Naturwissenschaftliches Lernen in Kindergarten und Grundschule ...

Ilona K. Schneider
Naturwissenschaftliches Lernen in Kindergarten
und Grundschule – Kontinuitäten und Diskontinuitäten
Mit dem 2004 von KMK beschlossenen gemeinsamen Rahmenplan für die frühe Bildung ist
auch der Anspruch verbunden, naturwissenschaftliche Bildung nicht erst in der Grundschule
zu vermitteln, sondern bereits für den Elementarbereich verbindlich zu machen. Alle 16 Bundesländer
haben inzwischen Bildungspläne für Kindertagesstätten ausgearbeitet, in denen
auch eine naturwissenschaftliche Bildung thematisiert wird (BLASEIO 2009; HANSEL &
SCHNEIDER 2008).
Allerdings sind in Richtung der praktischen Umsetzung einer naturwissenschaftlich orientierten
Bildung im Kindergarten noch viele Fragen offen:
• Was heißt es generell, naturwissenschaftlich zu lernen?
• Auf welche Art und Weise sind Drei- bis Sechsjährige zu einem solchen Lernen in der
Lage?
• Wie müssten derartige Lernprozesse für Kinder dieser Altersgruppe didaktisch begleitet
werden?
An der Universität Rostock haben wir mit dem Konzept Thematische Erkundungen ein didaktisches
Modell für die Planung und Gestaltung eines naturwissenschaftlich orientierten
Lernens im Kindergarten entwickelt.
Gegenwärtig wird es von uns in verschiedenen Kindergärten getestet. Die dabei gewonnenen
Erfahrungen werden wir in unser Modell aufnehmen. Heute möchte ich Ihnen diesen Ansatz
und seine theoretischen Grundlagen, auf denen er beruht, vorstellen.
Lernen – Lernprozesse in der Kindheit
Was ist Lernen?
Eine spannende Frage, die nicht einfach zu beantworten ist. Der Mensch lernt immer. Lernen
ist eine hochkomplexe psychische Tätigkeit, bei der relativ dauerhafte und anwendungsbezogene
Verhaltensänderungen durch die eigenen Leistungen des Individuums in der Auseinandersetzung
mit seiner sozial-kulturellen und natürlich-dinglichen Umwelt bewirkt werden.
Lernen ist offensichtlich immer mit einer gewissen Anstrengung verbunden und erfolgt bereichsspezifisch.
Dabei werden ständig in Abhängigkeit von den gemachten Erfahrungen
mentale Modelle (Konzepte, Wissen, Fähigkeiten und Einstellungen) durch geistige Konstruktion
und Rekonstruktion aufgebaut, gefestigt, umgeformt oder wieder verflüssigt. Diese
Aneignungsprozesse werden in hohem Maße u. a. von weltanschaulichen, kulturellen, subkulturellen,
sozialen, emotionalen und situativen Faktoren mitbestimmt (HODSON 1998¸ SCHNEI-
DER 2003).
Beim Lernen werden Informationen in den Assoziationsspeicher des Gehirns codiert, aus
dem die Inhalte nach dem Ähnlichkeitsprinzip abrufbar sind. Die vorhandenen Informationsmuster
bestimmen also wesentlich mit, was wahrgenommen und wie es interpretiert wird.
Auch wenn Informationen unvollständig sind, sucht das Gehirn nach passenden, nach so genannten
guten Interpretationsgestalten und fügt von sich aus „Fehlendes“ hinzu, ohne dass
dieses der Person bewusst sein muss.
Unsere Wahrnehmungen tragen also Prozess- und Produktcharakter zugleich. Als Prozesse
zeigen sie sich in einem erwartungsgesteuerten und damit stark vom aktuellen Wissen beein-

flussten Suchen und Vergleichen; als Produkt manifestieren sie sich in Deutungen und Interpretationen,
die dann wieder als Wissen die folgenden Wahrnehmungen vorstrukturieren (SIN-
GER 2003, S. 35; 43).
Wie entwickelt sich die Lerntätigkeit in der Kindheit?
Gerade in der Kindheit laufen sehr intensive Lernprozesse ab. Aus neurobiologischen Forschungen
wissen wir: Wenn ein Kind geboren wird, besitzt es schon genauso viele Neuronen
wie ein Erwachsener. In den ersten Monaten nach der Geburt setzt ein schnelles Synapsenwachstum
ein, das in Abhängigkeit vom jeweiligen Kortexbereich bis zu 3,5 Jahren dauert. In
dieser Zeit kann die Anzahl der Neuronen bis zu mehr als 50% über das Erwachsenenniveau
steigen (BRUER 2003, S. 99).
Bekanntlich zeichnet sich unser Gehirn durch eine außerordentliche Plastizität aus. Dabei sind
erfahrungserwartende Hirnplastizität von einer erfahrungsabhängigen Hirnplastizität zu
unterscheiden.
Die evolutionär geprägte erfahrungserwartende Hirnplastizität liegt dem Erwerb spezietypischer
Merkmale, wie Sprechen und motorischen Fähigkeiten, zugrunde. Sie wird durch das
Synapsenwachstum in den ersten Lebensjahren angeregt und ist vorwiegend genetisch gesteuert.
Die Synapsendichte erreicht etwa im Alter von drei Jahren ihren Höhepunkt. Das Gehirn eines
Dreijährigen ist beispielsweise doppelt so aktiv wie das eines Erwachsenen (GOPNIK
2000).
Die Synapsendichte wirkt wie ein interner Entwicklungsstimulus, der neuronale Regelkreise
„einschaltet“ und deren Funktion sich in ersten Anzeichen grundlegender Fähigkeiten zeigt
(BRUER 2003, S. 115). Sie pegelt sich auf ein Plateau ein, das – wiederum in Abhängigkeit
vom Hirnbereich – in den folgenden sechs bis sieben Jahren erhalten bleibt. Das betrifft also
die Kindergarten- und Grundschulzeit.
Es ist eine Phase intensivsten Lernens (Erzählen und Beschreiben, Zählen, Mengen vergleichen,
Lesen, Schreiben, Musikinstrument spielen, usw.). In erster Linie handelt es sich hierbei
um kulturell vermittelte Fähigkeiten. Diese Lernprozesse sind in besonderem Maße von persönlichen
Erfahrungen abhängig. So ist es auch nicht verwunderlich, dass eine anregungsreiche
Umwelt, die viele Erfahrungen ermöglicht, diese vielfältigen Lernprozesse stimuliert und
unterstützt.
Bei all diesen Lernprozessen verändert sich das Gehirn. Die Entwicklung des Gehirns und die
sich vollziehenden Lernprozesse beeinflussen sich wechselseitig. Das Gehirn ist gewissermaßen
das Resultat seiner Benutzung.
Damit geht auch eine Veränderung der psychischen Funktionen einher. Während in der frühen
Kindheit die Differenzierung der Wahrnehmungsleistungen vorherrschend ist, werden in
der Vorschulzeit Aufmerksamkeit und Gedächtnis dominierend. Verallgemeinerungs- und
Abstraktionsleistungen beginnen sich zu entwickeln.
Erst etwa mit dem Eintritt in die Schule bilden sich als höhere psychische Funktionen willkürliche
Aufmerksamkeit und willkürliches Gedächtnis aus. Die Entwicklung der Verallgemeinerungs-
und Abstraktionsfähigkeiten setzt sich fort. Neben der Stufenspezifik ist,
wie schon ausgeführt, auch die Domänenspezifik zu beachten.
Was bedeutet das für naturwissenschaftliches Lernen? Was ist überhaupt unter einem naturwissenschaftlichen
Lernen zu verstehen?
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Naturwissenschaftliches Lernen – naturwissenschaftliche Lernprozesse in der Kindheit
Was zeichnet naturwissenschaftliches Lernen aus?
Anders gefragt: Was ist das Besondere an dem Lernen, das wir als naturwissenschaftlich bezeichnen?
Wenn Lernprozesse auf die Erkenntnis der Eigenschaften und Beziehungen von Objekten,
Phänomenen und Prozessen gerichtet ist, sprechen wir von naturwissenschaftlichem Lernen.
Ein Hauptziel dieser Bildung ist die Aneignung abstrakter, allgemeiner Konzepte, die auf das
Auffinden von Erklärungen und Gesetzmäßigkeiten in dem oben genannten Bereich zielen
(SINGER 2003).
Wie werden sich solche Konzepte angeeignet? Um diese Frage zu beantworten und um die
von uns entwickelte didaktische Konzeption theoretisch zu legitimieren, beziehen wir uns auf
folgende Theorien,
• auf die die von Peter BERGER und Thomas LUCKMANN (1991) entwickelte wissenssoziologische
Theorie und
• auf die vor allem von Lew VYGOTSKIJ (2002) entwickelte kulturhistorische Tätigkeitstheorie.
Aus der wissenssoziologischen Perspektive ist die Welt, in der wir tagtäglich leben und die
wir gewöhnlich nicht hinterfragen, die so genannte Alltagswelt. Sie ist uns vertraut. Die meisten
unserer Alltagshandlungen sind Routinehandlungen, die wir gewöhnlich nicht in Zweifel
ziehen. Auch die Worte, die wir in der Kommunikation gebrauchen, sind uns vertraut. Wir
können uns mit ihnen verständigen. Innerhalb dieser Alltagswelt mit ihren Alltagsbegriffen
gibt es Bereiche, die eine eigene Sinnstruktur entwickelt haben.
Dazu gehören neben Religion, Kunst und Spiel die Wissenschaften allgemein und insbesondere
die Naturwissenschaften. Begriffe und Kategorien, Symbolisierungen und Mathematisierung,
spezielle Methoden der Erkenntnisgewinnung und Erkenntnisdarstellung etablieren die
Naturwissenschaften als einen eigenständigen, kulturell geprägten und historisch gewachsenen
Bereich, als eine so genannte Sinnenklave in der Alltagswelt.
Zwischen Sinnenklaven und der Alltagswelt existieren Bedeutungsgrenzen, die erst durch
bewusste Handlungen überwunden werden. Das Eintauchen in diese „andere“ Welt hängt
nicht zuletzt vom subjektiven Wissen ab. Diese andere Welt zu verstehen und in ihr handeln
zu können, verlangt ein spezifisches Wissen sowie bestimmte Verhaltungsweisen und Fähigkeiten.
Menschen, die in dieser speziellen Welt gewissermaßen zu Hause sind, also Experten
sind, vermitteln den Novizen das notwendige Wissen und helfen ihnen, die notwendigen Fähigkeiten
zu erwerben.
Deshalb kann naturwissenschaftliches Lernen auch als Enkulturation, als ein aktives Hineinwachsen
in eine neue Kultur, die auf Begleitung und Instruktion angewiesen ist, verstanden
werden. Wichtig hierbei ist, dass die Lehrperson bereits „enkulturiert“ ist, dass sie
also naturwissenschaftliche Inhalte und Methoden als Experte beherrscht und vermitteln kann
(HODSON 1998).
Wie verlaufen naturwissenschaftliche Lernprozesse in der Kindheit?
Schauen wir an dieser Stelle aus der Perspektive der kulturhistorischen Tätigkeitstheorie wie
naturwissenschaftliche Lernprozesse in der Kindheit verlaufen. Danach ist die Entwicklung
naturwissenschaftlicher Vorstellungen ein langer sowohl stufen- als auch domänenspezifi-
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scher Prozess, der in der frühen Kindheit seinen Anfang nimmt und auf der Entwicklung des
begrifflichen Denkens beruht.
Wissenschaftliche Begriffe werden vom Kind nicht einfach übernommen, angelernt und mit
dem Gedächtnis bewältigt. Während sich ihre Alltagsbegriffe auf der Basis ihrer alltäglichen
Erfahrungen auf induktivem Weg vom Empirisch-Konkreten in Richtung des Allgemeinen
entwickeln, nimmt die Entwicklung wissenschaftlicher Begriffe einen entgegen gesetzten
Verlauf: Sie vollzieht sich vorwiegend durch eine Lehrperson vermittelt deduktiv vom Allgemeinen
in Richtung des Konkreten. Dabei werden Alltagsbegriffe nicht irgendwann ausgelöscht,
sondern im Verlauf naturwissenschaftlicher Lernprozesse umstrukturiert. Wissenschaftlicher
Begriffe entstehen also durch angestrengte eigene Denkarbeit in einem langen
Prozess (VYGOTSKI 2002).
Bereits Drei- und Vierjährige sind in der Lage, Begriffsgeneralisierungen vorzunehmen. Sie
übertragen übernommene Begriffe auf andere Gegenstände, Sachverhalte oder Situationen.
Dreijährige beginnen Theorien über die materielle Welt und für physikalische Objekte eine
Theorie der Materie auszubilden. Sie entwickeln Vorstellungen darüber, wie Gegenstände in
bestimmte Kategorien einzuordnen sind und was das bedeutet. Diese Kategorien werden oft
noch spontan gebildet und erweisen sich zunächst als instabil (GARDNER 1994).
Aber mit zunehmender Erfahrung entwickeln Kinder in ihren Vorstellungen so genannte Prototypen,
d.h. typische Beispiele für Dinge ihrer Lebenswelt, nach denen sie Ein- und Zuordnungen
vornehmen (NELSON 1996). Vier- bis Sechsjährige sind in der Lage, praktischanschauliche
Vergleichsoperationen mit Dinge ihrer Lebenswelt durchzuführen und Ein- und
Zuordnungen vorzunehmen, welche diese Erkenntnisobjekte klassifizieren.
Kinder nutzen dafür die Worte, die sie von Erwachsenen hören, denn jedes Kind wird immer
in eine schon gedeutete, symbolische Welt hineingeboren, die ihm auch die Wörter zur Verständigung
vorgibt. Es hört die Wörter von Erwachsenen, greift sie auf und nutzt sie für die
Kommunikation mit anderen. Das gleiche Sprachbild suggeriert den Schluss, dass auch die
Art des Denkens von Kindern und Erwachsenen identisch ist. Das ist aber nicht der Fall. Erwachsene
sind in der Lage, begrifflich zu denken.
Die Wörter, die Kinder gebrauchen, sind noch keine Begriffe in diesem Sinne, obwohl sie
äußerlich durch das gleiche Wort Begriffen ähneln. Sie besitzen aber eine gänzlich andere
psychische Grundlage.
Begriffe sind gedankliche, immer an ein Wort gebundene Konstrukte, die durch Abstraktion
und Verallgemeinerung entstehen. Sie sind untereinander nach logischen Regeln verbunden
und hierarchisch geordnet. Begriffe existieren nicht isoliert, sondern immer in speziellen Kontexten
und Beziehungen.
Die Fähigkeit zur Begriffsbildung unterliegt einem langfristigen Entwicklungsprozess intellektueller
Funktionen, der in der frühen Kindheit seinen Anfang nimmt und sich bis in die
späte Kindheit erstreckt. Er vollzieht sich im Kontext konkreter ziel-, aufgaben- und bedürfnisorientierter
Handlungen. Aufgaben, Ziele und Bedürfnisse sind notwendige Elemente von
Begriffsbildungsprozessen, denn sie setzen Denkprozesse in Gang. Aber sie regeln sie nicht,
d.h. sie sind nicht hinreichend, um diese Prozesse zu erklären.
Kinder im Vorschulalter sind – wie wir wissen – durchaus zu ziel-, aufgaben- und bedürfnisorientierten
Handlungen fähig. Sie besitzen also die Voraussetzungen, um die intellektuellen
Funktionen zur Bildung von Begriffen entwickeln zu können.
Diese Entwicklung vollzieht sich, wie gesagt, während der gesamten Kindheit. Die ersten
Worte, die Kinder gebrauchen, sind so genannte synkretistische Bilder der Wirklichkeit. Was
bedeutet das? Kinder setzen sich von Anfang an mit der sie umgebenden Lebenswelt aktiv
auseinander. Sie halten ihre Eindrücke von Gegenständen und Erscheinungen ihrer Lebenswelt
für die tatsächlichen Eigenschaften dieser Gegenstände und Erscheinungen.
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Im Rahmen ihrer unmittelbaren Wahrnehmungen verbinden sie unterschiedliche Gegenstände
und Erscheinungen nach subjektiven, spontanen, schnell wechselnden Kriterien. Dabei werden
Bilder der Wirklichkeit erzeugt, die einen synkretistischen Charakter haben. Die Bilder
werden sprachlich mit Hilfe von Wörtern, die die Kinder ihrer Umwelt entnehmen, entäußert.
Auf diese Weise fungieren die synkretistischen Bilder über das Wort als Begriffsäquivalente.
Während also das entäußerte Wort beim Erwachsenen einen Begriff darstellt bzw. darstellen
kann, ist es beim Kind ein funktionales Äquivalent für einen Begriff. Äußerlich sind der Begriff
und sein funktionales Äquivalent durch das gleiche Wort präsent. Deshalb hat es auch den
Anschein, dass bereits jüngere Kinder zu begrifflichem Denken fähig seien, obwohl sie sich
noch am Anfang eines lang andauernden Begriffsbildungsprozesses befinden.
Auf die Phase der synkretistischen Bilder bauen zwei miteinander verschlungene, sich komplementär
ergänzende Entwicklungsstränge auf. Es beginnen sich die psychischen Funktionen
Verallgemeinerung und Abstraktion zu entwickeln.
Die Verallgemeinerungsfähigkeit entwickelt sich sukzessive dadurch, dass Kinder Gegenstände
und Erscheinungen ihrer Lebenswelt zunehmend nach objektiven konkret-empirischen
Merkmalen zu Mengen zusammenfassen, wobei die Menge durch ein Wort repräsentiert wird.
Hinter dem Wort verbirgt sich auf dieser Stufe der Denkentwicklung immer die Vorstellung
einer Menge konkreter Elemente.
Im Vorschulalter manifestiert sich die Art des Mengendenkens in so genannten Pseudobegriffen.
Die Entwicklung der Pseudobegriffe beruht auf der psychischen Fähigkeit, Gemeinsamkeiten
und Ähnlichkeiten zu erkennen und zu ordnen. Mit anderen Worten, in Pseudobegriffen
sind Gegenstände und Erscheinungen vereinigt, die sich durch Gleichheit bzw. Ähnlichkeit
ihrer äußerlichen Eigenschaften bzw. Funktionen auszeichnen.
Pseudobegriffen kommt eine herausragende Bedeutung für die Entwicklung des begrifflichen
Denkens zu. Sie ähneln äußerlich Begriffen, besitzen aber eine andere genetische Natur als
diese: Pseudobegriffe umfassen Mengen, in denen vielfältige empirische Verbindungen zwischen
den Elementen (Gegenstände und Erscheinungen) möglich sind. Die Ordnung innerhalb
einer solchen Menge geschieht nach empirischen Eindrücken, sie ist anschaulich, konkret,
bildhaft. Pseudobegriffe erklären sich über Aufzählungen von Beispielen (z.B. Spielzeug ist
meine Puppe, der Puppenwagen, das Auto, der Teddy usw.). Die Beispiele werden mit all
ihren Eigenschaften in die Menge aufgenommen.
Die Zugehörigkeit zu einem Pseudobegriff erschließt sich immer über die empirische Tatsächlichkeit
und nicht durch eine logische Ableitung. Die empirische Tatsache ist das Kriterium
der Verallgemeinerung. In jedem Falle fungieren Pseudobegriffe als funktionale Äquivalente
bezüglich der sich später entwickelnden Begriffe.
Die sich entwickelnde Fähigkeit zur Verallgemeinerung ist eng mit der Fähigkeitsentwicklung
zur Abstraktion verbunden. Die Entwicklungen der geistigen Fähigkeiten, Gemeinsamkeiten
zu erkennen sowie Wesentliches zu bestimmen, gehen Hand in Hand. Die psychische Fähigkeit
zur isolierenden Abstraktion spaltet die ganzheitliche Wahrnehmung des Kindes auf: Es
verallgemeinert aufgrund maximaler Ähnlichkeiten und orientiert sich dabei an auffallenden
Merkmalen, während es weniger Auffälliges ausgeblendet.
Verallgemeinerung ist in diesem Sinne auch immer auf Abstraktion angewiesen. In dessen
Folge nehmen die vom Kind gebrauchten Worte den Charakter von so genannten potenziellen
Begriffen an. Potenzielle Begriffe beruhen auf anschaulichem und praktisch-handelnden
Denken und bestimmen sich über ihre Funktion (z.B. Was ist eine Mama? Eine Mama hat ihr
Kind lieb, gibt ihm zu essen und muss Wäsche waschen. Oder: Was ist ein Baum? Ein Baum
ist für die Vögel, die bauen da ihr Nest; es gibt Apfelbäume und Kirschbäume, die Äpfel und
Kirschen sind zum Essen; aus dem Holz kannst du was bauen usw.).
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Potenzielle Begriffe sind genauso wie Pseudobegriffe Vorstufen zur theoretischen Begriffbildung,
zu der die Kinder aufgrund der Entwicklung der psychischen Funktionen erst in der
späten Kindheit (ca. mit 12 Jahren) fähig werden.
Zusammenfassung
• Naturwissenschaftliche Lernprozesse setzen schon lange vor der Schulzeit ein.
• Naturwissenschaftliches Lernen ist nicht nur eine Bildungsaufgabe der Grundschule,
sondern auch des Kindergartens.
• Eine Konzeption für ein naturwissenschaftliches Lernen im Kindergarten hat sowohl
die Lernvoraussetzungen der Kinder als auch die Besonderheiten naturwissenschaftlichen
Lernens in Rechnung stellen.
• Lernvoraussetzungen der Kinder zeigen sich in ihrer psychischen Entwicklung, ihren
lebensweltlichen Erfahrungen, ihren bevorzugten Tätigkeiten und ihren individuellen
Besonderheiten.
Psychische
Entwicklung
• Spontane
Aufmerksamkeit
und Gedächtnisleistungen
• Nutzung von
Pseudobegriffen
und potenziellen
Begriffen
• Beginn von
Verallgemeinerung
und
Abstraktion
Lernvoraussetzungen von Kindern
Naturwissenschaftlich
relevante
Erfahrungsfelder
• Eigener Körper
• Dinge
• Lebewesen
• Natur
Bevorzugte
Tätigkeiten der
Kinder
• Sinnliche
Wahrnehmungen
• Spielen
• Fragen
• Erzählen
• Ausprobieren
• Sammeln
• Ordnen
• …
Individualität eines
jeden Kindes
• Erfahrungen
• BereichsspezifischesEntwicklungsniveau
• Intelligenzprofil
• Lernzonen
• Lerntempo
• Interessen
• …
Besonderheiten
naturwissenschaftlichen
Lernens
• Enkulturationsprozess
• Verhältnis von Alltagsbegriffen
und wissenschaftlichen
Begriffen
• Modifikation von Denkkonzepten
• Verhältnis von Instruktion
und Selbsttätigkeit
• Verhältnis von Demonstration
und Nachmachen
Elemente einer didaktischen Konzeption für ein naturwissenschaftliches Lernen im Kindergarten
(1) Allgemeine
Ziele
(2) Naturwissenschaftliche
Ziele:
Grundideen
(3) Exemplarische
Lernthemen
(4) Didaktische
Ebenen der
Lernhandlungen
(5) Didaktische
Reflexion der
Lehrhandlungen
(6) Planungsmodell
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Naturwissenschaftlich orientiertes Lernen im Kindergarten:
„Thematische Erkundungen“
An dieser Stelle möchte ich Ihnen die didaktische Konzeption Thematische Erkundungen,
die wir zur Planung und Gestaltung eines naturwissenschaftlich orientierten Lernens im Kindergarten
entwickeln, vorstellen.
Aufgrund sowohl der psychisch-physischen Entwicklung der Kinder als auch von bildungspolitischen
Verbindlichkeiten ist die die Förderung von Bildungsprozessen im Kindergarten
ist nicht mit der Gestaltung von schulischem Lernen gleichzusetzen.
Die Bildung im Kindergarten vollzieht sich vor allem in alltäglichen und spielerischen Handlungen.
Alltägliche Handlungen besitzen eine nicht zu unterschätzende Bedeutung für naturwissenschaftliches
Lernen. Diese realisiert sich zum einen in einer reichen Alltagskommunikation,
in der die Kinder ihren Wortschatz festigen und erweitern, denn die Alltagsbegriffe
bilden eine wesentliche Grundlage für die Entwicklung wissenschaftlicher Begriffe.
Genauso wertvoll für ein naturwissenschaftlich orientiertes Lernen ist die Entwicklung von
bestimmten Denkoperationen und Ausbildung bestimmter Handlungsgewohnheiten im alltäglichen
Geschehen.
Neben den Alltagshandlungen weisen vor allem spielerische Handlungen ein hohes Lernpotenzial
auf. Weil Spielen eng mit sozialer Kommunikation und Kooperation, mit Emotionen,
mit motorischer Bewegung und mit kognitiven Herausforderungen verbunden ist, führt es zu
einem nachhaltigen Erleben und Lernen.
Da sich in diesem Alter insbesondere die psychischen Funktionen der Aufmerksamkeit und
des Gedächtnisses entwickeln, sind Kinder im Verlauf ihrer Kindergartenzeit auch zu immer
komplexeren Spielen in der Lage. Spielen, Erleben und Lernen bilden eine Einheit.
Für die Anbahnung eines naturwissenschaftlichen Lernens kommt daher initiierten und angeleiteten
Erkundungen der alltäglichen Lebenswelt in spielerischer Form eine besondere Bedeutung
zu. Zur Konzipierung eines didaktischen Modells zur Planung und Gestaltung einer
naturwissenschaftlich orientierten Lernens im Kindergarten haben wir versucht – unter Berücksichtigung
der Lernvoraussetzungen der Kinder und der Besonderheiten naturwissenschaftlichen
Lernens – auf folgende Fragen eine Antwort zu geben:
1. Welche allgemeinen Ziele für die Persönlichkeitsentwicklung eines jeden Kindes werden
damit verbunden?
2. Welche naturwissenschaftlichen Grundideen sollen angebahnt werden?
3. Welche exemplarischen Lernthemen können erschlossen werden?
4. Wie sind Lernhandlungen didaktisch zu strukturieren?
5. Wie sind Lehrhandlungen didaktisch zu reflektieren?
6. Wie könnte ein konkretes Planungsmodell aussehen?
(1) Allgemeine Ziele eines naturwissenschaftlich orientierten Lernens
im Kindergarten
Allgemeine Ziele für ein naturwissenschaftlich orientiertes Lernen im Kindergarten haben
wir aus den psychischen Entwicklungsbesonderheiten von drei- bis sechsjährigen Kindern
abgeleitet:
• Entwicklung naturwissenschaftlich orientierter Interessen und Erfahrungen beim Kind
• Förderung der Entwicklung der im Vorschulalter dominierenden psychischen Funktionen
Aufmerksamkeit und Gedächtnis
• Bewusste Nutzung von Pseudobegriffen bzw. potentiellen Begriffen für Erklärungen
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• Anbahnung kategorialer Zuordnungen.
(2) Naturwissenschaftlich orientierte Lernziele: Grundideen
Die Anbahnung eines elementaren naturwissenschaftlichen Verständnisses zeigt sich in der
Anbahnung von so genannten Grundideen. Ausgangspunkt ist hierbei die Auseinandersetzung
der Kinder mit ihrer natürlichen und dinglichen Lebenswelt, also mit naturwissenschaftlich
relevanten Erfahrungsfeldern. Solche Grundideen könnten zum Beispiel sein:
• Dinge bestehen aus Stoffen.
• Stoffe und Dinge haben Eigenschaften.
• Eigenschaften kann man untersuchen.
• Stoffe können sich verändern, sie können aber nicht verschwinden.
• Tiere und Pflanzen sind Lebewesen, Sand, Steine, Wasser dagegen nicht.
• Lebewesen müssen Nahrung aufnehmen und Stoffe wieder ausscheiden, sie vermehren
sich.
• Tiere und Pflanzen passen sich Veränderungen an (Tages- und Jahreszeiten).
(3) Die Bestimmung von Lernthemen
Unter dem Aspekt der lebensweltlichen Relevanz für Kinder identifizierten wir für jedes
Erfahrungsfeld Inhaltsbereiche einer naturwissenschaftlichen Bildung im Kindergarten. Aus
diesen Inhaltsbereichen leitet die Erzieherin exemplarisch konkrete Lernthemen ab, die der
aktuellen Situation und den Interessen der Kinder entsprechen.
Hier ein Beispiel für diese Vorgehensweise:
Erfahrungsfelder mit naturwissenschaftlichen Lernpoten-
Der eigene Körper Lebewesen
Sinnliche Wahrnehmungen
Sehen
Hören
Riechen
Schmecken
Fühlen
Inhaltsbereiche naturwissenschaftlicher Bildung
Tiere und
Pflanzen
Eigenschaften von
Dingen und Stoffen
Exemplarische Themen naturwissenschaftlicher Bildung
Tierwohnungen
Tierbabys
Wild- und
Haustiere
Lebewesen
Blumen
Bäume
Laubbäume
Vom Samen
zur Pflanze
Dinge Natur
Dinge
Wasser
Luft
Sand
Naturphänomene
Wetter und
Jahreszeiten
Feuer
Licht
Schatten
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(4) Didaktische Ebenen der Lernhandlungen
Wie kann die Erzieherin die Lernhandlungen der Kinder unterstützen? – indem sie beachtet,
dass sich Thematische Erkundungen auf vier Handlungsebenen realisieren, die wechselseitig
aufeinander bezogen sind:
• Wahrnehmen eines Gegenstandes (Phänomen, Ding, Handlung)
• Explorieren des Gegenstandes
• Fragen stellen nach dem Gegenstand
• Erzählen über den Gegenstand
Die Wahrnehmung des Gegenstandes durch das Kind ist eine Grundvoraussetzung für dessen
weitere Erschließung. Nun sind Kinder von Natur aus neugierig. Sie setzen sich von kleinauf
spielerisch mit ihrer unmittelbaren Alltagswelt auseinander, wobei sie Dinge und Erscheinungen
wahrnehmen, auch wenn ihr Beobachten von Vorgängen und Hantieren mit Dingen
anfangs noch unspezifisch und ungerichtet. Zudem machen Erwachsene und im Kindergarten
eben die Erzieherinnen bewusst auf bestimmte Erscheinungen und Dinge bewusst
aufmerksam.
Auf die Wahrnehmung baut das Explorieren auf. Wenn ein Gegenstand (Phänomen, Ding,
Handlung) die Aufmerksamkeit der Kinder erregt hat, richten sie ihre Wahrnehmung bewusst
auf diesen Gegenstand. Spielerisch wird mit ihm hantiert, wird dieser untersucht, wird etwas
ausprobiert oder imitiert.
Unter Explorieren verstehen wir an dieser Stelle ein spezifisches Erkundungsverhalten. Das
Kind sucht innerhalb seiner bereits vertrauten Welt Kontakt zu neuen Gegenständen und Erscheinungen.
Es wirkt dabei sehr konzentriert, aber oft auch vorsichtig. Meisten erfolgt die
Annäherung nicht in einem Zug, sondern eher nach dem Muster „Zug um Zug“, inklusive
Ruckzug.
Das Explorationsverhalten beinhaltet viele spielerische Elemente. Genau wie das Spiel beruht
es auf einer intrinsischen Motivation und folgt einem selbstbestimmten Zweck: Ich möchte
wissen, was das ist bzw. wie etwas funktioniert, wie etwas aufgebaut ist und was man damit
machen kann. Explorationsverhalten ist Kindern genauso angeboren wie Bindungsverhalten
(DOLLASE 2009).
Exploration und Bindung sind komplementäre Verhaltensweisen, die sich situationsabhängig
ergänzen. Ein Kind, das seinen Bezugspersonen in Hinblick auf Liebe, Fürsorge und Verfügbarkeit
vertrauen kann, zeigt eher ein exploratives Verhalten als ein Kind, dass sich seiner
Bindungen zu persönlich bedeutsamen Erwachsenen nicht sicher ist. Erwachsene mit ihrem
größeren Erfahrungs- und Expertenwissen sind in dieser Phase für das Kind wichtige Informationsquellen.
Das Kind möchte wissen. Es stellt Fragen: Wie heißt das? Wie geht das?
Warum ist das so?
Das menschliche Gehirn ist darauf eingestellt, Informationen von anderen Menschen aufzunehmen
und zu verarbeiten. Kinder sind darauf angewiesen, dass Erwachsene Informationen
an sie weitergeben, die frühere Generationen angesammelt haben. Von Erwachsenen erhalten
sie in den meisten Fällen zahlreichere und bessere Informationen als sie sich selbst beschaffen
können (GOPNIK 2000). Das bedeutet nicht, alle Fragen der Kinder sofort zu beantworten. Es
ist keine neue Erkenntnis, dass Lernprozesse unterstützt werden, wenn diese Fragen genutzt
werden, um eine Spannung aufzubauen und die Kinder zum Nachdenken und zur Selbsttätigkeit
anzuregen: Was meinst du, was wird passieren, wenn wir dies oder jenes tun? Wie könnte
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das funktionieren? Hast du es schon einmal mit dem langen Baustein ausprobiert? usw.
(ROUSSEAU; FRÖBEL)
Schließlich kommt es darauf an, dass Kinder Gelegenheit bekommen, über das, was sie beobachtet,
was sie erlebt, was sie ausprobiert und dabei festgestellt haben, zu erzählen. Jüngere
Kinder werden dabei vorrangig das Gesehenen und Erlebte beschreiben, während Vorschulkinder
auch schon Begründungen versuchen (PODDJAKOW 1981). In jedem Fall ist das Entäußern
von Gedanken ein notwendiges Element in jedem Lernprozess. Deshalb sollte jedes
Kind immer wieder die Möglichkeit haben, seine Gedanken anderen mitzuteilen.
(5) Didaktische Reflexion der Lehrhandlungen
Welche didaktisch-methodischen Prinzipien sind bei der Umsetzung von Thematischen Erkundungen
zu beachten?
Es empfiehlt sich,
• Thematische Erkundungen epochal zu organisieren.
• die Themen bereichsübergreifend zu behandeln.
• projektorientiert zu arbeiten.
• dass die Erzieherin eng mit den Kindern zusammenarbeitet.
• dass sie Lernaufgaben individualisiert.
• dass sie eine enge Zusammenarbeit der Kinder untereinander fördert.
Die epochiale Organisation meint, ein gewähltes Thema über einen längeren Zeitraum in
den Mittelpunkt zu stellen.
Der bereichsübergreifende Aspekt berücksichtigt die wechselseitige positive Beeinflussung
beispielsweise von naturwissenschaftlich orientiertem Lernen und dem Lernen im mutter- und
fremdsprachlichem Bereich (MICHALIK 2009).
Die Projektorientierung ist nicht mit Projektmethode gleichzusetzen. Thematische Erkundungen
sind nicht mit Hilfe der Projektmethode zu realisieren. Sie sind eine Art Vorläufer der
Projektmethode.
Unterschiede zur Projektmethode sind beispielsweise bei der Auswahl und der Planung des
Themas, beim Anspruch eines systematischen selbstständigen Arbeitens, bei der Produktorientiertheit
oder einer bewertenden Kontrolle festzustellen.
Die Projektmethode kommt erst im Schulalter zum Tragen, wenn sich die höheren psychischen
Funktionen wie eben willkürliche Aufmerksamkeit und willkürliches Gedächtnis bei
Kindern entwickeln.
Die Zusammenarbeit zwischen Kind und Erzieherin sind unserer Meinung nach ganz zentrale
Momente der Bildungsarbeit im Kindergarten. Und das in zweierlei Hinsicht: Erstens
erfüllt die Erzieherin damit das Bedürfnis der Kinder nach einer aufmerksamen, liebvollen
Zuwendung (BRAZELTON & GREENSPAN 2002) und zweitens stellt sie nicht nur, wie oben
bereits ausgeführt, bestimmte Begriffe zur Verfügung, sondern demonstriert dem Kind auch
bestimmte Erkundungshandlungen, denn ein Kind lernt sehr intensiv durch Nachahmung.
Nachahmung ist dabei keineswegs als eine rein mechanische, reproduktive Tätigkeit zu verstehen.
Ein Kind kann nur das nachahmen, was es schon selbst in Ansätzen kann.
Die Entwicklung der psychischen Funktionen Wahrnehmung, Aufmerksamkeit, Gedächtnis,
Vergleichen, Unterscheiden, Abstrahieren, Verallgemeinern, Systematisieren usw. wird durch
die von der Erzieherin angeleitete Ausführung bestimmter Handlungen unterstützt. In dieser
Kooperation kann ein Kind immer mehr lernen, als wenn es allein auf sich gestellt ist. Aber es
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kann nicht unbegrenzt mehr lernen. Die Grenze wird ihm durch seinen intellektuellen Entwicklungsstand
gesetzt.
Entwicklungen jedes Kindes sind immer abhängig von seinen bisher gesammelten Erfahrungen.
Diese Erfahrungen beschreiben seinen gegenwärtigen Entwicklungsstand, das Niveau
seiner aktuellen Entwicklung. Alle Aufgaben, die diesem Anforderungsniveau entsprechen,
kann das Kind ohne Probleme selbstständig lösen. Es erfährt damit die Bestätigung seiner
bisherigen Erfahrungen, ohne jedoch Neues zu lernen.
Wenn jedoch Informationen, die ein Kind aufnimmt und die für ihn einen Sinn ergeben, aus
zwei komplementären Aspekten, nämlich aus der Bestätigung von Bekanntem und dem Erfahren
von Neuem, bestehen, können Lernprozesse in Gang gesetzt werden – vorausgesetzt,
die neue Anforderung ist dergestalt, dass sie das Kind mit Hilfe – insbesondere der anderer
Menschen – zu bewältigen vermag.
Das bedeutet, das Kind braucht Aufgaben, die sein aktuelles Lernniveau zwar überschreiten,
die für ihn aber einen Sinn ergeben und die es mit Hilfe lösen kann. Dieser Lernbereich wird
bekanntermaßen als Zone der nächsten Entwicklung bezeichnet (VYGOTSKIJ 2002). Diese
ermittelt die Erzieherin durch genaues Beobachten jedes ihrer Kinder:
• Womit beschäftigt sich das Kind gerade bevorzugt?
• An welchen Tätigkeiten ist es besonders interessiert?
• Welche Fragen stellt es?
• Wie reagiert es auf Anforderungen in bestimmten Situationen?
• Welche Begriffe benutzt das Kind in der Kommunikation?
• Welche Fähigkeiten hat es entwickelt?
• Welche Spielvorschläge unterbreitet es?
• …
Die Erzieherin knüpft an die Erfahrungen und die Fähigkeiten des Kindes an und weist ihm
innerhalb der Erkundungshandlungen, die sich in mehreren Dimensionen mit unterschiedlichem
Schwierigkeitsgrad entfalten, Aufgaben zu, die es mit Unterstützung lösen kann.
Noch schärfer formuliert: Die Erzieherin wartet nicht ab, bis ein Kind eine entsprechende
Aufgabe von allein lösen kann, sondern ermuntert es, sich zu engagieren und Hilfe zu suchen
bzw. anzunehmen, um eine Lösung zu finden.
Die Forderungen nach einer auch deduktiven Organisation von naturwissenschaftlich orientierten
Lernprozessen und nach einer engen Zusammenarbeit zwischen Kind und Erzieherin
beim naturwissenschaftlichen Lernen bedeuten nicht, dass diese Bildung ausschließlich über
Instruktionen und Demonstrationen erfolgt.
Ganz im Gegenteil, die Selbsttätigkeit des Kindes nimmt einen großen Raum ein. Im Verlauf
thematischer Erkundungen arbeitet das Kind zunehmend selbstständiger. Instruktion
und Selbsttätigkeit stehen immer in einem wechselseitigen, komplementären Spannungsverhältnis
und sind von der Erzieherin bei der Bildungsarbeit in Abhängigkeit des Entwicklungsstandes
ihrer Kinder sinnvoll einzusetzen.
Das Thematische Erkunden spricht alle Altersgruppen im Kindergarten an, also auch die jüngeren,
bei denen sich die psychischen Funktionen der Aufmerksamkeit und Ausdauer noch in
der Entwicklung befinden und die meist nicht produktorientiert und systematisch handeln.
Im Kindergarten bietet es sich an, in altersgemischten Kleingruppen mit zielgerichteter Unterstützung
zu arbeiten, um lernfördernde Kooperationsbeziehungen zwischen den Kindern zu
entwickeln.
Fassen wir auch hier zusammen: Eine naturwissenschaftlich orientierte Bildung wird im Kindergarten
angeregt und unterstützt, wenn Erzieherinnen
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• den Kindern vielfältige gegenständliche Erfahrungen mit der natürlichen und dinglichen
Lebenswelt ermöglichen.
• die Interessen und Bedürfnisse der Kinder ermitteln und sie bei der Themen- und Tätigkeitswahl
berücksichtigen.
• den Kindern die Begriffe, die für Beobachtungen und Versuche und deren Beschreibung
notwendig sind, geben (Trichter, Lupe, lösen, Samen, keimen usw.).
• Tätigkeiten des Sammelns, Ordnens und Bezeichnens anregen und unterstützen: im
ersten Schritt Reihungen vornehmen; im zweiten Schritt Systematisierungen anbahnen.
• Kinder für Obergriffe sensibilisieren (Blume, Baum, Obst, Tier, Kleidung, Möbel,
Fahrzeug usw.) und Zuordnungen vornehmen lassen.
• Vergleiche anregen: im ersten Schritt sich auf das Erkennen von Unterschieden konzentrieren;
im zweiten Schritt Ähnlichkeiten erkennen.
• Kinder ermuntern, Fragen zu stellen, über ihre Beobachtungen und Erfahrungen zu
sprechen, sie anderen Kindern und Erwachsenen mitzuteilen.
• die Zusammenarbeit der Kinder untereinander fördern.
(6) Ein Planungsmodell für Thematische Erkundungen
Schließlich bleibt noch die Frage zu klären, wie Erzieherinnen naturwissenschaftlichen Lernens
im Kindergarten unter Beachtung der Thematischen Erkundungen auszeichnenden
Merkmale konkret und übersichtlich planen können. Wir haben dafür eine Planungsmatrix
entwickelt.
Da es um die Anbahnung eines elementaren naturwissenschaftlichen Verständnisses geht, ist
der Ausgangspunkt immer eine bestimmte Grundidee, mit der sich die Kinder auseinandersetzen
(z.B. Wasser ist flüssig und kann fließen.). Um diese Grundidee den Kindern nahe zu
bringen, wählt die Erzieherin exemplarisch ein Lernthema (z.B. Wasser), mit dem sich in der
Folgezeit die Kinder aus unterschiedlichen Perspektiven beschäftigen (SCHNEIDER 2008;
SCHNEIDER & OBERLÄNDER 2008).
Der Grundidee nähert man sich gewissermaßen von zwei Seiten: induktiv von der Seite des
Alltagswissens und deduktiv von der naturwissenschaftlichen Seite. Diese beiden Seiten sind
in Beziehung zu setzen. Das bedeutet, jede Erzieherin identifiziert für jedes Thema die Alltagserfahrungen
der Kinder als ihre Lernbasis und bestimmt entsprechend dem Entwicklungsstand
der Kinder, welche Grundbegriffe, welches Elementarwissen und welche Basisfähigkeiten
sie in den Mittelpunkt stellt. Die so bestimmten Grundbegriffe, Elementarwissen
und Basisfähigkeiten haben auch einen engen Bezug zur Alltagskommunikation, aber sie
können sich tendenziell in Richtung wissenschaftlicher Begriffe entwickeln, mit anderen
Worten, sie verfügen über Potenzen für die Entwicklung eines naturwissenschaftlich orientierten
Denkens.
Die folgende Übersicht zeigt ein Planungsbeispiel für das Thema Wasser.
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Naturwissenschaftliche Kenntnisse und Fähigkeiten
Thema: Wasser
z.B. Grundbegriffe z.B. Elementarwissen z.B. Basisfähigkeiten
• Stoff
• Eigenschaften
• Wasser
• Eis
• gefrieren
• verdunsten
• lösen
• Messbecher
• Trichter
• Wasser ist ein Stoff
• Wasser ist ein flüssiger, beweglicher Stoff
• Eis ist festes Wasser.
• Salz und Zucker lösen sich in Wasser, Mehl löst sich nicht in Wasser.
• Es gibt Dinge, die auf Wasser schwimmen, es gibt Dinge, die untergehen.
• Beobachten
• Fragen
• Identifizieren
• Ausprobieren
• Erzählen
z.B. Grundidee: Stoffe können sich verändern, sie können aber nicht verschwinden.
Kinder kennen Wasser durch Waschen und Baden, Trinken, Blumen gießen, Tiere tränken usw. Sie kennen Regen, Schnee und Eis.
Sie spielen gern im und mit Wasser. Sie probieren aus, wie man Wasser stauen könnte oder welche Dinge schwimmen.
Alltagserfahrungen
Fazit
Zusammengefasst sehen wir die Gesamtsituation von Kindern im Kindergartenalter darin,
dass sie sich in einer Entwicklungsphase befinden, in der sie auf eine besondere Begleitung
und Förderung angewiesen sind.
Kinder erkennen die Welt im Vergleich zu Erwachsenen und in Abhängigkeit ihres eigenen
Entwicklungsstandes auf sehr unterschiedliche, sehr spezifische Weise. Aber sie besitzen
auch – wie wir oben gesehen haben – die Voraussetzungen für ein naturwissenschaftliches
Lernen, wenn dieses auf der Grundlage ihrer Art zu denken erfolgt.
Eine Möglichkeit zur Anregung und Unterstützung naturwissenschaftlichen Lernens im Kindergarten
sehen wir in dem Konzept Thematische Erkundungen.
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