„Sieht das lecker aus?“, fragt Inge Schillings, die mit gut einem halben Meter Vorsprung an Körpergröße auf Anhieb als Vorarbeiterin im achtköpfigen Forscherteam zu erkennen ist. „Nein!“, entgegnet laut und freudig ihr Chor der kleinen Physiker. Die Vier- und Fünfjährigen haben ihr Bestes gegeben, damit der Inhalt der Glaskanne möglichst unappetitlich aussieht. Im Garten der Kindertagesstätte haben sie, mit Regenhosen, dicken Anoraks und Mützen gegen die Märzkälte des Morgens gewappnet, verfaulte Blätter und kleine Zweige gesammelt, Sand und Modder aus den Beeten gekratzt. „Holt richtig schön Dreck und Matschepampe“, hat Kita-Leiterin Inge Schillings sie angefeuert. Jetzt landen sämtliche Zutaten in einer großen Glaskanne, gefüllt mit klarem Leitungswasser – das sich unter kräftigem Rühren in eine bräunlich-suppige Brühe verwandelt.
„Würdet ihr das so trinken?“ Die Kita-Leiterin zeigt auf die Mixtur. „Nein!“, schreien alle gleichzeitig. „Was glaubt ihr – können wir das wieder sauber machen?“ „Nein!“ Und dann erzählt sie vom Wasserwerk, das selbst die schlimmste Dreckbrühe in sauberes Trinkwasser verwandeln kann.
Vielleicht doch? Jetzt geht das Experiment erst richtig los. Lilli-Lotta darf mit einem Löffel Sand in ein Teesieb geben, Paul die braune Brühe darüber ausgießen. Dann rühren alle nacheinander kräftig mit dem Löffel im Sieb, Lilly und Lilli-Lotta, Lotte, Hannes, Paul, Anouk und Zoe. Im Glasgefäß unter dem Sieb sammelt sich das – nicht mehr ganz so schmutzige – Wasser. „Ist es schon ein bisschen sauberer geworden?“, fragt Inge Schillings. „Ja!“, ruft der Chor, und Hannes ergänzt: „Aber man kann es noch nicht trinken.“
Nun kommen Kaffeefilter und Filtertüte zum Einsatz. Gespannt verfolgen die Kinder, was passiert. Langsam tröpfelt das Wasser ins Glas. „Ist es sauberer geworden?“ „Ja“, meint Lilli-Lotta, „jetzt sieht es aus wie Apfelschorle.“ „Aber trinken kann man es trotzdem noch nicht“, sagt Inge Schillings mahnend.
Die Kindertagesstätte der evangelischen Emmaus-Ölberg-Gemeinde liegt im tiefsten Berlin-Kreuzberg. Wo in den seligen Achtzigern der Kampf um besetzte Häuser tobte, basteln Inge Schillings und ihre Erzieherinnen jetzt an einer kleinen Reformwerkstatt. Die Einrichtung ist eine von 50 Berliner Pilot-Kitas der Initiative „Haus der kleinen Forscher“, einer konzertierten Aktion von Wirtschaft, Wissenschaft und Politik, die Drei- bis Sechsjährige für Naturwissenschaften und Technik begeistern will. Mit einfachen Experimenten sollen die Kita-Kinder selbst Antworten auf alltägliche naturwissenschaftliche Fragen finden. Die von der Helmholtz-Gemeinschaft, McKinsey & Company, der Siemens AG und der Dietmar-Hopp-Stiftung getragene Initiative startete im Oktober 2006 in Berlin und soll schon in diesem Jahr bundesweit expandieren.
Früh übt sich, was ein Forscher werden will
Das Haus der kleinen Forscher ist eine der einfachsten, kostengünstigsten und zugleich radikalsten Antworten auf den viel zitierten Pisa-Schock. Dass die naturwissenschaftliche Kompetenz deutscher Schüler im internationalen Vergleich nur mittelmäßig ist und Physik und Chemie hierzulande die mit Abstand unbeliebtesten Schulfächer sind, hat man häufig genug gehört. Das Haus der kleinen Forscher setzt seine Physik- und Chemie-Injektion deshalb genau dort, wo die Grundlagen für den späteren Bildungserfolg oder -misserfolg gelegt werden: in den Kindergärten. Eine richtige Strategie, wie Experten finden. „Frühes Lernen bringt späteres Lernen zum Teil erst hervor“, weiß etwa Ludger Wößmann, Bildungsökonom am Münchner Ifo-Institut.
„Die Renditen auf frühkindliche Bildungsinvestitionen sind vergleichsweise hoch. Versäumnisse in diesem Bereich sind später kaum noch aufzuholen.“ Der Entwicklungspsychologe Erik H. Erikson definierte schon 1959 das Alter zwischen vier und sechs als jene Phase, in der das Kind „mehr als zu jeder anderen Zeit bereit ist, schnell und begierig zu lernen, ‚groß‘ zu werden in dem Sinne, dass es sich jetzt nicht mehr nur den Menschen, sondern auch der Dingwelt zuwendet“.
Fast fünfzig Jahre später haben zwar alle Bundesländer umfangreiche Kita-Bildungsprogramme erstellt, an denen sich sämtliche Einrichtungen orientieren sollen. Doch darin ist vorrangig von Sprach- und Sozialkompetenz die Rede – die „Dingwelt“, vor allem jenseits dessen, was kreucht und fleucht, kommt bislang zu kurz.
Das Haus der kleinen Forscher setzt auf den natürlichen Wissensdrang, die Neugier und Probierlust der Kinder, damit sie sich auch die unbelebte Natur sinnlich erfahrbar machen. Gegenüber Fauna und Flora weist die Welt der Physik und Chemie aus Kindersicht sogar etliche Vorzüge auf: Sie können sich auch an tristen Wintertagen als Forscher betätigen, sie können die Versuche wiederholen, so oft sie wollen, vor allem aber dürfen und sollen sie selbst Hand anlegen und experimentieren – ganz anders als im Tier- und Pflanzenreich, wo sie meist in der auf Dauer ermüdenden Beobachterrolle verharren müssen.
Eine ähnlich geballte Dosis Naturwissenschaften gab es schon einmal. Nach dem Sputnik-Schock 1957, als es der Sowjetunion vor den USA gelungen war, die ersten Weltraumerkundungen durchzuführen, traten in Amerika und Westeuropa die Bildungsplaner in Aktion. „Damals wurde den Kindern in Grundschulen und Kindergärten naturwissenschaftlicher Unterricht regelrecht verordnet“, erzählt die Bielefelder Chemie-Didaktikerin Gisela Lück. „Schon Erstklässler kamen in den zweifelhaften Genuss chemischer Reaktionsgleichungen. Das kindliche Naturinteresse wurde dadurch gründlich und nachhaltig erstickt.“
Danach schlug das Pendel genau in die entgegengesetzte Richtung. Die Naturwissenschaften wurden aus den Kindergärten und, mit Ausnahme der Biologie, weitgehend auch aus den Grundschulen verbannt. Heute kommen Schüler oft erst in der siebten oder achten Klasse mit Chemie und Physik in Berührung – viel zu spät. „Mit zwölf oder dreizehn ist die einstige Neugierde an naturwissenschaftlichen Themen längst verflogen“, weiß Lück. „In dem Alter interessieren sich die Schüler weit mehr für soziale Themen. Kein Wunder, dass Physik und Chemie derart unbeliebt sind.“
Die Welt steckt voller Entdeckungen
Auch viele Erzieherinnen schleppen bleischwere Erfahrungen aus ihrer Schulzeit mit sich. Nun sollen sie die Kinder mit Elan in die Geheimnisse der Wissenschaften einführen. Zwei aufeinander aufbauende Trainings helfen ihnen, Berührungsängste in Begeisterung zu verwandeln. „In den Workshops können sie selbst experimentieren“, erklärt Katrin Weber, eine der beiden pädagogischen Referentinnen des Projektes, „sie erleben, dass Physik und Chemie im Kindergarten ganz anders vermittelt werden, als sie es in der Schule erlebt oder erlitten haben.“
Die Fehler der Vergangenheit wollen die Architekten des Hauses der kleinen Forscher keinesfalls wiederholen. „Es kann nicht darum gehen, Vierjährige in Physik und Chemie zu drillen“, sagt Thomas Gazlig, Projektleiter und Kommunikationschef der Helmholtz-Gemeinschaft. „Wir setzen auf entdeckendes Lernen, das auf den Alltag und die Lebenswelt der Kinder ausgerichtet ist.“ Die rund 120 Versuche sind allesamt altersgerecht und einfach. Die Kinder können ausprobieren, was auf Wasser schwimmt, was schwebt und was sinkt. Ob Öl und Wasser sich vermischen und warum nicht. Und ob die Gummibärchen in einem „Teelicht-Boot“, das in einer mit Wasser gefüllten Schüssel schwimmt, tatsächlich trocken bleiben, wenn man ein Glas darüberstülpt und es nach unten drückt.
Gibt es Nichts-Blasen – und kann ein Nichts blubbern?
Am Ende eines Versuchs sollte stets ein Erfolgserlebnis für die Kinder stehen, das Gefühl, dass sie „ein Stück Welt in den Griff gekriegt haben“, so formuliert es Gisela Lück. Das funktioniert nur bei Experimenten, die von den Kindern selbst durchgeführt werden. Sie sollen sich als kleine Forscher fühlen dürfen, neues Wissen durch Ausprobieren und Fragen selbst erarbeiten. Ein leeres Glas wird mit der Öffnung nach unten in eine Schüssel mit Wasser getaucht und leicht schräg gehalten. Dabei steigen blubbernd Luftblasen nach oben. Aber das Glas war doch leer. Oder? Sind es also Nichts-Blasen, die aufsteigen? Kann ein Nichts blubbern? Woraus bestehen also diese Blasen? Aus Luft – aber wie kam die Luft in das Glas? Ist sie immer da drin?
Derlei forschendes Lernen fördert nicht nur das Verstehen von Naturphänomenen, sondern gleichzeitig auch die Sprach- und Sozialkompetenz sowie die Feinmotorik. Die Kinder beschreiben ihre Beobachtungen, sie experimentieren gemeinsam mit anderen und lernen zudem den Umgang mit Pipetten, Lupen und Reagenzgläsern.
Lange dachte man, Experimente seien für Kinder im Kita-Alter ungeeignet, weil sie zu logischen Schlussfolgerungen und Wenn-dann-Beziehungen noch nicht in der Lage seien. Insbesondere der Entwicklungspsychologe Jean Piaget vertrat die Ansicht, Kindern unter sieben Jahren fehle es an den nötigen geistigen Voraussetzungen, um naturwissenschaftliche Phänomene verstehen zu können.
Neuere Forschungsergebnisse deuten in eine andere Richtung: Schon bei Drei- bis Fünfjährigen sind offenbar die entwicklungsphysiologischen Voraussetzungen für einen Zugang zu naturwissenschaftlichen Phänomenen angelegt. „Schon sehr kleine Kinder haben eine sehr genaue Vorstellung darüber, dass Stoffe nicht einfach spurlos verschwinden können“, schreibt Gisela Lück, die sich mächtig Kritik einfing, als sie Mitte der neunziger Jahre als eine der Ersten forderte, dass auch Kindergartenkinder etwas über Chemie und Physik lernen sollten. „Sie wissen, dass Körper ein Gewicht haben, und sie können gut zwischen materiell und immateriell unterscheiden.“ Durch Befragungen fand Lück außerdem heraus, dass den Kindern das Erforschte auch nach einiger Zeit noch erstaunlich gut im Gedächtnis ist. Sechs Monate nach Beginn der Versuchsreihe erinnerten sie sich an fast die Hälfte der Experimente.
Fragen, probieren, verstehen, wiederholen, lernen
Im Kindergarten Mariä Himmelfahrt im Berliner Bezirk Spandau werden sogar schon die anderthalb- und zweijährigen Krippenkinder an einfachste Versuche herangeführt. Die Kinder probieren etwa aus, wie weit sie ihre Hand in eine Kanne mit Wasser stecken können, bevor es überschwappt. Oder wie das Wasser an der Oberfläche Kreise zieht, wenn sie etwas hineinwerfen. Kindergarten-Leiterin Thea Mesli ist überzeugt, dass jedes Kind, egal, ob zwei oder sechs Jahre alt, „auf seinem Entwicklungs- und Abstraktionsniveau für sich etwas Positives aus dem Experiment zieht“. Die Kleinen freuen sich über die glitzernden Ölblasen, die an die Oberfläche steigen und sich dort vereinigen, wenn sie Wasser und Speiseöl in einem Marmeladenglas durcheinander schütteln. Die Größeren wollen wissen, warum das so ist; sie lernen, dass Öl leichter ist als Wasser und deshalb oben schwimmt.
Manche Kinder nehmen sich die Versuchsmaterialien selbst aus dem Regal und experimentieren. Je öfter sie die Versuche wiederholen, desto mehr Spaß haben sie dabei. Sie stellen fest, dass der gleiche Versuch jedes Mal zum selben Ergebnis führt. So entdecken sie Naturgesetzmäßigkeiten. Einer ihrer Jungs, berichtet Thea Mesli, fragt immer wieder aufgeregt: „Thea, wann machen wir endlich wieder ein Exkrement?“
Beim nächsten Mal erinnern die Kinder die Erklärung des beobachteten Phänomens. „Weißt du noch, warum die Seifenblasen nicht sofort kaputtgehen?“, fragt die Erzieherin den fünfjährigen Jonas, der gerade mit einem Strohhalm Spülmittelwasser zu großen Blasengebirgen aufpustet. „Da war so was drin in den Seifenblasen“, antwortet er. „Und weißt du auch noch, wie das heißt?“ – „Glitzer!“ – „Fast. Glycerin heißt das.“
Am Nebentisch träufelt Benjamin blaue Lebensmittelfarbe auf einen Zuckerwürfel. Quintus hat sich für Gelb entschieden. Die Jungen legen die Zuckerwürfel auf einen mit etwas Wasser gefüllten Teller und beobachten mit der Lupe, was sie aus früheren Versuchen schon kennen: wie sich der Zucker langsam auflöst, wie sich das Wasser färbt und Blau und Gelb sich schließlich zu Grün vermischen. „Da kommen die Farben!“, ruft Benjamin aufgeregt, während Quintus mit der Abgeklärtheit eines alten Forscherhasen trocken konstatiert: „Der Zucker geht kaputt.“ Jennifer kommt hinzu, mit einem Blatt Papier, auf dem sie mit einem gelben und einem blauen Buntstift übereinandergekritzelt hat. „Mit Stiften kommt das Gleiche raus“, sagt sie. „Gelb und Blau gibt Grün.“ Die Pädagogen nennen so etwas eine kognitive Transferleistung.
Das Haus der kleinen Forscher ist jetzt dabei, ein Geflecht aus lokalen Netzwerken über die Republik zu legen. Seit Anfang des Jahres hat die Initiative bereits Satelliten in Halle, Potsdam, Magdeburg, Wolfsburg, Braunschweig und Hamburg installiert. Projektleiter Thomas Gazlig schätzt, dass sich mittlerweile bundesweit schon rund 50000 Kinder das Reich der Naturwissenschaften erschließen. Nach und nach werden die Maschen enger gezogen.
Langfristig verfolgen die Initiatoren ein Ziel, das ähnlich ehrgeizig erscheint wie einst die Offensive nach dem Sputnik-Schock: „Wir wollen jede der 45 000 Kitas und Kindergärten in Deutschland in ein Haus der kleinen Forscher verwandeln“, postuliert Thomas Gazlig. „Wenn wir das schaffen, werden Physik und Chemie in 15 oder 20 Jahren zu den beliebtesten Schulfächern zählen.“
Geballtes Wissen auf Abruf
Absorbiert Schwarz mehr Licht als Weiß? Was fressen Raupen? Warum weint man, wenn man traurig ist – und warum sind Tränen salzig? In Frankreich finden Lehrer auf ihre naturwissenschaftlichen Fragen schnell Antworten bei „La main à la pâte“ – zu Deutsch: „selbst Hand anlegen“. Das Netzwerk aus rund 230 Biologen, Chemikern, Physikern, Ingenieuren und Pädagogen unterstützt Lehrer mit Rat und praktischer Hilfe, um besseren naturwissenschaftlichen Unterricht in französische Kindergärten und Grundschulen zu bringen.
Per E-Mail gestellte Fragen beantwortet das Experten-Netzwerk innerhalb von 48 Stunden. Suchen die Pädagogen Ideen für den Unterricht, können sie sich auf der Projekt-Website kostenlos Module mit genauen Anweisungen für den Aufbau von Schulstunden herunterladen. In Online-Diskussionsforen finden sie Kollegen und Naturwissenschaftler zum Fachsimpeln. Und wenn die virtuelle Beratung nicht reicht, kommen die Experten von La main à la pâte auf Wunsch sogar in die Klassenzimmer, um die Lehrer vor Ort zu unterstützen. 15 regionale Pilotzentren koordinieren den Besuch von Wissenschaftlern in den Schulen und bieten Fortbildungsseminare und Materialien für Pädagogen. Auch bei La main à la pâte steht das Experimentieren der Kinder im Vordergrund, das Lernen über Versuch und Irrtum. Daneben geht es um das Verknüpfen von Lernen und Sprache. Ihre Erfahrungen im naturwissenschaftlichen Unterricht halten die Kinder regelmäßig in einem Cahier d’expérience, einem Erfahrungsbuch fest – es begleitet sie vom Beginn der Vorschule bis zum Ende der Grundschule. Der Umgang mit Sprache und Zeichensystemen fördert die kognitive Entwicklung.
Jedes naturkundliche Thema wird über einen längeren Zeitraum behandelt, im Laufe des Prozesses sollen die Kinder ihr Wissen durch Argumentieren und Hinterfragen vertiefen und festigen. „Forschendes Lernen“ nennt David Jasmin, Leiter von La main à la pâte, das Konzept: „Lehrer und Schüler sollen lernen, die Naturwissenschaften zu lieben.“
Angeregt durch den französischen Physik-Nobelpreisträger Georges Charpak, hatte vor allem die französische Akademie der Wissenschaften Mitte der neunziger Jahre die Idee einer nationalen Initiative unterstützt. 1996 startete das Projekt, zwei Jahre später folgte eine Website als Plattform zum virtuellen Austausch. 2001 eröffneten die ersten Pilotzentren. Inzwischen übernimmt das Erziehungsministerium einen Teil der Finanzierung.
Rund 200 000 Nutzer besuchen die naturwissenschaftliche Website im Monat. Die Besucher stellen per E-Mail Fachfragen oder stöbern im Antwort-Archiv. Vor allem aber suchen sie nach Anregungen: Mehr als die Hälfte fahndet nach Ideen für die eigenen Schulstunden. Die gibt es thematisch und alphabetisch geordnet für viele Fachbereiche – von Akustik und Astronomie über Humanbiologie bis zu Technologie.
Während die ersten Unterrichtsmodule noch von den Initiatoren von La main à la pâte entwickelt wurden, stammen heute etwa 85 Prozent der rund 240 Angebote von Lehrern. Veröffentlicht werden ihre Beiträge erst, nachdem ein kompetenter Naturwissenschaftler und ein Pädagoge sie geprüft haben: Hat das Konzept wissenschaftliche Fehler? Ist es in der Klasse praktikabel? Und wird es dem Anspruch gerecht, den Unterricht als Erkundungsprozess zu gestalten? Letzteres ist besonders wichtig, sonst geht beim Lernen die Neugier verloren. Und ohne die kann auch Begeisterung nicht wachsen.
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Dieser Text stammt aus unserer Redaktion Corporate Publishing.