Universität Bielefeld Pressedienst-Forschung Nr. 21 - 2002 Universität Bielefeld

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Pressedienst-Forschung Nr. 21 - 2002

 

Experimente schon im Kindergarten

Naturwissenschaften im frühen Kindesalter

Bereits im Vorschulalter nehmen Kinder an den Dingen ihrer Umgebung Anteil und versuchen, die Zusammenhänge ihres Umfelds zu ergründen. Zahlreiche Untersuchungen belegen, dass sogar schon bei Drei- bis Fünfjährigen die entwicklungspsychologischen Voraus-setzungen für einen Zugang zu naturwissenschaftlichen Phänomenen angelegt sind, was daher um so mehr im Grundschulalter vorausgesetzt werden kann. Dennoch zeigt sich im deutschen Bildungssystem bei der Heranführung an Themenfelder der unbelebten Natur ein deutliches Defizit, was nicht zuletzt auch in den neuesten Untersuchungsergebnissen der Studie PISA zum Ausdruck kommt.

1. Naturwissenschaftsvermittlung und curriculare Bildungsangebote

Obwohl Kinder bereits ein nachweisbares Interesse an naturwissenschaftlichen Themen zeigen, das ebenso bei Sachbüchern, Kinderzeitschriften, Science Centern und Rundfunksendungen belegt werden kann, steht dies im krassen Gegensatz zu dem bisherigen Bildungsangebot. Die Naturwissenschaftsvermittlung konzentriert sich in den ersten Schuljahren insbesondere auf Themenfelder der Biologie, der Umwelt- und Gesundheitserziehung, während die ,,harten" naturwissenschaftlichen Fächer - ganz anders als in den Medien - thematisch deutlich unterrepräsentiert sind. Es ist also notwendig, die Phänomene der unbelebten Natur in einfachen Experimenten und verständlichen Deutungen für den Vor- und Grundschulbereich aufzuarbeiten, um so Grundlagen für das Vermitteln physikalischer und chemischer Themen in diesen Alterstufen zu schaffen.







2. Konzeption und Inhalt der Experimente für eine frühkindliche Heranführung an Themen unbelebter Natur

Neben den entwicklungspsychologischen Voraussetzungen und einer interessierten Grundhaltung der Kinder müssen auch seitens der naturwissenschaftlichen Experimente einige Kriterien erfüllt sein, die im Folgenden genannt werden:

  • Der Umgang mit den erforderlichen Materialien muss völlig ungefährlich sein.
  • Die Experimente sollten immer gelingen, um mit dem Phänomen vertraut zu machen.
  • Sämtliche Versuche sollten einen Alltagsbezug aus dem Leben der Kinder haben.
  • Die erforderlichen Materialien müssen preiswert zu erwerben oder sogar ohnehin in jeder Kindertagesstätte vorhanden sein, so z.B. Wasser, Salz, Zucker, Essig, Teelichter etc.
  • Die naturwissenschaftlichen Hintergründe zu den Versuchen sollten für Kinder im Kindergarten- und Vorschulalter verständlich vermittelbar sein, um den Eindruck von ,,Zauberei" zu vermeiden.
  • Die Versuche müssen alle von den Kindern selbst durchgeführt werden können.
  • Die Experimente müssen aus Gründen der Konzentrationsfähigkeit innerhalb von ca. 20 bis 25 Minuten abgeschlossen sein.

Eine solche Kriterienliste grenzt die Auswahl der Experimente deutlich ein; dennoch konnten inzwischen rund 25 Versuche zusammengestellt werden, die diese Voraussetzungen erfüllen.

3. Kriterien für die Praktikabilität und Legitimation frühkindlicher Naturwissenschaftserfahrung

Die Evaluation der frühen Heranführung an Naturphänomene erfolgte nach drei Gesichtspunkten:

  • Das Interesse der Kinder an den Experimenten.
  • Die Erinnerungsfähigkeit der Kinder an die Versuche und deren Deutung.
  • Die Langzeitwirkung der frühen Heranführung bis zur Berufswahl.

3.1 Das Interesse der Kinder an einer Hinführung zu Themen der unbelebten Natur

Da bislang nur wenige empirische Untersuchungen zum Interesse von Kindern im Vorschulalter vorliegen, stand das Bemühen im Vordergrund, eine schlichte Untersuchungsmethode zu entwickeln, die zu einem ersten orientierenden Ergebnis führt. Es wurde die freiwillige Teilnahme der Kinder, also deren ,,Abstimmung mit den Füßen", als Indiz für ein Interesse an der Versuchsreihe gewertet. Das Ergebnis der freiwilligen Teilnahme der Kindergartenkinder an der Experimentierreihe war trotz attraktiver Alternativangebote überraschend gut. Mit einer durchschnittlichen Teilnahme von rund 70 Prozent war das Interesse sicherlich deutlich größer, als es im Einführungsunterricht in der 7. oder 9. Jahrgangsstufe zu erwarten wäre.

3.2 Die Erinnerungsfähigkeit der Kinder an die Experimente und deren Deutung

Die Erinnerungsfähigkeit der Kinder wurde mittels teilstrukturierter Einzelinterviews erfasst, die eine Dauer von 20 bis 25 Minuten nicht überschritten. Sie wurden etwa 6 Monate nach dem ersten Experimentiertag der Versuchsreihe durchgeführt. Es zeigte sich, dass sich die Kinder - unabhängig von sozialem Umfeld - an fast 50% der durchgeführten Experimente erinnern konnten. Solche Ergebnisse erzielt man in der Sekundarstufe I nicht mehr…

In der Tatsache, dass die Erinnerungsfähigkeit von Kindern aus unterschiedlichen sozialen Umfeldern nahezu identische Interviewergebnisse zeigt, ist durchaus auch eine bildungspolitische Brisanz erhalten. So besagt doch das Ergebnis, dass es offenbar bei Kindern ein Alter gibt, in dem unabhängig vom sozialen Umfeld oder der sprachlichen Förderung eine Heranführung an Themenfelder der unbelebten Natur gleich gut möglich ist. Weitere Untersuchungen ergaben auch, dass verhaltensauffällige und behinderte Kinder einen überraschend leichten Zugang zu naturwissenschaftlichen Themenfeldern zeigten.

3.3 Untersuchungen zur Nachhaltigkeit frühkindlicher Naturwissenschafts-erfahrungen

Auswertung aktueller biographischer Angaben zur Studienplatzwahl

Langzeituntersuchungen zur Frage des Einflusses einer frühkindlichen Heranführung an naturwissenschaftliche Themenfelder liegen bislang leider nicht vor. Allenfalls über indirekte Methoden lässt sich eine Langzeitwirkung frühkindlicher Erfahrungen erschließen, nämlich durch Interpretation biographischer Daten. Durch die Auswertung der Daten von insgesamt 1345 Studienanfängern, die sich für einen Chemie-Diplomstudiengang entschieden haben, konnte festgestellt werden, dass mit 37% aller Berufswahl prägenden Einflüsse die außerschulischen Erfahrungen den zweitgrößten Anteil einnehmen. Darin dominieren Erfahrungen aus der Vorschule (22%). Dies zeigt, dass grundsätzlich außerschulische Faktoren einen erheblichen Einfuß auf die spätere Studienwahl ausüben. Deutlich wird darüber hinaus auch, dass die frühkindliche Heranführung, wie sie in der Vorschule stattfindet, eine Langzeitwirkung ausübt, womit neben dem oben beschriebenen Interesse der Kinder und der hohen Erinnerungsfähigkeit ein weiteres Argument für einen frühzeitigen Beginn einer naturwissenschaftlichen Bildung aufgezeigt werden kann.

4. Ausblick

Auch wenn seit Beginn der Forschungsarbeiten im Jahr 1995 schon viele Fortschritte bei der praktischen Umsetzung einer frühkindlichen Heranführung an die Naturwissenschaften erzielt wurden - in vielen Vorschuleinrichtungen wurde die Konzeption bereits aufgenommen, in Belgien hat das Deutschsprachige Ministerium eine flächendeckende Fortbildungsmaßnahme für Erzieher/-innen umgesetzt, in Südtirol ist das Konzept vollständig übernommen worden -, so sind doch immer noch einige Fragestellungen offen:

Eines der zentralen und dringenden Probleme liegt in der Klärung der so genannten Anschlussfähigkeit des Wissens der Kinder. Sorgfältig muss in weiteren Forschungsprojekten evaluiert werden, durch welche Auswahl an Experimenten die in der Vorschule begonnene Heranführung an die Naturwissenschaften in späteren Jahrgängen fortgesetzt werden kann, ohne durch unnötige Wiederholungen oder durch zu große zeitliche Abstände bei der Fortsetzung naturwissenschaftlichen Lernens das einmal entstandene Interesse zu blockieren.

Doch auch im Vorschulbereich geht die Forschung weiter. Derzeitige Forschungsvorhaben sind im Folgenden zusammengestellt: 1) Es gilt zum einen herauszufinden, warum verhaltensauffällige und behinderte Kinder einen so mühelosen Zugang gerade zu den Naturwissenschaften finden und den Umgang mit chemischen Experimenten nahezu zelebrieren. 2) Zum anderen sind Untersuchungen über (früh-)kindliche Theorien zur unbelebten Natur bisher nur auf die Physik beschränkt gewesen. Interessant ist, ob Kinder auch im Alter von 3 oder 4 Jahren schon an chemischen Themen interessiert sind und ob in dieser Alterstufe spezifisches chemisches Wissen, etwa in Form einer intuitiven Theorie vorliegt. 3) Auch die Möglichkeiten der außerschulischen Bildung rücken angesichts der noch schlechten Situation des Bildungssystems in den Vordergrund. Dazu wird zur Zeit eine Experimentierreihe für Science Center entwickelt, die im Sinne des Public Understanding of Science Kinder und ihre Eltern an die Naturwissenschaften heranführen soll.

Eine ausgewogene, den entwicklungs- und kognitionspsychologischen Voraussetzungen der Lernenden entsprechende Auswahl an naturwissenschaftlichen Experimenten ebnet vielleicht den Weg zu mehr Naturwissenschafts- und Technikakzeptanz; sicherlich bietet es eine Möglichkeit, in den zur Verfügung stehenden Jahren der vorschulischen und schulischen Bildung die nachfolgende Generation mit einem größeren Spektrum naturwissenschaftlicher Inhalte vertraut zu machen.

Prof. Dr. Gisela Lück Universität Bielefeld Tel: 0521-106-2040
Didaktik der Chemie I Postfach 100131 Fax: 0521-106-6146
Fakultät für Chemie 33501 Bielefeld E-Mail: gisela.lueck@uni-bielefeld.de

Literatur:

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Gelman, Rochel; Bullock, Merry et al.: Preschoolers' understanding of simple object transformations. In: Child development 51(1980) 5. 691-699.

Lück, Gisela: ,,...hier kommt die Maus". In: Behrendt, Helga (Hg.): Zur Didaktik der Physik und Chemie. Probleme und Perspektiven. Alsbach, 1998, S.200-202.

Lück, Gisela: Leichte Experimente für Eltern und Kinder. Herder-Spektrum, Freiburg, 2000 b / Naturwissenschaften im frühen Kindesalter. Untersuchungen zur Primärbegegnung von Vorschulkindern mit Phänomenen der unbelebten Natur. In: Naturwissenschaften und Technik - Didaktik im Gespräch. Bd. 33. Münster, LIT, 2000 a. / Warum schwimmt Eis auf dem Wasser? Mit Kindern der (unbelebten) Natur auf der Spur. Sonderheft. Bausteine Kindergarten, Grundschule. Aachen, 1997.1 Interesse und Motivation im frühen Kindesalter. Untersuchungen zur Primärbegegnung mit Naturphänomenen im Vorschulalter. In: Brechel, Renate (Hg.): Zur Didaktik der Physik und Chemie. Probleme und Perspektiven. 2000 c, S.32-44.

Mähler, Claudia: Weiß die Sonne, dass sie scheint. Eine experimentelle Studie zur Deutung des animistischen Denkens bei Kindern. Münster, New York, 1995.

Redlin, Kirsten, Lück, Gisela: Kunststoff-Versuche - für alle Schularten geeignet. In: Praxis der Naturwissenschaften - Chemie. 49 (2000) 4, S.40-45.

 
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