Physikalische Lerninhalte in der Grundschule IfG Institut für Grundschulforschung Erziehungswissenschaftliche Fakultät der FAU Erlangen-Nürnberg Ute Franz Physikalische Lerninhalte in der Grundschule Wie werden Schülerinnen und Schüler für den Natur- und Technikunterricht der 5. Jahrgangsstufe vorbereitet?

Physikalische Lerninhalte in der Grundschule Wie werden Schülerinnen und Schüler für den Natur- und Technikunterricht der 5. Jahrgangsstufe vorbereitet? 1. Was soll in der Grundschule vermittelt werden? 2. Wie sollen physikalische Lerninhalte in der Grundschule vermittelt werden? 3. Empirische Studie zu Wissenserwerb und Interessenförderung im naturwissenschaftlichen Bereich des Sachunterrichts 4. Ausblick

1. Was soll in der Grundschule vermittelt werden? Ziele

Bildungsauftrag der Grundschule vgl. Kößler 1988; Einsiedler 1997 1. Wissen und Verstehen erwerben deklaratives Wissen prozedurales Wissen Lernstrategien 2. Interessen entwickeln positive Einstellungen zu Lerngegenständen Lernmotivation 3. Wertorientierungen anbahnen

Wissenschafts-orientierung Gegenwart Zukunft Grundlage für zunehmend eigenverantwortliches Handeln Grundlage für weiterführendes Lernen Orientierung an fachlich gesichertem Wissen Orientierung an Erfahrungen der Kinder Kind- orientierung Wissenschafts-orientierung

Naturwissenschaftliche Perspektive: Bildungspotential der naturwissenschaftlichen und technischen Perspektive im Sachunterricht vgl. Perspektivrahmen der Gesellschaft für Didaktik des Sachunterrichts (GDSU), 2002 Naturwissenschaftliche Perspektive: Kennen von Stoffeigenschaften und Stoffumwandlungen Untersuchung von Naturphänomenen im Hinblick auf physikalische Regelhaftigkeiten Naturwissenschaftliche Verfahren erarbeiten Technische Perspektive: Erweiterung des lebenspraktischen technischen Könnens Verstehen grundlegender technischer Funktions- und Handlungszusammenhänge geschlechtsspezifische Einstellungen zur Technik thematisieren und Hemmnisse abbauen

Inhalte

Neuer Lehrplan „Heimat- und Sachunterricht“ in Bayern (2000) wieder stärkere Wissenschaftsorientierung (Lebensweltorientierung) stärkere Betonung naturwissenschaftlicher Inhalte und Verfahrensweisen neue Anordnung der Themen

Magnetis-mus und Elektrizität Beispiel: „Elektrizität“ im bayerischen Lehrplan für Heimat- und Sachunterricht (2000) 3.7 Erkunden der Umwelt 3.7.2 Magnetis-mus und Elektrizität 3.7.2 Magnetismus und Elektrizität Die magnetische Wirkung kennen Einen einfachen Stromkreis bauen und anwenden Die elektromagnetische Wirkung erproben Die verschiedenen Wirkungen des elektrischen Stromes untersuchen

Magnetis-mus und Elektrizität Beispiel: „Elektrizität“ im bayerischen Lehrplan für Heimat- und Sachunterricht (2000) 3.7 Erkunden der Umwelt 3.7.3 Nutzung von Strom 3.7.2 Magnetis-mus und Elektrizität 3.7.3 Verantwortungsbewusste Nutzung von Strom Bedeutung des Stromes für das Alltagsleben erfassen Strom sparen als Notwendigkeit begreifen

Magnetis-mus und Elektrizität Beispiel: „Elektrizität“ im bayerischen Lehrplan für Heimat- und Sachunterricht (2000) 3.7 Erkunden der Umwelt 3.7.3 Nutzung von Strom 3.7.2 Magnetis-mus und Elektrizität Teilaspekt von 3.7.2 Die Gefahren des elektrischen Stromes kennen

Themen mit physikalischer bzw Themen mit physikalischer bzw. technischer Perspektive im bayerischen Lehrplan für Heimat- und Sachunterricht (2000) 1. Jahrgangsstufe

2. Jahrgangsstufe

3. Jahrgangsstufe

3. Jahrgangsstufe

4. Jahrgangsstufe

2. Wie sollen physikalische Lerninhalte in der Grundschule vermittelt werden?

Unterrichtshinweise aus dem Fachprofil Heimat- und Sachunterricht (2000) Problemorientiertes Lernen Projektorientiertes Lernen Handlungsorientiertes Lernen Selbständiges bzw. selbstgesteuertes Lernen Forschend-entdeckendes Lernen

Moderat konstruktivistisch orientierter Lernbegriff Lernen knüpft an den Vorerfahrungen und Vorwissen an Lernen ist eine aktive und individuelle Konstruktion von Wissen Merkmale einer moderat konstruktivistisch orientierten Lernumgebung vgl. Möller 1999 Möglichkeiten zum selbständigen Lernen schaffen Zeit für individuelle Lernwege (auch Umwege und „Fehler“) lassen Aufgaben in (Alltags-)Situationen einbetten Lernsituation didaktisch strukturieren (offene und strukturierte Phasen) Kommunikation und Kooperation zwischen den Schülern zulassen

Experimentieren in der Grundschule Worauf man beim Experimentieren in der Grundschule achten sollte vgl. u.a. Spreckelsen, 1992 keine „Trivialisierung“! Anordnung in Phänomenkreisen vom Staunen zum Erkennen kommen Einsatz von „Alltagsmaterialien“

Einsatzmöglichkeiten für Experimente in der Grundschule Lernen an Stationen (Erarbeitung, Vertiefung) Morgenkreis Freiarbeit Werkstatt-Unterricht

3. Empirische Studie zu Wissenserwerb und Interessenförderung im naturwissenschaftlichen Bereich des Sachunterrichts

Lehrer- und Wissenserwerb und Bedeutung von Lehrer- und Wissenserwerb und Unterrichtsvariablen Interessenentwicklung im naturwissenschaftlichen Bereich des Sachunterrichts für Unterrichtssequenzen in dritten Klassen zu den Themen: „Der einfache Stromkreis“ und „Die Verbrennung“

Unterrichtsvariablen Forschungsdesign Unabhängige Variablen Abhängige Variablen Lehrervariablen Aus- und Weiterbildung Kompetenzgefühl Interesse Wissen „Strom“ „Verbrennung“ Schülervariablen Wissenstest Lehrerfragebogen Unterrichtsvariablen Problemorientierung Autonomieorientierung Kindorientierung Fachgem. Arbeitsweisen ... Interesse „Strom“ „Verbrennung“ Interessenfragebogen Unterrichtstagebuch

Stichprobe Lehrerinnen: n = 21 Schulen: 13 Grundschulen Kinder: (Stadt Nürnberg, Stadt Erlangen, Landkreis Fürth, Landkreis Erlangen-Höchstadt) Kinder: n = 461 Mädchen = 224 Jungen = 237

Hauptuntersuchung im Schuljahr 2001/2002 Untersuchungsplan für jeweils eine Klasse Lehrerfragebogen Wissenstest „Strom + Verbrennung“ Interessenfragebogen „Strom + Verbrennung“ Phase 1 Unterrichtstagebuch Wissenstest + Interessenfragebogen „Strom “ Unterrichtstagebuch Wissenstest + Interessenfragebogen „Verbrennung“ Phase 2

Ausgewählte Ergebnisse Lehrerinnen

Studium für das Lehramt an Grundschulen in Bayern Erziehungswissen-schaftliches Studium 32 SWS Pädagogik/ Schulpädagogik Psychologie Politikwissenschaft oder Soziologie oder Landes- und Volkskunde Philosophie oder Theologie Didaktik der Grundschule 44 SWS 1. Grundschulpädagogik Pädagogik der Grundschule Schriftspracherwerb Sachunterricht 2. Didaktikfächergruppe Deutsch Mathematik Kunst oder Sport oder Musik Unterrichtsfach (nicht vertieft studiertes Fach) 44 SWS Fachwissenschaft Fachdidaktik Unterrichtsfach (nicht vertieft studiertes Fach) 44 SWS Fachwissenschaft Fachdidaktik

Lehrerfragebogen

-> Bitte beantworten Sie die folgenden Fragen, indem Sie auf der Skala von 1 bis 4 ankreuzen. 1 = überhaupt nicht 2 = wenig 3= ziemlich 4 = sehr Aus- und Fortbildung Als wie gut empfanden Sie Ihre bisherigen Fortbildungsaktivitäten in folgenden Bereichen? Kompetenzgefühl Wie hoch schätzen Sie Ihre Kompetenz ein, spontane Fragen der Kinder zu folgenden Bereichen zu beantworten? Privates Interesse Wie sehr interessiert Sie privat folgendes? Berufliches Interesse Wie gerne setzen Sie sich mit folgenden Themen für die Unterrichtsvorbereitung inhaltlich auseinander?

Ausbildung in Physik bzw Ausbildung in Physik bzw. im physikalischen Lernbereich des Sachunterrichts Physik als Unterrichtsfach: 0 (21) Physik als Didaktikfach: 0 (21) Einschätzungen zur Aus- und Fortbildungssituation und zum Kompetenzgefühl

Interesse an Physik/bzw Interesse an Physik/bzw. am physikalischen Lernbereich des Sachunterrichts

Ausgewählte Ergebnisse Unterricht

Unterrichtstagebuch

-> Bitte kreuzen Sie das Kästchen dann an, wenn Sie die Aussage mit JA beantworten können In dieser Unterrichtseinheit... Problem- orientierung wurde von einer Problemfrage ausgegangen. Kind- orientierung griff ich Ideen der Kinder auf. habe ich mich über das Vorwissen der Kinder informiert. Autonomie- orientierung wählten die Kinder unter verschiedenen Aufgabenarten frei aus. Fachgemäße Arbeitsweisen führten die Kinder selbständig Experimente durch.

Was wurde unterrichtet? Ausgewertete Unterrichtseinheiten: 126

ein „Richtig-Falsch“-Spiel Wir bauen ein „Richtig-Falsch“-Spiel Wir bauen einen Leuchtturm Wie können wir unsere Weihnachtskrippe beleuchten? Eine elektrische Beleuchtung für meine Laterne

Wie wurde unterrichtet? Ausgewählte Unterrichtsvariablen

Einsatz von Experimenten

Ausgewählte Ergebnisse Schülerinnen und Schüler

Wissenstest

Wie viel wissen Schülerinnen und Schüler vor dem Unterricht zum Thema „Strom“?

Wie viel wissen Schülerinnen und Schüler vor und nach dem Unterricht zum Thema „Strom“? Unterschiede zwischen dem Prä- und Posttest sind hochsignifikant bei einer einfaktoriellen Varianzanalyse (1%- Niveau)

Interessenfragebogen

Schulisches Interesse Wie sehr interessieren dich diese HSK-Themen? Wie gerne würdest du das tun? Wie gerne würdest du mit diesem Spielzeug spielen? Privates Interesse Wie gerne würdest du diese Bücher lesen?

Wie sehr interessieren sich Schülerinnen und Schüler vor dem Unterricht für das Thema „Strom“?

Wie sehr interessieren sich Schülerinnen und Schüler vor und nach dem Unterricht für das Thema „Strom“?

Zusammenfassung der Schülerergebnisse Klassenunterschiede * ** * **

4. Ausblick

Universität Sach-unterricht Betonung naturwissenschaftlicher Inhalte in Forschung Lehre Kooperation mit den Fachdidaktiken

Austausch zwischen den Schularten Schule Austausch zwischen den Schularten Inhalte Methoden Grund-schule Medien/Materialien Austausch zwischen Lehrern und Schülern Natur und Technik Vorwissen Interessen, Erfahrungen, Fragen Medien/Materialien „Methodenkompetenz“ Lernvoraussetzungen erheben!

Internetportal zum Sachunterricht: www.sachunterricht-online.de Kontakt: Ute Franz Institut für Grundschulforschung Erziehungswissenschaftliche Fakultät der FAU Regensburger Str. 160, 90478 Nürnberg Tel.: 0911/5302-533; Mail: ute.franz@ewf.uni-erlangen.de