Möglichkeiten der methodisch-didaktischen Umsetzung naturwissenschaftlicher und technischer Themen

 

Auf die Bedeutung an der Vermittlung über technische und naturwissenschaftliche Phänomene im frühen Kindesalter weisen Arthur Fischer, Dr. Wolfgang Einsiedler, Dr. Gisela Lück, Dr. Gabriele König und Dr. Ulrich Kramer in einem Gespräch mit Donata Elschenbroich hin.[1]

 

Arthur Fischer, Fischer-Werke (fischer-technik), unterstützt in seinem Ruhestand junge Erfinderclubs und veranstaltet „Tüftlerwettbewerbe“ für Kinder und Jugendliche. Er hat sich zur Aufgabe gemacht, „neue Ideen in die Welt der Kinder“ zu tragen.

Im Gepräch mit Donata Elschenbroich sagt er, dass jedes Kind voller Ideen steckt, die nach ein paar Schuljahren verblassen, weil man die Kinder in ein Korsett presst, das ihnen überhaupt nicht liegt. Für ihn sollte der Umgang mit technischen Materialien früh angeregt werden. In diesem Zusammmenhang weist er auf ein neu entdecktes Material aus Maisgrieß hin, aus dem man Bausteine herstellen kann, die sich kleben und schneiden lassen und so einen einfachen, kreativen Umgang besonders für jüngere Kinder ermöglichen. Er möchte mit dem Material, das „Fischer-Tip“ heißt, eine neue Bewegung schaffen, in der wieder „Kreativität in Schwung“ kommen soll.[2]

 

Wolfgang Einsiedler, Grundschuldidaktiker am Institut für Grundschuldidaktik der Universität Erlangen hat beobachtet, dass die Jahre vor der Grundschule im sachkundlichen Bereich nicht ernst genommen werden. Er erläutert u.a., wie man die naiven Konzepte, die Kinder über naturwissenschaftliche Phänomene haben, ausbilden, verstehen und vertiefen kann. Weiterhin macht er deutlich, dass frühe Sacherfahrungen der Identitätsbildung der Kinder dienen. In diesem Zusammenhang ist es ihm wichtig, das Interesse der Kinder an sachkundlichen Themenstellungen zu erhalten und zu fördern. Dabei sollte bei der Vermittlung das Gewicht nicht nur auf konkret anschauliche „Bilder“ gelegt werden, sondern der Schritt zum Abstrahieren vorgenommen werden. Er weist darauf hin, dass schon im Kindergarten Reflexions- und Symbolisierungsprozesse angeregt werden sollten.[3]

 

Gisela Lück macht im Gespräch mit Donata Elschenbroich deutlich, dass die Bedeutung der Naturwissenschaften, vor allem der Fächer Physik und Chemie, seit den 60er Jahren in der schulischen Vermittlung zurückgegangen ist, gesamtgesellschaftlich die Naturwissenschaften aber immer wichtiger geworden sind. Im weiteren Verlauf des Gespräches erläutert sie die Bedeutung der Vermittlung aus den Phänomenen der „unbelebten“ Natur im Vorschulalter (ausführliche Hinweise zur methodisch-didaktischen Umsetzung erfolgen weiter unten)[4]

 

Gabriele König, stellvertrende Leiterin der Akademie Fulda erläutert die Möglichkeiten der Vermittlung naturwissenschaftlich-technischer Zusammenhänge in der Akademie Fulda: Die Akademie Fulda bietet eine Fülle von Kursen und Projekten an, in denen Kinder sich praktisch und nahe an der Realität ihr Wissen erarbeiten könnnen. In den Kursen und Projekten arbeiten Kinder mit Künstlern, Wissenschaftlern und Handwerkern zusammen. Die entstandenen Arbeiten gehen in die dauernde Ausstellung des Hauses ein. G. König macht deutlich, dass die Zusammmenarbeit mit Fachleuten und Spezialisten bei den Kindern eine besondere Faszination auslöst und dem Basteln und Forschen einen besonderen Ernst verleiht. Durch die Präsentation aller Arbeiten der Workshops im Museum der Akademie wird beim Kind Achtung und Wertschätzung vor der eigenen Arbeit erzeugt.[5]

 

Ulrich Kramer, Gründer der ersten Computerschulen für Kinder („profikids“) in Deutschland macht deutlich, dass gerade für Kinder der Umgang mit dem Computer wichtig ist, da sie an der Arbeit mit dem Computer nicht vorbeikommmen werden. In diesem Zusammenhang weist er darauf hin, dass die frühe Auseinandersetzung mit dem Computer etwas Selbstverständliches für die Kinder wird.

 

In seinen Kursen für kleine Kinder bietet er viel Abwechslung an, z.B. den Umgang mit Computerspielen, in denen Kinder Farben und Formen sortieren, Puzzles zusammen legen, kleine logische Reihen aufbauen, erste Buchstaben und Zahlen kennen lernen. Er bietet für die Altersstufe aber auch entsprechende Datenbanken und Wissensprogramme an.[6]

 

Aus den Gesprächen mit Donata Elschenbroich wird deutlich, dass ein frühes Umgehen mit technischen und naturwissenschaftlichen Themen bedeutsam für die weitere Entwicklung der Kinder ist. Sucht man in der Literatur nach Möglichkeiten der systematischen Umsetzung solcher Themen für Kinder im Vorschulalter, stößt man auf eine Vielzahl von Büchern, die zahlreiche interessante Experimente beinhalten. Hinweise auf systematische Untersuchungen und Möglichkeiten einer methodisch-didaktischen Umsetzung in der sozialpädagogischen Praxis sind nur wenig zu finden.

 

Gisela Lück hat sich umfangreich mit der Vermittlung von Naturwissenschaften im frühen Kindesalter und im Kindergarten auseinandergesetzt.[7][16]

 

Darstellung der Experimentierreihe „Naturwissenschaften im frühen Kindesalter“[8]:

 

Begründung für die Auswahl der Inhalte:

Gisela Lück setzt die Schwerpunktbildung auf Experimente der unbelebten Natur, da aus ihrer Sicht den Themen aus der belebten Natur im frühen Kindesalter eine ungleich größere Bedeutung geschenkt wird. In diesem Zusammmenhang weist sie darauf hin, dass die Lehrpläne für den naturwissenschaftlichen Unterricht und den naturwissenschaftlichen Einführungsunterricht, aber auch die Ausbildungsinhalte der Fachschule für Sozialpädagogik sich in den naturwissenschaftlichen Fächern größtenteils auf biologische Themen beziehen. Sie stellt u.a. folgende Gründe für die Auswahl der Experimente der unbelebten Natur heraus:

Ø      Experimente zur unbelebten Natur stehen das ganze Jahr zur Verfügung, dadurch bietet sich die Gelegenheit, ein Experiment zu wiederholen, zu variieren und Naturgesetzlichkeiten im Kleinen zu rekonstruieren.

Ø      Der Vorteil Themen der unbelebten Natur mit Kindern zu besprechen, liegt in der einfachen Deutung vieler Phänomene.

Ø      Phänomene der unbelebten Natur sind an vielen biologischen Prozessen beteiligt.

Ø      Physikalisch-chemische Fragestellungen kommmen im Sachunterricht der Grundschule, aber auch an den weiterführenden Schulen zu kurz.

Ø      In Untersuchungen zeichnet sich ab, dass schon im frühen Kindesalter ein breites Spektrum an intuitivem naturwissenschaftlichem Wissen vorliegt, an dem angeknüpft werden kann.

 

Rahmenbedingungen für die Durchführung von naturwissenschaftlichen Experimenten  in Kindertageseinrichtungen

 

Ø      Sichere Versuchsdurchführung

 

Die Auswahl der eingesetzten Materialien und der apparative Aufbau der Experimente bei Experimenten für Kinder im Vorschulalter müssen nach Sicherheitskriterien getroffen werden. Es sollten keine, über die alltäglichen Gefahren hinausgehenden gesundheitlichen Risiken in Kauf genommmen werden. Die „Reihe“ ist so konzipiert, dass ausschließlich im Haushalt verwendete Materialien zum Einsatz kommmen.

 

Ø      Einsatz preiswerter und leicht erhältlicher Materialien

 

Für die Versuche sollen im wesentlichen Materialien Verwendung finden, die ohnehin in den Kindergarteneinrichtungen Verwendung finden, um die finanzielle Belastung möglichst gering zu halten und einen schnellen Zugang zu den Materialien zu ermöglichen. Die Versuche können deshalb auch von den Kindern zu Hause wiederholt werden.

 

Ø      Zuverlässiges Gelingen  der Experimente

 

Für Kinder im Kindergartenalter ist das zuverlässige Gelingen der Experimente unbedingt wichtig, da u.a. im Falle des Ausbleibens des geplanten Ausgangs der Experimente auf kein naturwissenschaftliches Vorwissen zurückgegriffen und mit dessen Hilfe der unerwartete Ausgang nicht diskutiert werden kann.

 

Ø      Vermittlung einer basalen naturwissenschaftlichen Deutung

 

Das Experiment sollte einer einfachen naturwissenschaftlichen Deutung zugänglich sein, um so neben den Symbolisierungen eine rational-naturwissenschaftliche Interpretationsalternative anzubieten.

 

Ø      Experimentelle Durchführbarkeit für Kinder im Vorschulalter

 

Bei der Durchführung ist das eigenständige Experimentieren der Kinder wichtig, um eine Förderung der Selbsttätigkeit und Autonomie zu erreichen. Weiterhin müssen bei der Auswahl der Experimente altersbedingte Voraussetzungen, wie die noch mangelnde Fähigkeit zur Feindosierung von Flüssigkeiten, berücksichtigt werden.

 

Ø      Alltagsbezug

 

Der Alltagsbezug bietet sich bei der Auswahl der Experimente an, da die Eindruckstiefe im Falle der Wiedererkennnung oder Wiederholung des Experiments im Haushalt eine größere Verstärkung erfahren.

 

Ø      Versuchsdauer von 20 Minuten

 

Bei einer Gruppenarbeit ist von einer durchschnittlichen Konzentrationsfähiggkeit von 20 Minuten auszugehen.

 

Ø      Systematischer Aufbau der Experimente

 

Der systematische Aufbau der Experimente soll einen positiven Einfluss auf die Eindruckstiefe bewirken.

 

Auswahlkriterien für den Aufbau der Experimentierreihe

Als wesentliches Auswahlkriterium für die Experimente dient das intuitive, basale Wissenskonzept der Kinder. Weitere Auswahlkriterien sind die o.g. Rahmenbedingungen.[9]

 

Methodische Prinzipien für die Durchführung der Experimentierreihe

Ø      Für die Aufmerksamkeit der Kinder ist es wichtig, die Versuchsanordnung auf einen klar erkennbaren Raum zu platzieren.

Ø      Die einzelnen Materialien sollen sorgfältig angeboten werden und sauber sein.

Ø      Eine Rahmenhandlung zu den Experimenten z.B. in Form einer Geschichte steigert das Interesse der Kinder.

Ø      Kindern sollen nicht zu viele theoretische Erklärungen gegeben werden, wichtig ist die Erfahrung des Experimentierens: „Wenn ich das tue, dann passiert das!“

Ø      Die Experimente sollten möglichst einmal wöchentlich durchgeführt werden.

 

Ergebnisse

 

Gisela Lück hat ihre Experimente in Kindergärten, die in völlig unterschiedlichen Einzugsbereichen liegen, durchgeführt. Über einen längeren Zeitraum von rund sieben Wochen nahmen 70-80 Prozent der Kinder freiwillig an den Experimenten teil. Die Erinnerungsfähigkeit der Kinder war überraschend hoch. Nach etwa drei bis sechs Monaten konnten rund 30% der Experimente ohne jede Hilfestellung rekonstruiert werden, weitere 20% kamen mit geringer Unterstützung wieder ins Gedächtnis. Empirische Untersuchungen machen deutlich, dass Kinder, die als „verhaltensauffällig“ oder unkonzentriert galten, und auch Kinder mit Behinderungen mit besonders großem Interesse an der Experimntierreihe teilgenommen haben.

 

Weitere Hinweise zur methodisch-didaktischen Umsetzung „physikalischer Experimente“ sind bei Mireille Hibon und Elisabeth Niggemeyer zu finden.[10] Mireille Hibon erforscht in der ecole maternelle seit 20 Jahren mit 5-6 jährigen Kindern die „Geheimnisse der Physik“. Anfangs begann sie mit einfachen Experimenten, die bei den Kindern großes Interesse auslösten. Die große Offenheit der Kinder, ihr ursprüngliches intensives Fragen nach den Phänomenen des Lebens ermutigten sie weiter zu machen. In dem von Elisabeth Niggemeyer übersetzten Buch „Spielzeug Physik“ weist sie kurz auf methodisch-didaktische Prinzipien hin.

 

Aufbau der Experimente

M. Hibbon stellt zwei Möglichkeiten, Kindern Experimente anzubieten, dar:

 

Ø      Demonstration des Versuches durch die Erzieherin

 

Während die Erzieherin den Kindern den „Versuch“ zeigt, können die Kinder beobachten und entsprechende Fragen stellen. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, den Kindern keine vorschnellen Antworten zu geben, sondern ihnen durch anregende Fragestellungen Denkanstöße zu geben und ihnen eigene Entdeckungen zu ermöglichen.

Im Anschluss an das Experiment sollen die Kinder das Gesehene zeichnen, danach werden die Bilder diskutiert und die Kinder können selbst experimentieren.

 

Ø      Den Kindern werden ausgewählte Materialien zum „Spielen“ gegeben

 

Die Kinder haben zunächst die Möglichkeit mit ausgewähltem Material zu spielen und zu experimentieren. Die auftauchenden Fragen und Feststellungen der Kinder werden von der Erzieherin aufgegriffen, um nach gemeinsamen Lösungen zu forschen.

Im Anschuluss werden die Kinder wieder aufgefordert, ihre Entdeckungen zu malen und zu kommentieren.

Für jedes Kind wird ein Ordner mit den entstandenen Zeichnungen angelegt.

 

Experimentiermaterial

Für die Experimente werden alltägliche Gegenstände wie z.B. Aquarien, Kerzen, Kompasse, Luftballons, Lupen, Schrauben, Altmaterial von Brillen etc.. zur freien Verfügung gestellt

 

Methodisch-didaktische Umsatzmöglichkeiten für den Umgang mit Medien sind bei Thomas Denning zu finden[11]

 

Thomas Denning unterscheidet zwischen themengebundenen und offenen Medienprojekten.

Folgende Tabelle gibt einen Überblick wichtiger Prinzipien in der Umsetzung.[12]

 

themengebundene Medienprojekt

offene Medienprojekte

 

Mehrere Einzelbeschäftigungen werden aneinander gereiht	Ausgangspunkt	Aus einem Impuls entwickelt sich ein Lernprozess, dessen Verlauf und Ergebnis vorab nicht eindeutig feststeht
Orientierung an den Zielen, die Erzieherinnnen für die Kinder auswählen	Inhalte	Orientierung an den Bedürfnissen, die Kinder äußern
Erwachsenenentscheidungen stehen im Vordergrund	Entscheidungen	Kinder- und Erwachsenenentscheidungen sind gleichwertig
Organisierter und vorgeplanter Lernprozess	Lernprozess	Offener Lernprozess
Kinder werden zu ausgewählten Lerninhalten geführt	Lernergebnisse	Kinder erarbeiten gemeinsam mit der Erzieherin verschiedene gleichwertige Lerninhalte
Motivation liegt bei der Erzieherin	Lernmotivation	Motivation liegt bei der Gruppe
Erzieherin lenkt den Lernprozess	Rolle der Erzieherin	Erzieherin begleitet den Lernprozess

 

Thomas Denning erläutert die Prinzipien ausführlich und stellt ein Beispiel eines Medienprojekts dar.[13]

 

Die Möglichkeiten des Einsatzes von Computern in Kindergarten und Hort werden im Projektbericht der Fachschule für Sozialpädagogik Lüdinghausen vorgestellt.[14]

 

In dem Projekt der Fachschule für Sozialpädagogik in Lüdinghausen sind in Zusammenarbeit mit drei sozialpädagogischen Einrichtungen die Einsatzmöglichkeiten von Computern in Kindergarten und Hort erprobt worden.

Die am Projekt beteiligten Einrichtungen erprobten während der praktischen Phase verschiedene Möglichkeiten des PC-Einsatzes:

Ø      AWO Kita, Dülmen: Nutzung des Computers während des Freispiels, Einbindung des PCs in ein Projekt

Ø      St. Benedikt Kindergarten, Herbern: Förderung einzelner Kinder durch die Arbeit am PC, Bildung einer Computer-AG

Ø      Kinderhaus am Luchtbach, Dülmen (Hort): Nutzung des Computers als Lernhilfe und Freizeitgestaltung, Erstellen einer Hortzeitung

 

Die Rahmenbedingungen der einzelnen Einrichtungen und die Projektergebnisse sind im Projektbericht dargestellt und erläutert.[15]

Eine wesentliche Aufgabe des Projektes „Technische Früherziehung“ ist, auf der Grundlage der oben beschriebenen Möglichkeiten der methodische-didaktischen Umsetzung von Themen im naturwissenschaftlichen und technischen Bereich weitere konkrete Konzepte für die Umsetzung zu erarbeiten.