Aufbauend auf dem in der Forschung skizzierten theoretischen Basis werden experimentelle Aufgaben und Materialien für eine fachbezogene Begabungsförderung für unterschiedliche Entwicklungsstufen und Themenbereiche entwickelt. Die entwickelten Aufgaben müssen eine begabungsorientierte Differenzierung zulassen, die es ermöglicht, dass SchülerInnen unterschiedlicher Begabungen, Interessen und Kompetenzausprägungen individuell bzw. in Kleingruppen gefordert und gefördert werden können. Erste Erfahrungen mit differenzierenden Aufgaben, gestuften Hilfen und verschiedenen Möglichkeiten der Präsentation und Leistungsfeststellung liegen aus dem Projekt Chemie im Kontext (Parchmann, 2001) vor.

Diese weiterführende Entwicklung und Evaluation von Experimenten, Aufgaben und Angeboten zur Forderung und Förderung von naturwissenschaftlichen Begabungen setzt Kenntnisse über die charakteristischen Problemlösestrategien voraus, die SchülerInnen unterschiedlich hoher Begabungen und Kompetenzausprägungen anwenden und mehr oder weniger erfolgreich verfolgen. Dabei ist es aus der Sicht der fachdidaktischen Lehr-Lern-Forschung von besonderem Interesse, zu erfassen, inwieweit sich begabungsabhängig Gemeinsamkeiten, aber auch individuelle Unterschiede ergeben.

Hinsichtlich der Entwicklung von Experimenten und Aufgaben für die Untersuchung sind die folgenden übergeordneten Themen vorgesehen:

• Klassenstufe 5/6
• Feuer (z.B. „Chemie“ der Kerze, Zerteilungsgrad, …)
• Klassenstufe 8/10
• Redoxreaktionen (z.B. Historische Kupfergewinnung)
• Farbigkeit (Erklärungsmodelle zur Farbigkeit, Herstellen von farbigen Gläsern im Mikrowellenofen)
• Klassenstufe 12/13
• Elektrochemie (z.B. Chemie und Chaos, Elektrochromie)

Zu diesen Themen liegen zum Teil bereits entwickelte und evaluierte Experimente und Unterrichtsgänge vor, die eine erste Basis für die Entwicklung weiterer vertiefender Experimente und Aufgaben bieten.

In einem ersten Schritt ist es vorgesehen, SchülerInnen der Klassenstufe 8-10 unterschiedlicher Begabungseinschätzung (durch Einschätzung der unterrichtenden Fachlehrer) vornehmlich experimentelle Aufgaben zu chemiebezogenen Problemstellungen bearbeiten und durchführen zu lassen und den jeweils verfolgten Lösungsprozess aufzuzeichnen und zu analysieren. Dazu sind die folgenden Schritte notwendig:

• Auswahl von SchülerInnen, die von Lehrkräften als a) besonders begabt, b) normal begabt und c) unterdurchschnittlich begabt eingeschätzt werden
• Entwicklung von offenen (experimentellen) Problemlöseaufgaben, die in einem hohen Maße die charakteristischen Schritte des naturwissenschaftlichen Denkens und Arbeitens erfordern
• Planung, Durchführung und Auswertung von problemzentrierten Interviews sowie Anwendung des Verfahrens des „lauten Denkens“
• Kategorisierung der jeweiligen Problemlösestrategien, Ausweisen von Gemeinsamkeiten und gruppenspezifischen sowie individuellen Unterschieden
• Identifizierung von Erkenntnissen für die Weiterentwicklung von Materialen und Modellen

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Ziel dieser fachdidaktischen Forschung ist es zum einen, die Erkenntnisse unmittelbar in die Lehrerausbildung und in die Entwicklung von schulischen und außerschulischen Angeboten einfließen zu lassen. Zum anderen wird angestrebt, dass die gewonnenen Erkenntnisse auch zur Weiterentwicklung von Modellen zur Beschreibung von Lehr- und Lernprozessen im Bereich der Naturwissenschaften beitragen können, insbesondere bezüglich einer Differenzierung verallgemeinerbarer und individueller Strategien bzw. Merkmale von Lernprozessen.­