Physik im Kindergarten! Warum nicht?

Von StD Werner Stetzenbach

TIMSS, Pisa sicher ein Schock. Was nützen die nun vielfach geforderten und angekündigten Leistungsvergleiche? Damit werden vielleicht auf längere Sicht Leistungsunterschiede innerhalb Deutschlands ausgeglichen, insgesamt bleiben wir aber weiterhin unter dem OECD-Durchschnitt.

Die Mängel liegen im Bereich der Naturwissenschaften eindeutig u.a. auch in der staatlichen Organisation. Kinder sind von sich aus - besonders bis in die Pubertätsphase – an naturwissenschaftlichen Fragestellungen interessiert. Gerade aber in dieser Altersstufe haben sie oft gar keine gezielte Anleitung; für den Bereich Physik noch weniger als für Biologie. Konnten doch vor etwas über zehn Jahren Vorschule und Grundschule relativ schnell fremdsprachliche Konversation in ihr Lehr- bzw. Lernprogramm übernehmen, so haben wir im Bereich der Naturwissenschaften mit zusätzlichen Schranken zu kämpfen. Viele Lehrende haben z.B. in Physik nur einen 2-stündigen Unterricht in den Klassen 8 – 10 der Sekundarschule genossen und dies vielleicht nur im oft üblichen wissenschaftsorientierten Stil. Bieten wir doch hier als Gymnasiallehrer mal unsere Hilfe an. Wenn wir nämlich etwas ändern und motivierte Schüler im Bereich der SI haben wollen, dann müssen wir so früh wie möglich einsteigen. Warum nicht sogar schon im Kindergarten? „Peter Lustig : Löwenzahn“ und die „Sendung mit der Maus“ machen es uns doch vor. Interessante Fragestellungen, sachlich richtig und altersgemäß aufbereitet.

Genau diesem Problem haben wir uns gestellt. Sieben Schüler und Schülerinnen der Klasse 10 des Wilhelm-Erb-Gymnasiums , 67722 Winnweiler mit ihrem Physiklehrer. Es wurden Fragestellungen und Versuche aufbereitet, die dann bei einer Kindergartengruppe wahnsinnige Begeisterung hervorrief. Überraschend war für alle auch das Vorwissen, das von den 5- und 6-jährigen Kindern spontan geäußert wurde und flexibel in den Ablauf integriert werden konnte. Natürlich haben wir nicht nur Versuche durchgeführt. Jede Versuchsgruppe hatte ein Ziel.

Angriff aufs Trommelfell. Ziel : Vorbeugen von Gehörschäden

Aufgabenstellung: Versuch:
- Prüfe das Gehör - Hörfrequenzbereich bestimmen
- Schall bewegt Luftteilchen - Flamme verbiegen
- Schall hämmert aufs Trommelfell - tanzende Gummibärchen auf Basslautsprecher
- Was passiert im Gehörgang? - Kuntsche Staubfiguren in der Röhre
- „Joghurtbecher“-Telefon - Schnurtelefon im Selbstbau


Wie entstehen Blitze? Ziel : Naturverständnis

Aufgabenstellung Versuch
- Reibungselektrizität Hartgummistab reiben, Glimmlämpchen
- „Struwwelpeter“ Hartgummistab reiben, Haare
- Bandgenerator Papierstreifen als Modellhaare, Person auf Isolierschemel, fliegende Watteflocken
- Blitzeinschlag Blitze zwischen Bandgenerator und geerdeter Konduktorkugel, zünden eines mit Feuerzeugbenzin getränkten Wattebausches

Elektrischer Strom. Ziel : Gefahr aus der Steckdose:
„brutzelnde“ Weißwurst als Teil eines elektrischen Stromkreises

Wir spielen Elektrizitätswerk. Ziel : Energieeinsparung
Beleuchtung eines dunklen Raumes durch selbsttätige Erzeugung von elektrischer Energie mit einem Modellgenerator

„Heißer Draht“.
Ziel : Gedulds- und Koordinationsübung

Zum Schluss wurden jedem Teilnehmer Gummibärchen in Luftballons verpackt - der Luftdruck macht's möglich.

Schon Schluss? Machen wir noch mehr? Wann dürfen wir wieder kommen? – so die begeisterten Kinder. Ein Bild über das Lieblingsprojekt war die erste „Hausaufgabe“.

Zukünftig wird in diesem Pilotprojekt versucht, Vorschul- und Grundschulthemen mit den Vorschulleiterinnen und Lehrkräften der Grundschule entsprechend aufzubereiten, um dadurch die natürliche Neugierde gezielt zu fördern. Die Verlagerung von reiner Unterhaltungsnaturwissenschaft in den wertvolleren interaktiven Bereich ist angestrebt und eines der wesentlichen Ziele. Insbesondere hoffen wir natürlich die Begeisterung für physikalische Fragestellungen weiter als bisher aufrecht zu halten.

Physik im Alltag

„High Tech als Low Cost Freihandversuch”
Zusammenarbeit zwischen:
Wilhelm-Erb-Gymnasium
D-67722  Winnweiler
www.weg-winnweiler.de

StD  Werner Stetzenbach

e-mail: Wilhelm_Erb_Gymnasium@t-online.de

und
Universität Kaiserslautern
Fachbereich  Physik
D-67663 Kaiserslautern
www.uni-kl.de
Arbeitsgruppe  Prof. Jodl

Prof. Dr.  Hans-Jörg Jodl

e-mail : jodl@physik.uni-kl.de

StR i.H. Dr. Bodo  Eckert

e-mail: eckert@physik.uni-kl.de

Ziel des Projektes:

Experimente mit modernem Alltagsbezug

Der Alltag von Schülern und Schülerinnen wird bestimmt von neuen Techniken und neuen Materialien. Diese moderne Alltagsumgebung bietet einen geeigneten Lernanlass im Physikunterricht, denn ganz elementare physikalische Prinzipien und Phänomene stecken in den modernen High-Tech – Anwendungen. Physikalische Inhalte lassen sich so praxisnah und motivierend erschließen.
Mit sogenannten Low Cost- High Tech- Freihandversuchen möchten wir Ihnen die Möglichkeit geben, technische Phänomene in den Unterricht einzubeziehen, ohne dabei das eigentliche Ziel – Physik zu unterrichten – aus den Augen zu verlieren.
Bei der Entwicklung der Versuchen wurde Wert auf folgende Punkte gelegt:
  • Berücksichtigung der (modernen) Alltags- und Erfahrungswelt der Lernenden (High Tech)
  • möglichst breiter methodischer Einsatzbereich
Durch Integration in geeignete Unterrichtsformen können auch die vielfach zitierten Schlüsselqualifikationen oder Methodenkompetenzen trainiert werden.
  • kostengünstige Realisierung (Low Cost) durch Verwendung leicht zu beschaffender Materialien (z.B. aus Schulsammlung, Haushalt, Firmen)
  • Rückführung einer High-Tech-Realisierung auf deren elementare physikalische Grungdlagen (Bezug zum Lehrplan)
  • gut dokumentierte Beschreibung von Aufbau und Durchführung mit Illustrationen, Materialliste, Hinweise zum Bezug (falls notwendig) sowie physikalischer Erklärung
  • Durchführung innerhalb kurzer Zeit (Lehrplandruck, Stofffülle und geringe Unterrichtszeit sind keine blockierende Elemente)
  • Berücksichtigung von interdisziplinären Fragestellungen
Physikalische Bildung ist nicht isoliert und ausschließlich fachbezogen; sie ist vernetzt.
  • Verständnis der technischen Umwelt sowie Abbau von Ängsten und Technikfeindlichkeit
  • Vorbereitung auf Zukunft und moderne Arbeitswelt
  • Physik ist nicht nur etwas, was mit speziellen Geräten in speziellen Physikräumen veranstaltet werden muß, sondern hat mit dem Leben außerhalb der Schule unmittelbar zu tun.
  • Schüler und Schülerinnen erkennen, dass die meisten technischen Errungenschaften, mit denen sie täglich umgehen, ohne Physik nicht realisierbar wären.
  • Lehrer und Lehrerinnen sehen die Alltagswelt durch die Brille der Jugendlichen und rücken näher mit ihnen zusammen.
  • Die Distanz zwischen Nichtphysiker und Physiker wird verringert, vielleicht sogar abgebaut. Die Grundfrage „Wozu lerne ich Physik?“ kommt erst gar nicht auf.
  • Die Realisierung als Freihandversuch ermöglicht einen problemlosen Einsatz in der so immens wichtigen Motivationsphase des Unterrichts.

Beispiele:

(Kurzbeschreibung)
Man zerlegt eine elektrische Zahnbürste, sieht sich das Innenleben an, versucht mit leicht zugänglichen Materialien ein funktionierendes Modell nach zu bauen und erschließt in diesem Beispiel somit das Phänomen der Induktion. Oder, man zeigt ein Tonbandgerät, geht dabei aber nur auf das physikalische Prinzip des Tonkopfes ein und erschließt damit die Physik des Elektromagnetismus.

Die Frage, „Wie
funktioniert ein Regensensor?“, der heute schon in vielen Autos eingebaut
ist, und der bei Regen die Scheibenwischer automatisch einschaltet und steuert –
interessiert gerade Schüler und Schülerinnen der Jahrgangsstufe 8 in der Optik
auf dem Lehrplan steht. Das so motivierte physikalische Phänomen „Totalreflexion“ ist plötzlich faszinierend und
direkt begreifbar.

Eine andere Variante ist dadurch gegeben, wenn man die Wirkung eines Gerätes betrachtet und damit physikalische Phänomene erklärt. So lassen sich z.B. mit dem Handy Eigenschaften elektromagnetischer Wellen untersuchen.

was ändern wir noch?

Ausgehend von einem Schülern und Schülerinnen bekannten Alltagsgerät (z.B. elektrische Zahnbürste) soll das zugrunde liegende physikalische Prinzip (hier: elektromagnetische Induktion) erfasst werden. Dies bedeutet eine Abkehr von der typischen Vorgehensweise, die viele Physikstunden prägt: Charakteristisch dabei, das physikalische Phänomen in einer „akademischen“ Manier einzuführen (beispielsweise die Standarddemonstration der Induktion mittels Spule, Magnet und Drehspulinstrument) und dann vielleicht abschließend auf die Anwendung im Alltag lediglich hinzuweisen.
--> Zielorientierte Gestaltung der Motivationsphase
bisherige Öffentlichkeitsarbeit (Auswahl):
  • Workshops für Lehrkräfte an Gymnasien und Realschulen unter Leitung von Herrn Prof. H.-J. Jodl, Herrn StR i.H. B. Eckert und StD W. Stetzenbach
  • Tag der Physik an der Uni KL
  • Schülerinnen-Tag an der Uni KL
  • Experimentalvortrag im Deutschen Museum (Prof. Dr. H.-J. Jodl)
  • work-shops bei DPG- und MNU-Veranstaltungen (B. Eckert)
  • Tag der offenen Tür am WEG (W. Stetzenbach)
  • „physikalisches Frühstück“, Rockenhausen (W. Stetzenbach)
  • Workshop für Schüler und Schülerinnen im Rahmen der Veranstaltung des Staatsministeriums Rheinland Pfalz , „8. Kinder und Jugendkonferenz: Technik macht Spaß“ in der Rheingoldhalle Mainz
  • „physics-on-stage-Projekt“, CERN 6.-10.11.2000 (W. Stetzenbach)
  • “physics-on-stage-3-Projekt“, ESTEC, Noordwijk (NL) 8.-15.11.2003 (W.Stetzenbach)
Buchveröffentlichung Nov. 2000 :
  • Eckert/Stetzenbach/Jodl: Low Cost – High Tech
Freihandversuche Physik, Aulis-Verlag Deubner, Köln Best.-Nr. 335-02278
Sonderdruck 2001 von „Think-Ing.“ (Auflage: 7500)
für jede SII-Schule in Deutschland

WEG-Präsenz bei Zukunftswerkstatt Rheinland-Pfalz


Ministerpräsident Kurt Beck, Ministerin Doris Ahnen und Minister Jürgen Zöllner begrüßten WEG-Schüler

(Bild I: Herr Beck und Frau Ahnen am Stand des WEG)

Kinder von Anfang an fördern heißt aber auch besonderen Wert auf die Schnittstellen zwischen den einzelnen Bildungsabschnitten zu le-gen. Sie dürfen keine Brüche sein, sondern fließende Übergänge von einem Lernort zu einem neuen – so der Ministerpräsident in seiner Eingangsrede. Dazu begrüßte er neben Mitglieder der Landesregie-rung das Expertenteam, über 150 Gäste und ein Schülerteam des Wilhelm-Erb-Gymnasiums im Frankfurter-Hof in Mainz.
Ina Beck, Rebecca Blumröder, Nadine Fauß (alle Klasse 11), Me-lanie Winter (Klasse 12), Verena Prägert, Liesa Ritzmann, Katrin Schmitt (alle Klasse 13) präsentierten mit Gabi Stetzenbach das Pro-jekt „Physik in Kindergarten und der Grundschule“. Es ist lt. Beck ein Musterbeispiel eines Brückenschlages zwischen Ausbildungs-formen und Abschnitten.
Kinder im Vorschulalter und jüngere Schüler und Schülerinnen er-halten so einen bewussteren Blick auf das Zukünftige. Es ist nicht abstoßend sondern einladend.
Auch das Expertenteam Prof. Jan Knippers (Universität Stuttgart), Theo Scholtes (Wirtschaft), Prof. Claudia Felser (Universität Mainz) und Studiendirektor Werner Stetzenbach (WEG) betonten in Einzel-referaten die Notwendigkeit eine Brücke nicht als Nadelöhr sondern als Lebensader zu betrachten, auf der Generationen aufeinander zu-gehen: Bildung ist Teilung von Wissen zwischen Generationen.
Stetzenbach hatte dabei auch Gelegenheit weitere Details des bun-desweit anerkannten WEG-Projektes zu erläutern. Bereits im Vor-schulalter nehmen Kinder an naturwissenschaftlichen Phänomenen regen Anteil, und versuchen gemeinsam mit Schülerinnen und Schü-lern des WEG Zusammenhänge zu ergründen. Durch die geringe Gruppengröße ist eine intensive und individuelle Förderung möglich.
Lernhindernisse können ebenso abgebaut werden, wie Ängste vor dem oft schmerzlichen Abschied vom Kindergarten und Gang in die Schule. Musterhaft vorausschauend im Gleichklang mit dem Main-zer Uni-Projekt Ada Lovelace – Einschnitte zwischen den Bildungs-abschnitten und Lernorten in Begleitung zu überwinden und Kindern frühzeitig neue Horizonte zu öffnen.

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