Erlebniswelt Wasser. Konzeption und Erprobung einer naturwissenschaftlichen Unterrichtseinheit im Sachunterricht der Grundschule

Examination Thesis , 2001 , 100 Pages , Grade: 1

Didactics - Regional History and Geography

Die Unterrichtseinheit „Erlebniswelt Wasser“ dieser Arbeit soll zeigen, dass sich ein integrierter naturwissenschaftlich orientierter Sachunterricht mit einfachen Mitteln umsetzen lässt und dass diese Inhalte Kindern im Grundschulalter anschaulich zu vermitteln sind. Dies wird an vier ausgewählten Unterrichtssequenzen aus der Einheit dargestellt, welche didaktisch und methodisch begründet sind.

Der Erfolg dieser Unterrichtseinheit wird zum einen mit Hilfe einer Lernzielkontrolle überprüft (kognitiver Aspekte), zum anderen mit einem selbst entwickelten Fragebogen zu verschiedenen Aspekten der Einheit unter mehr motivationalen Gesichtspunkten (affektive Aspekte). Die Ergebnisse werden diskutiert.

Schule kann und sollte schon früh ihren Beitrag leisten, das Interesse der Schülerinnen und Schüler für naturwissenschaftliche Phänomene zu wecken. Der Sachunterricht der Grundschule bietet gute inhaltliche Möglichkeiten, die kindliche Lebenswelt unter naturwissenschaftlichen Aspekten erfahrbar zu machen. Phänomene der Natur beeinflussen die Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler, sie sind ein Teil davon. Schüler können handlungsorientiert qualifiziert und vor allem behutsam an diese wichtige Thematik herangeführt werden. Die frühe Begegnung mit physikalischen und chemischen Phänomenen unserer Welt und deren Deutung kann möglicherweise der geringen Akzeptanz der Fächer Chemie und Physik in der Sekundarstufe I entgegenwirken.

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Naturwissenschaften im frühen Kindesalter
2.1 Die Integration von physikalischen und chemischen Themen in den Lehrplänen des Sachunterrichts
2.2 Analyse der Rahmenrichtlinien bezüglich naturwissenschaftlicher Inhalte für den Sachunterricht in Niedersachsen
2.3 Gründe für die verstärkte Integration Inhalte der unbelebten Natur im Sachunterricht
2.4 Die entwicklungspsychologischen Voraussetzungen von Kindern für den Zugang von naturwissenschaftlichen Phänomenen
2.5 Zusätzliche Voraussetzungen für das Lernen und für die Legitimation einer frühzeitigen Hinführung zu den Naturwissenschaften
2.6 Ästhetische Zugänge der unbelebten Natur

3. Entwurf und Erprobung einer Unterrichtseinheit „Erlebniswelt Wasser“
3.1 Bedingungsanalyse
3.1.1 Die Gründung der Grundschule X
3.1.2 Die Grundschule X heute
3.1.3 Klassenraum der Klasse 4.3
3.1.4 Sozio-Ökonomische Verhältnisse
3.1.5 Soziales Klima in der Klasse
3.1.6 Arbeitshaltung der Klasse
3.1.7 Leistungsstand der Klasse
3.2 Sachanalyse
3.2.1 Analyse des Themas unter fachlichem Aspekt
3.2.2 Chemische und physikalische Eigenschaften des Wassers
3.2.3 Der Wasserbedarf und Verbrauch in der BRD
3.2.4 Abwasser
3.2.5 Die Reinigung der Abwässer in Klärwerken
3.2.6 Säure- Baseindikatoren
3.2.7 Ermittlung und Bedeutung der pH-Wert-Messungen
3.3 Didaktische Analyse
3.3.1 Allgemeine Einordnung des Themas in das Fach Sachunterricht
3.3.2 Auswahl und Begründung des Themas
3.4 Organisation und Umsetzung der Einheit
3.4.1 Stundenübersicht
3.5 Die Unterrichtsstunden im Einzelnen
3.5.1 Unterrichtsvorbereitung zur ersten und zweiten Unterrichtsstunde
3.5.2 Unterrichtsvorbereitung zur dritten Unterrichtsstunde
3.5.3 Unterrichtsvorbereitung zur vierten Unterrichtsstunde
3.5.4 Unterrichtsvorbereitung zur achten und neunten Unterrichtsstunde
3.6 Abschließende Lernzielkontrolle
3.6.1 Planung
3.6.2 Durchführung
3.6.3 Die Bewertung von Lernzielkontrollen im Sachunterricht
3.6.4 Ergebnis der Lernzielkontrolle

4. Auswertung des Fragebogens

5. Zusammenfassung

6. Literaturverzeichnis

7. Quellenverzeichnis

1. Einleitung

Schule kann und sollte schon früh ihren Beitrag leisten, das Interesse der Schülerinnen und Schüler für naturwissenschaftliche Phänomene zu wecken.

Der Sachunterricht der Grundschule bietet gute inhaltliche Möglichkeiten, die kindliche Lebenswelt unter naturwissenschaftlichen Aspekten erfahrbar zu machen.

Phänomene der Natur beeinflussen die Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler, sie sind ein Teil davon. Schülerinnen und Schüler können handlungsorientiert qualifiziert und vor allem behutsam an diese wichtige Thematik herangeführt werden. Die frühe Begegnung mit physikalischen und chemischen Phänomenen unserer Welt und deren Deutung kann möglicherweise der geringen Akzeptanz der Fächer Chemie und Physik in der Sekundarstufe I entgegenwirken.

Es wäre wünschenswert, die Richtlinien und Lehrpläne für den niedersächsischen Sachunterricht entsprechend diesen Anforderungen zu verändern. Themen der unbelebten Natur müssen weitaus stärker berücksichtigt werden, wie z.B. Stoffe und ihre Eigenschaften, Herstellung und Trennung von Gemischen, Teilchenvorstellungen, Stoffumwandlung, etc. Diese Themen können schon in einfachster Form an Grundschulen vermittelt werden.

Für eine Veränderung der Richtlinien müssen natürlich Lösungsvorschläge gemacht werden, die für eine entsprechende Umsetzung in der Schule praktikabel sind. Die vorliegende Arbeit soll einen Beitrag dazu leisten.

Die Behandlung des Themas „Erlebniswelt Wasser“ kann über verschiedene Aufgabenschwerpunkte der Rahmenrichtlinien Sachunterricht legitimiert werden; dies wird in Kapitel 3.3 und anhand einzelner Lernziele der Unterrichtsstunden dargelegt. Die Behandlung des Themas Wasser sehe kann dabei ein geeigneter Einstieg sein, um naturwissenschaftliche, technische und umwelterzieherische Inhalte miteinander zu kombinieren. Diese Einheit stellt sich der Herausforderung, besonders auch chemische Aspekte im Sachunterricht der Grundschule bewusst zu machen und zu vermitteln. Dadurch soll versucht werden, schon Kinder zu motivieren, sich mit Inhalten dieses Faches auseinander zu setzen. Die natürliche kindliche Neugier und die Aufgeschlossenheit Neuem gegenüber kann dabei genutzt werden; somit kann das Interesse an naturwissenschaftlichen Inhalten schon vor der Sekundarstufe I geweckt werden

Im ersten Teil dieser Arbeit wird die Begründung für einen frühen Beginn mit naturwissenschaftlichen Inhalten näher herausgearbeitet und erläutert. Dabei werden auch entwicklungspsychologische Gesichtspunkte berücksichtigt.

Die daran anknüpfende Unterrichtseinheit „Erlebniswelt Wasser“ im zweiten Teil soll zeigen, dass sich ein integrierter naturwissenschaftlich orientierter Sachunterricht mit einfachen Mitteln umsetzen lässt und dass diese Inhalte Kindern im Grundschulalter anschaulich zu vermitteln sind. Dies wird an vier ausgewählten Unterrichtssequenzen aus der Einheit dargestellt, welche didaktisch und methodisch begründet sind. Auch die übrigen Stunden wurden konzipiert und erprobt und finden sich als Kurzvorbereitung im Anhang. Die Unterrichtsreihe wurde in einer 4. Klasse durchgeführt.

Der Erfolg dieser Unterrichtseinheit wird zum einen mit Hilfe einer Lernzielkontrolle überprüft (kognitiver Aspekte), zum anderen mit einem selbst entwickelten Fragebogen zu verschiedenen Aspekten der Einheit unter mehr motivationalen Gesichtspunkten (affektive Aspekte). Die Ergebnisse werden diskutiert.

2. Naturwissenschaften im frühen Kindesalter

Physikalische und chemische Themen werden im Sachunterricht der Grundschule nur selten behandelt. Dabei spricht vieles dafür, Kinder schon früh mit dieser faszinierenden Materie bekannt zu machen.

Schon im Kindergartenalter nehmen Kinder an den Dingen ihrer Umwelt und deren Veränderung Anteil und zeigen sich bemüht, die Zusammenhänge ihres Umfelds zu ergründen. Claudia Mähler, die eine Studie zur Deutung des animistischen Denkens an Kindergartenkindern durchgeführt hat, stellte fest, dass bei Kindern in diesem Alter animistisches¹ und rationales Denken gleichzeitig möglich ist. Dies bietet den Kindern diesen Alters einen Vorteil gegenüber jüngeren Kindern, die noch nicht in der Lage seien zu differenzieren und gegenüber älteren Menschen, die die Grenze zwischen animistischem und rationalem Denken nicht mehr so leicht überwinden können.² Diese Untersuchung verdeutlicht, dass Kinder die entwicklungspsychologischen Voraussetzungen für einen Zugang zu naturwissenschaftlichen Phänomenen schon recht früh erfüllen.

Besonders deutlich äußert sich das Interesse der Kinder in ihrem Medienverhalten: In einer 1996 durchgeführten Studie, bei der die Beliebtheit von Kinderfernsehsendungen ermittelt wurde, war die „Sendung mit der Maus“, deren naturwissenschaftlich orientierte Sachgeschichten ca. 30% der Sendezeit einnehmen, die beliebteste Sendung der Drei- bis Fünfjährigen, da neun Folgen von dieser Sendung die ersten neun Plätze der hundert meist gesehenen Kindersendungen belegten.

Aus einer Analyse der Einschaltquoten im ersten Halbjahr 1997 ist zu entnehmen, dass von den durchschnittlich 1,9 Millionen Zuschauern 200.000 bis 300.000 Kinder zur Altersgruppe der Drei- bis Sechsjährigen zählen und ebenso viele Sechs- bis Neunjährige die Sendung verfolgen. Obwohl bei den Sachgeschichten viele Themen zur belebten Natur vorgestellt werden, überwiegt der Anteil an nicht biologischen Themen.³

Neben der „Sendung mit der Maus“ gibt es auch noch einige weitere Kindersendungen, wie z.B. Löwenzahn, die auch auf naturwissenschaftliche Inhalte eingehen, auf welche aber in dieser Arbeit nicht weiter eingegangen werden soll.

2.1 Die Integration von physikalischen und chemischen Themen in den Lehrplänen des Sachunterrichts

Angesichts der Bedeutung physikalischer, chemischer und technischer Themen für die Volkswirtschaft, aber auch für die Ökologie stellt sich die Frage, inwieweit unser Bildungssystem das Interesse der Kinder an solchen Themen aufgreift. „So müssen Schüler lange warten, bis sie im Unterrichtsfach Chemie näheres über die Themen erfahren, von denen sie als Kindergartenkinder in Fernsehsendungen wie der „Sendung mit der Maus“ oder „Löwenzahn“ so in den Bann gezogen und in Staunen versetzt worden sind.“¹

Das Fach Chemie wird im Fächerkanon oftmals erst recht spät eingeführt, dies ist abhängig vom Schultyp und vom Bundesland. Teilweise wird das Fach Chemie im siebten Jahrgang, oftmals aber auch erst im neunten eingeführt. Eine Ausnahme bilden wenige Orientierungsstufen und Gesamtschulen in einigen Bundesländern (wie z.B. in Niedersachsen), wo chemische Inhalte im Fach NW (Naturwissenschaften) teilweise ab der fünften Klasse vermittelt werden.²

Analysiert man den Sachunterricht an Grundschulen in den einzelnen Bundesländern, so lässt sich feststellen, dass der naturwissenschaftliche Anteil sehr groß ist, vor allem wenn man berücksichtigt, dass in diesem Fach auch noch soziale und geographische Themen behandelt werden müssen (s. Abb.1).³ Bei genauerer Betrachtung wird jedoch deutlich, dass Physik und Chemie im Vergleich zur Biologie ein immer geringerer Stellenwert eingeräumt wird.⁴

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Prozentualer Anteil der Themen zur unbelebten Natur im Sachunterricht in den Bundesländern¹

In einem Vergleich der schleswig-holsteinischen Lehrpläne von 1978 und 1997 ist eine deutliche Abnahme physikalischer und chemischer Themenfelder zu erkennen (s. Abb. 2).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Vergleich der Sachunterrichtsthemen in den schleswig-holsteinischen Lehrplänen von 1978 und 1997²

Eine in Schleswig-Holstein durchgeführte Klassenbuchanalyse bestätigte die Entwicklung, dass die Lehrplanforderungen in Bezug auf physikalische und chemische Themen nur zu einem geringen Anteil erfüllt wurden.¹

Auch an den weiterführenden Schulen sehen die Lehrpläne nur einen geringen Stundenanteil für die Naturwissenschaften vor. Zudem ist der Stundenanteil für Biologie noch deutlich höher als für die Fächer Physik und Chemie, so dass je nach Schultyp nur Minimalkenntnisse an chemischen und physikalischen Inhalten vermittelt werden können.²

Daher überrascht es nicht, dass Schülerinnen und Schüler ihre Vorstellungen über Naturwissenschaften sowie gesellschaftliche Zusammenhänge nur zu 10% aus dem naturwissenschaftlichen Unterricht beziehen, während die Massenmedien dazu mit 73% beitragen.³ Es ist auch nicht weiter verwunderlich, dass nach der TIMSS-Studie (Third International Mathematics and Science Study) deutsche Schülerinnen und Schüler der 7. und 8. Klasse in den naturwissenschaftlichen Fächern im internationalen Vergleich lediglich einen Platz in der breiten Mittelgruppe einnehmen.⁴

Bedenkenswert sind diese Ergebnisse vor allem angesichts der Tatsache, dass für eine Industrienation naturwissenschaftliche Bildung für die Sicherung des Lebensstandards und der Beschäftigung notwendig ist; zukünftiges Know-how und Innovationspotenzial - auch in Hinblick auf Umweltaspekte - sind Grundvoraussetzung für eine nachhaltige zukunftsverträgliche Entwicklung, deren Umsetzung auch der folgenden Generation vermittelt werden muss.⁵ Diesbezüglich haben auch OECD-Reformbemühungen⁶ bereits in Empfehlungen zur Reform des Bildungssegments „Naturwissenschaft – Mathematik – Technik“ für die Primarstufe einen konkreten naturwissenschaftsbezogenen Niederschlag gefunden.⁷ So wird eine Umstrukturierung im Bereich des naturwissenschaftlich-technischen und im mathematischen Lernbereich der Grundschule empfohlen, damit sie ihre Funktion zur allgemeinen Grundbildung weiterhin erfüllen kann. Diese notwendige Neubewertung stünde im Bereich des Unterrichts, in der Lehrerbildung und in der Forschung an.¹

2.2 Analyse der Rahmenrichtlinien bezüglich naturwissenschaftlicher Inhalte für den Sachunterricht in Niedersachsen

Die niedersächsischen Rahmenrichtlinien von 1982 weisen dem Sachunterricht vier unterschiedliche Lernfelder zu:

1.) Zusammenleben der Menschen
2.) Mensch und heimatlicher Lebensraum
3.) Sicherung menschlichen Lebens
4.) Mensch und Natur / Mensch und Technik

Bei dieser Einteilung fällt auf, dass im Sachunterricht sowohl soziale, geographische, als auch naturwissenschaftliche Inhalte behandelt werden sollen. Betrachtet man jedoch die Themenübersicht für die einzelnen Schuljahre, so ist ersichtlich, dass auch in den sozialen und geographischen Lernfeldern naturwissenschaftliche Themen enthalten sind. So fallen zum Beispiel die Themen „Müll“ und „Wasserversorgung – Abwässerbeseitigung“ in das Lernfeld 2, das Thema „Junge und Mädchen sind verschieden“ in das Lernfeld 3 etc. (s. Tabelle S.11 f.).

Dies macht deutlich, dass sich soziale, geographische und naturwissenschaftliche Themen überschneiden können und naturwissenschaftliche Themen nicht ausschließlich im vierten Lernfeld festzumachen sind.

Wie Gisela Lück für die gesamten Bundesländer herausgefunden hat, ist auch in den niedersächsischen Rahmenrichtlinien ein hoher Anteil an naturwissenschaftlichen Themen zu verzeichnen. Jedoch liegt auch hier der Schwerpunkt auf biologischen Themen. Der Anteil an physikalischen und chemischen Themen ist außerordentlich gering (s. Abb. 3).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 3: Prozentualer Anteil der Themen der unbelebten Natur im Sachunterricht in Niedersachsen¹

Zudem handelt es sich bei den wenigen chemischen und physikalischen Themen vorwiegend um Zusatzangebote, die von den Lehrern nicht unbedingt behandelt werden müssen (s. Tabellen S. 11-12).²

Themenübersicht über naturwissenschaftliche Inhalte für das 1./2. Schuljahr:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Themenübersicht über naturwissenschaftliche Inhalte für das 3./4. Schuljahr:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

*Z = Zusatzangebot

2.3 Gründe für die verstärkte Integration Inhalte der unbelebten Natur im Sachunterricht

Es gibt viele Gründe, warum der belebten Natur bei der Hinführung jüngerer Kinder zu ihrer Umwelt schon im Kindergarten ungleich größere Bedeutung zukommt als der unbelebten. Zu nennen sind vor allem der jahreszeitliche Wechsel, der der kindlichen Wahrnehmung leicht zugänglich ist, und die positive emotionale Besetzung der Tierwelt.

Des Weiteren sind biologische Kenntnisse des Erziehungspersonals und der Lehrerinnen und Lehrer in der Regel fundierter als physikalische und chemische – vielleicht eine Folge des eigenen einseitig geprägten naturwissenschaftlichen Zugangs.¹

Eine Studie zur Fachbeliebtheit von Höner und Greiwe zeigt, dass eine anfänglich noch hohe Primärmotivation beim Einführungsunterricht von Chemie, innerhalb von wenigen Monaten stark abnimmt.²

Dabei bieten die Themen der unbelebten Natur für eine Behandlung im Sachunterricht viele Vorteile:

- Die Phänomene sind jahreszeitlich unabhängig und somit jederzeit verfügbar.
- Sie sind bei einer umsichtigen Auswahl auch für Kinder experimentell zugänglich und jederzeit reproduzierbar.
- Sie sind bei geeigneter Auswahl wenig kostenintensiv.
- Sie sind einer kindgerechten, rationalnaturwissenschaftlichen Deutung leichter zugänglich als etwa Wachstum und Veränderung in der belebten Natur, deren Zugang meist auf die phänomenologische Ebene begrenzt bleibt oder einem animistischen Deutungsmodell zugeordnet wird.
- Sie können in sinnstiftenden Kontexten aufeinander aufbauen und dadurch zu einem systematischen Wissenserwerb führen.
- Bei entsprechender experimenteller Vorbereitung faszinieren die Phänomene der unbelebten Natur durch eine ihnen eigene Ästhetik.
- Die Deutung physikalisch-chemischer Phänomene legt eine wesentliche Basis für das Verständnis von Zusammenhängen der belebten Natur.³

Für die Behandlung chemischer Inhalte im Sachunterricht spricht, dass mit der „Vermittlung chemischer Grundkenntnisse [...] gleichzeitig aber ein Verantwortungsbewusstsein gegenüber den sozialen, ökologischen und humanitären Aufgaben geweckt und ein sachorientiertes Umweltverständnis entwickelt wird.“¹, sodass die Schüler/-innen sich ein eigenes Bild von diesem Fach machen können.

Ferner profitieren alle naturwissenschaftlichen Fächer von der Bearbeitung chemischer Aspekte des Sachunterrichts, da die gebräuchlichen experimentellen Arbeitstechniken, z.B. Beobachten, Messen und Gewichtsbestimmungen, eine wichtige Grundlage darstellen. Das zentrale Anliegen der Chemie „Kennenlernen von Stoffen und Stoffumwandlungen“ kann schon von Schülern der Grund- und Sonderschule auf phänomenologischer Basis vermittelt werden. Es geht nicht darum, dass Chemie im speziellen Fach gelehrt wird, sondern dass zusammen mit anderen Fachbezügen Interesse und Verständnis für die Chemie geweckt wird, die unser Leben mitbestimmen.“²

2.4 Die entwicklungspsychologischen Voraussetzungen von Kindern für den Zugang von naturwissenschaftlichen Phänomenen

Bei der Hinführung zu naturwissenschaftlichen Phänomenen bestehen immer wieder Zweifel daran, ob Kinder bereits das entsprechende Entwicklungsstadium erlangt haben, um losgelöst vom präoperationalen Denken, das nach Jean Piaget durch Egozentrismus und Phänomismus gekennzeichnet ist, eine Deutung des naturwissenschaftlichen Hintergrunds nachvollziehen zu können.³ Die Ergebnisse jüngerer Untersuchungen zum phänomistischen Denken lassen darauf schließen, dass Kinder viel früher, als von Piaget angenommen, in der Lage sind, den Zusammenhang zwischen Ursache und Folge zu verstehen (kausal zu denken). Dies ist eine wichtige Voraussetzung um Naturphänomene zu durchschauen und um die Übertragung einer Deutung auf ein anderes Naturphänomen leisten zu können.⁴

Bei der Deutung biologischer Phänomene ist die Herstellung von Kausalität nicht so leicht wie bei physikalisch-chemischen Phänomenen. So ist die Deutung der Entwicklung eines Schmetterlings aus einer Raupe oder eines Frosches aus einer Kaulquappe nur phänomenologisch zu begreifen, ein konditionales Wissen, das auf andere Phänomene übertragbar ist, wird dadurch nicht erlangt.

Anders dagegen ist es bei aufeinander aufbauenden Experimenten zur unbelebten Natur. Ist beispielsweise die Kenntnis der Existenz von Luft und ihren Eigenschaften einmal erworben, so kann das Löschen einer Kerze durch Luftentzug mit Hilfe eines umgestülpten Glases und daraus folgernd das Löschen durch Wasser oder Kohlenstoffdioxid aus dem vorherigen Versuch abgeleitet und somit begreifbar gemacht werden.¹

Mit dieser naturwissenschaftlich-naturalistischen Deutung wird dem Kind neben der animistisch-anthropomorphen² Interpretation der Umwelt ein weiteres Informationsverarbeitungsmodell an die Hand gegeben, das allmählich immer mehr an Bedeutung gewinnt. Die animistische und damit meist auch stark gefühlsbetonte Interpretation der Phänomene soll damit nicht abgelöst werden; ihr kommt nach Ulrich Gebhard die Bedeutung einer „schöpferischen Potenz“ zu, die so lange aufrecht erhalten wird, wie das Bedürfnis danach besteht.³

Zum Thema „Naturwissenschaften im frühen Kindesalter“ wurden Untersuchungen vom Institut für Chemiedidaktik der Christian-Albrechts-Universität, unter der Leitung von Gisela Lück, 1995 an Kindergärten in Kiel und Köln durchgeführt. Dazu wurden zehn aufeinander aufbauende Versuche im zeitlichen Abstand von einer Woche mit den Kindern erarbeitet.⁴ Nach einem Zeitraum von sechs Monaten wurden die Kinder, die im Alter zwischen fünf und sechseinhalb Jahren waren, einzeln zu den Experimenten interviewt. Dabei stellte sich heraus, dass die Kinder nach diesem langen Zeitraum noch in der Lage waren rund 30% der Phänomene und ihrer Deutung wiederzugeben; weitere 20% der durchgeführten Experimente konnten sie mit nur wenig Hilfestellung ebenfalls erläutern. Nur 10% der Versuche hatten die Kinder vergessen (s. Abb. 4). Der übrige Anteil ist darauf zurückzuführen, dass in einer Interviewzeit von ca. 25 Minuten nicht alles abgefragt werden konnte.¹

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 4: Erinnerungsvermögen der Kindergartenkinder in Kronshagen bei Kiel und in Kiel-Mettenhof an die Experimentierreihe in Prozent.²

Diese Studie belegt, dass sich Kinder über den phänomenologischen Zugang hinaus auch auf kognitive Weise an naturwissenschaftliche Themen annähern. Eine gute Erinnerungsfähigkeit sei besonders dann zu beobachten, wenn die Experimente einen sinnstiftenden, systematischen Aufbau aufweisen. Dies ist möglich, wenn der vorherige Versuch die Grundlage für das nachfolgende Experiment liefert und der experimentelle Aufbau eine Wiederholung des letzten Versuchs beinhaltet.³ Leider lassen viele Lehrplankonzeptionen für naturwissenschaftliche Themen diesen für Kinder leicht zugänglichen systematischen Aufbau vermissen.

2.5 Zusätzliche Voraussetzungen für das Lernen und für die Legitimation einer frühzeitigen Hinführung zu den Naturwissenschaften

Für eine frühzeitige Hinführung zu naturwissenschaftlichen Phänomenen ist es bedeutungsvoll, dass die Versuche einen unmittelbaren Alltagsbezug für die Kinder darstellen. Laut Kubli misst „der Schüler [...] die „Interessantheit“ des Unterrichts daran, wie viel Alltagserfahrungen, die ihm selber als merkwürdig erschienen sind, vom Unterricht erfasst und einer Erklärung zurückgeführt werden. [...] Der Alltag ist der große Multiplikator des Schülerinteresses“.¹ Berck stellt über die Ergebnisse einer von ihm durchgeführten Untersuchung fest, dass Experimentalunterricht anfangs einzelne Schüler/-innen begeistert, dann aber das Interesse nachlässt. Dies gilt auch für das Schülerinteresse an den Schulfächern im Laufe der Sekundarstufe I, besonders für die Fächer Chemie und Physik; und dies obwohl sich die Kinder außerhalb der Schule für Naturwissenschaften interessieren. Mit Ausnahme des Faches Biologie ist das Desinteresse der Mädchen am naturwissenschaftlichen Unterricht besonders groß, insbesondere mit zunehmendem Alter.² Berck schließt u.a. aus den Untersuchungsergebnissen, dass trotz guter fachlicher Lehrerbildung die derzeitige Unterrichtsform nicht ausreicht, das Interesse der Schüler/-innen am Unterricht zu halten und schlägt vor, persönlichkeitsbildende Aspekte stärker in den naturwissenschaftlichen Unterricht zu integrieren.³

Häufig wird den Fächern Physik und Chemie Kopflastigkeit vorgeworfen. „Tatsächlich spricht die „erfolgreichste“ Naturwissenschaft, die Biologie, auch die Gefühlsebene an, mehr als Chemie und Physik zu tun vermögen. Der Umgang mit dem Leben, auch der wissenschaftliche, lässt Saiten erklingen, die vom rein analytisch denkenden Physiker oder Chemiker weniger gut zur Resonanz gebracht werden können. „Leben“ ist ein Thema, das die Menschen persönlich betrifft. Was „richtig Leben“ bedeutet, ist für jeden einzelnen wichtig“.⁴

Ich denke, dass engagierte Lehrer/-innen, die sich an aktuellen naturwissenschaftlichen Themen, auch unter chemischen Gesichtspunkten orientieren, die stark mit dem „Leben an sich“ verknüpft sind, ähnlich erfolgreich arbeiten können, wie Vertreter/-innen des Faches Biologie.

Auch schon im frühen Kindesalter stellen die Kinder Fragen zu den Phänomenen, der belebten und unbelebten Natur, die sie umgeben. Hierbei handelt es sich um Fragen nach dem „Sosein“ und der Bedeutung der Gegenstände und Sachverhalte aus der kindlichen Erfahrungswelt. Deshalb ist es wichtig, dass der naturwissenschaftlich-technische Sachunterricht von Sinnganzheit ausgeht und dem Erfahrungsbereich der Kinder entgegenkommt.¹

Dies betont Donaldson in ihrem Buch „Wie Kinder denken“, indem sie verdeutlicht, dass Kinder bereichsspezifisch dann in der Lage sind, kognitive Fähigkeiten zu entwickeln, wenn die gestellten Aufgaben weitestgehend in einen situativen Lebenskontext konkreter Lebenssituationen eingebunden sind und praktische Erfahrungen und Inhalt und Form dem „kindlichen Alltag“ entstammen und somit für die Kinder eine Wichtigkeit erlangen.² „Diese Untersuchungen von Donaldson, [...] konnten in den letzten Jahren zunehmend empirisch untermauern, dass kognitive Entwicklungen nicht gleichzeitig in allen Bereichen in Abhängigkeit von Entwicklungsstadien ablaufen, sondern dass sich der Erwerb von Wissen in spezifischen Inhaltsbereichen zu unterschiedlichen Zeitpunkten und in unterschiedlichen Sequenzen vollzieht.“³

Zudem sollten die Versuche von den Schülerinnen und Schülern selbst durchführt werden. Denn nur auf diese Weise wird bei den Kindern der taktilo-kinästhetische² Sinn angesprochen. Außerdem trägt der positive Verlauf des eigenständig durchgeführten Experiments zur Förderung der Selbstständigkeit und Autonomie bei, was letztlich einen der entscheidenden Faktoren für eine interessierte Grundhaltung am dargebotenen Themenfeld ausmacht.⁴

Weiterhin sind hierfür die entwicklungspsychologischen Ansichten Eriksons von Bedeutung. Erik H. Erikson sieht im Kindergartenalter eine Entwicklungsphase, in der das Kind „mehr als zu jeder andern [...] bereit ist, schnell und begierig zu lernen, „groß“ zu werden, [...] und zwar so, dass es sich jetzt nicht mehr nur den Menschen, sondern auch der Dingwelt zuwendet“.⁵ Der von Erikson verwendete Begriff „Dingwelt“ ist nicht ausschließlich auf naturwissenschaftliche Phänomene beziehbar, da sich das Interesse der Kinder in dieser Phase undifferenziert auf alle Phänomene der Umwelt richtet. Jedoch trifft das rekonstruierbare naturwissenschaftliche Experiment diese Bedürfnisse der Kinder gleich in mehrfacher Hinsicht: Es ermöglicht ihnen selbst zu agieren und ihre „Dingwelt“ auf diese Weise zu begreifen.¹

Gleichzeitig wird mit dem Ausgang eines verblüffenden Experiments die Bereitschaft gelegt, die Deutung des Phänomens zu erfahren. Das setzt voraus, dass die naturwissenschaftlichen Hintergründe zu den Versuchen für Kinder im Kindergarten- bzw. Grundschulalter verständlich vermittelbar sind. Keinesfalls soll der Eindruck von „Zauberei“ zurückbleiben.

Es ist wichtig den Experimenten den Schleier der Unverständlichkeit zu entziehen, damit die Kinder von Anfang an ihre selbst durchgeführten Experimente durchschauen.²

Zudem vermittelt die Deutung eines naturwissenschaftlichen Phänomens ein Gefühl der Beherrschbarkeit über die Situation, das Kind ist „Herr“ der Lage.³

Dies wiederum setzt voraus, dass die Versuche garantiert gelingen. Denn das zuverlässige Gelingen bei einer Hinführung zu naturwissenschaftlichen Phänomenen im frühen Kindesalter, also bei der ersten Begegnung mit Naturphänomenen ist unerlässlich, da die Kinder noch nicht auf fundiertes naturwissenschaftliches Vorwissen zurückgreifen können.⁴

Weiterhin sollte beim Experimentieren mit Kindern darauf geachtet werden, dass die Materialien, die man für die Versuche benötigt, völlig ungefährlich sind. Bei der Versuchsdurchführung ist darauf zu achten, dass eine Zeit von etwa 20 bis 25 Minuten nicht überschritten wird, da man sonst die Konzentrationsfähigkeit der Kinder überstrapaziert.⁵

2.6 Ästhetische Zugänge der unbelebten Natur

Vorwiegend wird als Argument für die Begegnung mit Phänomenen der belebten Natur deren Ästhetik angeführt: die Schönheit der Farbenpracht, der Formen, der Artenvielfalt etc. Dagegen fällt die Ästhetik der Phänomene der unbelebten Natur, die häufig erst nach intensiver Beobachtung und Auseinandersetzung zu entdecken ist, zunächst zurück. Vermutlich liegt die offenkundigere Faszination der biologischen Inhalte darin, dass die Dinge der physischen Umgebung dann besonders bevorzugt werden, wenn sie erkennbare Reaktionen zeigen, eine bestimmte Komplexität aufweisen und eine große Variationsbreite ausdrücken. Nach Untersuchungen, die Gisela Lück von Leon J. Yarrow aufführt, trifft dies zumindest für jüngere Kinder zu.¹

Jedoch können ästhetische Phänomene der unbelebten Natur auch durch „kleinere“, „stillere“ Phänomene erweitert werden, deren Schönheit zunächst nicht so offen zu Tage tritt: z.B. das allmähliche Auflösen eines Zuckerwürfels in einem Glas mit klarem Wasser. Dies gibt bei genauerem Hinsehen einen tiefen Einblick in die Kräfte, die hier wirksam werden.

Neben der ästhetischen Wahrnehmung sprechen Phänomene der Physik und Chemie zugleich auch alle Sinne an. Das Experiment bietet die Möglichkeit, die Dinge im wahrsten Sinne des Wortes zu begreifen, sie können bei entsprechender Auswahl geschmacklich oder durch ihren Geruch wahrgenommen werden, sie entwickeln – wenn auch mit „leiseren Tönen“ – hörbare Geräusche, so z.B. beim Brodeln von Wasser. Damit bieten die Experimente und ihre vielfältigen Wahrnehmungsmöglichkeiten eine Alternative gegenüber den zahlreichen ausschließlich sprachdominierten kognitiven Einflüssen, die bereits im frühen Kindesalter wirksam werden und im Durchlaufen des Bildungssystems immer mehr die Oberhand gewinnen.²

Im Folgenden soll eine geplante und erprobte Unterrichtseinheit zum Thema Wasser vorgestellt werden, in der versucht wurde, Inhalte aus der belebten und der unbelebten Natur zu kombinieren. Des Weiteren setzt sie sich aus zahlreichen Experimenten zusammen, die von den Schülerinnen und Schülern selbst durchgeführt worden sind. Die Themen wurden so gewählt, dass immer ein direkter Lebensweltbezug für die Schüler/-innen ersichtlich ist. Auch beim Material wurde darauf geachtet, dass es in jeder Grundschule vorrätig oder aber problemlos zu beschaffen war. Die Versuche sind für die Kinder verständlich und einer naturwissenschaftlichen Deutung leicht zugänglich.

3. Entwurf und Erprobung einer Unterrichtseinheit „Erlebniswelt Wasser“

3.1 Bedingungsanalyse

3.1.1 Die Gründung der Grundschule X

Die Grundschule X wurde in mehreren Etappen aufgebaut. Das erste gemeinsame Schulgebäude für die noch heute bestehenden Ortsteile Y, X und Z wurde im Jahr 1869 errichtet. Es war für zwei Klassenräume konzipiert.

Die stetig zunehmende Einwohnerzahl und der damit verbundene Anstieg der Schülerzahl machten jedoch schon 1900/1901 eine Erweiterung der Schule erforderlich.

Es wurde die „Schule 2“ erbaut. Auch hier war und ist Platz für zwei Klassenräume.

1928/29 erfolgte der Bau eines dritten Schulgebäudes mit zwei weiteren Klassenräumen. Dies wurde auf dem westlich gelegenen Nachbargrundstück der „Schule 1“ gebaut.

Im Jahr 1955/56 wurde die „Schule 3“ durch wiederum zwei Klassenräume und einen Gruppenraum erweitert. Ein zweiter Anbau an die „Schule 3“ erfolgte erst vor kurzem, im Jahr 1996/97. Diese beiden Anbauten sind einstöckig und ohne Kellerräume.

Im zweiten Anbau der „Schule 3“ ist nochmals Platz für zwei Klassenräume. Die Unterbringung von zwei Klassen in der „Schule 2“ wird als Nachteil gesehen. Diese Schüler müssen des Öfteren einige 100 m zur „Schule 3“ und „Schule 1“ gehen, da sich dort die Fachräume befinden. Schülertoiletten sind für die beiden Klassen in der „Schule 2“ vorhanden.

3.1.2 Die Grundschule X heute

Heute umfasst die Grundschule X zwölf Klassen mit insgesamt 262 Schülern. Die jeweiligen Klassenstufen werden dreizügig geführt. Im vierten Jahrgang liegt die Schülerzahl bei ca. 22 Schülerinnen und Schülern je Klasse. Lediglich neun ausländische Kinder besuchen die Schule. Die Erschließung von Neubaugebieten in X und den umliegenden Ortschaften in den letzten Jahren führte zu einem Anstieg der Schülerzahlen.

Das Kollegium besteht aus zwölf Lehrerinnen und drei Lehrern, deren Durchschnittsalter bei 50 Jahren liegt. Die Unterrichtsversorgung beträgt 94 %. Unterrichtsausfall aufgrund von Krankheit ist sehr selten. Ein Sonderschullehrer kommt einmal wöchentlich nach X, um sich um besonders leistungsschwache Schüler/-innen zu kümmern. Das Verhältnis zwischen den Kolleginnen und Kollegen sowie der Schulleitung ist, meiner Meinung nach als sehr gut zu bezeichnen.

Das Einzugsgebiet der Schule umfasst die Ortschaften X, V, W und Q. Die Schüler/-innen der umliegenden Orte werden mit Schulbussen nach X gefahren.

Zusammenarbeit mit anderen Schulen besteht nicht, es herrscht aber guter Kontakt zu den umliegenden Grundschulen in P und T sowie zu der Orientierungsstufe und Hauptschule X.

Die Zusammenarbeit mit den Eltern der Schüler/-innen ist als positiv zu bezeichnen. Etwa 70 bis 80 Eltern gehören dem Schulverein an, welcher der Schule finanzielle Unterstützung bietet. Der jährliche Mindestbeitrag liegt bei 10 DM. Des Weiteren unterstützt der Schulverein sozial schwache Schüler/-innen z.B. in Form von Geldern für Klassenfahrten.

Die Gemeinde X, die als Schulträger fungiert, stellt Gelder für den normalen Schulhaushalt, wie z.B. Anschaffungen, Verbrauchsmaterial und Reparaturen, zur Verfügung. Außerdem gibt sie Zuschüsse für größere Schulveranstaltungen.

In der „Schule 1“ befinden sich derzeit zwei erste Klassen sowie der Werkraum. In den Anbauten der „Schule 3“ sind der Raum der Hausmeisterin und vier Klassenräume untergebracht.

Im Keller des Altbaus der „Schule 3“ befinden sich der Kunst- und Computerraum, die Schulküche sowie die Schulbücherei. Im Parterre des Hauptgebäudes der „Schule 3“ sind die Mädchentoiletten.

Im ersten Stock liegen die Lehrertoiletten, zwei Klassenzimmer sowie das Lehrerzimmer mit einer Teeküche. Daran schließen sich das Sekretariat und das Büro des Schulleiters an.

Im zweiten Stockwerk befinden sich die Toiletten für die Lehrer/-innen, ein Abstellraum und nochmals zwei Klassenräume, welche erst in den letzten Jahren aufgrund der steigenden Schülerzahl eingerichtet wurden. Bis 1992 dienten diese Räumlichkeiten als Aula der Schule. In Folge der Auflösung der Aula wurde der Bau einer Mehrzweckhalle beschlossen, die schließlich im Jahr 1993 errichtet wurde. Diese Mehrzweckhalle dient nicht nur als Aula und Sporthalle für die Grundschule, sondern wird auch von den örtlichen Sportvereinen genutzt.

Der Schulhof ist in zwei Bereiche gegliedert. Der vordere Teil ist ganzflächig betoniert. Auf ihm befinden sich vier Holzbänke, eine Tischtennisplatte, vier aufgezeichnete Hüpfkästchen und die Jungentoiletten. Er wird vom Lehrerparkplatz, der „Schule 1“ und der Mehrzweckhalle sowie den Anbauten und dem Altgebäude der „Schule 3“ umsäumt. Seitlich dieser Gebäude befindet sich der Schulgarten mit einem Schulteich, welcher 1988 angelegt wurde. Der hintere Teil des Schulhofes ist eine Wiese, auf der im Sommer der Sportunterricht stattfindet. Auf ihr stehen drei Klettergerüste aus Holz sowie ein Basketballkorb. Ist die Wiese aufgrund schlechten Wetters durchnässt, wird von der Pausenaufsicht ein Schild aufgestellt, das die Begehung der Wiese untersagt.

Als obligatorische Arbeitsgemeinschaften werden u.a. Fishertechnik, Knobeln und Kniffeln, Lesen und Literatur, Computer, Werken und Textil, Zeichnen, Theater spielen, „Wie die Menschen früher lebten“ und Schwimmen angeboten.

Die Schwimm-AG findet jedoch nur epochal in der ersten Schuljahreshälfte statt. Dazu wird das Bad in X genutzt.

Seit Anfang diesen Jahres ist die Grundschule X eine „Verlässliche Grundschule“. Durch diese Umwandlung soll eine hundertprozentige Unterrichtsversorgung erreicht werden. Der Schule steht ein bestimmtes Budget zur Verfügung, um Vertretungs- und Betreuungskräfte vertraglich einstellen zu können. Für die ersten beiden Klassenstufen sind eine zwanzigstündige Woche, für die dritte und vierte Klassenstufe eine sechsundzwanzigstündige Unterrichtswoche ermöglicht worden. Den Eltern der ersten und zweiten Klasse wird zudem die Möglichkeit geboten, dass ihre Kinder in der fünften Stunde kostenlos betreut werden. Dieses Angebot wird von etwa 40-50 % der Eltern in Anspruch genommen.

3.1.3 Klassenraum der Klasse 4.3

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 5: Klassenraum der Klasse 4.3

Der Klassenraum der 4.3 ist im ersten Anbau der „Schule 3“ untergebracht. Die linke Seite des Raumes wird von großen Fenstern eingenommen, die den Blick auf den vorderen Bereich des Schulhofs ermöglichen.

Auf der rechten Seite befinden sich ein Waschbecken, die Eingangstür sowie eine Pinnwand, die einen großen Abschnitt einnimmt.

3.1.4 Sozio-Ökonomische Verhältnisse

Die Klasse 4.3 wird von acht Mädchen und zwölf Jungen besucht. Lediglich vier der Schüler haben keine Geschwister.

Bis auf zwei Schüler leben die Kinder in scheinbar intakten Familien, die sich liebevoll um sie kümmern. Diese beiden Jungen werden größtenteils nur von der Mutter versorgt, da die Väter aus beruflichen Gründen oft abwesend sind. Eine der Mütter hat aufgrund eines Alkoholproblems des Öfteren Schwierigkeiten, der Erziehungspflicht nachzukommen.

Auch die Mutter des anderen Jungen vernachlässigt oftmals ihre Erziehungsaufgaben und überträgt diese dem zehn Jahre älteren Bruder des Schülers, welcher diese jedoch meist auch nicht erfüllen kann.

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¹ Animismus = Glaube an die Beseeltheit der Natur

² Mähler, S. 212

³ Lück, S. 54 ff.

¹ Lück, Naturwissenschaftliche Bildung schon im frühen Kindesalter S. 513

² Lück, Naturwissenschaftliche Bildung schon im frühen Kindesalter S. 513

³ Lück, S.18

⁴ Einsiedler, zit. in Lück S. 23

¹ Lück, S. 18

² Lück, S. 20

¹ Lück, S. 20f

² Lück, S. 36f.

³ Lück, S. 51

⁴ Lück, S. 48

⁵ Wiechmann, S. 7

⁶ (OECD/CERI-Projekt „Science, Mathematics and Technology Education (SMTE) hat sich die Aufgabe gestellt, die vielfältigen nationalen Reformsätze zu sammeln und sie für internatio- nale Diskussionen und Nutzungen erschließbar zu machen. (Wiechmann,J.,S.7)

⁷ Lück, S. 8

¹ Wiechmann, S. 103

¹ vgl. Lück, (Daten) S. 17

² Niedersächsisches Kultusministerium Hannover: Rahmenrichtlinien für die Grundschule – Sachunterricht, S. 7 ff. und S. 20f

¹ Lück, S. 4 und S. 115 f.

² Höner u. Greiwe, S. 32 ff.

³ Lück, S. 118 f. u. S. 129 ff.

¹ Lüpkes, S. 136

² Lüpkes, S. 136

³ Piaget, S.149

⁴ Lück, S. 119 f.

¹ Lück, S. 118 f.

² Antropomorphismus = Darstellung der Götter mit menschlicher Gestalt und menschlichen Eigenschaften

³ Gebhard, 62 f.

⁴ Lück, Naturwissenschaftliche Bildung schon im frühen Kindesalter, S. 513

¹ Lück, Naturwissenschaftliche Bildung schon im frühen Kindesalter. S. 514 u. Lück, S. 137

² Lück, S. 170

³ Lück, S. 132

¹ Kubli, S. 68 ff.

² Lück, S. 39 f

³ Berck, S. 387

⁴ Kubli, S. 73

¹ Bäuml-Roßnagl, S. 16

² Donaldson, zit. in Lück, S. 100 f.

³ Lück, S. 101

² den Tastsinn und das Körpergefühl betreffend

⁴ Lück, S. 131

⁵ Erikson, S. 96

¹ Lück, S. 107

² Lück, Naturwissenschaftliche Bildung schon im frühen Kindesalter, S. 514

³ Lück, S. 107

⁴ Lück, S. 130

⁵ Lück, Naturwissenschaftliche Bildung schon im frühen Kindesalter, S. 514

¹ Yarrow, zit. nach Lück, G., S. 116

² Lück, S. 190 u. 211 ff.

• College: Technical University of Braunschweig
• Grade: 1
• Author: Katja Diekmann (Author)
• Publication Year: 2001
• Pages: 100
• Catalog Number: V134687
• ISBN (eBook): 9783668293472
• ISBN (Book): 9783668293489
• Language: German
• Tags: erlebniswelt, wasser, konzeption, erprobung, unterrichtseinheit, sachunterricht, grundschule