Wenn Lernumgebungen so gestaltet sind, dass die Lernenden die verschiedenen Schritte eines Forschungsprozesses, wie sie von Forscherinnen und Forschern durchgeführt werden mehr oder weniger selbstständig umsetzen, kann dies als Forschendes Lernen bezeichnet werden. Beim Forschenden Lernen können nach Blanchard u. a. (2010; zitiert nach Koliander 2020) unterschiedliche Stufen hinsichtlich des Grads der Eigenständigkeit und Anleitung unterschieden werden:
Beim „bestätigenden Forschen“ (Level 0) ist die Fragestellung und der gesamte Forschungsprozess (Methode, Materialien, Ablauf, Datenauswertung, Interpretation und Diskussion der Ergebnisse) von der Lehrkraft vorgegeben und die Lernenden folgen Schritt für Schritt klaren Anweisungen. Dieses Vorgehen dient dazu, dass die Kinder die einzelnen Schritte des Prozesses der Erkenntnisgewinnung kennenlernen.
Beim strukturierten Forschenden Lernen (Level 1) gibt die Lehrkraft die Fragestellung und die Versuchsanleitung (Methoden zur Datenerhebung) vor, während die Daten/ Ergebnisse in Bezug zur Fragestellung von den Lernenden interpretiert werden.
Das begleitende Forschende Lernen (Level 2) zeichnet sich dadurch aus, dass ausschließlich die Fragestellung von der Lehrkraft vorgegeben wird und die Lernenden die Datenerhebung selbst planen, diese durchführen, dokumentieren und interpretieren. Die Herausforderung für die Lehrkraft liegt darin, eine offene Frage zu formulieren, für deren Beantwortung die Kinder auch unterschiedliche Wege gehen können.
Beim offenen Forschenden Lernen (Level 3) liegt der gesamte Prozess in den Händen der Lernenden: Die Schüler und Schülerinnen entwickeln eine eigene Fragestellung, stellen Hypothesen auf, überlegen sich Methoden zur Datenerhebung und interpretieren diese Daten.
Das Forschende Lernen im naturwissenschaftlichen Kontext kann in Form eines Kreislaufs dargestellt werden, welcher zeigt, wie Lernende experimentieren können.
Eine Frage an die Natur stellen
Gezieltes Forschen beginnt, wenn ein Kind nicht zufällig experimentiert, sondern auf eine Frage stößt, die es näher untersuchen möchte. Lernarrangements entfalten ihre bildende Wirkung, wenn sie Fragen aufgreifen oder hervorrufen, die die Kinder wirklich interessieren. Dabei sollten im Idealfall die eigenen Fragen der Schülerinnen und Schüler stets im Mittelpunkt des Forschens stehen. Fragen können auch im Klassengespräch entstehen und natürlich kann, wie die unterschiedlichen Stufen des Forschenden Lernens zeigen, auch die Lehrkraft Fragen oder Phänomene einbringen. Sie muss dann aber dafür sorgen, dass ein Spannungsverhältnis zwischen Kind und Sache entsteht, welches die Kinder für den Lerngegenstand begeistert und neugierig macht.
Vermutungen äußern
Im Anschluss überlegen die Kinder, welche Vermutungen/ Ideen sie zu den Fragen haben. Diese können im Plenum oder Kleingruppen (je nach Level des Forschenden Lernens) besprochen werden. Die Lehrkraft kann durch gezielte Rückfragen, die Kinder zu vertieftem Nachdenken anregen. Damit stimmen sie sich auf den Forschungsprozess ein und ihre Vorstellungen, ihr Vorwissen werden auf diese Weise deutlich. Diese Phase ist relevant, da neue Erkenntnisse nachhaltig verankert werden, wenn sie an bestehendes Wissen anknüpfen können. „Es geht darum, die Funktion der Vermutung für ein Experiment herauszuarbeiten. Die Kinder führen das Experiment durch, um ihre Ideen oder Vermutungen zu bestätigen oder oftmals auch überraschend zu widerlegen. Wichtig ist, dass die Kinder ein erstes Grundverständnis zur Hypothesenprüfung erlangen, die auch Grundlage des naturwissenschaftlichen Forschungsprozesses ist.“ (Marquardt-Mau:33). Die Vermutungen sollten dokumentiert werden. Dies kann je nach Unterrichtssetting durch die Lehrkraft oder die Schüler und Schülerinnen selbst geschehen. Folgende Fragen/ Impulse können die Kinder beim Formulieren von Vermutungen unterstützen: Was denkst du könnte passieren? Kannst du dir vorstellen, was passiert, wenn…? Was denkst du, warum dies passieren könnte? Warum denkst du könnte es so sein?
Versuch planen und durchführen
Nun werden die Vermutungen überprüft. Es geht darum, passende Methoden zu finden, um die eigenen Überlegungen zu überprüfen. Je nachdem welcher Level des Forschenden Lernens durchgeführt wird, führen die Schüler und Schülerinnen nach Anleitung die nächsten Schritte durch oder planen eigenständig ihr Experiment. Folgende Fragen können die Kinder beim eigenständigen Vorgehen unterstützen: Was genau möchtest du/ möchtet ihr untersuchen? Welche Vermutung möchtest du/ möchtet ihr überprüfen? Wie könnte ein Versuch aussehen? Welches Material benötigst du/ benötigt ihr? Wie oft wirst du/ werdet ihr den Versuch wiederholen, um sicherzugehen, dass das Ergebnis stimmt? Wie dokumentierst du/ dokumentiert ihr die Daten? Haben die Kinder beim begleitenden und offenen Forschenden Lernen ihre Planung abgeschlossen und dokumentiert, führen sie ihre Experimente durch. Diese können/ sollten mehrfach oder ggf. mit geänderten Variablen durchgeführt werden. Die Änderungen der Variablen sollten auch dokumentiert werden und es müssen wieder Vermutungen aufgestellt werden. Den Kindern muss verdeutlicht werden, dass es keine falschen Vermutungen gibt, und dass es darum geht, diese zu bestätigen oder zu widerlegen. Dabei ist wichtig, dass die Lehrkräfte wertfrei auf die Vermutungen reagieren.
Beobachten und beschreiben
Die Kinder werden vor dieser Phase ermutigt genau zu beobachten und diese Beobachtungen präzise zu beschreiben. Um gezielt beobachten zu können, ist es wichtig, dass die Schüler und Schülerinnen die Fragestellung nicht aus dem Blick verlieren, damit sie wissen, was genau sie beobachten sollen. Mit gezielten Fragen und Hinweisen kann die Lehrkraft die Kinder auf weitere Aspekte aufmerksam machen: Was fällt dir auf, wenn du genau hinschaust? Kannst du Veränderungen bemerken? Welche Veränderungen bemerkst du? Wie fühlt es sich an (wenn Fühlen erlaubt ist)? Was hörst du? Was riechst du? … Ihre Beobachtungen sollten die Schüler und Schülerinnen dokumentieren.
Ergebnisse festhalten
Dokumentationen helfen sich an bestimmte Erlebnisse zu erinnern und den eigenen Lernprozess zu reflektieren. Die Schüler und Schülerinnen können Zeichnungen, Fotos, Tabellen, Protokolle etc. anfertigen. Auch hier sind mehrere Varianten möglich, vom konzipierten Arbeitsblatt bis hin zu einem freien Forschungsheft, welches die Kinder führen.
Ergebnisse präsentieren, besprechen und auswerten
Auf Level 0 des Forschenden Lernens bietet sich ein gelenktes Unterrichtsgespräch an, in dem die Lehrkraft zu den Ergebnissen konkrete Fragen stellt. Beim strukturiert Forschenden Lernen kann die Lehrkraft die Ergebnisbesprechung mit der Frage „Was hast du/ habt ihr herausgefunden?“ eröffnen. Des Weiteren bieten sich folgende Impulse an: Beschreibe deine/ beschreibt eure Beobachtungen. Entspricht das Ergebnis deiner/ eurer ursprünglichen Vermutung?
Beim begleitenden Forschenden Lernen und auch beim offenen Forschenden Lernen präsentieren die Kinder nun ihre Ergebnisse, indem sie ihre gesamten Schritte darlegen: die Ausgangsfrage (beim offenen Forschenden Lernen), ihre Vermutungen, ihr Vorgehen, ihre Beobachtungen und ihre Ergebnisse. Folgende Fragen können die Kinder bei der Präsentation unterstützen: Welches war deine/ eure Frage? Was habt ihr/ hast du vorher gedacht? Was wolltest du/ wolltet ihr wissen? Was habt ihr/ hast du durch das Experimentieren festgestellt? Was habt ihr/ hast du aus welchem Grund getan? Was denkt ihr/ denkst du warum dies so ist? Wie sicher ist dein/ euer Ergebnis? Gibt es mögliche Fehlerquellen? Entspricht dein/euer Ergebnis der/den ursprünglichen Vermutung(en)? Oft führt die Auswertung zu neuen Fragen und Ideen sowie zu Vermutungen, die untersucht werden wollen. Und so beginnt der Forschungskreislauf von neuem.
Die zuhörenden Kinder bekommen bei den längeren Präsentationen (und gerade wenn es um unterschiedliche Experimente geht) einen Hörauftrag, damit die Aufmerksamkeit gezielt auf die Inhalte der Präsentation gelenkt wird, z.B.: Höre gut zu, am Ende kannst du Fragen stellen. Merke dir drei Informationen. Was hat die Gruppe erforscht? Welche Beobachtungen und Ergebnisse werden vorgestellt? Welche Methode wurde verwendet? Hat dich etwas überrascht? Warum?
Ziele
Das Ziel des Forschenden Lernens ist die Fähigkeit, eigenständig Wege der Erkenntnisgewinnung zu finden und zu beschreiten. Die Schülerinnen und Schüler erwerben exemplarische Vorgehens- und Denkweisen, die naturwissenschaftliches Lernen und Verstehen fördern. Dadurch entwickeln sie nicht nur ein Verständnis für wissenschaftliche Methoden, sondern auch eine forschende Grundhaltung. (vgl. Landesinstitut für Lehrerbildung und Schulentwicklung (2011): 15). Lernen wird hier als ein aktiver Prozess verstanden, bei dem neue Erkenntnisse durch die Veränderung, Erweiterung und Umstrukturierung bestehender kognitiver Strukturen gewonnen werden.
Beim begleitenden und offenen Forschenden Lernen agieren die Kinder in vorbereiteten Lernumgebungen, die sorgfältig ausgewählt wurden, um sie zur Eigeninitiative anzuregen. Sie entscheiden selbst über ihre Herangehensweise und entwickeln individuelle Lösungsansätze für die gestellten Fragen oder Probleme. Dabei stehen ihnen ausreichend Zeit und Raum für eigene Denkprozesse, das Beschreiten von Umwegen und das Ausprobieren verschiedener Methoden zur Verfügung. Dieses Forschende Lernen baut auf den individuellen Vorstellungen und Deutungen der Schülerinnen und Schüler zu Naturphänomenen auf. Dabei spielen kooperatives und interaktives Lernen eine wichtige Rolle, indem zum Beispiel Vermutungen, Planungen und Deutungen in Partner- und Kleingruppenarbeit diskutiert und verhandelt werden. Die Auseinandersetzung mit unterschiedlichen Perspektiven und die kritische Überprüfung eigener Annahmen fördern ein tieferes Verständnis. Um Zwischenergebnisse allen Kindern zu präsentieren und im Prozess zu den eigenen Forschungen Fragen stellen zu können, bieten sich Forschungskonferenzen an. Dabei handelt es sich um eine Methode, bei der die Schülerinnen und Schüler ihre Ergebnisse, Zwischenergebnisse, Vorgehen… in einem strukturierten Rahmen präsentieren, diskutieren, reflektieren und sich auch Hilfe holen können. Die Methode orientiert sich dabei an echten wissenschaftlichen Konferenzen und fördert die Kommunikation und die kritische Auseinandersetzung mit dem Forschungsprozess und den Forschungsergebnissen.
Ziele einer Forschungskonferenz:
- Schüler und Schülerinnen stellen ihre Planungen, Beobachtungen sowie Ergebnisse vor, haben ggf. Fragen an die Zuhörenden.
- Die Zuhörenden können Fragen stellen, Hypothesen hinterfragen, andere Erklärungen anbieten, die Fragen der vortragenden Gruppe beantworten.
- Die Schüler und Schülerinnen können ihre Methoden, Ergebnisse überdenken.
- Die Schüler und Schülerinnen lernen ihr Vorgehen, ihre Erkenntnisse in Fachsprache zu formulieren und zu argumentieren.
Von besonderer Bedeutung ist die Dokumentation der Vorgehensweisen und Ergebnisse, beispielsweise in Forschungstagebüchern. Diese ermöglichen den Schülerinnen und Schülern, ihr eigenes Vorgehen bewusst zu reflektieren und ihren Lernprozess nachzuvollziehen. Dokumentation und Präsentation unterstützen nicht nur die Verankerung neuer Erkenntnisse, sondern dienen auch der gemeinsamen Wertschätzung der erbrachten Leistungen.
Fazit
Forschendes Lernen kann auf unterschiedlichen Stufen, die sich in Bezug auf den Grad der Eigenständigkeit und Anleitung unterscheiden, durchgeführt werden. Je nachdem welcher Level im Sachunterricht umgesetzt wird, unterscheidet sich auch die Begleitung und Vorgaben der Lehrkraft, genauso wie die Wahl der Sozialformen unterschiedlich ausfallen wird.
Gerade das begleitende und offene Forschende Lernen bieten Kindern die Möglichkeit eigenständig Antworten auf Fragen zu finden, die sie interessieren. Indem sie aktiv Ideen entwickeln, ausprobieren, reflektieren und ihre Ergebnisse mit ihrem Vorwissen verknüpfen, werden zum einen ihre fachlichen und zum anderen ihre methodischen und sozialen Kompetenzen gefördert. Entscheidend ist, dass die Kinder in ihrer Eigeninitiative ernst genommen und unterstützt werden und Raum zum Entdecken, Wiederholen und Vertiefen erhalten. Forschendes Lernen schafft so eine wertvolle Grundlage für selbstbestimmtes und nachhaltiges Lernen.
Die Vielfalt des Forschenden Lernens wird in den einzelnen Unterrichtsvorhaben, die hier veröffentlicht sind, deutlich werden.
Literatur
Koliander, Brigitte: Mit Forschendem Lernen Erkenntnisse gewinnen. In: Koliander, Brigitte/ Knechtl, Waltraut (2020):IMST Newsletter. Forschendes Lernen. Klagenfurt 2020 unter: www.imst.ac.at/wp-content/uploads/2023/01/imst_newsletter_50_final.pdf
Landesinstitut für Lehrerbildung und Schulentwicklung (Hrsg.): Hinweise und Erläuterungen zum Rahmenplan Sachunterricht. Hamburg 2011 unter: https://li.hamburg.de/resource/blob/651362/d5193a5bb4eaf77dea23eec283d46d5f/pdf-grundschule-sachunterricht-data.pdf
Marquardt-Mau, Prof. Dr. Brunhilde: Der Forschungskreislauf: Was bedeutet forschen im Sachunterricht? unter:
www.forschendes-lernen.net/files/forschen_theme/materialien/weiterlesen/Forschungskreislauf_Marquardt-Mau.pdf
