Ira Caspari, Nicole Graulich, Leonie Lieber und Lars Rummel

„Die Flamme geht da runter“

Prozessbeschreibungen, Flammensprung, Zeitlupenvideo
Ausschnitt aus dem Zeitlupenvideo zum Experiment des Flammensprungs, Quelle ©: Bernhard Sieve

Ira Caspari, Nicole Graulich, Leonie Lieber und Lars Rummel

Prozessbeschreibungen von Lernenden analysieren

Bereits im Chemieanfangsunterricht geht es nicht nur darum, dass Lernende die Anfangs- und Endzustände von Phänomenen beschreiben lernen, sondern auch den Prozess zwischen diesen Zuständen beobachten und verbalisieren können. Erst auf Grundlage von stärker prozessorientierten Beobachtungen ist es möglich, die kausalen Zusammenhänge für einzelne Schritte oder Phasen eines Prozesses herauszuarbeiten. Ein chemisches Phänomen auf diese Weise zu erfassen, erfordert von Lernenden die Berücksichtigung einer Vielzahl von Faktoren, z.B. welche Stoffe bzw. Dinge sind beteiligt, welche Änderungen sind zu beobachten und wie ist die räumliche Anordnung der Dinge zueinander im Laufe des Prozesses. Für eine vollständige Erklärung eines Phänomens stehen die Lernenden zudem vor der Herausforderung, diese Faktoren auch kausal zu verknüpfen. Dies erfordert von ihnen eine komplexe Gedankenleistung, die nur schwer ohne geeignetes und für den Unterrichtseinsatz praktikables Kategoriensystem diagnostiziert und gefördert werden kann. Ein Ansatz für ein solches Kategoriensystem zur Erfassung unterschiedlicher Elemente einer prozessorientierten Phänomenbetrachtung liefern Arbeiten aus der Physikdidaktik [1]. In diesem Beitrag wird zunächst das Kategoriensystem anhand von Schüleraussagen zum Experiment „Flammensprung vorgestellt. Die Aussagen stammen von Schülerinnen und Schülern zweier 6.Klassen einer niedersächsischen IGS, die zunächst nach Durchführen des Realexperimentes und anschließend nach Anschauen eines Zeitlupenvideos (Abb.1) ihre Beobachtungen und Erklärungsansätze versprachlichen [2, 3]. Durch die Anwendung des Kategoriensystems auf die Schüleraussagen zeigen wir, wie das Kategoriensystem als Diagnoseinstrument eingesetzt werden kann, um unterrichtsrelevante Fragestellungen bezüglich der Förderung von Prozessdenken zu beantworten [4]. Dazu wird beispielhaft die Fragestellung, welchen Beitrag Zeitlupenvideos zur Förderung des prozessorientierten Denkens der Schülerinnen und Schüler der beiden Lerngruppen leisten, beleuchtet.
Am Beispiel des hier durchgängig betrachteten Experiments des Flammensprungs machen wir im letzten Teil dieses Beitrags Vorschläge, wie es gelingen kann, basierend auf den vorgestellten Kategorien, Unterrichtsmaterial zu strukturieren, welches Schülerinnen und Schüler unterstützen kann, prozessorientierte Beobachtungen und deren kausale Verknüpfungen in ihre Überlegungen mit einzubeziehen [5].
Im Kontext physikalischer Phänomene haben Russ et al. [1], basierend auf Erkenntnissen der Wissenschaftsphilosophie [6], ein Kategoriensystem abgeleitet und zur empirischen Erfassung erster Anzeichen von prozessorientiertem Schlussfolgern in Schüleraussagen verwendet. Im chemischen Kontext hilft das Kategoriensystem, die typischen Fragen an ein chemisches Phänomen strukturiert zu beantworten:
Welche Stoffe sind beteiligt? Welche Eigenschaften bringen sie mit oder ändern sich? Was passiert während der Reaktion?
In Kasten1 werden sieben Kategorien durch Beispiele vorgestellt und kurz erläutert.
Bei den zur Illustration aufgeführten Zitaten handelt es sich um Äußerungen von Schülerinnen und Schülern zweier 6. Klassen zum Experiment des Flammensprungs [2, 4]. Die Nummerierung der Kategorien bildet eine sachlogische Reihenfolge bei der Beschreibung von Prozessen ab und impliziert einen steigenden Schwierigkeitsgrad. Diese Reihenfolge muss sich aber nicht stringent in den Schüleräußerungen wiederfinden. Jedoch können beispielsweise Aktivitäten und Eigenschaften von Entitäten nicht beschrieben werden, ohne dass die Entitäten selbst zuvor erkannt wurden.
Neben diesen verbalen Äußerungen machen die Lernenden bei Beschreibungen auch Gebrauch von Gesten, um das Gesehene auszudrücken. Dies ist gerade im Anfangsunterricht häufig zu finden, meist als Ersatz für fehlende Worte oder...

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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Chemie Nr. 160 / 2017

Reaktionsprozesse

Friedrich+ Kennzeichnung Praxis Schuljahr 5-6
  • Thema: Methoden & Konzepte
  • Autor/in: Ira Caspari, Nicole Graulich, Leonie Lieber und Lars Rummel