Lernsoftware im Sachunterricht?

Inhaltsverzeichnis

Einleitung

1. Lernparadigmen
1.1. Behavioristisches Lernparadigma
1.1.1. Behaviorismus
1.1.2. Programmierter Unterricht
1.2. Kognitivistisches Lernparadigma
1.2.1. Kognitivismus
1.2.2. Die Lerntheorie J. S. Bruners
1.2.2.1. Repräsentationsmodi im Sinne Bruners
1.2.2.2. Entdeckendes Lernen im Sinne Bruners
1.2.3. Die Lerntheorie D.P. Ausubels
1.2.3.1. Sinnvoll-verbales Lernen
1.2.3.2. Expositorisch, darbietendes Lernen
1.2.4. Vergleich Bruner und Ausubel
1.3. Konstruktivistisches Lernparadigma
1.3.1. Konstruktivismus
1.3.2. Radikaler Konstruktivismus
1.3.3. Gemäßigter Konstruktivismus
1.4. Fazit: Lernparadigmen
1.5. Instruktions- und Problemlösungsparadigma

2. Konsequenzen für den zeitgemäßen Sachunterricht
2.1. Instruktion und Konstruktion
2.2. Entwicklung der Sachunterrichtsdidaktik
2.3. Explizites und implizites Wissen
2.4. Aneignungsweisen
2.4.1. Handlungsorientierung
2.4.2. Erfahrungsorientierung
2.4.3. Problemorientierung
2.5. Curriculare und fachdidaktische Aspekte
2.5.1. KMK-Bericht
2.5.2. „Alter“ Rahmenplan Berlin.
2.5.3. Perspektivrahmen Sachunterricht
2.5.4. „Neuer“ Rahmenlehrplan
2.6. Situiertes Lernen und die Vermeidung trägen Wissens
2.6.1. Der Cognitive Apprenticeship - Ansatz
2.6.2. Der Anchored Instruction - Ansatz
2.7. Lernumgebungen gestalten
2.8. Offene Unterrichtsmethoden
2.8.1. Stationslernen
2.8.2. Werkstattlernen
2.8.3. Freiarbeit
2.8.4. Wochenplanarbeit
2.9. Fazit

3. Multimediales Lernen im Sachunterricht
3.1. Funktionen und Ziele von Medien im Sachunterricht
3.2. Multimedia und neue Medien
3.2.1. Fachdidaktische Anforderungen
3.2.2. Interaktivität
3.2.2.1. Steuerungsinteraktionen
3.2.2.2. Didaktische Interaktionen.
3.2.2.3. Fazit: Interaktivität
3.2.3. Anschaulichkeit
3.3. Bildungssoftwarekategorien
3.3.1. Unterscheidung von Bildungssoftware und Lernsoftware
3.3.2. Lernsoftware und Lernparadigmen
3.3.3. Kategoriebildung für den Sachunterricht
3.3.4. Fazit: Überblick Bildungssoftware
3.4. Gängige Verfahren der Lernsoftware-Entwicklung
3.5. Bewertungsverfahren für Lernsoftware

4. Auswahl und Analyse eines Kriterienkatalogs.
4.1. Überblick
4.2. Sachunterrichtsdidaktische Qualität (A)
4.3. Multimedia-Qualität (B)
4.4. Unterrichtspraktische Qualität (C)
4.5. Fazit

5. Analyse von Lernsoftware
5.1. Didaktischer Aufbau von „Abenteuer Wald“
5.2. Interaktivität in „Lebensraum Wald“
5.3. „Baumi“ als Teil einer Lernumgebung
5.4. Situierter Ansatz in „Bäume“

6. Fazit

7. Literatur
Lernpsychologie
Multimedia-Didaktik
Internet
Lernsoftware

8. Erklärung

Anhang:

Materialien:

M1 - Regelkreis des Prozesses des Entdeckens und Experimentierens M2 - Events of Instruction

Lernsoftware-Analysen:

A1 - Software-Analysebogen Sachunterricht (nach Gervé) A2 - Lernsoftware-Analyse von „Abenteuer Wald“

A3 - Lernsoftware-Analyse von „Lebensraum Wald“ A4 - Lernsoftware-Analyse von „Baumi“

A5 - Lernsoftware-Analyse von „Bäume“

Einleitung

Die Themenstellung „Lernsoftware im Sachunterricht?“ verlangt danach zu überprüfen, inwiefern die Einbindung von Lernsoftware in den Sachunterricht mit dessen zeitgemäßem Verständnis von Lernen und Lehren vereinbar ist und diesen sinnvoll ergänzen oder aufwerten kann.

Der Umgang mit Computern und Medien kann als neue Kulturfertigkeit neben Rechnen, Lesen und Schreiben bezeichnet werden (KAHLERT 2005, S. 139).

Dieser Tatsache steht ein großes Problem gegenüber: Lehrer haben oft selbst wenig Erfahrung im Umgang mit der neuen Kulturtechnik und wissen demzufolge noch weniger, warum oder wie sie Lernsoftware als sinnvolles neues Medium in den Sachunterricht integrieren können.

GUSTEDT (2005, S.54ff.) stellt fest, dass zwar seit dem Jahr 2000 etwa

50 Millionen Euro allein aus der Bundesregierungsinitiative „Schulen ans Netz“ in die Ausstattung der Schulen mit Soft- und Hardware geflossen sind, es jedoch an einer pädagogisch sinnvollen Nutzung dieser Ressourcen fehlt.

Konzepte zur Nutzung im Unterricht sind noch immer Mangelware und Lehrer werden kaum geschult. Anstelle der vorhandenen Quantität beim Einsatz von Software im Unterricht muss daher ein Umdenken in Richtung pädagogisch- didaktischer Nutzungsqualität stattfinden. Gustedt stellt dar, dass multimediales Lernen pädagogisch-didaktische Chancen und Gefahren für Unterricht mit sich bringen kann:

- Der Lehrer übernimmt eine Beraterrolle und tritt aus dem Zentrum des Unterrichts zurück. Erst so kommen die vielfältigen Möglichkeiten des Computers zur Geltung.
- Frontalunterricht ist nicht gänzlich abzuschaffen, jedoch seine Extremform. Diese Veränderung muss allerdings zunächst in den Köpfen der Lehrenden stattfinden.
- Kontraproduktiv kann der Einsatz des Computers dann sein, wenn man Kinder alleine vor ein Lernprogramm setzt. „Unterricht ist Kommunikation. Mit oder ohne Computer“ (ebd. , S. 58).

Dass diese Aussagen gerade für den Sachunterricht eine große Relevanz haben, soll diese Arbeit aufzeigen. Es sollen die Hintergründe hierfür erörtert und diese Arbeit somit als ein Beitrag dazu verstanden werden, einen Schritt in Richtung pädagogisch-didaktischer Nutzungsqualität für Lernsoftware im Sachunterricht zu gehen.

Gerade die Diskussion um geeignete Lernsoftware ist in der Sachunterrichtsdidaktik im Vergleich zu anderen Fächern wenig fortgeschritten. Dies kann unter anderem dadurch belegt werden, dass es für andere Fächer, auch für den Grundschulbereich mehrere Kriterienkataloge als Instrumente für die Bewertung von Software gibt, direkt für den Sachunterricht bisher nur einen bekannten. Damit soll nicht ausgeschlossen werden, dass sich auch verschiedene Sachunterrichtsdidaktiker mit dem Thema neue Medien auseinander setzen, die meisten beschäftigen sich jedoch verallgemeinernd auf den Computer im Sachunterricht, was sich auch im genannten Kriterienkatalog nachweisen lässt.

In dieser Arbeit ist liegt der Schwerpunkt bewusst auf „Lernsoftware im Sachunterricht“, wozu das allgemeine Thema „Computer im Sachunterricht“ jedoch auch herangezogen wird. Es wird auch aufgezeigt, worin in dieser Unterscheidung die Bedeutung liegt.

Im ersten Teil der Arbeit sollen die unterschiedlichen Auffassungen von Lernen und Lehren, den Lernparadigmen der Lernpsychologie Untersuchungsgegenstand sein, da erst diese sowohl eine für den Sachunterricht didaktisch notwendige Kategorisierung von Lernsoftware ermöglichen als auch für einen Sachunterricht ohne Unterstützung durch Lernsoftware eine große Bedeutung haben: Es muss gefragt werden wie zeitgemäßes Lernen stattfindet.

Der zweite Teil der Arbeit geht der Frage nach, welche Konsequenzen und Parallelen sich aus diesen unterschiedlichen Vorstellungen von Lernen und

Lehren für den Sachunterricht ergeben, um in diesem Kontext in wesentlichen Zügen das Lernverständnis des Sachunterrichts zu ergründen. Aufgezeigt werden auch Unterrichtsmethoden, die dem zeitgemäßen Sachunterricht entsprechen und sich zudem im besonderen Maße eignen, Lernsoftware zu integrieren.

Im dritten Teil werden Prinzipien und Begriffsdefinitionen, die mit der Thematik Lernsoftware einhergehen herangezogen, um weitere Grundlagen für die Analyse solcher Produkte zu schaffen. Aufgrund des Defizits in der Sachunterrichtsliteratur empfiehlt es sich, auch Literatur der Multimedia- Didaktik zu nutzen und mit den Prinzipien des Sachunterrichts zu vergleichen. Im vierten Teil soll ein Kriterienkatalog als Instrument zur Analyse von Lernsoftware speziell für den Sachunterricht auf seine Tauglichkeit hin überprüft und didaktisch begründet werden.

Im fünften Teil, der Analyse von Lernsoftware am beispielhaft ausgewählten Unterrichtsinhalt „Bäume“, sollen vier solcher Produkte auf als bedeutend aufgezeigte Bewertungskriterien hin überprüft werden. So soll festgestellt werden, ob diese Produkte in diesen Teilaspekten dem Verständnis des Sachunterrichts entsprechen, vom Hersteller wird dies zumindest behauptet. Eine ausführliche qualitative Bewertung aller Kriterien würde den Rahmen dieser Arbeit sprengen, findet sich dennoch im Anhang basierend auf dem breit angelegten Analyseraster von Gervé wieder.

Um die Leserfreundlichkeit zu gewährleisten, entscheide ich mich dafür, die veranschaulichenden Bildausschnitte und die zugehörigen exemplarischen Programmdurchläufe in den fünften Teil mit einzubringen, was den etwas größeren Umfang der Arbeit erklärt.

Die männliche Form für Schüler, Lehrer etc. ist gewählt um den Lesefluss nicht zu stören und ist nicht als diskriminierend aufzufassen.

Es wird die von ROST (2004, S. 238ff.) empfohlene „Harvard-Notation“ für Literatur verwendet, als Kapitälchen dargestellter Text verweist auf die vollständigen Angaben im thematisch gegliederten Literaturverzeichnis. Da relativ viel Literatur herangezogen und Anmerkungen weitestgehend ausbleiben, wird auf platzeinnehmende Fußnoten verzichtet (ebd. , S. 250).

1. Lernparadigmen

Mediale Bildungsangebote unterscheiden sich stark in ihren Konzeptionen (STANG 2001, S. 23). Eine Betrachtung von Merkmalen der zugrunde liegenden Lerntheorien der Psychologie führt zu einem besserem Verständnis und verdeutlicht die jeweils unterschiedliche Sichtweise auf das lernende Subjekt.

Auch um verschiedene didaktische Umsetzungen von Lernsoftware zu unterscheiden, ist es erforderlich, solche Merkmale zu kennen sowie diese anhand wichtiger zugehöriger Lerntheorien zu erläutern. Aber nicht nur zur Bewertung von Lernsoftware empfiehlt sich eine solche Vorgehensweise.

HARTINGER/MÖRTL-HAFIZVIC (2003) halten es für die Planung von Unterricht sinnvoll, Bezüge zu den Lerntheorien zu ziehen, da diese die Grundlage für die Planung und Durchführung von jeglichem Unterricht sind.

GASSER (2000) umschreibt den Begriff Lernparadigma mit Worten wie Musterbeispiel, Urbild, Vorbild und Beispiel. Ein Paradigma beschreibt ein tradiertes, lehrbuchartiges Bild im normalen und kontinuierlichen Wissenschaftsbild. Hierbei handelt es sich um Meinungen, Methoden und Wertsetzungen einer Forschergemeinschaft, um zentrale Problemlösungen und Schlüsselbegriffe, also die musterbildenden Entdeckungen und Einsichten eines Faches, in diesem Fall der Lernpsychologie. Die Entwicklung und Ausbildung der unterschiedlichen Lernparadigmen lässt sich als Paradigmenwechsel beschreiben. Ein Paradigmenwechsel ist so zu erklären, „da ss die wissenschaftliche Erkenntnisproduktion nicht nur kontinuierlich, sondern manchmal sprunghaft verläuft“ (ebd. , S. 116).

Da es in der wissenschaftlichen Forschung oft zu neuen Sichtweisen, Fragestellungen Experimenten und Argumentationslinien kommt, setzen sich oft sprunghaft wissenschaftliche Durchbrüche und Fortschritte durch, welche in manchen Fällen ein komplettes Fachgebiet radikal erneuern. In der Lernpsychologie sind als solche Lernparadigmen der Behaviorismus, Kognitivismus und Konstruktivismus zu nennen, denen im Folgenden nachgegangen werden soll.

1.1. Behavioristisches Lernparadigma

Es soll allgemein auf den Behaviorismus eingegangen werden und dieser durch das Heranziehen dreier bedeutender Lerntheorien, nämlich der von Pawlow (klassische Konditionierung), Thorndike sowie Skinner (beide operante Konditionierung) erläutert werden, da so ein besseres Verständnis wesentlicher Begriffe wie Reiz und Reaktion, „trial-and-error“ und „drill-and-practice“ möglich wird. Anschließend soll nur kurz auf die darauf aufbauende Grundidee des programmierten Unterrichts eingegangen werden. Vorausgehend soll außerdem angemerkt werden, dass der Begriff „Handlung“ im Behaviorismus nicht einer Handlung wie sie der Sachunterricht versteht, entspricht (vgl. 2.4.1.).

1.1.1. Behaviorismus

Im Behaviorismus steht das beobachtbare Verhalten des Subjekts im Vordergrund (STANG 2001). Der menschliche sowie der tierische Organismus werden so betrachtet wie der Aufbau einer Maschine. „Einer Maschine allerdings, in die er nicht hineinsehen kann ("black box"), sondern deren Funktionsweise nur aus dem Input (Reize) und dem Output (Reaktion) zu erschließen ist“ (S TANGL 2005a). Den Behavioristen geht es darum, die Psychologie vom „(schildern innerer Vorgänge) zu befreien und zur exakten Naturwissenschaft zu machen; sie suchen allgemeingültige Lerngesetze“ (G ASSER 2000, S. 119).

Als Gesetze für das Verhalten gelten die Gesetzmäßigkeiten zwischen Reiz und Reaktion. Es werden nur Prozesse zwischen Organismus und Umwelt betrachtet, nicht das Innere des Organismus. Das lernende Subjekt soll in seinem Verhalten geändert oder gesteuert werden. Hierzu muss gesagt werden, dass sich die Forschung in diesem Gebiet zunächst auf Versuche mit Tieren gestützt hat. Tiere wurden mit einer Belohnung oder Bestrafung nach einer Reaktion auf einen Reiz dressiert. So lernten die Tiere, was richtiges Verhalten ist. Der Lehrende weiß und legt im Behaviorismus fest, was der Lernende Lernen soll und versucht es direkt auf ihn zu übertragen.

Der Nobelpreisträger Iwan P. Pawlow (1849-1936) läutete mit der klassischen Konditionierung die wissenschaftliche Lernpsychologie ein (GASSER 2000, S. 26ff.). Er arbeitete mit Hunden, die bei der Futterausgabe ein natürliches

Verhalten zeigten: Sie sonderten Speichel ab. Sie lernten, auf ein Signal zu reagieren, das gleichzeitig mit der Futterausgabe ertönte. Von da an sonderten sie Speichel auch dann ab, wenn der Glockenton zu hören war. Sie haben gelernt, auf den konditionierten Reiz (Glockenton) eine konditionierte Reaktion (Speichelabsonderung) zu zeigen.

Die operante Konditionierung, auch „instrumentelles Lernen“ (R OSEMANN 2001, S. 24) genannt, beschäftigt sich hingegen auch mit neuen Verhaltensweisen, die nicht dem natürlichen Verhalten gleichkommen.

Edward L. Thorndike prägte das Verstärkungslernen und arbeitete hierzu mit Katzen (GASSER 2000, S. 29ff.). Es wird auch „Lernen am Erfolg“ oder

„Versuch-und-Irrtum-Lernen“ („trial-and-error“) genannt. Hierbei konnten die Tiere durch Versuchen die Befreiung aus einem Käfig zum Futter (Belohnung) erreichen und lernten dabei das Verhalten, was zum Erfolg führte Verstärkung). Kritik kann auch an diesem Modell bei der Übertragbarkeit auf den Menschen geübt werden. „Auch dort wo wir bloss probieren, tun wir dies meistens nicht kopf-, konzeptions- und planlos“ (ebd. , S. 31).

Die Lerntheorie Skinners führt Thorndike weiter. Er berücksichtigte auch das bewusste Verhalten der Tiere (HARTINGER 2004, S. 3). Hungrige Tauben sollten so in Teilschritten lernen, auf einen schwarzen Punkt auf einer im Käfig angebrachten Scheibe zu picken. Schaute eine Taube zufällig in die Richtung der Scheibe, so bekam sie etwas zu fressen. Näherte sie sich der Scheibe, bekam sie als Belohnung wieder etwas zu fressen. Begann sie auf die Scheibe zu picken, so bekam sie auch hierfür eine verstärkende Belohnung, bis sie gelernt hatte, auf den schwarzen Punkt zu picken. Skinner hat durch die Belohnung von Teilschritten den Begriff Verhaltensformung bzw. „shaping process“ ( GASSER 2000, S. 34) geprägt.

Es kann zwischen primären (natürliche Bedürfnisse, z.B. Nahrung, Wasser) und sekundären Verstärkern (mit symbolischem Wert, z.B. Geld, Schulnote, Lob) unterschieden werden (ROSEMANN 2001ff.).

Nicht nur in der Schule wird mit sekundären Verstärkern gearbeitet, auch in Lernsoftware lassen sie sich wiederfinden.

1.1.2. Programmierter Unterricht

In den 1970er-Jahren wurde basierend auf der Lerntheorie von Skinner das Konzept des Programmierten Unterrichts entwickelt (ROSEMANN 2001, S. 68). In dieser Unterrichtsform wurde der Lehrer teilweise durch die Lernmaschine ersetzt. Diese Lernmaschine kann als Vorläufer heutiger Lernsoftware bezeichnet werden. Sie schien zunächst zwei wesentliche Vorteile gegenüber herkömmlichem Unterricht zu haben:

Erstens konnten dank der Funktionsweise der Lernmaschine die Schüler ihr Lerntempo selbst bestimmen. Zweitens war der Lehrstoff in so kleine Schritte aufgeteilt, dass somit ein relativ fehlerfreies Beantworten der Fragen möglich war. So bekam der Schüler nach dem richtigen Beantworten einer Frage einen Verstärker im Sinne Skinners.

Man erhoffte sich, dass die Lernmaschine gerade bei der Vermittlung von Grundlagenwissen einsetzbar wäre und als „positiver“ Nebeneffekt sogar Lehrkräfte eingespart werden könnten.

Die Begeisterung über diese Unterrichtsform hielt nicht lange an. Die Schüler nahmen diese Art des kleinschrittigen Lernens als langweilig und nicht motivierend wahr. „Auch die Konzeption sogenannter verzweigter Programme, bei denen je nach Vorkenntnissen und kognitiven Fertigkeiten unterschiedliche Lernwege gewählt werden konnten, änderte an der negativen Bewertung durch die Schüler wenig“ (ebd. , S. 68). Solche Konzeptionen finden sich dennoch auch heute noch immer in Lernsoftware wieder. Nach dem aktuellen Stand der Computertechnologie ist es heute eher möglich geworden, die Individualitäten der Lerner zu berücksichtigen. Diese Aufgabe „konnte zur damaligen Zeit nicht zufriedenstellend gelöst werden“ (ebd. , S. 68).

Das Programmierte Lernen findet heute besonders stark in Sprach-Lernsoftware Anwendung und auch moderne Sprachlabors bauen lerntheoretisch auf Skinners Arbeiten auf.

1.2. Kognitivistisches Lernparadigma

Zwei wichtige Vertreter des Kognitivismus sind Bruner und Ausubel. Ihre Lerntheorien sollen im Folgenden einen Einblick geben über das, was sich als

„kognitive Wende“ (G ASSER 2000, S 112), die ab ca. 1960 einsetzte, bezeichnen lässt. Beide sind bedeutend für die Diskussion um das entdeckende Lernen, die im Rahmen des Kognitivismus geführt wurde. Die Theorien Bruners und Ausubels sind nicht die einzigen, die sich dem Kognitivismus zuordnen lassen. Im Rahmen dieser Arbeit sollen sie stellvertretend für den Kognitivismus stehen, da ihre Theorien auch eine besondere Relevanz für den Sachunterricht haben. Als weitere Vertreter seien an dieser Stelle unter anderem Wygotski und die Theorie des sozial-kulturellen Lernens, Bandura und die sozial-kognitive Lerntheorie, Ebbinghaus mit der Gedächtnisforschung, Köhler und Wertheimer mit der Gestaltpsychologie sowie Piaget mit seiner kognitiven Entwicklungstheorie genannt (ebd.). Zunächst soll auch hier eine allgemeine Definition gegeben werden.

1.2.1. Kognitivismus

Während die behavioristischen Ansätze eher das beobachtbare Verhalten in den Vordergrund stellen und die Leistungen des Gehirns vernachlässigen, wollen die kognitivistischen Ansätze die Denkprozesse des Lernens erkennen und möglichst in vollem Umfang erklären. „Die Kognitionswissenschaft revolutionierte die Psychologie, indem sie die Behavioristen entthronte und den Geist rehabilitierte “ (S TANGL 2005). In diesem Paradigma liegt das Interesse daran, was sich in der „Black Box“, dem Gehirn abspielt, denn laut Kognitivisten ist menschliches Verhalten mehr als eine Reiz-Reaktions-Kette.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Handelt ein Subjekt, so ist das auf einen Denkvorgang zurückzuführen, nicht auf äußere Gegebenheiten. Reize werden nicht nur aufgenommen (Input), sondern bewertet und im Gehirn verarbeitet, bevor sie als Output oder Reaktion sichtbar werden (siehe Abbildung).

Der Prozess des menschlichen Denkens kann im Kognitivismus als ein Prozess des Informationsverarbeitens beschrieben werden. BAUMGARTNER (2002b) geht in diesem Kontext so weit, menschliche Denkprozesse mit denen im Computer zu vergleichen. Da beide Informationen verarbeiten, gibt es auch einen engen Zusammenhang zwischen Kognitivismus und dem Forschungsprogramm der künstlichen Intelligenz. Im Vergleich zum Computer ist es beim menschlichen Gehirn schwer, die „black box“ an all ihren Stellen zu verstehen.

Schlussfolgerungen müssen die Kognitivisten daher aus indirekten Beweisen ziehen.

Im Kognitivismus geht es ums Problemlösen. Im Vergleich zum Behaviorismus geht es nicht mehr nur darum, eine richtige Antwort nach einem Reiz zu erhalten, sondern Methoden und Verfahren zu erlernen, deren Anwendung dann erst die richtigen Antworten generieren. Der Lernprozess findet im kognitiven System des Individuums statt und wird auch vom Individuum gesteuert. Im Wesentlichen geht es im Kognitivismus auch um Auswendiglernen von Wissen und Fakten, nur unter der Berücksichtigung der Beschaffenheit des Gehirns und darin ablaufender Prozesse. Lernende lösen relativ eigenständig das Problem. Die Situation ist allerdings vorher bereinigt oder vereinfacht und wird als Problem präsentiert. Der Lehrer, der hier als Tutor bezeichnet werden kann, begleitet, beobachtet und hilft. Er gibt auch hier vor, was richtig und was falsch ist.

1.2.2. Die Lerntheorie J. S. Bruners

Jerome S. Bruner gilt mit als Anreger der kognitiven Wende um 1960 (GASSER 2000, S. 57). Er stellt Lernen in einen kulturellen Bezug. Für ihn gibt es einen Dialog des Heranwachsenden mit der Kultur und ihren Symbolsystemen.

Sowohl die Theorie der Repräsentationsmodi als auch die Theorie des entdeckenden Lernens sind auf Bruner zurückzuführen. Seine Arbeiten stützen sich auf Piagets Theorie und können als deren Weiterentwicklung verstanden werden.

1.2.2.1. Repräsentationsmodi im Sinne Bruners

Bruner beschreibt drei Ebenen, das enaktive, ikonische und symbolische Wissen, die er als Repräsentationsmodi bezeichnet. Diese sind als Darstellungsmedien eines Modells von der Welt oder Repräsentationssystem zu verstehen, in das Erfahrungen vom Kind schon ab dem Vorschulalter in diese drei Ebenen übertragen werden. Enaktives Wissen kann als Handlungswissen oder Ausführenkönnen beschrieben werden. Beispielsweise Jonglieren oder Klavier spielen zählen hierzu.

Das ikonische Wissen stellt die Welt in Bildern, Skizzen und Vorstellungen dar. Es ist daher abstrakter als das enaktive Wissen.

Symbolisches Wissen hat den höchsten Abstraktionsgrad. Die Welt wird hier in Worten, Sprache, Zeichen und eben Symbolen dargestellt. Zeichensysteme wie die der Mathematik, Chemie etc. gehören ebenso dazu.

Bruner definiert Sprache, also das symbolische Wissen, als das Hauptmedium des Denkens. Hier wird das Kognitivistische an Bruners Theorie deutlich: Beim Denken führen wir innere Dialoge. Weiterhin geht Bruner davon aus, dass Lernfortschritte dann stattfinden, wenn ein Inhalt aus einer Ebene in einer Transformation in eine andere Ebene übersetzt wird.

Gasser nennt hierfür ein Beispiel: Das Handlungswissen (enaktive Repräsentation), einen Papierflieger zu bauen, lässt sich auch in die beiden anderen Ebenen übersetzen. So kann man eine Anleitung zum Papierfliegerbauen in Form einer Skizze darstellen, aus der der Anwender die Informationen richtig ablesen kann (ikonische Repräsentation). Genauso kann man eine Anleitung in schriftlicher Form erstellen (symbolische Repräsentation). Rückwärts ist das ganze auch möglich, hier von einer Anleitung in Textform.

1.2.2.2. Entdeckendes Lernen im Sinne Bruners

Zunächst muss gesagt werden, dass Bruner keine vollständige Theorie des entdeckenden Lernens liefert, dafür aber grundlegende Hinweise und Anregungen (GASSER 2000, S.59) darstellt. Was versteht Bruner unter

„Entdecken“? Gemeint ist das Neuordnen und Transformieren des Gegebenen, so dass man darüber hinaus zu neuen Einsichten kommt. Entstehen neue Probleme, die handelnd, redend, skizzierend, beobachtend und denkend gelöst werden, kann von entdeckendem Lernen gesprochen werden. Hierbei müssen keine der Menschheit neue Entdeckungen gemacht werden, es steht die individuelle Einsicht im Vordergrund. Ergeben sich zum Beispiel beim Experimentieren mit der Flugweise eines Papierfliegers neue Fragestellungen, denen forschend nachgegangen wird, lernt man „ - im Sinne von BRUNER – entdeckend“(ebd. , S. 59). Beim entdeckenden Lernen stehen Schüler nicht unter dem Druck von Zeit, Leistung, Ergebnis oder Noten. Im Gegenteil, sie dürfen Vermutungen, Ideen, Pläne, Vorschläge und Fragen äußern und dabei selbstständig handeln und forschen, also wissenschaftlich arbeiten. Umwege, Irrwege und Fehler gehören zum Erkenntnisprozess.

Der intellektuelle Entwicklungsstand des Schülers ist ein wesentlicher Faktor für das entdeckende Lernen. Erst ab einer gewissen Stufe ist der Schüler in der Lage die Repräsentationsmodi einzusetzen und Problemlösungsstrategien anzuwenden. Auch die vorhandene Wissensstruktur des Schülers ist wichtig für eine positive Umsetzung des entdeckenden Lernens. Bruner fasst vier Vorteile des entdeckenden Lernens zusammen:

- „Wer etwas entdeckt, erlebt einen Zuwachs an intellektueller Potenz.
- Entdeckendes Lernen fördert den Übergang von extrinsischer Motivation (Lob, Noten) zu intrinsischer (Sachinteresse, Faszination, Begeisterung).
- Wer entdeckend lernt, lernt nebenbei auch Methoden des Entdeckens,
d.h. Suchverfahren, Erkundungs- und Fragetechniken (sog. Heuristiken).
- Schließlich ist entdeckendes Lernen eine gute Hilfe für die nachhaltige Verarbeitung: Was man selber entdeckt und verstanden hat, vergisst man kaum“ (ebd. , S. 60).

Aus den beschriebenen Erkenntnissen werden einige Prinzipien deutlich, die für das Lehren große Bedeutung haben. So müssen Grundeinsichten des Fachen sorgfältig ausgewählt werden. Das Curriculum sollte spiralförmig angeordnet sein, d.h. Probleme wiederholt auftreten, jedoch „mit ande rn Mitteln und auf höherem Ni veau“ (ebd. , S. 61). Ein dominierender Frontalunterricht widerstrebt der Idee des entdeckenden Lernens. Schüler brauchen weniger ergebnisorientierte Lernhilfen vom Lehrer, sondern eher problem- und prozessorientierte.

Der Lehrer muss dem Schüler helfen, den Regelkreis des Prozesses des Entdeckens und Experimentierens (siehe Anhang M1) zu vollziehen. Er leitet an. In diesem Prozess wird die kognitivistische Ausprägung sehr deutlich, zumindest solange wie „vorhandenes Wissen von der lernenden Person einfach übernommen wird“ (H ARTINGER 2004, S. 5). An dieser Stelle wird die klare Abgrenzung zum Konstruktivismus (vgl. 1.2.3.) deutlich, in dem bestritten wird, dass ein solcher Wissenserwerb stattfinden kann.

Hartinger spricht weiterhin im historischen Rückblick davon, „dass sich trotz der Diskussion um entdeckendes Lernen aus dem kognitiven Lernbegriff eh er Unterrichtsformen entwickelten“ (ebd. , S. 4), die unter dem „Primat der Instruktion“ (R EINMANN -R OTHMEIER /M ANDL 2001, S. 604; zitiert nach H ARTINGER 2004, S. 4) standen.

1.2.3. Die Lerntheorie D.P. Ausubels

D.P. Ausubel ist einer der Vertreter, die entdeckendes Lernen eher instruktional interpretiert haben. Er strukturierte Informationen vor, damit Schüler nicht überfordert werden.

1.2.3.1. Sinnvoll-verbales Lernen

Ausubels Theorie gilt als „Gegenpol zu Bruner“ ( GASSER 2000, S. 63). Lernen bedeutet für ihn primär „verbales, rezeptives Lernen“ (ebd. , S. 66ff.). Das bedeutet, dass das Entdecken zwar auch in der Schule vorkommt, aber einen geringeren Anteil besitzt als das rezeptive Lernen. Das für das rezeptive Lernen vollständige und geordnete Material dient dazu, an die vorhandene Struktur anzuknüpfen und diese zu aktualisieren. Erst wenn eine solche Verknüpfung stattfindet, gilt der Inhalt als sinnvoll (im Sinne Ausubels). Diese neuen Sinn- Elemente müssen vom Schüler zu einem Zusammenhang verknüpft werden, damit sie als kognitive Struktur geordnet abgespeichert werden können. Sind die gespeicherten Vorstellungen besser, die Teile besser verknüpft, die Gedanken stabiler, leichter abrufbar, mobiler und flexibler, um so qualitativ hochwertiger ist die kognitive Struktur. Weiterhin spricht Ausubel von einem hierarchischem System mit ungleichen Elementen. So gibt es beispielsweise den

„Ankergrund“, welcher aus übergeordneten Bedeutungen, Ideen, Vorstellungen und Begriffen besteht. Logische Konsequenz daraus ist, dass etwas Neues nicht sinnvoll gespeichert werden kann, wenn dafür kein Ankergrund oder keine Anknüpfungspunkte vorhanden sind.

1.2.3.2. Expositorisch, darbietendes Lernen

Zu den inneren Bedingungen für das Gelingen dieser Lernform gehört die Bereitschaft und Motivation, sinnvoll lernen zu wollen. Die allgemeinen Bedeutungen, das was an kognitiver Struktur bereits vorhanden ist, muss von Qualität sein, gilt ebenso für die Begriffe, Prinzipien, Sätze und Vorstellungen des Faches. Als methodische Hinweise nennt Ausubel sieben Punkte, hier zusammengefasst aus GASSER (2000, S. 68ff.):

1) Prinzip der vorstrukturierenden Lernhilfe, d.h. ein informierender Unterrichtseinstieg, bei dem die Differenzen zwischen altem und neuem Stoff aufgezeigt werden und somit Erwartungen aktiviert werden,
2) Vorkenntnisse mobilisieren bedeutet, die genannten Ankerbegriffe in Erinnerung zu rufen.
3) Schrittweise Differenzi eren ist das Prinzip vom Umfassendem sich in Richtung Details vorzuarbeiten.
4) Integration des vermittelten Inhalts meint Beziehungen herzustellen sowie Ähnlichkeiten und Querverbindungen aufzuzeigen.
5) Sequenzielle Organisation bedeutet den Lernstoff in der richtigen Reihenfolge anzuordnen, um Lücken zu vermeiden.
6) Konsolidierung heißt das Durcharbeiten, Festigen und Anwenden des Gelernten, so dass man in der Lage ist, es mit eigenen Worten wiederzugeben.
7) Üben und Anwenden heißt, dass das Erlernte reproduzierbar, abrufbar und prüfbar ist.

1.2.4. Vergleich Bruner und Ausubel

Beide Autoren zeigen exemplarisch, was den Kognitivismus ausmacht. Steht bei Bruner der Schüler als aktiv, selbsthandelnder Lerner, der Entdeckungen macht und dabei geleitet werden soll im Mittelpunkt, liegt bei Ausubel der Schwerpunkt darin, dass die Lerninhalte auf den Schüler abgestimmt vorbereitet werden müssen, um dann erst dem Schüler Handlungsspielraum einzuräumen.

Gemeinsam haben beide, dass Material, die Denkprozesse berücksichtigend, vorbereitet werden muss. Bei Bruner sollen diese Materialien Problemlösungsprozesse anregen, bei Ausubel müssen die Schüler anhand der Materialien die Bedeutsamkeit der Inhalte erkennen, damit bedeutungsvolles, rezeptives Lernen stattfinden kann.

Beide Theorien sind sich grundlegend ähnlich, doch gibt es einen wesentliche Unterschied: Ausubel strukturiert neue Informationen stark vor um den Schüler nicht zu überfordern um somit den „eigenaktiven Verarbeitungsprozess“ ( HARTINGER 2004, S. 4) zu stützen. Bruners Theorie ist somit etwas offener, jedoch nur soweit, dass auch hier ein konkretes Lernziel vorher definiert wird.

1.3. Konstruktivistisches Lernparadigma

Im Folgenden wird das konstruktivistische Lernparadigma als starker Kontrast zum Behaviorismus aufgezeigt und auch versucht klare Abgrenzungen zum Kognitivismus zu finden, was sich als schwierig erweist, da die Übergänge fließend sind. So werden zum Beispiel die Theorien von Dewey, Kerschensteiner, Wagenschein und die bereits dargestellte Lerntheorie von Bruner auch als „historische Vorbilder“ (R EINMANN -R OTHMEIER /M ANDL 2001, S. 623) für den Konstruktivismus angesehen.

Die wissenschaftliche Diskussion und Auseinandersetzung mit dem Konstruktivismus begann somit schon lange vor 1990 (TIPPELT 2005). Ab hier begann jedoch die Diskussion um den „modernen“ Konstruktivismus in der Lernpsychologie, der auf der Auseinandersetzung der Gehirnforschung und Neurobiologie mit dem Lernen basiert. Die Betrachtung des Unterschied von radikalem und gemäßigtem Konstruktivismus trägt zu einem Trennschärferen Verständnis bei.

1.3.1. Konstruktivismus

Dem Konstruktivismus liegt ein gänzlich anderes Verständnis von Wahrnehmung der Realität zugrunde. Es wird hinterfragt, ob eine allgemein gültige Realität vorhanden ist, es wird deutlich verneint, dass diese objektiv wahrgenommen werden kann. Der Konstruktivismus geht davon aus, „dass unsere Sinnesorgane nicht nur die Außenwelt abbilden, sondern im Verarbeitungsprozess bereits strukturieren und interpretieren“ (B AUMGARTNER

2002b, S. 4). Das heißt, dass jedes Individuum die Welt anders versteht, es somit keine einzig richtige Wahrheit gibt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Im Vergleich zum Behaviorismus und Kognitivismus kennt der Konstruktivismus das Prinzip von Input und Output nicht. Die informationell geschlossene eigene Kognition erzeugt eigenständig Informationen (siehe Abbildung), die dennoch auf einer Austauschbeziehung mit der Umwelt beruhen. Jedem lernenden Subjekt wird so die Möglichkeit gegeben, sich seine Umwelt auf Basis seiner Vorerfahrungen selbst zu erschließen. Lernen wird als aktiver Prozess anerkannt. Es wird Wissen konstruiert, und zwar in Bezug auf Vorerfahrungen. Die wesentlichen Lernimpulse gehen vom Individuum selbst aus, nachdem es Anregungen aus seiner Lernumgebung erhalten hat. Dieses

Prinzip sollte ein Lehrer oder eine Lernsoftware mit Hilfe einer anregenden und handlungseinladenden Lernumgebung, die Lernsituationen begünstigt, unterstützen.

1.3.2. Radikaler Konstruktivismus

Als Begründer des radikalen Konstruktivismus gilt Ernst von Glasersfeld (GASSER 2000). In dieser extremen Richtung des Konstruktivismus wird die Wirklichkeit als nicht objektiv wahrnehmbar definiert. Diese Erkenntnis beruht nicht zuletzt auf den neurobiologischen Erkenntnissen Maturanas und Varelas, die unsere Wahrnehmung als subjektiv beschreiben, da uns unsere Sinne nur ein verzerrtes Abbild der Wirklichkeit bieten können (TIPPELT 2005, S.8 ff.). Dies hängt sowohl von der Ausprägung und Leistungsfähigkeit der entsprechenden Sinnesorgane ab als auch von persönlichen Vorerfahrungen. So kann die Wahrnehmung nie identisch sein mit den objektiven Eigenschaften des Lerngegenstandes. Von Glasersfeld vernachlässigte jedoch folgende Position: „Wirklichkeit ist (…) immer ein kognitiv konstruiertes Phänomen, welches für einzelne Individuen insofern verbindlich wird als andere die gleiche Wirklichkeitsauffassung teilen“ (R EINMANN -R OTHMEIER /M ANDL 2001, S. 614). Da im radikalen Konstruktivismus jeder „Mensch der eigene Konstrukteur seines Wissens wäre, wäre jedes Subjekt in seine eigene Welt eingeschlossen“ (G ASSER 2000, S. 82). Er könnte sich nicht mit anderen über sein Wissen austauschen. Dabei würde die Kommunikation als Möglichkeit zum Wissenserwerb ausgeschlossen, somit eine gemeinsame Objektivierung von Lerngegenständen. Die Aufbereitung von Lerninhalten wäre unmöglich, da jeder seine Umgebung „subjektiv und anders“ (S CHMIDT 2004, S. 92) wahrnimmt. Da die Wirkungen von Instruktionen im radikalen Konstruktivismus nicht vorhersehbar sind, ist in ihm eine Aufbereitung von Lerninhalten unmöglich. Der radikale Konstruktivismus ist somit zur

„Beschreibung, zur Gestaltung, oder zur (empirischen) Untersuchung von Lernprozessen“ (H ARTINGER 2004) und somit auch für den Sachunterricht und Schule nicht geeignet.

1.3.3. Gemäßigter Konstruktivismus

Die Anhänger des gemäßigten oder moderaten Konstruktivismus (z.B. Siebert oder Mandl) folgern nicht zuletzt für die Anwendbarkeit im Unterricht aus dem radikalen Konstruktivismus, dass „Instruktion und die Aufbereitung von Inhalten nicht nur möglich, sondern ergänzend zu den kommunikativen Komponenten des Lernprozesses auch sinnvoll ist“ (S CHMIDT 2004, S. 92). Hierin wird die klare Abgrenzung zum radikalen Konstruktivismus deutlich. Die Rolle des Lehrers ist hier die desjenigen, der die Erfahrungsräume bereitstellt. Es steht ein Wissensaufbau im Vordergrund, bei dem der Lehrer nicht bloßer Wissensvermittler ist, sondern Lernberater mit der „Aufgabe der Motivation und Aktivierung“ (S CHMIDT 2004, S. 92). Diese „abgeschwächte Version“ des konstruktivistischen Denkansatzes kann laut Hartinger „als eine Weiterentwicklung des kognitiven Ansatzes verstanden werden“ (H ARTINGER 2004, S. 5).

Eine einheitliche Definition kann auch aufgrund der aktuell geführten Debatte nicht erfolgen. Es gibt unterschiedliche Sichtweisen darüber, inwieweit er möglichst reale Anwendungssituationen und Erfahrungsräume schaffen kann ohne sich dabei von der konstruktivistischen Grundidee zu entfernen und doch wieder kleinschrittige Lernziele festzulegen (Instruktion). Ein Ansatz, dieses Spannungsverhältnis zu bewältigen, versucht das situierte Lernen zu bieten. Es wird ausführlich unter Punkt 2.6. als Methode des Sachunterrichts beschrieben.

1.4. Fazit: Lernparadigmen

Um die behandelten Lernparadigmen abschließend gegenüberzustellen, ist es aufschlussreich, die vergleichende Übersicht nach STEINMETZ (1999, S. 821), heranzuziehen (Anmerkungen und Ergänzungen sind kursiv gedruckt).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Als besonders bedeutend ergibt sich die Frage, wie das Wissen auf den Lerner trifft. Wird im Behaviorismus versucht, das Wissen ohne Berücksichtigung auf Denkprozesse zu vermitteln, erkennt der Kognitivismus an, dass das Gehirn

Denkprozesse leistet und diese bei der didaktischen Planung von Lernarrangements berücksichtigt werden müssen.

Der Konstruktivismus geht so weit, dass dem Lerner mit angemessenen Lernumgebungen die Möglichkeit entstehen kann, sich sein Wissen selbst zu konstruieren. Dazu muss er zunächst die Problemstellung selbst generieren, denn ein konkretes Lernziel kann im Konstruktivismus vom Lehrer nicht vorgegeben werden. Somit kann träges Wissen (vgl. 2.6.) vermieden werden, da die Lernsituation und Anwendungssituation dicht beieinander liegen. Das Lernziel im Konstruktivismus kann nicht exakt und kleinschrittig definiert sein, sondern besteht darin, komplexe Situationen zu bewältigen.

Wie bereits erwähnt wurde, sind auch einzelne Lerntheorien nicht eindeutig einem Lernparadigma zuzuordnen. So kommt es für Bruners Lerntheorie je nach Umsetzung in Frage, sie entweder dem Kognitivismus zuzuordnen (sofern Problemstellungen und Lösungen vorgegeben sind) oder bleibt es dem Lerner offen, die Problemstellungen selbst zu generieren und selbst eine nicht vorgegebene Lösung zu finden, kann dies eher als konstruktivistisch bezeichnet werden. Der Lehrer wird Coach oder Lernberater und verliert seine Unfehlbarkeit, bloßes Faktenlernen wird abgelehnt.

Es kann dennoch nicht davon ausgegangen werden, dass es eine einzig wahre und richtige Theorie gibt. Es lassen sich hingegen mit den verschiedenen Lernparadigmen unterschiedliche Bereiche des Lernens erklären. Mit dem Behaviorismus lassen sich emotionale und affektive Reaktionen erklären, kognitivistische Lerntheorien erklären das Verstehen von Begriffen und Zusammenhängen. Das Anwenden von Wissen, welches „letztlich immer das Ziel von Lernen und Lehren ist“ (HARTINGER 2004, S.6) findet in der konstruktivistischen Theorie Anerkennung.

Da das Gehirn im Behaviorismus als „passiver Behälter“ (B AUMGARTNER 2002 B , S.3) gesehen wird, ist der Behaviorismus in Misskredit geraten und es ist daher selbstverständlich, dass er für einen zeitgemäßen Sachunterricht von höchstens geringer Bedeutung sein kann.

1.5. Instruktions- und Problemlösungsparadigma

ISSING (2002) ordnet das Lernen, bei dem es primär um die Vermittlung von Wissen geht, dem Instruktionsparadigma zu. Hierzu zählen nach Issing besonders die „behavioristische Psychologie (…) (Skinner, 1968) (…). Aber auch viele kognitionspsychologische Konzepte wie z.B. das Modell des sinnvollen rezeptiven Lernens nach Ausubel (1968), vertreten das Instruktionsparadigma“ (ebd. , S. 154). Steht der Lerner und die eigene Erarbeitung im Vordergrund, spricht er vom Problemlösungsparadigma. Dieses stützt sich unter anderem stark auf die Entwicklungspsychologie von Piaget und auf die kognitive Theorie von Bruner.

Dieses Spannungsverhältnis soll im Folgenden in seinen Auswirkungen für den Sachunterricht untersucht werden.

2. Konsequenzen für den zeitgemäßen Sachunterricht

Im zweiten Teil soll untersucht werden, wie die im vorigen Kapitel aufgeworfene Frage nach dem Spannungsverhältnis von Instruktion und Konstruktion für den Sachunterricht zu bewerten ist und damit verbunden inwiefern Lernziele in ihm eine Berechtigung haben. Diese Erkenntnisse sollen dann als Kriterien zur Lernsoftwareanalyse herangezogen werden.

Dazu wird zunächst auf die Begriffe Instruktion und Konstruktion im Sachunterricht eingegangen. Im Anschluss sollen diese beiden Extreme in einer kurzen Beschreibung der Entwicklung der Sachunterrichtsdidaktik aufgezeigt werden um daraus Schlussfolgerungen für den zeitgemäßen Sachunterricht zu ziehen. Curriculare und fachdidaktische Aspekte sollen damit in Verbindung gebracht werden und weitere Grundlagen für die Analyse legen. Es wird auch ein aktuell diskutierter Ansatz (situiertes Lernen) vorgestellt und geschlussfolgert, dass Lernumgebungen und offene Unterrichtsmethoden einem zeitgemäßen Sachunterricht entsprechen.

2.1. Instruktion und Konstruktion

„Bei der Unterrichtsgestaltung sind Instruktion und Konstruktion so zu kombinieren , dass jede Schülerin und jeder Schüler die für i hre bzw. seine Kompetenzentwicklung erforderlichen Freiräume ebenso wie die notwendigen Orientierungen erhält“ (SENATSVERWALTUNG 2004, S. 12) .

Der neue Rahmenlehrplan sagt an dieser Stelle eindeutig aus, dass ein guter Sachunterricht Instruktion und Konstruktion kombinieren muss. Dies ist, wie bis hier aufgezeigt werden konnte, eine nicht unbegründete Forderung.

KAHLERT (2005) spricht in diesem Zusammenhang von einem Spannungsverhältnis zwischen „der Orientierung an den Weltentwürfen, Konstrukten und Erfahrungen der Lernenden einerseits und dem fachlich gesichertem Wissen andererseits“ (ebd. , S. 94). Er weist auf die Bedeutsamkeit hin, das Gleichgewicht zwischen den beiden Seiten aufrecht zu erhalten, da sich dies für den Sachunterricht lohnt. GÖTZFRIED (2000) sagt hierzu, dass es im

Sachunterricht nicht nur um Lehren im Sinne des Belehrens gehen kann. Dies sei zwar auch ein notwendiger Teil des Sachunterrichts, Kinder müssen aber ebenso die Gelegenheit haben, eigene Konstruktionsprozesse zu durchlaufen. Lernen muss im Sachunterricht auf Erfahrungen beruhen, der Lerner muss aktiv und selbst gesteuert im konstruktivistischen Sinne tätig sein, bedarf allerdings der „Anregung und Unterstützung durch den Lehrer und die Lehrerin“ (ebd. , S. 52).

Um dieses zu erreichen, ist es notwendig, dass Schüler und Lehrer nicht eine streng unterschiedliche Rollenverteilung (Schüler konsumieren/Lehrer instruieren) im Sachunterricht haben, sondern eine gleiche. Sie arbeiten im Idealfall gemeinsam. So wirken die Ziele und Absichten des Lehrers zu einem gleichberechtigten Anteil wie das Vorwissen, Vorerfahrungen, Interessen und Fragen der Kinder auf den Inhalt und Verlauf des Unterrichts. Der Lehrer bringt dabei fachliches Wissen mit ein, die Kinder haben die Möglichkeit im Unterricht ihren Interessen und Fragen nachzugehen. Methodisch-didaktisch können solche offenen Lernsituationen im Sachunterricht wie Wochenplanarbeit und Freiarbeit (vgl. 2.8.) so genutzt werden, dass Schüler Forschungsaufgaben nachgehen, nachlesen, am Computer arbeiten, mit anderen Schülern Fragen zum Thema diskutieren etc. Lernen ist dann authentisch, wenn vorhandene Denkschemata ergänzt werden. Vieles, was im Sachunterricht stattfindet, setzt jedoch diesen Prozess nicht in Gang. So wird ein konstruktivistischer Lernprozess zum Beispiel klären, wie man ein Stück Eisen formen kann, dass es schwimmt (durch Eigeninitiative ausprobieren), anstatt einen Versuchsaufbau zu präsentieren, der zeigt, dass Eisen normalerweise versinkt, Holz jedoch oben schwimmt. Dies soll im Folgenden verdeutlicht werden.

2.2. Entwicklung der Sachunterrichtsdidaktik

Aus der Entwicklung der Sachunterrichtsdidaktik ist zu schließen, dass immer wieder eine der beiden Extrempositionen die unterschiedlichen Konzeptionen des Sachunterricht dominiert hat . Anhand dieses Hintergrunds, wird die Entwicklung der Sachunterrichtsdidaktik im Folgenden, soweit nicht anders gekennzeichnet, in Anlehnung an KAHLERT (2005, S. 153ff.) beschrieben. Es ist hierbei nicht der Anspruch, eine vollständige Entwicklungsbeschreibung zu leisten, sondern die zur Beantwortung der Ausgangsfrage wichtigen Informationen herauszustellen.

Die zwar gut gemeinten Prinzipien der Anschaulichkeit und Lebensnähe in der Heimatkunde haben zu Kindtümeleien geführt, die Unterrichtsinhalte wurden vereinfacht und verfälscht dargestellt, außerdem die Fragen der Schüler blockiert. Es war den Schülern nicht möglich, bestehende Lebensverhältnisse kritisch zu beurteilen oder zu verändern.

Ab dem Ende der 1960er-Jahre wich man daher von der Heimatkunde weitestgehend ab und begann sich eher an den fachlichen Systematiken der wissenschaftlichen Disziplinen zu orientieren. Dies ist nicht zuletzt auch wegen des einsetzenden gesellschaftlichen Wandels und den damit verbundenen Forderungen an die Institution Schule nach wissenschaftlicher Grundbildung, demokratischer Beteiligungsfähigkeit sowie dem Ausgleich von Bildungsbenachteiligung zurückzuführen. In Verbindung mit der kognitiven Wende gab es Fortschritte, die Lernprozesse aufklärten und somit zu einem anderen Verständnis von Lernen führten. Sie trugen zu den Entwicklungen bei, die das „Sachwissen de r Kinder mit systematisch gegliederten und didaktisch detailliert geplanten Lehrgängen aufbauen wollten“ (K AHLERT 2005, S. 173). Für diese fachwissenschaftliche Ausrichtung ist erstens der strukturorientierte Ansatz zu nennen, der im Zusammenhang mit dem entdeckenden Lernen Bruners und der Idee des Spiralcurriculums steht (vgl. 1.2.2.2.). Als zweiter ist der verfahrensorientierte Ansatz zu nennen, der eher Wert darauf legte, Heuristiken zu vermitteln als sich auf die Wissensanhäufung von Inhalten der Fächer zu beschränken. An beiden Ansätzen war wiederum zu bemängeln, dass Erfahrungen der Kinder unberücksichtigt blieben und die Möglichkeit mehrere

Lernwege zu gehen nicht gegeben war. Es wurde folglich in den 1970er-Jahren wieder wichtiger die Erfahrungen der Kinder in den Sachunterricht mit einzubeziehen. Es wurde Material genutzt, dass die Schüler mit naturwissenschaftlichen Phänomenen konfrontierte und den Schülern genug Raum gab, eigene Fragen und Probleme zu entwickeln. Diese sollten unter Anleitung des Lehrers bearbeitet werden, Lernziele waren nicht im Detail definiert, sondern das Abwägen lag in der Hand des Lehrers. Zu dieser Zeit wurden auch sozialwissenschaftliche Inhalte zum Beispiel im situationsbezogenen Ansatz für den Sachunterricht noch bedeutsamer, was mit der Berücksichtigung realer Probleme, von Eindrücken und Erfahrungen aus der Lebenswelt der Schüler einherging. Auch die Förderung der sozialen Kompetenzen, zum Beispiel durch Schaffung möglichst realitätsnaher Situationen, bei denen soziales Lernen durch eigenes Handeln erlernt werden sollte, drangen in den Sachunterricht. Der mehrperspektivische Unterricht versuchte die Ideen, Interessen und Erfahrungen der Schüler zu integrieren und legte seinen Schwerpunkt darauf, die zentralen gesellschaftlichen Handlungsfelder modellhaft und vor allem aus verschiedenen Perspektiven zu rekonstruieren.

Diese Ideen führten jedoch „in der Unterrichtspraxis doch eher zur engen Orientierung an den vorgelegten Materialien und Vorschlägen“ (K AHLERT 2005, S. 185), was die unter 1.2.2.2. gemachte Bemerkung bestätigt: Trotz der Bemühungen, den Unterricht zu öffnen und der Möglichkeit von Rekonstruktion der Wirklichkeit setzte sich im Alltag ein Unterricht der Wissensvermittlung durch. Zu bemängeln war, dass die Orientierung an den Kinderinteressen- und Erfahrungen nicht echt war. Die Fragen kamen nicht wirklich von den Schülern, sondern von Erwachsenen, die glaubten zu wissen, was die Schüler bewegt. Ansätze, die sich seit den 1980er-Jahren mit den Aneignungsweisen von Kindern befassen (vgl. 2.4.), bezogen zunächst Fachwissen zu wenig mit ein, weshalb aktuelle Konzeptionen versuchen, sich daher um die Vermeidung dieses Defizits zu bemühen. KAHLERT (2005, S. 195ff.) zeigt anhand einiger Studien auf, dass es für den Sachunterricht als Konsequenz von großer Bedeutung ist, dass Schüler angeleitet werden sich mit ihren eigenen Vorstellungen auseinander zu setzen. Ein so organisierter Unterricht entspricht demnach am ehesten dem aktuellen Forschungsstand. FEIGE (2004, S. 171) bezeichnet sowohl den exemplarisch-genetisch-sokratischen als auch den vielperspektivischen Sachunterricht als geeignete Konzeptionen, die einerseits das Kind und andererseits die Sache produktiv aufeinander beziehen. Der genetische Sachunterricht ist kein neuer Ansatz, sondern entstand schon in den 1960er-Jahren. Er ist zurückzuführen auf Martin Wagenschein und hatte es sich schon damals zum Ziel gesetzt, ein auf „Verstehen abzielendes, exemplarisches Lehren und Lernen“ (ebd . , S. 85) zu ermöglichen, das den Schülern außerdem eine große Wahlfreiheit zugesteht. Er ist jedoch eher auf die naturwissenschaftlichen Inhalte bezogen und befindet sich in diesem Bereich im

„Einklang“ (ebd. , 2004, S. 146) mit dem vielperspektivischen Sachunterricht. Im vielperspektivischen Sachunterricht, der sich dem integrativ- mehrperspektivischen Sachunterricht anschließt (ebd. , S.106ff.), sind neun inhaltliche Dimensionen (lebensweltliche, historische, geographische, ökonomische, gesellschaftliche, physikalische und chemische, technische, biologische sowie die ökologische) die Kernstücke und sind immer unter Berücksichtigung der Belange, Interessen, Grenzen und Möglichkeiten der Kinder zu sehen (KÖHNLEIN 1999, S.17). Der lebensweltlichen Dimension ist daher besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Es geht auch hier um ein Gleichgewicht zwischen der Orientierung an der Sache einerseits und am Kind andererseits. Der vielperspektivische Sachunterricht bezieht sich stark auf die aneignungstheoretische Grundauffassung des Konstruktivismus (FEIGE 2004, S. 117).

Als weitere aktuelle Konzeption stellt Feige den Welterkundungsansatz seit Mitte der 1990er-Jahre dar. Er bezieht sich sehr stark auf die Lebenswelt der Schüler, berücksichtigt dahingegen nur wenig den fachbezogenen Hintergrund. Dies führte in der Praxis schon teilweise zur Profillosigkeit des Sachunterrichts, in einigen Bundesländern daher sogar zur Reduzierung der Stundenzahl des Faches (ebd. , S. 103).

2.3. Explizites und implizites Wissen

KAHLERT (2005, S. 115ff.) beschreibt explizites Wissen als Resultat aus von mehreren Individuen gemeinsamen oder geteilten Erfahrungen, die kommuniziert werden. Der Sachunterricht bietet die Möglichkeit, dieses Wissen über die Welt zu erwerben, was dem Schüler als Orientierungshilfe zur Bildung seines eigenen Konstruktes von der Welt dient. Dieses Wissen wird als belastbar beschrieben, da es sich nicht nur als vom Einzelnen konstruiertes Wissen bewährt hat. Auch andere Individuen teilen dieses gemeinsame Wissen. Somit wird auch hier die Abgrenzung vom radikalen Konstruktivismus deutlich, der bedeuten würde, dass jemand „mit seinen Konstruktionen in einer Welt für sich allein“ (ebd. , S. 117) wäre (vgl. 1.3.2.). Eine weitere Form des Wissens liegt im Können, das auch als implizites Wissen oder Handlungswissen beschrieben wird und dem enaktiven Wissen Bruners nahe kommt (vgl. 1.2.2.1.). Es bezieht sich auf die vom Individuum selbst angeeigneten Fähigkeiten, die nur durch eigene Aktivität erworben werden können. Implizites Wissen kommt durch eigenes Tun oder Üben zu Stande.

Der situierte Ansatz bringt die Konsequenz mit sich, die Lernsituation und Anwendungssituation, in der Handlungswissen entsteht, zu vereinen, um so „trägem Wissen“ vorzubeugen (vgl. 2.6.). Nur so kann Verstehen gefördert werden.

2.4. Aneignungsweisen

Der schnelle gesellschaftliche Wandel kann mit als Ursache dafür bezeichnet werden, dass seit den 1980er-Jahren Ansätze, die sich auf die Aneignungsweisen der Kinder beziehen, in den Mittelpunkt des Sachunterrichts rückten. Diese Entwicklung verläuft parallel mit der im Teil eins beschriebenen Debatte um den Konstruktivismus, die hierauf auch ihren Einfluss ausübte.

Diese Aneignungsweisen sind auch heute noch fundierte und unabdingbare

„Grundpfeiler“ des Sachunterrichts. Die Handlungsorientierung, Erfahrungsorientierung und Problemorientierung werden im Folgenden, sofern nicht anders gekennzeichnet, in Anlehnung an KAHLERT (2005, S. 186ff) beschrieben. Sie sind nicht als „entweder-oder“-Ansätze zu sehen, sondern bedingen sich gegenseitig.

2.4.1. Handlungsorientierung

KAHLERT (2005, S. 104ff.) beschreibt Aktivität und Lernen als die „Motoren“ für die konstruktivistische Welterschließung. Er versteht unter Handeln eine zielgeleitete Tätigkeit, bei der sich der Handelnde bewusst verhält. Er unterscheidet zwischen einer bloßen Aktivität, bei der der Lerner passiv von einem Reiz-Reaktionsschema vereinnahmt ist und einer Aktivität, bei der er sich aktiv für eine Handlung entscheidet. Es kommen dann ein bewusst angestrebtes, motivierendes Ziel sowie Abwägungen und Überlegungen über Wege zum Ziel ins Spiel. Während man handelt, lernt man und eigenes Denken wird anerkannt. GUDJONS (1997, S. 7) weist darauf hin, dass sich Handeln, Denken und Tun aufeinander beziehen und folglich Lerngegenstände in Handlungen übersetzt werden müssen, damit sie nicht bloß vermittelt werden. Dies kommt dem nahe, was Bruner als enaktive Ebene bezeichnete (vgl. 1.2.2.1). KAHLERT (2005, S. 187ff.) spricht dann von Handlungsorientierung im Unterricht, wenn Lerner mindestens verschiedene Wege gehen können und sich bewusst zwischen diesen entscheiden können.

Nachmachen, Ausführen, mechanisches Zuordnen, Lückenfüllen, Ausmalen etc. können daher nicht als handlungsorientierte Tätigkeiten bezeichnet werden. Dies entspricht den Forderungen des Konstruktivismus. Probleme dürfen „möglichst“ nicht vorgegeben sein.

Um Konsequenzen für den Sachunterricht zu nennen, ist es wichtig, dass dieser klare Vorstellungen vom Handlungsprodukt schafft, dazu unterstützt einen Handlungsplan zu erarbeiten sowie Phasen der Selbstreflexion vorsieht. Diese Definition der Handlungsorientierung sagt jedoch nicht eindeutig aus, ob das Ziel vom Lerner selbst definiert sein muss oder ob es legitim ist, dieses vorzugeben. Um von Handlungsorientierung zu sprechen, scheint es daher zumindest wichtig, dass der Lerner einen Sinn in seiner Handlung sieht und ein eigenes Interesse daran hat, diese zielgeleitet auszuführen.

GUDJONS (1997, S. 8ff.) bestätigt dies mit der Sinnhaftigkeit und subjektiver Bedeutung, die für eine „echte“ Handlung Voraussetzung ist. „Echte“ Handlungsorientierung ist für Gudjons an zwei Bedingungen geknüpft:

- Der Lerner bestimmt selbst oder in der Gruppe und identifiziert sich mit dem Sinn des Vorhabens.
- Ein selbst wahrgenommenes und selbst zu lösen gewünschtes Problem ist Ausgangslage.

Auch zum entdeckenden Lernen gibt es Parallelen, die Übergänge sind fließend. Sie bedingen sich gegenseitig. Es macht jedoch einen wesentlichen Unterschied, ob der Lerner sich bewusst für eine Handlung entscheidet, oder ob er ein Problem zur bloßen Bearbeitung vorgesetzt bekommt.

2.4.2. Erfahrungsorientierung

Aus den Überlegungen zum Konstruktivismus ist die logische Konsequenz zu ziehen, dass sich Sachunterricht auf Erfahrungen der Schüler beziehen muss. Den Schülern wird so eine Hilfestellung geboten, durch die sie ihr vorhandenes Wissen mit neuem Wissen bewusst erweitern können, wodurch neue Erfahrungen entstehen. Diese können somit langfristig als belastbares Wissen gespeichert werden. Um Situationen als Erfahrungsgrundlage zu sichern, müssen diese intensiv sein. Hierfür steht auch der situierte Ansatz, in dem Lernsituation und Anwendungssituation aufeinander treffen (vgl. 2.6.).

2.4.3. Problemorientierung

Sowohl der Kognitivismus als auch der Konstruktivismus bedingen, dass Lerner Probleme eigenständig lösen können. Die Problemorientierung ist nicht als etwas grundsätzlich anderes zu verstehen als die Handlungsorientierung, nur kommt hier „eine noch offene Frage“ ( KAHLERT 2005, S. 190), die das zu lösende Problem darstellt, hinzu. So muss der Sachunterricht Diskrepanzerfahrungen schaffen und geeignete Lösungshilfen anbieten, die der Lerner in Anspruch nehmen kann. Der Kognitivismus gibt Probleme vor, der Konstruktivismus stellt Umgebungen bereit, die es dem Lerner ermöglichen, eigene Probleme zu generieren.

2.5. Curriculare und fachdidaktische Aspekte

Im Folgenden sollen sowohl Empfehlungen und Vorgaben der Kultusministerkonferenz (KMK 1980), des Perspektivrahmens Sachunterricht (GDSU 2002), des alten Rahmenplans von Berlin (SENATSVERWALTUNG 1990) als auch des neuen Rahmenlehrplans (SENATSVERWALTUNG 2004) auf das Spannungsverhältnis von Instruktion und Konstruktion hin untersucht werden. Zweitrangig wird, sofern hierzu Angaben gemacht werden, überprüft, welche Aussagen hinsichtlich des Inhalts „Baum“ gemacht werden, da die zu analysierende Software dieses Thema beinhaltet. Ob die Lernsoftware den Empfehlungen und Vorgaben gerecht wird, findet sich in der Lernsoftwareanalyse wieder.

2.5.1. KMK-Bericht

Schon 1980 wurden von der Kultusministerkonferenz ein Bericht (KMK 1980) verabschiedet, der durchaus im Wesentlichen auch heute noch als zeitgemäß zu bezeichnen ist. Er sollte den Ländern zur Fortschreibung ihrer Lehrpläne eine Orientierungshilfe sein. Schon in ihm wird anerkannt, dass fachwissenschaftliche Erkenntnisse „für den Sachunterricht der Grundschule eine nur dienende Funktion“ (ebd. , S. 6) haben sollten und der Sachunterricht sich „am jeweiligen Entwicklungsstand der Schüler, ihren individuellen und alterstypischen Besonderheiten, am unterschiedlichen Vorwissen (…)“ (ebd.) orientieren sollte. Weiterhin wird gefordert, dass neben dem Erlernen von Inhalten auch dem Erlernen von Fertigkeiten der gleiche Stellenwert zukommen sollte (ebd. , S. 7). Der Bericht selbst beinhaltet keine Empfehlungen oder gar Vorgaben von konkreten Lerninhalten, fordert jedoch ausdrücklich deren exemplarische Auswahl, um Sachverhalte und Probleme der Lebenswirklichkeit der Schüler einbeziehen zu können und der Gefahr entgegenzuwirken, nur Stoffkataloge abzuarbeiten (ebd. S.6).

2.5.2. „Alter“ Rahmenplan Berlin

Der zeitlich darauffolgende Berliner Rahmenplan (SENATSVERWALTUNG 1990) der 1980er-Jahre schrieb jedoch relativ stark fachliche Inhalte vor, die am Beispiel- Thema „Baum“ nur überblickartig aufgezeigt werden sollen: Das Pflanzen und die Pflege eines Baumes oder Strauches, Grundorgane des Baumes oder Strauches kennzeichnen, die jahreszeitliche Entwicklung beobachten, Pflanzen beobachten und pflegen, Berliner Baumarten benennen sowie sogar eine Exkursion in den Wald gehören zu diesen Forderungen. Dies kann einerseits Garant dafür sein, dass das Thema Baum ausführlich behandelt wird und die Schüler für die Natur sensibilisiert werden, jedoch nur, wenn die Vorerfahrungen der Schüler berücksichtigt werden. Ein instruktionaler Unterricht wäre andererseits kaum dazu in der Lage, die Schüler für die Natur zu begeistern, da er Emotionen weitestgehend außen vor lässt. Zudem ist auch ein Rahmenplan kein Garant dafür, dass die Forderungen in der konkreten Schulklasse ausgeführt werden.

2.5.3. Perspektivrahmen Sachunterricht

Im Perspektivrahmen Sachunterricht (GDSU 2002), der von der Gesellschaft für die Didaktik des Sachunterrichts erarbeitet wurde, ist eine Gliederung in fünf verschiedene Perspektiven des Sachunterrichts, nämlich in die sozial- und kulturwissenschaftliche, raumbezogene, naturbezogene, technische sowie historische Perspektive wieder zu finden. Er bewegt sich somit nah am Konzept des vielperspektivischen Sachunterrichts und bindet den Sachunterricht „eng an die Wissensbestände der Wissenschaft“ (L AURITZEN 2005, S. 14), um der drohenden Gefahr der Entwissenschaftlichung vorzubeugen. Er ist daher als zeitgemäß zu bezeichnen. Die Perspektiven sollen miteinander vernetzt unterrichtet werden. Die beiden Anschlüsse (Erfahrungen der Kinder und fachlich gesichertes Wissen) „sollen sich im didaktischen Auswahlprozess gegenseitig kontrollieren“ (G DSU 2002, S.11).

Auf der Suche nach dem Beispiel-Thema „Baum“ als inhaltliche Vorgabe findet man unter der naturbezogenen Perspektive erkennbare Kompetenzen, die Schüler am Ende der vierten Klasse besitzen sollten: „Pflanzen, Blätter und Früchte zuordnen, [...] bestimmen, benennen, ihre Lebensbedingungen beschreiben und die Bedeutung der Qualität ihrer Lebensrä ume erkenn e n.

Typische Merkmale und Bedürfnisse bestimmter Pflanzen(-arten) und Tiere (Tierarten) be nennen,[...] sachgerecht pflegen können. Lebe nsphasen von Pflanzen und Tieren in den Jahreszyklus einordnen" (ebd. , S. 36ff.). Geht es in der ersten und zweiten Klasse vorwiegend um das Wahrnehmen von Naturphänomenen, Beobachten, Benennen und Beschreiben, Bestimmen, Sammeln, Ordnen, Untersuchen, Prüfen, Vergleichen, Messen, Pflegen, das Ausdenken, durchführen und auswerten einfacher Versuche, sollen die dritte und vierte Klasse darauf aufbauen. So soll hier unter anderem der Aufbau und die Bestandteile von (höheren) Pflanzen, Stoffwechsel und Lebensbedürfnisse von Menschen, Tieren und Pflanzen der Unterrichtsinhalt sein. So ist gewährleistet, dass Inhalte unter verschiedenen Perspektiven wiederholt betrachtet werden. Es wird deutlich, dass der Erwerb dieser Kompetenzen nicht die Faktenvermittlung, bzw. konkrete Lernziele (z.B. eine Buche von einer Weide unterscheiden können) im Mittelpunkt stehen.

Vorausgehend wird auf Seite 15 als ein Ziel erwähnt, dass Verantwortung im Umgang mit der Natur angebahnt werden soll. Erreicht werden soll dies durch das Untersuchen der Probleme im Verhältnis von Mensch und Natur. Es geht hierbei um das Entdecken des „Leb endigen auf elementarer Ebene" (ebd. , S. 15). Für die Softwareanalyse ist daher zu berücksichtigen, ob die Lernsoftware auch hierzu ihren Beitrag leisten kann.

2.5.4. „Neuer“ Rahmenlehrplan

Auch im neuen Rahmenlehrplan (SENATSVERWALTUNG 2004) finden sich die Forderungen nach Kompetenzen und Bildungsstandards wieder, die schon im KMK-Bericht als Fertigkeiten bezeichnet und als mindestens gleichberechtigt mit dem fachlich gesichertem Wissen zu sehen sind. Sie bilden neben den bisher vorgeschriebenen Inhalten nun auch eine mindestens genauso wichtige Grundlage für den Sachunterricht. Dies entspricht den Forderungen, die sich aus der Debatte um den Konstruktivismus gebildet haben. Der „Baum" als klassischer, fachlich bedeutsamer und zukünftig relevanter Unterrichtsinhalt ist hingegen im neuen Rahmenlehrplan eher in den Hintergrund getreten. Im Vergleich zum alten Rahmenplan erwähnt der neue Rahmenlehrplan das Wort

„Baum“ nur in einem einzigen Zusammenhang. Auf Seite 35 im Unterpunkt

„zeitliche Abläufe in der Natur“ fordert der aktuelle Rahmenlehrplan eine Auseinandersetzung mit der Veränderung der Bäume im Kontext der Jahreszeiten. Bäume sind sonst als konkreter Gegenstand im Sachunterricht nicht zur Behandlung im Unterricht vorgeschrieben.