständige Planen und Durchführen von Experimenten kommt im Un-

terricht in Deutschland zu kurz. Nach den Vorgaben des Kerncurriculums2 sollen

dies jedoch zu erwerbende Kompetenzen sein, die sich ab Klasse 5 durch alle Ba-

siskonzepte ziehen (vgl. Niedersächsisches Kultusministerium 2007, 49ff.).

Das Erlernen von naturwissenschaftlichen Denk- und Arbeitsweisen und hier ins-

besondere die Planung von Experimenten wurde aus diesem Grund in den Vor-

dergrund der vorliegenden Arbeit gestellt.

Es soll herausgefunden werden, ob Schülerinnen und Schüler3 einer Realschule in

der 6. Klasse ein naturwissenschaftliches Vorgehen planen und Hypothesen ent-

wickeln können, wenn sie dazu angeleitet werden. Des Weiteren sollen die Schü-

ler einen Leitfaden an die Hand bekommen, mit dem sie an Aufgaben heran gehen

und den sie immer wieder anwenden können. Die später im Unterricht gestellten

Aufgaben sollen differenziert eingesetzt werden können. Dies geschieht, indem

bei leistungsstarken Schülern die Aufgaben offen gestellt und bei leistungs-

schwachen Schülern diese Fragestellungen immer wieder nach der gleichen Vor-

gehensweise abgearbeitet werden.

Ziel der Arbeit ist es zu überprüfen, ob sich das entwickelte Vorgehen dazu eig-

net, bei Schülern einer 6. Realschulklasse eine Steigerung der Methodenkompe-

tenz des naturwissenschaftlichen Arbeitens und einen Lernzuwachs im fachwis-

senschaftlichen Bereich zu ermöglichen. Diese soll durch einen Vor- und Nachtest

empirisch belegt werden.

Aus diversen Gründen wird die Planung und eigenständige Durchführung von

Experimenten im Anfangsunterricht nur sehr wenig oder gar nicht umgesetzt.

Doch gerade zu diesem Zeitpunkt bietet diese Herangehensweise an den naturwis-

senschaftlichen Unterricht viele Möglichkeiten, da der fachwissenschaftliche An-

1 Programme for International Student Assessment

2 Im weiteren Verlauf mit KC abgekürzt.

3 Aus Gründen der besseren Lesbarkeit wird, sowohl für die maskuline als auch für die feminine

Form, durchgehend der Begriff

Schüler

gebraucht.

6

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teil vergleichsweise gering ist und die Experimente einfach gestaltet werden kön-

nen. Die genutzten Materialien sind auch für junge Schüler gut zu handhaben und

ihre Gefährlichkeit ist eher gering einzuschätzen.

Diese Arbeit möchte einen Weg darstellen, der es Schülern ermöglicht, die Me-

thoden, die im Bereich Erkenntnisgewinnung im KC aufgeführt sind, kennenzu-

lernen. Aus diesem Grund wurde eine Unterrichtseinheit unter diesem Schwer-

punkt konzipiert. Die eingesetzte Forscherkarte dient als Leitfaden und ist ein

Hilfsmittel, um die Schüler zum naturwissenschaftlichen Arbeiten anzuleiten. Der

Schulzweig wurde unter der Berücksichtigung gewählt, dass auch die Autorin die-

ser Masterarbeit ihr Studium auf die Realschule ausgerichtet hat.

Die vorliegende Arbeit beginnt mit einem theoretischen Teil, in dem auf die pä-

dagogisch-lerntheoretischen, fachdidaktischen und unterrichtsthematischen As-

pekte der geplanten Unterrichtseinheit eingegangen wird. Unter den pädagogisch-

lerntheoretischen Aspekten wird auf die verschiedenen Möglichkeiten der Diffe-

renzierung näher eingegangen und der Schwerpunkt dieser Arbeit, die methodi-

sche Binnendifferenzierung, näher beleuchtet. Die fachdidaktischen Aspekte be-

schäftigen sich mit den Methoden der Erkenntnisgewinnung von Schülern und de-

ren praktische Anwendung in der Schule. Schließlich werden im Kapitel der un-

terrichtsthematischen Aspekte die curriculare Verortung des Themas vorgenom-

men und die fachwissenschaftlichen Hintergründe vorgestellt.

Im Kapitel der praktischen Umsetzung werden zunächst die Hypothesen dieser

Arbeit erläutert, um dann in den empirischen Anteil überzuleiten. Hier werden

Vor- und Nachfragebögen, Art der Durchführung und Auswertungsverfahren auf-

gezeigt. Im Anschluss an die empirischen Erhebungen folgt eine Ausführung über

die Art der vorgenommenen Differenzierung sowie über den Leitfaden als genutz-

tes Hilfsmittel zur Anleitung der Schüler. Anschließend wird der geleistete Unter-

richt vorgestellt. Daran anschließend werden die Ergebnisse der ausgewerteten

Fragebögen präsentiert und es wird überprüft, ob sich die angenommenen Hypo-

thesen bestätigen lassen.

Am Ende der Arbeit wird eine Zusammenfassung über die wichtigsten Aspekte

gegeben und Ideen für weitere Untersuchungen und Unterrichtsentwicklungen

vorgeschlagen.

7

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2 Theoretische Grundlagen

In diesem Teil soll der theoretische Hintergrund der vorliegenden Arbeit näher er-

läutert werden. Es wird hierbei auf Binnendifferenzierung, naturwissenschaftliche

Denk- und Arbeitsweisen, Schülervorstellungen, sowie curriculare Einordnung

und fachwissenschaftliche Aspekte zum Thema Verbrennung eingegangen.

2.1 Pädagogisch- lerntheoretische Aspekte

Ein sogenanntes Problemfeld aus dem Arbeitsgebiet des Lehrers ist die Heteroge-

nität der Schüler innerhalb einer Schule, einer Klassenstufe, einer Klasse und ei-

nes Kurses.

Klein-Landeck (2004) weist in einer Arbeit zur Differenzierung und Individuali-

sierung beim offenen Arbeiten darauf hin, dass ,,im Zuge der Pluralisierung unse-

rer Lebensverhältnisse [die Heterogenität] vermutlich sogar noch zunehmen

[wird]" (Klein-Landeck 2004, 30). Er ist der Ansicht, dass diese Heterogenität als

Herausforderung und Chance zu sehen ist und sogar gefördert werden sollte (vgl.

Klein-Landeck 2004, 30).

Erfolgreiche PISA-Länder wissen die Möglichkeiten heterogener Gruppen zu nut-

zen4; darauf verweist auch Ratzki (2005) in ihrer Antrittsvorlesung an der Univer-

sität Paderborn mit dem Titel ,,Heterogenität- Chance oder Risiko? Eine Bilanz

internationaler Schulerfahrungen". Die Ängste der Lehrkräfte vor Überforderung

und Behinderung der leistungsstarken Schüler wird in Deutschland oft als Risiko

angesprochen, welches heterogene Lerngruppen mit sich bringen (vgl. Ratzki

2005, 3f.).

So gehen z.B. in Finnland alle Schüler ,,bis zum 9. Schuljahr in die gemeinsame

Schule und lernen in heterogenen Gruppen ­das ist von allen akzeptiert" (Ratzki

2005, 4). Differenziert wird in diesen Gruppen dadurch, dass eine individuelle

Förderung praktiziert wird (vgl. Ratzki 2005, 4).

Im nächsten Kapitel soll näher erläutet werden, was unter Differenzierung zu ver-

stehen ist und welche Arten der Differenzierung es gibt.

4 Näheres siehe Kapitel 2.2

8

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2.1.1 Begriffsklärung zur inneren und äußeren Differenzierung

Das niedersächsische Schulrecht sieht in seinem Erlass zur Arbeit in der Real-

schule eine individuelle Beurteilung und gezielte Differenzierungsmaßnahmen zur

Förderung von Schülern vor (vgl. Hayek 2009).

Möglichkeiten von gezielten Differenzierungsmaßnahmen sollen in diesem Teil

der Arbeit kurz angerissen werden, um schließlich die gewählte Art der Differen-

zierung näher zu erläutern.

Riedl (2008) formuliert seine Definition von Differenzierung wie folgt: ,,Diffe-

renzierung ist sowohl der Begriff für ein Unterrichtsprinzip als auch die organisa-

torischen und didaktisch-methodischen Maßnahmen, dieses Prinzip zu erreichen.

Sie bezweckt eine unterschiedliche Behandlung von Lernenden in unterrichtlicher

und erzieherischer Hinsicht." (Riedl 2008, 1)

Die bekannteste Unterscheidung ist die zwischen innerer und äußerer Differenzie-

rung, wobei die äußere Differenzierung innerhalb des Schulsystems stattfindet

und die Einteilung in Klassenstufen, Kurssysteme und Förderklassen etc. beinhal-

tet. Die innere Differenzierung, auch Binnendifferenzierung genannt, meint die

Aufspaltung innerhalb einer Klassengemeinschaft oder Lerngruppe. (vgl. Klafki

& Stöcker 1991, 173)

Eine innere Differenzierung kann innerhalb einer äußeren Differenzierung oder

unabhängig davon vorgenommen werden.

Es herrschen in der Literatur verschiedene Strategien und Formen der inneren Dif-

ferenzierung vor. Für diese Arbeit werden drei Beispiele ausgewählt, die im Kapi-

tel der methodischen Binnendifferenzierung wieder aufgegriffen werden.

Nach Meyer (2004) können drei Strategien der inneren Differenzierung unter-

schieden werden, die personale und die didaktische Form und das ,Daddeln′ im

Schulalltag. (vgl. Meyer 2004, 102)

9

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Abbildung 1- Differenzierungsformen (Quelle: Meyer 2004, 103)

Ähnliche Differenzierungsformen finden sich auch bei Bönsch (1976) wieder.

Dieser unterscheidet neben der sukzessiven (gemeinsames Fundament und Förde-

rung leistungsstarker Schüler) und progressiven (keine Rückkehr zum gemeinsa-

men Grundstock) noch weitere Differenzierungsstrategien. Er gibt Beispiele für

eine Differenzierung nach Arbeitsweisen, stofflichem Umfang, Schwierigkeits-

graden, zeitlichem Umfang sowie aus sozialen Motiven, sachlichen Gründen und

Gründen der Methodik nach dem Lern- und Arbeitstempo der Lernenden. (vgl.

Bönsch 1976, 24ff.) Erwähnenswert ist, dass Bönsch diese Arten der Differenzie-

rung schon vor über 30 Jahren anführte.

Im Schulalltag kommt es fast immer zu einer Mischung aus verschiedenen Strate-

gien und Formen der inneren Differenzierung. Den pädagogischen Wert der Diffe-

renzierung sieht Meyer (2004) darin, ,,dass Schülerinnen und Schüler in der Ein-

zelarbeit, in kleinen und großen Gruppen sich selbst erfahren können, dass sie ler-

nen können ihre eigenen Schwerpunkte zu erkennen und weiterzuentwickeln."

(Meyer 2004, 102)

Das nächste Kapitel soll nun näher auf die in dieser Arbeit vorgenommene Art der

Differenzierung eingehen.

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