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Physik für 5-Jährige? – Naturwissenschaftliche Bildung in der Kita

Naturwissenschaftliche Bildungschancen für Kinder gestalten - Kinder sind von Natur aus wissbegierig und interessiert an Naturphänomenen. Mit einer bundesweiten Initiative engagiert sich die gemeinnützige Stiftung „Haus der kleinen Forscher“ für die Bildungschancen von Kita- und Grundschulkindern in den Bereichen Naturwissenschaften, Mathematik und Technik. Durch kontinuierliche Fortbildungsangebote unterstützt sie pädagogische Fach- und Lehrkräfte dabei, Mädchen und Jungen in ihren Bildungsprozessen entwicklungsangemessen zu begleiten.

Kleiner Forscher

© Natallia Vintsik

Kitaleitungen stehen heute vor der großen Herausforderung, ihre Einrichtungen im Sinne eines umfassenden Bildungsanspruches zu gestalten, darunter auch die Bereiche Naturwissenschaften, Mathematik und Technik. Das fordern nicht nur die Bildungspläne der Bundesländer, das erwarten auch viele Eltern. Die frühe Kindheit gilt im Kontext des lebenslangen Lernens mittlerweile als wichtiger Baustein der Bildungsbiografie eines jeden Menschen. Erkenntnisse der modernen Entwicklungsforschung zeigen, dass sämtliche Erfahrungen und Lernprozesse eines Kindes von Geburt an Einfluss auf dessen Entwicklung haben und wie wichtig es ist, von Anfang an mit Freude zu lernen.

Kleine Forscher von Anfang an – Die Kompetenzen der Kleinsten

Wann beginnt die Entwicklung von Kompetenzen und Interessen? Sind Kinder schon zu wissenschaftlichem Denken in der Lage? Entwicklungspsychologische Befunde zeigen, dass schon Säuglinge über erste Forscherkompetenzen verfügen (z.B. Pahnke & Pauen, 2012). 6 Monate alte Babys denken über Ursache und Wirkung von Ereignissequenzen nach. Sie stellen unterschiedliche Erwartungen an das Verhalten von Lebewesen und unbelebten Objekten und scheinen erste naturwissenschaftliche Kenntnisse, beispielsweise über physikalische Prinzipien, zu besitzen. Kinder wissen schon als Babys, dass unbelebte Objekte ihre Position nur ändern, wenn eine äußere Kraft auf sie einwirkt, während Lebewesen sich von alleine bewegen können. Dieses frühe Kernwissen bildet einen wesentlichen Ausgangspunkt für das weitere Lernen.

Kleinkinder können kausale Wenn-dann-Prinzipien verstehen und zeigen erste Einsicht in Zusammenhänge von Ereignissen, z.B. die Kettenreaktionen von Dominosteinen. Kleinkinder betten ihr Wissen in naive Theorien über Naturphänomene ein. Sie sind aktive Denker, die von Anfang an Theorien bilden, mit denen sie Ereignisse anhand vermuteter Wirkprinzipien interpretieren.

Im Kita-Alter verfügen die Mädchen und Jungen über zentrale Voraussetzungen für wissenschaftliches Denken: Sie verstehen grundsätzliche Zusammenhänge und wenden dieses Kausalverständnis richtig an, wenn sie über Ursache und Wirkung nachdenken. Sie können falsche Überzeugungen erkennen, wenn sie Annahmen und Vermutungen mit tatsächlichen Beobachtungen vergleichen.

Vorschulkinder werden sich zunehmend sicherer in dem Wissen über ihr eigenes Wissen (Metakognition), also zu wissen, dass und woher sie etwas wissen. Im Übergang zum Grundschulalter entwickeln die Kinder ihre Sprach- und Gedächtnisfähigkeiten weiter und verfügen über eine zunehmende Flexibilität im Denken. Aufgrund ihres verbesserten Abstraktionsvermögens fällt es Kindern nun immer leichter, Lernerfahrungen geistig zu ordnen, Sinnbezüge herzustellen und diese sprachlich auszudrücken.

Kita- und Grundschulkinder bringen somit bereits beachtliche Kompetenzen im naturwissenschaftlichen Denken mit, ein Potenzial, das sich mit geeigneter Unterstützung besonders gut entfaltet. Deshalb ist das Kindergartenalter ein ideales Entwicklungsstadium für den Beginn einer naturwissenschaftlichen Bildung.

Positiver Zugang zu Naturwissenschaften und Technik – Chancen für alle Kinder

Kinder sollen Freude und Selbstvertrauen im Umgang mit naturwissenschaftlichen Phänomenen und technischen Fragestellungen entwickeln. Dabei geht es darum, die Kinder bei einem forschenden Entdeckungsprozess und einer eigenständigen Lösungsfindung zu begleiten. Dazu gehören u.a. das Beobachten, Vergleichen und Kategorisieren, das sich Kinder zunutze machen, um die Welt um sich herum zu erkunden. Sie können hierbei eigenständig Antworten finden und Dinge verstehen. Ein zentrales Ziel früher Bildung ist es, Kinder in ihrer Selbstwirksamkeit und personalen Kompetenz zu stärken. Beim Forschen erleben Kinder: „Ich kann das!“.

Durch das Aufgreifen kindlicher Fragestellungen und das gemeinsame Suchen nach Antworten können darüber hinaus eine Reihe allgemeiner Kompetenzen gestärkt werden, die Kinder für ihren Lebensweg benötigen. So wird zum einem das Lernen und die lernmethodische Kompetenz gestärkt. Hier kommt den Reflexionsphasen eine besondere Bedeutung zu, bei denen Fragen das Nachdenken über den Lernprozess anregen. Beim Forschen und Entdecken lassen sich zudem soziale Kompetenzen stärken, wenn Kinder beispielsweise Ideen austauschen, gemeinsame Handlungsweisen entwickeln und umsetzen oder zusammen Regeln aufstellen. Zum anderen kommt der sprachlichen Bildung eine besondere Rolle zu, die durch das Äußern von Vermutungen, Beschreiben von Beobachtungen und dem Formulieren eigener Erklärungen gestärkt wird.

All dies sind Erfahrungen und Fähigkeiten, die weit über die frühe Kindheit hinaus für die Persönlichkeitsentwicklung und die Berufsbiografie von Bedeutung sind.

Forschen als Erkenntnisprozess – Die Methode „Forschungskreis“

In der Auseinandersetzung mit naturwissenschaftlichen, mathematischen und technischen Themen können Kinder grundlegende Erfahrungen mit der Natur machen, gemeinsam Zusammenhänge entdecken und Konzepte begreifen. Eine wesentliche Rolle im pädagogischen Ansatz der Stiftung „Haus der kleinen Forscher“ (Stiftung Haus der kleinen Forscher, 2013a) spielt die Methode „Forschungskreis“, die gemeinsames wissenschaftliches Denken und Handeln ausgehend von eigenen Fragestellungen und Vermutungen beschreibt.

Frage an die Natur stellen

Forschen heißt Fragen! Gemeinsam finden Kinder und die pädagogische Fachkraft eine Fragestellung, die für die Kinder interessant und motivierend ist, weil sie dabei Neues erfahren können. Das zu erforschende Phänomen sollte für die Kinder eine Bedeutung haben und eine Frage auslösen (z.B. „Welche Dinge werden im Wasser oben bleiben, und welche werden untergehen?“).

Ideen und Vermutungen sammeln

Die Kinder und Fachkräfte denken darüber nach, was sie schon zu ihrer Frage wissen und welche Vermutungen sie haben. Auf dieser Grundlage können sie überlegen, wie sie am besten zu einer Antwort gelangen (z.B. durch einen geeigneten Versuch). Bevor das eigentliche Experimentieren beginnt, findet schon ein Dialog über das Thema statt. Dies ist ein wichtiger Teil im Forschungsprozess – Sprechen gehört zum Forschen. Die Kinder sagen z.B., was sie über Luft wissen, und die Fachkräfte sammeln die unterschiedlichen Antworten. Die so geäußerten Konzepte zeigen die bestehenden Vorstellungen der Kinder und stellen die Basis für das weitere Forschen dar.

Ausprobieren und Versuch durchführen

Jedes Kind sollte ausreichend Zeit haben, um seine eigenen Idee auszuprobieren und in Versuche umzusetzen, in seinem eigenen Tempo zu arbeiten und Dinge zu wiederholen. Es ist wichtig, die Kinder auch an der Planung des Versuchs zu beteiligen. Was genau wollen sie untersuchen, welche Ideen haben sie dazu, und welches Material kommt infrage? Die Forschungsaktivitäten sollten auf vorhandenem Wissen und Können der Kinder aufbauen.

Beobachten und Beschreiben

Neben dem eigenständigen Ausprobieren ist es wichtig, die Kinder zu genauem Beobachten zu ermuntern und sie die Vorgänge in eigenen Worten beschreiben zu lassen. Dadurch nehmen sie bewusst wahr, was sie erforschen und wie sich die Dinge, die sie untersuchen, verhalten. Was genau ist zu sehen, was passiert?

Ergebnisse dokumentieren

Wenn Kinder ihre Beobachtungen, Ideen und Arbeitsschritte dokumentieren (z.B. durch Fotos, Zeichnungen), wird ihnen das neu Erfahrene bewusst und für später festgehalten. Pädagogische Fachkräfte können die Äußerungen der Kinder aufschreiben. Die Dokumentationen fassen Ergebnisse zusammen und können als Grundlage für anschließende gemeinsame Reflexionen der Lernprozesse und Erkenntnisse dienen.

Reflexion und Dialog

Wenn der Tatendrang des Ausprobierens gestillt ist, können die Kinder in der Reflexionsphase verarbeiten und besprechen, was sie erlebt und entdeckt haben. Dabei üben sie auch, eigene Erklärungsversuche zu formulieren. Fachkräfte können den Bogen zur Ausgangsfrage und zum Vorwissen schlagen, das zu Beginn des „Forschungskreises“ gesammelt wurde, und gemeinsam mit den Kindern nach einer Deutung für das Beobachtete suchen. Was wollten die Kinder wissen? Was haben sie beim Ausprobieren festgestellt? Sehr wahrscheinlich ergeben sich hierbei neue Fragen, oder es tauchen bisher ungeklärte Aspekte der ursprünglichen Fragestellung auf, die die Kinder nun weiter erforschen wollen. Dann geht es erneut um Ideen sammeln und Ausprobieren.

Dabei werden die Phasen des „Forschungskreises“ nicht immer alle und nicht immer in dieser Reihenfolge durchlaufen. Oft wird durch eine neue Beobachtung z.B. gleich ein neuer Versuch angestoßen, bevor ausführlicher über die Bedeutung verschiedener Ergebnisse gesprochen wird. Das ist wie in der „großen“ Wissenschaft – der Prozess des Fragens, Forschens, Findens und Weiterfragens geht immer wieder von Neuem los.

Weiterqualifizierung mit dem „Haus der kleinen Forscher“ – Angebot für Fachkräfte

Die Initiative „Haus der kleinen Forscher“ unterstützt bundesweit pädagogische Fachkräfte dabei, die Begegnung mit Naturphänomenen, technischen und mathematischen Inhalten in die alltägliche Arbeit zu integrieren und die eigene Bildungsarbeit weiterzuentwickeln. Die Fachkräfte werden kontinuierlich fortgebildet und dauerhaft begleitet. In den lokalen Fortbildungen erhalten sie kostenfreie Materialien und konkrete Ideen für die praktische Umsetzung. In 229 lokalen Netzwerken können bereits über 27.000 Einrichtungen am Fortbildungsprogramm teilnehmen (Stand 31. Dezember 2013).

Die inhaltlichen Angebote der Initiative umfassen folgende Bereiche:

Kontinuierliche Fortbildungen:

Präsenzfortbildungen für pädagogische Fach- und Lehrkräfte und für Multiplikatoren sowie unterstützende E-Learning- und Blended-Learning-Formate.

Pädagogische Materialien:

Für die Umsetzung stellt die Initiative den Einrichtungen hochwertige Arbeitsunterlagen, wie z.B. Themenbroschüren, Forschungs- und Entdeckungskarten, didaktische Materialien und Filmbeispiele, kostenlos zur Verfügung.

Internetpräsenz:

Die umfangreiche Website www.haus-der-kleinen-forscher.de bietet Informationen für alle Interessierten.

Kita-Zeitschrift „Forscht mit!“:

Pädagogische Fachkräfte erhalten vier Mal im Jahr praktische Tipps zum Forschen und Best-Practice-Berichte aus anderen Einrichtungen.

„Tag der kleinen Forscher“:

Mit umfangreichen Materialien können die Kitas zum jährlichen Aktionstag ein aktuelles Thema erforschen.

Anregungen zur Kooperation:

Interessierte Eltern, Paten und andere Bildungspartner unterstützen die Umsetzung in den Einrichtungen.

Fortbildungen und pädagogische Materialien für Fachkräfte

Mehr zum pädagogischen Ansatz und den Aktivitäten der Initiative, die Praxisbroschüren und Karten-Sets zu naturwissenschaftlichen, mathematischen und technischen Themen zum Download, sowie die lokalen Ansprechpartner für die Anmeldung zur Fortbildungsteilnahme finden sich auf der Website der Stiftung unter: www.haus-der-kleinen-forscher.de.

Qualitätsentwicklung in den Einrichtungen – Zertifizierung als „Haus der kleinen Forscher“

Engagierte Einrichtungen können anhand festgelegter Qualitätskriterien als „Haus der kleinen Forscher“ zertifiziert werden. Damit unterstützt die Stiftung Kitas, Horte und Grundschulen darin, sich als Einrichtungen mit einem naturwissenschaftlichen, mathematischen und/oder technischen Schwerpunkt insgesamt weiterzuentwickeln und förderliche Entwicklungs- und Lernumgebungen für Kinder zu bieten (Stiftung Haus der kleinen Forscher, 2013b). Derzeit sind über 3.700 Einrichtungen als „Haus der kleinen Forscher“ zertifiziert (Stand: 31. Dezember 2013).

Nachhaltigkeit und fachliche Fundierung früher Bildungsangebote

Um die Bildungskette bereits zwischen Kita und Grundschule lückenlos zu gestalten, werden die Fortbildungsangebote der Stiftung seit 2011 schrittweise auch für Fach- und Lehrkräfte, die mit Kindern im Grundschulalter arbeiten, zur Verfügung gestellt. Auf diese Weise können Kinder aus der Kita ihre ersten Lernerfahrungen in Naturwissenschaften und Technik in Hort und Grundschule vertiefen.

Alle Aktivitäten der Bildungsinitiative werden kontinuierlich wissenschaftlich begleitet und evaluiert. Die Stiftung „Haus der kleinen Forscher“ pflegt einen offenen Austausch mit Wissenschaft und Fachpraxis und fördert ein umfassendes externes Begleitforschungsprogramm. Die Studienergebnisse gehen in die fortlaufende Qualitätsentwicklung der Angebote ein.

Fazit

Kinder sind von Anfang an lernfähige, neugierige, denkende Wesen. Sie machen sich schon früh Gedanken über das, was sie sehen, wollen die Welt verstehen und sich einbringen. Sie haben ein frühes Wissen, schon Säuglinge interessieren sich für Naturphänomene. Diese frühen Kompetenzen bilden den Ausgangspunkt für das weitere Lernen. Erwachsene können Kinder gezielt unterstützen, dieses natürliche Interesse beizubehalten und beim gemeinsamen Forschen Selbstbewusstsein zu entwickeln („Ich kann!“). Die Initiative „Haus der kleinen Forscher“ bietet pädagogischen Fachkräften fundierte und praxisnahe Weiterbildungen in den Bildungsbereichen Naturwissenschaften, Mathematik und Technik. Jedes Kind soll so bereits in der Kita die Chance erhalten, seine Interessen und Begabungen in diesen Feldern zu entdecken. Gute Bildung trägt zu einer geglückten Persönlichkeitsentwicklung bei, das bereichert das einzelne Kind wie auch die Gesellschaft insgesamt.

Literatur

Pahnke, J./Pauen, S. (2012): Entwicklung mathematischer und naturwissenschaftlicher Kompetenzen in der frühen Kindheit. In Stiftung Haus der kleinen Forscher (Hrsg.), Wissenschaftliche Untersuchungen zur Arbeit der Stiftung „Haus der kleinen Forscher“, Band 4. Schaffhausen: Schubi Lernmedien AG. Pdf verfügbar unter www.haus-der-kleinen-forscher.de.

Stiftung Haus der kleinen Forscher (2013a): Pädagogischer Ansatz der Stiftung „Haus der kleinen Forscher“. Anregungen für die Lernbegleitung in Naturwissenschaften, Mathematik und Technik (4. Aufl.). Berlin: Stiftung Haus der kleinen Forscher. Pdf verfügbar unter www.haus-der-kleinen-forscher.de.

Stiftung Haus der kleinen Forscher (2013b): Wir lassen die Neugier in Kindern aufblühen. So wird Ihre Einrichtung ein „Haus der kleinen Forscher“ (2. Aufl.). Berlin: Stiftung Haus der kleinen Forscher. Pdf verfügbar unter www.haus-der-kleinen-forscher.de.

Partner der gemeinnützigen Stiftung „Haus der kleinen Forscher“ sind die Helmholtz-Gemeinschaft, die Siemens Stiftung, die Dietmar Hopp Stiftung, die Deutsche Telekom Stiftung und die Autostadt in Wolfsburg. Gefördert wird sie vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.