5. – 6. Schuljahr

Mehr als Matchbox?!

Modelle und Modellieren in der Grundschule

Kim Lange-Schubert, Florian Böschl, Tina Vo und Cory Forbes
Es besteht heute kein Zweifel mehr daran, dass Grundschulkinder im Sachunterricht im Sinne einer frühen naturwissenschaftlichen Grundbildung nicht nur Fachinhalte, sondern auch naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen erwerben sollen. Diese Anforderungen spiegeln sich in internationalen Standards [1], aber auch im Perspektivrahmen der Gesellschaft für Didaktik des Sachunterrichts [2] wider, in dem Denk- und Arbeitsweisen zum Erschließen der Lebenswirklichkeit als Leitidee im Sachunterricht gelten und auch spezifisch für den naturwissenschaftlichen Lernbereich formuliert und expliziert werden. Im Verständnis der Fachgesellschaft werden mit Bezug auf den Sachunterricht im kompetenten Handeln vor allem anwendungsfähiges Wissen über Inhaltsbereiche (als eher deklarative Komponente) sowie Denk- und Arbeitsweisen (als eher prozedurale Komponente) wirksam [2, S.12]. Die Entwicklung und Erweiterung von Kompetenzen in Sachlernprozessen erfolgt in der Verknüpfung von Denk- und Arbeitsweisen mit thematischen Aspekten [3]. Aktuell geraten der Umgang mit naturwissenschaftlichen Modellen und das naturwissenschaftliche Modellieren als Tätigkeit [4], [5] in den Fokus. Dies mag überraschen, da in der Literatur zum Teil vor einer zu frühen Nutzung von Modellen bzw. einer verfrühten Modellbildung gewarnt wird [6]. Der Perspektivrahmen aber beschreibt u.a. den Aufbau erster Modellvorstellungen von Naturphänomenen sowie das Erkennen des „interpretativen Charakter[s] von Wissen und Modellen (als keine 1:1-Abbilder der Realität) [2, S.40] sowie das geeignete Fixieren und eindeutige Darstellen der sinnlichen Wahrnehmung und der gemessenen Größen (sprachlich, zeichnerisch bzw. grafisch) als Denk- und Arbeitsweisen zur Erschließung von Fachinhalten [2]. Hier sind sowohl der Umgang mit Modellen als auch das aktive Konstruieren, Anwenden, Evaluieren und ggf. Überarbeiten von Modellen als Tätigkeit angesprochen. Auch viele Richtlinien und Lehrpläne der Grundschule weisen den Umgang mit Modellen explizit aus. Sekundarschullehrpersonen können also in der Regel nicht davon ausgehen, dass ihre Schülerinnen und Schüler mit Bezug auf Modelle und den Umgang mit Modellen als unbeschriebene Blätter in die weiterführende Schule kommen. Der vorliegende Beitrag soll helfen, die Kompetenzen, die Grundschulkinder in diesem Bereich schon zeigen, besser einschätzen und Unterricht in der Grund- sowie in der Sekundarschule danach ausrichten zu können.
Wie modellkompetent sind Grundschulkinder?
Obwohl die Zahl an Forschungsarbeiten zur Modellkompetenz u.a. zur Arbeit mit wissenschaftlichen Modellen sowie zum Modellieren als Tätigkeit stetig anwächst, gilt dies hauptsächlich für die Sekundarstufe. Untersuchungen für den Grundschulbereich sind bislang eher die Ausnahme [7]. Die wenigen vorliegenden Studien belegen, dass die Mehrheit der Grundschulkinder in Bezug auf „Wissen über Modelle und Modellierungsprozesse ein naives Verständnis aufweist, also von einer 1:1-Entsprechung bzgl. Modell und Original ausgehen [8, 9]. Modelle werden zudem in dieser Altersstufe (6 – 11 Jahre) eher als Medien (Informationsmittel) denn als Werkzeuge im wissenschaftlichen Erkenntnisprozess (z.B. Ableiten und Überprüfen von Hypothesen) wahrgenommen [8]. Neuere Studien relativieren diese Erkenntnisse; so legen die Ergebnisse einer explorativen Pilotuntersuchung bzgl. des Modellverstehens von Grundschulkindern (Jgst. 3/4) nahe, dass die Mehrheit der Kinder in ausgewählten Kontexten (Dinosaurier, Wasserkreislauf) durchaus in der Lage ist, Originale von Modellen zu unterscheiden [10]. Aus dem angloamerikanischen Raum liegen hinsichtlich der Modellierungsprozesse zudem erste Ergebnisse vor, die zeigen, dass Grundschulkinder durchaus in der Lage sind, Modelle zu konstruieren und diese in unterrichtlichen Situationen...

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