„Als ihr zweites Kind dreizehn wurde, fand meine Schwester, es sei endlich an der Zeit, ihre Mitgliedschaft für zwei Lieblingsorte der Familie erlöschen zu lassen: das Naturwissenschaftsmuseum und der Zoo. Das sei Kinderkram, sagte sie mir. … Nicht mehr dieses hektische Gehopse von einem interaktiven naturwissenschaftlichen Exponat zum nächsten – hier ein Knopf, der künstliche Erdbeben auslöst, dort eine Kurbel, die zur Demonstration von Newtons Bewegungsgesetzen ein Räderwerk in Gang setzt, oder irgendetwas anderes zum Drücken, Drehen oder Ziehen. …“
Natalie Angier: Naturwissenschaft, München 2011
Die Abbildung und das Zitat beleuchten ein Problem, das von vielen Pädagogen und Lehrkräften gar nicht gesehen wird: Die Entwicklung von Wissen und damit das Bild, das sich das Kind von der Welt macht und das Bedeutungsspektrum des Experiments.
Das einfache Bild vom Bauerhof gibt eine Wunschidylle wieder, die auch einer der Gründe für die Ablehnung der Industrialisierung im Agrarsektor durch viele Bürger ist. Das Traumbild vom Bauerhof wurde nie weiter entwickelt zu einer Vorstellung der komplexen Zusammenhänge und Abhängigkeiten, die heute in der Landwirtschaft herrschen.
„Die gesellschaftliche Auseinandersetzung über Gentechnik, Massentierhaltung und Industrialisierung in der deutschen Landwirtschaft ist demnach nur zu einem geringen Teil den zugrunde liegenden – wichtigen und richtigen – Fragen von Sinn und Unsinn endlosen Wachstums, von Effizienzdruck, Naturverbrauch und technologischen Risiken geschuldet. Das belegen allein schon die Konsum- und Lebensgewohnheiten.“
Vinzent Börner: Die ewige Sehnsucht nach der Idylle, DIE ZEIT vom 06.06.2012
Diese „einfachen“ Bilder existieren für viele Gebiete in den Köpfen der Bürger. Mitschuld daran trägt auch die Schule, die nicht in der Lage ist, komplexe Systeme als komplexe Systeme zu behandeln, sondern sie entstellt. Den Rest übernehmen Medien, die Häppcheninformationen und schwarz weiß Berichterstattung produzieren.
siehe auch: http://www.bossert-bcs.de/biologie/emergenzen/index.html
Hat das Experiment in der Wissenschaft nur eine Funktion (die Überprüfung von Hypothesen), so hat es in Kindergarten und Schule viele Funktionen.
1. Es soll Spaß machen und Interesse wecken. Es soll zu weiteren Fragen anregen.
Eigeninitiative soll gefördert werden.
2. Es soll motivieren und Inhalte sollen besser erinnert werden.
3. Es soll mit Geräten und Verfahren vertraut machen; genaues Beobachten und Beschreiben werden eingeübt.
4. Es soll logisches Denken und Protokollieren erfordern und fördern.
5. Es soll Hypothesen überprüfen
6. Es soll das Besondere an den Naturwissenschaften verdeutlichen. Argumente sollen beurteilt und gewichtet werden.
7. Es soll Grenzen zeigen – nur was im Experiment geprüft werden kann, ist Teil der Naturwissenschaften.
8. Die experimentellen Möglichkeiten und damit das Wissen wandeln und erweitern sich.
D.h. zum einen soll das Bild von Zusammenhängen in der Welt stetig komplexer werden und zum anderen soll sich der Stellenwert des Experiments immer öfter auch dem der Bedeutung in der Forschung annähern. Vom Aufdecken und Entdecken zum Verstehen und Anwenden und zum Weiterdenken.
Das ganze ist ein Kontinuum und damit eine Gratwanderung. Wie stark darf man vereinfachen? Welche Vorstellung von Wissenschaft ergibt sich? Was hat man verstanden?
Es geht nicht darum den Kindergarten zu verschulen und die Schule zu überfrachten, sondern um ein Problembewusstsein und die richtige Auswahl aus dem riesigen Angebot. Richtige Auswahl der Methoden und Inhalte führt zum Erkennen von Zusammenhängen und Prinzipien und damit zur Reduktion der Datenmenge.
Im Kindergarten geht es nicht darum, dass die Kinder alles verstehen. Sie sollen vieles entdecken und naturwissenschaftliche Erfahrungen sammeln. Die spielerische Weise steht im Vordergrund. Versuche kennen lernen, durchführen, sich über das Ergebnis wundern und sich austauschen. Wichtig sind das genaue Beobachten und die Beschreibung des Experiments und der Ergebnisse. Die Kinder lernen neue Wörter kennen und kommen in Zusammenarbeit zu genauen präzisen Beschreibungen.
Zu Hause können sie berichten, die Experimente mit den Eltern wiederholen und zusätzliche Untersuchungen durchführen.
Das Interesse, das im Kindergarten geweckt wurde, muss von Eltern und Grundschule erhalten und weiter entwickelt werden. Das kann durch Exkursionen, Museumsbesuche, Sachunterricht usw. erreicht werden.
Eine gute Möglichkeit sind auch Experimentierkästen von z.B. Kosmos, Fischertechnik, Ravensburger u.a. Sie decken ein weites Spektrum von Mechanik, Elektrotechnik, Elektronik, regenerativer Stromerzeugung, chemischen Reaktionen, Robotersteuerung … ab.
Mit der Auswahl muss man sich etwas Mühe machen: es gibt Kästen, die auf schnelle Erfolgserlebnisse angelegt sind und dadurch motivieren, aber wenig erklären. Andere versuchen grundlegende Einsichten zu vermitteln. Bei einfachen Mechanik-Baukästen kann man „sehen und begreifen“, wie es funktioniert. Mit dem umfangreichen Angebot auf diesem Sektor ist es möglich, sich und sein Wissen über Jahre weiter zu entwickeln.
Häufig erhalten Kinder von wohlmeinenden Verwandten oder Paten ein Mikroskop – mit bis 900facher Vergrößerung. Die Begeisterung legt sich sehr schnell, da man Objekte, die man untersuchen möchte, aufwendig präparieren muss. Ohne Hilfe sind Kinder dazu nicht in der Lage. Eine spontane Benutzung ist kaum möglich. Die starken Vergrößerungen enttäuschen, da das Gesichtsfeld klein und dunkel und das Auflösungsvermögen gering ist.
vergleiche
http://www.bossert-bcs.de/biologie/mikros11/vgr.htm
http://www.bossert-bcs.de/biologie/mikros11/absm.htm
Will man das Kind fördern, muss man ihm ein Präpariermikroskop (Stereolupe, rechts im Bild) schenken. Sie ist teurer, aber sie wird auch benutzt. Der große Abstand und die Beleuchtungsmöglichkeit von oben (einfache LED-Lampe) ermöglichen es, Salzkristalle, Insekten, Wasser aus einem Graben ohne weiteres „mal schnell“ zu untersuchen.
„Schnell“ geht es dann doch nicht, weil es fasziniert, in diese neue Welt (Mikrokosmos) vorzudringen und vieles Neue zu entdecken.
Es wird Begeisterung geweckt und Eigeninitiative gefördert.
Man kann sich keine DVDs mehr ansehen – auf dem Fernsehgerät erscheint kein Bild.
Was könnte defekt sein? Ist es der DVD-Spieler oder der Fernseher oder eines der Kabel?
Man hat eine Vermutung und überprüft sie. Man leiht sich den DVD-Spieler des Nachbarn aus, schließt ihn an und stellt fest, dass das Fernsehgerät in Ordnung ist. Also überprüft man den Eingang des DVD-Geräts, den Ausgang, ein paar Kabel …
Unter Umständen hat man Erfolg – aber ohne zu wissen, wie ein DVD-Spieler funktioniert. – Das war ja auch nicht das Ziel.
Im naturwissenschaftlichen Unterricht sollte man über die Sichtweise des täglichen Lebens hinauskommen und verstehen.
Einige Definitionen:
Unter „Erkenntnis“ versteht man das begründete Wissen eines Sachverhaltes. Ein Erkenntnisgewinn besteht aus zwei Teilen: Was geschieht, wenn …? und Weshalb geschieht das so und nicht anders?
D.h. das Ergebnis muss beschrieben, dokumentiert, … und gedeutet, erklärt, verstanden, verallgemeinert … werden.
„Erklären“ bedeutet in den Naturwissenschaften, dass man das Eintreten des Ereignisses (d.h. des Versuchsergebnisses) auf Gründe und Ursachen zurückführt und den besonderen Sachverhalt in allgemeine Zusammenhänge (Gesetzmäßigkeiten) stellt.
In Hessen stehen für den naturwissenschaftlichen Anfangsunterricht in den Klassen 5 und 6 für Biologie, Chemie und Physik insgesamt (!) 4 Wochenstunden zur Verfügung. Wer das nicht fassen und nicht glauben kann, sehe selbst nach.
http://www.kultusministerium.hessen.de/irj/HKM_Internet?cid=db573f4fe1acf62bd811880337791921
Um den Lehrkräften bei der Umsetzung der neuen Bildungspläne zu helfen, wurden für jedes Unterrichtsfach ein „Leitfaden“ herausgegeben, der neben endlosen Überlegungen zu Kompetenzen jeweils eine Lernaufgabe enthält. Die Lernaufgabe soll verdeutlichen, wie der jeweilige Bildungsplan umgesetzt werden kann.
Die Beispiele für Chemie und Biologie zeigen, dass es noch schlimmer ist, als befürchtet wurde. Man kommt ohne Inhalt aus.
Sowohl im Chemie- als auch im Biologieleitfaden gibt es zu der einen Aufgabe eine Literaturliste von einer Seite. Sie enthält in beiden Fällen keine einzige Quelle zum fachlichen Inhalt.
In beiden Fällen findet man – auch im „Vorstrukturierten Versuchsprotokoll“ (Chemie M5) – „Hypothese“ immer nur im Singular. Nirgends gibt es, wie im naturwissenschaftlichen Gedankengang üblich, eine Liste von Vermutungen, die man abarbeitet.
Auf Einwände und Kritik und auch bei Hinweisen auf fachliche Fehler gibt es immer wieder den Einwand, dass das ja alles ganz anders gemeint war und dass man dies und jenes natürlich ergänzen und beachten muss. Das gilt aber nicht für „Musteraufgaben“. Ein Muster muss ein Muster sein.
http://www.iq.hessen.de/irj/IQ_Internet?cid=8a25b7960a9a5acd5d6269d11f62ca89
Lernaufgabe „Graffito an der Bushaltestelle“
Nach einer motivierenden Einführung werden die Schülerinnen und Schüler auf einen stark vorstrukturierten Weg geschickt, der eher einer Röhre gleicht. Über den teilweise suggestiven Diagnosebogen (M2), über das vorstrukturierte Versuchsprotokoll (M5) und die vielen Tippkarten zur Methode des naturwissenschaftlichen Forschens (M6) gelangen die Kinder zum Ziel. Dabei wird mehr gelesen als experimentiert.
Da die Eigenschaften „polar“ oder „unpolar“ Flüssigkeiten nicht anzusehen sind, den Kindern nicht bekannt sind und im Rahmen des Anfangsunterrichts nicht erklärt werden, fragt man sich, wieso diese Lernaufgabe eine naturwissenschaftliche sein soll.
Dialog Eltern - Kind:
„Wie war Chemie?“
„Ich weiß noch nicht – wir lesen noch.“
„Wie war Chemie heute?“
„Wir haben herausgefunden, dass man <unpolar> mit <unpolar> entfernt.“
„Was ist denn <unpolar>?
„Das lernen wir später.“
Man war aktiv, hat „geforscht“, „einen Erkenntnisweg beschritten“ und zwei neue Begriffe gelernt (polar – unplolar), unter denen man sich nichts vorstellen kann. Man hat Stunden zugebracht und nichts erreicht, was über das Wissen des „täglichen Lebens“ hinausgeht.
„Weil jeder Fleck anders beschaffen ist, gibt es zwölf Fleckenteufel, die jeweils auf die unterschiedlichen Fleckenarten abgestimmt sind. …“
„Alle Textilien vorab an verdeckter Stelle (Saum) auf Farbe und Beständigkeit prüfen.“
Sekundarstufe I – Biologie
http://www.iq.hessen.de/irj/IQ_Internet?cid=0caaba7f99a77bb726099ed5234d396d
Lernaufgabe: Wachstum von Algen
Nach den einführenden Begründungen werden zwei Themen behandelt:
Wechselwirkungen in Ökosystemen – Algen werden als Organismen eines Lebensraums betrachtet, die in ihrem Wachstum von abiotischen Faktoren abhängig sind.
und
Fortpflanzung und Entwicklung – Im Vordergrund steht die ungeschlechtliche Vermehrung der Organismen, hier konkret der Algen.
In der Lernaufgabe ist das „Ökosystem“ auf die zufällig eingesammelten Algen und den zugegebenen Dünger reduziert. Wechselwirkungen entfallen. Die „ungeschlechtliche Vermehrung der Algen“ ist auf „das Wasser (!) wird grüner“ reduziert.
Diese Reduktionen sind Trivialisierungen, zu denen sich jeder Kommentar erübrigt.
Fragen, die sich zu den Arbeitsanweisungen stellen:
Wieso geht man nicht auf die Jahreszeit ein. Sie spielt für die Häufigkeit der Algenarten eine große Rolle. Warum werden Temperatur- und Lichtfaktor nur ganz am Rande erwähnt?
Im Text geht es um „Fadenalgen“, „Grünalgen“ und „Cyanobakterien“. Wieso werden die nicht mikroskopiert und genau benannt?
Wieso geht man nicht auf die Art der Probennahme ein? Von ihr hängt der ganze weitere Verlauf ab. Für den Verlauf und die Aussagekraft des Versuchs ist es nicht gleichgültig, ob man ein kleines Büschel fädige Algen, eine schwimmende Kolonie von Cyanobakterien oder einzellige Algen (Plankton) entnommen hat.
Da im Text ausdrücklich darauf verzichtet wird, zwischen Algen und Cyanobakterien zu unterscheiden (S. 34), ist das Versuchsergebnis völlig wertlos. Es „wird grün“, erlaubt nicht, zwischen den folgenden Möglichkeiten zu unterscheiden: Eine Vermehrung der Algen hätte möglicherweise eine Eutrophierung zur Folge, eine Vermehrung der Cyanobakterien hätte möglicherweise eine Freisetzung von Toxinen zur Folge und die Vermehrung von planktonischen Algen hätte eine Zunahme bestimmter Fischarten zur Folge.
Zusammenfassung
Allgemein kann man sagen, dass sowohl im Chemie- als auch im Biologieleitfaden einem umfangreichen theoretischen Teil, großen Ankündigungen von gewichtigen Themenbereichen ein einfachster Unterricht folgt, der zu keiner Erkenntnis führt.
In den Lernaufgaben für Chemie und Biologie wird ein „Erkenntnisweg“ beschritten, der durch Leitplanken (Tippkarten usw.) so abgesichert ist, dass man zum Ziel kommen muss. Um die „Kompetenzen“ kommt man nicht herum. Die „Forscher“ werden geleitet und geschubst. Am Ende steht weder eine Erkenntnis noch ein Wissen, das verallgemeinert oder in einen Zusammenhang gebracht werden kann.
Kinder die Eigeninitiative entwickeln wollen, sind hier fehl am Platz. Intelligenz ist auch nicht gefragt – man muss allerdings lesen können. – Naturwissenschaften sind toll!? Am Ende kann man den Bogen zum Anfang schlagen und sich fragen, ob man mit diesem „Kinderkram“ das von Kindergarten, Eltern und Grundschule geweckte Interesse weiter entwickelt und ausbaut oder die Kinder in die Langweile treibt.
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26. Juli 2012