Schüler*innen werten selbstständig ein Experiment zur Bestimmung der Zellsaftkonzentration (Osmose) aus: Binnendifferenzierung im naturwissenschaftlichen Unterricht durch den Einsatz gestufter Lernhilfen

In dem Forschungsprojekt „Bielefelder Binnendifferenzierung in den MINT-Fächern“ (BiBi-MINT) am Oberstufen-Kolleg Bielefeld zur Verzahnung von Mathematikunterricht und Naturwissenschaftsunterricht mit gleichzeitigem Fokus auf die Binnendifferenzierung sind unter anderem gestufte Lernhilfen zur Auswertung eines Experimentes zur Bestimmung der Zellsaftkonzentration entwickelt, angewendet und evaluiert worden. Sie sind dazu geeignet, Schüler*innen eigenverantwortlich die Auswertung und Interpretation des Experimentes durchführen zu lassen. Das Untersuchungsprinzip des Experimentes ist das Bestimmen der Masse von Gemüsestreifen vor und nach dem Einlegen in verschieden konzentrierten NaCl-Lösungen. Die Lernhilfen beinhalten dabei sowohl eine wiederholende Hinführung zur Bestimmung der relativen Massendifferenz als auch eine mathematische Auswertung und Bestimmung der Zellsaftkonzentration. Zur Interpretation werden Inhalte der biologischen Unterrichtsreihe zur Osmose vermittelt bzw. wiederholend bearbeitet

Schüler*innen lernen selbstständig das Modellieren mit Exponentialfunktionen: Binnendifferenzierung im Mathematikunterricht durch digitale gestufte Lernhilfen

In dem Forschungsprojekt „Bielefelder Binnendifferenzierung in den MINT-Fächern“ (BiBi-MINT) am Oberstufen-Kolleg Bielefeld zur Verzahnung von Mathematikunterricht und Naturwissenschaftsunterricht mit gleichzeitiger Binnendifferenzierung sind im Anwendungskontext „Corona“ digitale gestufte Lernhilfen zur Erstellung und Prognose von Exponentialfunktionen entwickelt und evaluiert worden. Sie sind dazu geeignet, dass Schüler*innen eigenverantwortlich das Modellieren mit Exponentialfunktionen erlernen. In diesem Beitrag wird anhand der konkreten Unterrichtseinheit in das Konzept der gestuften Lernhilfen eingeführt, und es werden die Materialien zum Nacherfinden als Online-Supplements zur Verfügung gestellt. Neben der Verwendung im Schulunterricht kann dieses Unterrichtsbeispiel exemplarisch in der Lehrer*innenbildung eingesetzt werden

Schüler*innen wiederholen selbstständig lineare Funktionen: Binnendifferenzierung im Mathematikunterricht durch gestufte Lernhilfen

In dem Forschungsprojekt „Bielefelder Binnendifferenzierung in den MINT-Fächern“ (BiBi-MINT) am Oberstufen-Kolleg Bielefeld zur Verzahnung von Mathematikunterricht und Naturwissenschaftsunterricht mit gleichzeitiger Binnendifferenzierung sind unter anderem zwei gestufte Lernhilfen zur Wiederholung linearer Funktionen entstanden und evaluiert worden. Sie sind dazu geeignet, dass Schüler*innen eigenverantwortlich lineare Funktionen wiederholen und vertiefen und können ebenfalls als exemplarisches Beispiel in der Lehrer*innenbildung dienen

Fächerübergreifender Unterricht zwischen den Basiskursen Naturwissenschaften und Mathematik

Das Forschungsprojekt BiBi-MINT am Oberstufen-Kol­leg Bielefeld („Bielefelder Binnendifferenzierung in den MINT-Fächern“) verfolgt das Ziel eines Fächerübergriffes zwischen dem Naturwissenschafts- und dem Mathematikunterricht. Schüler*innen sollen unterstützt werden, naturwissenschaftliche Phänomene mathematisch zu beschreiben und gleichzeitig mit anwendungsbezogenen naturwissenschaftlichen Kontexten im Mathematikunterricht zu arbeiten. Neben einer zeitlichen Verzahnung des Naturwissenschafts- und Mathematikunterrichts wird auf binnendifferenzierende Maßnahmen in Form von gestuften Lernhilfen zurückgegriffen. Dieser Beitrag führt somit ein fächerübergreifendes und binnendifferenzierendes Gesamtkonzept zwischen Naturwissenschafts- und Mathematikunterricht an, welches sowohl im schulischen Kontext als auch in der universitären Lehrer*innenbildung Anwendung finden kann

Lernprozessbegleitende Diagnostik und Fachdidaktik: Gestufte digitale Lernhilfen als Professionalisierungskonzept für adaptiven Unterricht (DiLernProfis)

In inklusiven Settings sind Differenzierungen der Lerninhalte für ein adaptives Unterrichten unabdingbar. Diagnostische Erkenntnisse für die Planung, Durchführung und Reflexion von Unterricht sind von herausgehobener Bedeutung. In dem hier vorgestellten Verbundprojekt „DiLernProfis“ sollen die Praxen und Gelingensbedingungen der Verknüpfung von Diagnostik und adaptivem Unterricht analysiert werden. Dies erfolgt entlang der Konzeption und des Einsatzes von binnendifferenziert gestuften Lernhilfen, die in Form einer App für den naturwissenschaftlichen Unterricht erprobt werden. Dies erfolgt im Rahmen einer Fortbildung, die auf Lehrkräfteprofessionalisierung im Spannungsfeld von Diagnostik und Förderung zielt und in der die beteiligten Lehrpersonen als Community of Practice (CoP) organisiert sind. Die wissenschaftliche Begleitung des Projekts umfasst qualitative und quantitative Erhebungen. Die Befunde münden in einem zertifizierten Konzept zur Lehrpersonen-Professionalisierung. Dies umfasst lerndiagnostisch-adaptiven Unterricht in der Aus- und Weiterbildung zum Fachunterricht der Sekundarstufe. Der fachdidaktisch fundierte Praxistransfer wird über eine interdisziplinäre Community of Research (CoR) von universitären Fachdidaktiken des Forschungs- und Entwicklungszentrums (FuE-Zentrums) für inklusionssensible Lehrer*innenbildung sowie Lehrpersonenforscher*innen der Versuchsschulen „Oberstufen-Kolleg“ und „Laborschule“ gewährleistet

Der Einsatz gestufter Lernhilfen als Unterstützung für Lernende im Kontext des biologischen Experimentierens: Einfluss auf die Schüler*innen-Motivation im Naturwissenschafts- und Mathematikunterricht

Experimentieren im Biologieunterricht als komplexer Problemlöseprozess könnte durch den Einsatz gestufter Lernhilfen gefördert werden. Aus lernpsychologischer Sicht unterstützen diese binnendifferenzierenden und selbstständigkeitsfördernden Instrumente die Kompetenzwahrnehmung von Schüler*innen. Gleichzeitig könnte dem Motivations- und Interessenabfall in den Naturwissenschaften begegnet werden. Vor dem Hintergrund fehlender mathematischer Kompetenzen bei der Auswertung eines Experimentes könnten zusätzliche gestufte Lernhilfen im Mathematikunterricht implementiert werden. Diese instruktionalen Unterstützungen könnten gleichzeitig einen positiven Einfluss auf die wahrgenommene Kompetenz und die intrinsische Motivation der Lernenden entfalten. Die vorliegende Studie untersuchte daher den Einfluss gestufter Lernhilfen während der Auswertung eines Experimentes im Biologieunterricht sowie im Rahmen einer Unterrichtseinheit zum Thema Lineare Funktionen im Mathematikunterricht auf die Kompetenzwahrnehmung und die intrinsische Motivation der Schüler*innen. Hierzu wurden 75 Lernende einer Versuchsschule (55,2 % weiblich; MAlter = 16.5 Jahre, SDAlter = 0.80 Jahre) in einer Unterrichtseinheit zum Thema Osmose im Naturwissenschaftsunterricht sowie zum Thema Lineare Funktionen im Fach Mathematik unterrichtet und Daten zur Kompetenzwahrnehmung und weitere Daten zur intrinsischen Motivation erhoben. Mithilfe von univariaten Kovarianzanalysen wurden für den Naturwissenschafts- und Mathematikunterricht deutliche deskriptive bzw. signifikante Unterschiede in der wahrgenommenen Kompetenz, zugunsten der Lernenden, die beim biologischen Experimentieren gestufte Lernhilfen nutzten, gefunden; tendenziell signifikante Unterschiede in der intrinsischen Motivation konnten nur für das biologische Experimentieren berichtet werden. Der zusätzliche Einsatz gestufter Lernhilfen im Mathematikunterricht konnte keine Hinweise auf eine erhöhte Motivation der Lernenden hervorbringen

Wie hoch ist die Salztoleranz unterschiedlicher Getreidesorten? Eigenständiges Experimentieren mit digitalen gestuften Lernhilfen zur Thematik Ökologische Nische und Keimung

Aufgrund der Corona-Pandemie wurde das Experimentieren im Naturwissenschaftsunterricht stark eingeschränkt. Die Heterogenität der Schüler*innen im Hinblick auf ihre experimentellen Fähigkeiten könnte sich im Kontext des Distanzunterrichts zudem verstärkt haben. Um das Experimentieren im Naturwissenschaftsunterricht auch im Distanzunterricht zu ermöglichen, wurde eine Unterrichtseinheit im Themenbereich Ökologische Nische und Keimung in ein Online-Format umgestaltet. Um gleichermaßen den heterogenen experimentellen Fähigkeiten der Lernenden zu begegnen, wurden experimentierbegleitend gestufte digitale Lernhilfen entwickelt