Spiralcurriculum Schwimmen und Sinken · Vorwort Wie gelingt es, möglichst allen Kindern und...

Spiralcurriculum

Naturwissenschaftlich arbeiten und denken lernen

Schwimmen und Sinken

Ermöglicht durch

ILONCA HARDY

MIRJAM STEFFENSKY

MIRIAM LEUCHTER

HENRIK SAALBACH

Band 1: Elementarbereich

Band 2: Primarbereich

Band 3: Sekundarbereich

Vorwort

Wie gelingt es, möglichst allen Kindern und Jugendlichen die MINT-Kompetenzen zu vermitteln, die sie für ihren weiteren erfolgreichen Bildungsweg brauchen? Das ist ei-ne der Leitfragen, an denen sich die Aktivitäten der Deutsche Telekom Stiftung orien-tieren, wenn sie Projekte für erfolgreiches MINT-Lehren und -Lernen in der digitalen Welt anstößt.

Mit unserem Vorhaben MINTeinander tragen wir nicht nur dazu bei, Kindern und Jugendlichen MINT-Kompetenzen zu vermitteln. Wir gehen noch einen Schritt weiter, indem wir dafür sorgen, dass sie diese Kompetenzen systematisch und aufeinander aufbauend, also spiralförmig, entwickeln können. Damit dies gelingen kann, sind in den unterschiedlichen Bildungseinrichtungen – Kindertagesstätten, Grund- und wei-terführenden Schulen – Lehr- und Lerninhalte notwendig, die altersgerecht angelegt und aufeinander abgestimmt sind.

Wie groß das Interesse an solchen Spiralcurricula ist, haben uns zwei bundes-weite Ausschreibungen gezeigt, in deren Rahmen wir Kindergärten und Schulen ge-sucht haben, die gemeinsam in ihrer Region das Spiralcurriculum Magnetismus ein-führen wollen. Von den mehr als 1.000 Einrichtungen, die sich insgesamt beworben haben, arbeiten mittlerweile rund 300 in fast 70 regionalen Verbünden bildungsstu-fenübergreifend zusammen, nachdem sie im Umgang mit den Konzepten und Mate-rialien geschult worden sind.

Die nun vorliegende zweite Materialsammlung und die didaktischen Handreichun-gen, mit denen wir die pädagogischen Fachkräfte und Lehrpersonen unterstützen wollen, widmen sich dem Thema Schwimmen und Sinken. Sie wurden von einem Projektkonsortium unter der Leitung von Professorin Kornelia Möller, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, in mehrjähriger Arbeit konzipiert und in der Praxis erprobt.

Wir wünschen allen Fach- und Lehrkräften und natürlich auch allen Kindern und Jugendlichen viel Freude beim Ausprobieren und Entdecken, beim mi(n)teinander Lehren und Lernen.

Dr. Ekkehard Winter

Geschäftsführer Deutsche Telekom Stiftung

1 Einleitung: Das Spiralcurriculum Schwimmen und Sinken 6

2 Lernen in den Naturwissenschaften 11 2.1 Ziele naturwissenschaftlicher Bildung 12 2.2 Lernen als Veränderung von Vorstellungen 12 2.3 Die Bedeutung der Strukturierung von Lerngelegenheiten 13

3 Das Thema Schwimmen und Sinken in einem bildungsstufenübergreifenden Curriculum 15 3.1 Schwimmen und Sinken als Gegenstand naturwissenschaftlicher Bildung 16 3.2 Naturwissenschaftliche Bildung von Anfang an 17 3.2.1 Inhaltsbezogene Kompetenzen zum Thema Schwimmen und Sinken 18 3.2.2 Prozessbezogene Kompetenzen in den Naturwissenschaften: Naturwissenschaftlich arbeiten und denken lernen 26

4 Das Thema Schwimmen und Sinken im Elementarbereich 33 4.1 Fachlicher Hintergrund 34 4.2 Vorstellungen von Kindern zum Thema Schwimmen und Sinken 38

5 Das Bildungsangebot im Elementarbereich 41 5.1 Beschreibung des Bildungsangebots 42 5.2 Überblick über das Bildungsangebot 43 5.3 Bildungsangebot „Was schwimmt und was sinkt“ 47 5.4 Diagnostik von Kompetenzen für die Sequenzen 1 bis 5 78

6 Anhang 79 6.1 Literatur 80 6.2 Glossar 81

Inhalt

IMPRESSUM

Ilonca Hardy (Goethe-Universität Frankfurt am Main), Mirjam Steffensky (IPN Kiel), Miriam Leuchter (Universität Koblenz-Landau), Henrik Saalbach (Universität Leipzig)Spiralcurriculum Schwimmen und Sinken: Naturwissenschaftlich arbeiten und denken lernen.Band 1: ElementarbereichIn der Reihe: Spiralcurriculum Schwimmen und Sinken: Naturwissenschaftlich arbeiten und denken lernen.Ein Curriculum vom Kindergarten bis zur 8. Klasse.Herausgegeben von Kornelia Möller1. Auflage 2017

Alle Rechte vorbehalten.

Bildnachweise: S. 34, 35, 36, 37 (M., u.): IPN; S. 37 (o.), 38, 39: privatRedaktion: Anna Klein, SeitenPlan GmbHSatz und Layout: SeitenPlan GmbHDruck: WIRmachenDRUCK GmbHPrinted in Germany

Wir bedanken uns für die Unterstützung und Mitarbeit der beteiligten studentischen Hilfskräfte und Studierenden. Insbesondere danken wir den Einrichtungen und pädagogischen Fachkräften an den Standorten Münster, Frankfurt am Main und der Region Zürich, die an der Erprobung der Materialien beteiligt waren und die maßgeblich zum Gelingen des Projekts beigetragen haben.

Die zum Ordner gehörende Materialkiste ist bei der Caritas-Werkstatt Lünen erhältlich (Internetseite Xxxxxxxxxxxx oder/und E-Mail-Adresse Xxxxxxxx). Eine digitale Version ist frei erhältlich unter: Internetseite Xxxxxxxxxxxxxxx

Die Entwicklung des Spiralcurriculumswurde durch die Deutsche Telekom Stiftungermöglicht.

Einleitung1

6 3 | Das Thema Schwimmen und Sinken in einem bildungsstufenübergreifenden Curriculum

Spiralcurriculum SCHWIMMEN UND SINKEN | Elementarbereich

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333 | Das Thema Schwimmen und Sinken in einem bildungsstufenübergreifenden Curriculum

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Das Thema Schwimmen und Sinken im Elementarbereich

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Materialien haben spezifische Eigenschaften, die vie-le Eigenschaften des Gegenstands bestimmen, z. B. ob der Gegenstand brennbar ist oder nicht. Das Ma-terial ist auch ein entscheidender Einflussfaktor da-für, ob ein Gegenstand schwimmt oder sinkt. Zur Vereinfachung betrachten wir zunächst lediglich Vollkörper. Vollkörper sind Gegenstände, die kei-nen Hohlraum haben, in die sich also keine Flüssig-keit einfüllen lässt. Ein Vollkörper ist beispielsweise ein vollständig gefüllter Würfel aus Metall oder Plas-tik. Ob ein solcher Gegenstand (Vollkörper) im Was-ser schwimmt, schwebt oder sinkt, hängt nicht von seiner Form, seiner Größe oder seinem Gewicht ab, sondern vereinfacht gesagt von dem Material, aus dem er besteht.

Von welcher Materialeigenschaft hängt das Schwimmverhalten nun ab? Genau gesagt hängt es von der Dichte ab. Die Dichte wird als das Verhältnis von der Masse (m) zum Volumen (V) eines Materials bezeichnet. Stellen Sie sich exakt gleich große Wür-fel aus unterschiedlichen Materialien vor. Diese ha-ben das gleiche Volumen, aber sie sind unterschied-lich schwer, z. B. ein Würfel aus Holz und ein Würfel aus Stahl. Das heißt, sie unterscheiden sich in ihrer Dichte, sie haben eine unterschiedliche Masse bei gleichem Volumen (s. Abb. 1, die diesen Zusammen-hang veranschaulicht).

Die Dichte ist eine materialspezifische und nicht gegenstandsspezifische Größe. Gegenstände, die beispielsweise aus Eisen bestehen, haben dieselbe Dichte, auch wenn sie ganz unterschiedlich geformt, unterschiedlich schwer oder unterschiedlich groß sein können; 1 g Eisen hat dieselbe Dichte wie 1 kg Eisen. Materialien mit einer hohen bzw. niedrigen Dichte sind beispielsweise Stahl (7.850 kg/m3) bzw. Polysty-rol (je nach Herstellungsart 200 bis 900 kg/m3). Nicht nur Feststoffe, sondern auch Flüssigkeiten oder Ga-se haben eine spezifische Dichte. Speiseöl hat bei-spielsweise eine geringere Dichte als Wasser, wes-wegen Öl sich auf der Wasseroberfläche absetzt. Die Dichte von Gasen ist noch geringer als die von Flüs-sigkeiten (s. Abb. 1).

4.1 Fachlicher Hintergrund

„Ist doch klar, dass das Schiff schwimmt, das wur-de ja extra dafür gebaut“, sagt der fünfjährige Paul. Stimmt, aber was muss man beachten, wenn man ein Schiff bauen will, das schwimmen kann? Und warum schwimmen Schiffe aus Metall und Steckna-deln aus Metall gehen unter? Und wieso schwimmt es sich so viel leichter im Toten Meer als im Bagger-see?

Das Thema Schwimmen und Sinken wirft viele Fragen auf und führt auch zu auf den ersten Blick widersprüchlichen Beobachtungen. Es ist ein kom-plexes Thema, weil für das Schwimmen und Sin-ken verschiedene Aspekte eine Rolle spielen, die man jedoch gemeinsam berücksichtigen muss, z. B. das Material des Schiffs, seine Form und das Was-ser, in dem es schwimmt. Ist das Thema zu kom-plex und schwierig für Kita-Kinder? Ja, wenn man den Anspruch hat, das Phänomen aus wissenschaft-licher Perspektive vollständig zu erklären. Geht es aber darum, den Kindern erste wichtige Erfahrungen in diesem Themenbereich zu ermöglichen und erste Ansätze zur Erklärung und Beschreibung des Phä-nomens aufzubauen, dann ist dies durchaus auch im Kindergarten möglich. Das Thema eignet sich so-gar besonders, da bereits jüngere Kinder vielfältige Erfahrungen dazu mitbringen, die häufig eher beiläu-fig entstanden sind und die in dem Bildungsange-bot explizit aufgegriffen werden können. Denken Sie beispielsweise an ein kleines Kind, das in der Bade-wanne sitzt und bemerkt, dass das Plastikboot, das es unter Wasser drückt, immer wieder hochschnellt, oder denken Sie an ein Kind, das Steine und Äst-chen in eine Pfütze wirft. Im Elementarbereich wer-den ausgewählte Aspekte des Themas Schwimmen und Sinken aufgegriffen, die dann im Sachunterricht der Grundschule und im naturwissenschaftlichen Unterricht der weiterführenden Schulen vertieft wer-den können.

Im Folgenden stellen wir die zentralen fachlichen Hintergründe des Themas für die pädagogische Fachkraft dar. Dieser fachliche Hintergrund soll es der Fachkraft ermöglichen, sich das Phänomen zu erklären. Es handelt sich nicht um die Inhalte, die mit den Kita-Kindern erarbeitet werden sollen.

Die Dichte, eine Eigenschaft von Materialien Nähert man sich dem Phänomen des Schwimmens und Sinkens, dann ist es hilfreich, sich zu vergegen-wärtigen, dass alle Gegenstände aus einem oder mehreren Materialien bestehen (s. Exkurs S. 36).

4 Das Thema Schwimmen und Sinken im Elementarbereich

Abb. 1: Vergleich der Dichte von festen (links), flüssigen

(Mitte) und gasförmigen (rechts) Materialien.

354 | Das Thema Schwimmen und Sinken im Elementarbereich

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Ob ein Körper schwimmt oder sinkt, hängt davon ab, wie groß seine Dichte im Vergleich zur Dichte der Flüssigkeit ist, in die er eingetaucht wird. Materiali-en, deren Dichte geringer ist als die Dichte der Flüs-sigkeit, d. h. die leichter sind als die gleiche Menge (Volumen) der Flüssigkeit, schwimmen in der Flüs-sigkeit. Materialien mit größerer Dichte als die der Flüssigkeit gehen in der Flüssigkeit unter. In der Ab-bildung 2 sehen Sie drei Würfel mit gleich großem Volumen, aber unterschiedlicher Masse: Der Styro-porwürfel wiegt weniger als die gleiche Menge (glei-ches Volumen) Wasser, er schwimmt also; der Stein-würfel wiegt mehr als die gleiche Menge Wasser, er sinkt also.

Kinder denken sehr oft, dass das Schwimmverhal-ten davon abhängt, ob ein Gegenstand leicht oder schwer ist. Mit offensichtlich leichten Dingen wie ei-nem Sandkorn oder einer Stecknadel, die sinken, kann man aber zeigen, dass es nicht auf das Ge-wicht ankommt, sondern auf das Material, genauer gesagt auf die Dichte des Materials.

Weil die Dichte von Salzwasser, wie es z. B. im Toten Meer vorkommt, höher ist als von normalem Süßwasser, schwimmen manche Gegenstände im Salzwasser, obwohl sie im Süßwasser untergehen.

Wieso schwimmt dann ein Schiff aus Metall?Diese oben dargelegten Aussagen gelten nicht nur für Vollkörper, sondern auch für sogenannte Hohl-körper. In Hohlkörper lässt sich anders als in Voll-körper ein Material einfüllen. Ein Topf (mit Luft oder Wasser gefüllt) ist beispielsweise ein Hohlkörper. Für diese ist allerdings zu beachten, dass sich die Dich-te des (Gesamt-)Körpers aus der Dichte seines Ma-terials (z. B. Ton) sowie der Dichte des in dem Kör-per befindlichen Materials (in der Regel Luft) bildet. Man spricht hier von der mittleren Dichte. Das Schiff ist ein solcher Hohlkörper, seine mittlere Dichte setzt sich aus der Dichte des Metalls und der Fracht sowie den Lufträumen zusammen. Luft hat eine sehr gerin-ge Dichte, sodass die mittlere Dichte des Schiffs ent-sprechend geringer wird.

Viele Kinder denken, dass alles, was mit Luft ge-füllt ist, schwimmt. Diese Vorstellung liegt nahe, weil

Kinder z. B. Schwimmflügel kennen, die man auf-pustet und die verhindern, dass man untergeht (die mittlere Dichte der Kinder wird durch die Schwimm-flügel geringer). Eine Porzellandose, die mit Luft ge-füllt ist, sinkt aber trotzdem. Tatsächlich spielt bei dem Schwimmverhalten von Hohlkörpern wie Schif-fen oder leeren Flaschen auch die Größe des Kör-pers eine Rolle, genauer gesagt, wie viel Wasser von ihm verdrängt wird. Die Menge an verdrängtem Was-ser ist von seiner Größe abhängig (s. Verdrängung, S. 37).

Mithilfe der Dichte ist es also möglich, den Zu-sammenhang zwischen einem Körper und seinem Schwimmverhalten in einer Flüssigkeit zu beschrei-ben. Die Dichte kann entsprechend verwendet wer-den, um Vorhersagen bezüglich des Schwimmver-haltens eines Körpers zu treffen. Aber warum ist das so? Um das Phänomen tatsächlich zu erklären, müssen die beim Schwimmen und Sinken wirken-den Kräfte und deren Ursachen betrachtet werden.

Abb. 2: Gleiches Volumen, aber unterschiedliche Masse.



Welche Kräfte wirken beim Schwimmen und Sinken?Stellen Sie sich vor, Sie versuchen einen kleinen und einen großen Plastikeimer ins Wasser zu drücken. Es ist viel schwieriger, den großen Eimer unter Was-

Exkurs: Gegenstände bestehen aus MaterialienAlle Gegenstände und Objekte bestehen aus Materialien. Das Material ist entscheidend für die Eigen-schaften eines Gegenstandes, ob er glänzt, ob er sich kalt anfühlt, ob er brennbar ist, ob er von einem Magneten angezogen wird und ob er z. B. schwimmt oder sinkt. Gegenstände haben Eigenschaften, die spezifisch für den Gegenstand sind, z. B. die Größe, und solche, die sich auf das Material zurück-führen lassen, aus dem sie bestehen, z. B. die Härte.

Naturwissenschaftlerinnen und Naturwissenschaftler insbesondere in der Chemie nutzen manch-mal den Begriff Stoff anstelle des Begriffs Material. Aufgrund der anderen Bedeutung des Begriffs Stoff in Alltagskontexten im Sinne von Kleiderstoff halten wir den Begriff Material für verständlicher. Es gibt sehr unterschiedliche Arten von Materialien, die sich zu größeren Materialklassen wie Holz, Plastik oder Metalle zusammenfassen lassen. Wir verwenden den Begriff Plastik, weil das der im Alltagskontext ge-bräuchliche Begriff ist. Der eigentliche Oberbegriff ist Kunststoff; Plastik bezieht sich bereits auf eine spezifische Art des Kunststoffs. In der Abbildung 3 sind auf der mittleren Ebene Materialklassen ange-geben, wobei natürlich noch zahlreiche andere Materialklassen existieren.

Kupfer Aluminium

Metall

Eisen PET Nylon Gummi Mahagoni

HolzKunststoff

(umgs. Plastik)

Materialien

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Abb. 3: Differenzierung von Materialien

Abb. 4: Die Gewichtskraft wird kleiner, weil die Auftriebskraft

gegen die Gewichtskraft wirkt.

ser zu drücken als den kleinen. Das Wasser drückt dagegen und diese Kraft des Wassers, die man Auf-triebskraft nennt (umgangssprachlich oft Auftrieb) ist bei dem großen Eimer größer als bei dem kleinen.

Die Auftriebskraft wirkt der Gewichtskraft (der Erd anziehung oder Schwerkraft) des Eimers ent-gegen. Sie lässt sich auch „sichtbar machen“ und messen. Hierzu nutzt man einen Kraftmesser (Feder-waage), wie in Abbildung 4 dargestellt. Mit diesem Messinstrument lässt sich zeigen, dass der Gegen-stand beim Eintauchen ins Wasser scheinbar leichter wird (seine Gewichtskraft abnimmt), da die Auftriebs-kraft entgegen der Gewichtskraft den Gegenstand nach oben drückt.

Wovon hängt die Auftriebskraft ab?Wie groß die Auftriebskraft ist, hängt von der Dich-te der Flüssigkeit, in die der Gegenstand eingetaucht wird, und von dem Volumen der verdrängten Flüssig-keit ab. Je mehr Platz der eingetauchte Körper in der Flüssigkeit einnimmt und damit Wasser (oder sonst eine Flüssigkeit) verdrängt und je größer die Dichte dieser Flüssigkeit ist, in die der Körper eingetaucht wird, umso größer ist die der Gewichtskraft entge-gengesetzt gerichtete Auftriebskraft.


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Ein großes Schiff (s. Abb. 5 und 6) zum Beispiel ver-drängt viel Wasser und erfährt dadurch eine große Auftriebskraft. Wird es stärker beladen, wird seine Gewichtskraft größer. Es sinkt tiefer ins Wasser und verdrängt dabei mehr Wasser; so steigt wiederum seine Auftriebskraft.

Ursächlich für die Auftriebskraft ist der Druck, der von allen Seiten auf den Gegenstand wirkt. Der seit-lich entstehende Druck wird jeweils von der ande-ren Seite ausgeglichen. Von der Unter- und Obersei-te wirkt jeweils unterschiedlicher Druck. Diese von der Höhe der Oberkante und der Unterkante des Ge-genstands abhängigen Druckunterschiede sind ur-sächlich für die Auftriebskraft.

VerdrängungNoch ein Hinweis zur Verdrängung: Viele Kinder glauben, dass schwere Dinge, z. B. ein Stein, mehr Wasser verdrängen als leichte Dinge, z. B. ein Styro-porstück. Dies kann man leicht experimentell wider-legen, indem man gleich große, aber unterschiedlich schwere Gegenstände ins Wasser drückt und ent-weder den neuen Wasserstand markiert oder das übergelaufene Wasser auffängt. Die Gegenstände verdrängen gleich viel Wasser. Die Menge des ver-drängten Wassers hängt also nur von dem Volumen des eingetauchten Gegenstands ab (s. Abb. 8).

Ein Gegenstand schwimmt, wenn die Auf-triebskraft größer als die Gewichtskraft ist.

Ein Gegenstand schwebt, wenn die Auftriebs-kraft gleich der Gewichtskraft ist.

Ein Gegenstand sinkt, wenn die Auftriebskraft kleiner als die Gewichtskraft ist.

Abb. 5: Wie kommt es, dass ein riesiges und schweres Schiff

aus Metall schwimmt?

Abb. 6: Die Auftriebskraft hängt vom Volumen der verdräng-

ten Flüssigkeit ab.

Abb. 8: Wie viel Wasser verdrängt wird, hängt nur vom

Volumen des eingetauchten Gegenstands ab.

Abb. 7: Verhältnis von Auftriebskraft und Gewichtskraft.

Auf einen im Wasser befindlichen Gegenstand wir-ken also die Gewichtskraft (seine Schwerkraft) und die Auftriebskraft. Ist die Auftriebskraft größer als die Gewichtskraft, so steigt der ins Wasser getauchte Gegenstand nach oben (s. Abb. 7).

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AUFTRIEBSKRAFT

GEWICHTSKRAFT

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AUFTRIEBSKRAFT

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Die zu Beginn dargestellte Möglichkeit, das Schwim-men oder Sinken eines Gegenstands durch den Ver-gleich der Dichte des Gegenstands und der Dichte der Flüssigkeit vorherzusagen, steht nicht im Wider-spruch zu dem Vergleich der Auftriebskraft und der Gewichtskraft. Sie lässt sich über die Betrachtung der Formeln von Gewichtskraft, Dichte und Auf-triebskraft aufeinander beziehen (archimedisches Prinzip). Wir verzichten an dieser Stelle auf eine nä-here Beschreibung, weil wir die entsprechenden For-meln hier nicht eingeführt haben.



es also nicht, die ersten Vorstellungen durch wissen-schaftliche Vorstellungen zu „ersetzen“. Vielmehr geht es darum, solche Veränderungen vorzubereiten und die Kinder zu unterstützen, ihre Vorstellungen weiterzuentwickeln zu ersten Erklärungen alltagsna-her Phänomene. Im Folgenden werden solche ersten oft durch Alltagserfahrungen geprägten Vorstellun-gen zum Thema Schwimmen und Sinken kurz be-schrieben.

Auf die Frage, warum Schiffe schwimmen, ant-worten jüngere Kinder oft: „Weil ein Kapitän auf dem Schiff ist“, oder: „Weil das Schiff einen Motor hat.“ Sie lassen sich aber in der Regel leicht davon überzeu-gen, dass die Erklärungen nicht stimmen können, da Schiffe auch nicht untergehen, wenn der Motor aus-geschaltet ist oder gerade kein Kapitän an Bord ist.

Schwieriger ist es, mit der meistens tief veran-kerten Vorstellung umzugehen, dass es vom Ge-wicht abhängt, ob ein Gegenstand schwimmt (leich-te Sachen schwimmen, schwere Sachen gehen unter). Hier können diverse Gegenbeispiele gezeigt werden wie Stecknadeln, Münzen, Reiskörner bzw. Holzstämme oder dicke Kerzen, um die Kinder dar-auf aufmerksam zu machen, dass auch das Gewicht nicht die beste Erklärung ist.

Auch die Form eines Gegenstands wird häufig als Argument angeführt, warum Dinge schwimmen oder sinken. So wird beispielsweise angenommen, dass flache Formen besonders gut schwimmen. Gegen-beispiele wären eine Kachel oder eine Blechplatte. Manche Kinder meinen auch, dass alles, was Löcher hat, sinkt, weil sie das Sinken von leckgeschlage-nen Schiffen kennen. Die Vermutung ist, dass Was-ser durch das Loch kommt und nicht nur Hohlkör-per, also Schiffe, sondern auch Vollkörper wie Bretter

4.2 Vorstellungen von Kindern zum Thema Schwimmen und Sinken

Kinder entwickeln durch Beobachtungen im All-tag eine Vielzahl von Vorstellungen zu naturwissen-schaftlichen Phänomenen wie dem Schwimmen und Sinken. Diese aus wissenschaftlicher Perspektive oft falschen (im Sinne von nur begrenzt hilfreich, um Phänomene allgemeingültig zu erklären) Vorstellun-gen bestimmen stark die Lernprozesse der Kinder. Deshalb ist es sinnvoll, wenn Fachkräfte typische Vorstellungen von Kindern zu naturwissenschaft-lichen Themen, die für den Kindergarten relevant sind, kennen, um diese aufgreifen und den Kindern bewusst machen zu können. Die Veränderung der ersten Vorstellungen, mit denen Phänomene besser erklärt werden können, ist ein in der Regel langwieri-ger Prozess, der sich über die gesamte Schulzeit er-streckt. Ziel der Bildungsarbeit im Kinder garten ist

ZusammenfassungDie zentralen Konzepte, mit denen man das Phänomen des Schwimmens und Sinkens beschreiben und erklären kann, sind zusammengefasst folgende: • Es gibt Gegenstände, die sinken im Wasser (oder anderen Flüssigkeiten), und solche, die

schwimmen.• Das Schwimmverhalten eines Gegenstands hängt von der Kombination verschiedener Faktoren

ab: Zum einen von der Dichte des Gegenstands im Vergleich zur Dichte der Flüssigkeit, in die der Gegenstand eingetaucht wird, und zum anderen vom Volumen des ins Wasser eingetauchten Ge-genstands, was dem Volumen der verdrängten Flüssigkeit entspricht.

• Schwimmt ein Gegenstand, ist die Auftriebskraft größer als die Gewichtskraft.• Ursächlich für die Auftriebskraft ist der Druck, der auf die Unter- und Oberkante des Gegenstands

wirkt.

In dem hier beschriebenen Bildungsangebot für den Elementarbereich geht es lediglich um zwei Aspekte, während die weiteren Konzepte im anschließenden Schulunterricht aufgebaut werden sollen:• Es gibt Gegenstände, die im Wasser (oder anderen Flüssigkeiten) sinken, und solche, die

schwimmen.• Das Schwimmverhalten eines Gegenstandes (Vollkörper) hängt vom Material des Gegenstandes ab.

Abb. 9: Braucht das Schiff den Kapitän, um zu schwimmen?


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zum Sinken bringt. Ein Vergleich von beispielsweise Holzknöpfen und Metallknöpfen zeigt aber, dass es nicht an den Löchern liegen kann.

Durch die Erfahrungen mit Schwimmflügeln, Schwimmringen oder Schlauchbooten (s. Abb. 10) entwickelt sich bei vielen Kindern (und auch Erwach-senen) die Vorstellung, dass nur Dinge schwimmen, die mit Luft gefüllt sind. Gegenbeispiele sind ein Ast oder ein Wachsklotz; beides ist nicht mit Luft gefüllt, schwimmt aber trotzdem. Gleichzeitig lassen sich auch Gegenstände finden, die mit Luft gefüllt sind und trotzdem sinken, z. B. eine geschlossene Porzel-landose.

Abb. 10: Alltagserfahrung – Dinge, die mit Luft gefüllt sind,

schwimmen.

Kinder ziehen je nach Situation oder Beispiel häufig unterschiedliche Erklärungen heran. So können sie beim Ast sagen, dass dieser schwimme, weil er aus Holz sei, gleichzeitig gehe das Holzbrett unter, weil es Löcher habe, oder es schwimme, weil es flach sei, und wiederum der Baumstamm gehe unter, weil er schwer sei. Sie haben also verschiedene Vorstellun-gen, die sich teilweise widersprechen, und argumen-tieren je nach Kontext unterschiedlich. In den Natur-wissenschaften ist man daran interessiert, möglichst allgemeingültige Aussagen zu treffen, also alle Din-ge mit Löchern gehen unter, nur Dinge, die mit Luft gefüllt sind, schwimmen etc. Diese Fähigkeit entwi-ckelt sich im Lauf der Schulzeit, kann aber im Ele-mentarbereich angebahnt werden, indem gezielt ge-fragt wird, ob beispielswiese wirklich alles, was flach ist, schwimmt.

So ist das Ziel des Bildungsangebots, dass die Kinder weitestgehend allgemeingültige Aus-sagen hinsichtlich der Rolle des Materials für das Schwimmverhalten von Vollkörpern treffen. Die Kin-der erkennen, dass Dinge aus Holz schwimmen und Dinge aus Stein untergehen. Später können sie ler-nen, zwischen verschiedenen Holz- und Steinarten zu differenzieren, dabei werden sie auch feststellen, dass es einige Holzarten gibt, die untergehen, z. B. manche Tropenhölzer, und wiederum auch einige Steine, die schwimmen, z. B. Bimsstein.

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Das Bildungsangebot im Elementarbereich

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ckeln. Diesen Fragen soll selbstverständlich Raum gegeben werden. Gleichzeitig ist, nach unserer Er-fahrung aus den vielfachen Erprobungen, die vorge-schlagene Reihenfolge für viele Kinder hilfreich, um ein erstes Verständnis des Phänomens Schwimmen und Sinken zu entwickeln.

In den detaillierten Beschreibungen der Bildungs-angebote finden sich neben der Abfolge zentraler Fragestellungen und Versuche auch Gesprächsan-regungen für die situationsbezogene Begleitung indi vidueller Verstehensprozesse. Auch diese sind ledi glich als Anregungen zu verstehen und nicht im Sinne wortwörtlich zu übernehmender Formulierun-gen. Ähnliches gilt für die Angaben zum Alter der Kinder, für die das Bildungsangebot konzipiert wur-de. Diese sind Richtwerte, die individuell an das Vor-wissen und den Entwicklungsstand der Kinder ange-passt werden müssen. Kindergärten, die bereits häufig zu naturwissenschaftlichen Themen gearbei-tet haben, bringen andere Voraussetzungen mit als solche, in denen naturwissenschaftliche Bildungsar-beit gerade erst beginnt. Kinder mit deutlichen Vor-erfahrungen im naturwissenschaftlichen Bereich, die sie beispielsweise durch Förderung in außerinstitu-tionellen Bildungsangeboten oder im Elternhaus ge-macht haben, bringen häufig bereits Kompetenzen zum forschenden Lernen mit, die andere Kinder erst erwerben müssen. Ob man beispielsweise die Er-kenntnisse des Bildungsangebots, in dem es darum geht, Materialien kennenzulernen und zu beschreiben (siehe Spiralcurriculum Magnetismus), bereits bei äl-teren Kindern voraussetzen kann oder ob diese Er-kenntnisse zunächst erarbeitet werden sollten, kann nur eine pädagogische Fachkraft entscheiden, die die Kinder und deren Vorerfahrungen kennt.

Zeitlicher Ablauf und GruppengrößeDie Organisation des Bildungsangebots kann pro-blemlos den zeitlichen Abläufen und Gegebenhei-ten der Kindertageseinrichtung angepasst werden. Die fünf Sequenzen dauern in der Regel ca. 30 bis 40 Minuten und können über unterschiedlich viele Tage verteilt werden. Die Erprobung der Sequenzen erfolgte mit Gruppen unterschiedlicher Größe (vier bis zwölf Kinder) mit einer oder zwei pädagogischen Fachkräften. Dies bedeutet, dass wir uns in der Handreichung auf eine typische Gruppengröße von ca. zehn Kindern beziehen, aber erprobt haben, dass die Bildungsangebote auch mit weniger oder mehr

5.1 Beschreibung des Bildungs angebots

Im folgenden Abschnitt finden Sie einen Überblick sowie eine detaillierte Beschreibung des Bildungs-angebots für Kinder im Alter von fünf bis sechs Jah-ren. Vorab gibt es einige Hinweise zum Umgang mit der Handreichung und zum Aufbau der Beschrei-bung des Bildungsangebots. Zu dieser Handrei-chung gehört eine Materialkiste, in der die wesent-lichen Materialien zusammengestellt sind, die man zur Umsetzung des Bildungsangebots benötigt. Diese Materialkisten werden von der Caritas-Werk-statt Lünen produziert und können von dort bezo-gen werden.1 Da das Thema Schwimmen und Sin-ken ein grundsätzliches Verständnis von Materialien bzw. Materialklassen wie Holz oder Metall voraus-setzt, wird an dieser Stelle auf das Handbuch Spiral-curriculum Magnetismus und die begleitende Mate-rialkiste zum Thema Magnetismus hingewiesen, die ein Bildungsangebot zum Materialbegriff für Kinder im Alter von vier Jahren beinhalten.2

Zum Umgang mit dieser HandreichungDiese Handreichung basiert auf ausführlichen Erpro-bungen im Rahmen wissenschaftlicher Studien so-wie durch engagierte pädagogische Fachkräfte in unterschiedlichen Kindergärten in Deutschland und der Schweiz.

Natürlich verändert sich die tatsächliche Gestal-tung von Bildungsangeboten häufig durch die spe-zifischen Voraussetzungen der beteiligten Personen (pädagogisches Fachpersonal und Kinder) mit ihren unterschiedlichen Interessen und ihrem unterschied-lichen Vorwissen, durch spezifische aktuelle Ereig-nisse, durch räumliche Gegebenheiten usw. Trotz all dieser spezifischen Voraussetzungen, die spezi-elle Anpassungen an die Situation erfordern, ist es sinnvoll, Bildungsangebote genau zu planen, um die Lernwege der Kinder gezielt unterstützen zu kön-nen. Die Handreichung soll dazu dienen, Ihnen die-se Einschätzung der Lernausgangslagen der Kinder und ihrer Lernwege zu erleichtern und eine Planung der konkreten Bildungsangebote vorzunehmen. Die Beschreibungen sind deshalb als Anregungen und nicht als Vorgaben zur didaktischen Gestaltung zu verstehen. Es ist denkbar und auch wünschenswert, dass sich aus einem Bildungsangebot weitere Fra-gen, denen die Kinder nachgehen möchten, entwi-

5 Das Bildungsangebot im Elementarbereich

1 Caritasverband für den Kreis Coesfeld e. V., Caritas-Werkstatt Lünen, In den Telgen 7, 44536 Lünen, Telefon: 02306 9801-0, Telefax: 02306 9801-2999, Internetseite Xxxxxxxxxxxxx

2 Steffensky, M. und Hardy, I. (2013): Spiralcurriculum Magnetismus: Naturwissenschaftlich arbeiten und denken lernen. Band 1: Elementarbereich. Seelze: Friedrich.

435 | Das Bildungsangebot im Elementarbereich

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Kindern realisiert werden können. Die von Ihnen re-alisierte Gruppengröße sollte also an die in Ihrer Ein-richtung bestehenden Strukturen (z. B. Vorschulgrup-pen) und die Gegebenheiten der Gruppeneinteilung angepasst werden. Auch die Materialien der zusam-men mit der Handreichung angebotenen Material-kiste sind für Gruppen von durchschnittlich zehn Kindern ausgelegt. Sollten Sie mit mehr Kindern arbeiten wollen, dann können Sie das noch fehlen-de Material z. T. durch Dinge ergänzen, die sich in den meisten Einrichtungen oder im Haushalt finden, oder Sie lassen die Kinder die Materialien nachein-ander nutzen.

Darstellung des BildungsangebotsIm Abschnitt 5.3 finden Sie eine ausführliche Darstel-lung des Bildungsangebots. Die Beschreibung der einzelnen Sequenzen ist folgendermaßen gegliedert:1. Zunächst werden die zentralen Inhalte der Se-

quenz überblicksartig beschrieben (Kurzbe-schreibung).

2. Bei einigen Sequenzen geben wir zusätzlich kur-ze fachliche oder organisatorische Hinweise, die sich konkret auf die Sequenz beziehen (Hinwei-se), so beispielsweise über die Verwendung von Begriffen, deren Alltagsbedeutung von der wis-senschaftlichen Bedeutung abweicht. Ausführ-liche fachliche Hintergrundinformationen zum Thema Schwimmen und Sinken finden Sie in Kapitel 4.1.

3. Anschließend werden für jede Sequenz die Ziele benannt, wobei wir zwischen den inhaltlichen und den prozessbezogenen Zielen unterschei-den (Inhalts- und prozessbezogene Ziele). Zur besseren Übersicht führen wir diese beiden Ziel-bereiche getrennt auf, jedoch werden sie in der Umsetzung der Sequenzen gleichzeitig verfolgt. Die jeweilige Tabelle enthält für beide Bereiche diejenigen Kompetenzen, die nach der gezielten Unterstützung durch die pädagogische Fach-kraft in der Regel erreichbar sind. Die aufge-führten Kompetenzen beziehen sich auf die Ta-bellen der Kapitel 3.2.1 und 3.2.2, in denen die Entwicklung der Kompetenzen in Bezug auf Schwimmen und Sinken über die verschiedenen Bildungsstufen (Elementarbereich, Primarbe-reich, Sekundarbereich) hinweg beschrieben ist. In der Spalte Zugehöriges Wissen wird für die angestrebten inhalts- und prozessbezogenen Kompetenzen jeweils dargestellt, welches Wis-sen diesen Kompetenzen zugrunde liegt. An einigen Stellen werden dabei Aspekte aufge-führt, die über das in dem Bildungsangebot an-gestrebte Wissen hinausgehen und die erst im anschließenden Unterricht relevant werden. Das zugehörige Wissen wurde als inhaltliche Hilfe zur Vorbereitung und didaktischen Gestal-

tung der Sequenz formuliert. Die entsprechen-den Kompetenzen können als Hinweis für den Aufbau des zugrundeliegenden, anwendungs-bezogenen und flexiblen Wissens verstanden werden.

4. In Verbindung mit dem inhaltlichen Wissen steht auch die Fähigkeit der Kinder, ihre Beobachtun-gen und Erklärungen sprachlich auszudrücken, d. h. Phänomene und Sachverhalte zu benennen und zu beschreiben. In den Sequenzen lernen die Kinder alltagsnahe Fachbegriffe, beispiels-weise Materialbezeichnungen (Holz, Metall, Plastik) oder Begriffe wie schwimmen/unterge-hen kennen, die als themenbezogener Wort-schatz beschrieben werden können. Zusätzlich stellen die Bildungsangebote Spracherwerbs-gelegenheiten für Funktionswörter und sprach-liche Konstruktionen dar, beispielsweise „… ist schwer/leicht, eckig/rund, ist genauso groß …“. Vor jeder Sequenz finden Sie deshalb auch ei-ne Tabelle (Sprache), die eine Auswahl zentraler Begriffe und sogenannter Redemittel enthält so-wie Beispiele sprachlicher Formulierungen, mit denen Kinder die Begriffe häufig umschreiben.

5. Die ausführliche Beschreibung des Ablaufs der Sequenzen finden Sie in der Tabelle Ablauf. Hier werden in einer Spalte die zentralen Frage-stellungen, Impulse und Handlungen der päda-gogischen Fachkraft dargestellt. Des Weiteren enthält die Tabelle eine Spalte, in der sich die entsprechenden Handlungen der Kinder finden. Beide Spalten ermöglichen es, einen Überblick über den Ablauf zu bekommen. Zur Vorberei-tung sind zusätzlich die Sozialform (Sitzkreis, Gruppen- oder Partnerarbeit) und die ungefäh-ren Zeiten der Umsetzung angegeben. Außer-dem finden Sie in dieser Tabelle konkrete Hin-weise zu den verwendeten Materialien, wobei die aus der Materialkiste benötigten Materia-lien und solche, die man noch ergänzen muss oder kann, getrennt aufgeführt werden, um eine schnelle Übersicht zu erhalten.

5.2 Überblick über das Bildungs angebot

Das hier beschriebene Bildungsangebot umfasst fünf Sequenzen zum Thema „Was schwimmt und was sinkt?“. In der ersten Sequenz beschäftigen sich die Kinder mit Stäben unterschiedlicher Größe aus unterschiedlichen Materialien, stellen Vermutungen über deren Schwimmverhalten an und erproben die-ses im Wasser. Dabei wird das Material als zentraler Aspekt für das Schwimmverhalten herausgearbeitet.

In der zweiten Sequenz wird diese Erkenntnis auf weitere Gegenstände (Vollkörper) übertragen, die



Begründungen für das Schwimmen und Sinken ab-zugeben. Dabei werden die Begründung von Vorher-sagen und die Begründung von Schlussfolgerungen, die sich aus den Beobachtungen der Kinder während der Versuche ergeben, unterschieden. Die Kinder ler-nen somit wesentliche Schritte des Forschungszy-klus kennen, in dem die Vermutungen von den an-schließend vorgenommenen Überprüfungen bzw. dem Sammeln von empirischen Belegen getrennt werden. In einem weiteren Schritt geht es darum, die gewonnenen Erkenntnisse auf noch nicht unter-suchte Gegenstände zu transferieren. Hierzu sind insbesondere Vergleiche zwischen unterschiedlichen Gegenständen hilfreich, die in der dritten Sequenz durch aufeinander abgestimmte Materialangebote angeregt werden. Um Begründungen zu unterstüt-zen, werden des Weiteren Gegenstände anhand un-terschiedlicher Kriterien sortiert und klassifiziert. Auf diese Weise sollen die Kinder grundsätzliche Unter-scheidungsmerkmale von Gegenständen kennen und anwenden lernen.

Die prozessbezogenen Inhalte werden in unse-ren Bildungsangeboten nicht auf einer Meta-Ebene reflektiert – d. h., es ist nicht vorgesehen, mit den Kin-dern während oder nach den kleineren Forschungs-tätigkeiten über deren Nützlichkeit und Funktion zu sprechen, z. B. warum es wichtig ist, Beobachtun-gen und Ergebnisse zu dokumentieren. Für einige fünf- bis sechsjährige Kinder könnten jedoch auch solche Überlegungen zur Anbahnung eines Wissen-schaftsverständnisses angebracht sein. Eine Thema-tisierung des Forschens und des Forschungsprozes-ses sollte also von der pädagogischen Fachkraft je nach individuellen Voraussetzungen und Interessen der Kinder eingebracht werden.

Zusammenfassend stehen die folgenden allge-meinen fachlichen Ziele im Vordergrund:• Das Schwimmen und Sinken als Alltagsphäno-

men bewusst machen• Das Schwimmverhalten von Gegenständen an-

hand von Materialeigenschaften vorhersagen• Gängige, aber unzureichende Vorstellungen zum

Schwimmverhalten hinterfragen• Die Bedeutung der Trennung von Vermutung

und anschließender Überprüfung kennenlernen

Neben den fachlichen Zielen sind auch die motivati-onalen Ziele entscheidend; so sollen, wie in Kapitel 2 beschrieben, die Kinder Freude und Interesse an der Beschäftigung mit den Naturwissenschaften ent-wickeln und ein Zutrauen in die eigene Fähigkeit auf-bauen, etwas herauszufinden.

Diagnose von individuellen LernvoraussetzungenIm Kapitel 4.2 wird beschrieben, welche aus wissen-schaftlicher Perspektive z. T. falschen Vorstellungen

aus den gleichen Materialien sind wie in der ersten Sequenz, aber andere Formen haben.

In der dritten Sequenz steht der Prozess des Ver-gleichens besonders im Vordergrund und die Kinder lernen, das Material unabhängig von Form und Ge-wicht zur Vorhersage des Schwimmverhaltens von unterschiedlichen Alltagsgegenständen heranzu-ziehen.

In der vierten Sequenz sortieren die Kinder die bereits erprobten Gegenstände nach unterschiedli-chen Merkmalen und finden weitere Alltagsgegen-stände, die den Materialklassen zugeordnet werden können.

In der fünften Sequenz werden die Begründun-gen zur Vorhersage des Schwimmverhaltens spiele-risch wiederholt und auf weitere Gegenstände ange-wendet, die im Wasser erprobt werden.

Ziele des BildungsangebotsDas übergeordnete inhaltsbezogene Ziel des Bil-dungsangebots ist es, die Kinder auf das Phänomen des Schwimmens und Sinkens aufmerksam zu ma-chen und ihnen gezielte Erfahrungen zum Schwimm-verhalten im Kontext des forschenden Lernens zu ermöglichen. Im Mittelpunkt der inhaltsbezogenen Kompetenzen steht, ein Verständnis dafür zu entwi-ckeln, welche Bedeutung das Material eines Gegen-stands für sein Schwimmverhalten hat.

Im hier entwickelten Bildungsangebot geht es ausschließlich um Vollkörper. Bei diesen hängt das Schwimmverhalten lediglich vom Material ab, wäh-rend Form, Gewicht und Größe keine Rolle spielen. Ein solches Verständnis von Vollkörpern kann in der Schule aufgegriffen werden und zu einem Verständ-nis der Materialeigenschaft Dichte weiterentwickelt werden.

Voraussetzung für dieses Bildungsangebot ist ein Verständnis des Konzepts und Begriffs Materi-al (unabhängig von der Rolle des Materials für das Schwimmen und Sinken). Die Kinder sollten also grundlegende Materialklassen wie Holz, Kunststoff und Metall kennen und benennen sowie unmittelbar wahrnehmbare Eigenschaften dieser Materialklas-sen, beispielsweise hart, glänzend oder flüssig, be-schreiben können. Wir verweisen dazu auf die Bil-dungssequenz Ia des Spiralcurriculum Magnetismus (Steffensky und Hardy, 2013) und legen nahe, diese ggf. mit einfachen Mitteln in ähnlicher Weise durch-zuführen.

Im Bildungsangebot werden neben den inhaltli-chen Aspekten naturwissenschaftliche Arbeits- und Denkweisen berücksichtigt. So stehen im Mittel-punkt der angestrebten prozessbezogenen Kompe-tenzen begründete Vermutungen und Schlussfolge-rungen. Die Kinder werden also durch das Material, die Aufgabenstellungen und die Unterstützung durch die pädagogische Fachkraft gezielt dazu angeregt,

455 | Das Bildungsangebot im Elementarbereich

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Kinder zum Thema Schwimmen und Sinken durch Alltagserfahrungen mitbringen. Unsere Bildungs-angebote orientieren sich an erwartbaren Voraus-setzungen von Kindern im Alter von fünf bis sechs Jahren, wobei die inhalts- und prozessbezogenen Kompetenzen auf diese in der Regel vorhandenen Eingangsvoraussetzungen abgestimmt wurden. Al-lerdings ist es dennoch erforderlich, dass die päd-agogische Fachkraft die Eingangsvoraussetzungen der Kinder individuell erfasst sowie ihre Entwick-lung von Kompetenzen in den einzelnen Sequen-zen kontinuierlich beobachtet, um Bildungsangebo-te machen zu können, die auf das (unterschiedliche) Kompetenzniveau der Kinder abgestimmt sind. Ei-ne solche kontinuierliche Erfassung individueller Entwicklung kann also bedeuten, dass die Kinder differenzierte Aufgaben mit unterschiedlichen Anfor-derungsniveaus bearbeiten. Beispielsweise könnten sich einige Kinder mit zusätzlichen Anwendungs- aspekten zur Unterscheidung von schwimmenden und sinkenden Materialien beschäftigen, während andere Aufgaben mit stärker wiederholendem Cha-rakter bearbeiten. So kann sichergestellt werden, dass alle Kinder die Voraussetzungen für die nächs-te Bildungssequenz erreichen.

Diese Differenzierung/Anpassung des Bildungs-angebots an die jeweiligen individuellen Vorausset-zungen der Kinder erfordert von der pädagogischen Fachkraft die Kompetenz zum Diagnostizieren bzw. zum genauen Beobachten von Bildungsprozessen: Zunächst sollten individuelle Lernstände und Vor-aussetzungen der Kinder festgestellt werden. Diese sollten dann mit den beschriebenen anzustrebenden Kompetenzen abgeglichen werden, d. h. festgestellt werden, inwiefern das Kind die beschriebenen Kom-petenzen bereits zeigt oder diese noch nicht beob-achtbar sind. Im Anschluss an diese Diagnose erfolgt die Abstimmung des Bildungsangebots auf die indi-viduellen Voraussetzungen.

Im Bildungsangebot gibt es neben Vorschlägen zur Diagnose vor der Durchführung des Bildungs-angebots auch vielfältige Möglichkeiten zur Beob-achtung von Kompetenzen während der Sequenzen. Werden die entsprechenden Phasen einer Sequenz zur individuellen Diagnose genutzt, sollte jedoch si-chergestellt sein, dass tatsächlich relativ unabhän-gige Antworten und Bearbeitungsprozesse von je-dem einzelnen Kind beobachtet werden können. Dies bedeutet, dass kurze Einzelgesprächssituatio-nen oder Gespräche in kleinem Rahmen geschaffen werden, in denen die Kinder individuell mit der päd-agogischen Fachkraft arbeiten. Darüber hinaus kön-nen Sequenzen auch mit einigen zusätzlichen Fragen zu den vorangegangenen Inhalten angereichert wer-den. Vorschläge zur Nutzung des Bildungsangebots für die Diagnose individueller Lernstände werden im Abschnitt 5.4 gemacht.

Sprachliche UnterstützungsmaßnahmenDie inhalts- und prozessbezogenen Kompetenzen stellen häufig hohe Ansprüche an die sprachlichen Kompetenzen der Kinder, wenn beispielsweise Ge-genstände präzise beschrieben werden, Ergebnisse von Versuchen genau dargestellt, Vermutungen oder Begründungen formuliert sowie Vergleiche zwischen unterschiedlichen Bedingungen angestellt werden sollen. Insbesondere das wissenschaftliche Begrün-den als prozessbezogene Kompetenz geht einher mit komplexeren Satzstrukturen wie „Ich vermute, dass …“ oder „Das ist passiert, weil …“. Auch die inhalts-bezogenen Kompetenzen sind mit sprachlichen An-forderungen verbunden. Beispielsweise drücken Be-griffe wie „mehr“, „größer“, „schwerer“, „anders als“, „genauso wie“ oder „am meisten“ Beziehungen zwi-schen Gegenständen oder Zuständen aus, die teil-weise schwer beobachtbar sind. Nicht alle Kinder verfügen über die notwendigen sprachlichen Kom-petenzen, um ihre Denkprozesse erfolgreich ausdrü-cken zu können. Auch wenn es sich in erster Linie um alltagsnahe themenbezogene Begrifflichkeiten handelt, sind einige dieser Begriffe in naturwissen-schaftlichen Kontexten für viele Kinder unbekannt, z. B. Materialbezeichnungen wie Styropor. Manche Begriffe verwenden Kinder auch ausschließlich in ei-nem alltagsprachlichen Sinn, z. B. den Begriff vermu-ten, der im alltagssprachlichen Kontext schwer vom Begriff raten abzugrenzen ist.

In Bezug auf das Thema Schwimmen und Sinken ist es wichtig, die Materialeigenschaften unterschei-den zu lernen und zur Vorhersage des Schwimm-verhaltens nutzen zu können. Kinder unterscheiden häufig noch nicht zwischen der Bezeichnung Holz für ein konkretes Stück Holz und dem Material Holz als einer Eigenschaft von Gegenständen. Schließlich werden manche Begriffe nur umschrieben, z. B. der für das hier vorliegende Bildungsangebot wichtige Materialbegriff als „Zeug, aus dem die Sachen ge-macht sind“, ohne dass der Begriff Material verwen-det wird.

Bei einer alltagsintegrierten Sprachförderung, d. h. einer Förderung im Rahmen eines (naturwissen-schaftlichen) Bildungsangebots, können die vielfäl-tigen Kommunikationsanlässe genutzt werden, um sprachliche Lernprozesse (vor allem den Erwerb von spezifischem Wortschatz und Redemitteln) anzure-gen. Wenn naturwissenschaftliche Bildungsangebote auch zur Sprachförderung dienen sollen, dann soll-te die pädagogische Fachkraft während des gesam-ten Forschungsprozesses ein Sprachvorbild sein und selbst einen angemessenen Wortschatz und ent-sprechende Redemittel kennen und verwenden.

Sprachförderung gelingt vor allem dann, wenn die pädagogische Fachkraft mithilfe von Model-lierungs-, Fokussierungs- und Korrekturtechniken nach dem Prinzip des Scaffolding auf die kindlichen



Äußerungen reagiert und diese aufgreift. Dies bein-haltet neben kognitiv anregenden, offenen Fragen und Bedeutungsklärungen vor allem das wiederhol-te Verwenden, Erweitern und Korrigieren relevanter Begriffe und sprachlicher Strukturen.

Modellierungstechniken: Die pädagogische Fach-kraft verwendet vielfältigen Sprachinput, der leicht über dem aktuellen sprachlichen Niveau der Kin-der liegen sollte, kombiniert mit Bedeutungsklärun-gen und Erklärungen von Strategien (z. B. „Das ist ein Topfuntersetzer. Man kann einen heißen Topf darauf stellen, ohne dass der Tisch darunter kaputtgeht.“, „Ich überlege zuerst, welche Dinge wohl schwimmen werden: Es sind alles Dinge aus Holz und deswegen vermute ich, dass Dinge aus Holz schwimmen wer-den, weil Holz ein leichtes Material ist.“).

Fokussierungstechniken: Die pädagogische Fach-kraft lenkt die Aufmerksamkeit der Kinder auf die Verwendung der zentralen Begriffe und Formulie-rungen, sodass die Kinder die thematischen Zu-sammenhänge und Verwendungskontexte besser erkennen. Beispielsweise kann der Begriff Material wiederholt verwendet werden, um zu zeigen, dass es ein Oberbegriff für unterschiedliche Merkmalsaus-prägungen (Styropor, Holz usw.) ist.

Korrekturtechniken: Die pädagogische Fachkraft gibt Rückmeldungen zu kindlichen Äußerungen, die korrekte sprachliche Muster beinhalten und die Kin-der dazu anregen, ihr Wissen über Sprache umzu-strukturieren und sich die entsprechenden Formen anzueignen. Mit ihrer Hilfe können beispielsweise un-vollständige Sätze der Kinder vervollständigt und ty-pische kindliche Umschreibungen oder fehlerhafte Äußerungen zu einer bildungssprachlich angemesse-neren Formulierung gebracht werden. Beispielswei-se können umgangssprachliche durch fachsprachli-che Begriffe ersetzt werden oder Sprachstrukturen wie „je … desto“ zur Zusammenfassung von Einzel-beobachtungen verwendet werden.

475 | Sequenz 1: Schwimmen Stäbe aus unterschiedlichen Materialien?

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KurzbeschreibungIn der ersten Sequenz lernen die Kinder zunächst das Phänomen Schwimmen und Sinken und ent-sprechende Begriffe kennen bzw. aktualisieren ihre Alltagserfahrungen dazu (Badewanne, Fluss …). Anschließend sollen die Kinder vermuten, ob ein gro-ßer Holzstab schwimmt oder sinkt. Die Kinder wer-den aufgefordert, ihre Vermutungen zu begründen. Typische Vermutungen, die von Kindern genannt werden, sind:• „Der Holzstab schwimmt, weil ich das schon

mal gesehen habe.“• „Der Holzstab schwimmt, weil ein Stock auch

schwimmt.“ • „Der Holzstab schwimmt, weil er groß/klein ist.“• „Der Holzstab schwimmt, weil er leicht/schwer

ist.“• „Der Holzstab schwimmt, weil er aus Holz ist.“

Bei den erfahrungsbasierten Vermutungen wird nachgefragt, warum das wohl so ist, dass der Holz-stab und beispielsweise der Ast schwimmen. Die Vermutungen werden dabei in sogenannte All-Aus-sagen, d. h. generalisierte und überprüfbare Aussa-gen überführt, indem den Kindern weitere Stäbe mit anderen Merkmalen wie groß/klein, schwer/leicht zur Verfügung gestellt werden. Diese werden dann ge-meinsam nach Größe, Gewicht und Material geord-net und die Kinder stellen Vermutungen bezüglich des Schwimmverhaltens an. Die Vermutungen wer-den in einer vorgefertigten Tabelle gesammelt, indem die Kinder die abgebildeten Gegenstände entweder als schwimmend oder als sinkend einsortieren. Im Anschluss werden die Vermutungen anhand der vor-handenen Stäbe überprüft und festgestellt, ob tat-sächlich alle großen/kleinen/leichten/schweren Stä-be schwimmen. Abschließend wird gemeinsam anhand der Tabelle festgestellt, dass einige Vermu-tungen nicht stimmen. Das Material scheint eine Vor-hersage des Schwimmverhaltens unabhängig von Größe und Gewicht eines Gegenstands zu erlauben.

HinweiseVerständnis von Materialien: Eine grundsätzliche Fähigkeit zur Einordnung von Materialien wird in die-ser Sequenz vorausgesetzt. So beschäftigen sich die Kinder in dieser und weiteren Sequenzen mit den Materialien Holz, Ton, Metall, Styropor, Plastik, Kne-te und Kork. Ein erstes Verständnis von Materialien

umfasst das Unterscheiden von verschiedenen Ma-terialien und die Fähigkeit, Materialien anhand spe-zifischer Eigenschaften zu beschreiben. Das Materi-al ist entscheidend für die typischen Eigenschaften eines Gegenstands, beispielsweise, ob der Gegen-stand sich kalt anfühlt, ob er brennbar ist, ob er schwimmt oder sinkt und ob er von Magneten ange-zogen wird. Bei fehlenden Vorerfahrungen kann die Einheit I1 des Spiralcurriculum Magnetismus (Stef-fensky und Hardy, 2013) durchgeführt werden, in der die Kinder spezifische Eigenschaften dieser Materi-alien erfahren und diese mit ihren eigenen Worten beschreiben, z. B. „…das Metall fühlt sich kalt an, es glänzt…“, und vergleichen, z. B. „Das Plastik ist glatter als der Kork“. Zur Veranschaulichung nutzen die Kinder gleichgroße Quader aus den genannten Materialien. Anschließend ordnen sie Alltagsgegen-stände, z. B. Schrauben, Korkuntersetzer, Zierstei-ne und Plastiklöffel, diesen Materialien zu. Auf diese Weise erfahren sie, dass die Merkmale von Materi-alien trotz der verschiedenen äußeren Formen und Gegenstände gleich bleiben. Wenn Sie die gleich-großen Materialquader nicht haben, können Sie die Sequenz auch mit verschiedenen Alltagsgegenstän-den durchführen, z. B. Korkuntersetzern, Plastikbret-tern, Holzbrettern, Metallplatten. Die Kinder richten ihr Augenmerk allerdings oft zunächst auf die Funkti-on der Gegenstände, ihre Aufmerksamkeit muss ent-sprechend stärker auf das Material gelenkt werden.

Ein Verständnis des Materials ermöglicht es Kin-dern, zahlreiche Phänomene durch die Formulierung generalisierter Aussagen zu erklären. Kinder sind so-mit zunehmend in der Lage, vom Einzelfall („dieser Metallknopf geht unter“) auf eine Klasse von Gegen-ständen zu verallgemeinern („Dinge aus Metall gehen im Wasser unter“). Darüber hinaus stellt dieses Ma-terialverständnis eine wichtige Kategorie dar, um un-bekannte Gegenstände zu charakterisieren. Im schu-lischen Unterricht, der auf den Erkenntnissen des Elementarbereichs aufbaut, wird dieses Verständnis ausdifferenziert. Beispielsweise wird unterschieden zwischen Eigenschaften eines Gegenstands, z. B. der Größe, und Eigenschaften eines Gegenstands, die auf das Material zurückzuführen sind, z. B. der Brennbarkeit oder den magnetischen Eigenschaften. Damit wird eine systematische Trennung zwischen den äußeren Merkmalen eines Gegenstands, z. B. Form oder Gewicht, und den Eigenschaften, die vom Material des Gegenstands abhängen, herbeigeführt.

5.3 Bildungsangebot „Was schwimmt und was sinkt“

Sequenz 1: Schwimmen Stäbe aus unterschiedlichen Materialien?

48 5 | Sequenz 1: Schwimmen Stäbe aus unterschiedlichen Materialien?


stands, der leicht ist, aber nicht schwimmt, in die All-Aussage „alle Dinge, die leicht sind, schwimmen“ einordnen und die All-Aussage kann dadurch wider-legt werden.

Zu erkennen, dass All-Aussagen widerlegt wer-den können, ist ein wichtiger, aber schwieriger Schritt beim Aufbau naturwissenschaftlicher Arbeits- und Denkprozesse. Schwierig ist es zudem für Kin-der, von der Formulierung einer Vermutung bezüglich eines einzelnen Objekts hin zu einer Vermutung be-züglich Merkmalsklassen zu gelangen. Mit entspre-chender Unterstützung der pädagogischen Fachkraft ist es jedoch durchaus möglich, diese überprüfba-ren Vermutungen auszudifferenzieren. Die Formulie-rung solcher All-Aussagen wird in der Grundschule weiterentwickelt.

Gegenbeispiele finden: Im Zusammenhang mit den All-Aussagen steht die Verwendung von Gegenbei-spielen. Insbesondere beim Thema Schwimmen und Sinken werden zahlreiche Vermutungen formuliert, die sich als unzureichend erweisen, beispielsweise, dass alle schweren Dinge untergehen. Im Gespräch wer-den die von den Kindern aufgestellten Vermutungen noch einmal besprochen und gemeinsam überlegt, ob sie zutreffen oder nicht. Hier ist es angebracht, mit den Kindern Gegenbeispiele zu finden, die eine bestimmte Vermutung widerlegen können. Im Fall der schweren Dinge, die untergehen, wäre ein Gegenbei-spiel ein schwerer Holzstamm. Auch dieser Denkpro-zess stellt eine Herausforderung dar, da Kinder da-zu tendieren, nach bestätigenden Belegen zu suchen.

Auch werden im Grundschulunterricht Materialober-begriffe weiter ausdifferenziert; beispielsweise lernen die Kinder Metall als Oberbegriff für Eisen und Kupfer kennen.

Naturwissenschaftlerinnen und Naturwissen-schaftler nutzen manchmal den Begriff Stoff anstelle des Begriffs Material. Aufgrund der anderen Bedeu-tung des Begriffs Stoff in Alltagskontexten, im Sinn von Kleiderstoff, halten wir den Begriff Material für einfacher. Zudem verwenden wir in den Sequenzen den Begriff Plastik, da dies der im Alltagskontext ge-bräuchliche Begriff ist. Tatsächlich ist der eigentliche Oberbegriff für diese Materialklasse Kunststoff, wäh-rend Plastik sich bereits auf eine spezifische Art des Kunststoffs bezieht.

All-Aussagen formulieren lernen: Eine Vermutung aufzustellen, ist zentrales Element des wissenschaft-lichen Zyklus. Nur mit einer gut begründeten, d. h. auf Grundlage theoretischer oder empirischer Belege abgeleiteten Vermutung ist ein Erkenntnisgewinn möglich. Dieser erfolgt durch den Abgleich der Be-obachtungen mit den erwarteten Ergebnissen. Es können unterschiedliche Vermutungen unterschie-den werden, solche zu Einzelfällen („Der Holzknopf wird schwimmen, weil er so leicht ist.“) und solche zu generalisierten Merkmalen der Einzelfälle („Alle Dinge, die leicht sind, schwimmen.“). Letztere nennt man All-Aussagen und sie sind deshalb wichtig, weil sie bei ihrer Überprüfung die Einordnung von wei-teren Einzelfällen ermöglichen. Beispielsweise lässt sich die nicht erwartete Beobachtung eines Gegen-

Inhalts- und prozessbezogene Ziele

Inhaltsbezogene Kompetenzen (IK) Zugehöriges Wissen

Die Kinder …

• benennen die Materialbegriffe Holz, Metall, Styropor und Knete für unterschiedliche Gegenstände (IK 1).

Gegenstände bestehen aus unterschiedlichen Materi-alien. Von dem Material eines Gegenstands hängen bestimmte Eigenschaften des Gegenstands ab, z. B. die Härte.• geben zu den Materialien passende, wahrnehmbare

Eigenschaften an, z. B. Metall fühlt sich kalt an, Holz ist hart (IK 1).

• beschreiben, dass manche Gegenstände im Wasser schwimmen und manche sinken (IK 1).

Es gibt Gegenstände, die sinken im Wasser (oder einer anderen Flüssigkeit), und solche, die schwimmen. Zu-mindest bei Vollkörpern hängt das Schwimmverhalten eines Gegenstands vom Material, aus dem er besteht, ab. Genauer gesagt, aber hier irrelevant, hängt es von der materialspezifischen Größe der Dichte ab, ob der Gegenstand schwimmt oder sinkt.

• nennen Situationen aus ihrer Lebenswelt, in denen sie das Phänomen des Schwimmens und Sinkens beobachtet haben bzw. beobachten können (IK 1).

• beschreiben, dass das Schwimmverhalten der Stäbe nicht von der Größe, der Form oder dem Gewicht abhängt (IK 1).

• beschreiben, dass das Schwimmverhalten der Stäbe vom Material abhängt (IK 1).


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Sprache

Spezifischer Wortschatz und Redemittel Typische kindliche Umschreibungen

• Holz, Metall, Knete, Styropor Zeug, aus dem die Sachen gemacht sind

• ist aus Holz …

• ist aus Holz/Metall … gemacht Selten wird Metall von den Kindern als Stahl bezeichnet, häufiger wird Metall als Eisen bezeichnet.

• weich, hart, kalt, warm, leicht, schwer, glatt, rau

• ist klein, ist weich …

• ist kleiner/größer/härter … als

• schwimmen, sinken, geht unter, geht nicht unter, liegt oben, liegt unten

• fühlt sich weich, hart, kalt, warm, glatt, rau, schwer, leicht usw. an

• sieht schwarz, glänzend, bunt usw. aus

• ist härter/weicher, glatter/rauer … als …

• gemeinsam (haben)

• ist ähnlich wie …

• ist anders als ...

• ist aus …

• berichten, beschreiben, benennen

• vergleichen

• begründen sagen, warum das so ist

• vermuten glauben, eine Idee haben/äußern

Prozessbezogene Kompetenzen (PK) Zugehöriges Wissen

Die Kinder …

• äußern Ideen und einfache Vermutungen über ein zu erwartendes Ereignis (PK 2).

Naturwissenschaftliches Vorgehen zeichnet sich durch die Überprüfung begründeter Vermutungen zur Ent-schlüsselung von Ursache-Wirkungs-Zusammenhängen aus. Hierzu sind zielgerichtete Beobachtungen (mit kla-rem Beobachtungsfokus) notwendig. Um mit anderen über Beobachtungen zu sprechen, diese zu vergleichen oder zu bewerten, müssen diese präzise beschrieben und dokumentiert werden.

Dieses Wissen wird in dieser Sequenz angebahnt, indem die Kinder Ideen zum Schwimmen und Sinken der ver-schiedenen Stäbe äußern. In manchen Fällen äußern Kinder, z. B. aufgrund bisheriger Erfahrungen, spontan eine Vermutung über die zu erwartende Beobachtung. Diese Ideen und Vermutungen werden dann überprüft. Die Kinder beobachten dabei, ob etwas sinkt oder schwimmt und können formulieren, worauf sie achten. Aus den dabei gemachten Beobachtungen schlussfol-gern die Kinder (mit Unterstützung), ob ihre Ideen richtig oder falsch waren. Sie verweisen dabei auf ihre Beob-achtungen und vergleichen diese. Bei der Beschreibung der Beobachtungen vergleichen sie auch die Größe und das Gewicht der Gegenstände. In den Tabellen doku-mentieren sie Beobachtungen zeichnerisch.

• beschreiben ihre Beobachtungen (PK 6).

• nennen den Beobachtungsfokus bei gezielten Beob-achtungen (PK 6).

• vergleichen ihre Beobachtungen (PK 9).

• verwenden erste Ansätze von Begründungen, basie-rend auf Vorwissen, Erfahrungen oder Beobachtun-gen (PK 3).

• schlussfolgern aus ihren Beobachtungen (PK 3).

• ordnen Beobachtungen bildhaft in Tabellen (PK 8).

• vergleichen Größen qualitativ (größer/kleiner, leichter/schwerer) (PK 7).



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gla

tt,

rau,

leic

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chw

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enan

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n.

Im F

olge

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wer

den

die

wic

htig

sten

Ver

mut

unge

n de

r K

inde

r au

fge-

griff

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Es

gab

Kin

der,

die

dach

ten,

der

Hol

zsta

b sc

hwim

mt/

sink

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eil d

er

Sta

b so

gro

ß is

t. S

ucht

ein

mal

alle

gro

ßen

Stä

be

hera

us. E

s kö

nn-

te a

lso

sein

, das

s al

le d

iese

gro

ßen

Stä

be a

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en u

nter

schi

edlic

hen

Mat

eria

lien

schw

imm

en/u

nter

gehe

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inde

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laub

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nn a

uch,

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s di

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chw

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en/u

nter

gehe

n?

Es

gab

Kin

der,

die

dach

ten,

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der

Hol

zsta

b so

leic

ht

ist.

Suc

ht d

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täb

e he

raus

. Es

könn

te a

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, das

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schi

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hen

Mat

eri-

alie

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hwim

men

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erge

hen.

Wer

von

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Kin

dern

gla

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sch

wim

men

/unt

erge

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Es

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Kin

der,

die

dach

ten,

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dar

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Hol

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in

ist.

Suc

ht d

och

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en S

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raus

. Es

könn

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der

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Z

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S

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nden

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r di

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lieg

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der

Mitt

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aut m

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ier

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ich

etw

as, u

m z

u üb

erle

gen,

wel

che

Stä

be

woh

l sch

wim

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wel

che

unte

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en. D

ie S

täbe

sin

d au

ch a

uf

den

Foto

s zu

seh

en, s

odas

s m

an s

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spät

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ut d

aran

erin

nern

kan

n.

Seh

t her

, da

ist e

in B

ottic

h au

f dem

Pla

kat f

ür d

ie D

inge

, die

sch

wim

-m

en, u

nd e

iner

für

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Din

ge d

ie s

inke

n. U

nd h

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sind

alle

uns

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Stä

be a

uf d

en F

otos

. Erk

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ihr

die

Stä

be?

Wel

ches

ist d

er?

Ich

vert

eile

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ie P

laka

te, d

ie K

örbe

und

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Fot

os. I

hr d

ürft

im

mer

zu

meh

rere

n zu

sam

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arbe

iten.

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rlegt

ihr

für

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n S

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ob

der

unte

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t ode

r sc

hwim

mt,

ihr

verm

utet

als

o, w

as p

as-

sier

en w

ird. D

ann

legt

ihr

erst

ein

mal

die

Stä

be z

usam

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, die

woh

l sc

hwim

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und

die

Stä

be, d

ie w

ohl u

nter

gehe

n. U

nd d

ann

legt

ihr

die

Foto

s vo

n de

n S

täbe

n au

s di

esem

Um

schl

ag a

uf d

as P

laka

t. H

ier-

hin

die

Stä

be, d

ie s

chw

imm

en. U

nd h

ierh

in d

ie S

täbe

, die

unt

erge

hen.

3 S

ets

lam

inie

rte

Bild

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en

Stä

ben

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Stä

be (g

roß,

kl

ein)

jew

eils

aus

H

olz,

Kne

te,

Met

all,

Sty

ropo

r

1 P

laka

t mit

ei

ner

Tabe

lle fü

r B

eoba

chtu

ngen

fü

r je

de G

rupp

e,

z. B

. so

3 K

örbe

, Sch

ach-

teln

ode

r Ta

blet

ts

für

je 1

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bset

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oße

Was

ser-

bott

iche

ggf.

Stic

ker

zum

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arki

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der

B

ilder

Gru

ppen

-ar

beit

10 m

in

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n ih

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r je

den

Sta

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sier

t, kö

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hr z

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ren,

ob

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t hat

tet.

Ihr

legt

da

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, drü

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hn v

orsi

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nac

h un

ten

und

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ach-

tet s

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ann

dürf

t ihr

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habt

, auc

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ch

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n. Ih

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die

Foto

s vo

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n S

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hin

, wie

sie

ta

tsäc

hlic

h ge

schw

omm

en s

ind.

Wen

n ih

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i ein

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utun

g ni

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t hat

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dann

übe

rlegt

ihr

euch

, war

um d

as w

ohl s

o is

t.

Die

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der

verm

uten

zun

ächs

t für

je

den

der

Stä

be a

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orb

und

sort

iere

n si

e in

sch

wim

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d un

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d. A

nsch

ließe

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gen

sie

die

ents

prec

hend

en F

otos

auf

da

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laka

t in

die

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eilig

e S

palte

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r Ta

belle

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Das

Bild

ungs

ange

bot

im

Ele

men

tarb

erei

ch

5


So

zial

form

Z

eit

Han

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ng u

nd G

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räch

sinh

alte

Päd

ago

gis

che

Fach

kraf

tK

ind

erM

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aus

der

Kis

tezu

bes

org

en

Ihr

könn

t dan

n ei

nen

Stic

ker

an d

ie B

ilder

mac

hen,

bei

den

en ih

r ni

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rech

t hat

tet.

Hin

wei

s: L

asse

n S

ie d

ie K

inde

r di

e S

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ein

zeln

ins

Was

ser

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n; d

ie

Stä

be k

önne

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doch

nac

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rpro

bung

im B

ottic

h bl

eibe

n, s

odas

s ei

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rgle

ich

mög

lich

ist.

Wen

n S

ie m

it ei

ner

klei

nen

Gru

ppe

von

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dern

arb

eite

n, k

önne

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ie

die

Arb

eit a

uch

in d

er g

esam

ten

Gru

ppe

durc

hfüh

ren.

Falls

kei

ne S

ticke

r vo

rhan

den

sind

, kön

nen

die

Geg

enst

ände

auc

h an

ders

mar

kier

t wer

den,

z. B

. dur

ch E

inra

hmen

.

Die

Kin

der

über

prüf

en d

ie V

erm

u-tu

ngen

im W

asse

r un

d do

kum

en-

tiere

n da

s E

rgeb

nis,

inde

m s

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ie

Foto

s au

f dem

Pla

kat g

gf. v

er-

schi

eben

und

/ode

r ei

nen

Stic

ker

aufk

lebe

n.

Sitz

krei

s 10

min

Die

Pla

kate

zu

schw

imm

ende

n un

d si

nken

den

Stä

ben

liege

n vo

r de

n K

inde

rn. D

ie K

örbc

hen

mit

den

Stä

ben

steh

en in

der

Mitt

e de

s S

itz-

krei

ses.

Was

stim

mt d

enn

nun?

Wel

che

Stä

be s

chw

imm

en?

Und

war

um is

t da

s so

, wor

auf k

omm

t es

an?

Was

hab

en d

enn

die

Stä

be g

emei

nsam

, di

e sc

hwim

men

?

Die

Kin

der

nenn

en u

nter

schi

ed-

liche

Grü

nde,

u. a

. das

s di

e S

täbe

au

s H

olz

schw

imm

en.

Lass

t uns

ein

mal

auf

dem

Pla

kat s

ehen

, wel

che

Stä

be s

chw

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en

und

wel

che

unte

rgeh

en (h

ierz

u w

erde

n di

e P

laka

te d

er K

inde

r ge

mei

n-sa

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nges

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). B

ei w

elch

en S

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art i

hr d

enn

über

rasc

ht, w

o ha

ttet

ihr

etw

as a

nder

es v

erm

utet

? W

as h

atte

t ihr

den

n ve

rmut

et?

Die

Kin

der

zeig

en a

uf d

en P

laka

-te

n, w

ie s

ie d

ie S

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ang

eord

net

hab

en. D

ie K

ind

er n

enne

n d

ie

Stä

be, b

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enen

sie

etw

as a

nde-

res

verm

utet

hat

ten

und

nenn

en

Grü

nde

dafü

r.

Kan

n es

an

der

Grö

ße li

egen

? S

chau

t noc

hmal

gen

au, w

as ih

r he

raus

-ge

fund

en h

abt.

Kan

n m

an w

irklic

h sa

gen,

das

s al

le g

roße

n S

täb

e sc

hwim

men

? W

ie k

anns

t du

zeig

en, d

ass

es n

icht

an

der

Grö

ße li

egt?

K

uck

dir

mal

an,

wel

che

Stä

be g

esch

wom

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sin

d. G

enau

, es

gibt

gr

oße

Stä

be, d

ie n

icht

ges

chw

omm

en s

ind,

z. B

. der

Met

alls

tab.

Die

Kin

der

such

en n

ach

Geg

en-

beis

piel

en.



So

zial

form

Z

eit

Han

dlu

ng u

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esp

räch

sinh

alte

Päd

ago

gis

che

Fach

kraf

tK

ind

erM

ater

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aus

der

Kis

tezu

bes

org

en

Hin

wei

s: D

iese

Arg

umen

te s

ind

beso

nder

s sc

hwie

rig fü

r di

e K

inde

r, da

es

sich

um

Geg

enar

gum

ente

zu

den

ursp

rüng

liche

n Ve

rmut

unge

n ha

ndel

t.

Wen

n di

e K

inde

r ni

cht v

on s

ich

aus

den

Mat

eria

lasp

ekt a

nspr

eche

n:

Sch

aut n

ochm

al, w

orau

s di

e S

täbe

gem

acht

sin

d.

Kan

n es

sei

n, d

ass

es a

m M

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iegt

? Z

. B. d

ass

alle

Stä

be a

us

Hol

z sc

hwim

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und

alle

and

eren

unt

erge

hen?

Wie

kan

nst d

u da

s ze

igen

? M

öcht

et ih

r ei

nmal

alle

Stä

be a

us H

olz

zusa

mm

enle

gen?

Gen

au, a

lle S

täbe

aus

Hol

z si

nd g

esch

wom

men

, die

gro

ßen

und

die

klei

nen.

Wie

ist d

as m

it de

n an

dere

n M

ater

ialie

n? S

chw

imm

en d

ie

Met

alls

täbe

auc

h?

Was

mei

nt ih

r, st

imm

t das

den

n au

ch fü

r an

dere

Sac

hen

aus

Hol

z?

Das

wer

den

wir

uns

mor

gen

anse

hen,

abe

r ih

r kö

nnt s

chon

ein

mal

üb

erle

gen,

ob

das

woh

l so

ist.

Die

Kin

der

sort

iere

n di

e S

täbe

na

ch d

em M

ater

ial.

555 | Sequenz 2: Hängt das Schwimmverhalten tatsächlich vom Material ab?

Das

Bild

ungs

ange

bot

im

Ele

men

tarb

erei

ch

5


KurzbeschreibungIn der zweiten Sequenz sollen die bisher entwickel-ten Erkenntnisse zur Bedeutung des Materials ge-festigt werden. Dazu werden weitere Materialsets er-probt, die neue Formen (Ringe, Kugeln und Würfel) beinhalten.

Auch in der zweiten Sequenz wird das schritt-weise Vorgehen des Formulierens von Vermutungen

und deren Überprüfung und Dokumentation anhand von Plakaten mit Fotos umgesetzt. Je nach Vorwis-sen und Vorerfahrungen kann diese Sequenz auch zweimal ausgeführt werden, einmal nur mit den Rin-gen und ein weiteres Mal mit den Kugeln und Wür-feln, um den Kindern mehr Erfahrungen mit den For-men zu ermöglichen.

Sequenz 2: Hängt das Schwimmverhalten tatsächlich vom Material ab?



Die Kinder …

• benennen die Materialbegriffe Holz, Metall, Styropor und Knete für unterschiedliche Gegenstände (IK 1).

Gegenstände bestehen aus unterschiedlichen Materia-lien. Von dem Material eines Gegenstands hängen be-stimmte Eigenschaften des Gegenstands ab, z. B. die Härte.• geben zu den Materialien passende, wahrnehmbare

Eigenschaften an, z. B. Metall fühlt sich kalt an, Holz ist hart (IK 1).



• nennen Situationen aus ihrer Lebenswelt, in denen sie das Phänomen des Schwimmens und Sinkens beobachtet haben bzw. beobachten können (IK 1).

• beschreiben, dass das Schwimmverhalten der Gegenstände nicht von der Größe oder dem Gewicht abhängt (IK 1).

• beschreiben, dass das Schwimmverhalten der Gegenstände vom Material abhängt (IK 1).


Die Kinder …


Naturwissenschaftliches Vorgehen zeichnet sich durch die Überprüfung begründeter Vermutungen zur Ent-schlüsselung von Ursache-Wirkungs-Zusammenhängen aus. Hierzu sind zielgerichtete Beobachtungen (mit kla-rem Beobachtungsfokus) notwendig. Um mit anderen über Beobachtungen zu sprechen, diese zu vergleichen oder zu bewerten, müssen diese präzise beschrieben und dokumentiert werden.

Dieses Wissen wird in dieser Sequenz vertieft, indem die Kinder Ideen zum Schwimmen und Sinken der verschie-denen Gegenstände unterschiedlicher Form äußern. Die-se Vermutungen werden dann überprüft. Die Kinder beob-achten dabei, ob etwas sinkt oder schwimmt und können formulieren, worauf sie achten. Aus den dabei gemachten Beobachtungen schlussfolgern die Kinder (mit Unterstüt-zung), ob ihre Ideen richtig oder falsch waren. Sie verwei-sen dabei auf ihre Beobachtungen und vergleichen diese. Bei der Beschreibung der Beobachtungen vergleichen sie die Gegenstände. Sie sortieren die Gegenstände nach Kriterien wie dem Material. In den Tabellen dokumentieren sie Beobachtungen zeichnerisch.


• nennen den Beobachtungsfokus bei gezielten Beobachtungen (PK 6).


• verwenden erste Ansätze von Begründungen, basierend auf Vorwissen, Erfahrungen oder Beobach-tungen (PK 3).


• ordnen Beobachtungen bildhaft in Tabellen (PK 8).

• vergleichen Größen qualitativ (größer/kleiner, leichter/schwerer) (PK 7)

56 5 | Sequenz 2: Hängt das Schwimmverhalten tatsächlich vom Material ab?



• Holz, Metall, Knete, Styropor Zeug, aus dem die Sachen gemacht sind

• ist aus Holz …

• ist aus Holz/Metall … gemacht Selten wird Metall von den Kindern als Stahl bezeichnet, häufiger wird Metall als Eisen bezeichnet.

• weich, hart, kalt, warm, leicht, schwer, glatt, rau

• ist klein, ist weich …

• ist kleiner/größer/härter … als


• fühlt sich weich, hart, kalt, warm, glatt, rau, schwer, leicht usw. an

• sieht schwarz, glänzend, bunt usw. aus

• ist härter/weicher, glatter/rauer … als …

• gemeinsam (haben)

• ist ähnlich wie …

• ist anders als ...

• ist aus …


• vergleichen



Sprache


Das

Bild

ungs

ange

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im

Ele

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erei

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5


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lleic

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nun

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r sc

hwim

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r un

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Ab

lauf

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uenz

2

58 5 | Sequenz 2: Hängt das Schwimmverhalten tatsächlich vom Material ab?


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form

Z

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etal

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e-ne

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te, M

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ie d

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Bild

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ind

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die

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n.

60 5 | Sequenz 3: Das Schwimmverhalten von Alltagsgegenständen erkunden


KurzbeschreibungIn der dritten Sequenz soll das in den ersten Sequen-zen entwickelte Wissen gefestigt, angewendet und mit weiteren Materialien (Wachs, Kork, Plastik) erwei-tert werden. Gleichzeitig stehen hier das Begründen von Vermutungen und das Formulieren von Schluss-folgerungen unter Rückbezug auf die bereits erfolg-ten Beobachtungen im Vordergrund. Anhand der Arbeitsblätter wiederholen die Kinder ihre Erkennt-nisse aus den ersten beiden Sequenzen. Dann er-halten sie Materialsets in Säckchen mit spezifisch zusammengestellten Gegenständen mit der Auffor-derung jeweils zu vermuten, ob diese Gegenstän-de schwimmen oder sinken. Für diese Vermutungen sind Vergleiche zwischen den Gegenständen beson-ders wichtig: Anhand eines Ausgangsobjekts (z. B. einem Wachsklotz) und dessen Schwimmverhalten soll im Anschluss vermutet werden, welcher der in einem Set enthaltenen Gegenstände sich genauso im Wasser verhalten wird wie das Ausgangsobjekt. Es wird somit das gezielte Vergleichen nach Aspek-ten wie Größe, Form und Material herausgefordert.

HinweiseVergleiche anregen: Vergleichsprozesse sind von zentraler Bedeutung für naturwissenschaftliches Ler-nen, da durch sie Schlussfolgerungen und der Auf-bau von Wissen angeregt werden. Von besonderer Bedeutung ist das Entdecken von Gemeinsamkeiten, z. B. beim Sortieren nach bestimmten Kriterien oder beim Vergleich von äußerlich unähnlichen Einzelfäl-len. In der Sequenz 3 werden die Kinder zu sehr ge-zielten Vergleichen angeregt, die immer auf ein Aus-gangsobjekt bezogen sind. Dieses Ausgangsobjekt ist aus dem gleichen Material wie eines der vier zu vergleichenden Gegenstände (z. B. ein Plastikline-al und eine Plastikschraube). Für Kinder besonders schwierig ist es, dass einer der vier Gegenstände zwar nicht aus dem gleichen Material besteht, dafür aber in der identischen Form vorhanden ist (z. B. ein Holzlineal und ein Plastiklineal). Der Prozess des Ver-gleichens soll dazu führen, dass die Kinder das Ma-terial zur Vorhersage des Schwimmverhaltens ver-wenden, nicht aber die Form und die Funktionalität eines Gegenstands.

Sequenz 3: Das Schwimmverhalten von Alltagsgegenständen erkunden



Die Kinder …

• benennen die Materialbegriffe Holz, Metall, Styropor, Knete, Plastik, Wachs, Kork für unterschiedliche Gegenstände (IK 1).

Gegenstände bestehen aus unterschiedlichen Materia-lien. Von dem Material eines Gegenstands hängen be-stimmte Eigenschaften des Gegenstands ab, z. B. die Härte.

• geben zu den Materialien passende, wahrnehmbare Eigenschaften an, z. B. Metall fühlt sich kalt an, Holz ist hart (IK 1).



• beschreiben, dass das Schwimmverhalten der unterschiedlichen Gegenstände nicht von der Größe oder dem Gewicht abhängt (IK 1).

• beschreiben, dass es nicht auf die Form eines Gegenstands ankommt, ob er schwimmt oder sinkt (IK 1).

• beschreiben, dass das Schwimmverhalten der unter schiedlichen Gegenstände vom Material ab-hängt (IK 1).

615 | Sequenz 3: Das Schwimmverhalten von Alltagsgegenständen erkunden

Das

Bild

ungs

ange

bot

im

Ele

men

tarb

erei

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5



Die Kinder …


Naturwissenschaftliches Vorgehen zeichnet sich durch die Überprüfung begründeter Vermutungen zur Entschlüsse-lung von Ursache-Wirkungs-Zusammenhängen aus. Hierzu sind zielgerichtete Beobachtungen (mit klarem Beob achtungsfokus) notwendig. Um mit anderen über Beobachtungen zu sprechen, diese zu vergleichen oder zu bewerten, müssen diese präzise beschrieben und dokumentiert werden.

Dieses Wissen wird in dieser Sequenz vertieft, indem die Kinder Ideen zum Schwimmen und Sinken der verschie-denen Objekte aufgrund von Vergleichen äußern. Beim Vergleichen der Gegenstände unterschiedlicher Form, Größe und Materials werden erste Generalisierungen for-muliert, die auf der Grundlage der bisherigen Erfahrungen entstanden sind. Diese Ideen und Vermutungen werden dann überprüft. Die Kinder beobachten dabei, ob etwas sinkt oder schwimmt und können formulieren, worauf sie achten. Aus den dabei gemachten Beobachtungen schlussfolgern die Kinder (mit Unterstützung), ob ihre Ideen richtig oder falsch waren.




• verwenden erste Ansätze von Begründungen, basierend auf Vorwissen, Erfahrungen oder Beobachtungen (PK 3).


• formulieren erste Generalisierungen im Sinne von einfachen Wenn-dann-Beziehungen aufgrund von Beobachtungen (PK 10).



• Holz, Metall, Ton, Plastik, Knete, Styropor Zeug, aus dem die Sachen gemacht sind


• groß, klein, schwer, leicht, dick, dünn, kantig, rund usw.

• ist aus Holz …, ist klein …

• ist kleiner/größer … als

• das ist wie bei …


• überprüfen, erproben, ausprobieren, testen

• beobachten



Sprache



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dem

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denn

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die

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fel (

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b,

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net-

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sen

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en-

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en 1

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und

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ein

zeln

e S

äckc

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den

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kuge

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por -

w

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l, M

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Z

eit

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die

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e Id

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. Dan

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stän

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Arb

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ie s

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er-

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mt n

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nten

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End

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nnt i

hr d

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eure

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n üb

erpr

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em ih

r di

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inge

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ser

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n m

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hr a

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tsbl

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Din

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ind.

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ie b

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chw

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Set

3: A

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Verg

leic

hs-

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kte:

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l (sc

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mt),

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(sin

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Das

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erei

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5


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porw

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l (s

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egel

(sin

kt),

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hs-

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kte:

Kor

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(sch

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ur (s

chw

imm

t),

Tonw

ürfe

l (si

nkt),

W

achs

kerz

e (s

chw

imm

t)

Set

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e

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675 | Sequenz 4: Alltagsgegenstände sortieren und erproben

Das

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ch

5


67

KurzbeschreibungIn der vierten Sequenz wird das Materialverständ-nis ausdifferenziert. Zunächst werden die bereits er-probten Gegenstände nach ihren Materialien ge-ordnet und diese wiederum in schwimmendes und sinkendes Material eingeteilt. Ausgehend von dieser Gruppenbildung werden weitere Alltagsgegenstän-de zu den jeweiligen Materialgruppen in der Umge-bung der Kinder gesucht und eingeordnet, bevor dann deren Schwimmverhalten überprüft wird. Die Kinder vertiefen und differenzieren damit ihr Wissen über die Bedeutung des Materials.

HinweiseUnterschiedliche Materialien: An dieser Stelle brin-gen die Kinder oft auch bisher nicht untersuchte Ma-terialien mit, z. B. Stein oder Gips, so können sie ihr Materialkonzept weiter ausdifferenzieren. Die Kinder entdecken häufig auch Dinge aus Plastik, die sin-ken, und solche, die schwimmen. Es gibt also ver-schiedene Arten von Plastik, leichteres und schwe-reres Plastik (eigentlich unterscheidet sich die Dichte der Plastikarten). Um die verschiedenen Plastikar-ten zu veranschaulichen, können Sie z. B. an eine PET- Flasche und eine Playmobil-Figur erinnern. Die PET-Flasche kann man leicht zerknautschen, wäh-rend man das mit der Playmobil-Figur nicht kann, die beiden Plastikarten sind also unterschiedlich hart und stabil. Eine Erklärung, dass die Materialien un-terschiedlich schwer sind (also auch, dass Styropor ein relativ leichtes Material ist und Metall ein schwe-res Material) kann auch mit ihrem Schwimmen und Sinken in Wasser in Verbindung gebracht werden.

Manche Kinder erkennen schon, dass es auf den Zu-sammenhang zwischen dem Wasser und dem Mate-rial ankommt; auf diesen Zusammenhang, der in der Grundschule thematisiert wird, kann eine Unterschei-dung in leichte und schwere Materialien hinführen.

Möglich ist auch, dass die Kinder Hohlkör-per überprüfen und sie überraschende (und wider-sprüchliche) Beobachtungen machen, dass z. B. eine Knetkugel untergeht, ein Boot aus Knete aber schwimmt. Die genaue Differenzierung zwischen Vollkörpern und Hohlkörpern wird in dem hier ge-planten Curriculum erst später vorgenommen. Wenn die Kinder allerdings von sich aus darauf zu sprechen kommen, dass es einen Unterschied macht, wie ein Körper geformt ist, sollte dies natürlich aufgegriffen werden. Nach unserer Erfahrung kann man den Kin-dern zunächst sagen, dass sie etwas ganz Wichtiges beobachtet haben und sie dann darauf aufmerksam machen, dass es eine andere Art von Gegenstand ist, nämlich einer, in den man Wasser einfüllen kann oder in dem Luft ist bzw. der innen hohl ist. Hierzu könnte man zum Vergleich die Gegenstände der bis-herigen Sequenzen heranziehen, die alle Vollkörper sind, also Gegenstände, die nicht hohl sind, und in die man demnach nichts hineinfüllen kann. Bei hoh-len Gegenständen geht es nicht mehr nur um ein Ma-terial, sondern um mehrere Materialien, z. B. Knete und Luft. Das bekannteste Beispiel ist natürlich das Schiff: Das Schiff ist aus Metall, aber der Bauch des Schiffs ist mit Luft (und ggf. Fracht) gefüllt, was da-zu führt, dass es, bedingt durch die Wasserverdrän-gung, schwimmen kann (siehe Kapitel 4.1).

Sequenz 4: Alltagsgegenstände sortieren und erproben



Die Kinder …


Gegenstände bestehen aus unterschiedlichen Materia-lien. Von dem Material eines Gegenstands hängen bestimmte Eigenschaften des Gegenstands ab, z. B. die Härte.




• beschreiben, dass das Schwimmverhalten der unter-schiedlichen Gegenstände nicht von der Größe oder dem Gewicht abhängt (IK 1).

• beschreiben, dass das Schwimmverhalten der unter-schiedlichen Gegenstände vom Material abhängt (IK 1).

68 5 | Sequenz 4: Alltagsgegenstände sortieren und erproben


68


Die Kinder …


Naturwissenschaftliches Vorgehen zeichnet sich durch die Überprüfung begründeter Vermutungen zur Entschlüsse-lung von Ursache-Wirkungs-Zusammenhängen aus. Hierzu sind zielgerichtete Beobachtungen (mit klarem Beob achtungsfokus) notwendig. Um mit anderen über Beobachtungen zu sprechen, diese zu vergleichen oder zu bewerten, müssen diese präzise beschrieben und dokumentiert werden.

Dieses Wissen wird in dieser Sequenz vertieft, indem die Kinder auf der Grundlage der vorangegangenen Sequen-zen Ideen zum Schwimmen und Sinken der verschiede-nen Alltagsgegenstände äußern. Sie sortieren Gegenstän-de nach Kriterien wie Form, Größe und Material. Diese Ideen und Vermutungen werden dann überprüft. Die Kin-der beobachten dabei, ob etwas sinkt oder schwimmt und können formulieren, worauf sie achten. Aus den dabei gemachten Beobachtungen schlussfolgern die Kinder (mit Unterstützung), ob ihre Ideen richtig oder falsch waren und formulieren Generalisierungen in Bezug auf Kategorien wie Material, Größe, Gewicht und Form.

















• beobachten



Sprache


Das

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5


69

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70 5 | Sequenz 4: Alltagsgegenstände sortieren und erproben


70

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n S

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lege

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72 5 | Sequenz 5: Gute Begründungen für das Schwimmen und Sinken finden


KurzbeschreibungIn der fünften Sequenz werden das Begründen von Vermutungen und das Finden von Erklärungen in den Mittelpunkt gestellt. Ausgehend von den Beispielen aus den vorangegangenen Sequenzen werden spie-lerisch Gespräche zwischen den Kindern angeregt, in denen gemeinsam Vermutungen formuliert wer-den. Die Erklärungsreichweite des Materials für Vor-hersagen wird darüber hinaus anhand von mehreren Extrembeispielen überprüft, die aufgrund ihrer Form und ihres Gewichts zu Fehlannahmen verleiten. Die Sequenz wird durch ein freies Erproben des Mate-rialangebots beendet, das den Bezug zu Alltagsakti-vitäten herstellen soll.

HinweiseErklärungen auf unterschiedlichem Niveau: Begrün-dungen können aus wissenschaftlicher Sicht eine unterschiedliche Reichweite haben. In der Regel begründen Kinder Aussagen selten spontan, son-dern müssen dazu von der Fachkraft aufgefordert werden („Warum glaubst du das?“). Nicht alle Be-gründungen, die einer Behauptung (z. B. „Der Stein geht unter.“) folgen, sind gleichwertig. Es wird unter-schieden, ob sich die Begründung auf eine Einzelbe-obachtung bzw. einen Einzelfall bezieht (z. B. „…weil der Stein rund ist.“), ob sie mehrere Beobachtungen zusammenfasst (z. B. „…weil ja der Kieselstein und der Felsbrocken auch untergegangen sind.“) oder ob sie auf eine Regelhaftigkeit aufmerksam macht (z. B. „… weil alles aus Stein untergeht.“, „… weil Stein ein schweres Material ist.“). In der Sequenz 5 wird besonderer Wert auf die Formulierung von Begrün-dungen gelegt. Dies wird anhand der Präsentation von Extrembeispielen erreicht, die die bisherigen Er-klärungen der Kinder auf die Probe stellen. So wird beispielsweise eine sehr schwere Kerze verwendet, um die Vorstellung zu aktivieren, dass schwere Dinge untergehen. Dennoch sollten die Kinder lernen, auch in diesem Fall ihre Vorhersage und anschließende Beobachtung mit dem Material zu begründen, also eine Regelhaftigkeit zu erkennen.

Der Umgang mit Gegenbeispielen: Durch die Prä-sentation von Extrembeispielen (Kerze, Knöpfe, fla-cher Korkuntersetzer, Stecknadel) in dieser Sequenz ist es besonders wichtig, die möglicherweise unpas-senden Vermutungen der Kinder (in Bezug auf Vor-stellungen wie Gewicht, Form, Löcher usw.) durch Gegenbeispiele zu entkräften. Es ist an dieser Stel-le wenig zielführend, einfach nur auf bisher festge-stellte Erkenntnisse wie „es kommt aber auf das Ma-terial an“ zu verweisen. Vielmehr sollten Kinder, die beispielsweise vermuten, dass die Kerze untergehen wird, weil sie so schwer ist, auf andere Gegenstände hingewiesen werden, die schwer sind, aber schwim-men (z. B. Holzklotz). Zudem kann natürlich auf wei-tere Gegenstände aus dem Material Wachs hinge-wiesen werden. Ähnliches gilt für die verwendeten Extrembeispiele: • Holzknopf und Metallknopf mit Löchern (Löcher

führen nicht dazu, dass Gegenstände unterge-hen; hier können die beiden Knöpfe wechsel-seitig als Gegenbeleg verwendet werden)

• Metallnadel (kleine und leichte Gegenstände schwimmen nicht immer, es wurde bereits ein Metallnagel erprobt)

• Korkuntersetzer (flache Gegenstände schwim-men nicht wegen ihrer Form; hier kann ein Porzel lanteller als Gegenbeispiel verwendet werden).

In dieser Sequenz sollten Sie also darauf gefasst sein, dass die Kinder weitere Vermutungen zum Schwimmverhalten einbringen, die in dieser Form in den anderen Sequenzen noch nicht aufgetreten sind. Es hängt von den bereits erreichten Kompeten-zen der Kinder in Bezug auf die Materialerklärungen ab, wie viele Extremfälle die Kinder untersuchen soll-ten und ob alle Vermutungen mit Gegenbeispielen weiter verfolgt werden sollten, da die entsprechen-de Gesprächsführung für die Kinder sehr anspruchs-voll werden kann. Dies kann nur im Hinblick auf das Verständnisniveau der speziellen Kindergruppe ent-schieden werden.

Sequenz 5: Gute Begründungen für das Schwimmen und Sinken finden



Die Kinder …


Gegenstände bestehen aus unterschiedlichen Materialien. Von dem Material eines Gegenstands hängen bestimmte Eigenschaften des Gegenstands ab, z. B. die Härte.

735 | Sequenz 5: Gute Begründungen für das Schwimmen und Sinken finden

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• beobachten



Sprache




• beschreiben, dass das Schwimmverhalten der unterschiedlichen Gegenstände nicht von der Größe oder dem Gewicht abhängt (IK 1).

• beschreiben, dass das Schwimmverhalten der unter-schiedlichen Gegenstände vom Material abhängt (IK 1).


Die Kinder …


Naturwissenschaftliches Vorgehen zeichnet sich durch die Überprüfung begründeter Vermutungen zur Entschlüsse-lung von Ursache-Wirkungs-Zusammenhängen aus. Hierzu sind zielgerichtete Beobachtungen (mit klarem Beob achtungsfokus) notwendig. Um mit anderen über Beobachtungen zu sprechen, diese zu vergleichen oder zu bewerten, müssen diese präzise beschrieben und do-kumentiert werden.

Dieses Wissen wird in dieser Sequenz vertieft, indem die Kinder auf der Grundlage der vorangegangenen Sequen-zen Ideen zum Schwimmen und Sinken verschiedener Alltagsgegenstände äußern. Sie begründen ihre Vermu-tungen auf der Grundlage bisheriger Erkenntnisse und formulieren Generalisierungen aus diesen. Ihre Ideen und Vermutungen werden dann überprüft. Die Kinder beob-achten dabei, ob etwas sinkt oder schwimmt und können formulieren, worauf sie achten. Aus den dabei gemachten Beobachtungen schlussfolgern die Kinder (mit Unterstüt-zung), ob ihre Ideen richtig oder falsch waren und formu-lieren weitere Generalisierungen in Bezug auf Kategorien wie Material, Größe, Gewicht und Form.










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Es kann zudem ein zusätzliches Materialangebot verwendet werden, in dem immer ein kleiner und ein großer Gegenstand aus dem gleichen Material (z. B. kleine und große Wachskerze, kleiner Ast und großes Stück Holz) gezeigt werden. Das Kind wird dann gebeten anzugeben, ob der Gegenstand wohl schwimmt und ob das auch für den großen/kleinen gilt. Auch die Einzelgegenstände aus der Sequenz 5 eignen sich dazu, individuelle Gespräche mit den Kindern zu führen, um zu erfassen, in welchem Maß die bisher erarbeiteten Erklärungen auf neue Ge-genstände angewendet werden bzw. wie sich Erklä-rungen im Vergleich vor und nach den Sequenzen verändert haben. Die Aussagen und Begründun-gen lassen einen Rückschluss darüber zu, ob das Kind das Material als wichtigen Einflussfaktor für das Schwimmen oder Sinken erkennt. Gleichzeitig lassen die Äußerungen Rückschlüsse darüber zu, ob die Kinder bereits mit ihren Beobachtungen oder Ideen argumentieren oder ob das Begründen ihnen noch schwer fällt („das ist halt so“, „das weiß ich eben“).

5.4 Diagnostik von Kompetenzen für die Sequenzen 1 bis 5

Es gibt vielfältige Möglichkeiten während der Se-quenzen zu beobachten, inwieweit Kinder individu-ell ein Kompetenzniveau erreicht haben, das den je-weils angestrebten inhalts- und prozessbezogenen Kompetenzen entspricht. Dabei können entweder Elemente der Sequenzen für gezielte Beobachtun-gen herangezogen und ausgewertet werden oder die Sequenzen am Ende mit einigen Fragen und Akti-vitäten angereichert werden. Ihre Beobachtungen und Rückschlüsse hinsichtlich des Kompetenzni-veaus einzelner Kinder ermöglicht eine Anpassung der Erwartungen für die Sequenzen. Sie können auf diese Weise die Inhalte und das Vorgehen in den Se-quenzen auf das Verständnisniveau der Kinder ein-stellen und ggf. Wiederholungen einführen sowie unterschiedliche Angebote für Kinder mit unter-schiedlichem Kenntnisstand bereithalten.

In der ersten Sequenz kann man durch Fragen nach dem Material („Woraus ist das gemacht?“) zu-nächst einen Eindruck davon bekommen, ob jedes Kind in der Lage ist, die hier verwendeten Materia-lien zu benennen und zu beschreiben, was wieder-um eine wichtige Voraussetzung für das Bildungsan-gebot darstellt. Auch in den folgenden Sequenzen, in denen neue Materialien, z. B. Plastik oder Kork, eingeführt werden, ist es wichtig, auf diese sprachli-chen und begrifflichen Voraussetzungen zu achten. Zusätzlich könnte man Kindern, bei denen man un-sicher ist, ob sie das Material bereits als wichtiges Merkmal eines Gegenstands auffassen, drei unter-schiedliche Gegenstände aus dem gleichen Mate-rial, aber mit sehr unterschiedlichen Funktionen, z. B. Holzbauklotz, Holzlöffel und Holzstuhl, zeigen und fragen, welche Sachen es sind bzw. ob diese Ge-meinsamkeiten und Ähnlichkeiten haben.

Durch die Wiederholungen in den Sequenzen mit zusätzlichen Materialien, Formen und schwierigeren Gegenständen lässt sich recht gut erkennen, ob die Kinder die angebahnten Vorstellungen zum Schwim-men und Sinken auf die neuen Gegenstände über-tragen können und mit ihren bisherigen Erfahrungen in den vorangegangenen Sequenzen argumentie-ren. Beispielsweise kann man gezielt darauf achten, mit welchen Eigenschaften der Gegenstände (Form, Größe, Material) sie argumentieren, um eine Beob-achtung zu erklären. Zusätzliche Fragen, die wenn möglich in Einzelgesprächen gestellt werden kön-nen, wären beispielsweise:• Welche Gegenstände aus der Kita oder deinem

Kinderzimmer würden wohl untergehen und wel-che würden schwimmen?

• Warum glaubst du das?

Anhang6

80 6 | Anhang


Ramseger, J. (2013): Naturwissenschaftlich Denken und Argumentieren. Die Grundschulzeitschrift, 27 (264), S. 28–53.

Roßbach, H.-G. & Weinert, S. (Hrsg.) (2008): Kind-liche Kompetenzen im Elementarbereich: Förderbar-keit, Bedeutung und Messung. Bonn: BMBF.

Saalbach, H. & Leuchter, M. (2011): Naturwissen-schaftliches Lernen in der Eingangsstufe: Voraus-setzungen und Möglichkeiten der Unterstützung. MNU-Primar, 3 (2), S. 44–48.

Sechtig, J.; Sommer-Himmel, R.; Schönhöfer, S. & Lotz, M. (2013): „Augen auf im Kita-Alltag!“ – Bildungs- und Lerngelegenheiten von Kindern auf die Spur kommen und professionell mitgestalten. Berlin: logos.

Zum Forschungsprojekt Schwimmen und Sinken im ElementarbereichLeuchter, M. & Saalbach, H. (2014): Verbale Unter-stützungsmaßnahmen im Rahmen eines natur-wissenschaftlichen Lernangebots in Kindergarten und Grundschule. Unterrichtswissenschaft, 42 (2), S. 117–131.

Leuchter, M.; Saalbach, H. & Hardy, I. (2011): Förde-rung des konzeptuellen Verständnisses für Schwim-men und Sinken durch strukturierte Lernumge-bungen. In: F. Vogt; M. Leuchter; A. Tettenborn; U. Hottinger; M. Jäger und E. Wannack (Hrsg.), Entwicklung und Lernen junger Kinder, S. 37–52. Münster: Waxmann.

6.1 Literatur

Verwendete LiteraturHarten, U. (2003): Physik. Einführung für Ingenieure und Naturwissenschaftler. Berlin, Heidelberg und New York: Springer.

Kleickmann, T. (2012): Kognitiv aktivieren und inhalt lich strukturieren im naturwissenschaftlichen Sachunterricht. Handreichung des Programms SINUS an Grundschulen. http://www.sinus-an-grundschu-len.de/fileadmin/uploads/Material_aus_SGS/Hand-reichung_Kleickmann.pdf [01.07.2013].

Möller, K. & Steffensky, M. (2010): Naturwissen-schaftliches Lernen im Unterricht mit 4- bis 8-jäh-rigen Kindern. Kompetenzbereiche frühen natur-wissenschaftlichen Lernens. In: M. Leuchter (Hrsg.), Didaktik für die ersten Bildungsjahre. Unterricht mit 4- bis 8-jährigen Kindern (S. 163–178). Seelze: Friedrich.

Steffensky, M. & Hardy, I. (2013): Spiralcurriculum Magnetismus: Naturwissenschaftlich arbeiten und denken lernen. Band 1: Elementarbereich. In der Rei-he: Möller, K. (Hrsg.), Spiralcurriculum Magnetismus: Naturwissenschaftlich arbeiten und denken lernen. Ein Curriculum vom Kindergarten bis zur 7. Klasse. Seelze: Friedrich.

LiteraturempfehlungenZum Thema Schwimmen und Sinkenwww.schule-bw.de/unterricht/faecher/physik/online_ material/mechanik/druck/Mit Herleitung der Formelnwww.youtube.com/watch?v=heHH_9jAh7c

Zum frühen naturwissenschaftlichen LernenAnders, Y.; Hardy, I.; Pauen, S. & Steffensky, M. (2013): Zieldimensionen früher naturwissenschaft-licher Bildung im Kita-Alter und ihre Messung. In: Stiftung Haus der kleinen Forscher (Hrsg.), Wissen-schaftliche Untersuchungen zur Arbeit der Stiftung Haus der kleinen Forscher (Band 5). Schaffhausen: Schubi Lernmedien AG.

Fthenakis, W. E. & Eitel, A. (Hrsg.) (2008): Natur- Wissen schaffen. Troisdorf: Bildungsverlag EINS.

Leuchter, M. (2017): Kinder erkunden die Welt. Frühe naturwissenschaftliche Bildung und Förderung. Rei-he Entwicklung und Bildung in der Frühen Kindheit, Hrsg. M. Holodynski, D. Gutknecht & H. Schöler. Stuttgart: Kohlhammer.

6 Anhang

http://www.youtube.com/watch?v=heHH_9jAh7c

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6Spiralcurriculum SCHWIMMEN UND SINKEN | Elementarbereich

6.2 Glossar

Wenn Inhalte fertig, aus Sekundarbereich übernehmen

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6Spiralcurriculum SCHWIMMEN UND SINKEN | Elementarbereich

Spiralcurriculum Schwimmen und Sinken Naturwissenschaftlich arbeiten und denken lernen

Ein Curriculum vom Kindergarten bis zur 8. KlasseHerausgeberin: Kornelia Möller

Das Spiralcurriculum Schwimmen und Sinken

Die Unterrichtsmaterialien bestehen aus drei Bänden für den Elementar-, Primar- und Sekundarbereich und er-gänzen das bereits vorhandene Primarstufencurriculum Schwimmen und Sinken von Spectra. Das Angebot zielt darauf ab, die Entwicklung naturwissenschaftlicher Kom-petenzen von Anfang an stufengerecht zu fördern und die Übergänge vom Kindergarten in die Grundschule wie auch von der Grundschule in die Sekundarstufe zu er-leichtern.

Neben dem Aufbau fachlicher Kompetenzen zum The-menfeld Schwimmen und Sinken steht die systematische Heranführung an naturwissenschaftliche Arbeits- und Denkweisen im Zentrum des Spiralcurriculums. Leiten-des Prinzip ist das von pädagogischen Fachkräften bzw. Lehrkräften angemessen begleitete forschende Lernen.

Materialpakete unterstützen die Fachkräfte des Kinder-gartens sowie die Lehrkräfte darin, die angestrebten Ziele zu erreichen. Sie wurden nach dem Prinzip der KiNT-Klas-se(n)kisten auf der Basis von Forschungsergebnissen von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus dem Ele-mentar-, Primar- und Sekundarbereich gemeinsam entwi-ckelt und in der jeweiligen Bildungsstufe vielfach erprobt. Jedes Materialpaket besteht aus• Informationen und Unterrichtsmaterialien für die

jeweilige Bildungsstufe, • einer bzw. mehreren dazugehörigen Materialkisten.

Herausgeberin:

Autorinnen und Autor: Ilonca Hardy, Mirjam Steffensky, Miriam Leuchter und Henrik Saalbach

Prof. Dr. Kornelia Möllerist Seniorprofessorin für Didaktik des Sachunterrichts an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster.

Ilonca Hardyist Professorin für Grundschulpädagogik mit Schwerpunkt Empirische Bildungs-forschung an der Goethe-Universität Frankfurt.

Mirjam Steffenskyist Professorin für Didaktik der Chemie am Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN) in Kiel.

Miriam Leuchterist Professorin für Grundschulpädagogik an der Universität Koblenz-Landau.

Henrik Saalbachist Professor für Pädagogische Psychologie an der Universität Leipzig.

Band 1: Elementarbereich

Der Ordner für den Elementarbereich enthält Bildungsan-gebote für Kinder zwischen fünf und sechs Jahren mit insgesamt fünf aufeinander abgestimmten Sequenzen zum Thema Schwimmen und Sinken. Die Kinder erpro-ben unterschiedliche Gegenstände auf ihr Schwimmver-halten, beschreiben ihre Beobachtungen, klassifizieren die Gegenstände und finden heraus, dass das Materi-al bei unterschiedlicher Form und Größe ursächlich für das Schwimmen und Sinken im Wasser ist. Sie überprü-fen ihre Erkenntnisse mit weiteren Gegenständen aus dem Alltag und testen die Tragfähigkeit ihrer Erklärungen für unterschiedliche Merkmale von Gegenständen. Durch Gelegenheiten zum Erproben, Beobachten, Vergleichen, Überprüfen und Sortieren lernen die Kinder grundlegende Aspekte des naturwissenschaftlichen Arbeitens und Den-kens im Kontext vielfältiger eigener Erfahrungen kennen.

Der Ordner enthält die detaillierte Beschreibung der Sequenzen, fachliche und didaktische Hintergrundinfor-mationen, Vorschläge für die Diagnose von Kompetenzen bei Kindern mit unterschiedlichen Lernvoraussetzungen sowie Anregungen für eine integrierte Sprachförderung. Damit können pädagogische Fachkräfte auch ohne natur-wissenschaftliches Vorwissen altersspezifische Bildungs-angebote zum Thema Schwimmen und Sinken umsetzen.

In der Materialkiste befinden sich alle zum Experimen-tieren erforderlichen Materialien für Gruppen mit bis zu 12 Kindern.

Das Materialpaket für den Elementarbereich ist er-hältlich über die Caritas-Werkstatt Lünen (Internetseite Xxxxxxxx oder E-Mail Xxxxxxxxxxxxxxxx). Eine digitale Version ist frei erhältlich unter: Internetseite Xxxxxxxxxxx

Date post:	14-Aug-2019
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Spiralcurriculum Schwimmen und Sinken · Vorwort Wie gelingt es, möglichst allen Kindern und...

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