Kinder erkunden die Welt

Frühe naturwissenschaftliche Bildung und Förderung

Miriam Leuchter, Manfred Holodynski, Dorothee Gutknecht, Hermann Schöler

• Publisher: Kohlhammer Verlag
• Year: 2017
• ISBN:
  9783170324411
• Edition: 1
• Topic: Education
• Subtopic: Early Childhood Education

Schon Kleinkinder nehmen an den Dingen ihrer Umwelt Anteil und versuchen Zusammenhänge zu ergründen. Das Buch zeigt, wie drei- bis sechsjährige Kinder spielerisch an Naturwissenschaften herangeführt werden können, wobei entwicklungspsychologische Voraussetzungen und fachdidaktische Zugänge den Ausgangspunkt bilden. Anschließend werden die Grundlagen naturwissenschaftlichen Denkens und Handelns erklärt. Praxisnahe Beispiele zeigen, wie mit einfachen Materialien spielbasiert ein elementares Verständnis naturwissenschaftlicher Denk- und Arbeitsweisen sowie physikalischer Begriffe angeregt werden kann.

 

1          Einleitung

Naturwissenschaftliche Bildung soll bereits im frühen Kindesalter beginnen, diese Forderung wird in den letzten Jahren vermehrt geäußert. Argumente, mit welchen das frühere Einführen von naturwissenschaftlichen Bildungsinhalten begründet wird, sind die Ergebnisse der internationalen Vergleichsstudien Third International Mathematics and Science Study (TIMSS) und Programme for International Student Assessment (PISA), bei denen die deutschen Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe 1 im unteren Mittelfeld abgeschnitten haben. Frühe naturwissenschaftliche Bildung soll nun dabei helfen, der hochtechnisierten Industrie fähigen Nachwuchs zu stellen. Weiter wird die verstärkte Technisierung der Gesellschaft als häufiger Grund für die Fokussierung auf die frühe naturwissenschaftliche Bildung angeführt: Mit der Technik werden bereits sehr junge Kinder konfrontiert, und für die Technik bilden die Naturwissenschaften im weitesten Sinn die Grundlagen. Das Bildungsdefizit in den oberen Stufen soll also aufgefangen werden, indem in den unteren Stufen, am besten schon beim ersten Kontakt mit institutionalisierter Bildung, naturwissenschaftliches Wissen aufgebaut wird.

Diese gesellschaftlichen Forderungen sind durchaus kritisch zu diskutieren, ist es doch auffallend, dass die Debatte zur fehlenden naturwissenschaftlichen Bildung in der Sekundarstufe eine Verlagerung der Problematik auf die ersten Bildungsjahre vornimmt. Generell wird erhofft, dass die Einführung von naturwissenschaftlichen Bildungsinhalten bereits ab drei Jahren für eine Verbesserung von naturwissenschaftlichen Leistungen in späteren Bildungsstufen sorgt (Leuchter & Möller, 2014). Zu bedenken ist, dass diese Argumente aber zu einem fehlgeleiteten Bild naturwissenschaftlicher Bildung im frühen Kindesalter führen können, indem Inhalte der Primar- und Sekundarstufe in den Bereich der Vorschule vorverlegt werden. Das anschlussfähig aufzubauende naturwissenschaftliche Wissen und die dahinterstehenden intellektuellen Anforderungen an die drei- bis sechsjährigen Kinder werden in vielen vorgeschlagenen naturwissenschaftlichen ‚Experimenten‘ und Spielen zudem kaum berücksichtigt.

Die Euphorie, mit der momentan ungeprüft allerlei naturwissenschaftliche Inhalte in die KiTa hineingebracht werden, hat auch damit zu tun, dass die Ausgangslage für frühe naturwissenschaftliche Bildung zunächst einmal bestens scheint: Drei- bis sechsjährige Kinder zeigen ein stark ausgeprägtes Interesse und spontane Neugierde (Conezio & French, 2002), sie beschäftigen sich gerne mit Phänomenen der Natur und stellen diesbezüglich viele Fragen.

Dennoch ist die Vorstellung, Wissensdefizite am Ende des Schulalters könnten mit der frühen Bildung aufgefangen werden, ein Trugschluss, wenn nicht geklärt ist, welche Bildungsziele sinnvollerweise mit drei- bis sechsjährigen Kindern angebahnt werden können und erreicht werden sollen. Es ist durchaus so, dass drei bis sechsjährige Kinder im Erleben der Umwelt auf naturwissenschaftliche Phänomene aufmerksam werden, Fragen dazu generieren, Wissen dazu erwerben und weiterentwickeln können. Eine sinnvolle Unterstützung in ihrem Erleben und Lernen muss aber altersadäquat und inhaltlich überzeugend geschehen.

Dieses Buch widmet sich den Fragen, was Kinder zwischen drei und sechs Jahren lernen können, wie die Neugierde erhalten, die Formulierung von Fragen gefördert und das Entdecken der Welt unterstützt werden können – im weitesten Sinn: was sie wissen können. Dabei wird der Begriff ‚Wissen‘ in verschiedenen Zusammenhängen verwendet. Pragmatisch wird in diesem Buch Wissen in einem breiten Sinn verstanden: Wird im Folgenden von ‚Wissen‘ gesprochen, umfasst dieser Begriff Kompetenzen, Fähigkeiten und Fertigkeiten im Sinne von ‚Können‘ im weitesten Sinn. Wissen wird hier also weder als ‚schulbezogen‘ noch als ‚abstrakt‘ oder als nur sprachlich verfügbar verstanden, es kann sich auch in Handlungen äußern.

Verbreitete Vorstellungen von Naturwissenschaften und naturwissenschaftlicher Bildung haben oft nur wenig mit der Arbeit von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern und mit Naturwissenschaften zu tun. Deshalb wird in Kapitel 2 (

Kap. 2) die Frage gestellt, wodurch Naturwissenschaften definiert werden und welche naturwissenschaftlichen Tätigkeiten von Kindern zwischen drei und sechs Jahren aufgrund ihres kognitiven Entwicklungsstandes überhaupt möglich sein können. Es wird aufgezeigt, dass allein Tun und Ausprobieren, auch wenn sich diese auf Naturphänomene beziehen, noch keine naturwissenschaftlichen Tätigkeiten sind. Vielmehr wird hier die Auffassung vertreten, dass genuin naturwissenschaftliche Tätigkeiten durch naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen ausgezeichnet werden.

Da Bildung immer im Spannungsfeld zwischen individuellen Voraussetzungen und gesellschaftlichem Anspruch steht, wird in Kapitel 3 (

Kap. 3) herausgearbeitet, welche übergreifenden Ziele für die gesamte naturwissenschaftliche Bildungsbiographie in den Blick genommen werden müssen und welche bildungspolitischen Richtlinien und Ziele für drei- bis sechsjährige Kinder daraus abgeleitet werden sollten. Dazu wird das Konzept Scientific Literacy vorgestellt sowie eine Auswahl von Bildungsplänen der Bundesländer miteinander verglichen.

Soll die Umsetzung dieser Bildungsziele gelingen, müssen entwicklungspsychologische Grundlagen früher naturwissenschaftlicher Bildung berücksichtigt werden. Dies wird in Kapitel 4 (

Kap. 4) darlegt. Hier geht es insbesondere um die Entwicklung von Basiskompetenzen im Bereich der Denk- und Arbeitsweisen sowie um die Entwicklung von bereichsspezifischem naturwissenschaftlichem Wissen, wobei exemplarisch der physikalische Wissensbereich ausgewählt worden ist. Beides ist eine wichtige Grundlage für die Planung und Durchführung naturwissenschaftlicher Bildungsangebote.

Im 5. Kapitel (

Kap. 5) liegt der Fokus darauf, wie – aus naturwissenschaftsdidaktischer Sicht – Wissen entsteht und welchen Bedingungen es unterliegt. Wissen tendiert dazu, träge und veränderungsresistent zu sein, so dass eine nachfolgende Umstrukturierung von wissenschaftlich falschem Wissen eine große Herausforderung darstellt. Kapitel 6 (

Kap. 6) zeigt auf, unter welchen kognitiven, motivationalen sowie situationsspezifischen und sozialen Bedingungen naturwissenschaftliches Wissen aus der Sicht der Naturwissenschaftsdidaktik verändert werden kann.

Im 7. Kapitel (

Kap. 7) wird ein konstruktivistisches Verständnis des Lernens als selbstregulierter und aktiver, sozialer und situativer Prozess dargestellt sowie auf Einschränkungen der Lernfähigkeit von Kindern im KiTa-Alter hingewiesen, die durch das sich entwickelnde Arbeitsgedächtnis hervorgerufen werden. Daraus werden jedoch keine direkten Schlussfolgerungen für die Lernunterstützung gezogen. Vielmehr werden die Grundlagen des Lernens naturwissenschaftsdidaktisch interpretiert.

In Kapitel 8 (

Kap. 8) werden insbesondere die Handlungsorientierung sowie der Einsatz von Variationen und Wiederholungen als didaktische Merkmale herausgearbeitet. Anschließend werden auf Grundlage des Modells Cognitive Apprenticeship materiale und verbale Unterstützungsmaßnahmen erörtert, die Kindern dabei helfen, ihr Lernen selbstständig zu steuern. Das Kapitel schließt mit Überlegungen zur Organisation von Lernangeboten für drei- bis sechsjährige Kinder und führt zur Ausarbeitung von konkreten Beispielen für Angebote in der KiTa.

Im 9. Kapitel (

Kap. 9) werden ausgehend von den beschriebenen naturwissenschaftlichen Denk- und Arbeitsweisen Angebote skizziert, mit denen anhand von in der KiTa vorhandenen Materialien frühe naturwissenschaftliche Bildung unterstützt werden kann. Anschließend werden Vorschläge ausgeführt, wie das Bauspiel als naturwissenschaftliche Lerngelegenheit genutzt werden kann. In einem kurzen Exkurs werden diagnostische Aspekte der Naturwissenschaftsdidaktik skizziert. Das Kapitel schließt mit einem Hinweiskatalog für die eigene Planung von naturwissenschaftlichen Angeboten und einer kritischen Diskussion von einigen verbreiteten Vorschlägen für die naturwissenschaftliche Bildung in der KiTa.

In Kapitel 10 (

Kap. 10) wird abschließend ein Ausblick auf den naturwissenschaftlichen Unterricht in der Grundschule gegeben und auf mögliche Herausforderungen bei der Umsetzung von stufenübergreifenden naturwissenschaftlichen Projekten in KiTa und Grundschule hingewiesen.

2 Was sind Naturwissenschaften?

Sollen Naturwissenschaften charakterisiert werden, stimmen Laien und Naturwissenschaftlerinnen und -wissenschaftler meist nicht überein. Dies hat nur teilweise mit dem unvollständigen Wissen der Nicht-Wissenschaftlerinnen und -wissenschaftler zu tun, vielmehr werden bei Laien tief verwurzelte Überzeugungen, wie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler arbeiten und wie Wissen zustande kommt, identifiziert (Lederman, Abd-El-Khalick, Bell & Schwartz, 2002). Fragen wie „Ist naturwissenschaftliches Wissen über alle Zeit beständig und muss einfach nur ‚entdeckt‘ werden, oder ist es veränderlich und entwickelt sich langsam weiter?“ bzw. „Wird naturwissenschaftliches Wissen von Autoritäten weitergegeben, oder wird es sozial konstruiert?“ sind dabei meist nicht eindeutig zu beantworten. Auch Naturwissenschaftlerinnen und -wissenschaftler selbst sind sich nicht einig darüber, wie ihre Arbeit am besten beschrieben werden kann. Daher soll im Folgenden auch kein Versuch unternommen werden zu klären, was Wissenschaften oder Naturwissenschaften SIND, sondern dazu angeregt werden, darüber nachzudenken, was man sich unter Wissenschaft vorstellen kann und wie über Wissen und Wissenschaft gesprochen wird.

Die Vorstellungen über die Struktur des Wissens und des Wissenserwerbs beeinflussen sowohl bei Kindern als auch bei Erwachsenen das Wahrnehmen sowie das Lehren und Lernen von Naturwissenschaften. Deshalb müssen die Fragen nach den eigenen Überzeugungen und nach dem eigenen Wissen von pädagogischen Fachkräften geklärt werden, bevor naturwissenschaftliche Bildungsinhalte g...