Alltagserfahrungen der Lernenden
Grundlage der Bildung in den
Naturwissenschaften

Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung inden Naturwissenschaften. Freiburger Forschungsräume, 17. Oktober 2017„Pflanzen atmen Kohlenstoffdioxid ein
und Sauerstoff aus. –Ich weiß, dass ich nicht ‚atmen‘ sagen soll,aber ich kann mir das so besser merken.“(Biologiestudentin)

Gliederung

1. Verständnis vom Lernen und Lehren
2. Didaktische Rekonstruktion
3. Beispiele zum Umlernen

Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung in
den Naturwissenschaften. Freiburger Forschungsräume, 17. Oktober 2017

Verständnis vom Lehren und Lernen

Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung in
den Naturwissenschaften. Freiburger Forschungsräume, 17. Oktober 2017

Verständnis vom Lehren und Lernen

Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung in
den Naturwissenschaften. Freiburger Forschungsräume, 17. Oktober 2017

Verständnis vom Lehren und Lernen
Weitergabe• besitzt Wissen/Informationen• gibt sein Wissen weiter• versucht etwas rüberzubringen• Lernangebote machen• nimmt Wissen/Information auf• behält das Wissen, speichert es ab• jetzt hat sie´s• Begabung besitzen (nach Gropengießer 2006)

Verständnis vom Lehren und Lernen
Fütterung• Lernkost in kleinen Häppchen
verabreichen• Wissen mit der Muttermilcheinsaugen• Stoff leicht verdaulich darbieten• Informationen verdauen• etwas schmackhaft machen• etwas nicht schlucken(nach Gropengießer 2006)

Verständnis vom Lehren und Lernen
Reise„Umwege!“• Lernende werden auf die
Spur gesetzt• Lernende werden angestoßen• Lernende werden geführt• Wie weit sind wir gekommen?
• Ausgangspunkte vom Lernen,
Bildungsgang• Sinn suchen

Paradox:„Der Weg ist das Ziel“• einige finden den Lernweg
selber• manche kommen nicht mit• es gibt Lernhindernisse• Streben nach Lernfortschritten• Erreichen von Lernzielen,
Bildung(nach Gropengießer 2006)• Sinn finden

Verständnis vom Lehren und Lernen

Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung in
den Naturwissenschaften. Freiburger Forschungsräume, 17. Oktober 2017

Verständnis vom Lehren und Lernen
Lernangebote

Fachliches Wissen

Lebenswelt der Lernenden

Didaktische Rekonstruktion
Beispiel „H2O“(Kattmann, Duit, Gropengießer & Komorek 1997)

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Didaktische Rekonstruktion
Beispiel „H2O"

Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung in
den Naturwissenschaften. Freiburger Forschungsräume, 17. Oktober 2017„H2O“?
Trinkwasser
Abwasser Salzwasser

sprudelndes Wasser

Seewasser

bewegtes Wasser

klares Wasser

blaues Wasser
Quellwasser

Süßwasser

hartes Wasser

graues Wasser
Brackwasser

Bachwasser

Mineralwasser
Flusswasser
stilles Wasser

ruhiges Wasser

grünes Wasser

Regenwasser

weiches Wasser

Didaktische Rekonstruktion
Beispiel „H2O“
Hauptkomponente „H2O“

ReinstoffWasser

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vieleverschiedene„Wässer“Didaktische Rekonstruktion

Wissenschaftliche Positionen sind Konstrukte
der jeweiligen Wissenschaftlergemeinschaft,d.h. kontingent, aber nicht beliebig.
FachlicheKlärung

Die Lernegenstände sind nicht vom
Wissenschaftsbereich vorgegeben, sie müssen
vielmehr erst in pädagogischer Zielsetzung
hergestellt werden.
Sie müssen kritisch analysiert und in ihre
lebensweltlichen Bezüge eingebettet werden.

Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung in
den Naturwissenschaften. Freiburger Forschungsräume, 17. Oktober 2017

Didaktische Rekonstruktion
Alltagsvorstellungen sind nicht einfach
falsch: Sie sind keine Fehlvorstellungen.
Alltagsvorstellungen sind verkörpert:
erfahrungsbasiertes Verstehen.
Erfassen vonLernerperspektiven

Sie sind persönliche Konstrukte (mitemotionalen und sozialer Komponenten).
Sie sind resistent gegen Belehrung.
Sie sind wertvoll als Lernvoraussetzungenund Lernmittel.

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den Naturwissenschaften. Freiburger Forschungsräume, 17. Oktober 2017

Didaktische Rekonstruktion
Didaktische Strukturierung• Lernen ist selbstverständlich.
• Lehren heißt: Fördern vonLernen.
• Lernen heißt: Altes in Neues
verwandeln und im Neuenaufheben.
• Lernen ist Umlernen.

Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung in
Ulrich Kattmann: Didaktische Rekonstruktion – ein Weg zur Vermittlung
den Naturwissenschaften. Freiburger Forschungsräume, 17. Oktober 2017
bedeutungsvollen Wissens. Bochum, 7. Februar 2014

Didaktische Rekonstruktion
Didaktische Strukturierung

Alltagsvorstellungen sind im Gegenüber
zu fachlichen Vorstellungen fürs
Lernen zu nutzen.
Kontrast
Perspektivenwechsel
Anknüpfung
BrückeConceptual Reconstruction
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den Naturwissenschaften. Freiburger Forschungsräume, 17. Oktober 2017

Beispiel zum Umlernen:
Die Punkte der Marienkäfer„Der Kleine ist das Kind
vom Großen.“„Die sind 2 und 7Jahre alt.“

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Beispiel zum Umlernen:
Die Punkte der Marienkäfer

Zweiundzwanzigpunkt

Siebenpunkt

Zweipunkt
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NullpunktBeispiel zum Umlernen:
Die Punkte der Marienkäfer

Zweiundzwanzigpunkt

Siebenpunkt

Zweipunkt
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NullpunktBeispiel zum Umlernen:
Die Punkte der Marienkäfer
Ist daseine Art?

Zweipunkt
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den Naturwissenschaften. Freiburger Forschungsräume, 17. Oktober 2017

Beispiel zum Umlernen:
Die Punkte der Marienkäfer
Ist daseine Art?

art, ...
aprev
lhafreier W
inhic
ssa
„W
ine Art.“erüfrlakman... das hält
Zweipunkt

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den Naturwissenschaften. Freiburger Forschungsräume, 17. Oktober 2017

Beispiel zum Umlernen:
Die Punkte der Marienkäfer
Anknüpfung: Punkte
Entwicklung und Wachstum.
Kontrast: Entwicklung bei Käfern
Verwandlung von Larve über Puppe zum Käfer
Käfer wachsen nicht.
Perspektivenwechsel: verschiedene Arten
Punkte sind Artmerkmal

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den Naturwissenschaften. Freiburger Forschungsräume, 17. Oktober 2017

Beispiel zum Umlernen:
Die Punkte der Marienkäfer
Wie Marienkäfer sich (im Unterschied zu uns) entwickeln
Vielfalt der Marienkäferarten

Käfer
wachsen nicht
Punkte sind
Artmerkmal

Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung inden Naturwissenschaften. Freiburger Forschungsräume, 17. Oktober 2017

Punktebedeuten AlterBeispiel zum Umlernen:
biologisches Gleichgewicht„Gleichgewicht bedeutet, dass die
Natur es selber schafft, dass sie selberüberleben kann.“Claudia, 12. Klasse„Zum Gleichgewicht fällt mir ein,dass die Natur immer auf dem gleichenLevel stehen bleiben würde, wenn man sie
nicht beeinflussen würde..“Christian, 12. Klasse„Gleichgewicht ist das,wenn man nicht umfällt.“Peter, 7. Klasse

Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung in
Ulrichden Naturwissenschaften.
Kattmann: Evolutionsökologie:
Freiburger
Bioplanet
Forschungsräume,Erde. Pädagogische
17. Oktober
Hochschule
2017
Vorarlberg, 4.
November 2010

Beispiel zum Umlernen:
biologisches Gleichgewicht
Experiment
Stellen Sie bitte frei hin und verteilen Sie Ihr
Körpergewicht völlig gleichmäßig auf die Standflächen
Ihrer beiden Füße.
Warten Sie so lange, bis Sie sich völlig im Gleichgwicht
fühlen.
Halten Sie nun Ihr Gleichgwicht bei ...
... und versuchen Sie zu gehen.

Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung in
Ulrichden Naturwissenschaften.
Kattmann: Evolutionsökologie:
Freiburger
Bioplanet
Forschungsräume,Erde. Pädagogische
17. Oktober
Hochschule
2017
Vorarlberg, 4.
November 2010

Beispiel zum Umlernen:
biologisches Gleichgewicht

Kontrast: UngleichgewichtAnknüpfung: nicht Umfallen:
Dynamik beruht auf Abfolgen vonUngleichgewichten.
Gleichgewichte bestehen nur punktuell.

Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung in
Ulrichden Naturwissenschaften.
Kattmann: Evolutionsökologie:
Freiburger
Bioplanet
Forschungsräume,Erde. Pädagogische
17. Oktober
Hochschule
2017
Vorarlberg, 4.
November 2010

Beispiel zum Umlernen:
biologisches Gleichgewicht
Wachsen
Veränderungen im Jahreslauf
Suzessionen, Mosaikzyklen

Dynamik durch
UngleichgewichtePunktueller
Zustand

Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung in
den Naturwissenschaften. Freiburger Forschungsräume, 17. Oktober 2017

Nicht Umfallen
IdealzustandBeispiel zum Umlernen:
OrdnenStudie „Wie Schüler Tiere ordnen“Forschungsfragen:Welche Tiergruppen bilden die Lernenden
nach ihren eigenen Vorstellungen?
Welche Kriterien wenden sie beim Ordnen
der Tiere an?
(Kattmann & Schmitt 1996)

Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung in
den Naturwissenschaften. Freiburger Forschungsräume, 17. Oktober 2017

Testbogen
1. Freies
Bilden undBenennen
vonTiergruppen

Testbogen
1. Freies
Bilden undBenennen
vonTiergruppen

Testbogen
2.
Aussondern
eines Tieres
aus einer
Tiergruppe

3. Zuordneneines Tieres
zu einer
Tiergruppe

Testbogen
2.
Aussondern
eines Tieres
aus einer
Tiergruppe

X

3. Zuordneneines Tieres
zu einer
Tiergruppe

XBeispiel zum Umlernen:
OrdnenKriterien des Ordnens Aufgabe 1

Lebenswelt vs.
Taxonomie.

Beispiele zum Umlernen: Ordnen
Evolution als Erklärungsprinzip
1. Lebensräume helfen ordnen
Ordnen nach der Besiedelung des Landes vom Wasser
her:- Fische- Amphibien-Reptilien, Säugetiere , Vögel-Alltagsvorstellungen(Baumann, Schoppe, Harwardt & Kattmann 1996)

Beispiele zum Umlernen: Ordnen
Evolution als Erklärungsprinzip
1. Lebensräume helfen ordnen
2. Geschichte hinterlässt Spuren
Ins Wasser zurück?
Detektivarbeit:- Echte Landtiere legen Eier an Land ab-Schildkröten, Krokodile, Kloakentiere-Abstammungsgemeinschaften(Baumann, Schoppe, Harwardt & Kattmann 1996)

Beispiele zum Umlernen: Ordnen
Evolution als Erklärungsprinzip
1. Lebensräume helfen ordnen
Ordnen nach der Besiedelung des Landes vom Wasser
2. Geschichteher:hinterlässt Spuren- Fische
InsWasser zurück?
- Amphibien
Detektivarbeit:
3. Merkmalesind Hilfskriterien-Reptilien, Säugetiere, Vögel--AlltagsvorstellungenEchte Landtiere legen Eier an Land ab-Schildkröten,Krokodile, Kloakentiere
Ins Wasser zurück?
4. Ausbreitung-Abstammungsgemeinschaften
Detektivarbeit: in Lebensräume- Haare und Federn als Hilfsmittel- Wale, Pinguine(Baumann, Schoppe, Harwardt & Kattmann 1996)

Beispiele zum Umlernen: Ordnen
Evolution als Erklärungsprinzip
1. Lebensräume helfen ordnen
2. Geschichte hinterlässt Spuren
3. Merkmale sind HilfskriterienIns Wasser zurück?
Detektivarbeit:- Haare und Federn als Hilfsmittel- Wale, Pinguine(Baumann, Schoppe, Harwardt & Kattmann 1996)

Beispiele zum Umlernen: Ordnen
Evolution als Erklärungsprinzip
1. Lebensräume helfen ordnen
2. Geschichte hinterlässt Spuren
3. Merkmale sind Hilfskriterien
4. Ausbreitung in Lebensräume(Baumann, Schoppe, Harwardt & Kattmann 1996)

BeispielezumUmlernen:
Vom Wasser
aufsLand undOrdnen
zurückEvolution als Erklärungsprinzip
1. Lebensräume helfen ordnen
2. Geschichte hinterlässt Spuren
3. Merkmale sind Hilfskriterien
4. Ausbreitung in Lebensräume(Baumann, Schoppe, Harwardt & Kattmann 1996)

Beispiel zum Umlernen:
Ordnen
Vom Wasser aufs Land und zurück
Abstammungsgemeinschaften

Evolution:
Besiedelungdes Landes
Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung inUlrichKattmann: DidaktischeFreiburger
Rekonstruktion.
Vortrag im fachdidaktischen
den Naturwissenschaften.
Forschungsräume,17. Oktober 2017
Kolloquium, PH Luzern, 2. November 2010

Ordnen nachLebensräumen
und BewegungBeispiel zum Umlernen: Pflanzen
Wenn es Morgen keine Pflanzen mehr gäbe ...

„..., dann gäbe
es keine Vegetarier
mehr.“„..., dann hätten wir„...dann würden die Tiere keine
keinen Sauerstoff mehr, weil die
großen Überlebenschancen mehr haben,
die Menschen auch nicht. Denn das meiste Pflanzen die verbrauchte Lufteinatmen und dann mit Sauerstoff dievon dem, was wir essen, hat was mit
Luft ausatmen. Verbrauchte Luft ist,Pflanzen zu tun, eigentlich alles.“wenn kein Sauerstoff mehr drinist.“„..., dann könnte
man kein Klopapier mehr„..., dann würden wir
machen ... Wir könnten
alle ersticken, weil wir
auch keinen Tisch mehrkeinen Sauerstoff mehr zumbauen.“„..., dann würde es mir
Atmen hätten.“gar keinen Spaß mehr machen.
Durch Pflanzen kommt Leben in die
Welt mit ihren verschiedenen
Farben.“Ulrich Kattmann: Evolutionsökologie: Bioplanet Erde. Pädagogische Hochschule Vorarlberg, 4.
Ulrich Kattmann: Was heißt (biologisch) Leben? Vortrag im philosophischNovember 2010
theologisch-biologischenSeminar 2014„Die tropischen Regenwälder sind als
Sauerstoffproduzenten nicht viel wert.“James Lovelock
Fotosynthese
6 CO2 + 12 H2O ⇐⇒C6H12O6 + 6 02 + 6 H2OZellatmung

Ulrich Kattmann: Didaktische Rekonstruktion. Vortrag im fachdidaktischen
Kolloquium, PH Luzern, 2. November 2010

Beispiel zum Umlernen: Pflanzen
Woher kommt der Sauerstoff?

erdgeschichtliches
UngleichgewichtUlrich Kattmann: Evolutionsökologie: Bioplanet Erde. Pädagogische Hochschule
Vorarlberg, 4.
Prisma Naturwissenschaften
3A, Klett, 2014
November 2010

Beispiel zum Umlernen:Pflanzen
Woher kommt der Sauerstoff?
Erdgeschichtliches Ungleichgewicht

Stöchiometrie
Fossilisation
O2-Freisetzung

Sauerstoff =»Leben«
Gleichgewicht(Sander, Jelemenska & Kattmann 2004)

Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung in
UlrichKattmann: DidaktischeFreiburger
Rekonstruktion.
Vortrag im fachdidaktischen
den Naturwissenschaften.
Forschungsräume,17. Oktober 2017
Kolloquium, PH Luzern, 2. November 2010

LiteraturDuit, R., Gropengießer, H., Kattmann, U., Komorek, M. &Parchmann, I., (2012). The Model of Educational Reconstruction –a framework for improving teaching and learning science. In D.
Jorde & J. Dillon (Eds.), Science education research and practicein Europe (pp.13-37). Rotterdam: Sense Publishers.
Hammann, M. & Asshoff, R. (2014). Schülervorstellungen im
Biologieunterricht. Velber: Kallmeyer.
Kattmann, U. (Hrsg.). (2017). Biologie Unterrichten mit
Alltagsvorstellungen. Didaktische Rekonstruktion inUnterrichtseinheiten. Seelze: Kallmeyer.
Kattmann, U. (2015). Schüler besser verstehen. Alltagsvorstellungen
im Biologieunterricht. Hallbergmoos: Aulis.
Kattmann, U., Duit, R., Gropengießer, H., Komorek, M. (1997). Das
Modell der Didaktischen Rekonstruktion - Ein Rahmen fürnaturwissenschaftsdidaktische Forschung und Entwicklung.
Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 3 (3), 3-18.
Ulrich Kattmann: Evolutionsökologie: Bioplanet Erde. Pädagogische Hochschule Vorarlberg, 4.
November 2010

Kurzgefasst!
!
!

Lebenswelt und Wissenschaft werden in der Didaktischen
Rekonstruktion zu Lernangeboten systematisch zusammengeführt.
Lebensweltliche Vorstellungen sind Lernvoraussetzungen undLernmittel, um bedeutungsvolles fachliches Lernen zu fördern.
In Freiburger Forschungsräumen ist das Modell derDidaktischen Rekonstruktion fruchtbar anzuwenden.

Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung in
UlrichKattmann: Didaktische
Rekonstruktion– ein Weg 17.
zur Oktober
VermittlungdenNaturwissenschaften.
FreiburgerForschungsräume,2017bedeutungsvollen Wissens. Bochum, 7. Februar 2014

Lehrweisheit„You can take the horses to thewater,
but you can‘t make them drink."
kanadisches Sprichwort

Ulrich Kattmann: Alltagserfahrungen der Lernenden – Grundlage der Bildung in
UlrichKattmann: DidaktischeRekonstruktion– ein Weg 17.
zur Oktober
Vermittlung
denNaturwissenschaften.
FreiburgerForschungsräume,2017
bedeutungsvollen Wissens. Bochum, 7. Februar 2014

http://www.staff.uni-oldenburg.de/ulrich.kattmann/
www.diz.uni-oldenburg.de/20512.html
https://www.researchgate.net/profile/Ulrich_Kattmann/contributions
ulrich.kattmann@uni-oldenburg.de

Ulrich Kattmann: Didaktische Rekonstruktion – ein Weg zur Vermittlung
bedeutungsvollen Wissens. Bochum, 7. Februar 2014