Physikalische Lerninhalte in der Grundschule Wie werden Schülerinnen und Schüler für den Natur- und Technikunterricht d

1. IfGInstitut 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?

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

3. 1. Was soll in der Grundschule vermittelt werden? Ziele

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

5. 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

6. 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

7. Inhalte

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

9. 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

10. 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

11. Die Gefahren des elektrischen Stromes kennen 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

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

13. 2. Jahrgangsstufe

14. 3. Jahrgangsstufe

15. 3. Jahrgangsstufe

16. 4. Jahrgangsstufe

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

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

19. 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 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

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

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

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

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

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

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

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

27. Ausgewählte Ergebnisse Lehrerinnen

28. 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

29. Lehrerfragebogen

30. -> Bitte beantworten Sie die folgenden Fragen, indem Sie auf der Skala von 1 bis 4 ankreuzen. 1 = überhaupt nicht2 = wenig3= ziemlich4 = 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?

31. 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

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

33. Ausgewählte Ergebnisse Unterricht

34. Unterrichtstagebuch

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

36. Was wurde unterrichtet? Ausgewertete Unterrichtseinheiten: 126

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

38. Wie wurde unterrichtet? Ausgewählte Unterrichtsvariablen

39. Einsatz von Experimenten

40. Ausgewählte Ergebnisse Schülerinnen und Schüler

41. Wissenstest

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

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

45. Interessenfragebogen

46. 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?

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

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

49. Zusammenfassung der Schülerergebnisse Klassenunterschiede * ** * **

50. 4. Ausblick