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Naturwissenschaften Kinder im ElementarPrimarbereich

frund

KonzeptMichaela Fella | Petra Hiebl | Dr. Christine Vterlein

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Vorwort ................................................................................................................................ .. 2 1. Ein Blick auf die Gesellschaft und die Kinder ..................................................................... 3 2. Ziele der Initiative Junge Forscherinnen und Forscher e.V. (IJF) fr den Elementar und Primarbereich ...................................................................................................................... .. 3.4 Wie lernen Kinder Naturwissenschaften? Lerntheoretische Grundlagen ......................... 6 Lernen als Ko Konstruktion ............................................................................................... 7 Ebenen sachunterrichtlicher Erfahrungen .......................................................................... 7 Phnomenkreise als Verstehenshilfe ................................................................................. 8 Schlervorstellungen und Conceptual Change .................................................................. 9 Moderater Konstruktivismus .............................................................................................. 9 4. Naturwissenschaften im Bildungs und Erziehungsplan (BayBEP) der Kindertagessttten ........................................................................................................................................... . 10 Geforderte Inhalte ............................................................................................................ 10 Methoden ......................................................................................................................... 11 5. Naturwissenschaften im Lehrplan der Grundschule (2000) .............................................. 12 Das Fach Heimat und Sachunterricht im Bayerischen Lehrplan fr Grundschulen ......... 12 Naturwissenschaftliche und technische Themen im Lehrplan .......................................... 13 Zentrale methodische Prinzipien fr das naturwissenschaftliche Lernen ......................... 15 Anforderungen an die Experimente der Grundschule ...................................................... 16 6. IJF Themen und Umsetzungsmanahmen ...................................................................... 17 6.1 fr die Kindertagessttte ........................................................................................ 17 6.2 fr die Grundschule ................................................................................................ 20 6.3 Weitere Umsetzungsmanahmen .............................................................................. 23 7. Meilensteine 2012 2015................................................................................................ 24 8. Zusammenarbeit mit der Stiftung Haus der kleinen Forscher ........................................ 25 9. Zusammenfassung .......................................................................................................... 25 Literatur: .............................................................................................................................. 27 Anhang ................................................................................................................................ 28 Themenbereiche im Bildungs und Erziehungsplan (vgl. BEP, S. 277 279) fr Kindertagessttten ........................................................................................................... 28 Chemie und Physik im Lehrplan der Grundschule (vgl. Akademiebericht 404), Biologie (vgl. Bayerischer Lehrplan 2000) ..................................................................................... 30

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Seit rund zehn Jahren ist die Bedeutung naturwissenschaftlicher Grundbildung sowohl fr den Kindergarten als auch fr den Grundschulbereich immer mehr ins ffentliche Bewusstsein gerckt. Dank zahlreicher engagierter Pdagoginnen und Pdagogen werden Kinder schon frh an Naturphnomene und was genauso wichtig ist an deren naturwissenschaftliche Ursachen herangefhrt. Trotz der breiten Akzeptanz der frhkindlichen naturwissenschaft lichen Bildung ist es wichtig, dass auch in den nchsten Jahren die Kontinuitt dieser gerade fr unser Land so bedeutsamen Bildungsinitiativen fortgesetzt und ausgebaut wird. Deshalb ist es begrenswert, dass sich die Initiative Junge Forscherinnen und Forscher (IJF) fr die nchsten Jahren zur Aufgabe gemacht hat, den bergang vom Kindergarten zur Grundschule im Hinblick auf naturwissenschaftliche Anschlussfhigkeit zu strken. Wenn dies gelingt, dann rckt auch das Ziel der IJF in greifbare Nhe: die naturwissen schaftliche Bildungskette vom Kindergarten bis hin zum Berufsbeginn zu untersttzen und dadurch nachhaltig den naturwissenschaftlichen Nachwuchs zu frdern. Ich wnsche der IJF dazu viel Erfolg!

Prof. Dr. Gisela Lck Universitt Bielefeld, Didaktik der Chemie

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Diese und hnliche typischen Fragen von Kindern zeigen den Forscherdrang und ihr hohes Interesse an Phnomenen der sie umgebenden Welt und bieten die besten Voraussetzun gen, Kinder frhzeitig fr die Naturwissenschaften zu begeistern und dabei das Experimen tieren in den Mittelpunkt zu stellen. Die zentrale Herausforderung ist es, Situationen zu schaffen, in denen Kinder differenziert wahrnehmen, begreifen und ihre Umwelt begrifflich fassen knnen. Hierzu mchte die Initiative Junge Forscherinnen und Forscher e.V. (IJF) einen nachhaltigen Beitrag leisten.

Kinder wachsen in einer hoch technisierten Wissensgesellschaft auf. Naturwissenschaften und Technik prgen unser tgliches Leben und ben groen Einfluss auf unsere gesell schaftliche und wirtschaftliche Entwicklung aus (BayBEP 2006, S. 272). Naturwissenschaft liches Lernen ist also in unserer Gesellschaft beraus wichtig. Die IJF hat es sich zur Aufgabe gemacht, Kinder und Jugendliche fr Zukunftstechnologien fr die Bereiche Naturwissenschaft und Technik zu begeistern. Was liegt also nher, als schon im Kindergartenalter damit zu beginnen? Aber sind eigentlich Kindergarten und Grundschulkinder schon in der Lage, Phnomene zu deuten oder gar zu verstehen? In der Praxis ist zu beobachten, dass Kinder naturwissen schaftliche Phnomene bestaunen und hinterfragen. Beim Experimentieren sind sie mit Freu de und Ausdauer bei der Sache. Kinder interessieren sich fr Naturwissenschaften und sind in der Lage, die Inhalte zu verstehen! Forschungen stellten das ungebremste Interesse der Kleinen an allem, was mit Technik und Naturwissenschaften zu tun hat und eine nahezu grenzenlose Neugier fest (vgl. Lck 2000). Reicht neben dem Interesse junger Kinder auch deren Konzentrationsfhigkeit, Beobach tungsgabe und experimentelles Geschick aus? Aufgrund der Stufenlehre von Piaget wurde angenommen, dass sich erst ca. Zwlfjhrige vom Konkreten zum Formalen lsen und kausale Zusammenhnge erfassen knnen. Es zeichnet sich aber deutlich ab, dass sich die

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ersten kognitiven Entwicklungsstadien vorverlegt haben vielleicht eine Folge der viel fltigen Einflussfaktoren, die heute auf die Kinder einwirken (vgl. Lck 2000).

Den pdagogischen Fachkrften und Kindern soll es gelingen, sich eine kindliche Neugierde zu erhalten und das unbefangene Fragenstellen (wieder) zu entdecken, um so zusam men die Faszination der Naturwissenschaften zu erleben. Beim naturwissenschaftlichen Ler nen geht es sowohl um die Erfahrungen und Fragen der Kinder, als auch um methodische Verfahren und um die Bercksichtigung der entsprechenden Fachwissenschaften im gesellschaftlichen Bezug (vgl. Hartinger, 2007, S.267 268). Bereits im Elementar und Primar bereich sollen Grundsteine fr naturwissenschaftliches Arbeiten gelegt werden, damit diese Begeisterung sich bis ins Erwachsenenalter durchziehen kann.

Kindliche Fragestellungen aufgreifen Kinder staunen lassen Faszination fr Naturwissenschaften und Technik schon im Kindergarten und in der Grundschule wecken Die gesamte Persnlichkeit der Kinder im Blick haben und frdern Mdchen und Jungen begeistern Handlungsorientierung und forschendes Lernen durch Einsatz von Experimenten Kindgeme Sachlichkeit und Begrifflichkeit frdern Nachhaltiges Lernen durch ein Spiralcurriculum vom Einfachen zum Komplexen Freude am Experimentieren wecken Zusammenhnge von Gesetzmigkeiten kennenlernen Kinder bewusst werden lassen, dass man sich mit Dingen auseinandersetzen muss, um sie zu verstehen

(vgl. Berthold/Hiebl 2009) Training der Geschicklichkeit Verbesserung der sinnlichen Wahrnehmung4

Schulung des genauen Beobachtens Frderung der sprachlichen Kompetenzen Kognitive Aspekte: Deutung der Phnomene Verstehen anbahnen Einfhrung von naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen und techniken Strkung des Sozialverhaltens

Befhigung der pdagogischen Fachkrfte zur selbststndigen Umsetzung und kreativen Einbindung der naturwissenschaftlichen und technischen Experimente Erhhung der Aufmerksamkeit pdagogischer Fachkrfte beim Entdecken naturwissenschaftlicher Zusammenhnge im Alltag Hilfe zur Entwicklung einer forschungsfreundlichen Grundhaltung in der Kindertagessttte und in der Grundschule Lokale Fortbildungsveranstaltungen, die die Mglichkeit zum Vernetzen geben (Ideenaustausch der Fachkrfte untereinander frdern) Gewhrleistung einer kontinuierlichen naturwissenschaftsorientierten Grundbildung durch Einbindung von Fachkrften aus dem Elementar , Primar und Sekundarbereich Abbau von Berhrungsngsten Untersttzung der pdagogischen Fachkrfte mit praxisorientiertem Material

Ansprechpartnerin sein fr pdagogische Fachkrfte, Lehrkrfte und Eltern bei Fragen rund um das Thema Frhe naturwissenschaftlich technologische Bildung Einbinden des Elementar und Primarbereichs in das IJF Netzwerk Bildung Wirtschaft Forschung Naturwissenschaftlich technologische Bildung von Anfang an als Teil eines ganz heitlichen Bildungsprozesses implementieren Kindern sinnliche und sinnvolle Lernprozesse ermglichen

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Die folgenden Ausfhrungen zu den naturwissenschaftlichen lerntheoretischen Grundlagen nehmen Kinder von etwa drei bis zehn Jahren in den Blick. Hierbei kann fr Kindergarten und Grundschulkinder gemeinsam festgestellt werden, dass Kinder als aktiv Lernende wahr genommen werden und die pdagogischen Fachkrfte als Begleiter individueller Lernprozesse zu sehen sind. Das gemeinsame Nachdenken ber Beobachtungen, das Auf stellen und berprfen von Hypothesen und die Dokumentation der Lernprozesse sind zentrale Elemente der naturwissenschaftlichen Arbeit mit Kindergarten und Grundschul kindern. Themen werden hierbei mehrperspektivisch betrachtet. Lerngegenstand und Lernzeitpunkt orientieren sich unter anderem an den Interessen des Kindes. In der Schule richtet sich das Lernen zustzlich an den Themen und Lernzielen des Lehrplans aus. Nach Piagets Stufenlehre befinden sich Kinder in dieser Altersstufe auf der konkret operationalen Stufe. Das bedeutet, dass Kinder aktiv handeln mssen, um Inhalte zu begreifen. Sein Pldoyer fr das aktive Konstruieren, fr handelndes Lernen und fr die allmhliche Verinnerlichung der Handlungen wurde in Konzeptionen ( ) fr den Sach unterricht der Grundschule eingesetzt (Einsiedler 2005, S. 375). Auf der Grundlage bewusster Wahrnehmung und zunehmend analytischen Denkens erschlieen sich die Schler Begriffe, Zusammenhnge, Strukturen sowie Modellvorstellungen und wenden erworbenes Wissen in verschiedenen Situationen an. (Bayerischer Lehrplan, S. 34) Dieses Zitat aus dem Lehrplan beschreibt den Anspruch naturwissenschaftlichen Lernens in der Grundschule, der ber die Beobachtungen und Reflexion von Phnomenen hinaus geht und Sachlichkeit und Begriffsbildung anbahnen soll. Die Fachwissenschaften und deren Erklrungsmuster sind hierzu die Grundlage. An dieser Stelle stellt sich noch die Frage, wie man Erklrungen fr naturwissenschaftliche Phnomene kindgem vermittelt. In dieser Altersstufe geht es weniger darum, dass der Erwachsene schlielich eine fachwissenschaftlich korrekte und mit wissenschaftlichen Begriffen besetzte Erklrung zur Verfgung stellt. Vielmehr geht es darum, an das Vorwis sen und die sprachliche Darstellungsweise der Kinder anzuknpfen und im Gesprch die Kinder zu einer naturwissenschaftlichen Sichtweise hinzuleiten. Wichtig ist dabei, die Sprache und die Begrifflichkeiten der Kinder aufzugreifen und durch Impulse zu entwickeln. Der Erwachsene muss natrlich die Erklrung wissen, um diese Gesprche zu lenken. Von Erwachsenen gegebene Erklrungen berfordern die Kinder hufig und verhindern das Aufbauen eigener Vorstellungen (vgl. Mller, 2009).

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Das Kind wird als aktives, kompetentes Wesen gesehen, das seine Entwicklung mitgestaltet und seine Bildung mit konstruiert. Die Selbstbestimmung und Selbstttigkeit des Kindes wird strker betrachtet, ebenso die Eigenaktivitt der Wissensaneignung. Um nachhaltige Bildungsprozesse in Gang zu bringen, wird das Lernen als Ko Konstruktion (Lernen durch Zusammenarbeit) gestaltet. Die soziale Interaktion mit anderen Kindern oder Erwachsenen frdert die geistige, soziale und sprachliche Entwicklung. Das Lernen von Fakten rckt in den Hintergrund. Es geht darum, das eigene Verstndnis von den Dingen und der Welt zum Ausdruck zu bringen und sich mit anderen auszutauschen, um so seine Lebenswelt zu erweitern. Dafr ist es wichtig, dass der Erwachsene sich als Ko Konstrukteur wahrnimmt und mit dem Kind einen Dialog eingeht. Das Kind wird ermutigt, Bedeutungen zu entdecken, auszu drcken und mit anderen in einen Dialog zu treten. Es sollte seine eigenen Ideen und Aufzeichnungen mit anderen Kindern teilen und die Ideen anderer Kinder kennenlernen. Die Theorien der Kinder werden beachtet und diskutiert, um nicht nur die bloe Vermittlung von Fakten zu frdern, sondern um einen ko konstruktiven Prozess in Gang zu bringen. Fr die Ko Konstruktion sind drei Ebenen von Bedeutung: - Gestaltung: Diese kann sich z. B. auf die Durchfhrung von Experimenten beziehen, aber auch auf die Nutzung von Alltagsphnomenen. - Dokumentation: Dadurch werden die Ergebnisse der Kinder festgehalten, eigene Ideen werden ausgedrckt und das Kind erhlt die Mglichkeit, an Ideen anderer teilzuhaben. - Diskurs: Der Prozess, in dem man mit Kindern ber die Bedeutungen spricht, ist die eigentliche Ko Konstruktion. Bedeutungen werden ausgedrckt, geteilt und mit anderen ausgehandelt. Die Beteiligten versuchen die Bedeutungen der anderen zu begreifen. Ko Konstruktion kann immer dann eingesetzt werden, wenn das Kind versucht, sich die Welt um sich herum zu erklren. Deshalb brauchen Kinder Erwachsene, die ihnen zuhren, sich mit ihren Ideen auseinandersetzen und sie zum Fragenstellen ermutigen.

Joachim Kahlert verknpft in seinem Modell didaktischer Netze (Kahlert 2005) die Lebens welt der Kinder mit fachwissenschaftlichen Bezgen. Dieses Modell macht Lernen in

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Zusammenhngen mglich und zeigt sinnvolle Beziehungen mehrerer Perspektiven eines Themas aus verschiedenen Fachwissenschaften auf. Zum Beispiel kann das Thema Energie nicht rein naturwissenschaftlich betrachtet werden, denn hier spielen auch kono mische, soziale, ethische und politische Aspekte eine Rolle. Hartinger & Kster (2007) sprechen unter Verweis auf Joachim Kahlert von drei Ebenen sachunterrichtlicher Erfahrungen: individuelle Erfahrungen der einzelnen Kinder : gemeinsam geteilte Deutungen Erklrungsmuster der Fachwissenschaften Die individuellen Erfahrungen der Kinder werden aufgegriffen, dennoch wird man feststellen, dass viele Kinder hnliche Erfahrungen gemacht haben. Somit werden die Erfahrungen also auf die Ebene der gemeinsam geteilten Deutungen gehoben. Dieses stellt den ersten Schritt in Richtung Sachlichkeit und Begriffsbildung dar. Die Ebene 3 legt die Fachwis senschaften und deren Erklrungsmuster zu Grunde.

Kinder beschreiben ihre Einzelbeobachtungen von Erfahrungen und stellen sie in Beziehung zu vorher erlebten Phnomenen. Wenn sie damit nicht mehr zufrieden sind, suchen sie nach einem gemeinsamen Prinzip, das hinter einem Phnomen steht. Diese Phnomenkreise tragen zum Verstehen bei, indem Einzelphnomene verbunden werden. Fr die Praxis gilt (Spreckelsen 1998, S. 219): Genaues Beobachten konkreter Einzelphnomene Heranziehen anderer Einzelphnomene mit gleichem Funktionsprinzip, aber mglichst unterschiedlicher Erscheinung (= Phnomenkreis) Verwendung von Materialien aus der Lebenswelt der Kinder

Die folgenden Leitfragen sind eine Hilfestellung beim Experimentieren und knnen als Grundlage fr die Formulierung weiterfhrender Fragestellungen verwendet werden (Valdix 2005, S. 24 40): Vergleichen: Kenne ich etwas hnliches? Ersetzen: Kann ich ein Material durch ein anderes ersetzen? Was geschieht dann? Vertauschen: Kann ich die Materialien auswechseln oder vertauschen? Ist die Reihenfolge der Durchfhrung vernderbar?8

Umkehren: Kann ich das Experiment umgekehrt durchfhren bzw. den Ausgangszustand wiederherstellen? Verbinden: Kann ich zwei Experimente oder Teile davon miteinander verbinden?

Das Vorwissen der Kinder beeinflusst das Lernen. Die Conceptual Change Forschung be schftigt sich mit Schlervorstellungen und Mglichkeiten ihrer Vernderung. Natur wissenschaftlicher Unterricht soll Alltagswissen in wissenschaftliche Konzepte berfhren. Dazu muss man die Vorstellungen und Denkweisen der Kinder kennen. Ihre Wahrneh mungen sind oft viel komplexer als die uerungen darber. Kinder orientieren sich am De tail, weil es auffllig und leicht fassbar ist. Die Wissensaufnahme ist aktiv und selektiv. Bei radikaler Umstrukturierung von Schlervorstellungen werden falsche Konzepte aus radiert und die Kinder werden mit neuen Konzepten konfrontiert. Diese neuen Konzepte werden nicht wirklich bernommen, sondern die Kinder sehen Unter richts und Alltagswissen als getrennte Bereiche an (vgl. Max 1997, S. 69). Es wird kein Zusammenhang zwischen Schul und Alltagswissen erkannt. Damit wird kein Konzeptwech sel (Conceptual Change) vollzogen, sondern Alltagsvorstellungen, die sich in vielen Situationen bewhrt haben, existieren neben wissenschaftlichen Vorstellungen weiter (vgl. Duit 1997, S. 238). Weiche Ausdifferenzierung von Schlervorstellungen geschieht dagegen etappenweise. Immer gibt es Anwendungsphasen, um das Denken der Kinder an das wissenschaftliche Denken anzunhern. (Max 1997, S. 70) Lernen beginnt mit Verwunderung. Beunruhigung durch etwas Unerwartetes lst Bem hungen aus, diese zu berwinden (Max 1997, S. 65). Ist die eigene Erklrung unbefriedigend, die neue aber verstndlich und nachvollziehbar, kann Vernderung stattfinden.

Lernen unter konstruktivistischer Perspektive leitet sich aus den berlegungen zu Schler vorstellungen und Conceptual Change ab. Lernumgebungen, die dem moderaten Konstruk tivismus entsprechen (vgl. Mller 2000), zeichnen sich aus durch das Aufgreifen von Vorerfahrungen und Vorkenntnissen, die Ermglichung kognitiver Konflikte, aber auch von Kompetenzerleben,9

selbststndiges Lernen, die Kommunikation und Kooperation unter den Kindern, individuelle Lernwege (auch Fehler und Umwege), die Einbettung von Fragen, Aufgaben und Problemstellungen in Alltagssituationen und metakognitive Prozesse, also das Nachdenken ber den eigenen Lernweg. Auf der Grundlage bewusster Wahrnehmung und zunehmend analytischen Denkens erschlieen sich die Schler Begriffe, Zusammenhnge, Strukturen sowie Modellvorstellungen und wenden erworbenes Wissen in verschiedenen Situationen an. (Bayerischer Lehrplan, S. 34) Die Kinder probieren mglichst viel selbst aus, gehen dabei auch Umwege und tauschen sich darber aus. Ein Transfer zwischen dem Lernen innerhalb und auerhalb der Schule wird durch die Einbettung der Lerninhalte in bekannte (Alltags )Situationen ermglicht. Die Reflexion ber eigenes Handeln und Denken fhrt zum Lernen lernen. Bei Bedarf sind Hilfen und geeignete (instruktive) Lenkungsmanahmen, die zum Begrnden, Weiterdenken, Vergleichen, Anwenden oder Zusammenfassen anregen, wichtig. Die Aktivitt der Schler steht im Mittelpunkt (vgl. Franz, 2005 S. 17 23).

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Der Grundstein fr Lernfreude und die in unserer Wissensgesellschaft unerlssliche Bereit schaft zu lebenslangem Lernen wird in den ersten Lebensjahren gelegt (BayBEP, S.9). Im Bayerischen Bildung und Erziehungsplan hat das Thema Naturwissenschaft und Technik ein eigenes Kapitel. Das Bewusstsein, Kinder in diesen Bereichen strker zu frdern ist seitdem strker in den Mittelpunkt gerckt. Im BayBEP heit es dazu: Kinder zeigen hohes Interesse an Alltagsphnomenen der belebten und unbelebten Natur und an Technik. Sie sind bestrebt, nachzuforschen und herauszufinden, warum das so ist oder wie etwas funktioniert. Kinder bis zur Einschulung sind fhig, sich mit Themen aus Naturwissenschaften und Technik nher auseinanderzusetzen. Neuere Forschungsbefunde zeigen, dass bereits Drei bis Fnfjhrige hierfr die entwicklungspsychologischen Voraussetzungen haben. (BayBEP, S. 272)

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Dass Kinder im Vorschulalter groes Interesse an naturwissenschaftlichen Themen haben, zeigt sich auch an der Beliebtheit von entsprechenden Fernsehsendungen (Sendung mit der Maus, Wissen macht Ah, Willi wills wissen) und Angeboten wie Kindermuseen oder Technik ausstellungen. Es ist besonders wichtig, dieses Interesse zu erhalten und weiter zu frdern. Der Bildungs und Erziehungsplan listet als Anregungen fr Erzieher/innen die fr Kinder interessanten Bereiche mit Einzelaspekten auf (s. Anhang). Vergleicht man diese Liste mit den im Lehrplan der Grundschule verankerten Themen, zeigen sich zahlreiche ber schneidungen. Auch in den Lehrplnen der Sekundarstufe I tauchen die gleichen Themen wieder auf. Hier wird deutlich, wie naturwissenschaftliches Lernen von Anfang an im Idealfall aussehen sollte: Dasselbe Phnomen, etwa das verzerrte Spiegelbild in einem gewlbten Spiegel, wird immer wieder beobachtet. Die Art der Auseinandersetzung mit dem Phnomen ndert sich im Laufe eines Kinderlebens: vom Staunen und Lachen des Dreijhrigen ber das syste matische Untersuchen verschiedener Spiegel des Siebenjhrigen bis hin zur Erklrung des Phnomens mit Hilfe von Strahlengngen in der Sekundarstufe. Damit dieses spiralfr mige Lernen funktionieren kann, mssen Erzieher/innen und Lehrkrfte ber die Bildungs inhalte aller Altersstufen informiert sein. Aus diesem Grund ist es der IJF wichtig, nicht nur die Kinder zu begeistern, sondern auch die Forscher in den pdagogischen Fachkrften zu wecken und ihnen die Mglichkeit zu einem gemeinsamen Austausch zu geben.

Von den in Kapitel 3 beschriebenen Lerntheorien spielt das Lernen als Ko Konstruktion im Vorschulalter sicherlich die grte Rolle. Das gemeinsame Reden und Nachdenken ber Be obachtungen, das Aufstellen und berprfen von Theorien und die Dokumentation des Erlebten sind zentrale Elemente der naturwissenschaftlichen Arbeit mit Kindergartenkindern. Anders als in der Schule, wo das Lernen lernzielorientiert ist und einem klaren Zeit und Themenplan folgt, richten sich Lerngegenstand und Lernzeitpunkt im Vorschulbereich vor allem nach den Interessen des Kindes. Ross (2000) drckt dies in dem Satz Young children are scientists at play aus. Im BayBEP wird dies in den Kapiteln Pdagogische Leitlinien (S. 276) und Lernumgebung (S. 279) deutlich: Ein zentraler Ausgangs und weiterer Bezugspunkt sind die Fragen der Kinder und nicht bestimmte Disziplinen (BayBEP, S 276). Wichtiger als eine Liste der im Laufe des Jahres zu behandelnden Themen oder der durchzufhrenden Experimente sind Offenheit der Erzieher/innen fr die Fragen der Kinder und der (mglichst) freie Zugang zu einfachem11

Experimentiermaterial. Ein kleines Forscherlabor oder eine Experimentierecke mit freiem Zugang zu verschiedenen Materialien wie Lupen, Magneten, Messbechern, Spiegeln ... ermglicht den Kindern genau diesen fragenorientierten Zugang zu naturwissenschaftlichen Themen. Im Elementar und Primarbereich gilt, dass das eigenstndige, entdeckende Lernen der Kinder im Vordergrund gegenber Erklrungen der Erwachsenen stehen sollte (s. auch spter: Zentrale methodische Prinzipien fr das naturwissenschaftliche Lernen). Somit kann man wiederum feststellen: Von Erwachsenen gegebene Erklrungen berfordern die Kinder hufig und verhindern das Aufbauen eigener Vorstellungen (vgl. Mller, 2009). Ein weiterer wichtiger Aspekt beim naturwissenschaftlichen Arbeiten im Elementarbereich ist der bergreifende Ansatz: Lernen mit allen Sinnen, Schauen aus verschiedensten Blick winkeln auf ein Thema. Kinder entdecken und lernen mit allen Sinnen. Umgekehrt gilt, je mehr Sinne beim Lernen angesprochen werden, desto nachhaltiger ist der Lernerfolg. Ein Experiment zum Schwim men und Sinken von Gegenstnden beinhaltet also nicht nur die Frage nach der Dichte von Stoffen, sondern auch den haptischen Umgang mit dem Element Wasser, das Hren auf Gerusche, die entstehen, wenn etwas ins Wasser fllt, ein Regenlied, wenn Wasser von den Hnden tropft oder die Frage, warum nasse Hnde schneller frieren als trockene. Hier liegt auch die groe Chance frher naturwissenschaftlicher Bildung. Nie wieder haben die Kinder und auch die Lehrenden diese Freiheit, sich von kindlichen Interessen leiten zu lassen und den vielen Aspekten nachzugehen, die im Laufe eines Experiments im weitesten Sinne auftauchen.

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Der Bildungsauftrag der Grundschule umfasst den Erwerb von Wissen und Verstehen, die Entwicklung von Interessen und die Anbahnung von Wertorientierungen (vgl. Einsiedler 2000). Durch entdeckendes, problemlsendes Vorgehen und Denken beim naturwissenschaftlichen Lernen wird Wissen erworben, die Grundlage fr lebenslanges Lernen. Interessen hngen mit Lernmotivation und positiven Einstellungen zu Themen zusammen. Interessieren sich Kinder fr einen Lerngegenstand, dann sind sie bereit, sich weiter damit zu beschftigen. Hartinger (1997) stellte fest, dass in autonomie und handlungsorientiertem

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Unterricht Interessen nicht nur berleben, sondern sogar gesteigert werden knnen. Eine Chance, die im naturwissenschaftlichen Bereich genutzt werden muss! Wertorientierung bedeutet u. a. verantwortlich zu handeln. Das setzt eine kritische Sicht der Umwelt voraus. Naturwissenschaftliche Phnomene regen zum Hinterfragen an. Der Beitrag des Faches Heimat und Sachunterricht zum Bildungsauftrag der Grundschule wird im Fachprofil folgendermaen beschrieben: Der Bildungs und Erziehungsauftrag der Grundschule umfasst die Aufgabe, Kindern die Welt, in der sie leben, d. h. die natrlichen, kulturellen und sozialen Gegeben heiten und die sie umgebende Sachwelt zu erschlieen. Das Fach Heimat und Sachunterricht mchte die Schler befhigen, ihrer Entwick lung gem Ausschnitte ihrer Lebenswirklichkeit zunehmend differenziert wahrzu nehmen, zu begreifen und begrifflich zu fassen, sie in wichtigen Zusammenhngen gedanklich zu durchdringen, zu deuten und zu werten. Dies trgt dazu bei, dass die Schler ein besseres Verstndnis von sich in ihrer Welt entwickeln, der Unterricht also identitts und persnlichkeitsbildend wirkt. Das gelingt vor allem dann, wenn Heimat und Sachunterricht den Schlern Interessengebiete erffnet. Durch zuneh mend objektivierende sowie fachliche Sichtweisen knnen die Schler mehr und mehr an dieser Lebenswirklichkeit teilhaben und jetzt und spter an deren Gestaltung verantwortlich mitwirken. Bezugspunkte des Heimat und Sachunterrichts sind somit das Kind, die Welt, die es umgibt, gesellschaftliche Anforderungen und eine wissenschaftsnahe Sachlichkeit. (Bayerischer Lehrplan, S.34) Heimat und Sachunterricht lsst Raum zur Entfaltung von Neugierde und Kreativitt, zum Sich Einlassen auf Menschen, auf die Natur, auf Sachen. Die Schler mssen Gelegenheiten bekommen, ber die Schnheit und Einzigartigkeit der Umwelt zu staunen und sich zu freuen, sollen aber auch Strungen und Zerstrungen spren, erkennen und hinterfragen. Die Schler erwerben Einstellungen und Haltungen, indem sie handelnd lernen, Sachverhalte rational durchdringen und sich erlebnishaft sowie wertend damit auseinander setzen. So erhalten sie Leitlinien fr Wertorien tierungen, Sinngebung und verantwortungsbewusstes Handeln und erkennen, wie sie sich an Vorgngen in ihrer Lebenswelt beteiligen und diese mitgestalten knnen. (Bayerischer Lehrplan, S.35)

1.2.1 Zeit erleben Zeiterfahrun g 1.2.2 Sinnesleistungen 1.2.3 Materialien 1.2.4 Krperpflege

2.2.1 Ein Ereignis in meinem Leben 2.2.2 Meine Person 2.2.3 Ernhrung 2.2.4 Obst und

3.2.1 Mein Krper 3.2.2 Sinnesleistungen 3.2.3 Optische oder akustische 13

4.2.1 Die Entwicklung des Menschen 4.2.2 Vorstellungen von der eigenen Zukunft

1.2.5 Wasser als Lsungsmittel

Gemse 2.2.5 Nhrstoffe

Phnomene

1.3.1 Spielen 1.3.2 Spiele im Wandel der Zeit 1.3.3 Technisches Spielzeug 1.4.1 Schule eine neue Gemeinschaft 1.4.2 Lebensgemeinschaft Familie

2.3.1 Freizeitgestaltung am Ort 2.3.2 Geld

3.3.1 Medien als Fenster zur Welt 3.3.2 Werbung

4.3.1 Trends 4.3.2 Statuss ymbole im Wandel der Zeit

2.4.1 Lebensgemeinschaft Familie 2.4.2 Haltung eines Haustieres 2.4.3 Im Verkehr

3.4.1 Zusammenleben in der Sc hule 3.4.2 Menschen arbeiten 3.4.3 Mas chinen helfen bei der Arbeit

4.4.1 Zusammenleben in der Gemeinde 4.4.2 Wir in der Welt die Welt bei uns

1.5.1 Die Wiese im jahres zeitlichen Wechsel 1.5.2 Tiere der Wiese 1.5.3 Pflanzen der Wiese

2.5.1 Die Hecke im Jahreslau f 2.5.2 Tiere der Heck e 2.5.3 Pflanzen der Hecke

3.5.1 Der Wald im Jahreslau f 3.5.2 Tiere des Waldes 3.5.3 Pflanzen und Pilze des Waldes 3.5.4 Bedeutung des Waldes

4.5.1 Der natrliche Kreislauf des Wassers 4.5.2 Wasser als Lebensraum fr Tiere und Pflanzen 4.5.3 Wass erversorgung, Abwasseraufbereitun g

1.6.1 Tageslauf 1.6.2 Tag und Nacht 1.6.3 Jahreslauf 1.6.4 Schulgelnde, Schulweg

2.6.1 Uhr und Uhrzeit 2.6.2 Kalender 2.6.3 Schulumgebung

3.6.1 Orts geschichte 3.6.2 Orientierung mit Kartenskizze und Karte im heimatlichen Raum

4.6.1 Regionalgeschichte 4.6.2 Orientierung mit der Karte

1.7.1 Luft und Leben 1.7.2 Erfahrungen mit Luft 1.7.3 Erfahrungen mit Wetter

2.7.1 Wasser und Leben 2.7.2 Erfahrungen mit Wasser 2.7.3 Erfahrungen mit Temperaturen

3.7.1 Verbrennung 3.7.2 Magnetismus und Elektrizitt 3.7.3 Nutzung von Strom 3.7.4 Technische Entwicklung im Wandel der Zeit 3.8.1 Verkehrsmittel Fahrrad 3.8.2 Vorschriften, Zeichen, Regelungen 3.8.3 Angemessenes Verhalten im Verkehr

4.7.1 Ausgangsstoffe und materialien 4.7.2 Kreislauf eines industriell gefertigten Produkts 4.7.3 Abfallentsorgung

Vorbereitung der Radfahrprfung Theorie zu den bungseinheiten 1 3

Abb. 1 Bayerischer Lehrplan S. 37

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Der aktuelle Lehrplan (seit 2000) gibt Raum fr naturwissenschaftliche Inhalte. Die Einzelinhalte werden exemplarisch ausgewhlt, sollen den Schlern zugnglich, fr ihr Leben wichtig und von der Sache her ergiebig sein. Zum Teil bauen sie sich, ebenso wie das methodische Vorgehen, ber die Jahrgangsstufen hinweg auf und werden gegebenenfalls in vertiefender Arbeit fortgefhrt. Sie beziehen sich auf Dimensionen, die aus Erfahrungen der Schler, Phnomenen aus ihrer Umwelt und bedeutsamen Fragen der Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft erwachsen und werden sachlich sowie methodisch aus fachlich orientierten Sichtweisen geklrt. Einerseits geht der Lehrplan somit in seiner Grundstruktur von Themen aus der Le benswirklichkeit der Kinder aus, andererseits fhrt er mit Hilfe der Lernfelder behutsam in fachliches Denken ein. Diese Verschrnkung ermglicht es, Sachver halte mehrperspektivisch zu erschlieen und zu vernetzen. (Bayerischer Lehrplan, S. 36)

Die Vielfalt an Experimenten lsst sich weitgehend einzelnen inhaltlichen Bereichen oder Themen zuordnen. Betrachtet man in diesem Zusammenhang die Ausfhrungen des Lehrplanes, gibt es fr jede Jahrgangsstufe entsprechende Beispiele: 1. Jahrgangsstufe: Sinnesleistungen, Materialien, technisches Spielzeug, Luft, Wetter... 2. Jahrgangsstufe: Nhrstoffe/Ernhrung, Hecke, Uhr, Wasser, Temperatur... 3. Jahrgangsstufe: Atmung, Sinnesleistungen, optische/akustische Phnomene, Wald... 4. Jahrgangsstufe: Wasser, Ausgangsstoff und Ausgangsmaterial...

Einfache Experimente sind explizit vorgeschlagen. Biologische, chemische und physikalische Themenbereiche sind im Anhang zu finden.

Der Erwerb methodischer Kompetenzen ist an spezifische Inhalte gekoppelt. Das Anwenden erlernter Methoden ermglicht den Kindern das eigenstndige Suchen nach Lsungen und Ergebnissen. In einem steten Lernprozess werden dabei erworbene Kenntnisse und methodische Fhig keiten angewandt, berprft und auch wieder verworfen. Das Fehlermachen und die gemeinsame Reflexion darber bieten gerade whrend des Experimentierens die Chance, den Lernzuwachs zu steigern und langfristig den Lernerfolg zu erhhen. Der Unterricht knpft an Vorerfahrungen und Erlebnisse der Schler an. Die Unterrichts methoden sollen das aktive Lernen der Kinder frdern und sind am Lernbegriff des eigen stndigen Konstruierens des Wissens orientiert. Originale Begegnung und selbstttige Auseinandersetzung mit der Wirklichkeit sowie ein verweilendes und anschauliches Lernen15

mit vielen Sinnen sind Grundlage der Erfahrungs und Erkenntnisbildung. Neben situativen Anlssen sind dafr unter anderem Unterrichtsgnge zu auerschulischen Lernorten, Aufent halte in Schullandheimen, die Einrichtung und Pflege eines Schulgartens, die Beteiligung der Schler an Aktionen und rtlichen Ereignissen einzuplanen. Vor allem folgende Lernformen untersttzen die Erziehung zur Selbststndigkeit: : Die Schler entwickeln Annahmen, berprfen sie und finden mglichst selbststndig die angestrebten Kenntnisse heraus. Der Lernweg geht von Fragen aus und fhrt ber Lsungsplanungen zu Ergebnissen, Schlussfolgerungen sowie Anwendungen. Denken und Tun werden zusammengebracht; die Kinder setzen bewusst Handlungsabsichten in Schrittfolgen und zielfhrende Ttigkeiten um. Lehrer und Schler planen und realisieren eine Unterrichtseinheit, bei der in Gruppen und hufig mit fcherbergreifender Perspektive ein gemeinsames Produkt oder eine Aktion entsteht.

Die Schler lernen insbesondere, wie sie Wissen erwerben, speichern und anwenden knnen. Dieses Lernen des Lernens untersttzen (z. B. Betrachten, Beobachten, Halten und Pflegen, Experimentieren, Diskutieren, Rollenspiele, Befragen, Arbeiten mit Quellen, Umgehen mit Skizzen und Plnen), (z. B. Sammeln, Ordnen, Vergleichen; Beschaffen, Auswerten und Weitergeben von Informationen; Darstellen und Gestalten von Unterrichtsergebnissen, gezieltes Auswerten von audiovisuellen Medien, Sachbchern, Texten, Tabellen und Grafiken), (z. B. selbststndiges und gemeinsames Planen, Durchfhren und Abschlieen von Vorhaben). ( Bayerischer Lehrplan, S. 36)

Die Experimente sollten weitgehend mit Alltagsmaterialien einfach durchzufhren und ein deutig im Ergebnis sein. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Experimente ohne groen Aufwand wiederholt werden knnen und Variationen in der Durchfhrung mglich sind. Somit gibt man den Kindern die Mglichkeit individuelle Erfahrungen zu machen, diese mit anderen zu deuten, um somit den Grundstein fr Sachlichkeit und Begriffsbildung zu legen. Die Mglichkeit den Versuch selbstndig zu wiederholen, ihn mit Bekanntem zu vergleichen,16

Versuchsmaterialien zu ersetzen oder irgendetwas am Versuch zu verndern, setzt die Grundlage zum Weiterentwickeln und Weiterforschen. Um die fr das Experimentieren notwendigen Voraussetzungen bei den Kindern zu schaffen, ist eine schrittweise Einfhrung in diesen Bereich ebenso wichtig wie das stndige Schulen fachspezifischer und berfachlicher Arbeitsweisen. Stets gilt es z. B. bestimmte Schritte bei der Durchfhrung der Experimente zu beachten sowie entsprechende Sicherheitsma nahmen zu ergreifen.

6.1 fr die KindertagessttteWie in Kapitel 4 ausgefhrt, muss sich naturwissenschaftliches Lernen im Elementarbereich am Prinzip der Ganzheitlichkeit orientieren. Ausgangspunkt allen Lernens soll die Beobachtung eines Phnomens in der Natur oder im huslichen Alltag sein, nicht ein von den Erzie her/innen vorgegebenes Experiment. Unter dem Schlagwort Von der Alltags beobachtung zum Experiment knnen mit den Kindern zusammen die Bereiche Licht, Luft, Wasser, Erde, Wachstum, Elektrizitt, Feuer und viele andere mehr untersucht werden. Wie diese Art von Lernen aussehen kann, wird im Folgenden an zwei Beispielen aufgezeigt:

Ein Kind sitzt beim Essen und beobachtet zuflligerweise sein Spiegelbild in einem Suppen lffel. Es stellt fest, dass sein Spiegelbild auf dem Kopf steht, wenn es sich in der nach innen gewlbten Seite des Lffels betrachtet. In der nach auen gewlbten Seite des Lffels ist das Spiegelbild richtig herum, jedoch leicht verzerrt zu sehen. Aus dieser Alltagsbeobachtung heraus knnen verschiedene Forschungszweige entstehen: Die Suche nach spiegelnden Oberflchen in Haus, Garten, Park und freier Natur; dabei knnen die Grundeigenschaften eines Spiegels herausgearbeitet werden (glatte Oberflche, reflektierende Rckwand) Experimente mit verschiedenen Spiegeln (Spiegelkacheln, biegsame Spiegel, Mehrfachspiegel, Katzenauge ) Wie sehe ich mich selbst? Selbstwahrnehmung, Selbstportrt, wie gro bin ich in echt und im Spiegelbild, Vergleich Spiegelbild und Photographie

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Materialkunde: Wie kann ich eine Oberflche glatt oder rau machen Spiegelbilder erzeugen oder zerstren? Philosophie: ist mein Spiegelbild ein zweiter Franz? Gibt es ein Spiegelbild auch, wenn ich nicht hinschaue? Kann der Franz im Spiegel auch sehen und hren? Welchen Weg die Kinder von der ursprnglichen Beobachtung des Spiegelbildes im Lffel aus gehen werden, hngt vom Alter und ihren Interessen ab. In der Kita sollte also eine Experimentierkiste mit Materialien fr Experimente zum Thema Licht und Reflexion vorhanden sein, vor allem aber sind Erzieher/innen wichtig, die sich mit den Kindern zusammen auf die Suche nach hnlichen Phnomenen, nach vergleichbaren Beobach tungen, aber auch nach den hinter den Dingen liegenden philosophischen Fragen machen.

Beim Spaziergang beobachten die Kinder einen Heiluftballon. Sie sehen ihn steigen und hren dabei ein rauschendes Gerusch. Ein Kind hat schon mal bei einem Ballonstart zugesehen und wei, dass unten im Ballon ein Feuer brennt. Die Fragestellung Wie kann ein Heiluftballon fliegen, obwohl er gar keinen Motor und keine Tragflchen hat?, kann man auf verschiedenen Wegen bearbeiten: Experimentell: heie und kalte Luft beobachten (Luftstrmung ber der Heizung oder dem Toaster bzw. unter dem Gefrierfach), Ausdehnung von Luft beim Erwrmen beobachten, eventuell Verbindungen zu den Kindern bekannten Experimenten (das Ei in der Milchflasche) herstellen Theaterpdagogisch: Luft lsst sich sehr schn als Theaterspiel darstellen die Luft tanzt in den Ballon hinein und heraus und offensichtlich vertreibt das Feuer einen Teil der Luft aus dem Ballon, so dass er ganz leicht wird In vergleichender Beobachtung: Was kann alles fliegen oder schweben? Gibt es einen Unterschied zwischen Fliegen und Schweben?

Die beschriebenen Beispiele zeigen, dass ein fragenorientierter Ansatz (siehe S. 19) sehr viel besser von den Erzieher/innen selbst als von Fachpersonal von auen verwirklicht werden kann. Nur die Erzieher/innen sind tglich mit den Kindern zusammen und knnen die aus zuflligen Beobachtungen entstehende Forscherlust anfachen und untersttzen.

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Die Fortbildungen der IJF wollen in den pdagogischen Fachkrften die Lust am Entdecken und Experimentieren wecken und Sicherheit im Umgang mit naturwissenschaftlichen Fragestellungen vermitteln. Die Themen der Fortbildungen knnen sich an den Elementen Feuer, Wasser, Luft und Erde sowie den Phnomenen Licht, Magnetismus, Elektrizitt etc. orientieren. Damit wre ein mglicher Titel fr eine Erzieherinnenfortbildung: Von der Alltagsbeobachtung zum Experiment, Philosophie und Kunst wir betreiben Natur wissenschaft mit allen Sinnen am Beispiel des Themenkreises Licht (bzw. Luft, Wasser, Elektrizitt, Magnetismus, Energie).

Um Kinder und Erzieherinnen fr Naturwissenschaften zu begeistern, bietet die IJF an, dass ein Forscher Kindertageseinrichtungen besucht. Um Nachhaltigkeit zu gewhrleisten, besu chen wir interessierte Kindertageseinrichtungen dreimal innerhalb eines Monats. Beim ersten Besuch wird der Beruf des Forschers vorgestellt: Was macht man da, was be ntigt man um zu forschen, wie wird man Forscher etc. Verschiedene Materialien werden den Kindern vorgestellt, z. B. Messbecher, Petrischale, Pipette, Reagenzglas, Schutz kleidung, Mikroskop etc. Die Kinder drfen Verschiedenes ausprobieren und Fragen stellen. Bei jedem Besuch fhren wir ein Experiment mit den Kindern durch, das die Kinder dann eine Woche weiter beobachten. In der nchsten Woche folgt der Austausch, das Philoso phieren mit einem Experten, der die Meinungen der Kinder aufgreift, hinterfragt und weitere Denkanste gibt. Hier einige Beispiele fr Experimente die wir mit den Kindern durchfhren wollen: Im ersten Experiment lsen die Kinder Stoffe in kaltem/warmen Wasser auf. Anschlie end wird das Wasser gewogen um zu sehen, dass die Stoffe nicht weg sind, sondern nur im Moment nicht zu sehen. Anschlieend kann man in einem Lffel durch Hitze das Salz wieder sichtbar machen. In das Glas wird ein Stck Wolle gehngt, die Kinder beob achten in der Woche, was passiert. Die Kinder bauen ein Schaummonster und lassen es schumen. Erklrung wie Kohlen sure entsteht, Fragestellung warum Backpulver im Kuchen wichtig ist. Die Kinder ber legen in dieser Woche, wo Kohlensure zu finden ist. Aus einer Zitrone, einer Stahlschraube und einem Stck Kupferdraht wird eine Batterie19

gebaut. Durch einen Kopfhrer kann man es knistern hren, man hrt den Strom oder betreibt einen Wecker damit. Wie kann man noch mehr Strom erzeugen? Warum entsteht aus Sure Strom? Was ist in Batterien? Petrischale mit Nhrboden, so vermehren sich Bakterien, Schimmelbildung. Es wird ein Versuch mit drei Petrischalen gemacht: In die eine fasst ein Kind, das sehr schmutzige Hnde hat, in die zweite ein Kind, das seine Hnde ohne Seife gewaschen hat, in die dritte ein Kind, das seine Hnde mit Seife gewaschen hat. In welcher Schale waren die meisten Bakterien? Wo findet man noch Schimmel?

Damit die Experimente fr Kinder besser im Gedchtnis bleiben, sind diese in Geschichten eingebunden. Zum Beispiel: Der kleine Drache braucht Hilfe, weil kein Schaum mehr aus seinem Mund kommt; der kleine Drache findet seinen Zucker nicht mehr, der in den See gefallen ist etc. Nach jedem Experiment malen die Kinder sich selbst einen Versuchsablauf, damit sie spter noch wissen, wie das Experiment funktioniert hat. Beim letzten Besuch bekommen die Kinder (und Erzieher/innen) Tipps, wie sie sich ein eigenes Labor einrichten knnen, um dann alleine weiter zu forschen. Um die Forschungs ergebnisse zu sammeln, bekommen die Kinder ein Forscherbuch, in das sie ihre Experimente und Erfahrungen eintragen knnen. Wenn das Buch voll ist, drfen sie es an die IJF schicken und bekommen im Gegenzug eine kleine Anerkennung berreicht.

6.2 fr die GrundschuleDie Umsetzungsmanahmen der IJF fr die Grundschule basieren auf einer konstruktivistischen Lerntheorie. Vorerfahrungen und Vorkenntnisse der Schler werden aufgegriffen. Die Kinder probieren mglichst viel selbst aus, gehen dabei auch Umwege und tauschen sich darber aus. Ein Transfer zwischen dem Lernen innerhalb und auerhalb der Schule wird durch die Einbettung der Lerninhalte in bekannte Situationen ermglicht. Die Schler werden angeregt, ber die eigenen Lernwege nachzudenken. Bei Bedarf sind Hilfen und geeignete Impulse durch die Lehrkraft oder auch Mitschler wichtig, die zum Begrnden, Weiterdenken, Verglei chen, Anwenden oder Zusammenfassen anregen. Instruktion und Konstruktion haben ihre Berechtigung. Die Aktivitt der Schler steht im Mittelpunkt. Natrliches Interesse und kindliche Neugier sind Ausgangspunkte fr das Experimentieren, zustzlich gibt es im Lehrplan der Grundschule verbindliche Lernziele, welchen man gerecht werden muss. Die IJF setzt sich zum Ziel, beides zu bercksichtigen. Es geht darum,20

Situationen zu schaffen, in denen sich die Kinder aktiv und mglichst selbstgesteuert mit ihrer Umwelt auseinandersetzen. Diese Umwelt ist heute zunehmend technisiert. Die IJF mchte von Anfang an die Auseinandersetzung mit Naturwissenschaften und Technik untersttzen. Vergleicht man Kindergartenkinder mit Grundschulkindern, so stellt man fest, dass Grund schulkinder ausdauernder und genauer sind, wenn es um die Durchfhrung eines Experiments geht. Die Lernprozesse der Kinder stehen im Vordergrund und der Blick ist darauf gerichtet, diese in ihrem Bemhen zu untersttzen, ihre Lebenswirklichkeit zunehmend differenzierter wahrzunehmen, zu begreifen und begrifflich zu fassen. Die The men der IJF Energie und Technik sind aus der Lebenswelt und dem Interesse der Kinder genommen und untersttzen zustzlich Lehrkrfte bei der Umsetzung des Lehrplans. Naturwissenschaftlicher Unterricht soll Alltagswissen in wissenschaftliche Konzepte ber fhren. Methodisch trgt die IJF besonders dem forschend entdeckenden Lernen der Schlerinnen und Schler Rechnung: Die Schler entwickeln Annahmen, berprfen sie und finden mglichst selbststndig die angestrebten Kenntnisse heraus. Zu folgenden Forscherfragen sollen Experimentiermglichkeiten angeboten werden, wobei man das Vorwissen der Schlerinnen und Schler einbeziehen muss:

Kinder untersuchen technische Gerte aus ihrer Erfahrungswelt Wie funktioniert technisches Spielzeug? (Mit mechanischem Spielzeug spielen und die Funktion erkennen) Ein Modell bauen Wie helfen Maschinen dem Menschen? (Eine mechanische Funktion erkunden: Rolle, Hebel oder einfacher Antrieb) Entwurf, Bau (technischer Baukasten) und Erprobung einfacher Krne, Seilwinden, Fahrzeuge o.. Wie funktionieren Gerte (Handy, Mikrowelle) und Maschinen?

Welche Energie brauche ich zum Leben? (Wrme, Elektrizitt, Licht, Nahrung...) Wo kommt diese Energie her? (Energiequellen, Schlerprojekte zu Kraftwerken in der Nhe, Nutzung regenerativer Energien)

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Wie viel Energie verbrauche ich? (Alltagsbeobachtung, Protokoll fhren, Grenord nungen abschtzen) Was kann Energie? (Energieumwandlungen genauer untersuchen: Bewegung Elektrizitt, Bewegung Wrme, chemische Energie Wrme ...) Wie kann ich Energie sparen? (Energiesparen im Alltag: Wrmedmmung, Passiv huser; Wrmedmmung am Menschen: Wollpullover statt Heizung) Wie funktioniert eine Solarzelle, ein Motor, ein Generator im Alltag und im Modell?

Leider kommen die naturwissenschaftlichen Fcher schon in der Ausbildung der Lehramts studierenden meist zu kurz. Am ehesten entscheiden sich die Studierenden hier fr die Didaktik Biologie, vernachlssigend wenige fr Didaktik Physik oder Chemie. Der sptere Unterricht und auch der Lehrplan erfordern jedoch, alle naturwissenschaftlichen Fcher innerhalb des Sachunterrichts unterrichten zu knnen. Deshalb mchte die IJF gerade diese Fcher untersttzen, indem sie fr Lehrkrfte spezielle Fortbildungsangebote macht. Diese Angebote sollen zum einen die fachwissenschaftlichen Kompetenzen der Lehrkrfte frdern und zum anderen zeigen, wie man naturwissen schaftliche und technische Versuche mit Schlerinnen und Schlern didaktisch methodisch umsetzen kann.

Weitere Aktionen der IJF stehen unter dem Motto: Ein Forscher besucht die Grundschule. Experten kommen hierzu in die Schulen, erzhlen zu ihrem Beruf (Physiker, Chemiker, Biologe, Ingenieur ) und bringen Experimente fr die Kinder mit. Hierbei besteht die Mg lichkeit, den Schlerinnen und Schlern auch Experimente anzubieten, die im alltglichen Unterricht vielleicht nicht durchgefhrt werden, da sie zu komplex im Aufbau sind, die Materialien und Untersuchungsgegenstnde an den Schulen nicht vorhanden sind oder sie im Lehrplan nicht unbedingt vorkommen, jedoch spannend sind und auf das Interesse der Kinder stoen.

Lotuseffekt, Gecko, Schwimmen, Fliegen, Verbreitung von Samen, Anpassung Klte/Hitze usw.

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Bionik Schulbesuche: Bei dem Schulbesuch erleben die Kinder, was sich hinter dem Begriff Bionik verbirgt. Sie entdecken die erstaunlichen Eigenschaften mancher Tiere und Pflanzen und erfahren, wie wir diese Eigenschaften teilweise bereits kopiert haben. Dabei knnen sie selbst ausprobieren und experimentieren und eigene Ideen fr bionische Erfindungen der Zukunft entwickeln. Zukunftstechnologien: Nanotechnologie, Mikro und Nanoelektronik, Photonik, neue Werkstoffe und Biotechnologie fr Kinder.

6.3 Weitere UmsetzungsmanahmenFr die Umsetzung der naturwissenschaftlich technischen Themen des IFJ Projekts sind fr Kindertagessttten und Grundschulen folgende weitere Manahmen geplant: Experimentiervorschlge und Unterrichtsmaterialien konkret fr die in den Fort bildungsmanahmen angebotenen Inhalte und Versuche. Dies untersttzt die pda gogischen Fachkrfte nach den Fortbildungen bei der Umsetzung mit ihren Kin dern/Schlern. Dieses Angebot wird durch Online Materialen ergnzt werden. Konkret sollen Expe rimentiervorschlge mit Versuchsbeschreibung und fachlichem Hintergrund angebo ten werden. Ab 2013 Wettbewerb fr Grundschulen Homepage der IJF: Die Aktivitten der Initiative Junge Forscherinnen und Forscher e.V. werden durch eine interaktive Website auch einer breiten ffentlichkeit leicht zu gnglich gemacht. So kann schnell und passend informiert werden, welche Frde rungsmglichkeiten und Manahmen existieren und an welchen Ansprechpartner sie sich wenden knnen. Netzwerkarbeit Kooperation/Bildungskette Beratung einer KiTa oder Grundschule auf dem Weg zur Forscherfreundlichen Einrichtung (Profilbildung Naturwissenschaften)

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Die wichtigsten Ziele der Initiative Junge Forscherinnen und Forscher e.V. fr den Elemen tar und Primarbereich werden in Meilensteinen formuliert. Diese Meilensteine dienen der zeitlichen Strukturierung des Konzepts und stellen gleichzeitig eine Kontrollmglichkeit fr dessen Wirksamkeit dar. ? Konzepterstellung Planung der Aktionen und Fortbildungsmanahmen

? Erstellung von Materialien zur Umsetzung in den Einrichtungen Konkret sollen es folgende Manahmen sein:

An 4 Kindertagessttten im Wrzburger Raum sollen je 3 Aktionen stattfinden 5 Fortbildungen fr pdagogisches Personal an Kindertagessttten

An 5 Grundschulen im Wrzburger Raum soll je 1 Aktion stattfinden 2 Fortbildungen fr Grundschullehrkrfte

Konzept fr Elementar und Primarbereich wird zuerst in der Region Wrzburg als Modell umgesetzt und erprobt Evaluation der Aktionen vor Ort und der Fortbildungen

? landesweite Aktionen und Fortbildungen bergang als Chance: Gemeinsame Fortbildungen fr Erzieherinnen und Grundschullehrkrfte (anschlussfhige Bildungsprozesse)

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Die Initiative Junge Forscherinnen und Forscher e.V. und die Stiftung Haus der kleinen Forscher engagieren sich im Bereich der frhen naturwissenschaftlichen Bildung als gemeinntzige Akteure mit gemeinsamen Zielen. Beiden ist es ein wichtiges Anliegen, sich mit weiteren Partnern zu vernetzen und den Austausch zwischen Akteuren, Forschung und Praxis zu frdern. Daher haben die IJF und die Stiftung am 18. November 2011 ein Memorandum of Understanding unterzeichnet, das Elemente ihrer knftigen Zusammenar beit beschreibt. Diese Kooperation hat das Ziel, Kitas und Schulen in den Bereichen Naturwissenschaft und Technik aktiv zu begleiten und zu untersttzen, beispielsweise mit gemeinsam gestalteten Workshops, Projekten und Patenschaften. Schon frh soll so die Begeisterung fr das na turwissenschaftliche Entdecken und Experimentieren bei den Kindern und Schlerinnen und Schlern geweckt und erhalten werden. Die beiden Partner wollen Einzelinitiativen in Kitas, Grundschulen und der Sekundarstufe I aufeinander abstimmen, so dass ein Lernen in einem Spiralcurriculum ermglicht wird. Sie tauschen sich in ihrem beginnenden Engagement fr den Primarbereich inhaltlich aus und entwickeln wie gewhrleisten ein gemeinsames Vorgehen in Bayern. Um gemeinsame Aktionen zu planen und umzusetzen, die der Frderung Kooperationsziels dienen, richten IJF und Stiftung einen gemeinsamen Lenkungskreis ein.

Die Initiative Junge Forscherinnen und Forscher e.V. (IJF) ist eine Bildungsinitiative mit dem Ziel der offensiven Nachwuchsfrderung im naturwissenschaftlichen und technischen Be reich. Die setzt hat, die men zu untersttzen. Der Fokus liegt im Elementar und Primarbereich bei Angeboten in der Fortbildung pdago gischer Fachkrfte und deren Untersttzung bei der Umsetzung naturwissenschaftlicher und technischer Themen; dazu kommen Aktionen, wie zum Beispiel Expertenbesuchen in Kin dergrten und Grundschulen, bei denen die Kinder direkt Naturwissenschaften und Technik handlungsorientiert erleben knnen. Im Gesamtzusammenhang gesehen soll diese frhe, aber auch andauernde und dadurch25

ist besonders in den mit Manah

letzten Jahren immer mehr in den Vordergrund getreten, sodass die IJF es sich zum Ziel ge

sorgen und somit spter Fachkrfte hervorbringen, welche Wirtschaft und Ge sellschaft dringend bentigen. Die IJF kann auf umfangreiche Erfahrungen aus dem Sekundarschulbereich zurckgreifen. Neben eigenen Aktivitten wird die IJF auch externe Nachwuchsfrderungsangebote vernet zen. Die IJF verfolgt einen altersbergreifenden und rumlich koordinierten Ansatz. Das heit, es sollen Frderungsangebote fr alle Altersstufen vom Kindergarten bis zum Schul abschluss in allen Teilen Bayerns, auch den lndlich geprgten, angeboten und vernetzt werden. Nach einer ersten Umsetzung der Angebote der IJF fr den Elementar und Primarbereich im Raum Wrzburg, sollen bayernweit Manahmen der IJF angeboten werden. In der Se kundarstufe ist die IJF mit ihrer Vorluferstruktur bereits seit 2007 ttig. Die Aktivitten und Materialien der Initiative Junge Forscherinnen und Forscher e.V. werden durch eine interaktive Website auch einer breiten ffentlichkeit leicht zugnglich gemacht. Durch diese in Bayern sollen optimale Rahmenbedingungen fr die knftigen Ge nerationen junger Forscherinnen und Forscher gegeben werden.

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Luft entdecken Notwendigkeit von Luft Eigenschaften von Luft Luftwiderstand Luftbewegung Luftzusammensetzung Luft als Gas Andere wichtige Gase Wasser als lebenswic htiges Element fr Menschen, Tiere und Pflanzen Schwimmfhigkeit von Gegenstnden und Lebewesen Wasserwiderstand und Wege, ihn zu berwinden Wasser als Flssigkeit Grundlegende Eigenschaften von Flssigk eiten Mischen mit und Ls en in Wasser Erwrmung und Abkhlung von Gegenstnden Wirkungen von Wrme und Klte Wrmeausbreitung und Wrmeleitung Einfachste Formen der Temperaturmessung Natrliche und knstliche Lichtquellen Lichtdurchls sigkeit und Schattenwirkung Lichtbrechung Lichtreflexion und Spiegelwirkung Funktion der Farben in der Natur Entstehung von Farben aus Licht Farbspek trum und Farbzusammensetzung Farbmischung und Farbaufspaltung Farblschung Tne in der Natur Verschiedenste Wege der Tonerzeugung Funktionen und Auswirkung unterschiedlicher Lautstrken Ausbreitung, Weiterleitung und Abschirmung von Schall Verstndnis magnetischer Kraft Magnetische Materialien Nutzen von Magneten Anziehung und Abstoung von Magneten Strke der magnetischen Kraft Abschirmung von Magneten Nord Sd Orientierung der Erde Handhabung des Kompasses (Nutzen von Landk arten)

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Statische Ladung Statische Anziehung und Abstoung Stromerzeugung, Stromtransport Speicherung von Elektrizitt Batterien Formen, Funktionen und Arbeitsweise von Batterien Stromleiter und Isolatoren Einfache Stromkreise Elektrische Schaltungen Umwandlung von Strom in Licht und Wrme Wirkungen von Krften (Schwerkraft, Fliehkraft, Reibung) Konstruktionsmerkmale fr Bauwerke Funktionsweise v erschiedener Antriebsformen Eigene Bewegungen wahrnehmen und beeinflussen Energie als Notwendigkeit von Bewegungen bertragung von Bewegung Schiefe Ebenen Gleichgewicht erkennen und beeinflussen Funktionen und Nutzen von Waagen Merkmale von Lebewesen (Unterscheidung lebende und nicht lebende Dinge) Unterschiede der Lebewesen Geburt, Wachstum, Tod Gemeinsamkeiten und Individualitt verschiedener Menschen Sinness ystem der Mens chen Charakteristik der Lebensrume verschiedener Pflanzen und Tieren Anpassung der Pflanzen und Tiere an ihre Lebensrume Charakteristik verschiedener Lebensformen Fortpflanzung von Pflanzen und Tieren Erste Klassifizierung von Pflanzen und Tieren Nahrungskette Jahreszeiten und Wetter Wasserk reislauf der Erde Gestalt der Erdoberflche (Charakteristika der Meere, Ins eln, Gebirge, Wsten, Regenwlder, Polargebiete) Unterschiedliche Kontinente, Lnder und ihr Klima (Menschen, Tiere und Pflanzen, die dort leben Unterschiede zwischen festen, flssigen und gasfrmigen Dingen Natrliche und knstliche Materialien erkennen und verndern Bedeutung von Sonne und Mond Tageslauf und Erddrehung Erde als Teil des Sonnensystems

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? ?

1. Stoff Teilchen Konzept 2. Struktur Eigenschafts Konzept 3. Energie Konzept 4. Luft 5. Verbrennungen (Oxidation) 6. Wasser, ein besonderer Stoff 7. Leitfhigkeit von Salzlsungen 8. Suren und Laugen im Alltag 9. Stoffwechselreaktionen 10. Waschaktive Substanzen 11. Boden

Geheimtinte Das Essig Ei Dosierung der Seifenmenge Die Broklammer Schaumbildung gepfefferte

Nachweis von Strke, Eiwei und Fett Nhrstoffdetektiv e Experimente mit Brausepulver Strkegewinnung Ein Bild malt sich selbst Gefhrlic he Flssigkeiten Das Salzbumchen Salzgewinnung aus Steinsalz Trennverfahre n Im Wasserlabor Verhalten von Stoffen beim Erwrmen

Erfahrungen zur Verbrennung sammeln Feuer braucht Sauerstoff Feuer lschen mit Kohlens toffdioxid Feuer lschen Entzndbark eit von Eisen Entzndbark eit von Stoffen Mehlstaub Explosion Rosten von Eisen Teebeutelrak ete Tochterflamme

Bden speichern Wasser Kalk im Leitungswasser Modellversuch zum Sauren Regen Sauberes Grundwasser Butterherstellung Kunststoffe verformen Slime Papierschpfen

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? 1. Mechanik 2. Optik 3. Wrmelehre 4. Akustik 5. Elektrizitt und zum Magnetismus 6. Energie

?

Was ist darunter? Technisches Spielzeug Fallschirme Luftballonwaage Der Tiefseetaucher Der Flssigkeitszerstuber Der Schaumkus s im Glas Windschatten Die Regenbogenfarben

Die Kerzenuhr Schwimmen und Sinken Der Bauchumfang des Luftballons Die heie Stricknadel Wolken unter Wasser

Ein Lungenmodell Was passt in deine Lunge? Der blinde Fleck Die Mitte hren Rumliches Sehen Rot + Grn + Blau = Wei Die eigentlichen Farben der Farbstifte Die Linse macht das Bild! Auf das Loch kommt es an Schallerzeugung Schallbertragung Ein seitenrichtiger Spiegel? Die Kerze im Wasserglas / Die doppelte Kerzenflamm e Spiegelspiele Experimente mit der Stimmgabel Was vertauscht ein Spiegel? Rolle ist nicht gleich Rolle Die schiefe Ebene Flaschenzug und Schnrschuh Ein Eisenpulverbild Einen Kompass selber bauen Stecknadeln magnetisieren Eisen der beste Freund des Magneten 31

Barometer Kiefernzapfenhygromete r Regenmesser Winds ack Wasser aus Luft Wie fliet Wasser ber den Berg?

Wann fliet Strom? Energiesparen Solarzellen liefern elektrischen Strom Sonnenenergie nutzen!

1. Sinnesleistungen 2. Mein Krper 3. Ernhrung Nhrstoffe 4. Tiere und Pflanzen der Wiese 5. Tiere und Pflanzen der Hecke 6. Wasser als Lebensraum fr Tiere und Pflanzen 7. Haustiere 8. Der Wald im Jahreslauf 9. Familien und Sexualerziehung 10. Gesundheitserziehung

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Mach die Zukunft zu deiner Idee!

Initiative Junge Forscherinnen und Forscher e.V. Josef-Martin-Weg 52 | Campus Hubland Nord, 97074 Wrzburg Telefon 09 31 . 31 6 99 - 10, Fax 09 31 . 31 6 99 - 19 [email protected] www.initiative-junge-forscher.de