Offene Experimentiersituationen ermöglichen und charakterisieren
Felicitas Jürgensmeier
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Felicitas Jürgensmeier, Offene Experimentiersituationen ermöglichen und charakterisieren (2020), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832586348
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Beschreibung / Abstract
Das Experiment nimmt eine bedeutende Rolle im naturwissenschaftlichen Unterricht ein, mit der vielschichtige Anforderungen einhergehen. Diesen Anforderungen vermag das Experiment in der unterrichtlichen Praxis insbesondere hinsichtlich der präexperimentellen Phasen jedoch nur unzureichend gerecht zu werden.
Offene Arbeitsformen ermöglichen es Lernenden, eigenen Lernwegen und Lösungsansätzen nachzugehen. Eine methodische Öffnung des Experimentierprozesses bietet Lernenden die Möglichkeit, von eigenen Fragen und Ideen ausgehend Experimente zur Überprüfung eigener Hypothesen zu planen, durchzuführen und auszuwerten.
Im Rahmen des Projekts wurde eine Schülerlaboreinheit entwickelt, die es Schülerinnen und Schülern ermöglicht, zu einem curricular innovativen Thema möglichst offen zu experimentieren. Ausgehend von drei Problemstellungen zur Stoffklasse der Cyclodextrine und deren Wirt-Gast-Chemie experimentieren Lernende der EF und Q1 eigenständig. Dabei dient ein Experimentierzyklus als strukturierende Unterstützung. Zudem erhalten die Kleingruppen von Lernenden Tipps durch ihre Betreuungspersonen. Eine intensive Begleitung ermöglicht es den Betreuenden, individuell und situativ prozessbezogene, laborpraktische und inhaltsbezogene Tipps sowie Tipps zur Dokumentation zu geben.
In der vorliegenden Arbeit wird gemäß Design-Based Research die schrittweise Entwicklung und Erprobung des Schülerlaborangebots dargestellt. Auf Basis der Analyse der Umsetzung und konkreten Ausgestaltung der Experimentiersituationen lassen sich die offenen Experimentiersituationen im Schülerlabor charakterisieren. Ausgehend davon werden Folgerungen zur Realisierung geöffneter Experimentiersituationen in anderen Kontexten abgeleitet.
Offene Arbeitsformen ermöglichen es Lernenden, eigenen Lernwegen und Lösungsansätzen nachzugehen. Eine methodische Öffnung des Experimentierprozesses bietet Lernenden die Möglichkeit, von eigenen Fragen und Ideen ausgehend Experimente zur Überprüfung eigener Hypothesen zu planen, durchzuführen und auszuwerten.
Im Rahmen des Projekts wurde eine Schülerlaboreinheit entwickelt, die es Schülerinnen und Schülern ermöglicht, zu einem curricular innovativen Thema möglichst offen zu experimentieren. Ausgehend von drei Problemstellungen zur Stoffklasse der Cyclodextrine und deren Wirt-Gast-Chemie experimentieren Lernende der EF und Q1 eigenständig. Dabei dient ein Experimentierzyklus als strukturierende Unterstützung. Zudem erhalten die Kleingruppen von Lernenden Tipps durch ihre Betreuungspersonen. Eine intensive Begleitung ermöglicht es den Betreuenden, individuell und situativ prozessbezogene, laborpraktische und inhaltsbezogene Tipps sowie Tipps zur Dokumentation zu geben.
In der vorliegenden Arbeit wird gemäß Design-Based Research die schrittweise Entwicklung und Erprobung des Schülerlaborangebots dargestellt. Auf Basis der Analyse der Umsetzung und konkreten Ausgestaltung der Experimentiersituationen lassen sich die offenen Experimentiersituationen im Schülerlabor charakterisieren. Ausgehend davon werden Folgerungen zur Realisierung geöffneter Experimentiersituationen in anderen Kontexten abgeleitet.
Inhaltsverzeichnis
- BEGINN
- I Einleitung
- II Theoretischer Rahmen
- 1 Lerntheoretische Grundlagen
- 2 Experimente
- 2.1 Naturwissenschaftliche Grundbildung und Experimente
- 2.2 Der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung
- 2.3 Der Einsatz von Experimenten im Unterricht
- 2.4 Phasen des Experimentierens
- 3 Offenheit
- 3.1 Offener Unterricht
- 3.2 Offenes Experimentieren
- 4 Unterstützung in Experimentiersituationen
- 4.1 Gestufte Hilfestellungen und Tipps
- 4.2 Betreuung
- 5 Schülerlabore
- 5.1 Einordnung und Zielsetzung
- 5.2 Klassifikation und Ausgestaltung
- 6 Die Stoffklasse der Cyclodextrine
- 6.1 Molekülstruktur und Eigenschaften der Cyclodextrine
- 6.2 Cyclodextrine als Vertreter der Stoffklasse der Kohlenhydrate
- 6.3 Wirt-Gast-Chemie der Cyclodextrine
- 6.4 Anwendungsgebiete für Cyclodextrine
- 6.5 Cyclodextrine im schulischen Kontext
- III Methodischer Rahmen
- 7 Design-Based Research
- 7.1 Entwicklung des Ansatzes
- 7.2 Merkmale des Ansatzes
- 7.3 Methodologie
- 7.4 Strukturierung des Forschungsprozesses
- 7.5 DBR in der naturwissenschaftsdidaktischen Forschung
- 7.6 Gütekriterien und Grenzen
- 8 Methodik
- 8.1 Triangulation
- 8.2 Methoden der Datenaufnahme
- 8.3 Methoden der Datenaufbereitung und -auswertung
- IV Entwicklung, Erprobung und Evaluation
- 9 Design des Forschungsprojektes
- 10 Framing
- 11 Entwicklung der Forschungsfragen
- 12 Design-Experiment
- 12.1 Ausgestaltung der Mesozyklen
- 12.2 Übersicht über Mesozyklen, Daten und Forschungsfragen
- 12.3 Konzeption und Gestaltung (K)
- 12.4 Umsetzung und konkrete Ausgestaltung (U)
- 12.5 Evaluation (E)
- 13 Re-Framing: Theoriebildung
- 13.1 What works?
- 13.2 How does it work?
- 13.3 Zur Güte der Ergebnisse
- V Zusammenfassung und Ausblick
- VI Verzeichnisse
- 14 Literaturverzeichnis
- 15 Abkürzungsverzeichnis
- 16 Abbildungsverzeichnis
- 17 Tabellenverzeichnis
- Anhang
- Anhang A: Materialien Konzeption
- Anhang B: Tippliste
- Anhang C: Transkriptionsregeln
- Anhang D: Kodierleitfaden
- Anhang E: Fragebögen zur Einschätzung des Schülerlaborbesuchs
- Anhang F: Leitfaden Betreuerinterview
- Anhang G: Ergänzende Materialien zur Auswertung
- Anhang H: digitaler Anhang