Frühe Vermittlung naturwissenschaftlicher Grundlagen

Primarschülerinnen und -schüler profitieren von einem auf Kinder zugeschnittenen Physikunterricht. Achtjährige verstehen nach diesem Unterricht physikalische Inhalte besser als Zwölfjährige ohne diese Schulung.

Das zeigen erste Ergebnisse einer Studie zum Unterricht in den Fächern Fächern Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik (MINT), die die ETH Zürich (ETHZ) in der Deutschschweiz durchgeführt hat. Darüber berichtete das Magazin der Schweizerischen Koordinationsstelle für Bildungsforschung (SKBF).

MINT-Studie: Kindgerechter Unterricht weckt Verständnis für Physik, barfi.ch, 26.10.
Wie man das Verständnis für Naturwissenschaften weckt, NZZ, 25.10.

Lernen mit Klassenkisten

In der ersten Phase der Schweizer MINT-Studie wurden an der Universität Münster D entwickelte Klassenkisten eingesetzt. Diese befassten sich mit den Themen "Luft und Luftdruck", "Schall", "Schwimmen und Sinken" sowie "Brücken - und was sie stabil macht". Die Lehrerinnen und Lehrer erhielten eine Fortbildung zu den Themen.

Die Lernfortschritte der Kinder wurden mit Fragebögen gemessen, jeweils vor und nach der Behandlung der Themen. Das bei ihnen gemessene Verständnis verglichen die Forschenden mit dem Verständnis für diese Fragen bei gleichaltrigen oder älteren Kindern, die den optimierten Unterricht nicht bekommen hatten.

Erste Ergebnisse der Studie des Instituts für Verhaltenswissenschaften der ETHZ zeigten, dass Drittklässler nach dem auf sie ausgerichteten Unterricht die physikalischen Inhalte besser verstanden als Sechstklässler ohne diesen Unterricht. Mädchen und Knaben zeigten dabei gleich gute Ergebnisse.

Zudem eigneten sich die Kinder mit den optimierten Lernmethoden ein allgemeines Experimentierwissen an, das sich auf andere Situationen übertragen lässt, wie es im Bericht heisst. An der Studie nahmen bisher über 6000 Kinder und mehr als 360 Lehrerinnen und Lehrer teil.

"Falsche Vorstellungen"

Schüler stünden in den naturwissenschaftlichen Fächern der Sekundarschule oft vor unüberwindbaren Verständnisschwierigkeiten, liess sich Forschungsleiterin Elsbeth Stern, Professorin für empirische Lehr- und Lernforschung an der ETHZ, im SKBF-Magazin zitieren.

Diese Kinder hätten falsche Vorstellungen über die Welt aufgebaut, sagte Stern. "Sie denken zum Beispiel, dass ein Schiff nicht untergeht, weil es von der Luft nach oben gezogen wird."

Vermittle man jedoch Primarschülern ein angemessenes und kindgerechtes Verständnis von Antriebskraft oder Luftdruck, verfügten die Kinder über "anschlussfähiges Wissen", das sie im späteren Unterricht nutzen könnten. "Man kann Schülerinnen und Schülern schon früh naturwissenschaftliche Grundlagen vermitteln."

Über ganze Schulzeit aufbauen

Stern hält es für sinnvoll, Primarlehrkräfte im Unterrichten von Physik weiterzubilden. "Lerninhalte und Methoden sollten über die gesamte Schulzeit hinweg aufeinander aufbauen", empfiehlt die Bildungsforscherin. Lehrkräfte auf höheren Stufen sollten das Vorwissen der Schüler erkennen, nutzen und daran anknüpfen.

In den nächsten Phasen der Studie wird Unterrichtsmaterial des MINT-Lernzentrums der ETHZ eingesetzt. Ziel ist, zu untersuchen, ob Schülerinnen und Schüler, die mit den Themenkisten gelernt haben, in Oberstufenklassen von neuen Unterrichtsmaterialien stärker profitieren können als Kinder, die herkömmlichen Unterricht hatten.