Im Unterrichtsalltag ist zu beobachten, dass die Schülerinnen und Schüler mit großem Interesse und großer Motivation in den Chemieunterricht starten. Das Geschehen im Anfangsunterricht ist dabei durch ein hohes Maß an Handlungsorientierung geprägt.

Bei steigendem Abstraktionsniveau wird das Deuten von chemischen Prozessen auf Teilchenebene wird sukzessive eingeführt. Dabei ist das Denken in Modellen und das Anwenden von Modellvorstellungen eine zentrale Kompetenz, die elementar für das Deuten von chemischen Prozessen auf Teilchenebene ist. Ein grundlegendes Verständnis der Entwicklung des Atombaus und des Anwendens verschiedener Modellvorstellungen vom Aufbau der kleinsten Teilchen ist für eine erfolgreiche Teilnahme am Chemieunterricht notwendig.

Problemaufriss:

Die Lehrkräfte nehmen wahr, dass in der Jahrgangsstufe 8 die Erhöhung des Abstraktionsniveaus zu einer Steigerung der Fachschwierigkeit und gleichzeitig zu einem Sinken des Schülerinteresses und der Lernmotivation führt.

Deshalb wurde eine Unterrichtskonzeption gesucht, die handlungsorientiert das Modelldenken und den Umgang mit Fachwissen individuell und nachhaltig fördert.

Eine Verknüpfung der Unterrichtskonzeption mit Bausteinen des selbstregulierten Lernens soll das Selbstkonzept der Schülerinnen und Schüler stärken. Durch ein hohes Maß an handlungsorientierten Aufgaben soll die Lernmotivation erhöht werden.

Wiederholungs- und Übungsphasen im Chemieunterricht werden binnendifferenziert und individuell an den Übungsbedarf der Schülerinnen und Schüler angepasst, um die Nachhaltigkeit des Fachwissens zu gewährleisten und das Denken in Modellen zu üben.

Mit der Lernleiter wird sowohl das Fachwissen als auch das Modelldenken individuell gefördert.

• Die Schülerinnen und Schüler bewerten nach der Aneignungs- und Basisübungsphase den Stand ihrer erworbenen Kompetenzen eigenverantwortlich mit einem Selbstevaluationsbogen und wählen daraufhin gezielt Übungsmaterial. Für leistungsstarke Schülerinnen und Schüler stehen an dieser Stelle Transferaufgaben zur Verfügung, für leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler gibt es sprachlich vereinfachte Wiederholungsaufgaben mit hohem Reproduktionsfaktor.

Die individualisierten Aufgaben sind auf eine Erhöhung des Komplexitätsniveaus hin ausgerichtet.

• Die leistungsschwächeren Schülerinnen und Schüler bekommen im Verlauf der Bearbeitung die Chance, Aufgaben aus der darauffolgenden Niveaustufe zu bearbeiten und damit systematisch ihr Wissen aufzubauen.

Die individualisierte Übungsphase nimmt für alle Schwierigkeitsniveaus den gleichen Zeitrahmen ein.

• Das Erreichen der konkretisierten Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Chemie wird ermöglicht, da alle Aufgaben auf Mindestlernziele ausgerichtet sind. Die erreichten Kompetenzen können durch eine Evaluation am Ende jeder Stufe der Lernleiter überprüft werden.

Die Lernleiter ist flexibel einsetzbar.

• Die Lernleiter ist sowohl in Ganztagsgymnasien als auch in Gymnasien ohne Ganztagsangebote in der Sekundarstufe I einsetzbar. Auch innerhalb der Jahrgangsstufe 8 ist die Lernleiter zum Atombau flexibel einsetzbar. Sie kann sowohl vor der Thematisierung der Elementfamilien als auch danach eingesetzt werden.

Das Konzept der Lernleiter sollte immer von Fachlehrkräften im Unterricht umgesetzt werden.

• So wird ein qualitativ hochwertiger Unterricht gewährleistet. Darüber hinaus sollten die unterrichtenden Lehrkräfte Grundlagen des selbstregulierten Lernens kennen und flexibel je nach Unterrichtsphase in die Rolle der Lernberaterin beziehungsweise des Lernberaters wechseln können.

Im Rahmen der 1. Phase des Projektes Ganz In haben sich die an der Entwicklung der Lernleiter beteiligten Lehrkräfte über 5 Jahre mit folgenden chemiedidaktischen Schwerpunkten beschäftigt und bei der Erstellung von eigenem Unterrichtsmaterial berücksichtigt:

• Kompetenzorientiertes Experimentieren
• Schülergerechte Auswahl und Gestaltung von Lernmaterialien
• Individualisiertes Lernen mit Lösungsbeispielen
• Lernzeiten im Ganztag
• Diagnostik und individuelle Förderung
• Sprachsensibler Fachunterricht
• Modelle im Chemieunterricht

Durch die chemiedidaktische Begleitung der AG Chemiedidaktik der Universität Duisburg-Essen war stets eine hohe Qualität des wissenschaftlichen Inputs gewährleistet. Der Rahmen sicherte zudem eine kontinuierliche und stabile Arbeitsgrundlage und eine vertrauensvolle Zusammenarbeit.

Letzteres ist die Grundlage für die Konstruktion der Lernleiter Atombau in stetiger Zusammenarbeit von Wissenschaft und Schule – also im konstruktiven Austausch von Praxis und Theorie.

Die Lernleiter wurde in sechs Schritten im Zeitraum von über drei Jahren entwickelt:

• 1. Halbjahr 2015/16

  Kick off

• 2. Halbjahr 2015/16

  Erarbeitung

• 1. Halbjahr 2016/17

  Implementation

• 2. Halbjahr 2016/17

  Evaluation und Optimierung

• 1. Halbjahr 2017/18

  Implemantation der Anpassungen

• 2. Halbjahr 2017/18

  Evaluation und Rückmeldung zum Gesamtprojekt

• Die Lernleiter Atombau wurde in Kooperation mit allen Chemielehrenden der Netzwerkwerkschulen, die im Projekt Ganz In am fachdidaktischen Schwerpunkt Chemie mitarbeiteten, konzipiert und erarbeitet.
• Die Konzeption wurde an allen Netzwerkschulen erprobt und unter wissenschaftlicher Leitung evaluiert. Die Evaluation zeigt, dass die Schülerinnen und Schüler, die in der Interventionsgruppe mit der Lernleiter arbeiteten, einen höheren Lernerfolg hatten als diejenigen der Kontrollgruppe, die nicht die Lernleiter verwendeten, sondern klassisch das Thema Atombau im Chemieunterricht behandelten (van Vorst & Sumfleth, 2020, S. 13f).
• Aufgrund der differenzierten Evaluationsergebnisse wurde die Lernleiter überarbeitet und im Schuljahr 2017/18 erneut evaluiert.

• Eine umfangreiche Einweisung in die Arbeitsweise mit der Lernleiter im Rahmen einer Fortbildung ist sinnvoll. Sollten die Lehrkräfte mit den Grundlagen, den Bausteinen und dem Ablauf des selbstregulieren Lernens nicht vertraut sein, ist eine vertiefte Schulung besonders hilfreich.
• Auch für die Schülerinnen und Schüler ist eine Schulung im selbstregulierten Lernen notwendig, da sonst die Symbole in der Lernleiter, die eine Lernhilfe und eine Steuerung des Lernprozesses bewirken, nicht verstanden und genutzt werden können. Bei der Integration der Lernleiter in ein Schulcurriculum zum selbstregulierten Lernen der Schule müssten die Symbole gegebenenfalls angepasst werden. Ein Anleitungsvideo erklärt den Schülerinnen und Schülern den Umgang mit dem Lernleiter Material.
• Das handlungsorientierte Material, z.B. selbstgebaute Modelle und Spiele, ist integraler Bestandteil der Lernleiter und sehr umfangreich. Im Rahmen von Fortbildungen kann das Material von den Teilnehmenden selbst erstellt werden.
• Die zur Evaluation genutzten Fachwissenstests können zur Lernerfolgskontrolle am Ende jedes Milestones verwendet werden. Auch hier besteht die Möglichkeit, z.B. mithilfe von Multiple-Choice-Aufgaben (Emden, Koenen & Sumfleth, 2015, S. 65ff.), die Tests an die eigene Lernumgebung anzupassen.

• Emden, M., Koenen, J. & Sumfleth, E. (Hrsg.). (2015). Chemieunterricht im Zeichen von Diagnostik und Förderung. Münster: Waxmann. [06.07.2023]
• Ministerium für Schule und Bildung des Landes Nordrhein-Westfalen (Hrsg.). (2019). Kernlehrplan für die Sekundarstufe I Gymnasium in Nordrhein-Westfalen. Chemie (PDF, 260 KB). [19.01.2023].
• van Vorst, H. (2018). Zum Bohr’schen Atomkonzept mit der Lernleiter. Ein Ansatz zur Unterrichtsstrukturierung und Differenzierung, nicht nur für den Chemieunterricht. MNU, 5, S. 317-324.
• van Vorst, H. & Hauerstein, Th. (2020). Strukturierung von Unterricht mit dem Lernleiter-Konzept. In H. van Vorst & E. Sumfleth (Hrsg.), Von Sprosse zu Sprosse. Innovative Erarbeitung des Bohr´schen Atomkonzepts mit der Lernleiter (S. 7-14). Münster: Waxmann.
• van Vorst, H. & Sumfleth, E. (Hrsg.). (2020). Von Sprosse zu Sprosse. Innovative Erarbeitung des Bohr´schen Atomkonzepts mit der Lernleiter. Münster: Waxmann.