DER WEG DER NATURWISSENSCHAFTLICHEN ERKENNTNISGEWINNUNG DAS HYPOTHETISCHDEDUKTIVE VERFAHREN

DER WEG DER NATURWISSENSCHAFTLICHEN ERKENNTNISGEWINNUNG – DAS HYPOTHETISCH-DEDUKTIVE VERFAHREN Fachdidaktik Modul Gruppe A Biologie SS 19 Ein Vortrag von Lyn Semmel 07. 12. 2020 1

GLIEDERUNG • Begriffsklärung • Erkenntnisinteresse des Themas • Erkenntnistheorie des Kritische Rationalismus • Induktion und Deduktion • Hypothetisch-deduktives Verfahren • Sonnenblumenkurs und didaktische Potential • Rahmenmodell wissenschaftsmethodischer Kompetenzen • Theorie des Problemlösens und Methoden 07. 12. 2020 2

Wissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen Wissenschaftspropädeutik Erkenntnisgewinnung Propädeutik: Wie funktioniert Wissenschaft? 07. 12. 2020 3

Kompetenz = handelnde Umgang mit Wissen Erkenntnisgewinnung als Kompetenzbereich Flexible Anwendung von Wissen Problemlösen Erkenntnisinteresse Wissenschaftliche Aussagen gewinnen, Methoden kritischer, reflektierter Umgang mit Wissen Nachvollzug, Selbstständigkeit 07. 12. 2020 4

KRITISCHE RATIONALISMUS Theorie = Vermutung des Wissens • Karl Popper, „Logik der Forschung“ • Wie kann man überprüfen, ob aufgestellte Theorien wahr sind? • Falsifikation = möglich • Verifikation = unmöglich • Annäherung an Wahrheit durch Falsifikation 07. 12. 2020 5

BEDEUTUNG DES KRITISCHEN RATIONALISMUS Ø Neue Denkrichtung in der Wissenschaft Ø Kein Versuch Theorien zu belegen Ø Man muss Theorien widerlegen 07. 12. 2020 6

Fällt euch ein Unterschied auf? Steht auf und tauscht euch mit 2 -3 Personen aus! Pflanzen betreiben Fotosynthese. Die Wasserpest ist eine Pflanze. Auch die Wasserpest betreibt Fotosynthese. Die Wasserpest ist eine Pflanze. Alle Pflanzen betreiben Fotosynthese. 07. 12. 2020 7

DEDUKTION UND INDUKTION Einzelaussagen Induktion (lat. zuleiten) Deduktion (lat. ableiten) Vorwissen Erfahrungen Generalisierende Aussagen 07. 12. 2020 8

HYPOTHETISCH-DEDUKTIVES VERFAHREN • Erkennen beginnt mit Problemlagen 1. Erfahrungen (vorwissenschaftlich) 2. Hypothese 3. Experiment Daten 4. Überprüfung der Ausgangshypothese 5. Modifikation der Theorie Induktive und deduktive Schlüsse für Erkenntnisprozess 07. 12. 2020 9

DER SONNENBLUMENKURS • Unterrichtssimulation • Einführung in naturwissenschaftlichen Erkenntnisprozess: 5. Jahrgangsstufe • Erkenntnismethoden kennenlernen • Mit Kennzeichen des Lebens vertraut machen Was ist Leben? 07. 12. 2020 10

Aufgabe (TPS): 1. Einzelarbeit: Denkt darüber nach, welche Kennzeichen des Lebens es geben könnte. (2 Minuten) 2. Gruppenarbeit: Bildet 7 Gruppen. Jede Gruppe befasst sich mit einem Kennzeichen des Lebens am Beispiel der Sonnenblume. (15 Minuten) a) Ordnet die Kärtchen der Sonnenblume den Teilschritten der Erkenntnisgewinnung zu. b) Fehlerkontrolle: Holt euch das passende Lösungsblatt vorne ab und korrigiert eure Zuordnung eigenständig. c) Überlegt zusammen welches didaktische Potential der Sonnenblumenkurs haben könnte. 3. Präsentation der Ergebnisse: Eine der 7 Gruppen stellt ihre Ergebnisse 07. 12. 2020 (Ideen über das didaktische Potential) im Plenum vor. 11

DIDAKTISCHES POTENTIAL DES SONNENBLUMENKURSES • Abstufungen für unterschiedliche Kompetenzniveaus (Vorwissen) Weglassen von Kärtchen, einüben einer speziellen Fertigkeit im Erkenntnisprozess • Eindruck von Planung, Durchführung und Auswertung • Praktisch nachvollziehen, Motivation • Gruppenarbeit 07. 12. 2020 12

RAHMENMODELL WISSENSCHAFTSMETHODISCHER KOMPETENZ • Bildungsstandards = Fähigkeiten und Kenntnisse, die Su. S am Ende der 9. Jahrgangsstufe in einem Fach erworben haben sollten • Kompetenzkonstrukte = Kompetenzen, die man nicht beobachten kann, die man aber aus anderen messbaren Sachverhalten erschließen kann Beispiel: Konstrukt der Intelligenz 07. 12. 2020 13

Standards der Erkenntnisgewinnung Kompetenzkonstrukte Charakteristika der Naturwissenschaft Wissenschaftsverständnis Wissenschaftliche Erkenntnismethoden Wissenschaftliches Denken Praktische Arbeitstechniken Manuelle Fertigkeiten Nach Jürgen Mayer 07. 12. 2020 14

THEORIE DES PROBLEMLÖSENS Problemlösen = Überwindung einer Diskrepanz zwischen einem Ausgangszustand und einem angezielten Endzustand mittels logischer Operationen Keine routinierte Verhaltensweise Operation = Ø Konsens darüber, dass Weg der Handlung praktische/ Erkenntnisbildung Problemlösen ist operative Intelligenz 07. 12. 2020 15

PROBLEMLÖSEN Merkmale der Situation Merkmale eines Problem Merkmale der Person 07. 12. 2020 16

MERKMALE EINES PROBLEMS Semantik = Bedeutung • Gut/schlecht definiert • Bereichsübergreifend/ domänenspezifisch • Wissensarm und wissensreich • Jedes Problem stellt spezifische Anforderungen an den Problemlöser • Prozeduren notwendig • Problem mit semantischen Kontext einfacher zu lösen Komplexe alltagsnahe Szenarien, variierte Kontexte Flexibilisierung des Wissens 07. 12. 2020 17

MERKMALE DER SITUATION • Offenes/ geschlossenes Aufgabenformat • Informationsdarbietung • Individuelles- oder Gruppenproblemlösen 07. 12. 2020 18

GRUPPENPROBLEMLÖSEN • Kommunikations- und Führungsstrukturen Rollenverteilung Kooperation • Kollektives Ergebnis qualitativ besser • Soziale Dynamik kann Erkenntnisprozess überlagern 07. 12. 2020 19

MERKMALE DER PERSON • Deklaratives Wissen (Konzeptwissen) • Prozedurales Wissen (Problemlösestrategien) • Kognitive Fähigkeiten (Intelligenz) • Metakognition Bei formalen Problemen Intelligenz ausschlaggebend bei semantischen Problemen alle Fähigkeiten 07. 12. 2020 20

Prozessvariablen Ø Naturwissenschaftliche Fragen formulieren Ø Hypothesen aufstellen Ø Untersuchungen planen Ø Daten analysieren und Schlussfolgerungen ziehen Strukturmodell zum Wissenschaftlichen Denken (Scientific reasoning) Personenvariablen Wissen, Konzepte, Methoden Kognitive Fähigkeiten Wissenschaftliches Denken 07. 12. 2020 21

METHODEN UND INSTRUMENTE Paper and pencil Tests Practical assessments • Schriftliche Tests multiple-choice Authentische Aufgaben • Computergestütztes Testen • Praktisches Experimentieren • Klassenraumstudien 07. 12. 2020 22

FLÜSTERGESPRÄCH • Vorwissen aktivieren Beispiele um das Wissen besser behalten werden • Hohe Schüleraktivierung • Bewegung • Kommunikation, Austausch, Einnehmen verschiedener Sichtweisen Weniger Unsicherheiten 07. 12. 2020 23

QUELLEN https: //www. youtube. com/watch? v=Bi. LPh 7 g. YTG 8 06. 04. 2019 18: 00 Uhr https: //www. youtube. com/watch? v=6 Dr. POby 0 Id. Q 06. 04. 2019 18. 13 Uhr https: //www. neuronation. de/science/was-bedeutet-deduktives-und-induktivesdenken 07. 04. 2019 11: 52 Uhr https: //encryptedtbn 0. gstatic. com/images? q=tbn: ANd 9 Gc. SAns. XIB 3 Syx. QTHI 9 ki. HBBM 81 PVQMq 9 V e. HZGOYw. OTtvb 0 T_O 9 HMrw 07. 04. 2019 12: 05 Uhr Erkenntnisgewinnung als wissenschaftliches Problemlösen, Mayer, J. Der Weg der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung, Moisl, F. Der Sonnenblumenkurs, Truernit, L. , Rehbach, R. , Hager, K. , Rach-Wilk, N. , Dieckmann, R. , Hoernig, J. 07. 12. 2020 24

VIELEN DANKE FÜR EURE AUFMERKSAMKEIT! 07. 12. 2020 25