Lassen sich Naturwissenschaften und Technologie in die Vorschule bringen?

Publikation:

26.5.2007

Die Vorschule ist par Excellence die Umgebung, in der Kinder sich mit Dingen, Phänomenen, Prozessen, Rollen beschäftigen und vertraut machen. Naturwissenschaft und Technologie heißt aber nicht nur, die naturwissenschaftlichen und technischen Dinge zu kennen und mit ihnen umzugehen. Die Kenntnisse müssen vertieft werden und der Umgang muss das sich noch strukturierende Denken in seiner Entwicklung wirkungsvoll unterstützen. Denn naturwissenschaftliche und technologische Tätigkeit liefert auch den intellektuellen Zugang zu objektiver Erkenntnis, und die kann und soll vom frühesten Alter an angestrebt werden. Die nachfolgenden Beispiele sollen solche Erkenntnis und eine dem Alter des Kindes entsprechende Ausdrucksebene so gut wie möglich herausarbeiten. Es werden Arbeitsweisen und -situationen vorgeschlagen, die das Nachdenken der Kinder anregen und fördern, seine Entwicklung beobachten und einschätzen lassen.
Entdecken der Welt in der Vorschule heißt, die Umgebung neugierig und erfinderisch zu betrachten und dabei "die Denkwerkzeuge auszuprobieren", die schließlich dazu dienen, Phänomene zu untersuchen und zu begreifen, mit der stofflichen Welt zu arbeiten, um sie zu verstehen, zu verwenden und zu verwandeln.
Ein Hauptanliegen wissenschaftlicher Bildung schon in der Vorschule ist es, Schüler/inne/n das "Zwingende logischen Denkens " näher zu bringen und damit den Ausbau dieses Denkwerkzeugs zu fördern.

Welches Denkwerkzeug kann die Vorschule anhand der Naturwissenschaften entwickeln?

Diese große Frage kann hier nicht umfassend erörtert werden. Den Lehrenden der Vor- und Grundschule soll nur der pädagogische Rahmen geliefert werden, auf den es ankommt, damit die Schüler/innen vor allem ihr Denkvermögen entwickeln.

Das Verhältnis zur Wirklichkeit

Heutzutage beklagt man gern einen zu starken Einfluss virtueller Welten. Naturwissenschaftliche Bildung liefert eine klare Alternative. Unser Vorschlag wäre, das typische naturwissenschaftliche Verhältnis zur Realität damit zu beschreiben, dass wir Ereignisse deutlich von Tatsachen und wissenschaftlichen Phänomenen unterscheiden.
Erstere sind in Raum und Zeit klar bestimmt und einmalig: Sie ereignen sich irgendwo und zu gegebener Zeit, oft zufällig oder in Abhängigkeit von Umständen.
Die zweiten haben allgemeine Gültigkeit und sind weder vom Zufall noch von den Umständen abhängig. Auch nicht vom Willen dessen, der sie erzeugt oder beobachtet, oder von Ort und Zeitpunkt, wohl aber von den experimentellen Bedingungen. Sie können von anderen Experimentator/inn/en an anderen Orten und zu anderen Zeiten wiederholt werden.
Diese Allgemeingültigkeit, die Berechenbarkeit und Reproduzierbarkeit sind in den Naturwissenschaften wichtige Merkmale. Den Lehrenden sind sie Anhaltspunkte bei dem Bemühen um die Zielsetzung einer frühen wissenschaftlichen und technischen Bildung.

Auswirkungen auf die Sprache

Das "Entdecken der Welt" wirkt sich gewinnbringend auf den Wortschatz und das Gefühl für den Satzbau aus. Der Erwerb neuer Wörter und genauer Bezeichnungen wird in erlebten Situationen verankert. Naturwissenschaftliche und technologische Tätigkeit fördert auch den zugehörigen Spracherwerb. Damit, und aus vorbildlichen Sätzen der Lehrerin/des Lehrers lernen die Schüler/innen nach und nach den Gebrauch von:
- Verknüpfungen, logischen, analogen, zeitlichen und räumlichen, die den Phänomenen Rechnung tragen,
- expliziten Bezeichnungen für Allgemeingültigkeit ("immer, jedes Mal wenn ...") oder für Bedingtheit ("wenn..., dann..."),
- Sätzen, oft im Präsenz, deren Subjekt nicht der/die Experimentator/in sondern ein Parameter der physikalischen Gegebenheit ist ("Wasser verändert seinen Zustand bei 0 Grad Celsius" im Unterschied zu "wir haben Wasser eingefroren und eine Temperatur von 0 Grad beobachtet)".

Was kann die Vorschule leisten?

Die Grundvorstellungen müssen Punkt für Punkt mit den kognitiven Fähigkeiten von Vorschulkindern in Einklang gebracht werden. Gewiss kann kein/e Schüler/in am Ende der Vorschulzeit dauerhaft über jene allgemeingültige "naturwissenschaftliche Logik" verfügen. Diese kurze Darstellung soll den Lehrenden der Vorschule nur die Richtung angeben, in der sie die Entwicklung ihrer Schüler/innen fördern können. Man sollte sich aber auf jeden Fall hüten zu denken, dass das Alter der Kinder grundsätzlich keine wohlgeformten, allgemeingültigen Sätze zuließe. Wenn die Entwicklung des Denkvermögens zum Teil tatsächlich von einem dem Alter entsprechenden Kenntniserwerb abhängt, ist sie weitestgehend auch von dem bestimmt, was in der Schule gemacht wird. Gibt man Kindern die Möglichkeit und die Zeit, Erfahrungen zu machen, zu handeln und Folgen ihres Tuns zu beobachten – regt man sie dazu an, Versuche zu wiederholen, zu vergleichen, anders wirken zu lassen – können sie sehr jung sein und doch begreifen, dass es jenseits des Persönlichen und Unmittelbaren etwas zu verstehen gilt. In den Beispielen in diesem Vorwort, und allgemein in dieser ganzen Broschüre, werden wir sehen, dass das Unternehmen gelingen kann, wenn nur das Thema und die Arbeitsvorschläge, die den Schüler/innen gemacht werden, passend gewählt sind.

Gesprochene und Schriftsprache

Gleiches gilt für den sprachlichen Bereich: "Am Ende der Vorschule können Kinder, um etwas zu erklären, komplexe, gegliederte Sätze formulieren . " Damit sie das können, muss das Sprachvermögen gleichzeitig mit dem naturwissenschaftlichen Kenntniserwerb entwickelt werden. "In diesem Alter ist der Spracherwerb zwingend mit dem Tun und dem Alltagserleben verknüpft ." Ergänzend können geeignete Dokumentarfilme den Schüler/innen bessere als die eigenen Formulierungen liefern, nachdem im vorangegangenen Tun und in damit verbundenen, tastenden Sprachversuchen für die Verständnisgrundlage gesorgt wurde. Im Übrigen ist es schon bei den Kleinen ein Ziel", sie die wichtigsten sozialen Funktionen des Geschriebenen entdecken zu lassen ". Das Entdecken der Welt gibt für dies so vielschichtige Unterfangen den geeigneten Rahmen ab. Es kommen Aufzeichnungen (im weitesten Sinn) zur Geltung. In unterschiedlichen Formen, jede mit eigener Funktion: eine Liste (um nichts zu vergessen), eine Tabelle (um leichter vergleichen zu können), eine Zeichnung (um eine Versuchsanordnung zu beschreiben) ein Satz (um eine Beobachtung oder ein Ergebnis zu berichten).

Zeichnungen

Kinderzeichnungen sind keine wissenschaftlichen Zeichnungen, die einen Untersuchungsgegenstand zweckmäßig vereinfacht wiedergeben. Kinderzeichnungen sind, abgesehen von lauter Unbeholfenheiten in der Strichführung, vor allem Ausdruck von Erlebtem und vom Gefühl geprägt. Die Entwicklung hin zu einer gelungenen Darstellung, die man wirklich wissenschaftlich nennen könnte, ist langwierig und schwierig und mit der Grundschule noch längst nicht beendet. Ein erstes Abstandnehmen vom Gefühl kann unter Anleitung durch die/den Lehrende/n jedoch bereits in der Vorschule gelingen. Die Aufforderung "zeichne, was wir gelernt haben" führt oft zu einer genaueren Darstellung des Untersuchungsgegenstandes als die Aufforderung "zeichne, was wir gemacht haben", die eher zur Wiedergabe von Erlebtem anregt. Das Foto, das mit der digitalen Technik sehr viel einfacher geworden ist, kann interessant sein. Eine Gesamtaufnahme, auf der die Kinder sich erkennen, gibt das Erlebnis wieder, eine Großaufnahme des Untersuchungsgegenstandes dagegen das, worauf es ankommt. Der Vergleich führt zur Unterscheidung von zwei sich ergänzenden, jedoch grundsätzlich verschiedenen Funktionen der beiden Fotos. Ähnlich soll sich die Entwicklung bei der zeichnerischen Wiedergabe vollziehen: Die Dinge und nicht die handelnden Kinder sind zu zeichnen; das Bedeutsame ist darzustellen; wenn ein zeitlicher Verlauf wiederzugeben ist, sind mehrere Zeichnungen zu machen.

Vom Tun zum Überlegen in der Vorschule

Im Hinblick auf die Eigenschaften von Stoffen und Dingen

Im Vorschulalter hat ein Kind ein besonderes Gefühl für seine "Macht" über Dinge in seiner Umgebung. Wenn es handelt, ist es mit sich selbst beschäftigt, mit seinem Tun, mit seinen Gefühlen, mit seinen Fähigkeiten. Kinder neigen dazu, auseinander zu nehmen oder gar kaputt zu machen: Im Allgemeinen weder, um herauszufinden, was im Ding drin ist, noch gar aus Böswilligkeit, sondern ganz einfach, um ihre Macht über das Ding zu spüren. Man lässt die Schüler/innen zwar nichts kaputt machen, aber es ist nicht unsinnig, sondern sogar sehr sinnvoll, solcher Art Erkundung freien Lauf zu lassen. Oft setzt sie bereits erfolgreich eine Überlegung in Gang, sofern sie nur zielgerichtet, und von einer zu bewältigenden Aufgabe bestimmt ist. Es steht der/dem Lehrenden frei, günstige Gelegenheiten zu nutzen, um ein tieferes Nachdenken anzuregen, so dass die Kinder verstehen, dass sie zwar tatsächlich eine gewisse Macht über die Dinge haben, dass jedoch die Dinge auch Eigenschaften haben, die sie nicht ändern können.

Ein Beispiel: Versuche mit Magneten

Bei spontanen Versuchen stellt ein Kind fest, dass ein Magnet eine Büroklammer sogar durch eine Tischplatte hindurch "ziehen kann". Es kommentiert seine Entdeckung mit Worten wie "Schau, was ich kann". Ein anderes Kind versucht es ihm nachzutun, scheitert aber, weil der von ihm benutzte Magnet zu schwach ist. Es macht weiter, ohne jedoch die Bedingungen zu verändern und verliert bald jegliches Interesse am Geschehen. Das erste Kind behauptet nun "Ich kann mehr als du". Dies ist ein Beispiel für ein bei Vorschulkindern häufig beobachtetes Verhalten, und es ist zu wünschen, dass der/die Lehrer/in wie folgt eingreift: - Er/sie hilft dem zweiten Kind, seine Versuche fortzusetzen, ohne ihm "die Lösung" zu liefern, aber durch Fragen wie "wie wäre es mit einem anderen Magneten?, einem anderen Tisch?, einer anderen Büroklammer?" zur Veränderung der Versuchsbedingungen anzuregen. - Er/sie bringt aber auch das erste Kind durch ähnliche Fragen zur Einsicht, dass es für seinen Erfolg Gründe gibt, die von seinem Tun unabhängig sind, und dass es, wenn es diese Gründe "verstanden"[1] hat, den beobachteten Vorgang immer wiederholen kann .

Das Beispiel verdeutlicht, was "Naturwissenschaft" in der Vorschule leisten kann. Es geht um die Einsicht, dass die Welt unabhängig von mir und meinem Willen Bestand hat und Stück für Stück zum Verstehen auffordert. Was bedeutet, dass man sich dem, was vor unseren Sinnen abläuft, mit einer ebenso einfallsreichen wie systematischen Tätigkeit nähert.

Das Ursache-Wirkungs-Denken im Vorschulalter

In der Vorschule kann man versuchen die Ursachen eines Phänomens herauszufinden und die Folgen der einen oder anderen Veränderung der Ursachen zu bestimmen (wenn die Tischplatte dicker wird, zieht der Magnet die Büroklammer schließlich nicht mehr an).
Jedoch unterscheidet ein Kind in der Vorschule nicht klar zwischen Ursachen und Folgen. Das kommt deutlich zum Ausdruck, wenn erste Sätze gebaut werden. Obwohl diese formell wissenschaftlichen Aussagen gleichen, tragen sie häufig Züge kindlichen Denkens: "Die Katze hat Krallen um Mäuse zu fangen" oder, wenn ein Luftzug geht: "Die Tür geht auf, weil der Wind herein will."
Fortschritte in diesem Punkt können nur auf lange Sicht erwartet werden, wenn man im Tun und Reden die vielen Situationen nützt, in denen die Ursache und die Folgen sich eindeutig unterscheiden lassen ("Dieser Gegenstand ist heruntergefallen, weil das und das Kind ihn gestoßen hat; das und das Kind hat den Gegenstand gestoßen, also ist er heruntergefallen"). In schwierigeren Situationen kommt es darauf an, dass die Lehrenden einerseits selbst sehr genau formulieren und andererseits die besten Formulierungen der Schüler/innen dadurch zur Geltung bringen, dass sie sie als beispielhaft übernehmen. Fortschritte muss man auch da suchen und fördern, wo Sätze prägen, die in Diskussion und Dialog von erwachsenen Bezugspersonen geäussert werden.

Begrenzte Bedeutung einfacher Ursachen

Naturwissenschaften sind nicht einfach. Die meisten Phänomene erklären sich aus einer Vielzahl von Ursachen, die nicht immer eindeutig und erschöpfend zu bestimmen sind.
Kommen wir auf das Beispiel mit der Katze zurück: Eine Katze kann Mäuse fangen, nicht nur weil sie Krallen hat, sondern auch weil sie sich langsam und geräuschlos bewegen, springen, schneller als die Mäuse rennen und die Richtung blitzschnell ändern kann... Kurzum, es kommen eine Vielzahl von Ursachen in Betracht. Naturwissenschaftler/innen fragen sich noch grundsätzlicher: Nicht, warum Katzen Mäuse fangen können, sondern welche Eigenschaften sie für die Jagd auf die kleinen Nagetiere besonders geeignet machen. Wissenschaftlich fragt man meist nicht "warum?" sondern eher "wie?", "unter welchen Bedingungen?", "welche Eigenschaften?" Es ist möglich und wünschenswert, anhand erlebter Situationen den Schüler/inne/n gegen Ende der Vorschule einen Eindruck von solch komplexer Fragestellung zu geben. Auf den Formalismus kommt es nicht an. Um auf oben genannte Versuche mit Magneten zurückzukommen: Die/der Lehrende kann den Schüler/inne/n beibringen, dass zwei veränderliche Größen das Geschehen bestimmen und zu benennen sind: "Der Magnet zieht die Büroklammer nicht an, weil er nicht "kräftig"^[2] genug ist oder weil die Tischplatte zu dick ist".

Zur Zusammenfassung ein Beispiel

Ein/e Schüler/in rutscht auf einem Stück Glatteis aus und fällt hin. Mehrere Möglichkeiten bieten sich an, den Vorfall wiederzugeben, seine Ursachen zu untersuchen und schließlich zu verallgemeinern. Man darf davon ausgehen, dass die letzte Formulierung, die in diesem Zusammenhang die beste ist, dem Ausdrucksvermögen vieler Schüler/innen im letzten Vorschuljahr entspricht. - "Ich bin hingefallen, ich bin ausgerutscht, ich habe mir wehgetan": Der/die Schüler/in erzählt, was er/sie erlebt hat. - "Heute morgen war auf dem Schulhof Eis und ich bin ausgerutscht": Der Vorfall wird in einen räumlichen und zeitlichen Rahmen gestellt; der/die Schüler/in setzt im Ansatz zwei Ereignisse in Beziehung: das Vorhandensein von Eis und den Sturz; aber das Bindewort "und" ist nicht unbedingt das bestgeeignete. - "Ich bin gestürzt, weil auf dem Hof Eis war": Der/die Schüler/in stellt einen ursächlichen Zusammenhang her und benutzt das logische Bindewort "weil". - "Ich bin gestürzt, weil auf dem Hof Eis war und weil ich gerannt bin": Das Vorhandensein von Eis ist nicht die einzige Ursache des Sturzes. - "Wenn Eis auf dem Boden ist, wenn man rennt und nicht aufpasst, kann man hinfallen": Es werden die Bedingungen aufgezählt, die einen Sturz wahrscheinlich machen; Hinweis: es ist nicht schlimm, wenn Vorschüler/innen hier zwischen "wenn" und "weil" keinen Unterschied machen. - "Auf dem Hof ist Eis, also ist es glatt" oder "Man rutscht, weil auf dem Hof Eis ist": Vom Sturz ist hier nicht mehr die Rede, sondern von den Folgen (der Wirkung) einer Eigenschaft des Bodens als der Ursache; mit dem Präsenz und dem Verzicht auf die Ich-Form sind die Merkmale einer allgemein gültigen Aussage gegeben. - "Eis ist rutschig": Man äußert eine allgemeine Eigenschaft des Eises, eine von Ort und Zeitpunkt unabhängige Wahrheit; so wird eine naturwissenschaftlichen Tatsache ausgedrückt.

Schluss

Es muss das Anliegen der Lehrenden sein, den Übergang vom persönlichen und unmittelbaren Erleben zu den allgemeingültigen und vermittelten Erfahrungen in Naturwissenschaft und Technologie zu gestalten. Dieser Übergang vollzieht sich langsam, Schritt für Schritt und ist mit der Vorschule nicht abgeschlossen. Um das Beispiel mit dem Eis noch einmal zu bemühen: Man darf annehmen, dass der Übergang von "Ich bin hingefallen, ich bin ausgerutscht, ich habe mir wehgetan" zu "Auf dem Boden war Eis und man rutscht" für die Kleinen bereits ein wesentlicher Schritt ist. Vielleicht kann man weiter nicht gehen... Mit den Zeichnungen verhält es sich nicht anders, die Entwicklung ändert sich erst mit den 5 bis 6-Jährigen.

Die folgende Tabelle fasst wünschenswerte Entwicklungen im Überlegen sowie in Ausdruck und Darstellung von Überlegungen zusammen. Diese Entwicklungen kommen in der Vorschule nicht immer zum Abschluss; es handelt sich also um langfristige Ziele. Es ist jedoch wichtig, dass die Lehrenden sie deutlich vor Augen haben, damit sie ihre Schüler/innen auf den richtigen Weg bringen. Gleichzeitig müssen sie ihre Aufmerksamkeit auf konkrete, die Entwicklung begünstigende Situationen richten.

Spontanes Verhalten	Angestrebte Entwicklungen
Kindliche Überlegungen ("Die Katze hat Krallen, um Mäuse zu fangen")	Mehr oder weniger durchdachte Überlegungen zu Ursachen und Folgen: - "Die Katze kann Mäuse fangen, weil sie Krallen hat". - "Die Katze kann Mäuse fangen, weil sie Krallen hat, weil sie springen kann", usw.
Die Aufmerksamkeit richtet sich auf Ereignisse, die - erlebt werden, - oft subjektiv sind, - in Raum und Zeit festgelegt sind, - zufällig sind oder von den Umständen abhängen.	Die Aufmerksamkeit richtet sich auf naturwissenschaftliche Tatsachen, die - unabhängig vom Selbsterlebten sind, - objektiv gelten, - unabhängig von Ort und Zeit sind, - abhängig sind von Versuchsbedingungen, - wiederholbar sind.
"Ereignisbezogene" Sprache - Keine logischen Bindewörter bzw. ungeeignete Bindewörter ("und", "damit"...) - Beschreibung der Umstände ("heute morgen", "auf dem Hof") - Verben oft in der Vergangenheitsform ("Ich bin ausgerutscht.") - Aussagen häufig in der ersten Person: Das Subjekt des Satzes ist das Kind selbst ("Ich kann die Büroklammer ziehen").	Wissenschaftliche Sprache - Benutzung von logischen Bindewörtern ("weil...") - Allgemeingültigkeit oder Bedingtheit bezeichnende Wortwahl ("immer; jedes Mal, wenn"; "wenn,...dann") - Verben im Präsenz ("das Eis ist rutschig") - Aussagen in der dritten Person: Das Subjekt des Satzes ist der Untersuchungsgegenstand ("Der Magnet zieht die Büroklammer an").
"Ereignisbezogene" Darstellungen - Wiedergabe von Personen, Gesamtszenerie, Details und Farben ... Wesentliches und Unwesentliches werden nicht unterschieden. - Die Darstellung beschränkt sich auf eine einzige Zeichnung.	Wissenschaftliche Darstellungen - "Bereinigte" Wiedergabe: Einzig der Untersuchungsgegenstand wird abgebildet; Auswahl der Merkmale, Weglassen überflüssiger Details... - Die Anzahl der Zeichnungen richtet sich danach, wie viel, naturwissenschaftlich gesehen, von Bedeutung ist.

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Fußnoten

1: Man kann davon ausgehen, dass es sich in der Vorschule oft um ein Verstehen "in Handlungsabläufen" handelt, im Gegensatz zum klassischen, naturwissenschaftlichen Verstehen, das Eigenschaften aufzählt, Beziehungen herstellt, Theorien erarbeitet. Darum fehlt aber bei den Schüler/inne/n noch lange nicht die kognitive Tätigkeit.

2: Es wäre richtiger, anstelle von "kräftig" "stark" [man spricht von Magnetstärke, Feldstärke, d. Ü.] zu sagen. In Anbetracht des Alters der Schüler/innen schien jedoch "kräftig" passender.

Letzte Aktualisierung: 29.11.2023