Naturwissenschaftliches Lernen im Anfangsunterricht

Inhaltsverzeichnis

Einleitung

I Theoretische Grundlagen
1. Naturwissenschaftliches Lernen im Anfangsunterricht
1.1 Aufgaben des Anfangsunterrichts
1.2 Naturwissenschaftliches Lernen im Sachunterricht
2. Das Experiment als Methode des naturwissenschaftlichen Lernens

II Zum Beispiel „Luft“
3. Luft als naturwissenschaftlicher Lerninhalt
4. Curriculare Bezüge
4.1 Der Rahmenplan Sachunterricht des Landes Bremen
4.2 Der Perspektivrahmen der GDSU

III Praktische Vorschläge
5. Unterrichtspraktische Beispiele
5.1 Materialtisch
5.2 Vorstrukturierte Versuche
5.2.1 Luft ist überall
5.2.2 Luft braucht Platz
5.2.3 Luft dehnt sich beim Erwärmen aus
5.2.4 Eine Kerze benötigt Luft zum Brennen
5.2.5 Luft leistet Widerstand
5.2.6 Luft hat Kraft
5.2.7 Luft treibt an
5.2.7.1 Segelschiff
5.2.7.2 Luftballon mit Düsenantrieb

Fazit

Literatur

Einleitung

Der Sachunterricht hat die Aufgabe, die Lebenswelt der Kinder zu erschließen und Neugierde gegenüber der Welt zu erwecken bzw. zu erhalten. Dabei sind jedoch die Inhalte aus den Naturwissenschaften, besonders der unbelebten Natur, im Vergleich mit den Gesellschaftswissenschaften und Biologie unterrepräsentiert.^[1]

Die vorliegende Arbeit teilt sich in drei Abschnitte auf. Der erste Teil klärt die Ziele des Anfangsunterrichts im Hinblick auf naturwissenschaftliche Inhalte und sucht nach der Möglichkeit diese in die Anfangsphase des Sachunterrichts zu integrieren. Dabei stellt sich die Frage nach der Eignung des Themas für den Erstunterricht im Sachunterricht. Des Weiteren wird das Experimentieren als mögliche Methode für das naturwissenschaftliche Lernen vorgestellt.

Im zweiten Teil wird das Beispiel „Luft“ für die Umsetzung eines naturwissenschaftlichen Anfangsunterrichts sowohl sachlich als auch im Bezug auf die Curricula des Landes Bremen und der Gesellschaft für Didaktik des Sachunterrichts (GDSU) begründet.

Schließlich stellt die Arbeit in einem dritten Teil unterrichtspraktische Vorschläge für die Thematisierung von Luft als einem Teil der unbelebten Natur im Anfangsunterricht des Sachunterrichts vor.

Zum Experimentieren und zur frühen naturwissenschaftlichen Bildung dient das Handbuch von Gisela Lück als Grundlage dieser Hausarbeit. Als weitere grundlegende Literatur zum Sachunterricht wird das Lexikon Sachunterricht von Astrid Kaiser verwendet. Das naturwissenschaftliche Lernen steht in jüngerer Zeit wieder in der Diskussion. Mehrere Artikel in den Fachzeitschriften der Grundschulpädagogik greifen dieses Thema in den letzten fünf Jahren verstärkt auf.

I Theoretische Grundlagen

1. Naturwissenschaftliches Lernen im Anfangsunterricht

1.1 Aufgaben des Anfangsunterrichts

Als Anfangsunterricht wird allgemein hin eine Zeitspanne vom Schuleintritt bis in die zwei ersten Schuljahre bezeichnet. Prägend für den Anfangsunterricht ist die Situation des Übergangs vom Kindergarten zur Schule und die damit verbundenen Lebensveränderungen für die Kinder. Die Schuleingangsphase soll den Kindern Orientierung und Sicherheit in der neuen Situation bieten und die neue Klasse zu einer Lerngemeinschaft zusammenfügen.^[2]

Des Weiteren ist mit erheblichen Entwicklungsunterschieden und einer großen Heterogenität im Hinblick auf die bereits vorhandenen Fähigkeiten und dem Vorwissen der Kinder zu rechen, so dass ein differenziertes Lernangebot notwendig ist: „In einer Klasse der Schuleingangsphase streuen die Leistungen der Kinder um mindestens vier Schuljahre (Vorklasse bis Klasse 3). Entsprechend wird jedes thematische Material auf verschiedenen Anforderungsniveaus in der Klasse benötigt. Sollen die Kinder ihren Möglichkeiten entsprechend schnell eigenständig voranschreiten können, dann muss das Material einen transparenten Aufbau besitzen.“^[3]

Hacker sieht als eine weitere Aufgabe des Anfangsunterrichtes, das Fördern der Entwicklung des Selbstkonzeptes: „Das Selbstkonzept von Kindern erfährt beim Schuleintritt eine Umstrukturierung. Neben dem sozialen und physischen baut sich nun ein schulisches Selbstkonzept auf, das über Leistungs- und Akzeptanzerfahrungen entsteht. Schulneulinge wünschen sich, von Lehrern und Mitschülern angenommen zu werden (Zugehörigkeitsgefühl), sie möchten sich als Akteur des Lernens erfahren (Autonomiegefühl) und sich selbst als erfolgreich erleben (Erfolgsgefühl).“^[4]

1.2 Naturwissenschaftliches Lernen im Sachunterricht

Der Sachunterricht in der Grundschule setzt sich aus verschiedenen wissenschaftlichen Themenbereichen zusammen. Neben den Sozialwissenschaften gibt es den naturwissenschaftlichen Themenbereich. In diesem sind die Teildisziplinen Biologie, Chemie, Physik und Technik zusammengefasst.

Schon vor dem ersten schulischen Kontakt mit den Naturwissenschaften sammeln Kinder eine Vielzahl von Erfahrungen mit der unbelebten und der belebten Natur. Diese Vorerfahrungen und Vorstellungen gilt es in einem naturwissenschaftlichen Unterricht aufzugreifen und zu berücksichtigen.

Dabei birgt die Unsichtbarkeit von Gegenständen der unbelebten Natur einige Schwierigkeiten, da diese oft nur als Phänomene betrachtet werden können. Zum Beispiel sind die „Eigenschaften von Stoffen und deren Veränderung infolge chemischer Reaktionen … im Sachunterricht phänomenologisch zu beobachten“.^[5]

Doch es sollen nicht nur Sachverhalte aus den Naturwissenschaften erarbeitet und gelernt werden, die naturwissenschaftlichen Herangehensweisen fordern von den Kindern vielseitige Fähigkeiten: „Von den Kindern wird nicht nur erwartet, die Dinge zu kennen, zu beobachten, zu vergleichen, von ihnen und über sie zu sprechen und mit ihnen sorgfältig umzugehen, sie sollen sie auch untersuchen und verstehen, prüfen und bewerten, um schließlich verantwortungsbewusst handeln und gestalten zu können.“^[6] Dabei steht ein handlungsorientierter Sachunterricht im Mittelpunkt, der es den Kindern ermöglicht ihr Vorgehen selbständig zu planen und durchzuführen.

Auch im Anfangsunterricht können naturwissenschaftliche Fragestellungen thematisiert werden und dabei mit den Zielen des Anfangsunterrichtes übereinstimmen. Besonders für die Weiterentwicklung des Selbstkonzeptes nach Hacker durch den Wunsch nach Zugehörigkeit, Autonomie und Erfolgsgefühl kann naturwissenschaftliches Lernen bedeutsam sein. So kann die Zusammenarbeit an Experimenten in kleineren Gruppen die Kinder zu gemeinsamem Handeln anleiten und das Gelingen des Versuchs kann zu einem ersten gemeinsamen Erfolgsgefühl führen.

2. Das Experiment als Methode des naturwissenschaftlichen Lernens

Als zentrale Methode des naturwissenschaftlichen Lernens tritt das Experiment in Erscheinung. Es ist „ein wichtiges Element für Prozesse des Problemlösens und für den Gewinn von Methodenkompetenz sowie eine Anregungssituation zur Entwicklung von Interessen und zur Auseinandersetzung mit naturwissenschaftlichen Phänomenen.“^[7]

Lück sieht im Experimentieren ein wichtiges didaktisches Mittel, besonders im Bereich der unbelebten Natur. Bei ihren Untersuchungen „zur frühen Heranführung an Naturphänomene“, noch vor dem Eintritt in die Schule, zeigte sich, dass „die Erinnerungsfähigkeit der Kinder an die Phänomene und deren Deutung als auch die Langzeitwirkung des einmal in frühen Jahren Erfahrenen besonders groß [ist]. Es zeichnet sich also ab, dass neben der Freude, die bei den Kindern durch das Experimentieren ausgelöst wird, und dem hohen Interesse, das Kinder den Naturphänomenen entgegenbringen, unter dem Aspekt des nachhaltigen Eindrucks eine frühe Heranführung äußerst sinnvoll ist.“^[8] Für sie eignet sich also gerade das Experiment als Methode naturwissenschaftlichen Lernens bereits für Kindergartenkinder, da es das Interesse und die Neugierde an den Naturphänomenen aufgreift und erhält. Somit ist das Experiment auch für den Anfangsunterricht geeignet, da es für die Kinder sinnlich erfahrbar ist und keine weiteren noch zu erlernenden Kulturtechniken wie Lesen oder Schreiben für die Durchführung eines Experimentes notwenig sind, „das mittels des naturwissenschaftlichen Experiments im frühen Kindesalter nähergebrachte (sic!) Phänomen ist damit, zumindest in Bezug auf die sinnliche Wahrnehmung, als eine Komponente des Erkennens, für alle Kinder gleich zugänglich.“^[9] Das Experimentieren eignet sich also für Kinder mit sehr unterschiedlichem Erfahrungshorizont, wie dies in Klassen der Schuleingangsphase der Fall ist. Lück betont aber, dass beim Experimentieren folgendes zu beachten ist:

- Die Experimente müssen ungefährlich sein
- Die Materialien sollen leicht zu beschaffen sein.
- Die Versuche müssen auch zuhause wiederholt werden können.
- Die Versuche müssen immer gelingen, damit keine Demotivation entsteht.
- Die Versuche sollen aufeinander aufbauen.^[10]

Beck und Claussen unterscheiden zwischen verschiedenen Formen des Experimentierens:

- Anregungssituation für erste Erfahrungen: Den Kindern wird die Möglichkeit geboten, mit interessanten, auf einem Materialtisch zur Verfügung gestellten Materialien, ohne Arbeitsaufträge frei zu forschen.
- Versuchsaufgaben: Erste Erfahrungen mit dem Experimentieren sollen gemacht werden, dabei steht das Aufgreifen bereits vorhandener Fähigkeiten im Vordergrund, nicht der Erkenntnisgewinn.
- Laborieren: Die Kinder führen ein Experiment anhand vorstrukturierter Versuchsanleitungen durch.
- Freies Experimentieren: Das eigentliche Experimentieren, durch das die Kinder selbst Versuche entwickeln um Sachverhalte oder eigene Hypothesen zu überprüfen.^[11]

Die Anregungssituationen lassen sich als Bestandteil des Klassenraumes bereits zum Schulanfang in den Unterricht integrieren, ebenso können erste Erfahrungen durch Versuchsaufgaben gemacht werden, die beim Laborieren weitergeführt und vertieft werden können. Ziel des naturwissenschaftlichen Lernens im Anfangsunterricht des Sachunterrichts kann sein, die Kinder so auf ihren Weg zum freien Experimentieren zu bringen und zu begleiten. Der klassische Ablauf eines Experimentes – Vermuten, Beobachten, Vergleichen und Protokollieren – ist ein Lernziel des Experimentierens und muss nicht im Vorfeld naturwissenschaftlichen Lernens beherrscht werden.^[12]

[...]

^[1] Vgl. Lück, Gisela: Handbuch der naturwissenschaftlichen Bildung. Theorie und Praxis für die Arbeit in Kindertageseinrichtungen. Freiburg i. Br.: Herder, 2003. S. 15.

^[2] Vgl. Astrid Kaiser (Hrsg.): Lexikon Sachunterricht. Baltmannsweiler: Schneider-Verlag Hohengehren, 1997. S. 7.

^[3] Annedore Prengel, Ute Geiling, Ursula Carle: Schulen für Kinder. Flexible Eingangsphase und feste Öffnungszeiten in der Grundschule. Bad Heilbrunn: Klinkhardt, 2001. S.22f.

^[4] Hartmut Hacker: Anfangsunterricht. In: Einsiedler, Götz, Hacker, Kahlert, Keck, Sandfuchs (Hrsg.): Handbuch Grundschulpädagogik und Grundschuldidaktik. Bad Heilbrunn: Klinkhardt, 2001. S. 399.

^[5] Kaiser: Lexikon Sachunterricht. S. 25.

^[6] Roland Lauterbach: Naturwissenschaftlich-technischer Lernbereich im Sachunterricht. In: Einsiedler, Götz, Hacker, Kahlert, Keck, Sandfuchs (Hrsg.): Handbuch Grundschulpädagogik und Grundschuldidaktik. Bad Heilbrunn: Klinkhardt, 2001. S. 504f.

^[7] Rita Wodzinski: Fragen an die Natur. Experimentieren in der Grundschule. In: Grundschulmagazin 5, 2004. S. 8.

^[8] Lück: Handbuch der naturwissenschaftlichen Bildung. S. 76.

^[9] Ebd., S. 96.

^[10] Vgl. Donata Elschenbroich: Weltwissen der Siebenjährigen. Wie Kinder die Welt entdecken können. München, Kunstmann, 2002. S. 104f.

^[11] Vgl. Gertrud Beck, Claus Claussen: Experimentieren im Sachunterricht. In: Die Grundschulzeitschrift 139, 2000. S. 10f. zit. nach: Wodzinski: Fragen an die Natur. S. 10f

^[12] Vgl. Kaiser: Lexikon Sachunterricht. S. 228.