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Naturwissenschaft in der Grundschule Früh die Lust an Physik wecken

Wie kann man naturwissenschaftliche Bildung schon in den Grundschulen fördern? Wissenschaftler suchen nach erfolgreichen Konzepten, die als Vorbild für den Sachunterricht an deutschen Schulen dienen könnten.

10.09.2013 11:57
Christian Wolf
Wie vermittelt man schon Grundschülern die Lust an Naturwissenschaften? Das wollen Wissenschaftler herausfinden. Foto: dpa

Eine Klasse in einer brandenburgischen Grundschule. Schüler der vierten Jahrgangsstufe tüfteln an einer Gondel aus Papier, die mit Bauklötzen beladen über einer Tischkante hängt. Die Kinder experimentieren mit der Anzahl der Steine auf dem Tisch, die als Gegengewicht zur Gondel dienen. Auf diesem Weg sollen sie verstehen lernen, was Kraft und Hebelwirkung bedeuten.

Die Szene stammt aus einem Forschungsvideo eines Teams um den Bildungsforscher Jörg Ramseger der Freien Universität Berlin. Die Wissenschaftler treibt die Frage um, wie man naturwissenschaftliche Bildung schon in der Grundschule fördern kann. Deshalb suchen sie nach erfolgreichen Konzepten, die als Vorbilder für den Sachunterricht an deutschen Grundschulen dienen könnten. Seit 2011 führen sie mit fünf Partneruniversitäten eine kulturvergleichende Videostudie durch, die den Sachunterricht in Australien, Taiwan und Deutschland unter die Lupe nimmt. Ziel ist es, herauszufinden, wie Lehrer in den verschiedenen Ländern Kindern naturwissenschaftliches Denken nahe bringen.

Taiwan hat in Studien sehr gut abgeschnitten

Taiwan ist für die Berliner Forscher alleine schon deshalb interessant, weil das Land bei PISA und der internationalen Schulleistungsstudie TIMSS sehr gut abgeschnitten hat. „Wir können von Taiwan daher in Sachen Bildung sehr viel lernen“, sagt Jörg Ramseger. Auch von den Erfahrungen der Australier wollen die deutschen Wissenschaftler profitieren. „Australien hatte noch vor einigen Jahren die gleichen Probleme, wie sie bei uns noch immer bestehen: Es herrschte ein Mangel an Lehrern für Naturwissenschaften.“ In den Grundschulen unterrichteten – ähnlich wie in Deutschland heute – keine Fachlehrer, sondern Generalisten. „Mittlerweile werden dort aber Fachlehrer für den naturwissenschaftlichen Unterricht in der Grundschule ausgebildet.“

Um detaillierte und lebendige Einblicke in das Geschehen in den Klassenzimmern zu bekommen, filmten die Forscher mit drei Kameras in verschiedenen vierten Klassen jeweils ganze Unterrichtseinheiten, – manchmal über Wochen hinweg. Um Vergleiche ziehen zu können, einigten sie sich auf vier Themen, darunter die Entstehung von Tag und Nacht.

„Mit Absicht haben wir in allen drei Ländern nur erfolgreiche Lehrer gefilmt, denn von ihnen können wir am meisten lernen“, erklärt Ramseger. Besonders interessieren sich die Forscher für Szenen, in denen naturwissenschaftliches Denken bei den Kindern aufblitzt: etwa, wenn die Kleinen Hypothesen bilden, sich experimentelle Anordnungen ausdenken oder über unterschiedliche Resultate in der Klassengemeinschaft diskutieren.

Vorläufige Ergebnisse gibt es schon

Erste vorläufige Ergebnisse können Ramseger und seine Kollegen bereits vorweisen. „Der Unterricht in Taiwan ist streng reguliert“, sagt der Bildungsforscher. Der anspruchvolle Lehrplan und die Schulbücher werden von der Regierung vorgegeben. Der Unterricht werde sehr stark von den hoch qualifizierten Lehrerinnen und Lehrern gesteuert. Er sei aber gleichzeitig an den Schülern orientiert: „Zumindest die von uns gefilmten Lehrer schaffen es, die einzelnen Schüler zum Denken aufzufordern und sie dazu zu bringen, ihre Argumenten mit denen anderer Schüler zu vergleichen.“ Pädagogisch arbeiten die Lehrer vor allem mit Lob. Gute Schüler werden als Vorbild herausgestellt.

Beim Blick in australische Klassenzimmer stießen die Forscher auf andere Besonderheiten. „In Australien haben die Lehrer wie in Deutschland große Methodenfreiheit.“ Es gebe aber ausgefeilte und in vielen Schulen erprobte Lehrpläne, die von vielen Lehrern benutzt werden, sagt Ramseger. Und die Lehrerbildung für die Grundschulen sei auf einem sehr hohen Niveau. „Insofern sind die Lehrer in der Lage, die Lehrpläne klug umzusetzen. Sie bemühen sich sehr stark, die Schüler zum selbständigen Arbeiten zu motivieren und lassen die Kinder viel in Gruppen arbeiten.“

Ähnliches versuchen auch die Grundschullehrer in Deutschland, erläutert Ramseger. „Allerdings verfügen sie häufig nur über geringe Kenntnisse in den Naturwissenschaften.“ In der Folge vertrauen sie im Sachunterricht gerne auf Unterrichtsmaterial, das ihnen fertige Experimente an die Hand gebe – bisweilen ohne dass sie selbst die Experimente ausreichend verstehen. Das gelte für einen Großteil der Sachunterrichtslehrer. „Die von uns für den Ländervergleich ausgewählten Lehrkräfte hingegen haben eine Affinität zu den Naturwissenschaften. Sie geben sich große Mühe, ausgehend von den Fragen der Kinder und gemeinsam mit ihnen den naturwissenschaftlichen Rätseln auf den Grund zu gehen.“ So kommen sehr ernsthafte Dialoge in der Klassensituation zustande.

Aus den Videomittschnitten können Jörg Ramseger und seine Kollegen hilfreiches Material für die Lehrerbildung gewinnen. „Unsere eigenen Studenten sind immer ganz überrascht, wie differenziert Kinder schon in der vierten Klasse die Welt interpretieren können. Sie staunen, wie ernsthaft Kinder argumentieren können, – wenn man ihnen nur die Zeit und Gelegenheit dafür gibt.“

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