Lernmaterialien für Erkenntnismethoden und Arbeitsweisen an der TU Dortmund

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TESTE DEIN WISSEN

Der Natur abgeschaut: Beispiele

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TESTE DEIN WISSEN

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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Denk-Arbeits und Handlungsweisen der Naturwissenschaft

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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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Ein Blick in die Geschichte: Alchemie

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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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Naturwissenschaftliche Arbeitsweisen im SU

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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

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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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Zufällige Entdeckungen: Beispiele

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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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Historische Wurzeln der Naturwissenschaftsdidaktik

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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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Definition: "Naturwissenschaft"

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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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Beobachten (mit und ohne Hilsmittel)

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Lupe, Fernglas, Mikroskop, Fernrohr, Teleskop

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Entstehung von Problemsituation

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TESTE DEIN WISSEN

Neuer Sachverhalt kann mit Erfahrungen, Vorwissen und erworbenen Arbeits- und Verhaltensweisen nicht geklärt werden -> Problemsituation

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Reinstoffe und Gemische

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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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Problemlösen

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Problemlösen ist der Sonderfall des planvollen Handelns, der dadurch gekennzeichnet ist, dass wegen eines Hindernissen das Ziel nicht auf direktem Weg erreichbar ist

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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

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

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

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

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 )

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

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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

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

Definition: "Naturwissenschaft"

Beobachten (mit und ohne Hilsmittel)

Lupe, Fernglas, Mikroskop, Fernrohr, Teleskop

Entstehung von Problemsituation

Neuer Sachverhalt kann mit Erfahrungen, Vorwissen und erworbenen Arbeits- und Verhaltensweisen nicht geklärt werden -> Problemsituation

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

Problemlösen

Problemlösen ist der Sonderfall des planvollen Handelns, der dadurch gekennzeichnet ist, dass wegen eines Hindernissen das Ziel nicht auf direktem Weg erreichbar ist

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