Wir haben ein Problem!

Wir versuchen mithilfe von Forschung, uns unsere Welt zu erklären. Am Anfang des Forschungsprozesses steht ein Problem, dessen Lösung wir über Beobachtungen und Experimente näherkommen wollen. Nach dieser Logik sollte beim Experimentieren das Entdecken im Vordergrund stehen. Ziel der von Ihnen geplanten Stunde sollte es sein, die Kinder neugierig zu machen und sie zu motivieren, sich mit Naturphänomenen auseinanderzusetzen. Im Folgenden stellen wir das Konzept des Entdeckenden Lernens vor.

Was verbirgt sich hinter dem Begriff Entdeckendes Lernen?

detective-788592_1280Im Gegensatz zu anderen Unterrichtskonzepten, bei denen die Wissensvermittlung durch den Lehrenden erfolgt, steht beim Entdeckenden Lernen der Lernende selbst im Mittelpunkt. Statt die Lerninhalte nur dargeboten zu bekommen, bringt er sie selbst in Erfahrung. Das selbstständige Handeln des Lernenden steht demnach im Vordergrund.

Das Entdeckende Lernen hat seine Wurzeln im offenen naturwissenschaftlichen Unterricht. Es beruht auf dem freien Ergründen von Naturphänomenen anhand von Versuchen. Den Ausgangspunkt der Methode bildet ein zu lösendes Problem. Die Aufgabe des Lernenden liegt darin, eigenständig Nachzuforschen und Lösungen zu finden.

Auf der anderen Seite lenkt der Lehrende den Lernprozess. Er gibt das Problem vor. So lässt er die Lernenden beispielsweise ein Naturphänomen beobachten, das sie sich nicht erklären können. Er regt sie an, Vermutungen (Hypothesen) über das Entstehen des Phänomens aufzustellen und diese im Rahmen von Experimenten zu überprüfen. Im Anschluss erarbeitet er mit ihnen die wirkenden Naturgesetze.

Welche Vorteile bietet das Entdeckende Experimentieren?

people-1560569_1280Für Kinder ist das Experimentieren eine Möglichkeit, ihre Umwelt spielerisch zu erkunden und ihren Forscherdrang auszuleben. Es sollte daher nicht darum gehen, den perfekten Lösungsweg zu finden. Ziel sollte es vielmehr sein, die Neugier der Kinder zu wecken und sie dazu anzuregen, Beobachtungen in ihrem Alltag zu hinterfragen.
Im Rahmen des entdeckenden Lernens können sie Interesse an der Auseinandersetzung mit naturwissenschaftlichen Phänomenen entwickeln. Durch das selbstständige Experimentieren und Sammeln von neuen Erfahrungen wird das Selbstbewusstsein der Kinder gestärkt. Indem die zu erforschenden Probleme an Fragestellungen aus dem Alltag angelehnt werden, können sie ihr neu erworbenes Wissen leichter auf alltägliche Situationen übertragen. Zudem können sie durch die Arbeit im Team soziale Kompetenzen aufbauen.

Literatur zum Nachlesen und Vertiefen:
Neber, Heinz (1973): Entdeckendes Lernen. Weinheim: Beltz.
Steindorf, Gerhard (2000): Grundbegriffe des Lehrens und Lernens. 5. Auflage. Bad Heilbronn: Klinkhardt.
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Wie geht Forschung?

Kreativität erfordert PlanungUm eine Experimentierstunde anzuleiten, bedarf es Planung im Vorfeld. Sie benötigen einen Fahrplan, wann was wie gemacht werden soll. Doch keine Bange! Der Fahrplan für Ihre Stunde ergibt sich, wenn Sie sich einmal näher mit dem Ablauf von Forschung beschäftigen. Ein Experiment ist immer Teil eines Forschungsprozesses.

Daher eignet sich der Forschungsablauf als Vorlage zur Planung Ihrer Experimentierstunde. In diesem Beitrag stellen wir Ihnen das allgemeine Schema eines Forschungsprojektes vor.

Wie verläuft der Forschungsprozess?

Am Anfang eines Experiments steht ein Problem, welches geklärt werden soll. Doch wird auf der Suche nach Antworten wird nicht wild drauf losgeforscht. Forschung verläuft jedes Mal nach einem bestimmten Schema:

Der Forschungsprozess
Der Forschungsprozess

1. Aufkommen eines Problems: Ein Problem entsteht, wenn das eigene Wissen nicht ausreicht, um einen Sachverhalt zu erklären.

2. Forschungsfrage formulieren: Bevor ein Forscher ein Experiment planen kann, muss er sich zunächst Gedanken dazu machen, was er eigentlich untersuchen möchte. Worin genau besteht das Problem? Was könnte die Ursache dafür sein bzw. wie kann ich es lösen? Aus seinen Überlegungen zur Ursache formuliert er eine konkrete Frage.

3. Wissen sammeln: Nachdem die Forschungsfrage entworfen wurde, gilt es zu ergründen, was über das Problem bereits bekannt ist. Was weiß man selbst bereits darüber? Hat vielleicht ein anderer schon Nachforschungen zu dem Problem angestellt? Hier ist Recherche gefragt.

4. Forschungsleitende Hypothese formulieren: Anhand des zusammengetragenen Wissens gewinnt der Forscher eine Vermutung, was zu dem Problem geführt haben könnte. Seine Annahme formuliert bildet die sogenannte Forschungsleitende Hypothese.

5. Planung und Durchführung des Experiments: Die Forschungsleitende Hypothese bildet die Grundlage für die weitere Forschung. Das Experiment wird so angelegt, dass damit die aufgeworfene Hypothese überprüft werden kann.

6. Auswertung: Während des Experiments hält der Forscher seine Beobachtungen fest. Diese werden im nächsten Schritt im Hinblick auf die forschungsleitende Hypothese ausgewertet.

7. Interpretation und Schlussfolgerung: Nach der Auswertung der Beobachtungen wird abschließend bewertet, inwieweit das Problem aufgeklärt werden konnte.

Der Forschungsprozess basiert auf dem Prinzip von Versuch-und-Irrtum. Erweist sich die entwickelte Hypothese nach der Durchführung des Experiments als nicht haltbar, wird sie verworfen und die Arbeit beginnt von neuem. So ergibt sich ein immerwährender Kreislauf.

Für das Planen Ihrer Experimentierstunde können Sie sich nun an den einzelnen Schritten des Forschungsprozesses orientieren.

Literatur zum Nachlesen und Vertiefen:
Rödiger Voss (2010): Wissenschaftliches Arbeiten …leicht verständlich. 2. überarbeitete und erweiterte Auflage. Konstanz: UVK Verlagsgesellschaft.
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Das Experiment

Bevor Sie sich Gedanken zum Ablauf einer Experimentierstunde machen, ist es zunächst sinnvoll, sich einmal näher mit dem Zweck eines Experiments auseinanderzusetzen. In diesem Beitrag beleuchten wir kurz, was man unter einem Experiment versteht und was das Experimentieren mit Forschung zu tun hat.

Was ist ein Experiment?

Denkt man an ein Experiment, kommen einem schnell Bilder von Laborexplosionen und Wissenschaftlern mit angesengten Haaren in den Sinn. Bei einem Experiment werden jedoch nicht wahlweise Chemikalien zusammengeworfen bis es knallt. Ganz im Gegenteil! Das Wort Experiment stammt aus dem Lateinischen und bedeutet soviel wie Probe oder auch Beweis.

Es handelt sich um eine gezielte Untersuchung, bei der eine bestimmte Annahme überprüft werden soll.

Warum machen wir Experimente?

csm_elefantenzahnpasta_239175724aExperimente sind Teil eines größeren Forschungsprozesses, der der Suche nach Erkenntnis dient. Mit ihnen versuchen wir, Antworten auf Fragen zu finden. Werden wir mit einem bestimmten Problem konfrontiert – etwa einer Situation oder Reaktion, die wir uns nicht erklären können – können wir dessen Ursache mit Experimenten auf den Grund gehen.

Dabei macht man sich im Vorfeld Gedanken, was zu dem auftretenden Problem geführt haben könnte. Im Anschluss wird anhand des Experiments getestet, inwieweit man mit der eigenen Vermutung richtiglag.

Literatur zum Nachlesen und Vertiefen:
Oliver Rack & Timo Christophersen (2009): Experimente. In: Albers et al. (Hrsg.): Methodik der empirischen Forschung. 3., überarbeitete und erweiterte Auflage. Wiesbaden: Springer Fachmedien.
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Begleitmaterialien zu den Kniffelix Rätseln

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