Erkenntnismethoden Und Arbeitsweisen an der TU Dortmund

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Denk-Arbeits und Handlungsweisen der Naturwissenschaft

1. Informationen sammeln

>beobachten mit allen Sinnen

2. Informationen verarbeiten

>erkennen von Problemen

3.Informationen darstellen

> Protokoll

Kreisprozess: gewonnene Erkenntnisse werden wieder verarbeitet

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Naturwissenschaftliche Arbeitsweisen im SU

Einen Sachverhalt unter einen Gesichtspunkt stellen
Unter Einbeziehung vorhandenen Wissens Hypothesen aufstellen
Maßnahmen zur Prüfung der Hypothesen planen
Untersuchungen und Versuche vorbereiten, Messen und prüfen
Ergebnisse interpretationsfrei festhalten und darstellen
Ergebnisse deuten

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Denk-, Arbeits und Handlungsweisen der NW/T

Infos sammeln

(Beobachten, Untersuchen, Messen, Zählen, Umgang mit Geräten)

Infos verarbeiten

(Vergleichen, Isolieren, Ordnen, Probleme erkennen, Hypothesen aufstellen )

Infos darstellen

(Beschreiben, Skizzieren, Tabellieren, Graphisch auswerten, Vortragen)

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Der Natur abgeschaut: Beispiele

Indigo: Farbe aus Pflanzen (Fäberwaid und Indigopflanze) wird nun chemisch z.B. für das Färben von Jeans hergestellt
Lotuseffekt: Geringe Benetzbarkeit einer Oberfläche an vielen Pflanzen wird nun z.B. für Oberflächen oder Brillengläser benutzt
Stärke Haftkraft: Geckos haben durch Milliarden winziger Haare an den Füßen eine gute Haftung. Dabei werden Van-der-Waals-Kräfte ausgenutzt, wird nun in Nanoklebern und Haftverschlüssen benutzt

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Definition: "Naturwissenschaft"

Naturwissenschaft ist die Gesamtheit der empirischen Wissenschaften, die sich mit der Forschung der Natur, ihrer Vorgänge und Erscheinungen und deren gesetzesmäßigen Zusammenhänge beschäftigt; Experiment und Hypothese sind ihre Methoden

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Historische Wurzeln der Naturwissenschaftsdidaktik

Biologie:

z.B.: Wasservögel, Flussfische, Landtiere, Menschliche Sinne, Geräusche

Physik/Chemie

z.B.: Luft, Wasser, Metalle, Atronomie, Schwimmen, Sinken

Technik

z.B.: Brunnenbau, Leinwandbleiche, Schiffsbau, Papier, Musikinstrumente

Geographie

z.B. Stadt, Erde, Himmel, Welt

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Ein Blick in die Geschichte: Alchemie

Alchemisten wollten Weisheit -> Suche nach dem Stein der Weisen
Entwickelten schon damals ein Symbolsystem für "Elemente"
Diese Elemente waren z.B. Feuer, Wasser, Erde aber auch Eisen und Magnet

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Zufällige Entdeckungen: Beispiele

Penicillin: Sir Alexander Fleming ließ 1928 Petrischalen mit Streptokokken-Kulturen Ofen stehen. Ein Schimmelpilz tötete einen Teil seiner Bakterienkulturen. Er entdeckte so das Antibiotikum.
Laugengebäck: 1839 wurde das Gebäck versehentlich mit Lugenwasser statt mit Zuckerwasser glasiert
Post its: Spencer Silver versuchte 1970 einen starken Klebstoff zu entwickeln. Dr Klebstoff blieb aber entweder auf dem einen oder dem anderen Stück Papier heften. Im Kirchenchor wurde der Klebstoff dann für Lesezeichen benutzt
Schießbaumwolle: Wurde gleichzeitig von Schönbein und Bötter entdeckt
Kautschuk: Goodyear experimentierte 1839 mit Kautschukbaum. Dabei fiel eine Schwefel-Kautschuk Mischung auf eine heiße erdplatte. Daraus entstand Hartgummi

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Reinstoffe und Gemische

Reinstoffe

Verbindung: Stoff, der aus zwei oder mehr chemischen Elementen besteht (kein Gemisch)

Element: Bezeichnung für alle Atomarten mit derselben Protonenanzahl im Atomkern

Gemische

heterogen: Bestandteile sind mit dem

Mikroskop erkennbar

homogene: Bestandteile sind nie mit einem Mikroskop erkennbar

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Beobachten (mit und ohne Hilsmittel)

Lupe, Fernglas, Mikroskop, Fernrohr, Teleskop

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Lehrplan Sachunterrichts NRW: Alle Bereiche

Natur und Leben

Technik und Arbeitswelten
Raum, Umwelt und Mobilität
Mensch und Gemeinschaft
Zeit und Kultur

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Das Forschend-entwickelnde Unterrichtsverfahren: 5 Stufen

1. Stufe. Problemgewinnung (Was möchte Ich hrausfinden)

2. Stufe: Überlegungen zur Problemlösung

3. Stufe: Durchführung eines Lösungsvorschlags

4. Stufe: Abstraktion (Wie kann ich das Beobachtete erklären)

5. Stufe: Wissenssicherung

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