5. – 13. Schuljahr

Susanne Heinicke und Sebastian Stellmacher

So nah und doch so fern

Naturphänomene, Natur und naturwissenschaftlicher Unterricht aus Sicht von Kindern und Jugendlichen

Es gibt heute „unzählige Menschen, die für die Erscheinungen, wie sie sich draußen in der freien Natur in der großartigsten Weise vollziehen, weder Auge noch Ohr noch überhaupt irgendein Interesse oder eine Empfindung besitzen, so klagte Ploch bereits 1914 (zitiert nach [1]).
Die Klage über das mangelnde Wissen von Mitmenschen (und speziell von Heranwachsenden) über die Phänomene und Zusammenhänge der Natur ist also offensichtlich nicht neu. Auch aktuelle Erhebungen 1) erhärten den Verdacht, dass wir zwar die Natur lieben, aber dass es in der jüngeren Generation besser um das Wissen über diese Natur bestellt sein könnte.
Um dieses Themenfeld näher zu beleuchten, gehen wir in diesem Artikel anhand einiger Beispiele vier Fragenkomplexen nach:
  • Welches Vorwissen und welche Vorerfahrungen bringen die Lernenden zu Naturphänomenen mit, die im Unterricht häufig thematisiert werden?
  • Welches Bild haben die Lernenden von Natur?
  • Woher beziehen Heranwachsende ihre Vorstellungen über „die Natur?
  • Welche Beziehungen sehen die Lernenden zwischen Naturwissenschaft (bzw. naturwissenschaftlichem Unterricht) und (ihrem Bild von) Natur?
Eine solche Bestandsaufnahme bietet gleichzeitig auch den Einstieg in mit Blick auf den naturwissenschaftlichen Unterricht bedeutsame Diskussionen: Welche Konsequenzen können wir hieraus ziehen und wo lohnt es sich, Ziele des Physikunterrichtes noch einmal zu überdenken?
Vorwissen und Vorstellungen der Lernenden zu Naturphänomenen
Für die Auswahl der hier näher betrachteten, in alphabetischer Reihenfolge aufgeführten Naturphänomene haben wir uns an Schulbüchern orientiert:
  • Echo,
  • Eis und Schnee,
  • Fata Morgana,
  • Gewitter,
  • Gezeiten,
  • Jahreszeiten,
  • Lotuseffekt,
  • Mond,
  • Regenbogen,
  • Wärmedämmung durch das Fell der Tiere,
  • Wolken Farbe und Entstehung von Regen.
Lernende der 5. – 9. Klasse (Gymnasium) hatten die Aufgabe, das jeweilige Phänomen schriftlich und anhand von Zeichnungen zu erklären. Zuvor kreuzten die Befragten an, ob ihnen Phänomen und Erklärung bekannt sind, damit wir einschätzen konnten, ob die Erklärungen erst beim Beantworten entstanden sind. Die Ergebnisse dieser Befragung werden im Folgenden vorgestellt (bzw. bei den Artikeln zum jeweiligen Phänomen; s. Verweise oben). 2)
Echo
Dieses Phänomen aus dem Themenbereich der Akustik (Wellen) haben 65% der Befragten selber erlebt.
15% geben an, dass ihnen auch die Erklärung bekannt ist, und immerhin ca. 30% erklären das Phänomen korrekt. Rund 50% erklären das Echo über den reflektierten Schall an einem Objekt (meist Bergwand), die Hälfte davon unter Zuhilfenahme von Schallwellen. Diese Erklärung ist allerdings stark klassenstufenabhängig: Nur einzelne derartige Antworten finden sich in Klasse 5/6, hingegen bereits 44% in Klasse 7/8 und 50% in Klasse 9. Jüngere Schülerinnen und Schüler vermuten dagegen häufiger, dass Echos in leeren, geschlossenen Räumen aufträten, da der Schall dort nirgendwo hinauskommen könne.
Bei der Größe der Schallgeschwindigkeit nennen nur 25% der Befragten (s.a. Abb. 1 ) eine richtige Größenordnung. Mit zunehmender Klassenstufe finden sich deutlich mehr Antworten in der richtigen Größenordnung.
Eis und Schnee
Die meisten Kinder und Jugendlichen (85%) kennen Eis und Schnee also wichtige Phänomene aus dem Bereich der Wärmelehre aus eigener Erfahrung. Wie beides entsteht, weiß jedoch nur ein Viertel der Befragten.
Fast alle der jüngeren Schülerinnen und Schüler stellen sich vor, dass die Wassertropfen erst auf dem Weg außerhalb der Wolke gefrieren (s. z.B. Abb. 2 ); der Anteil nimmt zu den oberen Klassenstufen hin ab. 60% der befragten Lernenden beschrieben Wolken und Wasser als getrennt. Die Wolke scheint in ihrer Vorstellung eine Art Schwamm zu sein, der sich mit Wasser vollsaugen kann und abregnet, wenn seine...

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