Entwicklung standardorientierter Aufgaben – am Beispiel naturwissenschaftliche

Erkenntnisgewinnung

Jürgen Mayer

Bildungsstandards Naturwissenschaften

FachwissenErkenntnis-gewinnung

Kommunikation Bewertung

Basiskonzepte

„Beobachten, Vergleichen, Experimentieren, Modelle nutzen und Arbeitstechniken anwenden“ (KMK 2005).

Erkenntnisprozess:

• Fragestellung formulieren

• Hypothesen generieren

• Untersuchung planen und durchführen

• Ergebnisse auswerten und interpretieren

Funktionen von Aufgaben1. Beispielaufgaben

• Standard- und Niveaukonkretisierung (Operationalisierung)

2. Lernaufgaben• Auf aktuellen Lernstoff bezogen (Wissensbezogen)

• Lernen mit gelösten (Beispiel)Aufgaben

• Intelligentes Üben

3. Diagnostische -,Test -, Vergleichsaufgaben• Standardisierte Aufgaben

• z.T. unabhängig vom aktuellen Stoff

• Gütekriterien: Zuverlässigkeit und Genauigkeit

„Aufgabenkultur“1. Aufgaben, die Wissen und Kompetenzen verknüpfen

• Lernen mit (Beispiel-)Aufgaben, d.h. eigenständiges Anwenden von Wissen in Kontexten

2. Aufgaben, die mehrere Zugangsweisen und Lösungswege zulassen

• Lernen auf verschiedenen Niveaus in offenen Lernsituationen

3. Anwendungsaufgaben in variierenden Kontexten• Anwendung, Konsolidierung und Flexibilisierung des Wissen in

authentischen Kontexten

4. Aufgaben zur systematischen Verknüpfung von Lerninhalten

• Kumulatives Lernen

AufgabenkonstruktionTeilkom-petenz

Aufgabenstamm Item(s)

FragestellungEin naturwissenschaftliches Phänomen wird geschildert

I) Formuliere hierzu eine Frage, die ein Naturwissenschaftler untersuchen kann!

HypotheseEin naturwissenschaftliches Experiment wird beschrieben

I) Nenne die Vermutung (Hypothese), die mit diesem Versuch überprüft werden kann!

II) Begründe die Vermutung mit deinem biologischen Wissen!

PlanungEin Problem wird skizziert, das eine naturwissen-schaftliche Frage aufwirft

I) Entwirf ein Experiment, mit dem diese Aussage naturwissenschaftlich überprüft werden kann.

II) Beschreibe das Experiment möglichst genau!

DeutungEin Experiment und dessen Ergebnisse werden vorgestellt

I) Welche Schlussfolgerung kannst du aus den Ergebnissen ziehen? II) Führe eine biologische Erklärung für deine Schlussfolgerung an!

Vorgehen zur Aufgabenentwicklung

1. Bewertung von vorliegenden Aufgaben/Experimenten zur Klärung der Aufgabenkriterien (z.B. Kompetenzcheck, Motivation, Einsatzmöglichkeit).

2. Klärung des methodischen Erkenntnisprozesses der Aufgabe (erkenntnismethodische Analyse).

3. Erarbeitung einer Schüleraufgabe zu Teilkompetenzen (Fragestellung, Hypothese, Planung, Interpretation)

4. Entwickeln eines geeigneten Kontextes.

5. Variation der Aufgabe in verschiedenen Kmpetenzniveaus.

6. Variation einer Aufgabe hinsichtlich Kompetenz, Kontext, Format.

AufgabenkonstruktionSaubere Wäsche

AufgabenkonstruktionSchritte einer wissenschaftlichen Untersuchung

AufgabenkonstruktionTeilkompetenz Fragestellung

Enzyme in Haushalt und Industrie – Saubere WäscheEin Teil der über 5000 bekannten Enzyme wird heute großtechnisch hergestellt und findet z. B. im Haushalt Verwendung. Beispielsweise gibt es heute kaum noch ein Waschmittel, das keine Enzyme enthält. Die Qualität von Waschmitteln wird u. A. am Reinigungseffekt gemessen. Hier kann durch die Zugabe von Enzymen (meist Proteasen) im Waschmittel eine Verbesserung bewirkt werden.

Formuliere zu dem beschriebenen Phänomen eine Frage, die ein Naturwissenschaftler untersuchen kann!

AufgabenkonstruktionTeilkompetenz Hypothese

Enzyme in Haushalt und Industrie – Saubere WäscheEin Teil der über 5000 bekannten Enzyme wird heute großtechnisch hergestellt und findet z. B. im Haushalt Verwendung. Beispielsweise gibt es heute kaum noch ein Waschmittel, das keine Enzyme enthält. Die Qualität von Waschmitteln wird u. A. am Reinigungseffekt gemessen. Hier kann durch die Zugabe von Enzymen (meist Proteasen) im Waschmittel eine Verbesserung bewirkt werden.

Claudia hat dazu folgendes Experiment geplant:

Nenne die Vermutung (Hypothese), die mit diesem Experiment überprüft werden kann!

Begründe die Vermutung mit deinem biologischen Wissen!

Hemd A

Mit einem Waschmittel waschen, das Enzyme enthält

Hemd B

Mit einem Waschmittel waschen, das keine Enzyme enthält

AufgabenkonstruktionTeilkompetenz Planung

Enzyme in Haushalt und Industrie – Saubere WäscheEin Teil der über 5000 bekannten Enzyme wird heute großtechnisch hergestellt und findet z. B. im Haushalt Verwendung. Beispielsweise gibt es heute kaum noch ein Waschmittel, das keine Enzyme enthält. Die Qualität von Waschmitteln wird u. A. am Reinigungseffekt gemessen. Hier kann durch die Zugabe von Enzymen (meist Proteasen) im Waschmittel eine Verbesserung bewirkt werden.

Claudia vermutet, dass Waschmittel mit Enzymen einen besseren Reinigungseffekt haben, als Waschmittel, die keine Enzyme enthalten. Sie möchte das selbst in einem Experiment überprüfen.

Entwirf ein Experiment, mit dem Claudia ihre Vermutung naturwissenschaftlich überprüfen kann. Beschreibe das Experiment möglichst genau

AufgabenkonstruktionTeilkompetenz Auswertung

Enzyme in Haushalt und Industrie – Saubere WäscheEin Teil der über 5000 bekannten Enzyme wird heute großtechnisch hergestellt und findet z. B. im Haushalt Verwendung. Beispielsweise gibt es heute kaum noch ein Waschmittel, das keine Enzyme enthält. Die Qualität von Waschmitteln wird u. A. am Reinigungseffekt gemessen. Hier kann durch die Zugabe von Enzymen (meist Proteasen) im Waschmittel eine Verbesserung bewirkt werden.

Claudia hat dazu ein Experiment durchgeführt und kam zu folgendem Ergebnis:

Welche Schlussfolgerung kannst du aus den Ergebnissen ziehen? Führe eine biologische Erklärung für deine Schlussfolgerung an!

Hemd A

Mit einem Waschmittel gewaschen, das Enzyme enthält

Hemd B

Mit einem Waschmittel gewaschen, das keine Enzyme enthält