Das vermutlich langweiligste Experiment... (c) University of Queensland

Das vermutlich langweiligste Experiment… (c) University of Queensland

Auf der hier schon angesprochenen Tagung war noch ein sehr interessanter Vortrag, der sich mit der Vermittlung von “Wissenschaft als solches” befasste. In der etwas sperrigen deutschen Übersetzung “Natur der Naturwissenschaft” geht es eigentlich um das Wesen der Naturwissenschaft. WIE forscht man eigentlich, wie kommt es zu einem Wissensgewinn, wie ensteht eine Theorie und daraus uU ein Gesetz.

Ich vermittel das in Workshops an Erzieherinnen und Grundschullehrer. Eigentlich können Kinder das von Natur aus, sie erkunden so ihre Welt. Sie entdecken etwas für sie Neues, probieren, variieren und wiederholen. Transferieren das Erlernte auf (vermeindlich) ähnliche Situationen, wiederholen…. Sowohl auf Soziales, Sprache, aber natürlich auch auf Naturwissenschaften. Ich habe schon einjährige gesehen, die gerade mal stehen konnten und für sich schon den Magnetismus entdeckt und erforscht haben. Aber ich drifte ab…

Die Rednerin, Prof. Dr. Christiane Reiners hat bei Lehramtsanwärtern gefragt, ob sie wirklich “forschen” können. Viele verstanden die klassischen Rezept-Experimente Man nehme dies, mache das, dann passiert das  als Wissenschaft. Das Paradoxe sei ja, dass diese Personen demnächst selbst unterrichten werden und es ja irgendwie besser machen sollten.  Daher haben sie sich auch noch die Lehrbücher angeschaut, die im Unterricht für Sek I und II Schüler genutzt werden. Auch hier gab es wenige Ideen, das Prinzip des Forschens zu vermitteln.

Passend dazu habe ich bei der RUB [ja, genau die] eine Pressemeldung gelesen, in der wirklich bahnbrechende Neuigkeiten aus der Bildungsforschung berichet werden:

“Selbst experimentieren macht im Schulunterricht mehr Spaß als nur zuschauen. In der Gruppe klappt es am besten. “
“Die Auswertung der Daten und Fragebögen zeigte, dass die Schüler, die das Video gesehen hatten, die geringste körperliche Stressreaktion zeigten und sich auch am wenigsten gestresst fühlten. Dafür waren sie allerdings auch zunehmend gelangweilt, und ihre Freude am Experiment sank währenddessen stark ab. „Diese passive Art des Unterrichts ist daher keine gute Option”
Ich gehe mal davon aus, dass es allen bekannt war, man es aber mit Cortisol-Messungen etc. noch einmal untermauern wollte.
Leider ist auch hier, so wie es sich aus der PM [Pressemeldung] liest, nur ein Kochrezept mit den Schülern nachgekocht worden, keine eigene Fragen der Schüler. Aber hey, man ist ja schon fast dankbar, dass die Schüler etwas selbst machen durften und nicht nur einen Film geguckt haben oder es gar im Buch lesen mussten….
Wenn ich mal so zurückblicke, in der Schule waren die eigenen, bei der RUB untersuchten Experimentier-Einheiten auch leider viel zu selten. Oft waren es die Referendare, bei denen wir selbst etwa mit Bierschaum die e-Funktion hergeleitet haben (mit echtem Bier) und die damit frischen Wind in den Unterricht gebracht haben.
Ja, selbst in der Uni musste ich (zu) viele Rezepte nur nachkochen. Regelrecht eingebrannt hat sich (nur der Name) der Grignard-Reaktion. Selten wurden in den Praktika nur Fragen oder Aufgaben gestellt und wir Studies mussten uns selbst einen Weg suchen. Einer eigenen Frage aktiv forschend auf den Grund zu gehen, das war tatsächlich erst in der Diplomarbeit, wobei auch hier war die Frage eigentlich schon vorgegeben.
Wie sind Eure Erfahrungen, wie ist das Studium heute, wie sind Eure Lehrer / die Lehrer Eurer Kinder in Sachen Forschen?
Mir geht es NICHT um Lehrer-Bashing. Leider gibt es immer noch Mathelehrer, die nur Kinder zu stupidem Rechnen dressieren und Chemielehrer, die das Periodensystem auswendig lernen lassen. Aber solche Horror-Geschichten gab es schon in der Feuerzangenbowle. Auch die Tatsache, dass Schule überhaupt stattfinden kann, ist ein anderes, schon untersuchtes Thema.
Habt Ihr Beispiele, wie Kinder / Schüler / Studierende selbst aktiv forschen können / durften / mussten?

UPDATE:

Ich habe gestern im Radio ein kurzes Interview gehört, welches sehr schön das wissenschaftliche Arbeiten verdeutlicht hat. (Gedächtnisprotokoll)

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Kommentare (20)

  1. #1 rolak
    April 24, 2017

    aus der PM

    Sicher, der Kontext klärt es vorab auf, doch es triggert immer noch in Richtung ‘National Inquirer’… Doch das hiesige ‘Neugierologe’ macht ja sowas lässig wett.

    btt: Damals™ im Gymnasium gab es schulisch weniger Experimente als im Kindergarten (die mit Wasser und Sand), ein bißchen Elektronikbasteln (Meßverstärker etc pp) in der AG Physik, mehr außerschulisch im Rahmen der Kontaktaufnahme zu den Schülerinnen des nahegelegenen Nonnenbunkers.
    Grundstudium Physik nur Nachexerzieren, später spezialisierungsbezogene erst Hilfs-, dann Mit-, dann -Arbeit am Experiment.

    • #2 Chris
      April 24, 2017

      PM Oh, stimmt, wird ergänzt!

  2. […] wurde die Frage gestellt, welche Beispiele es gibt für selber forschen in Schule und Studium, http://scienceblogs.de/erklaerfix/2017/04/24/forschen-in-der-schule/ Anstatt hier jedoch auf physikalische Experimente zu verweisen, die der Autor möglicherweise im […]

    • #4 Chris
      April 24, 2017

      @trollheaven
      Ich bleibe mal hier im Blog, um die Kommentare nicht zu zerfasern. Nein, es geht eben nicht um die Trockeneisrakete u.ä. Das sind coole Experimente, auch wie der kleinste Elektromotor der Welt (Batterie + Schraube + Magnet und Alufolie), die aber etwa so viel mit Forschen zu tun haben wie eine Dose Ravioli mit Kochen.

  3. #5 Stefan
    April 24, 2017

    Das Gymnasium, dass ich besucht habe, hatte dafür ein spezielles Angebot. Zusätzlich zum normalen Unterricht gab es die Möglichkeit, sich zu Beginn der Schulzeit da in die N[aturwissenschafts]-Klasse einzuschreiben. Da gab es dann in jedem Schuljahr für ein Fach aus dem MINT Bereich zwei Wochenstunden extra, und dieser z.B. Biologie+ Unterricht war dann voll darauf ausgelegt, dass die Schüler durch eigene Experimente zum Teil auch selbst ausgesuchte Fragen untersucht haben.
    War eine ziemlich coole Sache, zeigt aber auch, dass es im normalen Stundenplan halt nicht passt – aber ich glaube, die wenigsten Schüler in der Klasse haben die Wahl dieser zusätzlichen – auch bewerteten – Stundenzahl bereut.

    • #6 Chris
      April 24, 2017

      Das hört sich interessant an. Ob es – und wie – in den “normalen” Stundenplan passt, genau das interessiert mich. Ich denke schon. Ich kenne eine Grundschule, die eine Schulstunde pro Woche zum freien Forschen haben. Das wird in den weiterführenden Schulen wegen der gestiegenden Komplexität der möglichen Fragen der Schüler (und den damit einhergehenden erhöhten Material-Anforderungen) sicherlich komplex werden.

      • #7 Stefan
        April 24, 2017

        Ich glaube nicht, dass das in dem Umfang wirklich in den normalen Unterricht passt. Bei diesem Angebot war es halt teilweise wirklich möglich, einzelne Projekte auch mal zwei oder drei Monate lang laufen zu lassen und dementsprechend umfangreiche Sachen zu machen – das ist innerhalb des normalen Unterrichts sicher so nicht möglich.

        Auf jeden Fall wären aber natürlich auch kleine eigene Untersuchungen besser als gar nichts in der Art zu machen – und es ist andererseits sicher auch nicht für jeden Schüler das richtige, an solchen Programmen teilzunehmen (wo kein Interesse ist, wird es dann auch schwierig, das ganze sinnvoll durchzuführen).

        • #8 Chris
          April 24, 2017

          In diesem Umfang wird es mit 26 Schülern sicherlich sehr schwierig.

          Dennoch finde ich es wichtig, die Natur der Naturwissenschaft: Ich habe eine Frage, überlege mir eine Hypothese und erarbeite mir Möglichkeiten zur Klärung etc…. sollte fest für alle vermittelt werden. Zumindest in den offiziellen Lehrplänen der Länder ist es eigentlich verankert.

  4. #9 Robert Fischer
    Frankfurt am Main
    April 24, 2017

    Bitte: zum verallgemeinernden “Lehrer-Bashing“ besteht gerade in Deutschland kein Grund. Seit über 10 Jahren arbeite ich nun mit Physiklehrern aus diversen europäischen Ländern, Australien und Lateinamerika, um sie für mehr Schülerexperimente im Unterricht zu gewinnen. In meinem subjektiven Vergleich sind die deutschen Lehrer so gut, dass wir aus Brasilien zurück nach Deutschland gezogen sind, damit mein Sohn hier auf die Schule gehen kann.
    Schön finde ich, dass Sie die Betonung darauf legen, „das Prinzip des Forschens zu vermitteln”. Häufig liest und hört man, man müsse die Kinder und Jugendlichen für Wissenschaft begeistern. Oder mit Experimenten ‚anschaulich’ erklären. Gute und lobenswerte Beweggründe, mit denen ich selbst jahrelang Fördermittel eingeholt habe. Allerdings sollte es beim wissenschaftlichen Unterricht nicht nur darum gehen, mit einer großen Show zu unterhalten. Wie schon an anderer Stelle beklagt (http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6552/aa5430) geht es zu oft nur darum, mit dem Experiment die Richtigkeit des Lehrbuchs zu bestätigen.
    Dabei ist Wissenschaft doch eigentlich die Kunst, Neugier praktisch umzusetzen, kritisches Hinterfragen so zu formulieren, dass es sich in einem Experiment testen (bzw. nach Popper falsifizieren) lässt. Das ist vor allem eine Frage der Einstellung, der Herangehensweise. Wer gelernt hat, dass er selbst Aussagen überprüfen kann – ob nun über Fragen der Mechanik oder Migration – kann auch dem Gebrüll der Populisten etwas entgegensetzen. Eine informierte Beteiligung des ‚mündigen Bürgers’ an wichtigen Diskussionen, wie z.B. der Gentechnik oder Energiepolitik, setzt kein jahrelanges Studium voraus, aber den Willen sich zu informieren und kritisches, analytisches Denken. Der Mut, Neues auszuprobieren, sowie die Fähigkeit, dabei strukturiert vorzugehen, ist im Arbeitsleben weitaus wichtiger als das Rezitieren von Formeln. All das könnte der Naturwissenschaftliche Unterricht fördern – wenn man den Wissenschaft als Aktivität unterrichten würde (wie dies bei Sport, Musik und Kunst ja auch möglich ist), statt sie auf die Resultate anderer (meinst schon vor Jahrhunderten verstorbener Männer) zu reduzieren.
    Und ja, ich hatte das Glück, Lehrer zu haben, die genau dies verstanden. Ein wenig davon versuche ich heute weiterzugeben, z.B. aktuell im Projekt Ciênsação (www.sciensation.org), welches sich vor allem an Lateinamerikanische Lehrer richtet. Meine Arbeit bestätigt mir immer wieder, dass die meisten Lehrer gewillt sind, Wissenschaft ‚lebendig’ zu unterrichten –– man muss sie nur lassen.

  5. #10 Robert
    April 25, 2017

    Fischer,
    ……..Schülerversuche,
    Die meisten Physiklehrer und Chemielehrer würden lieber Schülerversuche durchführen, wenn man sie nur ließe.
    Das größte Hindernis sind zu große Klassen. Sicherheit muss an erster Stelle stehen und die kann man ab einer Größenordnung von 20 Schülern nicht mehr garantieren.
    Das zweite Hindernis sind fehlende Lehrkräfte.
    Das dritte Hindernis sind die fehlenden finanziellen Mittel. Für Schülerversuche benötigt man bei Partnerarbeit eine mindestens 10 fache Aussttatung an Material. Und da pro Versuch mindestens ein Teil kaputt geht, wird das bei regulärem Unterricht ziemlich teuer.
    Im Lehrplan wird ziemlich vollmundig für Schülerversuche geworben, bei der Stundenzuteilung und beim Stundenplan, wird das aber gleich wieder vergessen.
    Anspruch und Wirklichkeit klaffen ziemlich weit auseinander.

    • #11 Chris
      April 26, 2017

      @Robert
      Wenn ich Dich richtig verstanden habe, bist Du aber auch wieder “nur” bei den Rezept-Experimenten nach Fahrplan.
      Mir geht es eher um das übergeordnete “Wesen” wissenschaftlichen Arbeitens. Ja, in letzter Konsequenz brauchen die Schüler dann auch haptische Materialien, mit denen sie ihre eigenen Fragen dann überpüfen können, das muss da sein und vorher eben bezahlt werden…

      • #12 Robert Fischer
        Frankfurt am Main
        April 26, 2017

        @Robert & @ Chris

        Darf ich Sie vorschlagen, zwischen Experimenten und Demonstrationen zu unterscheiden? Wenn die Ergebnisse bereits feststehen, handelt es sich nicht um ein Experiment, sondern eine Demonstration. Beides hat seine Berechtigung.

        Ich gebe Chris völlig Recht, dass Forschen wesentlich mehr ist, als Rezepte nachzukochen oder Schritt für Schritt Anleitungen abzuarbeiten. Dazu braucht es allerdings nicht immer große Projekte. Eine einfache Alltagsbeobachtung kritisch hinterfragt, und den Schülern relativ freie Hand gegeben, wie sie diese Frage beantwortet bekommen, ist häufig schon ausreichend. Das kann auch in wenigen Minuten ohne großen materiellen Aufwand geschehen. (siehe auch https://www.sciensation.org/teacher.html)

        • #13 Chris
          April 26, 2017

          >Wenn die Ergebnisse bereits feststehen, handelt es sich nicht um ein Experiment, sondern eine Demonstration.
          Leider, und das war genau die eingangs oben beschriebene Situation, sehen viele das Rezept-Nachkochen als Forschen an.

          Der klassische Vorführ- / Demonstrationsversuch ist ja noch eine ganz andere Baustelle.

  6. #14 Robert
    April 26, 2017

    Chris,
    ………….Rezept Experimente,
    zuerst muss man mal “kleine Brötchen”backen und die Schüler an Versuche heranführen. Wenn man dann noch die notwendigen Sicherheitsbestimmungen mit integriert hat, dann kann man mit Forschen beginnen, das heißt, die Schüler selbst Arbeitshypothesen aufstellen lassen, die sie dann frei überprüfen können.
    Was Sie wahrscheinlich meinen, ist “Naturbeobachtung” mit Grundschülern. Da geht es weniger um Systematik als um lustbetontes “Herumexperimentieren”. Entscheidend ist, welches Ziel man anstrebt. Bestaunen der Natur , ohne Vorgabe und ohne Ziel, den Schülern Freiraum geben ohne Garantie für ein Ergebnis
    oder das Forschungsziel vorgeben z.B. Tiere in einem alten Holzstumpf, und die Kinder suchen lassen.
    Bei chemischen Versuchen wäre ich bei Grundschülern vorsichtig. Der Lehrer steht mit einem Bein im Gefängnis.
    Technische Versuche zum Hebelgesetz kann man gut mit Grundschülern durchführen, wenn genügend Material vorhanden ist. Ob man das dann noch Forschung nennen kann?

    • #15 Chris
      April 26, 2017

      Nein, ich meine keine reinen Naturbeobachtungen. Es geht auch nicht um “lustbetontes” Rumpanschen. Beides sind elementare und wichtige Dinge, die leider viele Kinder noch nie erlebt haben (bzw. durften).
      “Garantie für ein Ergebnis” ist genau das klassische Rezept-Denken. Auf allen Tischen muss das gleiche Resultat sein, weil es das Rezept ja so vorsieht.

      Mit echtem Forschen meine ich, dass die Schüler (egal welchen physischen Alters) SICH eine (eigene) Frage erarbeiten. Eine Theorie aufstellen und sie dann praktisch überprüfen. An der Stelle kommt die Materialproblematik ins Spiel. Dann überprüfen sie ihre Beobachtungen mit ihrer Theorie vom Anfang. Und gewöhnlich wiederholen und modifieren sie dann einzelne Parameter.

  7. #16 Robert
    April 26, 2017

    Chris,
    ……..Forschung,
    was Sie beschreiben ist ein Idealziel.
    In den Schulen wird dem durch “Projektunterricht” Rechnung getragen. Schüler benennen ihr Projekt, das Projekt wird vom Lehrer begutachtet und wenn keine Bedenken aus ethischer, rechtlicher oder sicherheitsrelevanter Sicht besteht, vom Lehrer genehmigt. Was festgelegt ist, ist die Zeitvorgabe. Zu einem genannten Zeitpunkt müssen die Schüler eine Projektpräsentation vor der Klasse durchführen.
    Sinnvoll ist diese Arbeitsweise ab dem 13.-14. Lebensjahr.
    Vorformen dessen kann man auch schon in der Grundschule durchführen.

    • #17 Chris
      April 26, 2017

      > was Sie beschreiben ist ein Idealziel.
      Genau darum geht es mir aber. Wo und wie lässt sich die “Natur der Naturwissenschaft” in der Schule besser vermitteln?
      Ich habe gestern dazu einen schönen Radio-Interview gehört, ich schreibe oben ein Update dazu….

  8. #18 Robert
    April 26, 2017

    Chris,
    Nachtrag : 4 Schüler pro Projekt hat sich als praktikabel herausgestellt.

  9. #19 Robert
    April 26, 2017

    Chris,
    diese Art von Unterricht habe ich die letzten 10 Jahre durchgeführt. Von der Motivation her ist sie die effektivste Methode. Von der Wissensvermittlung her ist Vorsicht geboten. Da wir es mit Schülergruppen zu tun haben, arbeitet einer und die anderen übernehmen die Ergebnisse. Auf jeden Fall macht Projektarbeit Spaß und verhindert Schulverdrossenheit.

  10. #20 Pilot Pirx
    Mai 20, 2017

    Na, ich hatte wohl echtes Glück mit meiner Schule.
    Wir haben auch viel “nach Rezept” gemacht.
    Meine Lehrer hatten da aber hinterher so ein Zauberwort.
    WARUM?
    Da hatte man dann erst mal was zum nachdenken gehabt.
    Von unseren AGs mal abgesehen…