NESSI-FÖSL Konzeption und Evaluation eines Schülerlabors für Förderschüler aus chemiedidaktischer Perspektive

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1 NESSI-FÖSL Konzeption und Evaluation eines Schülerlabors für Förderschüler aus chemiedidaktischer Perspektive Inaugural Dissertation in der Philosophischen Fakultät und Fachbereich Theologie der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg vorgelegt von Barbara Schmitt-Sody aus Starnberg D 29

2 Tag der mündlichen Prüfung: Dekan: Universitätsprofessor Dr. Rainer Trinczek Erstgutachter: Universitätsprofessor Dr. Andreas Kometz Zweitgutachter: Universitätsprofessor Dr. Volker Woest 2

3 Einleitung Was wir zu lernen haben ist so schwer und doch so einfach und klar: Es ist normal, verschieden zu sein. (Richard von Weizsäcker) 3

4 Danksagung An dieser Stelle möchte ich mich bei den Menschen bedanken, die mich im Laufe dieser Arbeit begleitet, unterstützt und mir zur Seite gestanden haben. Für das große Interesse am Thema Förderschule, die kontinuierliche Unterstützung meiner Ideen und deren Umsetzung sowie das entgegengebrachte Vertrauen bedanke ich mich herzlich bei meinem Doktorvater Prof. Dr. Andreas Kometz. Danken möchte ich Professor Dr. Volker Woest für die intensive Begleitung in der Schlussphase der Erstellung der Dissertationsschrift und für die Übernahme des Zweitgutachtens. Einen Blick über die Chemiedidaktik hinaus in das spannende Themenfeld der Sprachförderung war durch Professorin Dr. Gabriele Pommerin möglich. Mein Dank gilt auch der Arbeitsgruppe der Didaktik der Chemie an der Universität München, die durch eine motivierende Lehre meine Leidenschaft für die Didaktik der Chemie geweckt hat. Genauso danke ich der Arbeitsgruppe der Didaktik der Chemie an der FAU, insbesondere Rita Tandetzke, Katrin Töpfer und Hella Rieß, für die tatkräftige Unterstützung und tolle Zusammenarbeit. Für die vielen konstruktiven Diskussionen zur Methodik und Vorgehensweise möchte ich mich bei Katja Reitschert bedanken. Sie waren immer wieder inspirierend und haben mich in meiner Forschungsarbeit vorangebracht. Für die praktische und kreative Unterstützung bedanke ich mich bei Carola Auer und Angela Fösel aus der Physikdidaktik. Des Weiteren gilt mein Dank Axel Ahrens, Dr. Ingo Barth, Lilliy Gleuwitz, Martina Schüll, Nicola Möbius, Eva Fritsche, der Familie Steinbrecher und allen Lehrern und Referendaren, die bei dem Projekt mitgewirkt haben. Für viele ausgleichende Stunden und die moralische Unterstützung möchte ich mich bei meinen Freundinnen und Freunden, insbesondere Franziska Koch, Johannes Breuer, Franca Stadelmaier und Anne Harnisch, bedanken. Elisabeth Schüller danke ich für die Bereitschaft als Foto-Modell bereitzustehen und für ihre empirische und methodische Beratung. Bedanken möchte ich mich auch bei meiner Familie und Jürgen Winter für die Unterstützung bei der Entscheidung zur Promotion, für den Halt und das entgegengebrachte Verständnis. 4

5 Einleitung Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung 13 1 Einleitung 14 2 Theoretische Grundlagen Chemiedidaktische Hintergründe Schülerlabore und ihre Wirkungen Das NESSI-Lab Lernen im Schülerlabor Vermittlung von Erkenntnissen im Schülerlabor Schülervorstellungen Das Experiment im Schülerlabor Modelle zur Vermittlung chemischer Phänomene im Schülerlabor Sonderpädagogische Hintergründe Der sonderpädagogische Förderbedarf Auswahl der Zielgruppe NESSI-FÖSL Der Förderschwerpunkt Hören Das Förderzentrum mit Förderschwerpunkt Hören hörgeschädigten- spezifische Didaktik Lernbehinderung Die Schule zur individuellen Lernförderung lernbehinderten- spezifische Didaktik Zusammenfassung Ein Schülerlabor für Förderschulen Verzahnung von Sonderpädagogik und Chemiedidaktik Forschungsstand Chemieunterricht in der Förderschule Ein Schülerlabor für Förderschulen Schlussfolgerungen aus den theoretischen Überlegungen 90 5

6 3 Forschungsdesign Forschungsfrage Aktionsforschung Projektablauf Auswahl der Forschungsmethoden Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Lehrerbefragung Teil Methodische Vorgehensweise Ergebnisse und Diskussion der Lehrerbefragung Teil Lehrerbefragung Teil Methodische Vorgehensweise Ergebnisse und Diskussion der Lehrerbefragung Teil Zusammenfassung mit Zwischenfazit Lehrplananalysen Lehrplananalyse Förderschwerpunkt Hören Grundschulstufe Lehrplananalyse Förderzentrum Hören Hauptschulstufe Lehrplananalyse Schule zur Lernförderung Konzeption NESSI-FÖSL Auswahl von Experimenten Umgestaltung der Experimentieranleitungen Ablauf Sonderpädagogische Maßnahmen Anleitung der Studierenden Lehrerfortbildung 182 6

7 Einleitung 4.5 Evaluation Methodische Vorgehensweise bei der Interview-Studie Ergebnisse und Diskussion der Interview-Studie Erprobung in der Schule Konsequenzen für das Konzept NESSI-FÖSL Fazit und Ausblick 230 Literaturverzeichnis 239 Anhang 255 7

8 Abkürzungsverzeichnis AVWS CHEMOL CI DGS etc. ggfs. GSE H20 & Co HSU Jgst. KMK LELA LGB NESSI-Lab NESSI-FÖSL OLELA PCB SINUS SPLG Auditive Verarbeitungs- und Wahrnehmungsstörung Chemisches Schülerlabor an der Universität Oldenburg Cochlea-Implantat Deutsche Gebärdensprache et cetera gegebenenfalls Unterrichtsfach Geschichte, Sozialkunde und Erdkunde Schülerlabor der BASF Heimat- und Sachkundeunterricht Jahrgangsstufe Kultusministerkonferenz LenortLabor Lautsprachbegleitende Gebärden Nürnberg- Erlanger- Schüler und Schülerinnen-Labor NESSI für Förderschulen Oldenburger Lehr-Lern-Labore: Netzwerk verschiedener Schülerlabore an der Universität Oldenburg Unterrichtsfach Physik, Biologie und Chemie Programm zur Steigerung der Effizienz des mathematischnaturwissenschaftlichen Unterrichts an Grundschulen (IPN) Sprachlerngruppe 8

9 Einleitung Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Das Projekt NESSI-Lab mit seinen Teilprojekten im Überblick 15 Abbildung 2: Beispiel eines Schülerarbeitsblatts zum Experiment "Hilfe, es brennt" aus der Experimentiermappe NESSI-Lab (vgl. Urbanger 2010) 31 Abbildung 3: Einschätzung der Lehrveranstaltung der Studierenden (n = 25) (Urbanger 2010, S. 205) 34 Abbildung 4: Übersicht über die Verteilung der einzelnen Förderschwerpunkte nach Anzahl der Schüler in Bayern (vgl. Bayerisches Landesamt für Statistik und Datenerhebung 2011). 60 Abbildung 5: Das Cochlea-Implantat, kurz CI, umgeht das äußere Ohr sowie das Mittel- und Innenohr und reizt mit elektrischen Impulsen den Hörnerv ( MED-EL Deutschland GmbH) 63 Abbildung 6: Erklärungsmodell für Lernschwierigkeiten (vgl. Heimlich 2009, S. 35) 76 Abbildung 7: Verzahnung von Sonderpädagogik und Chemiedidaktik 90 Abbildung 8: Erste aus der Theorie abgeleitete Maßnahmen für das Schülerlabor 93 Abbildung 10: Projektablauf 100 Abbildung 11: Verteilung der Förderschwerpunkte der Schulen, an denen die Befragten unterrichten 110 Abbildung 12: Verteilung der Unterrichtserfahrung 111 Abbildung 13: Verteilung der Hauptfächer der Befragten im Studium 112 Abbildung 14: Verteilung der im Studium belegten Didaktikfächer 112 Abbildung 15: Zusammenhang zwischen zweitem Didaktikfach und Beliebtheit gegenüber dem Fach PCB 113 Abbildung 17: Beliebtheit Chemie in Abhängigkeit von der Beliebtheit gegenüber dem Fach PCB bzw. HSU 118 Abbildung 18: Häufigkeiten über die Durchführung der Experimente im Unterricht 119 Abbildung 19: Häufigkeiten der durchgeführten Experimente nach Fächern 121 Abbildung 20: Einschätzung der Ausstattung des PCB-Raums 123 Abbildung 21: Kriterien, nach denen ein Experiment ausgewählt wird. 125 Abbildung 22: Übersicht über den Zusammenhang zwischen dem Kriterium Förderschwerpunkt" zur Auswahl der Experimente mit Art der Förderschule 126 Abbildung 23: Kriterien für Experimentieranleitungen 131 Abbildung 24: Häufigkeiten der Durchführung von Schüler- und Demonstrationsexperiment 139 Abbildung 25: Ergebnisse der Lehrerbefragung Teil 1 und Abbildung 26: Der Transfer im Überblick (vgl. Schmitt-Sody & Kometz 2011b) 152 Abbildung 27: Erster Vorlagenentwurf für NESSI-FÖSL (Experiment für die dritte und vierte Jahrgangsstufe) 164 9

10 Abbildung 28: Zweiter Entwurf einer Experimentiervorlage 165 Abbildung 29: Vergleich des Layouts des regulären NESSI-Lab (links; vgl. Urganber 2010) und NESSI-FÖSL (rechts) 167 Abbildung 30: Vergleich der Einführungsgeschichte im NESSI-Lab (links; vgl. Urganber 2010) und NESSI-FÖSL (rechts) 168 Abbildung 31: Vergleich des Schülerarbeitsblatts des regulären NESSI-Lab (links; vgl. Urganber 2010) und NESSI-FÖSL (rechts) 169 Abbildung 32: Das Arbeitsblatt NESSI-FÖSL (rechts) im Vergleich zur Version des regulären NESSI-Lab (links; vgl. Urganber 2010) 171 Abbildung 33: Hilfsblatt Blaukraut oder Rotkraut? (vgl. Urganber 2010) 172 Abbildung 34: NESSI-FÖSL-Logo gezeichnet von Anja Kometz und Barbara Schmitt-Sody 174 Abbildung 35: Beispiel eines Arbeitsblatts "Wasser" 177 Abbildung 36: Visualisierung der Voraussetzungen von Verbrennung. 201 Abbildung 37: Über den zweiten und dritten Befragungszeitpunkt durchschnittliche Erinnerung der Durchführung einzelner Versuche 218 Abbildung 38: Erinnerte Beobachtungen in Prozent über den zweiten und dritten Befragungszeitpunkt hinweg 219 Abbildung 39: Erinnerte Erklärung in Prozent über den zweiten und dritten Befragungszeitpunkt hinweg 220 Abbildung 40: Vergleich des Vorwissens mit den richtig wiedergegebenen Erklärungen der beiden Befragungen nach dem Laborbesuch (in Prozent) 220 Abbildung 41: Vergleich der Sprachlerngruppen I bis III in Bezug auf das Vorwissen und der richtig wiedergegebenen Erklärungen einen Tag und drei Monate nach dem Laborbesuch 222 Abbildung 42: Die beiden Gebärden Lösen (unten) und Schmelzen (oben) im Vergleich 224 Abbildung 43: Ausschnitt aus dem Glossar 228 Abbildung 44: Zusammenfassung der Ergebnisse zur Gestaltung eines Schülerlabors

11 Einleitung Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ausgewählte Beispiele von Schülerlaboren in Deutschland (vgl. LernortLabor 2012b) 22 Tabelle 2: Beispiele für sprachliche Äußerungen eines gehörlosen Kindes (vgl. Kratzmeier 1989) 67 Tabelle 3: Überblick über die Sprachlerngruppen (vgl. Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2001, 2007) 70 Tabelle 4: Kategorien von negativen Aspekten, die die Beliebtheit des Fachs PCB bzw. HSU beeinflussen 114 Tabelle 5: Positive Aspekte des PCB- bzw. HSU-Unterricht 115 Tabelle 6: Negative Faktoren, die die Einschätzung des Teilbereichs Chemie beeinflussen 117 Tabelle 7: Positive Aspekte des Teilbereichs Chemie 117 Tabelle 8: Aspekte, die gegen die Durchführung von Experimenten sprechen 120 Tabelle 9: Positive Aspekte, warum Lehrer Experimente in der Förderschule durchführen 120 Tabelle 10: Gründe, die gegen die Nutzung des PCB-Raums sprechen 122 Tabelle 11: Gründe für die Unzufriedenheit mit der materiellen Ausstattung des PCB-Raums 123 Tabelle 12: Berücksichtigung des Förderschwerpunkts bei der Auswahl des Experiments 128 Tabelle 13: Kennzeichen bzw. Eigenschaften von Experimenten, die nicht im Unterricht eingesetzt werden 129 Tabelle 14: Aspekte, die bei der Erstellung von Vorlagen berücksichtigt werden 133 Tabelle 15: Kategorien zu spezifischen Sicherheitsmaßnahmen 134 Tabelle 16: Kategorien zur Durchführung von Versuchen 136 Tabelle 17: Spezifische Maßnahmen bei der Auswertung und Erklärung des Experiments 138 Tabelle 18: spezifische Maßnahmen bei der Durchführung von Demonstrationsexperimenten 140 Tabelle 19: Maßnahmen bei Schülerexperimenten 141 Tabelle 20: Übersicht über die Korrekturen in den Experimentiervorlagen 148 Tabelle 21: Chemische Lehrinhalte aus dem Fachprofil HSU aus der Grundschule 155 Tabelle 22: Übersicht über die schülerlaborrelevanten Themen aus dem Lehrplan der Förderschule zur Lernförderung (vgl. Bayerisches Staatsministerium 1991) 160 Tabelle 23: Veränderungen der Experimente aus dem regulärem NESSI-Lab (auszugsweise vom Thema Wasser") 163 Tabelle 24: Übersicht über die Symbole in der NESSI-FÖSL-Mappe

12 Tabelle 25: Abgrenzung der Skalierungen 186 Tabelle 26: Die Experimente des Themas Feuer und ihre Lernziele 196 Tabelle 27: Übersicht über die Antworten zum Thema Feuer 198 Tabelle 28: Übersicht über die Ergebnisse von Befragungszeitpunkt 2 und Tabelle 30: Übersicht über die Ergebnisse der zweiten und dritten Befragung zum Thema Wasser 212 Tabelle 32: Ergebnisse zum Thema Erde am zweiten und dritten Befragungszeitpunkt

13 Einleitung ZUSAMMENFASSUNG Das Nürnberg-Erlanger-Schüler- und Schülerinnen-Labor, kurz NESSI-Lab, strebt die Förderung der naturwissenschaftlichen Grundbildung an. Ursprünglich richtet sich das Schülerlabor an die Klassenstufen 1 bis 6 allgemeinbildender Schulen. Im Rahmen des vorgestellten Teilprojektes NESSI-FÖSL öffnet sich das Schülerlabor auch für Förderschulen mit dem Förderschwerpunkt Hören und Lernen. Aufbauend auf theoretischen Überlegungen zu chemiedidaktischen Hintergründen eines Schülerlabors und sonderpädagogischen Aspekten, wie die Auswirkungen der Förderschwerpunkte Hören und Lernen, wurde folgende Forschungsfrage formuliert: Wie sollte ein Schülerlabor gestaltet sein, um nachhaltiges Lernen bei hörgeschädigten bzw. lernbehinderten Kindern zu erreichen?. Zur Beantwortung dieser Frage wurde eine Lehrerbefragung durchgeführt, welche das Thema Experimentieren an der Förderschule erfasst. Anschließend beurteilten Sonderpädagogen die bereits vorliegenden Lernmaterialien aus dem regulären NESSI-Lab. Diese beiden Befragungen und eine Analyse der für die Förderschwerpunkte Hören und Lernen geltenden Lehrpläne stellten die Basis für die Anpassung des Konzepts NESSI-Lab an die Förderschule dar. Die Adaption wurde durch Veränderung der Auswahl der Experimente, der Vorlagen, des Ablaufs und der Einführung der Studierenden, welche als Betreuer im NESSI-Lab agieren, vollzogen. Um die Nachhaltigkeit des Lernens zu erfassen, erfolgte nach einer Erprobungsphase eine begleitende Evaluierung. Die Ergebnisse der Befragungen und Evaluierung zeigen, dass für ein Schülerlabor für Förderschulen zusätzliche Maßnahmen wie Visualisierungen notwendig sind, um nachhaltiges Lernen bei hörgeschädigten bzw. lernbehinderten Kindern zu fördern. Zudem stellt sich heraus, dass die Nachhaltigkeit des Lernens insbesondere auf Durchführungs- und Beobachtungsebene der durchgeführten Experimente mit diesem Konzept gefördert wird. Aus diesen Ergebnissen und den Ergebnissen einer Erprobung der Lernmaterialien im Unterricht wurden weitere Maßnahmen, wie ein Glossar, abgeleitet, die abschließend in das Konzept eingearbeitet wurden. Das Projekt NESSI-FÖSL wird an der Universität Erlangen-Nürnberg verstetigt und dessen Konzept, aufgrund der voranschreitenden Inklusion, in das reguläre NESSI-Lab mit aufgenommen. Damit erfolgt die Förderung naturwissenschaftlicher Grundbildung aller Kinder. 13

14 Einleitung 1 Einleitung Schülerlabore zählen in Deutschland zu den wichtigen Bildungsinnovationen und werden als Lernorte der Zukunft bezeichnet (vgl. Hempelmann 2011). Die Bandbreite dieser Einrichtungen hinsichtlich Inhalten, Konzeption bzw. Zielgruppen ist sehr groß. So unterscheiden sie sich in ihrer Ausrichtung auf verschiedene Jahrgangsstufen oder in der Spezialisierung auf einzelne Inhalte und Themenbereiche. Das Nürnberg-Erlanger-Schüler- und Schülerinnen - Labor, kurz NESSI-Lab, richtet sich primär an die Jahrgangsstufen 1 bis 6. Die Schüler 1 führen an einem Vormittag Experimente zu den Themen Feuer, Wasser, Erde bzw. Luft durch (vgl. Urbanger 2010). Dabei werden sie von Studierenden des Lehramts Chemie an der Universität Erlangen-Nürnberg unterstützt und begleitet. Unsere Gesellschaft hat häufig geringes Interesse und zeigt wenig Akzeptanz gegenüber der Naturwissenschaft Chemie. Das Fach Chemie ist im unteren Bereich der Beliebtheitsskala bei Schülern aufzufinden. Auch die Anzahl der fehlenden Chemie-Lehrer in allen Schularten spiegelt diese Unbeliebtheit wieder. Das NESSI-Lab wurde, um diesen Entwicklungen entgegen zu wirken, im Jahr 2005 initiiert. Ein Besuch des Schülerlabors ermöglicht eine frühe Vermittlung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse und Vorgehensweisen und dient dazu Interesse an chemischen Phänomenen bereits bei Grundschulkindern zu wecken (vgl. Urbanger 2010). Neben der Steigerung des Interesses und der Motivation der Schüler zielt das NESSI-Lab auf eine Förderung der naturwissenschaftlichen Grundbildung ab, die in der Gesellschaft des 21. Jahrhunderts von Schulabgängern und Studierenden verlangt wird. Dies erfolgt durch die Verknüpfung der drei Säulen der Lehrerbildung: Durch die Einführung einer verpflichtenden Lehrveranstaltung und das Angebot von Seminartagen bzw. Lehrerfortbildungen werden Studium, Referendariat und Lehrerfort- und -weiterbildung im NESSI-Lab miteinander verbunden. Bei den Seminartagen und Lehrerfortbildungen stehen die Vermittlung einfacher Experimente und deren Umsetzung im Unterricht im Vordergrund. Die Betreuung der Schüler im NESSI-Lab durch Studierende erhöht den Praxisanteil im Studium und ermöglicht das frühzeitige Sammeln von Erfahrungen in Experimentiersituationen mit Schülern (vgl. Urbanger 2010). 1 Die in dieser Arbeit verwendeten Personenbezeichnungen beziehen sich auf Angehörige beider Geschlechter. Ist eine Unterscheidung der Geschlechter notwendig, wird dies ausdrücklich gekennzeichnet. 14

15 Einleitung Aufgrund der Begeisterung und positiven Resonanz vonseiten der Studierenden, Lehrer und Schüler, wurde das Projekt NESSI ausgebaut (vgl. Abbildung 1). NESSI-Lab Das reguläre NESSI-Lab (1.-6. Jahrgangsstufe der allgemeinen Schulen) NESSI-Transfer (Übertragung des Konzepts auf andere Bereiche) NESSI-Mobil (mobile Lehrerfortbildung an Schulen vor Ort) NESSI vor Ort (Kooperation mit Schulen und Durchführung von NESSI vor Ort) International Tschechien Ägypten Schularten Hauptschule (7.-9.Klasse) NESSI im Schullandheim Förderschule (NESSI-FÖSL) Abbildung 1: Das Projekt NESSI-Lab mit seinen Teilprojekten im Überblick Das Teilprojekt NESSI-Mobil beinhaltet eine Lehrerfortbildung, die vor Ort an Schulen oder ähnlichen Einrichtungen durchgeführt wird. Es richtet sich an Schulen, die nicht im Einzugsbereich des Schülerlabors liegen, und an deren Lehrer, für die die Anreise zu lange und zu kostspielig ist. Ein weiteres Teilprojekt wird als NESSI vor Ort bezeichnet. Verschiedene Schulen im Regierungsbezirk Mittelfranken wurden mit Materialien, die die Umsetzung der Experimente aus dem Schülerlabor im Unterricht ermöglichen, ausgestattet. In diesem Rahmen werden die Schulen inhaltlich von der Arbeitsgruppe betreut. Ziel ist die Unterstützung der entsprechenden Schulen im Bereich der Naturwissenschaften und eine Steigerung des Einsatzes von Experimenten im Unterricht. Ein sehr junges Teilprojekt ist NESSI im Schullandheim in Kooperation mit dem sich derzeit im Bau befindlichen Schullandheim Bad Windsheim. Das Projekt befindet sich in der Planungsphase. Es ist angedacht, dass Experimentierkisten vor Ort bereitgestellt werden und 15

16 Einleitung damit Schulklassen die Experimente aus dem NESSI-Lab im Schullandheim durchführen können. Die Übertragung des ursprünglichen Konzepts auf andere Bereiche erfolgt im dritten Teilprojekt NESSI-Transfer : einerseits durch internationale Projekte in andere Länder, andererseits auf andere Schularten und Jahrgangsstufen. Eine Zusammenarbeit auf internationaler Ebene besteht mit der Universität Hradec Kralové in der Tschechischen Republik. Die Vorlagen für die Experimente des Schülerlabors wurden ins Tschechische übersetzt und im Rahmen des Projektes K-LaMPa erprobt. Ein weiterer Transfer erfolgt in Kooperation mit einer Universität in Ägypten unter dem Teilprojektnamen NESSI meets Hapi. Hier wurden die Vorlagen ins Arabische übersetzt und die Experimente an die entsprechenden Gegebenheiten des Landes angepasst. Zusätzlich findet im Rahmen von NESSI-Transfer eine Ausweitung auf andere Jahrgangsstufen, wie beispielsweise die Klassen 7 bis 9 der Hauptschule, und andere Schularten statt. Angeregt durch den Studienschwerpunkt der Autorin auf der Sonderpädagogik wird das Konzept auf die Zielgruppe Förderschüler im Teilprojekt NESSI-FÖSL (NESSI für Förderschüler) erweitert. In der Sonderpädagogik werden der handlungsorientierte Zugang und die Anknüpfung an die Lebenswelt gefordert, um das Lernen der Schüler mit Förderbedarf zu erleichtern. Da Experimente, welche im NESSI-Lab eine tragende Rolle spielen, diese Handlungsorientierung und den Alltagsbezug ermöglichen, liegt es nahe, das Schülerlabor für Förderschulen zu öffnen. Zudem fördern Experimente die visuelle Wahrnehmung, sprachlichen Fähigkeiten, Motorik und kognitiven Fähigkeiten, welche bei Schülern mit Förderbedarf häufig eingeschränkt sind. Auch eine größere Beliebtheit gegenüber den Naturwissenschaften bei Sonderpädagogen bzw. Schülern mit Förderbedarf ist wünschenswert (vgl. Abels 2005, Wagner & Bader 2006). Darüber hinaus erfolgt der Einsatz von Experimenten im Unterricht, bedingt durch die Ausstattung der Schulen sowie durch die Auswirkungen des Förderbedarfs (beispielsweise Verhaltensauffälligkeiten, kognitive Einschränkungen), nur selten (vgl. Wagner & Bader 2006). Zwar gibt es derzeit außerschulische Lernorte, die sich Förderschulen öffnen, es bieten aber nur wenige davon ein speziell auf die Zielgruppe ausgerichtetes Konzept an. Allerdings machen dies die spezifischen Voraussetzungen bei einem Förderbedarf und deren Auswirkungen unumgänglich. Es lassen sich in der Literatur nur wenige Informationen zur 16

17 Einleitung Gestaltung von Experimentiersituationen für ein Schülerlabor für Förderschulen finden. Deshalb wurde aus den theoretischen Grundlagen die Forschungsfrage Wie sollte ein Schülerlabor für Förderschulen gestaltet sein, um ein nachhaltiges Lernen zu erreichen? entwickelt. Das Ergebnis dieses Projekts nach einer Voruntersuchung, Konzeptions- und Erprobungsphase sowie einer Evaluation beinhaltet das Konzept eines Schülerlabors für Förderschulen und eine Experimentiermappe NESSI-FÖSL. Die entwickelten Experimente werden so gestaltet, dass sie auch im Unterricht eingesetzt werden können. Ziel des NESSI-FÖSL ist, in Anlehnung an das reguläre NESSI-Lab, die Förderung der naturwissenschaftlichen Grundbildung und Stärkung der Naturwissenschaften an den Förderschulen. Auch hier wird eine Lehrerfortbildung zur Einführung in die Grundgedanken des Konzepts und den Ablauf des Vormittags sowie zur Vermittlung von Experimenten und deren Umsetzung im Unterricht entwickelt. Der Besuch des Schülerlabors soll die Kinder für die Naturwissenschaften begeistern und die Lehrer zur Fortführung des Experimentierens im Unterricht animieren. Handlungsorientierung und der motivierende außerschulische Lernort sollen eine hohe Erinnerung und nachhaltiges Lernen bei den Förderschülern erreichen. Auf das aufgebaute Wissen soll der Lehrer anschließend im naturwissenschaftlichen Unterricht zurückgreifen und es weiter ausbauen können. Für die Studierenden soll die Lehrveranstaltung eine Auseinandersetzung mit dem Förderbedarf und Erfahrungen im Umgang mit Förderschülern ermöglichen. Aufgrund der in Deutschland voranschreitenden Inklusion wird dies bedeutsam, da die Studierenden in ihren späteren Klassen Förderschüler unterrichten werden. Durch das NESSI-FÖSL sollen die zukünftigen Lehrer einen Einblick erhalten, wie sich der Förderbedarf auswirkt und welche spezifischen Maßnahmen beim Experimentieren notwendig sind. Zusätzlich soll das Projekt andere Lehr-Lern-Labore ermutigen, sich den Förderschulen zu öffnen. Schülerlabore müssen sich aufgrund der Inklusion mit dieser Thematik in naher Zukunft auseinandersetzen. Das Projekt und seine detaillierte Beschreibung sollen anderen Lehr-Lern- Laboren und Regelschullehrern einen Einblick in die Gestaltung von Experimentiersituationen für Förderschüler geben. Deshalb beginnt folgende Arbeit mit einer ausführlichen Darstellung der theoretischen Hintergründe für die Konzeption eines solchen Schülerlabors. Dabei werden Grundlagen aus der Chemiedidaktik, insbesondere das Experiment als entscheidendes Erkenntnismittel für naturwissenschaftliche Phänomene, in Bezug auf Schülerlabore 17

18 Einleitung beschrieben. Anschließend folgt eine detaillierte Ausführung über den sonderpädagogischen Förderbedarf und die Förderschwerpunkte Hören und Lernen mit ihren Auswirkungen, um einen Einblick in die Sonderpädagogik zu geben. Das Kapitel Ein Schülerlabor für Förderschulen stellt eine Auswahl an Projekten und Forschungsergebnissen dar, die Chemiedidaktik und Sonderpädagogik vereinen. Daraus und aus den theoretischen Ausführungen werden dann erste Aspekte zur Konzeption von NESSI-FÖSL entwickelt. Im methodischen Teil werden die Auswahl der Förderschwerpunkte, auf die das Schülerlabor ausgerichtet wird, die Forschungsfrage und der Ablauf des Projekts erläutert. Der folgende Praxisteil beschreibt zunächst Ergebnisse und Diskussion der vor der Konzeption durchgeführten Lehrerbefragung sowie die Entwicklung und Erprobung des Schülerlabors. Danach folgt die Darstellung der Ergebnisse und Diskussion der abschließenden Evaluation, aus der weitere Maßnahmen für das nachhaltige Lernen abgeleitet werden. Zusammenfassend wird im Kapitel 5 die Forschungsfrage beantwortet und die Arbeit mit einem Ausblick auf zukünftige Forschungsvorhaben und die voranschreitende Inklusion abgerundet. 18

19 Theoretische Grundlagen 2 Theoretische Grundlagen 2.1 Chemiedidaktische Hintergründe Schülerlabore und ihre Wirkungen Seit dem Jahr 1990 stieg in Deutschland die Anzahl der neu gegründeten Schülerlabore stetig an. Mittlerweile gelten sie als wichtige Bildungsinnovationen und werden als ein Lernort unserer Zukunft beschrieben (vgl. Hempelmann 2011). Die Entstehung von Schülerlaboren wird als ein Botton-Up-Prozess bezeichnet, da sich Schülerlabore aus Innovationen und Bemühungen einzelner Einrichtungen entwickelten (vgl. Dähnhardt, Haupt & Pawek 2009). Schülerlabor vs. Lehr-Lern-Labor eine Begriffsklärung Kennzeichnend für ein Schülerlabor bzw. Lehr-Lern-Labor ist der außerschulische Lernort, also das Forschen und Lernen an Einrichtungen außerhalb der Schule, seien es Universitäten, private Träger oder Unternehmen. In der Literatur sind viele verschiedene Begriffsdefinitionen zu finden. So formuliert Euler, dass ein Schülerlabor eine Einrichtung mit einer wichtigen kompensatorischen Funktion als Zusatzangebot zum Unterricht sei (vgl. Euler 2001). Ob ein Schülerlabor ergänzend oder ersetzend für den Schulunterricht wirkt, hängt allerdings von dessen Konzept und Zielen ab. Dagegen beschreibt Scharfenberg das Schülerlabor als eine Lernumgebung, in der außerschulischer Unterricht stattfindet (vgl. Scharfenberg 2005). Ein Besuch in einer solchen Einrichtung ist nicht zwingend als Unterricht zu bezeichnen. Zwar finden hier Lernprozesse statt, sie sind aber durch den außerschulischen Lernort und seine Gestaltung in einen anderen Rahmen eingebettet. Als Schülerlabore sollen außerschulische Bildungseinrichtungen bezeichnet werden, in denen Schüler sich in projektartigen Unterrichtsformen mit naturwissenschaftlichen oder technischen Fragestellungen experimentell beschäftigen (Guderian & Priemer 2008, S. 27). Die beiden Autoren grenzen den Begriff auf naturwissenschaftliche Themen ein, was heute nicht mehr zutreffend ist. Mittlerweile bestehen ähnliche Einrichtungen im geisteswissenschaftlichen Bereich, wie das Alfred-Krupp-Schülerlabor (vgl. Alfred-Krupp-Schülerlabor 2012). 19

20 Theoretische Grundlagen Eine sehr allgemeine Beschreibung stammt vom Bundesverband LELA-LernortLabor, die Schülerlabore im engeren Sinn als solche außerschulischen Lernorte sieht, welche - Schülerinnen und Schülern eine Auseinandersetzung mit moderner Wissenschaft erlauben, - modern ausgerüstete Labore zur Verfügung stellen, - Jugendliche selbstständig experimentieren lassen und - ein regelmäßiges Angebot haben (vgl. LernortLabor 2012a). Diese Definition ist tendenziell auf ältere Schüler ausgerichtet, weshalb die Forderung nach moderner Ausstattung legitim ist. Für Schülerlabore im Grundschulbereich ist dieses Kriterium fraglich, da eine moderne Ausstattung für diese Zielgruppe nicht zwingend notwendig ist. Aus den Darstellungen in diesem Kapitel wird folgende Definition für diese Arbeit abgeleitet: Ein Schülerlabor bzw. Lehr-Lern-Labor wird als ein außerschulischer Lernort verstanden, der ergänzend und unterstützend zum regulären Unterricht an der Schule selbstständiges Arbeiten und das Aneignen von verschiedensten Kompetenzen ermöglicht. Derzeit werden im Zusammenhang mit den klassischen Schülerlaboren weitere Begriffe, wie das Lehr-Lern-Labor oder Schülerforschungszentren, diskutiert. Als Lehr-Lern-Labore gelten Schülerlabore, die didaktischen Einrichtungen meistens Universitäten angegliedert und in die Lehramtsausbildung eingebunden sind. Schülerforschungszentren beinhalten das eigenverantwortliche Bearbeiten von Forschungsthemen durch kleine Teams oder einzelne Jugendliche bei weitgehend flexibler Zeiteinteilung. Die Betreuung und Unterstützung erfolgt durch Experten aus der Einrichtung und oft stehen die Themen in Zusammenhang mit Wettbewerben (vgl. LernortLabor 2012a). Im Folgenden werden die Begriffe Schülerlabor und Lehr-Lern-Labor gleichgesetzt, da das Lehr-Lern-Labor NESSI-Lab ursprünglich Schülerlabor genannt wurde, aber sein Konzept einem Lehr-Lern-Labor entspricht. 20

21 Theoretische Grundlagen Schülerlabore in Deutschland eine Übersicht Derzeit gibt es in Deutschland über 300 Schülerlabore, die unterschiedlich gestaltet sind. Der Bundesverband LELA-LernortLabor koordiniert die Aktivitäten einzelner Schülerlabore in Deutschland und unterstützt ihren Fortbestand. Das dazugehörige Internetportal liefert eine gute Übersicht über die Vielfalt der unterschiedlichen Einrichtungen (LernortLabor 2012b). Tabelle 1 stellt ausgewählte Beispiele von Schülerlaboren, welche jeweils eigene Schwerpunkte setzen, einander gegenüber. So unterscheiden sich die Schülerlabore durch die Zielgruppen oder durch den jeweiligen Träger, in Form von Universität, Museum, Industrie oder Verein. Beim ältesten Schülerlabor Deutschland namens H20 & Co erfolgt beispielsweise die Konzeption und Ausführung durch ein Unternehmen (vgl. BASF 2012). Nicht nur das Schülerlabor H20 & Co, sondern auch andere Einrichtungen zielen auf eine Berufsvorbereitung bzw. Berufsentscheidung ab, weshalb die meisten auf die Jahrgangsstufen 10 bis 13 ausgerichtet sind (vgl. LernortLabor 2012b). Einige Lehr-Lern-Labore haben ihren Schwerpunkt allerdings auf die Grundschulstufe oder Vorschule gelegt, andere haben ein Angebot für alle Jahrgangsstufen, wie das Schülerlabor an der Universität Jena. Insgesamt gibt es nur wenige Schülerlabore, die Kinder mit Förderbedarf ansprechen. Zusätzlich unterscheiden sie sich thematisch, wie z. B. das Schülerlabor Geisteswissenschaften, welches sich auf den Bereich Geisteswissenschaften festgelegt hat. Die meisten Schülerlabore beziehen sich auf das Fach Chemie, am wenigsten auf Medizin und Geowissenschaften (vgl. LernortLabor 2012b). Einige sind thematisch eng an den Lehrplänen der einzelnen Bundesländer orientiert, andere Labore bieten lehrplanfremde und an der aktuellen Forschung ausgerichtete Themen an. Manche Labore versuchen durch einmalige Schülerlaborbesuche möglichst viele Schulklassen zu erreichen. Andere Einrichtungen begleiten wenige Klassen über einen längeren Zeitraum hinweg. Kennzeichnend für das Konzept einiger Labore ist das Angebot einer Lehrerfortbildung bzw. eine Kooperation mit der zweiten Phase der Lehrerausbildung, wie beispielsweise das CHEMOL (vgl. CHEMOL 2012). 21

22 Theoretische Grundlagen Name des Schülerlabors Baylab Chemol Träger Zielgruppe Thematik Kennzeichen Industrie in Leverkusen Universität Oldenburg Klassen 3-6 und 9-13 Vorschulkinder, Klassenstufe 1-4 Biologie, Chemie und Physik (Multidisziplinär) Chemie Herstellung von fertigen Produkten, humangenetische Diagnostik und Nanotechnologie Feuer, Wasser, Erde, Luft DLR School Lab (Berlin, Göttingen etc.) Fehling-Lab Forschungseinrichtung Universität Stuttgart Klassen 5-13 Hochbegabte, Klassen 1-13 Physik, Technik, Geowissenschaften, Informatik, Mathematik und Chemie Biologie, Chemie, Physik ausgewählte physikalische Phänomene und technische Anwendungen mit Bezügen zu standortspezifischen Forschungsthemen Riech-, Kristall-, Säure-, Gas- und Farb-Labor Futurelab Bildungseinrichtung in Leipzig (gemeinnützig) Vorschulkinder, Klassenstufe 1-13, Behinderte Chemie, Biologie, Physik, Technik, Mathematik und Informatik H20 & Co Industrie Klassen 1-13 Chemie, Physik, Biotechnologie, Multidisziplinär Kitz.do Lernwerkstatt Schülerlabor Chemie Miniphaenomena Bildungseinrichtung in Dortmund (gemeinnützig) Vorschulkinder, Klassen 1-13 Multidisziplinär Ziel ist die Entwicklung von Fachkompetenz Neue Technologien Fünf verschiedene Labore für die entsprechenden Altersstufen Kompetenzzentrum zur Vemittlung zwischen Unternehmen und Schule, Phänomene mit Alltagsbezug Universität Jena Klassen 1-13 Chemie Experimente zur Chemie im Alltag, Experimentelle Übungen für Leistungs- und Grundkurse als Prüfungsvorbereitung etc. Pädagogische Hochschule Freiburg Klassen 3-10 Physik, Multidisziplinär Dauerausstellung mit interaktiven Exponaten NESSI-Lab Universität Nürnberg Klassen 1-6, Förderschulen Chemie, Multidisziplinär Feuer, Wasser, Erde, Luft Phaeno Science Center Wolfsburg Schülerlabor Geisteswissenschaften Forschungseinrichtung Behinderte, Klassen 1-13 Chemie, Mathematik, Technik, Informatik, Geowissenschaften, Medizin und Physik 250 interaktive Experimentierstationen, ein Show-Krater, drei MitMach-Labore, ein Ideenforum und ein Wissenschaftstheater Klassen Multidisziplinär Themen beziehen sich auf die antike Medizin und reichen über die Kommentierung des Korans bis zur Hermeneutik des Rechts Teutolab Universität Bielefelmatik, Klassen 4-13 Chemie, Mathe- Vier Labore, getrennt nach den Informatik, Fachrichtungen Physik Tabelle 1: Ausgewählte Beispiele von Schülerlaboren in Deutschland (vgl. LernortLabor 2012b) 22

23 Theoretische Grundlagen Als Voraussetzung für den Besuch des Labors müssen die Lehrer zuvor eine Lehrerfortbildung besucht haben. Hinsichtlich dieser verpflichtenden Lehrerfortbildung und der Ausrichtung an den Themenbereichen Feuer, Wasser, Erde und Luft gilt das CHEMOL 2 als Vorbild für die Konzeption vom NESSI-Lab für die Regelschule (vgl. Kapitel 2.1.2). Zur Vor- und Nachbereitung des Laborbesuchs und Umsetzung der Experimente im Unterricht dient die Bereitstellung von Materialien. Beim CHEMOL erfolgt dies in Form einer Experimentiermappe (vgl. Parchmann et al. 2003) und im Schülerlabor an der Universität Jena (vgl. Chemiedidaktik Universität Jena 2012) durch die Bereitstellung der Materialien im Internet. Eine Vor- und Nachbereitung ist zur Steigerung des Lernzuwachses in Bezug auf das Erlernte sicher sinnvoll. Neben Lernzuwachs streben Schülerlabore in Deutschland weitere Ziele an, welche im Folgenden beschrieben werden. Ziele und Aufgaben von Schülerlaboren Trotz der Vielfalt der Schülerlabore in Deutschland lassen sich im Bereich der Naturwissenschaften ähnliche Ziele und Aufgaben (vgl. Engeln & Euler 2004, Guderian & Priemer 2008) feststellen. So wird von vielen Schülerlaboren die Förderung der naturwissenschaftlichen Grundbildung angestrebt. Diese wurde von der OECD 1999 definiert: Naturwissenschaftliche Grundbildung 3 ist die Fähigkeit naturwissenschaftliches Wissen anzuwenden, naturwissenschaftliche Fragen zu erkennen und aus Belegen Schlussfolgerungen zu ziehen, um Entscheidungen zu verstehen und zu treffen, die die natürliche Welt und die durch menschliches Handeln an ihr vorgenommen Veränderungen betreffen (Artelt et al. 2001, S. 60). Zudem ist eine Steigerung des Interesses 4 an naturwissenschaftlichen Phänomenen angestrebt. Viele Untersuchungen zeigen, dass gerade der Chemie- und Physikunterricht sehr unbeliebt bei Schülern ist (vgl. Woest 1997a, Fruböse 2010 und Einleitung). Durch den außerschulischen Lernort, durch spannende, alltagsbezogene bzw. aktuelle Themen und durch schülerzentrierte Umsetzungsformen versuchen Lehr-Lern-Labore dieser Unbeliebtheit entgegenzuwirken. Aus den dargestellten Definitionen des Begriffs Schülerlabor 2 Das CHEMOL ist ein Teil von OLELA, das ein Netzwerk von Schülerlaboren der Universität Oldenburg ist. 3 Naturwissenschaftliche Grundbildung orientiert sich immer stärker an der Bildungskonzeption der Scientific Literacy. Letztere beinhaltet zudem noch Struktur des Wissens, Methoden der Wissensproduktion und deren kritische Reflexion (vgl. Steffensky & Wilms 2006, S. 14). 4 Bezeichnung für die Tendenz, bestimmte Gegenstände, Ereignisse, Sachverhalte usw. der Umwelt besonders zu beachten und ihnen gegenüber gesteigerte emotionale Anteilnahme zu zeigen, weil sie einen subjektiven Wert darstellen. Interessen werden erworben, sind relativ konstant und können Motive des Handelns werden. (Grüner, Georg & Kahl 1982, S. 117) 23

24 Theoretische Grundlagen lassen sich als weitere Aufgaben das selbstständige Arbeiten und die intensive Auseinandersetzung mit Phänomenen sowie mit Denk- und Arbeitsweisen aus der Naturwissenschaft ableiten. Zusätzlich werden von Schülerlaboren in Abhängigkeit von der jeweiligen Zielgruppe und der Einrichtung folgende Ziele angestrebt: - Kennenlernen von Berufsbildern und Tätigkeitsfeldern, - Angebot von Lehrerfortbildungen und - Nutzung zu und Einblick in fachdidaktische Forschung (vgl. Engeln & Euler 2004; Guderian & Priemer 2008). Um diese dargestellten Ziele und entsprechende Wirkungen zu erreichen, nimmt das Experiment in fast allen Schülerlaboren eine wichtige Rolle ein (vgl. Engeln & Euler 2004). Welche Wirkungen durch Schülerlabore erzielt werden können, verdeutlicht der nächste Abschnitt. Untersuchungen über Schülerlabore und deren Wirkungen Zu Lehr-Lern-Laboren und ihre Wirkungen gibt es sehr wenige wissenschaftliche Untersuchungen. Ziele der forschungsgebundenen Arbeit in Schülerlaboren sind: - Nutzung des Schülerlabors als Laborschule 5 - Generelle Nutzung des Schülerlabors als didaktische Werkstatt mit Möglichkeiten zur Entwicklung und - Erprobung und Evaluierung naturwissenschaftlich-didaktischer Konzepte (Guderian & Priemer 2008, S. 28). Ergänzend kommt die Erfassung von Lernzuwachs, Motivations- und Interessensteigerung hinsichtlich naturwissenschaftlicher Phänomene hinzu. Hierzu ist anzumerken, dass der Vergleich der Schülerlabore sehr schwierig ist, weil sie sich, wie die Beispiele gezeigt haben, stark unterscheiden. Trotzdem lassen sich einige übergreifende Erkenntnisse festhalten. Fünf Schülerlabore, ausgerichtet auf physikalische Themen, wurden hinsichtlich der Entwicklung des aktuellen Interesses 6 bei Schülern von Engeln untersucht (vgl. Engeln & Euler 2004). 5 In einer Laborschule, wie beispielsweise in Bielefeld, erfolgen Unterricht, Forschung und Ausbildung zeitgleich. Sie soll ein Beitrag zur Verbesserung der Regelschule leisten (vgl. Watermann et al. 2005). 24

25 Theoretische Grundlagen Dabei werden mehrere Dimensionen des Interesses unterschieden: emotionale (Labortätigkeit hat Spaß gemacht), wertbezogene (Bedeutsamkeit) und epistemische Dimension (Wunsch, mehr zu erfahren). Das Interesse nimmt von der emotionalen Ebene über die wertbezogene zur epistemischen ab. Auf deskriptiver Ebene bestätigt die Untersuchung, dass die Schülerlabore sehr gut von Schülern und Lehrern aufgenommen werden (vgl. Engeln & Euler 2004). So beruht unseres Erachtens der Erfolg der Labore nicht alleine auf dem Experimentieren, sondern darauf, dass daneben auch das Umfeld und die Einbettung der Experimente stimmen (Engeln & Euler 2004, S. 46ff). Erfolgt keine Überforderung der Teilnehmer, so kann eine längerfristige Begeisterung für das Schülerlabor bei Schülern, deren Interesse an Naturwissenschaften sehr gering ist, unabhängig vom Geschlecht festgestellt werden. Diese Studie zeigt insgesamt, dass die beschriebene Aufgabe, Interesse an Naturwissenschaften zu wecken, durch das Konzept Schülerlabor erreicht werden kann. Allerdings sind durch den fehlenden Vergleich mit einer Kontrollgruppe sowie ein nichtdurchgeführter Prätest allgemeine Schlussfolgerungen in Bezug auf Interesse und Motivation nur vorsichtig zu ziehen (vgl. Brandt, Möller & Kohse-Höinghaus 2008). Brandt untersuchte mit Hilfe von Prä- und Posttest mit Follow-Up-Untersuchung einen einmaligen Schülerlaborbesuch von Klassen der 7. und 8. Jahrgangsstufe, bei dem chemische Inhalte vermittelt wurden (vgl. Brandt 2005). Dabei zeigt sich ein kurzfristiger positiver signifikanter Anstieg der intrinsischen Motivation, des Selbstkonzepts und des Sachinteresses an Chemie. Es kann kein langfristiger Effekt festgestellt werden, woraufhin Brandt die Vermutung aufstellt, dass dieses durch eine Verzahnung mit dem Unterricht verstärkt werden kann (vgl. Brandt 2005, Brandt, Müller & Kohse-Höinghaus 2008, Guderian & Priemer 2008). Förderlich für diese Verzahnung ist sicherlich die Einbettung des Themas in den Unterricht und dessen Vor- und Nachbereitung. Im Teutolab, dem Mitmach- und Experimentierlabor der Universität Bielefeld, wurde die Interessens- und Motivationssteigerung von teilnehmenden Grundschulkindern erfasst. 78 % der Befragten beurteilen den Besuch als interessant, 92,5 % wollen das Labor erneut besuchen und 92,5 % geben an, etwas gelernt zu haben. Eine geschlechterspezifische Auswertung ergibt, dass Mädchen, im Gegensatz zur Untersuchung von Engeln, positivere 6 Als aktuelles Interesse wird der momentane Interessenszustand einer Person verstanden, welcher sich aus der Interessantheit der Lernumgebung und bereits bestehenden Dispositionen der Person zusammensetzt (vgl. Krapp 1992). 25

26 Theoretische Grundlagen Einschätzung angeben. Daraus schließen Möller et al., dass es im Grundschulalter möglich ist, nicht nur das Interesse von Jungen an Naturwissenschaften zu stärken, sondern auch Mädchen, z. B. für Chemie zu begeistern (vgl. Möller et al. 2004). Im gleichen Labor wurde in einer Studie die Wirkung von Animismen 7 bei der Vermittlung chemischer Sachverhalte untersucht. Die Untersuchung zeigt folgende Ergebnisse: Animismen scheinen verständnisfördernd zu sein und somit einen nachhaltigen motivationalen Effekt auf den Lernprozess auszuüben, aber ein eindeutiger positiver kognitiver Effekt lässt sich nach einer einmaligen Intervention nicht nachweisen (vgl. Püttschneider & Lück 2004, S. 173). Einen anderen Blick auf Schülerlabore richteten Steffensky und Wilms durch eine Studie zur Thematik Einfluss von Schülerlaborbesuch und Lehrerfortbildung auf stärkere Integration chemisch-physikalischer Inhalte im Sachunterricht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Umsetzung der Inhalte aus der Lehrerfortbildung und des Schülerlabors gescheitert ist, obwohl chemisches Interesse der Grundschullehrer vorhanden ist. Es wäre auch eine naive Vorstellung anzunehmen, der einmalige Besuch eines Schülerlabors, die Bereitstellung neuer Materialien oder die einmalige Teilnahme an einer halbtätigen Fortbildung hätte einen grundlegenden Effekt auf den weiteren Unterricht einer Lehrkraft (Steffensky & Wilms 2006, S. 19). Aus den Ergebnissen leiten Steffensky & Wilms unter anderem eine verbindliche Vor- und Nachbereitung des Schülerlaboraufenthaltes und das Einbeziehen der Lehrer während des Schülerlaborbesuchs sowie die Veränderung der Reihenfolge von Schülerlabor und Lehrerfortbildung zur Motivationserhöhung der Lehrenden ab. Sie bestätigen somit die oben aufgeführten Folgerungen von Euler. Bei der Konzeption eines Schülerlabors ist folglich die Bereitstellung von Materialien für die Vor- und Nachbereitung des Schülerlabortags und die Betonung von deren Wichtigkeit in der Lehrerfortbildung notwendig. Allerdings ist fraglich, ob die Lehrerfortbildung erst nach dem Schülerlaborbesuch durchzuführen ist, da genau dann die Vor- und Nachbereitung nicht erfolgen kann und die Lehrer keinen Einblick in Ablauf und Inhalt des Schülerlabors bekommen. Deshalb ist die im NESSI-FÖSL angedachte Lehrerfortbildung in Anlehnung an das ursprüngliche Konzept vor dem Schülerlaborbesuch verpflichtend. Die Auflistung der Ergebnisse dieser Studien verdeutlichen, dass insgesamt wenige Untersuchungen zum Lernzuwachs bzw. nachhaltigem Lernen durch ein Schülerlabor vorliegen. Zieht 7 Als Animismus verstehen Püttschneider und Lück eine Beseelung der unbelebten Natur mittels Analogie- und Metaphernbildung (vgl. Püttschneider & Lück 2004). 26

27 Theoretische Grundlagen man in Betracht, dass Motivation und Interesse Lernen fördert, kann daraus geschlossen werden, dass Schülerlabore Lernen fördern. Durch einmalige Schülerlaborbesuche ist langfristiges Lernen allerdings kritisch zu betrachten. Zusätzlich wird aus den Ausführungen dieses Kapitels deutlich, dass bisher keine Forschungen zum Bereich Förderschüler im Schülerlabor stattgefunden haben. Es ist anzunehmen, dass auch Schüler mit Förderbedarf Spaß bei dem Besuch eines außerschulischen Lernortes haben werden und somit die Ergebnisse hinsichtlich Interesse und Motivation auf diese Schülergruppe übertragbar sind. Dieses ist nach der Konzeption von NESSI-FÖSL zu überprüfen. Da sich das Projekt NESSI-FÖSL an dem ursprünglichen Konzept vom NESSI-Lab orientiert, wird dieses im folgenden Kapitel ausführlich dargestellt. 27

28 Theoretische Grundlagen Das NESSI-Lab Das Nürnberg-Erlanger-Schüler- und Schülerinnen-Labor, kurz NESSI-Lab, wurde im Jahr 2005 durch die Arbeitsgruppe der Didaktik der Chemie an der Universität Erlangen-Nürnberg unter der Leitung von Prof. Dr. Kometz initiiert. Die Konzeption und Evaluation erfolgte im Rahmen des Dissertationsvorhabens von Urbanger (vgl. Urbanger 2010). Bestandserhebung in der Metropolregion Nürnberg Die Konzeption des Lehr-Lern-Labors NESSI-Lab basiert auf einer Bestandserhebung in der Metropolregion Nürnberg. Diese Befragung erfasst das Interesse in Bezug auf die Einrichtung eines Schülerlabors sowie einige erste konzeptionellen Ideen zur Gestaltung des NESSI-Lab. Alle an der schriftlichen Befragung beteiligten Personengruppen 8 haben hohes Interesse an einem Schülerlaborbesuch. Die Betreuung durch Studierende im Schülerlabor wird von den Lehrern, Referendaren, Studierenden und Schülern als positiv eingeschätzt. Die Verknüpfung mit einer Lehrerfortbildung mit naturwissenschaftlichen Inhalten ist aus Sicht der Referendare und Lehrer sinnvoll. Die Befragung der Schüler ergibt, dass der Wunsch nach bzw. Interesse am Experimentieren bei den Kindern vorhanden ist, weshalb das Experiment als Erkenntnismittel, Medium bzw. Methode im NESSI-Lab eingesetzt wird (vgl. Urbanger 2010). Diese drei Aussagen 9 gelten als Grundlage für die Konzeption des Schülerlabors. 8 An der schriftlichen Befragung nahmen Lehrer (n= 126), Referendare (n= 124) und Studierende des Lehramts für Grund-, Haupt- und Realschule der Universität Erlangen-Nürnberg (n= 269) teil. Zusätzlich wurden Schüler der Grundschule und der fünften und sechsten Klasse an Haupt- und Realschulen (n= 753) mittels Fragebögen befragt (vgl. Urbanger 2010). 9 Weitere Ergebnisse können in Urbanger nachgelesen werden (vgl. Urbanger 2010). 28

29 Theoretische Grundlagen Das Konzept NESSI-Lab Neben den Ergebnissen der Bestandserhebung, orientiert sich das Konzept des Schülerlabors NESSI-Lab an Grundgedanken und am Konzept des Schülerlabors CHEMOL Chemie in Oldenburg (vgl. Kapitel 2.1.1). Insgesamt ist das NESSI-Lab ein ganzheitliches Projekt zur Unterstützung und Förderung naturwissenschaftlicher Inhalte für Schülerinnen und Schüler, Studierende des Lehramts, Referendare und Lehrkräfte (Urbanger 2010, S. 141). Das Labor richtet sich an Schüler der Jahrgangsstufen 1 bis 6 und begründet diese Entscheidung mit Forschungsergebnissen zur Vermittlung naturwissenschaftlicher Phänomene im Primarbereich von Lück (vgl. Lück 2000b). Die Untersuchung von Lück zeigt vorhandenes Interesse am Experimentieren bereits im Kindergartenalter auf. Hinsichtlich der Erinnerungsfähigkeit ergibt sich, dass ein nachhaltiger Eindruck über die Inhalte im Gedächtnis der Kinder haften bleibt (vgl. Lück 200b, S. 176). Auch Steffensky et al. untersuchen im Projekt SINUS die Wirksamkeit von Experimenten und Alltagssituationen im Kindergartenalter. Bei der Umsetzung müssen Reflexion, Versprachlichung, Exploration eigener Vorstellungen, Anknüpfen an eigene Erfahrungen, Anwendung des Wissens sowie Strukturierungsmaßnahmen erfolgen und entsprechende Experimentieranleitungen bereitgestellt werden. Zudem ist es sinnvoll, das Gespräch über Alltagssituationen und das Experimentieren zu kombinieren (vgl. Steffensky et al. 2012). Diese Aspekte können in die an den Kindergarten anschließende Grundschule übertragen werden und gelten als Basis für das NESSI-Lab. Das Schülerlabor strebt folgende Ziele an: - Förderung naturwissenschaftlicher Grundbildung, - Verbindung der drei Säulen der Lehrerbildung, - Förderung von Interesse und Motivation an naturwissenschaftlichen Phänomenen, - Grundlagenbildung für das naturwissenschaftliche Verständnis 10 und - Vorbeugen von Fehlvorstellungen (vgl. Kometz & Urbanger, 2009). Die Ziele des NESSI-Lab decken sich weitestgehend mit den Zielen anderer Labore in Deutschland (vgl. Kapitel 2.1.1). Aufgrund der Zielgruppe werden die Berufsorientierung oder Ausrichtung an Forschungsthemen vernachlässigt. 10 Durch Kooperation mit der Didaktik der Biologie und Physik der Universität Erlangen-Nürnberg ist das NESSI-Lab ein fächerverbindendes Konzept. Dadurch werden zweitweise ergänzend biologische bzw. physikalische Themen angeboten. Da sich die beiden Arbeitsgruppen vorerst nicht am NESSI-FÖSL beteiligen, wird darauf nicht weiter eingegangen. 29

30 Theoretische Grundlagen Die drei Säulen der Lehrerbildung, welche im NESSI-Lab zusammengeführt werden, sind - das Studium, welches die theoretische Grundlage für den Lehrerberuf legen soll, - das Referendariat, welches die zweite Phase der Lehrerbildung ausmacht und - die Lehrerfortbildung, die das Konzept des lebenslangen Lernens anstrebt. Wie bereits beschrieben werden die Schüler im Schülerlabor von Studierenden aller an der Universität Erlangen-Nürnberg möglichen Lehramtsstudiengänge mit dem Fach Chemie betreut. Zunächst war diese Veranstaltung fakultativ, seit der Einführung des Bachelor- und Mastersystems ist sie für Studierende des Gymnasiums sowie der Real-, Haupt- und Grundschule verpflichtend. Ziel der Veranstaltung ist das Erlernen und Erfahren der Betreuung und des Umgangs mit Schülern in Experimentiersituationen. Zu Beginn der Lehrveranstaltung erfolgt deshalb eine theoretische Einführung in das Schülerlabor, sein Konzept und die Experimente. Die Lehrerfortbildung Naturwissenschaftliche Experimente für die Jahrgangsstufe 1 bis 6 ist verpflichtende Voraussetzung für den Schülerlaborbesuch. Diese wird in Kooperation mit dem Chemielehrer-Fortbildungszentrum der Universität Erlangen-Nürnberg angeboten. Nach einem theoretischen Vortrag über das Konzept NESSI-Lab, erfolgt im Rahmen eines Workshops das Kennenlernen und Erproben der Experimente, die im Schülerlabor durchgeführt werden. Inhalt dieses Praktikums ist die Diskussion von auftretenden Problemen und Einsatzmöglichkeiten der Experimente im Unterricht. Der Seminartag für die Referendare verläuft ähnlich, allerdings mit einem kürzeren Vortrag und geringerer Anzahl an Experimenten, da hier weniger Zeit zur Verfügung steht. Die Lehrkräfte sollen die Inhalte selbst ausprobiert haben, damit sie im Unterricht auch auf die Inhalte des im Schülerlabor Erlebten zurückgreifen können und mit ihren Schülerinnen und Schülern auch die Experimente aus dem Labor noch einmal oder neue Experimente aus der Mappe durchführen können. Durch die Möglichkeit des praktischen Übens unter fachkundiger Anleitung können die Referendare und Lehrkräfte die Angst vor naturwissenschaftlichen Experimenten und deren Einsatz im eigenen Unterricht überwinden (Urbanger 2010, S. 193). 30

31 Theoretische Grundlagen Die in der Lehrerfortbildung bzw. im Schülerlabor angebotenen Experimente haben folgende Kennzeichen: - Durchführung mit einfachen Haushaltsmaterialien, - ungefährlich und ergebnissicher, - weitestgehend am Lehrplan orientiert und - Ermöglichen eigenständigen Experimentierens. Die Experimente sind in einer Experimentiermappe, welche von den Lehrern in der Fortbildung zu erwerben ist, zusammengefasst. Jedes Experiment besteht aus einem - Schülerarbeitsblatt, - einem Lösungsblatt und - einem Lehrerinformationsblatt. Das Schülerarbeitsblatt beinhaltet die Durchführung, Beobachtung und Erklärung der Experimente zur eigenständigen Durchführung durch den Schüler. Ein Beispiel ist in Abbildung 2 dargestellt. Abbildung 2: Beispiel eines Schülerarbeitsblatts zum Experiment "Hilfe, es brennt" aus der Experimentiermappe NESSI-Lab (vgl. Urbanger 2009) 31

32 Theoretische Grundlagen In der Abbildung 2 ist zu erkennen, dass das Schülerarbeitsblatt aus drei Teilen besteht: Es enthält zunächst eine Einführungsgeschichte nach dem Prinzip des Story-Telling. Das Story-Telling ermöglicht und unterstützt die nachhaltige Auseinandersetzung mit Phänomenen der unbelebten Natur (vgl. Lück 2005; Schekatz-Schopmeier & Lück 2011). Anschließend folgt auf dem Arbeitsblatt die Auflistung der notwendigen Geräte und Materialien. Darunter ist eine Beschreibung der Durchführung mit Arbeitsaufträgen zur Beobachtung und Erklärung abgedruckt. Das Lösungsblatt ist mit dem Schülerarbeitsblatt identisch, aber mit den Lösungen zu den Fragen zur Beobachtung und Erklärung des Experiments ergänzt. Dieses Blatt und das Informationsblatt sind für die Lehrer bestimmt. Letzteres beinhaltet weitere Zusatzinformationen zum Experiment: Lernziele, Hinweise, weiterführende und ergänzende (Sach-) Informationen sowie Literaturangaben. Die Experimente sind den Themenbereichen Feuer, Wasser, Erde und Luft zugeordnet und mit entsprechenden Farben (rot, blau, braun und gelb) und Symbolen (Feuerrad, Tropfen, Kristall und Wolke) gekennzeichnet. Kritisch zu bewerten sind die Inhalte der Experimente des Themas Erde. Darin enthalten sind kaum Experimente, die sich mit Erde bzw. Boden auseinandersetzten, sondern Phänomene, die auf der Erde auftreten. Dieses soll im Konzept NESSI-FÖSL verbessert werden. Durch den Workshop, das dazugehörige Skript, welches an die Lehrer verteilt wird, und den möglichen Erwerb der Experimentiermappe ist eine Vor- und Nachbereitung des Laborbesuchs möglich. Insgesamt orientiert sich die NESSSI-Mappe an der vom CHEMOL. Sie enthält bis auf eine Sicherheitseinweisung keine weiteren spezifischen Materialen, die speziell für die Vorbereitung auf das NESSI-Lab ausgerichtet sind. Um die Effizienz des Laborbesuchs zu erhöhen (vgl. Steffensky & Wilms 2006), soll dieses im Förderschulkonzept verändert werden. Nur ausgewählte Themen und Experimente aus der NESSI-Mappe, abgestimmt auf die Entwicklungsstufe der Schüler und den entsprechenden Lehrplan, werden beim Schülerlaborbesuch eingesetzt. Die eingeladenen Klassen besuchen an einem Vormittag das Chemielabor, wo sie unter der Betreuung von Studierenden die Experimente durchführen. Zunächst werden die für die Schüler geltenden Sicherheitsregeln wiederholt, die bereits von 32

33 Theoretische Grundlagen dem Lehrer im Unterricht besprochen werden müssen. Anschließend erhalten die Kinder Namensschilder und somit eine Zuordnung in eine Gruppe. Die Gruppeneinteilung erfolgt im Vorhinein durch die Lehrer. Danach erhält jedes Kind einen Laborkittel sowie eine Schutzbrille und jede Gruppe wird einem Studierenden zugeteilt. Dann beginnt die Praxisphase. Sie beinhaltet dreimal 40 Minuten Experimentieren, getrennt durch ca. 15 minütige Pausen. Jeder Schüler erarbeitet drei Themenbereiche mit jeweils sechs Experimenten. Abschließend wird ein Demonstrationsexperiment gezeigt und es folgt die Verabschiedung. Urbanger sieht in diesem Konzept folgende Vorteile: - Lernen an einem außerschulischen Lernort, - eigentätiges Experimentieren, - Verbesserung von Sozialverhalten durch das Experimentieren in kleinen Lerngruppen, - Verbesserung der sinnlichen Wahrnehmung, - Verbesserung des Sprachvermögens und - Anwendung naturwissenschaftlicher Denk- und Arbeitsweisen (vgl. Urbanger 2010). Das Konzept NESSI-Lab als Basis für das Schülerlabor für Förderschulen zu verwenden, bestätigt sich durch die von Urbanger durchgeführte Evaluation des Schülerlabors. 33

34 Theoretische Grundlagen Evaluation NESSI-Lab Nach Konzeption und Erprobung des Schülerlabors erfolgte eine Evaluation des Schülerlaborbesuchs auf Ebene der teilnehmenden Schüler mit Hilfe der von ihnen an das NESSI-Lab zugesandten Texte und Bilder. Diese Bilder zeigen, dass große Begeisterung bei den Schülern geweckt wird und insbesondere Experimente mit Show-Effekten prägend sind. Einige wenige Rückmeldungen beinhalten auch Kritik, wie beispielsweise das Missfallen an einem Thema oder Experiment (vgl. Urbanger 2010). Bei dieser Methode ist kritisch anzumerken, dass hauptsächlich die Schüler, die das Schülerlabor begeistert wahrnehmen, solche Briefe verfassen. Außerdem enthalten diese Darstellungen nur Ausschnitte und können somit keine umfassende Sicht der Schüler liefern. Die Evaluation auf Ebene der Studierenden, die im Schülerlabor Kinder betreuen, und der Lehrer sowie Referendare erfolgt mit Hilfe eines Fragebogens. Die Studierenden (n= 25) stufen diese Form der Lehrveranstaltung und die Betreuung der Kinder in Kleingruppen, bestehend aus maximal fünf Personen, als sinnvoll ein. Insgesamt wird die Lehrveranstaltung als interessant (37 %), lehrreich (37 %) und spaßig (26 %) bezeichnet (vgl. Abbildung 3). Keiner der Befragten gibt an, dass sie uninteressant oder aufgezwungen sei (vgl. Urbanger 2010). Die Personengruppe Lehrer wurde mithilfe des Fragebogens des Chemielehrer- Fortbildungszentrums erfasst. Hier zeigen sich sehr positive Rückmeldungen über die zum Schülerlabor gehörige Lehrerfortbildung (vgl. Urbanger 2010). 37% 37% Langweilig Lehrreich Spaßig Aufgezwungen Interessant Uninteressant 26% Abbildung 3: Einschätzung der Lehrveranstaltung der Studierenden (n = 25) (Urbanger 2010, S. 205) 34

35 Theoretische Grundlagen Diese positiven Rückmeldungen führten zum Ausbau des Konzepts. Es entstanden die in der Einleitung beschriebenen Teilprojekte NESSI Mobil, NESSI vor Ort und NESSI-Transfer mit NESSI-FÖSL (vgl. Schmitt-Sody, Kometz & El-Senousy 2011). Das NESSI-Lab ist mit seinen Teilprojekten an die Bedingungen in der Metropolregion Nürnberg angepasst und ein Lehr-Lern-Labor, welches erfolgreich die drei Säulen der Lehrerbildung miteinander verbindet. Dieser Ansatz soll auch im NESSI-FÖSL beibehalten werden. Dabei ist die freie Wahl der Studierenden zwischen dem Besuch des regulären NESSI-Lab und der Veranstaltung für Förderschulen wichtig, da sich nicht jeder Student auf Förderschüler einlassen kann bzw. möchte. Auch das von den Studierenden als positiv erlebte Betreuungsverhältnis wird übernommen. Um eine intensivere Einsicht in das Erleben und das nachhaltige Lernen auf Schülerebene zu erhalten, erfolgt eine Evaluation des NESSI-FÖSL mit Interviews (vgl. Kapitel 4.5). Bei der Konzeption sollen die in diesem Kapitel beschriebenen Kritikpunkte verbessert werden. Darüber hinaus sind chemiedidaktischen Hintergründe zum Lernen, zu Schülervorstellungen, Experimenten und Modellen zum Schülerlabor, die im nächsten Kapitel erläutert werden, Grundlage für NESSI-FÖSL. 35

36 Theoretische Grundlagen Lernen im Schülerlabor Dieses Kapitel beschreibt überblicksweise die lerntheoretischen Grundlagen, die als Basis für das Vermitteln von chemischen Inhalten im NESSI-FÖSL gelten. Es wird dabei auf die Hauptströmungen der Lerntheorien und die Entwicklung des Denkens nach Piaget eingegangen. Die drei Hauptströmungen der Lerntheorien Prinzipiell kann bei den Lerntheorien von drei Hauptströmungen (vgl. Möller 2004) gesprochen werden. Zunächst der Behaviorismus, der durch das klassische Konditionieren durch Pawlow Eingang in die Psychologie fand und durch das operante Konditionieren nach Watson ausgebaut wurde (vgl. Edelmann 2000). Grundlage dieser Theorien sind das Reiz-Reaktions-Lernen durch welches Verhalten auf- bzw. abgebaut werden kann. Sie sind insbesondere für Verhaltensweisen geltend und somit für die Verhaltenstherapie relevant. Edelmann rät auf Grundlage der Annahmen dieser Hauptströmung, dass Angstauslösungen vermieden werden sollten und das Gefühl von Sicherheit im Unterricht und Schülerlabor angestrebt werden sollte (vgl. Edelmann 2000). Zudem finden in dieser Lerntheorie Token- Systeme zum Aufbau oder Abbau von Verhaltensweisen durch Belohnung bzw. Bestrafung oder Auswendiglernen ihre theoretische Begründung. Auch in Bezug auf die Lernbehinderung kann diese Theorie herangezogen werden: Lernschwierigkeiten werden dann als unangemessene Reiz-Reaktions-Verknüpfungen interpretiert, die das Lernen mit unangenehmen Erlebnissen verhindern (Heimlich 2009, S. 52). Aufgrund von Angst oder anderen Gefühlen wird Lernen von den Schülern beispielsweise vermieden. Für ein Schülerlabor für Förderschüler ist das Reiz-Reaktions-Lernen in Bezug auf Verhaltensstörungen 11 entscheidend. In einem Schülerlabor ist durch eine einmalige Intervention die Verwendung eines Token-Systems nicht möglich. Allerdings können in der Gruppensituation durch positive Verstärkung, z. B. in Form von Lob der Studierenden, unerwünschte Verhaltensweisen kurzfristig im Labor minimiert werden. Vermeidung von negativer Verstärkung wirkt hier ebenfalls förderlich. Deshalb muss dieser Aspekt in der theoretischen Einführung zu Beginn der Lehrveranstaltung den Studierenden (vgl. Kapitel 4.4.5) verdeutlicht werden. 11 Eine Verhaltensstörung ist eine nicht adäquate, erwartete Reaktion oder ein fremd erscheinendes, wenig sinn- und zweckvolles Verhalten (vgl. Langner 2012). Die Begriffe Erziehungsschwierigkeit und Verhaltensauffälligkeit werden häufig synonym verwendet. 36

37 Theoretische Grundlagen Ein Auswendiglernen wird im NESSI-FÖSL nicht angestrebt. Der Behaviorismus sieht den Lernenden als passiv an, der das Gelernte reproduzieren soll. Er berücksichtigt nicht, dass auch ein Lernender Einfluss auf den Lernprozess hat und eine Verarbeitung des Lernenden erfolgt. Deshalb muss zur Erklärung des Verstehensprozesses von chemischen Phänomenen und Lösung von Problemsituationen eine andere Hauptströmung herangezogen werden. Der Kritik am Behaviorismus wird im kognitivistischen Ansatz entgegengewirkt, indem der Lernende als ein lineares Informationssystem angesehen wird (vgl. Holzinger 2000). Der Lernende wird nicht durch die Umwelt direkt gesteuert, sondern die Informationen werden vom Lernenden aufgenommen, verarbeitet und abgerufen (vgl. Mietzel 2003). Als Kognition werden Prozesse des Wissens, der Aufmerksamkeit, der Erinnerung und des Schlussfolgerns sowie der Inhalt dieser Prozesse verstanden. Zu den kognitiven Prozessen zählen höhere geistige Prozesse wie Wahrnehmung, Gedächtnis, Sprache, Problemlösen und abstraktes Denken (Zimbardo & Gerrig 2004, S. 344). Die Gedächtnistheorie geht davon aus, dass das menschliche Gedächtnis aus einem sensorischen Register, einem Kurzzeit- und Langzeitgedächtnis zusammengesetzt ist (vgl. Mietzel 2003). Die Förderung der Erinnerungsfähigkeit kann durch logische Ordnung oder hierarchische Organisation des Wissens erfolgen (vgl. Gudjons 2003). Asubel (1974) betont in diesem Zusammenhang die Verknüpfung des neuen Lernstoffes mit bereits vorhandenen kognitiven Strukturen (vgl. Gudjons 2003). Bruner betont in seiner Theorie des entdeckenden Lernens die Anwendung von Problemlöseverfahren zur relativ eigenständigen Verarbeitung des Wissensstoffes. Bruners Theorie kann als Übergang zum Konstruktivismus angesehen werden, da er die eigenständige Entdeckung, Priorisierung, Neuordnung sowie Anwendung auf andere Probleme als wichtig ansieht (vgl. Edelmann 2000, Möller 2004). Beim Erfassen des nachhaltigen Lernens durch ein Schülerlabor muss berücksichtigt werden, dass der Schüler nicht nur reagiert, sondern die Informationen verarbeiten muss. Diese Verarbeitung erfolgt bei jedem Kind unterschiedlich und wird nie zu einem einheitlichen Lernergebnis führen. Die Wichtigkeit des Problemlöseprozesses und dessen Umsetzung wird durch das Story-Telling und das Experiment im Konzept NESSI-Lab betont. Dieses soll auf Basis des Konstruktivismus im NESSI-FÖSL-Konzept beibehalten werden, wenn nicht sogar einen größeren Schwerpunkt erhalten. 37

38 Theoretische Grundlagen Beim konstruktivistischen Lernen stehen im Vergleich zu Brunners Ansatz noch stärker die subjektive Interpretation von Informationen sowie die subjektive Konstruktion von Ideen und Konzepten im Vordergrund. Lernen wird hier als Wechselwirkung zwischen der externen Präsentation und dem internen Verarbeitungsprozess (Möller 2004, S. 36) verstanden. Lernen hat aus dieser Sichtweise folgende Merkmale: aktiv, konstruktiv, idiosynkratisch und zielgerichtet (vgl. Seel 2000). Insbesondere wird häufig der synkratische Aspekt des Konstruktivismus kritisiert. Denkt man diesen Ansatz konsequent zu Ende, so wird deutlich, dass es keinen sicheren Anfang und kein sicheres Ende von Erkenntnis geben kann, da alles Wissen subjektive Konstruktion ist. Begriffe wie Richtig oder Falsch hätten ihre Bedeutung verloren es gibt ja keine objektiven Bezugspunkte (Müller 2002, S. 4). Deshalb ist weiterhin ein Einfluss bzw. Beobachtung durch Lehrende beim Lernprozess sinnvoll und erstrebenswert. Unter dieser dritten Hauptströmung der Lerntheorien lassen sich die in der Chemiedidaktik vielfältig untersuchten Schülervorstellungen und ihre Veränderungen subsumieren (vgl. Möller 2004). Diese werden ausführlich im Kapitel in Bezug auf chemische Phänomene und ihre Bedeutung im Schülerlabor dargestellt. Das Projekt und das Forschungsvorhaben zielen auf nachhaltiges Lernen durch das Schülerlabor ab. Ausgehend von einem konstruktivistischen Ansatz wird nachhaltiges Lernen als ein langfristiger bis hin zum dauerhaften Erwerb von Kenntnissen, Fähigkeiten und Fertigkeiten definiert (vgl. Schüßler 2001). Nachhaltiges Lernen wird von der Motivation der Lernenden beeinflusst. Dies verdeutlicht die self-efficacy-theorie nach Bandura (vgl. Bandura 1977). Nach ihm schätzt eine Person zunächst seine eigenen Fähigkeiten bei einer Handlung ein und wägt dann die Ergebniserwartungen ab. Sind seine Ergebniserwartungen gering, so wird der Mensch nicht handeln (vgl. Vogt 2007). Zudem gibt es die sogenannte Theorie der Selbstbestimmung von Deci und Ryan, die besagt, dass die Entwicklung von Lernmotivation und das Erleben von Selbstbestimmtheit und Kompetenz in Lebenssituationen abhängig von der Erfahrung von Autonomie, Kompetenz, positiven Emotionen und sozialen Bezügen (Seel 2000, S. 87) ist. Dieser Zusammenhang zwischen Motivation bzw. positiven Emotionen mit Lernen ist in Schülerlaboren entscheidend. Wie in dem Kapitel dargestellt, löst das Schülerlabor positive Emotionen sowie kurzfristiges hohes Interesse an Naturwissenschaften aus und 38

39 Theoretische Grundlagen fördert somit das Lernen am außerschulischen Lernort, was beim NESSI-FÖSL ausgenutzt werden soll. Lernen erfolgt in Abhängigkeit vom Alter auf unterschiedlichen Stufen. Da diese Entwicklungsstufen gerade in einem Schülerlabor für unterschiedliche Jahrgangsstufen berücksichtigt werden müssen, wird im Folgenden die Entwicklung des Denkens nach Piaget beschrieben. Die Entwicklung des Denkens nach Piaget Piaget kann als Kognitivist und zugleich als Konstruktivist eingeordnet werden. Obwohl seine Untersuchungen mit seinen eigenen Kindern durchgeführt und häufig kritisiert wurden, sind seine Ergebnisse zur Entwicklung des Denkens hilfreich. Insbesondere sein Stufenmodell zum Denken, auf das immer wieder Bezug genommen wird. Der Aufbau von Strukturen erfolgt durch Assimilation bzw. Akkommodation (vgl. Piaget 1992, Hatwell 1978) und erfolgt schrittweise in sogenannten Entwicklungsstadien: - Sensomotorische Phase (0-1,5 Jahre), - Präoperationale Phase (2-7 Jahre), - Periode der konkreten Operationen (7-12 Jahre) und - Periode formaler Operationen (ab 11 oder 12 Jahre) (vgl. Piaget 1981, S. 52). In der sensomotorischen Phase entwickelt der Säugling seine angeborenen Schemata weiter. Das Kind erkennt, dass Objekte oder Personen außerhalb seines Blickfeldes existieren, was als Objektpermanenz bezeichnet wird. Sie wird durch verbesserte Fähigkeiten, wie erhöhte geistige Aktivität oder sprachlicher Ausdruck, in der präoperationalen Phase weiterentwickelt. Die präoperationale Phase ist gekennzeichnet durch Egozentrismus, die Unfähigkeit die Perspektive einer anderen Person einzunehmen, sowie durch Zentrierung, welche die Unfähigkeit der Berücksichtigung von mehr als einem perzeptuellen Faktor ist. Mit Erreichen des Schulalters und beim Übertritt in die Sekundarstufe I verschwinden diese Unfähigkeiten. Das Kind kann nun auf Grundlage konkreter Operationen physikalische Handlungen in geistige umwandeln. Es ist in der Lage mentale Operationen (Handlungen im Geist) auszuführen und weiß, dass physikalische Eigenschaften von Objekten gleich bleiben, obwohl das Aussehen der Objekte, jedoch keine weiteren Eigenschaften verändert wurden (sogenanntes Invarianzprinzip). Zudem können sie geistige und praktische Handlungen umkehren (sogenannte Reversibilität) (vgl. Piaget 1981, Zimbardo & Gerrig 2004, Piaget 1992). 39

40 Theoretische Grundlagen Entsprechend können in einem Schülerlabor für die erste bis sechste Jahrgangsstufe Experimente eingesetzt werden, die durch entsprechendes Anforderungsniveau gekennzeichnet sind. Im letzten Entwicklungsstadium wird das Denken abstrakt und ist somit losgelöst von dem konkreten Objekt (vgl. Piaget 1981, Zimbardo & Gerrig 2004, Piaget 1992). Die Ansätze von Piaget werden in Bezug auf seine Methode aber auch in Bezug auf die starre Einteilung der Entwicklung in Stufen kritisiert. Aufgrund der geringen Probandenzahl ist eine Verallgemeinerung kritisch zu sehen. Ob eine Entwicklung wirklich so starr in den Entwicklungsstadien und ohne Einfluss der sozialen Umwelt abläuft ist fraglich. Wygotski entwickelt in seiner Theorie deshalb den Ansatz der Stufe der nächsten Zone der proximalen Entwicklung. Diese ist allerdings ungenau definiert und deren dazu notwendigen und ablaufenden Prozesse sind nicht beschrieben. Wygotski hebt den sozialen Kontext hervor, in dem sich das Kind entwickelt (vgl. Zimbardo & Gerrig 2004). Bruner entwickelte die Theorie von Piaget weiter, stellt ebenfalls den sozialen Kontext in den Vordergrund und legt drei Stufen (enaktiv, ikonisch und symbolisch) der Entwicklung fest (vgl. Zimbardo & Gerrig 2004). Er geht im Gegensatz zu Piaget davon aus, dass alle Stufen von einem Kind erreicht werden können. Aufgrund der fehlenden Definition und durch die Annahme von Brunner, dass Kinder alle Entwicklungsstufen erreicht werden können, gilt die Theorie des Denkens von Piaget weiterhin als Grundlage in der Entwicklungspsychologie. Auch in der Lernbehindertenpädagogik wird die Theorie häufig als Orientierung und Einschätzung des Entwicklungsstadiums der Kinder herangezogen, um entsprechende Förderung zu gewährleisten (vgl. Wember 1986, Heimlich 2009). Ausgehend von der Entwicklung der Kognition nach Piaget können Lernstörungen (vgl ) als Entwicklungsstörungen angesehen werden. So hat Wember bereits festgestellt, dass bei Kindern, bei denen eine Lernbehinderung diagnostiziert wurde, bei Schuleintritt ein Rückstand in der Entwicklung von ca. zwei Jahren vorliegt. Sie befinden sich somit noch auf der präoperationalen Stufe und bringen folglich nicht die entsprechenden Voraussetzungen für das erste Schulbesuchsjahr mit (vgl. Wember 1986, Heimlich 2009). Diese veränderten Voraussetzungen müssen im Schülerlabor berücksichtigt werden, beispielsweise durch Experimente mit einem niedrigeren Schwierigkeitsgrad oder die Verwendung von altersgerechten Veranschaulichungen. 40

41 Theoretische Grundlagen Bei der Konzeption des Schülerlabors NESSI-FÖSL wird davon ausgegangen, dass das Lernen ein aktiver Prozess ist und neue Lerninhalte in das Vorwissen integriert bzw. beide aneinander angepasst werden. Die Berücksichtigung des Vorwissens bzw. der Schülervorstellungen sind somit von Bedeutung, weshalb das Vorwissen der Schüler in der Evaluation des Labors erfasst werden soll (vgl. Kapitel 4.5). Da Problemlöseprozesse den selbstständigen Wissenserwerb unterstützen, sollen die Einstiege in jedes Experiment durch konkrete Problemstellungen erfolgen. Außerdem ist didaktische Reduktion und eine entsprechende Auswahl der Experimente zu berücksichtigen. Der Einsatz von Modellen ist passend zum Entwicklungsstand der Kinder zur Vermittlung von Erkenntnissen im Schülerlabor notwendig. 41

42 Theoretische Grundlagen Vermittlung von Erkenntnissen im Schülerlabor Erkenntnis spielt in Naturwissenschaften eine wichtige Rolle und bedeutet in diesem Zusammenhang die Ermittlung funktionaler Zusammenhänge, wobei es von dem jeweiligen erkennenden Subjekt abhängt, auf welche Zusammenhänge es abzielt (Reiners 1989, S. 8). Dabei wird in der Fachwissenschaft Chemie induktiv, deduktiv oder hypothetisch-deduktiv vorgegangen (vgl. Heitzmann 2010). Im Unterschied zur Fachwissenschaft ist der Erkenntnisprozess im Chemieunterricht in einen umfangreichen Bildungs- und Erziehungsprozess eingebettet. Deshalb beschreibt Kometz Erkenntnismethoden, die sich aus den Ansätzen für den Chemieunterricht ableiten lassen: - Beobachtung und Beobachtungsmethode, - Experiment und experimentelle Methode sowie - Modell und Modellmethode (vgl. Kometz 1996). Diese Methoden werden eingesetzt, um Erkenntnisgewinn nicht nur auf das Lernen von chemischen Inhalten zu beschränken, sondern auf folgende drei Dimensionen auszuweiten: Wissenschaftsverständnis (epistemological views), wissenschaftliches Denken (scientific reasoning) und manuelle Fertigkeiten (practical skills) (vgl. Mayer 2007). Zum Wissenschaftsverständnis zählen z. B. die Grundzüge und Grenzen der Naturwissenschaften zu kennen oder das Beurteilen von Modellen. Die Dimension des wissenschaftlichen Denkens beinhaltet hauptsächlich das Aufstellen von Hypothesen, Entwickeln von Fragen, Beschreiben, Beobachten, Untersuchen, Auswerten und Experimentieren. Die Durchführung von Versuchen und das Kennen von Sicherheitsregeln zählen zur dritten Ebene. Dabei wird der Prozess der wissenschaftlichen Vorgehensweise häufig als Problemlöseprozess beschrieben (vgl. Mayer 2007). Im NESSI-FÖSL soll der Schwerpunkt hauptsächlich auf den letzten beiden Dimensionen liegen. Die Kompetenzbereiche in der Chemie erweitern diese drei Dimensionen, indem sie neben Fachwissen, Erkenntnisgewinn (Experimente und andere Untersuchungsmethoden sowie Modelle nutzen), auch die Kommunikation und Bewertung einbeziehen (vgl. Kultusministerkonferenz 2004, Labudde 2010). Bewertung ist sehr komplex und muss bei Kindern angebahnt werden. Dieses ist im NESSI-FÖSL schwer umzusetzen. Kommunikation erfolgt durch das Entwickeln von Versuchen und der Verbalisierung der Durchführung, Beobachtung und Erklärung der Experimente im NESSI-FÖSL. 42

43 Theoretische Grundlagen Naturwissenschaftliche Grundbildung, die vom allen Teilprojekten des NESSI-Labs angestrebt wird (vgl. Kapitel 2.1.1), betont, dass Lernen in den Naturwissenschaften über das Fachwissen hinausgeht. Dieser Begriff orientiert sich immer stärker an der Bildungskonzeption der Scientific Literacy. Letztere beinhaltet zudem Struktur des Wissens, Methoden der Wissensproduktion und deren kritische Reflexion (Steffensky & Wilms 2006, S. 14). Bereits in den 1950er Jahren wurde der Begriff Scientific Literacy das erste Mal erwähnt und seither immer wieder neu definiert (vgl. Baybee 2002, S. 23). Scientific Literacy wird dabei als Zentrum eines Dreiecks extremer Positionen gesehen: die hauptsächliche Ausrichtung auf naturwissenschaftliches Wissen, den Prozess der Naturwissenschaft (beispielsweise die Fähigkeit Fragen zu stellen oder Hypothesen aufstellen) und gesellschaftspolitische Problembereiche (vgl. Schaefer 2002, S. 88). Baybee entwickelte mit dem Schwerpunkt auf dem naturwissenschaftlichen Wissen ein hierarchisches Modell mit vier Stufen 12 von naturwissenschaftlicher Bildung. Sie wird als ein lebenslanger Prozess angesehen (vgl. Baybee 2002). Schaefer dagegen sieht Scientific Literacy als einen Teil der Allgemeinbildung an, die auf den Erwerb von Lebenskompetenz abzielt, welche sich wiederum in elementare Kompetenzen (wie Sachkompetenz) unterteilt. Die Entwicklung der Kompetenzen erfolgt erstens durch Erwerb und Speicherung von Kenntnissen, Fertigkeiten und Haltungen und [ist] zweitens eine Reorganisation und Funktionalisierung der Lernprodukte im Hinblick auf ihre Anwendung für die Entwicklung multipler Kompetenzen (Schaefer 2002, S. 88). Auf Basis des immer mehr an Bedeutung gewinnenden Begriffs Kompetenz in den deutschen Lehrplänen und der Sichtweise, dass Scientific Literacy als eine Schnittmenge von Wissen, Handeln und Bewerten angesehen wird, fordern Gräber, Nentwig und Nicolson die Berücksichtigung folgender Lernformen: - disziplin-orientiertes Lernen und lebenswelt-orientiertes Lernen, - Fakten/Konzept Lernen und Lernen von fächerübergreifenden Kompetenzen bzw. - lehrer-kontrolliertes Lernen und schüler-selbstbestimmtes Lernen (vgl. Gräber, Nentwig & Nicolson 2002). Dabei soll im Unterricht und im Schülerlabor ein ausgewogenes Verhältnis der hier dargestellten Lernformen berücksichtigt werden, um Scientific Literacy bzw. naturwissenschaftliche Grundbildung zu fördern. 12 Diese vier Stufen heißen nominale Scientific Literacy, funktionale Scientific Literacy, konzeptionelle und prozedurale Scientific Literacy sowie multidimensionale Scientific Literacy (vgl. Baybee 2002). 43

44 Theoretische Grundlagen Diese Lernformen sowie unterschiedliche Gestaltungsmöglichkeiten von Konzepten oder Methoden werden in der Chemiedidaktik kontrovers diskutiert. Ein moderner Chemieunterricht sollte unabhängig von seinem Aufbau und der eingesetzten Methoden einige Prinzipien erfüllen. Woest entwickelte solche Prinzipien auf Grundlage einer Befragung von Schülern, Studierenden und Lehrern. Dazu zählen unter anderem - Alltagsbezug, - Problemorientierung und - Handlungsorientierung (vgl. Woest 1997b). Insbesondere die Einbettung der behandelten Themen aus der Chemie in den Alltag der Schüler und die damit verbundene Anknüpfung an das Vorwissen der Lernenden ist anzustreben. Zudem kann durch das Experiment die geforderte Handlungsorientierung leicht umgesetzt und somit selbstständige Aktivität erreicht werden. Auch ein Schülerlabor muss diese Lernformen bzw. Erkenntnismethoden berücksichtigen, um verschiedene Kompetenzen zu fördern. Dabei werden durch Experiment, Modell und Beobachtung nicht nur die Wissensvermittlung erreicht, sondern auch soziale Kompetenz und Sprachkompetenz gefördert. Hierfür ist das Anknüpfen am Vorwissen erforderlich. Diese Vorgehensweise wird in der im nächsten Kapitel darstellten Theorie der Schülervorstellung bzw. des conceptual change in der Chemiedidaktik begründet. 44

45 Theoretische Grundlagen Schülervorstellungen Ausgehend von der konstruktivistischen Lerntheorie (vgl. Kapitel 2.1.3) müssen für ein erfolgreiches Lehren während der methodischen, inhaltlichen und materiellen Gestaltung die Schülervorstellungen 13 berücksichtigt werden (vgl. Duit 1992, Burger & Gerhardt 1999). Diese lebensweltlichen Vorstellungen entstehen aus Erfahrungen im täglichen Leben und unterscheiden sich häufig von wissenschaftlichen Vorstellungen. Zur Entwicklung und Veränderung von Schülervorstellungen gibt es unterschiedliche theoretische Ansätze (vgl. Özdemir & Clark 2007). So liegt der Theorie des conceputal change, einer der bekanntesten Theorien, der Gedanke der Rekonstruktion von Vorstellungen zugrunde (vgl. Posner et al. 1982). Damit eine Veränderung der Vorstellung erfolgt, müssen die Bestehenden durch einen kognitiven Konflikt angezweifelt werden. Die neue Vorstellung muss allerdings rationaler, verständlicher, glaubwürdiger und ausbaufähiger erscheinen (vgl. Posner et al. 1982, Krüger 2007). Eine weitere Theorie stellte Carey auf. Sie geht davon aus, dass Konzepte vollständig ersetzt werden, sich in mehrere aufteilen bzw. mehrere Konzepte in einem Konzept vereint werden können. Dabei werden die Vorstellungen durch neues Wissen in einem spezifischen Bereich, durch soziale Interaktion und durch die Entwicklung von logischen Strukturen des Kindes aufgebaut oder verändert (vgl. Carey 1991). An diesen beiden Ansätzen ist zu kritisieren, dass sie keine inhaltlichen Änderungen innerhalb einer Vorstellung zulassen. Aus dieser Kritik heraus entwickelten Vosniadou und Brewer den Rahmentheorie-Ansatz (vgl. Vosniadou & Brewer 1992). An diesem Ansatz ist wiederum die Verdinglichung und Defizitorientierung sowie die geringe Erfassung von handlungsrelevanten Repräsentationen zu kritisieren (vgl. Stark 2002). Unabhängig von diesen unterschiedlichen Sichtweisen und ihrer Kritik ist den Theorien zur Schülervorstellung gemeinsam, dass ein zentrales Charakteristikum demnach ihre mitunter enorme Stabilität [ist]. Schülervorstellungen lassen sich somit als erklärungsmächtige, bisweilen recht stabile und relativ komplexe kognitive Strukturen betrachten, die mitunter nicht so einfach zu verändern sind (Heran-Dörr 2006, S. 31). Deshalb ist fraglich, in wieweit das Experimentieren und Lernen an einen Vormittag in einem Schülerlabor die Vorstellungen von Schülern über einzelne Sachverhalte verändern kann. 13 Synonyme für diesen Begriff sind: Alltagskonzepte oder Lernervorstellungen, Präkonzepte, Schülervorstellungen, naive Theorien und Vorerfahrungen (vgl. Duit 1999, Krüger 2007, Möller 2010). 45

46 Theoretische Grundlagen Aufbauend auf den von Carey entwickelten Voraussetzungen zur Veränderung einer Schülervorstellung, entwickelten Möller und Köhnlein folgende Aspekte, die auch in einem Schülerlabor zu berücksichtigen sind: - ein aktiver Lernprozess durch z. B. Experimentieren, - interessante Fragestellungen über einen neuem Zusammenhang, - Aufnehmen der vorhandenen Darstellungen und eventuelle Konfrontation mit anderen Sachverhalten, - eigene Lernwege ermöglichen sowie - das Diskutieren von Arbeitsweisen (vgl. Möller 2010). Da die Vorgehensweise nach conceptual change sehr hohe Ansprüche an den Lernenden stellt, sind lernschwache Schüler häufig überfordert. Um dieser Überforderung entgegen zu wirken, ist eine entsprechende individuelle Unterstützung bereitzustellen (vgl. Möller 2010). Vorstellungen hängen eng mit Sprache und Begriffsbildung zusammen. Nachteilig wirken sich bei der Entwicklung die Mehrdeutigkeit unserer Sprache, ähnliche Begriffe aus der Alltagssprache oder längst überholte Vorstellungen, die durch Sprache bewahrt und deshalb von der Gesellschaft an die Kinder weitergegeben werden, aus (vgl. Pfundt 1981). Daher lässt sich vermuten, dass bei Menschen mit Beeinträchtigungen in der Sprache, wie bei hörgeschädigten Schülern, solche Präkonzepte von den Vorstellungen von Kindern ohne Behinderung abweichen. Auch bei kognitiver Einschränkung bei einer Lernbehinderung, lässt sich vermuten, dass Vorstellungen verändert gebildet werden. Auch ein Erfahrungsmangel, der häufig bei Kindern mit Hörschädigungen und Lernbehinderungen vorliegt (vgl. 2.2), spielt hier eine Rolle. In der chemiedidaktischen Literatur finden sich kaum Forschungsergebnisse in Bezug auf Schülervorstellungen bei Kindern mit Förderbedarf. Im Gegensatz dazu gibt es eine Vielzahl an Untersuchungen hinsichtlich Schülervorstellungen von Kindern ohne Förderbedarf zu verschiedensten chemischen Phänomenen. Abgestimmt auf die Auswahl der Schülerexperimente im NESSI-Lab, werden nun einige Ergebnisse vorgestellt, um diese bei der Konzeption zu berücksichtigen. Außerdem sollen sie mit Vorstellungen von Förderschülern durch die Evaluation verglichen werden. 46

47 Theoretische Grundlagen Schülervorstellungen zu chemischen Phänomenen Vorstellungen zum Experimentieren im Allgemeinen sind laut Höttecke unzureichend bei Schülern vorhanden. Insbesondere jüngere Schüler verstehen darunter ein eher planloses Ausprobieren und Entdecken (Höttecke , S. 66). Deshalb kann bei einem Schülerlabor nicht davon ausgegangen werden, dass bei Förderschülern der Grundschulstufe eine detaillierte Vorstellung über Experimente und deren Durchführung vorhanden ist. Mit zunehmendem Alter und Erfahrungen entwickelt sich das Bild hin zu einer naiv empiristischen Vorstellung. Dabei wissen die Schüler über die Konsequenzen, die Vorbereitungen und die Funktionen eines Experiments Bescheid (vgl. Höttecke 2001). Zum Thema Luft liegen Forschungsergebnisse vor, dass bereits im Vorschulalter die Existenz von Luft bekannt, aber der Gasbegriff im naturwissenschaftlichen Sinn nicht ausgebildet ist (vgl. Driver, Squires & Wood-Robinson 1994). Das Konzept Luft als eine dauerhafte, unabhängige von Bewegung existierende Substanz entwickelt sich zwischen dem siebten und zehnten Lebensjahr. Von einem Drittel der 5-Jährigen wird bereits angenommen, dass Luft Raum einnimmt, allerdings verneinen noch ein Drittel der befragten 12-Jährigen diese Aussage (vgl. Driver, Squires & Wood-Robinson 1994). Ob diese Vorstellungen schon bei Schülern mit Förderbedarf in der Klasse 1 bis 6 vorhanden ist, ist fraglich und ist durch die geplanten Interviews zu prüfen prüfen. Wie im NESSI-Lab, soll das Thema Wasser im NESSI-FÖSL beibehalten werden. Deshalb werden hierzu Ergebnisse vorgestellt werden. Eine in Israel durchgeführte Studie zum Thema Aggregatzustände zeigt, dass im Alter von vier Jahren bereits zwischen den beiden Aggregatszuständen fest und flüssig unterschieden werden kann. Probleme haben die Kinder allerdings mit den Zuständen zäh, elastisch und weich. Zwei Kennzeichen für flüssig sind für die Kinder, dass diese Substanzen fließen oder wie Wasser sind (vgl. Stavy & Stachel 1985). Allerdings besteht laut Driver, Squires & Wood-Robinson in diesem Alter keine Vorstellung über den Zusammenhang zwischen Phasenumwandlungen und Temperatur. Dies konnte Lück in ihren Untersuchungen allerdings nicht bestätigen (vgl. Lück 2000b). Weitaus häufi-gere Fehlvorstellungen treten bei dem Phänomen Verdampfen von Wasser auf. In einer Untersuchung von Bar und Galili wurde die Frage gestellt: Was passiert mit Wasser, 14 Höttecke fasst zudem Ergebnisse zu Schülervorstellungen zur Person des Naturwissenschaftlers, seine Arbeit und das Labor als sein Arbeitsplatz zusammen (vgl. Höttecke 2011). 47

48 Theoretische Grundlagen das auf dem Boden verschüttet wurde? Die befragten Kinder antworteten entweder, dass es verschwindet (60 % der Sechsjährigen, 15 % der Elfjährigen) oder dass das Wasser in den Boden einzieht (60 % der Siebenjährigen und 20 % der Elfjährigen) (vgl. Bar & Galili 1994). Im Rahmen ihrer Untersuchungen haben Inhelder und Piaget zum Phänomen Lösen von Zucker in Wasser festgestellt, dass die meisten Kinder zwischen 6 und 7 Jahren angeben, dass der Zucker verschwindet (vgl. Inhelder & Piaget 1958). Der Grund ist wohl die noch geringe Ausprägung der formal-logischen Denkoperationen (vgl. Lück 2000b, S. 125). Gegensätzliche Ergebnisse zeigt die Studie von Slone und Bokhurst auf. Bereits im Kindergartenalter ist ein Teil der Lernenden bewusst, dass der Zucker erhalten bleibt. 24 % der 4- bis 5- Jährigen glauben an die Erhaltung, 69 % an die Nicht-Erhaltung und 7 % an die Verflüssigung des Zuckers. Im Alter von 8 und 9 Jahren verschieben sich die Antworten: 33 % erklären dieses Phänomen mit einer Nicht-Erhaltung, 27 % mit Erhaltung, 33 % Verflüssigung des Zuckers und 8 % mit einem willkürlichem Zerfall in kleinste Teilchen (vgl. Slone & Bokhurst 1992). Grüß-Niehaus und Schanze haben basierend auf einer Vielzahl an Publikationen 15 eine Kategorisierung von Lernvorstellungen zum Löslichkeitsbegriff vorgenommen. Sie teilen die Ergebnisse unter anderem in die Kategorien Raumnutzung, Reaktion, Schmelzen, Verdampfen, Absorption, Verschwinden, Anthropomorphismus, Verdampfen und Teilchenerzeugung ein. Die falsche und häufige Übertragung der Aggregatzustände auf den Lösungsprozess erfolgt in der Kategorie Schmelzen und Verdampfen (vgl. Grüß-Niehaus & Schanze 2011). Eine andere Vorstellung wird unter Absorption kategorisiert, d. h. das Wasser saugt den Zucker schwammartig auf. Unter die Kategorie Teilchenerzeugung fallen Vorstellungen, bei denen der zu lösende Stoff vor dem Lösevorgang noch als Kontinuum wahrgenommen [werden], in dem keine vorgebildeten Teilchen vermutet werden (Grüß-Niehaus & Schanze 2011, S. 24). Erst durch das Auflösen von Zucker entstehen kleine willkürlich geformte Teilchen. Häufig haben Kinder auch die Vorstellung, dass der Zucker verschwindet. Insgesamt stellen Grüß-Niehaus und Schanze fest, dass die Erhebungssituation das Auftreten und die Verteilung von den dargestellten Kategorien beeinflussen. Aufgrund diesem Zusammenhang und weil die Antworten über alle Altersstufen hinweg allen Kategorien zugordnet werden können gilt der Lösungsprozess für Schüler als ein insgesamt schwer zu verstehendes Phänomen. 15 Darunter fallen beispielsweise Untersuchungen von Abraham et al. (1992); Rosen & Rozin (1993) und Slone & Bokhurst(1992). 48

49 Theoretische Grundlagen Auf Basis dessen müssen die für das NESSI-FÖSL geplanten Experimente überdacht werden. Hinzu kommen theoretische Überlegungen zum Experiment, die im folgenden Kapitel dargestellt sind. 49

50 Theoretische Grundlagen Das Experiment im Schülerlabor Das Experiment zählt zu den entscheidenden Erkenntnismitteln im Chemieunterricht und in Schülerlaboren, wie das NESSI-Lab (vgl. Urbanger 2010, Schmitt-Sody & Kometz 2011a). Das Experiment wird schon seit Jahrhunderten in den naturwissenschaftlichen Fachwissenschaften als Erkenntnismittel bzw. Forschungsmethode eingesetzt. Es gilt als ein geplanter, planmäßiger, künstlicher und willkürlicher Eingriff im Dienste der Erkenntnis bzw. Fachwissenschaft (vgl. Weizsäcker 1976). Laut Kometz hat das Experiment hat drei wesentliche Merkmale: Die Objektivität, die Reproduzierbarkeit und den Einsatz als Verfahren zur Erkenntnisgewinnung (vgl. Kometz 1996). Bei letzterem wird aus einer Frage heraus eine Hypothese aufgestellt, durch das Experiment überprüft und gegebenenfalls falsifiziert bzw. verifiziert. Experimentieren aus fachdidaktischer Sicht ist nicht identisch mit dem in der Naturwissenschaft, vielmehr ist zur Umsetzung der Ziele im Unterricht eine Aufweitung der naturwissenschaftlichen Methodik notwendig (vgl. Tesch & Duit 2004). Denn hier sollen nicht nur Hypothesen überprüft, sondern Veranschaulichungen, die Vermittlung von Vorstellungen und die Möglichkeit zur Durchführung im gegebenen Rahmen (Urbanger 2010, S. 65) ermöglicht werden. Experimente besitzen darüber hinaus Bildungs- und Erziehungsfunktionen und sind: - Unterrichtsstoff (Wissenserwerb), da sie durch konkrete Inhalte bestimmt sind, die an Lernende vermittelt werden, - Unterrichtsmethode (Könnenserwerb), da sie einen Beitrag zum Ausprägen vielfältiger geistig-praktischer und geistiger Tätigkeiten von Lernenden leisten, - Erkenntnismethode, - Unterrichtsmedium, da die eingesetzten Geräte und Stoffe spezielle Mittel sind, mit denen experimentelles Arbeiten erfolgt (Schmitt-Sody & Kometz 2011a, S. 139ff). Dabei ist zu berücksichtigen, dass das Experiment nicht nur als Kochbuch-Experiment sondern zum Forschen und Untersuchen von Fragestellungen und Problemsituationen eingesetzt wird. Seit vielen Jahren ist in den USA science through inquiry bekannt. Es geht dabei [dar]um, dass naturwissenschaftliches Wissen nicht durch bloße Vermittlung [oder] passive Aufnahme erfolgreich gelernt wird. Vielmehr sollen relevante Fragen oder spannende Probleme am Anfang gestellt werden (Frischknecht-Tobler & Labudde 2010, S. 134). Unabhängig davon, ob das Experiment nur nachgekocht bzw. reproduziert wird oder den 50

51 Theoretische Grundlagen forschenden Charakter hervorhebt, müssen verschiedene Phasen durchlaufen werden: die Fragestellung, das Aufstellen einer Hypothese und Sammeln von Vermutungen, Planung, Durchführung, Beobachtung und Auswertung des Experiments, Schlussfolgerung sowie das Prüfen der Hypothese, Kommunikation, Evaluierung und Erweiterung der Fragestellung (vgl. Frischknecht-Tobler & Labudde 2010). In der Arbeit wird zwischen einem Experiment, das den gesamten Prozess von der ausgehenden Frage bis hin zur Schlussfolgerung bzw. Evaluierung beinhaltet, und einem Versuch, der nur die geistig-praktische Tätigkeit mit Geräten und Chemikalien beinhaltet, unterschieden. Um den Lernprozess zu fördern und das selbstständige Experimentieren zu erleichtern, sind in den jeweiligen Phasen die Lernenden mit geeigneten Maßnahmen zu unterstützen, beispielsweise durch die Anleitung des Lehrers 16 oder geeignete Materialien. Unabhängig davon ob, Experimente Methode oder Medium sind, müssen sie s im Unterricht und in einem Schülerlabor abhängig vom Vorwissen und der Art des zu lösenden Problems eingesetzt werden. Hier unterscheidet man zwischen - Erkundungsexperimente Diese Experimente werden eingesetzt, um unmittelbar an Schülerinnen und Schüler Wissen zu vermitteln. In der Regel besitzen Lernende hierbei kein entsprechendes Vorwissen, sondern erkunden einen für sie noch unbekannten chemischen Sachverhalt. - Entscheidungsexperimente Diese Experimente werden eingesetzt, um den Wahrheitswert abgeleiteter oder gegebener Hypothesen (durch Verifizierung oder Falsifizierung) zu bestimmen, d. h. die Lernenden müssen bereits über entsprechendes experimentelles Wissen und Können verfügen. - Veranschaulichungsexperimente Diese Experimente werden eingesetzt, um ein Gesetz, eine Gesetzesaussage oder eine bereits als wahr befundene Voraussage zu erläutern bzw. zu veranschaulichen (vgl. Schmitt-Sody & Kometz 2011a). 16 Wie beispielsweise beim inquiry Based learning, in dem verschiedene Stufen zum selbstständigen Experimentieren und Forschen führen (vgl. Banchi & Bell 2008). 51

52 Theoretische Grundlagen Da das Vorwissen der Schüler in einem Schülerlabor unbekannt ist, müssen die Experimente so gestaltet sein, dass sie allen drei Arten von Experimenten gerecht werden. So muss ein situativer Einsatz als Erkundungs- bis hin zum Veranschaulichungsexperiment möglich sein. Eine weitere Unterscheidung der Experimente erfolgt durch die Organisationsform. Im regulären NESSI-Lab werden das Lehrerdemonstrationsexperiment und Schülerexperiment eingesetzt. Das Gefahrenpotential des Experiments ist in diesem Fall das Entscheidungskriterium. Bei der Durchführung eines Demonstrationsexperiments sollen die von Schmidkunz beschriebenen Gestaltgesetze Anwendung finden (vgl. Schmidkunz 1983). Bei Kindern mit Behinderungen ist fraglich, ob neben den Gestaltgesetzen auch die Berücksichtigung weiterer Aspekte zur Steigerung der Effektivität notwendig ist. Durch Experimente sollen in einem Schülerlabor Erkenntnisse vermittelt, experimentelle Fähigkeiten erworben, naturwissenschaftliches Denken sowie soziale Kompetenz gefördert und Motivation bzw. Interesse gesteigert werden (vgl. Welzel et al. 1998). Allerdings fördert die Durchführung von Experimenten in einem Schülerlabor nicht zwangsläufig die Entwicklung von Interesse und das Lernen (vgl. Hodson 1990, Harlen 1999). Ursache liegt in der Überforderung beim selbstständigen Experimentieren. So können vorhandene Fehlkonzepte die Auswertung der Experimente erschweren oder die Komplexität von Planen, Durchführen und Beobachten überfordern (vgl. Pawek 2009). Deshalb muss ein Ausgleich zwischen Theorie und Experiment sowie geleitetem und eigenständigem Experimentieren geschaffen werden (vgl. Euler 2001). Insbesondere im Grundschulbereich lösen viele Kinder Probleme durch Versuch und Irrtum. Sie wollen häufig nachmachen was der Lehrer vorgibt, weshalb insbesondere das Schaffen einer Problemsituation, das Abfragen von Vorwissen, Formulieren einer Antwort auf das Problem und der Vergleich von Antwort und Vorwissen erfolgen muss (vgl. Giest 2009). Schulze entwickelte aufbauend auf unterschiedlichen Forschungsergebnissen eine Übersicht über die Kriterien erfolgreichen Experimentierens. Dabei muss bei der Durchführung von Schülerexperimenten, selbstständiges Experimentieren, deutlicher Effekt und Gelingen des Experiments gegeben sein. Auch die Auswertungsphase soll möglichst selbstständig erfolgen, die Lernziele kontrolliert und die Lernaktivität organisiert werden (vgl. Schulze 2011). Zudem ist eine eindeutige Arbeitsvorschrift notwendig (vgl. Kandt 2008). Kennzeichen von Arbeitsblättern sind eine klare Struktur, leserfreundliche Gestaltung sowie die Verwendung von Symbolen (vgl. Scheuer, Kleffken & Ahlborn-Gockel 2010b). Auch hier stellt sich die Frage, inwieweit diese Kriterien für Kinder mit Behinderung gelten bzw. erweitert werden müssen. Gleiches gilt für 52

53 Theoretische Grundlagen Kriterien für die Auswahl der Experimente für ein Schülerlabor für die Förderschule. Aus der Literatur können folgende Kriterien für den Grundschulbereich entnommen werden - einfache und selbstständige Durchführung, - klare und verständliche Aufgabenformulierung, - Gelingen des Experiments, - ungefährlich, - kostengünstig und einfache Materialien, - spannende und unerwartete Ergebnisse, - Experimente mit Erfolgserlebnissen, - Alltags- und Lebensweltbezug, - klar erkennbare und manipulierbare Variablen, - naturwissenschaftliche Deutung allgemein und verständlich, - kurze Dauer und - dem Alter angemessen und am Vorwissen anknüpfend (vgl. Lück 2000a, 2000b, Berger 2007, Asmussen 2010, Eisele & Zamzow 2010). Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass ein Schülerlabor, das einen hohen Lernzuwachs erreichen möchte das Schülerexperiment in den Vordergrund rücken muss. Um dies auch bei Förderschülern zu erzielen, sind die Kriterien zur Auswahl und zur Gestaltung bzw. der flexible Einsatz zur Erkundung bzw. Veranschaulichung in Abhängigkeit vom Förderbedarf zu überprüfen und entsprechend anzuwenden. Eine wichtige Rolle zur Deutung der Experimente und deren Ergebnisse spielen die Modelle oder Modellmethode, von denen nun Beispiele und Hintergründe beschrieben werden. 53

54 Theoretische Grundlagen Modelle zur Vermittlung chemischer Phänomene im Schülerlabor Neben Experimenten spielen bei der Vermittlung chemischer Phänomene Modelle eine wichtige Rolle. Sie sind zur Veranschaulichung von Phänomenen auf Teilchenebene unumgänglich. Modelle sind ideelle oder materielle Repräsentanten eines Systems bezüglich bestimmter Eigenschaften, sodass neue Informationen über das Original erhalten werden (vgl. Banse 1973). Im NESSI-Lab werden derzeit zwei Arten von Modelle eingesetzt: - Gegenständliche Modelle Alle Modelle, die objektiv existierend und vom Menschen geschaffen oder ausgesucht wurden und - Ideelle Modelle oder Denkmodelle Modelle, die nicht in der Realität existieren, sondern nur gedankliche Konstrukte sind. Darunter fallen bildliche oder ikonische Modelle, wie Bindeärmchen für chemische Bindungen. Außerdem zählen hierzu auch Theorien, Hypothesen, Erklärungen, Voraussagen, fiktive und vorläufige Vorstellungen (vgl. Mikelski-Seifert & Pfohl 2010). Zu ikonischen Modellen zählen beispielsweise undifferenziertes Teilchenmodell, Dalton- Modell, Kern-Hülle-Model, Schalenmodell, Kugelwolkenmodell und Molekülorbitalmodell (Reiners & Fischler 2006, S. 11). Für die Vermittlung chemischer Phänomene und Inhalte ist gerade im Anfangsunterricht der Einsatz der Modelle zu prüfen. Der Einsatz dieser Modelle kann je nach Altersstufe oder kognitiven Fähigkeiten das Verständnis von chemischen Phänomenen erleichtern. Natürlich ist für die effektive Verwendung ein gezielter und differenzierter Einsatz Voraussetzung. (Kometz et al (eingereicht)). Häufig werden in der Grundschule undifferenzierte Teilchenmodelle eingesetzt, die zu Animismen und folglich zu Fehlvorstellungen führen können. Allerdings ist der Einsatz von Modellen bereits in diesem Alter wichtig, damit chemische Phänomene auf angepasstem kognitivem Niveau verstanden werden können, nicht die Schwierigkeit des Faches aufgezeigt und somit Unbeliebtheit aufgebaut wird. Ein Modell sollte anschaulich [sichtbar und vorstellbar], einfach, transparent und vertraut sein. Dabei akzentuieren Modelle, sie sind aspekthaft und sollen fruchtbar in der Forschung und im Unterricht sein (Grygier, Günther & Kircher 2004, S. 13). Die Einfachheit kennzeichnet sich durch die Anzahl der Begriffe und ihre Verknüpfung in dem Modell. Die Zugänglichkeit des 54

55 Theoretische Grundlagen Modells ergibt sich durch überzeugende Phänomene und Experimente sowie Anschlussfähigkeit des Modells an die Alltagsvorstellungen der Kinder (vgl. Grygier, Günther & Kircher 2004). Beim Einsatz von Modellen müssen deren Grenzen bewusst sein. Modelle sind vom Menschen konstruierte gedankliche Konstrukte zur Erfassung der komplexen Wirklichkeit, die historisch jeweils in einem spezifisch situativen Kontext stehen und auf diesen auch zurückwirken (Reiners & Fischler 2006, S. 12). Die Realität wird nicht vollständig im Modell abgebildet. Reiners und Fischler betonen deshalb das Anleiten zu einem methodologisch adäquaten Umgang mit Modellen. Dieses impliziert das Erkennen von Grenzen einer Modellvorstellung und den kritischen Umgang mit Modellen, also Förderung von Modellkompetenz. Diese Kompetenz zu entwickeln ist ein langwieriger Prozess und kann durch einen Vormittag in einem Schülerlabor kaum geleistet werden. Trotzdem sollten, um den Verstehensprozess zu unterstützen und Fehlvorstellungen zu vermeiden, die Betreuer das Nichtentsprechen der Realität im Labor erwähnen. Auch die Studenten müssen für einen kritischen Umgang mit den Modellen sensibilisiert werden. Darunter fällt das Bewusstsein, dass die Kinder im NESSI-FÖSL häufig nicht zwischen Realem und Modellhaftem unterscheiden können (vgl. Mikelski-Seifert & Pfohl 2010). Im NESSI-Lab wird derzeit nur das Teilchen-Modell in Form eines Sachmodells (Darstellung von Teilchen als Kugeln) und eines ikonischem Modells zum Thema Säuren und Laugen eingesetzt. Ein vermehrter Einsatz solcher Modelle wird bei Förderschülern zur Visualisierung 17 zu überdenken sein. Bei Kindern mit Lernbehinderungen und Hörschädigungen können vermehrt Verständnisprobleme durch den Erfahrungsmangel sowie die kognitiven und sprachlichen Voraussetzungen auftreten.. 17 Visualisierungen unterstützen den Verstehensprozess, die Verarbeitung von Informationen und deren Abruf. Unter Visualisierungen fallen beispielsweise Schrift, Symbol, Bild, Text und Schemazeichnungen (vgl. Knauf 2001). 55

56 Theoretische Grundlagen Zusammenfassung In Deutschland gibt es derzeit viele Schülerlabore, die sich durch unterschiedliche Organisation, Inhalte, Zielgruppen etc. abgrenzen. Nur wenige dieser Schülerlabore öffnen sich der Zielgruppe Förderschule. Auch über die Wirkungsweise in Bezug auf Förderschulen gibt es keine Untersuchungen. Es wurde allerdings festgestellt, dass Schülerlabore Interesse an Naturwissenschaften fördern können sowie einen kurzfristigen Anstieg von Motivation, Selbstkonzept und Sachinteresse erzielen. Diese sowie die Förderung der naturwissenschaftlichen Grundbildung und die Verbindung der drei Säulen der Lehrerbildung strebt das NESSI- Lab an. Aufgrund der positiven Resonanz wurde das Schülerlabor unter anderem durch das Teilprojekt NESSI-FÖSL ausgebaut. Dieses beinhaltet die Öffnung des Schülerlabors für Förderschulen. Die Verbindung der drei Säulen der Lehrerbildung und weitere Ansätze aus dem regulären NESSI-Lab sollen auch im NESSI-FÖSL beibehalten werden. Grundlage für die Konzeption sind einzelne Aspekte aus den Lerntheorien, beispielsweise das Anknüpfen an Vorwissen, das positive Verstärken bei Verhaltensweisen, die Berücksichtigung der Entwicklungsstufen der präoperationalen Phase sowie der Phase der konkreten Operation nach Piaget, da sich auch das NESSI-FÖSL an die Jahrgangsstufen 1 bis 6 richtet. Gleiches gilt für die Schülervorstellungen. Das Experiment, mit seinen Vorzügen zur Vermittlung chemischer Erkenntnisse, soll auch im NESSI-FÖSL eine entscheidende Rolle spielen. Die dargestellten Auswahlkriterien, die Gestaltung und die Erklärung der Experimente müssen gegebenenfalls an die Förderschule angepasst werden. Auch ein verstärkter Einsatz von Modellen, insbesondere ikonischen Darstellungen und materiellen Modellen, ist zu prüfen. Um diese Notwendigkeit zu begründen, erfolgt im nächsten Kapitel die Darstellung theoretischer Hintergründe zum sonderpädagogischem Förderbedarf. Durch die Festlegung der beiden Zielgruppen von NESSI-FÖSL wird auf die Förderschwerpunkte Hören und Lernen ausführlich eingegangen. 56

57 Theoretische Grundlagen 2.2 Sonderpädagogische Hintergründe Der sonderpädagogische Förderbedarf Kinder mit sonderpädagogischem Förderbedarf werden zurzeit in Deutschland zum großen Teil (noch) an Förderschulen unterrichtet. Aufgrund der geschichtlichen Entwicklung werden Schulen mit sonderpädagogischen Förderbedarf im täglichen Sprachgebrauch oft als Sonderschulen oder Förderschulen bezeichnet (vgl. Begemann 1970, Füssel 1987, Baudisch 1993, Werning-Lütje-Klose 2003, Kultusministerkonferenz 2011). In den Empfehlungen der Kultusministerkonferenz (kurz KMK) vom Jahr 1994 wurde der Begriff sonderpädagogische Förderung definiert und dessen Ziele, Aufgaben und Formen festgelegt. Sonderpädagogische Förderung soll das Recht der behinderten und von Behinderung bedrohten Kinder und Jugendlichen auf eine ihren persönlichen Möglichkeiten entsprechende schulische Bildung und Erziehung verwirklichen (Kultusministerkonferenz 1994, S. 4). Durch entsprechende Hilfen (beispielsweise technische Hilfen, fachgerechte Pflege, baulich-räumliche Voraussetzungen) soll eine Teilhabe an Schule, Beruf und Gesellschaft ermöglicht werden. Dazu ist die Berücksichtigung der Behinderung, ihrer Bedeutung für die Betroffenen sowie der notwendigen Maßnahmen in Erziehung bzw. Unterricht notwendig (vgl. Kultusministerkonferenz 1994). Aber welche Kinder und Jugendlichen benötigen sonderpädagogische Förderung? Laut der KMK erfolgt diese, wenn Entwicklungs- und Lernmöglichkeiten derart beeinträchtigt sind, dass keine hinreichende Förderung ohne sonderpädagogische Unterstützung im Unterricht der allgemeinen Schule möglich ist (vgl. Kultusministerkonferenz 1994). Dabei sollen individuelle Voraussetzungen (wie Entwicklung der Motorik, Wahrnehmung, Kognition, Motivation, Sprache, Interaktion, Emotionalität) und das Lebensumfeld des Betroffenen berücksichtigt werden. Nach Begutachtung, in der Regel durch diagnostische Verfahren durchgeführt von Medizinern, Psychologen und/oder Sonderpädagogen (vgl. Hiller 2010) erfolgt die Einordnung der Kinder in den Förderort, welcher dem sonderpädagogischen Förderbedarf, der Selbstfindung und Persönlichkeitsentwicklung am besten gerecht wird und die Teilhabe an der Gesellschaft 57

58 Theoretische Grundlagen ermöglicht. Als solche Förderorte gelten beispielsweise die Förderschule und die allgemeine Schule 18 (vgl. Kultusministerkonferenz 1994). Unter dem Begriff Förderschule werden in Bayern beispielsweise das sonderpädagogisches Förderzentrum, die Schule zur Lernförderung oder das Förderzentrum Hören als Förderorte, subsumiert (vgl. Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2009). Das Bayerische Gesetz über das Erziehungs- und Unterrichtswesen legt fest, dass schulpflichtige Kinder und Jugendliche mit sonderpädagogischem Förderbedarf eine für sie geeignete Schule, also die Förderschule, zu besuchen haben, wenn sie am gemeinsamen Unterricht in der allgemeinen Schule nicht aktiv teilnehmen können oder ihr sonderpädagogischer Förderbedarf durch Mobile Sonderpädagogische Dienste (MSD) nicht oder nicht hinreichend erfüllt werden kann. Ein Schüler kann aktiv am gemeinsamen Unterricht der allgemeinen Schule teilnehmen, wenn er dort ggfs. unterstützt durch Maßnahmen des Art. 21 Abs. 3 BayEUG überwiegend in der Klassengemeinschaft unterrichtet wird, den verschiedenen Unterrichtsformen der allgemeinen Schule folgen, dabei schulische Fortschritte erzielen kann und gemeinschaftsfähig ist (vgl. Art. 41 Abs. 1 BayEUG). Im Schuljahr 2010/11 wurden in Bayern insgesamt Schüler an 352 Förderschulen unterrichtet, was einen Anteil von 8 % aller Schüler in Bayern ausmacht. In Mittelfranken wurden insgesamt Schüler an Förderschulen beschult (vgl. Bayerisches Landesamt für Statistik und Datenverarbeitung 2011). Schüler, bei denen sonderpädagogischer Förderbedarf festgestellt wurde, werden wiederum in Bezug auf verschiedene Förderschwerpunkte unterschieden und den dazugehörigen Einrichtungen zugeordnet. Die Kultusministerkonferenz hat zwischen 1996 und 2000 zur Orientierung Empfehlungen für die Förderschwerpunkte Sehen, emotionale und soziale Entwicklung, körperliche und motorische Entwicklung, geistige Entwicklung, Lernen und Hören konzipiert (vgl. Kultusministerkonferenz 2012): Der Bereich Sehen soll Schüler mit Sehbehinderungen aller Arten und Grade fördern: Dabei sollen Sehfähigkeiten, Orientierungsfähigkeit, Mobilität, Kommunikationstechniken (wie z. B. die Braille-Schrift) und lebenspraktische Tätigkeiten entwickelt und unterstützt werden. Hierbei kommen Brillen, Lupen, Bildschirmlesegeräte, Langstock oder Seherziehung zum Einsatz. 18 Der mobile sonderpädagogische Dienst (kurz MDS) unterstützt häufig die Beschulung in der allgemeinen Schule. Dazu unterstützen Sonderpädagogen die Lehrer, Eltern, Schulen oder Kinder mit sonderpädagogischen Förderbedarf vor Ort (vgl. ISB Bayern 2011). 58

59 Theoretische Grundlagen Eine veränderte emotionale und soziale Entwicklung sowie die Förderung von Selbststeuerung, der eigene Umgang mit der Behinderung und Unterstützung von bewusstem Erleben oder Verhalten kennzeichnen den sonderpädagogischen Förderbedarf emotionale und soziale Entwicklung. Hier soll das eigene Empfinden gestärkt, Reflexion über eigenes Denken und Handeln, Rücksichtnahme und Toleranz gefördert werden. Bei körperlichen Behinderungen oder Beeinträchtigungen, die den Bewegungsapparat betreffen, sollen individuelle Hilfen das Erkennen von Handlungsmöglichkeiten und die Fähigkeit zum Handeln unterstützen und erweitern. Kennzeichen und Auswirkungen im Förderschwerpunkt körperliche und motorische Entwicklung sind Veränderung von Muskelkraft, fehlerhafte Integration der einzelnen Sinne und veränderte Wahrnehmung, Koordination sowie Bewegungsmuster. Ein Hauptaspekt im Bereich des Förderschwerpunkts geistige Entwicklung ist die praktische Bewältigung des Lebens. Hierbei stehen die veränderte physisch-geistige Entwicklung, Ausdrucksweise sowie Kommunikations- und Handlungsform im Fokus. Der Förderschwerpunkt Hören zielt auf die Kommunikation durch eine verständliche Lautsprache unter Einbezug des Resthörvermögens ab. Gebärdensprachliche Kommunikation wird zur Absicherung der Kommunikation und zur Identitätsförderung in der Schule eingesetzt. Systematischer Sprachaufbau, Artikulationsunterricht, Absehschulung, Hörtraining und Einsatz von Hörhilfen sind kennzeichnend. Dabei nimmt die Schriftsprache einen hohen Stellenwert ein. Schulung von Motorik, Wahrnehmung, Kognition, sprachliche Kommunikation, Emotionalität und Interaktion sind kennzeichnend für den Förderschwerpunkt Lernen und Leistungsverhalten. Um das Aneignen, Aufnehmen, Verarbeiten und Verstehen von Bildungsinhalten zu ermöglichen, sind anregende Erfahrungsräume notwendig, die Interesse wecken sowie Lernwege erschließen lassen. Abbildung 4 verdeutlich die Anzahl der Schüler der einzelnen Förderschwerpunkte in Bayern. Die Verteilung ist repräsentativ für die anderen Bundesländer. Hier wird ersichtlich, dass der Förderschwerpunkt Hören mit 3 % einen verhältnismäßig kleinen Anteil und der Bereich Lernen dagegen mit mehr als 19 % einen größeren Anteil der Schüler ausmacht. 59

60 Theoretische Grundlagen Abbildung 4: Übersicht über die Verteilung der einzelnen Förderschwerpunkte nach Anzahl der Schüler in Bayern (vgl. Bayerisches Landesamt für Statistik und Datenerhebung 2011). Mittlerweile gibt es in Deutschland viele sogenannte sonderpädagogische Förderzentren, die als Einrichtung zur Organisation von Hilfen und Maßnahmen zur integrativen Beschulung von behinderten Kindern als kooperative Schulzentren eingeführt wurden (vgl. Vernooji 2007). In Bayern 19 werden dort derzeit 12 % der Förderschüler unterrichtet und sie gelten als Einrichtungen, die Förderschulformen verschiedenster Förderschwerpunkte, wie Verhalten, Lernen und Sprache vereinen, schulvorbereitende Einrichtungen anbieten sowie Diagnoseund Förderklassen haben. An diesen Förderzentren findet sich erfahrungsgemäß ein hoher Anteil von Schülern mit dem Förderschwerpunkt Lernen, was für die Auswahl der Zielgruppe von NESSI-FÖSL relevant ist. 19 Die sonderpädagogischen Förderzentren sind in jedem Bundesland unterschiedlich aufgebaut und verfolgen unterschiedliche Ziele (vgl. Vernooji 2007). 60

61 Theoretische Grundlagen Auswahl der Zielgruppe NESSI-FÖSL Angesichts der Bandbreite bzw. der Heterogenität der Förderschulen und der vielen unterschiedlichen Förderschwerpunkte ist eine Einschränkung und Spezifizierung auf zwei Förderschwerpunkte für NESSI-FÖSL notwendig. Aufgrund der starken Abweichung zu den anderen Förderschwerpunkten ist eine Umsetzung für den Förderschwerpunkt Sehen schwierig. Die einzelnen Maßnahmen, die bei einer Sehschädigung getroffen werden müssen, weichen zu stark von Maßnahmen für Förderschüler mit anderen Förderschwerpunkten ab, um ein einheitliches Konzept zu entwickeln. Deshalb wird dieser Schwerpunkt ausgeschlossen. Das Schülerlabor befindet sich im dritten Stock eines Nürnberger Gebäudes der Universität Erlangen-Nürnberg ohne Aufzug. Dies ist das Ausschlusskriterium für die beiden Förderschwerpunkte geistige und motorische Entwicklung, da gerade diesen beiden Gruppen viele Rollstuhlfahrer oder gehbehinderte Kinder angehören. Da das Konzept nicht zur Sprachförderung ausgerichtet ist, wird das Konzept nicht spezifisch für den Förderschwerpunkt Sprache entwickelt. Aufgrund von Überschneidungen zu den Förderschwerpunkten Lernen und Hören soll dieser Schwerpunkt nach der Konzeption mit ins Angebot aufgenommen werden. Obwohl es in Bayern eine verhältnismäßig kleine Anzahl an hörgeschädigte Schüler gibt (vgl. Kapitel 2.2.1), werden am Förderzentrum Hören in Nürnberg viele Schüler unterrichtet. Somit wird von dieser Institution große Resonanz erwartet. Deshalb wird diese Gruppe als eine Zielgruppe bestimmt. Ein weiterer Grund für die Auswahl dieser Probanden ist das Studienfach Gehörlosenpädagogik der Autorin. Das Verhältnis von Schülern mit Lernbehinderungen zu anderen Förderschwerpunkten in Bayern (vgl. Kapitel 2.2.1) ist auf den Einzugsbereich Nürnberg zu übertragen. Zudem sind an Förderzentren überwiegend Kinder mit dem Förderschwerpunkt Lernen eingeschult. Diese hohe Schülerzahl gilt als Hauptkriterium Schüler mit dem Förderschwerpunkt Lernen als zweite Zielgruppe festzulegen. 61

62 Theoretische Grundlagen Der Förderschwerpunkt Hören Was Hörschädigung bedeutet, ihre Auswirkungen und entsprechende Maßnahmen im Unterricht werden im Folgenden als Grundlage zur Konzeption von NESSI-FÖSL beschrieben. Definition Hörschädigung Für den Begriff Hörschädigung gibt es unterschiedliche Definitionen. Die Pädagogik und die Medizin gelten als die zwei für die Begriffsklärung beeinflussenden Fachrichtungen. So wird aus pädagogischer Sicht der Schwerpunkt auf die Auswirkungen der Hörschädigung gelegt. Dabei definiert Leonhardt, dass eine Hörschädigung vorliegt, wenn die Ausprägungsart des Hörschadens derart ist, dass das Kind sich nicht ungehindert entwickeln und entfalten kann (Leonhardt 2002, S. 26). Eine audiologische bzw. medizinische Sichtweise beschreibt Kompis: Damit ein akustisches Signal von einem Menschen zu hören oder zu nutzen ist, muss 1. der Schall über das äußere Ohr und Mittelohr bis zum Innenohr geleitet werden, 2. anschließend, vorbereitend für den Hörnerv, das akustische Signal in ein elektrisches umgewandelt werden und 3. eine Verarbeitung im Zentralnervensystem erfolgen (vgl. Kompis 2004). Tritt bei einem der drei Schritte eine Störung auf, spricht man von einer Hörstörung. Sie werden durch audiometrische Messverfahren, wie z. B. Messung der otoakustischen Emissionen, Reintonaudiometrie oder spezielle Kinderaudiometrie diagnostiziert. Hörschädigungen können sich in Ursache, Beginn, Art und Grad unterscheiden. Diese Faktoren beeinflussen die Auswirkungen der Hörschädigungen und das Hörvermögen. So hört ein Betroffener bei einer Störung im Mittelohr leiser, was durch eine Hörgeräteversorgung häufig ausgeglichen werden kann. Bei einer Störung im Innenohr (Schallempfindungsschwerhörigkeit) ist die Wahrnehmung des Signals nicht nur gedämpft, sondern auch verzerrt. Folglich ist das Sprachverstehen, insbesondere bei Störlärm, stark eingeschränkt (vgl. Kompis 2004). Häufig erfolgt eine Versorgung der Betroffenen bereits im Säuglings-/Kindesalter mit einem Cochlea-Implantat (kurz CI) (vgl. Leonhardt 2002, Kompis 2004). 62

63 Theoretische Grundlagen Abbildung 5: Das Cochlea-Implantat, kurz CI, umgeht das äußere Ohr sowie das Mittel- und Innenohr und reizt mit elektrischen Impulsen den Hörnerv ( MED-EL Deutschland GmbH) Das CI (vgl. Abbildung 5) ist eine elektronische Innenohrprothese, die bei Menschen mit Hörstörungen im Innenohr, jedoch mit intaktem zentralen Hörnervsystem bzw. Hörnerv, operativ eingesetzt wird (vgl. Leonhardt 2002, Hildmann 1998). Durch eine CI-Versorgung kann die orale Sprachentwicklung begünstigt werden (vgl. Dodd, Woodhouse & McIntosh. 1992, Geers 2004). Hörstörungen im Mittelohr und Innenohr können zeitgleich auftreten, man spricht dann von einer kombinierten Hörstörung. Sie führt zu einer sehr ausgeprägten Hörverminderung und Hörverzerrung. Eine zentrale Hörstörung ist durch fehlerhafte Weiterleitung des akustischen Reizes vom Hörnerv zum Gehirn oder dessen fehlerhafte Verarbeitung im Hörzentrum gekennzeichnet (vgl. Vernooji 2007). Dazu zählen auch die zentralen auditiven Verarbeitungs- und Wahrnehmungsstörungen, welche sich durch eine Störung der Verarbeitung der Höreindrücke im Gehirn kennzeichnen. Die Betroffenen verfügen über eine normale Hörfähigkeit, haben aber Probleme, Sprache insbesondere im Störlärm zu verstehen. Zudem fällt das Richtungshören bzw. die Lautunterscheidung schwer, die auditive Merkfähigkeit ist oft eingeschränkt und eine häufige Verwechslung von Lauten beim Sprechen ist möglich (vgl. Diller 2005). Aus pädagogischer Sicht ist es sinnvoll, nicht nur die Art und Ausmaß der Hörschädigung, sondern auch das Kommunikationsverhalten und das Umfeld des Hörgeschädigten zu betrachten. Diese Perspektive ergibt eine Einteilung der Population in Gehörlose, Schwerhörige, Menschen mit postlingual erworbenen Hörstörungen und CI-Träger. 63

64 Theoretische Grundlagen Kommunikationsmöglichkeiten bei einer Hörschädigung Students who are deaf and hard of hearing form a widely heterogeneous group. Unless a teacher works in a large residential school in a large city it is highly unlikely that the students with whom he works will be on the same language level or have the same instructional needs (Easterbrooks & Baker 2002, S. 81). Auch unterscheiden sich Kommunikationsmöglichkeiten häufig. Eine große Rolle beim Verstehen von Lautsprache spielt bei einer Hörschädigung das Absehen, auch visuelle Lautsprachperzeption genannt. Welche Anstrengungen die ständige Kombination von Höreindrücken mit den sichtbaren Mundbewegungen des Gegenübers von einem Schwerhörigen abverlangt, verdeutlicht folgendes Zitat: Das Leben als Schwerhörige ist einfach anstrengender. Was für Normalhörende eine angenehme Entspannung, z. B. eine angeregte Unterhaltung ist, bedeutet für mich volle Konzentration, Mitdenken, Ergänzen, Kombinieren, kurzum ständige Wachsamkeit. Es ist wirklich sehr anstrengend und ermüdend, wenn man sowohl mit den Ohren als auch mit den Augen hören und sich öfters zusammenreimen muss, was der andere gesagt hat (Zitat einer schwerhörigen Lehrerin in Ding 1988, S. 23). Um diese Anstrengung zu vermeiden und das Verstehen zu erleichtern, kommunizieren einige Hörgeschädigte mit den sogenannten lautsprachbegleitenden Gebärden (kurz LBG). Dies sind Gebärden, die aus der Deutschen Gebärdensprache (siehe unten) entnommen sind. Zur Verdeutlichung der deutschen Lautsprache wird jedes gesprochene Wort von einer Gebärde begleitet. Diese Form der Kommunikation wird simultan zum Sprechen eingesetzt (vgl. Fachausschuss Pädagogik des Deutschen Gehörlosen-Bundes 1999). Es gibt folglich keine eigenständige Grammatik und der Einsatz von bedeutungstragender Mimik bzw. Körpersprache entfällt (vgl. Hillenmeyer 2000). Kennzeichnend für Gehörlose ist die Kommunikation mit der Deutschen Gebärdensprache (kurz DGS). Diese ist aufgrund eigener Grammatik und eigenem Wortschatz ein Kommunikationssystem, das rein visuell erfasst werden kann und als vollwertige Sprache anerkannt ist (Gruber & Antoni 1995, S. 9). Dabei werden 64 - Gebärdenzeichen (unterscheidbar in Handform, Handorientierung, Ausführungsstelle und Bewegung), - Mimik bzw. Körpersprache und - Mundbild und Mundgestik verwendet (vgl. Hillenmeyer 2000, Diller 2005).

65 Theoretische Grundlagen Mit Schülern, die sich per DGS verständigen, wird die Kommunikation in einem Schülerlabor schwieriger sein als Kindern, die nur auf Absehen angewiesen sind. Insbesondere wenn die Betreuer im NESSI-FÖSL nicht der Gebärdensprache mächtig sind. Da allerdings die Zahl der mit DGS kommunizierenden Kinder sinkt (siehe unten), wird eine solche Gruppe das NESSI- FÖSL nur sehr selten besuchen. Um eine Überforderung zu vermeiden, ist die Anstrengung von Absehen und Hören und deren ständige Kombination im Schülerlabor zu berücksichtigen. In Abhängigkeit von Hörstörung, Kommunikationsmitteln, technischer Versorgung und pädagogischer Förderung können die Auswirkungen von Hörschädigungen sehr unterschiedlich sein. Ein Auszug möglicher Folgen wird im nächsten Abschnitt erläutert. 65

66 Theoretische Grundlagen Auswirkungen von Hörschädigungen Bereits Vermon stellte nach der Analyse von ca. 50 Studien fest, dass hörgeschädigte Kinder nicht weniger intelligent sind als normalhörende (vgl. Vermon 1968). Allerdings bedingt die Hörschädigung in Abhängigkeit von Grad und Art einen Erfahrungsmangel. Viele Informationen erhält man über das Hören, weshalb hörgeschädigte Kinder oft weniger davon aufnehmen. Was andere Kinder nebenbei lernen, bleibt ihnen oft verschlossen. Das Wecken von Aufmerksamkeit auf Dinge oder Geschehen durch Geräusche entfällt (vgl. Diller 2005). Bei sprachlicher Kommunikation wird nicht nur zunächst unbewusstes sprachliches Wissen, sondern auch Weltwissen vermittelt (Poppendieker 1992, S. 75). Günther spricht von einem triadischen Verhältnis von Kommunikation, Sprache und Kognition, das erklären kann, warum gehörlose und hochgradig schwerhörige Kinder unter oral-auralen Förderbedingungen nicht nur überhäufig audiogene Sprachentwicklungsstörungen, sondern auch Störungskorrelate in der Kommunikation und Kognition aufweisen (Günther 2010, S. 382). Im Vergleich zu Hörenden, ist deshalb ein geringeres Vorwissen und abweichende Schülervorstellungen zu erwarten. Neben Erfahrungsmangel tritt häufig eine verzögerte Sprachentwicklung auf. Sie ist unter anderem durch ein mangelhaftes Sprachverstehen bedingt. Je nachdem welche Frequenzen nicht gehört werden können, ist das Hören von Konsonanten oder auch von Vokalen, Endungen oder sogar ganzen Wörtern nicht möglich. In der Sprachentwicklung sind Abweichungen im Vergleich zu normalhörenden Kindern in verschiedenen Bereichen, wie Wortschatz oder Grammatik, möglich. Der rezeptiv lexikalisch-semantische Bereich ist bei hörgeschädigten Kindern stark beeinträchtigt: Wer nicht viel hört, lernt nicht den Wortschatz richtig zu erkennen und infolgedessen nicht richtig anzuwenden (Reeh 2007, S. 31). Trotz früher Diagnose der Hörschädigung und entsprechender hörtechnischer Versorgung ist durch die veränderten sensorischen Voraussetzungen der Umfang des rezeptiven Wortschatzes kleiner als bei normalhörenden Kindern (vgl. Blamey et al. 2001, Kiese-Himmel & Ohlwein 2002). Dieser eingeschränkte rezeptive Wortschatz hat wiederum Auswirkungen auf den expressiv lexikalischsemantischen Bereich. Der Umfang der produzierten Wörter von hörgeschädigten Kindern ist geringer als bei normal hörenden. Er variiert je nach Zeitpunkt der Diagnose und der Hörgeräteversorgung sowie nach dem Schweregrad der Hörstörung (vgl. Kiese-Himmel & 66

67 Theoretische Grundlagen Ohlwein 2002, Moeller 2000). Der gleiche Zusammenhang lässt sich auch bei der lexikalischsemantischen Analogiebildung feststellen: Je nach Grad der Hörstörung und nach Diagnosezeitpunkt variiert die Fähigkeit, ein neues Wort nach Vorbild eines anderen Wortes zu bilden (vgl. Reeh 2007). Auch grammatikalische Fähigkeiten, sei es auf Ebene der Morphologie oder auf Ebene der Syntax, sind umso gravierender, je später die Hörschädigung erkannt wird. Die Entwicklung von sprachlichem Wissen und differenzierten Sprachstrukturen verläuft ebenfalls abweichend (vgl. Szagun 1998, 2001). Zudem zeigen sich Schwierigkeiten im Bereich der Artikulation aufgrund des Nichthörens bestimmter Konsonanten oder Vokale in gewissen Frequenzbereichen sowie der eingeschränkten Eigenkontrolle beim Sprechen. Beispiele fehlerhafter sprachlicher Äußerungen sind in Tabelle 2 veranschaulicht. Beispiele für typische sprachliche Äußerungen eines gehörlosen Kindes im Kleinkindalter Grammatische Strukturen Bei der Tür hat Maria gesesst. Monika hat geschriebt. Eine Dienstag Wortschatzlücken Monika macht Kuchen backen. Guck mal, die Ampel ist lange rot, ist zugeschlossen. Tabelle 2: Beispiele für sprachliche Äußerungen eines gehörlosen Kindes (vgl. Kratzmeier 1989) Diese veränderte Sprachentwicklung kann sich auf das Experimentieren auswirken. So können häufig Arbeitsanweisungen zur Durchführung von Experimenten nicht verstanden werden, da der entsprechende Wortschatz fehlt. Auch bei der Beschreibung und Erklärung des Experiments sowie dem Verständnis und Erwerbs von Fachbegriffen kann der eingeschränkte Wortschatz oder die veränderte Grammatik hinderlich sein. Aufgrund der veränderten Sprachentwicklung und der kommunikativen Besonderheiten bei Hörschädigungen sind die schriftsprachlichen Kompetenzen ebenfalls häufig eingeschränkt. Hier spielt die fehlerhafte phonologische Bewusstheit, die zur Dekodierung von Wörtern beim Leselernprozess notwendig ist, eine wichtige Rolle (vgl. Täuber 2007). Zudem ist auf Wort- und Satzebene der eingeschränkte aktive bzw. rezeptive Wortschatz häufig die Ursache für Lesestörungen, da ein Zugriff auf das mentale Lexikon und die damit verbundene Bedeutungszuordnung der Wörter lückenhaft ist. Auf Satzebene führen die Defizite in der Grammatik zu einem eingeschränkten Verstehen (komplexer) syntaktischer Strukturen (vgl. Robbins & Hatcher 1981). Auch aktuellere Forschungen begründen die geringen Lese- 67

68 Theoretische Grundlagen kompetenzen damit, dass these students do not possess a working, intuitive knowledge of the components of English [bzw. in ihrer Muttersprache] such as phonology, morphology, and semantics (Trezek, Wang & Paul 2009, S. 7). Weitere Aspekte, die sich erschwerend auf die Lesekompetenz auswirken, sind der bereits beschriebene Erfahrungsmangel und das geringe Weltwissen (vgl. Täuber 2007), welche zum Aufbau eines Situationsmodells notwendig sind. Average 18- to 19-year-old students with severe to profound hearing impairment are reading no better than average 9- to 10-year-old hearing students (Trezek, Wang & Paul 2009, S. 7). Die Schreibkompetenz ist ebenfalls durch die beeinträchtigte Sprachentwicklung betroffen. So spiegeln sich im Geschriebenen die Wortschatz- und Grammatikmängel wieder. Kommunizieren die Kinder mit DGS, erfolgt Schreiben für sie in einer anderen Sprache als der Gebärdensprache (Poppendieker 1992, S. 220), was Komplikationen in der Textproduktion impliziert. So gleichen diese Texte häufig einer Mischung aus der Grammatik der Lautsprache und der DGS. Diese eingeschränkten schriftsprachlichen Kompetenzen sollen nicht beim Experimentieren im Schülerlabor hinderlich sein. Im NESSI-FÖSL soll keine Lese- oder Schreibförderung erfolgen, sondern Begeisterung an Naturwissenschaften geweckt und nachhaltiges Lernen erreicht werden. Um das selbständige Durchführen von Experimenten und Festhalten der Beobachtungen und Ergebnisse zu ermöglichen, ist ein Blick in die spezifische Didaktik für Hörgeschädigte notwendig. Dabei werden Besonderheiten in Bezug auf die Konzeption des Schülerlabors aufgezeigt. 68

69 Theoretische Grundlagen Das Förderzentrum mit Förderschwerpunkt Hören hörgeschädigtenspezifische Didaktik Durch die unterschiedlichen Auswirkungen der Hörschädigung sowie die Veränderung der Schülerpopulation an den Förderzentren mit dem Förderschwerpunkt Hören, wurden in Bayern 2002 die sogenannten Sprachlerngruppen eingeführt (vgl. Köhler-Kraus 2001). Sprachlerngruppen Die Veränderung der Schülerpopulation sowie strukturelle Änderungen resultieren aus der Früherkennung von Hörschädigungen und der Weiterentwicklung der Hörgerätetechnik bzw. beidseitigen CI-Implantation. Es finden sich deshalb unter den Hörgeschädigten immer mehr Personen mit hoher Lautsprachkompetenz. Ein weiterer Grund für die Einführung von Sprachlerngruppen ist die Inklusion. Durch sie wird eine immer größere Zahl an Hörgeschädigten in Regelschulen unterrichtet. Ein zusätzlicher Faktor ist die steigende Anzahl an Kindern, bei denen eine auditive Verarbeitungs- und Wahrnehmungsstörung (kurz AVWS) 20 diagnostiziert wird. Demzufolge werden Schüler und Klassen nach den Sprachlerngruppen I bis V (kurz SPLG) eingeteilt. Eine Unterscheidung erfolgt nach der Sprachkompetenz, den Methoden des Spracherwerbs sowie den kommunikativen Entwicklungsmöglichkeiten (vgl. Köhler-Kraus 2011). Tabelle 3 zeigt die Unterschiede der Sprachlerngruppen auf. In SPLG I ist die Lautsprache das alleinige Kommunikationsmittel. Die Kommunikationskompetenzen verändern sich über die Sprachlerngruppen hinweg, sodass in der SPLG III mit lautsprachbegleitenden Gebärden und in der SPLG IV in der Deutschen Gebärdensprache kommuniziert wird. In Letzterer findet bilingualer Unterricht statt, der idealerweise durch zwei Sonderpädagogen umgesetzt wird. Zudem spielen die Hörgeschädigtenkunde und Gehörlosenkultur eine große Rolle. Für die SPLG V findet sich selten eine eigene Klasse, weshalb sie in SPLG I oder II integriert wird. 20 Eine auditive Verarbeitungs- und Wahrnehmungsstörung bedeutet intaktes Hören, aber eine fehlerhafte Verarbeitung von Hörsignalen im Gehirn. 69

70 Theoretische Grundlagen Sprachlerngruppe SPLG I hörgerichtet, geöffnet SPLG II hörgerichtet SPLGIII hörseh-gerichtet mit manuellen Hilfen SPLG IV bilingual SPLG V für Schüler mit AVWS Kommunikationsmittel Lautsprache ist alleiniges Kommunikationsmittel Lautsprache ist kommunikatives Führungsmittel Kommunikation mit visuellen Wahrnehmungshilfen Bilinguale Kommunikation Lautsprache Ziel der Förderung Art der Förderung und besondere Maßnahmen Besonderheiten zum Lehrplan - Wahrnehmung der gesprochenen Sprache über das Gehör. - Altersgemäße und normgerechte Lautsprache. - Eigene auditive Kontrolle. - Prinzipien des Hör-Sprachunterrichts. - Korrektur von Lautbildung bzw. Ausdruck - Präventive Integration. Lehrplan der bayerischen Grund- und Hauptschule - Förderung von Sprachwahrnehmung, -verarbeitung und -verbesserung. - Erweiterung von sprachlicher und kommunikativer Kompetenz. - Weiterentwicklung des Hörens - Verstärkter Einsatz von Schriftsprache und Absehbild. - Gezielter Einbezug sprachstrukturell-systematischer Mittel. Unterrichtsfach Gebärdensprache als Wahlfach möglich - Auf- und Ausbau des Lautund Sprachbestands. - Erweiterung der kommunikativen Kompetenz. - Einsatz von Schriftsprache, Absehbild, Fingeralphabet und LBG. - Lautanbahnung und Sprechfehlerkorrektur über das Hören. - Computerunterstützte Hilfen und phonembestimmtes Manualsystem. Unterrichtsfach Gebärdensprache als Wahlfach möglich - Förderung der Lautsprache und DGS. - Verbesserung von DGS, Lautsprache, geschriebener Lautsprache und DGS, - Förderung von Sprechen und Absehen. - Betonter Wechsel von DGS, Lautund Schriftsprache. - Absehtraining und Hörerziehung - Hörgeschädigtenkunde. - Aspekte der Gehörlosenkultur. - Textarbeit - Gebärden- und Kommunikationserziehung. - Sprachübungen. Unterrichtssprache DGS (Teamteaching) - Förderung von Hörerziehung und Spracherziehung. - Strukturierung der Erfahrungsund Lebenswelt. - Hör-und Spracherziehung. - Handlungsorientierter Unterricht. - Rhythmisch-musikalische Erziehung. In eigener SPLG oder in SPLG I oder II unterrichtet Tabelle 3: Überblick über die Sprachlerngruppen (vgl. Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2001, 2007) 70

71 Theoretische Grundlagen Diese Bezeichnungen der Klassen mit den Nummern der SPLG liefern für ein Schülerlabor erste Orientierung, welche Voraussetzungen die Kinder haben, welches Kommunikationsmittel Lautsprache, LBG oder DGS im Vordergrund steht und welche Maßnahmen notwendig sind. Aus der Beschreibung und Kennzeichnung der SPLG können beispielsweise der Einsatz von Schrift, Absehen oder Hörerziehung für den Einsatz im NESSI-FÖSL abgeleitet werden. Korrektur von Lautbildung und sprachlichem Ausdruck muss individuell durch den Studierenden innerhalb der Experimentiersituation erfolgen. Der Einsatz von LBG, DGS und phonembestimmten Manualsystem ist aufgrund der fehlenden Kompetenzen der Studierenden nicht möglich. Ausgleichende Maßnahmen sind aus den Kennzeichen des hörgeschädigten-spezifischen Unterrichts, welcher in allen Sprachlerngruppen erfolgt, abzuleiten. Hörgeschädigten-spezifischer Unterricht Der hörgeschädigten-spezifische Unterricht unterscheidet sich von dem der allgemeinen Schule und der anderen Förderschularten bereits durch die äußeren Gegebenheiten der Klassenzimmer am Förderzentrum mit dem Förderschwerpunkt Hören. Die Einrichtung erfüllt meistens gute akustische und optische Bedingungen (vgl. Diller 2005). Erstere werden durch das Tragen von Hörgeräten, die Wahl der entsprechenden Hörhilfe (Mikroport-Anlage oder FM-Anlage) im Unterricht und gute Raumakustik erreicht (vgl. Leonhardt 1996). Letztere wird durch Gardinen, Teppichböden, Möbel oder Dämmmaterial geschaffen. Günstige optische Bedingungen erhält man durch eine halbkreisförmige Sitzordnung, eine gute Beleuchtung und die Einhaltung des Abstands von 0,5 3,5 Meter zwischen Absehendem und Sprechendem. Zudem gilt das Prinzip der Antlitzgerichtetheit, also das Zuwenden des Mundbildes in Richtung Zuhörenden. Der Lehrer sollte möglichst auf einem Stuhl sitzen, um auf Kopfhöhe der absehenden Schüler zu sein (vgl. Leonhardt 1996). Der Lehrer muss Absehund Hörpausen in den Unterrichtsverlauf mit einplanen. 71

72 Theoretische Grundlagen Die Lehrersprache sollte sich an den Bedürfnissen der Schüler mit Hörschädigung orientieren: - natürliche Sprechweise, - angepasstes Sprachtempo, - angemessene Lautstärke (nicht zu laut, aber klar gegliedert und dynamisch ausgewogen), - gute Modulierung sowie - klare, übersichtliche und grammatikalisch einfache Sätze bzw. Satzstrukturen (vgl. Leonhardt 1996). Durch eine gute Lehrersprache sollen die Vermittlung der Lerninhalte ermöglicht und Missverständnisse im Unterricht vermieden werden. Um den Lernerfolg zu sichern, sind im bayerischen Lehrplan für den Förderschwerpunkt Hören förderschwerpunktspezifische Aufgaben und Prinzipien aufgelistet. Darunter fallen beispielsweise die Sprecherziehung (Festigung des artikulatorischen Bestandes sowie Erreichen einer natürlichen rhythmischen und modulierten Sprache), Hörerziehung (bestmögliches Nutzen des vorhandenen Hörvermögens durch Hörübungen) und Abseherziehung (beinhaltet das Erfassen der äußerlichen Sprachbewegungen, beispielsweise durch Absehübungen). Stecher fordert, ähnlich wie beim Konzept der SPLG, einen Unterricht, der Lebensweltbezug, eine klare Strukturierung sowie Handlungsorientierung berücksichtigt (vgl. Stecher 2011). Gruber spricht darüber hinaus von einem aktiv-forschenden, entdeckenden und selbsttätigen Unterricht (vgl. Gruber 2002). Kennzeichnend für den Unterricht mit hörgeschädigten Schülern ist der Einsatz von Visualisierungen, also die Unterstützung von Sprache mit Bild oder Schrift. Poppendieker fordert: Eventuell muss selbst bei einfachstem Grundwissen Sprache zur Verfügung gestellt werden (Poppendieker 1993, S. 19), sei es in Form von DGS, LBG oder in der geschriebenen Lautsprache. Zudem werden häufig Sachtexte zur Überwindung der Leseproblematiken und zur Erhöhung der Konzentration auf den Sachinhalt vereinfacht. Textvereinfachungen können lesetechnisch (ausreichende Schriftgröße, Schriftart, angemessene Länge etc.), syntaktischmorphologisch (Präsens statt Imperfekt, aktive statt passive Satzkonstruktionen, direkte statt indirekte Rede etc.) und semantisch-lexikalisch (bekannte statt unbekannte Wörter, Bilder als Unterstützung etc.) erfolgen (vgl. Reber & Schönauer-Schneider 2009, S. 38). 72

73 Theoretische Grundlagen Außerdem werden im Unterricht verschiedene Methoden, wie der Einsatz eines Wörterbuchs oder Worterklärungen, für die Durchdringung schwierigen Wortschatzes eingesetzt. Somit erfolgt immer eine Verzahnung von Sach- und Deutsch- bzw. Sprachunterricht (vgl. Poppendieker 1993). Dies berücksichtigen auch die sprach-didaktischen Modelle, worunter der handlungsorientierte Bedeutungserwerb 21 nach Vogel fällt. Darin werden Sprachanlässe durch gemeinsame Tätigkeiten, Wissenserwerb sowie soziale Beziehungen geschaffen und somit eine enge Verschränkung zum Sachunterricht ermöglicht (vgl. Voit 2006). Welche dieser Maßnahmen sind in einem Schülerlabor umsetzbar? Das Chemielabor, in dem das Schülerlabor NESSI-FÖSL durchgeführt wird, hat im Vergleich zu den Klassenzimmern am Förderzentrum Hören keine guten akustischen und optischen Bedingungen. Förderlich sind das Abschalten jeglicher Abzüge und Lüftungen, das Schließen von Fenstern und Türen zur Verringerung des Störlärms, wenn möglich die Entzerrung der Klassen auf zwei Räume sowie das Achten auf gute Beleuchtung. Die Antlitzgerichtetheit und eine geeignete Sprache sind von den Studierenden zu beachten und müssen deshalb eingeübt werden. Die Berücksichtigung der Unterrichtsprinzipien wie rhythmisch-musikalische Erziehung, Hörgeschädigtenkunde, Gebärdenerwerb und -einsatz ist kaum möglich. Dagegen sind Abseh-, Hör- und Sprecherziehung sowie Kommunikationstaktik umsetzbar, z. B. durch geeignete Hör-und Absehpausen. Visualisierungen sowie sprachliche Vereinfachungen in den Lernmaterialien sind zwingend notwendig. Den von Stecher und Gruber geforderten Aspekten, wie Handlungsorientierung, Lebensweltbezug, aktiv-forschender Unterricht, können durch geeignete Experimente und entsprechende Problemsituationen gerecht werden. Um ggfs. weitere Maßnahmen für die zweite Zielgruppe Kinder mit Förderbedarf Lernen abzuleiten, werden im nächsten Kapitel der Begriff Lernbehinderung, dessen Auswirkungen und Kennzeichen des Unterrichts an der Schule zur individuellen Lernförderung dargestellt. 21 Auf diesen kann im Rahmen dieser Arbeit nicht tiefer eingegangen werden. Nachzulesen in Voit

74 Theoretische Grundlagen Lernbehinderung Die zweite Zielgruppe des Projektes NESSI-FÖSL sind Schulklassen der Schulen zur individuellen Lernförderung. Wie auch beim Förderschwerpunkt Hören ist diese Schulart von Heterogenität der Schüler gekennzeichnet. Hinzu kommen die Komplexität des Lernvorgangs und die individuellen Lernprobleme (vgl. Heimlich 2009, S. 17). Im Folgenden werden deshalb verschiedene Begriffsdefinitionen erläutert, ein multifaktorieller Ansatz von Ursachen und Auswirkungen der Lernbehinderung dargestellt und mit Auszügen aus der lernbehindertenspezifischen Didaktik abgerundet. Definition Lernbehinderung Der Begriff Lernbehinderung unterliegt einer langen Entwicklung und wird auch heute noch kontrovers diskutiert. Eine prägende Definition lieferte bereits Kanter, der den Begriff Lernbeeinträchtigung durch die beiden Unterbegriffe Lernbehinderung und Lernstörung beschreibt (vgl. Kanter 1977). Treten Probleme nur in einem Schulfach und weniger umfangreich bei Kindern auf, die einen normalen Intelligenzquotienten 22 (ca. 85 IQ 115) und einen Lernrückstand von weniger als einem Schuljahr haben, spricht man von einer Lernstörung. Diese Schüler werden meistens an einer allgemeinen Schule unterrichtet. An einer Förderschule werden Schüler unterrichtet, bei denen eine Lernbehinderung diagnostiziert wurde, die Probleme in mehreren Fächern, einen Lernrückstand von mehr als einem Schuljahr und einen IQ haben, der mehr als eine Standardabweichung unter dem Durchschnitt, also zwischen 65 und 85, liegt (vgl. Heimlich 2009). Die Grenze zwischen den beiden Begriffen ist nicht eindeutig zu ziehen und der alleinige Bezug zur Schule und nicht zum Leben in der Gesellschaft ist kritisch zu sehen. Die Abgrenzung durch den IQ festzulegen ist bedenklich, da Intelligenz ein sehr komplexer Begriff ist und durch verschiedene Tests, die wiederum unterschiedliche Teilkompetenzen messen, festgelegt wird. Vorteilhaft bei dieser Definition ist die Unterscheidung der Lernbehinderung von der kurzzeitigen Lernstörung bzw. Entwicklungsverzögerung, die nicht unbedingt eine Beschulung in der Sonderschule notwendig machen (vgl. Heimlich 2009). 22 Der Intelligenzquotient (IQ) ist ein Index, der aus standardisierten Intelligenztests und deren Ergebnis berechnet wird wird (vgl. Zimbardo & Gerring 2004). 74

75 Theoretische Grundlagen Aufbauend auf dem Begriff Lernbehinderung führte die KMK 1999 den für die Förderschule zur individuellen Lernförderung geltende Begriff Förderbedarf Lernen ein: Bei Schülerinnen und Schülern mit Beeinträchtigungen des Lernens ist die Beziehung zwischen Individuum und Umwelt dauerhaft bzw. zeitweilig so erschwert, dass sie die Ziele und Inhalte der Lehrpläne der allgemeinen Schule nicht oder nur ansatzweise erreichen können. Diesen Kindern und Jugendlichen und ihren Eltern muss Hilfe durch Angebote im Förderschwerpunkt Lernen zuteilwerden (Kultusministerkonferenz 1999, S. 3). Im Gegensatz zu Kanters Definition legt diese nicht fest, in welcher Schulform die Kinder unterrichtet werden, sondern beschreibt nur, dass spezifische Förderung notwendig ist (vgl. Heimlich 2009, Schröder 2000). In den KMK-Empfehlungen findet man allerdings keine klare und abgrenzende Definition, da der Begriff Förderschwerpunkt Lernen durch die sonderpädagogische Förderung beschrieben wird. Darum weisen Heimlich und Schröder darauf hin, dass der Begriff Förderbedarf Lernen keiner Anforderung der wissenschaftlichen Definition standhält und folglich die Begriffe Lernschwierigkeit sowie Lernbehinderung besser geeignet seien bzw. gleich zu setzen sind (vgl. Heimlich 2009, Schröder 2000). Deshalb werden im Weiteren die Begriffe Lernbehinderung und Förderschwerpunkt Lernen synonym verwendet. Darunter wird eine dauerhafte und umfängliche Störung der Lernkompetenzen verstanden, die einen Besuch der Schule (sei es Förder- oder Regelschule) ohne spezifische Hilfen nicht möglich macht. Der Begriff Lernstörung wird nicht verwendet, da Schüler mit dieser Problematik laut Definition eine Regelschule besuchen und somit für die Konzeption NESSI-FÖSL irrelevant sind. 75

76 Theoretische Grundlagen Kennzeichen der Lernbehinderung Lernbehinderung ist ein sehr komplexes Konstrukt und hat verschiedene Ursachen, welche sich gegenseitig bedingen können. Heimlich hat hierzu ein Erklärungsmodell entwickelt, das die Komplexität aufzeigt (vgl. Abbildung 6). Heimlich kategorisiert in endogene Bedingungsfaktoren (somatischer, sensomotorischer, emotionaler, sozialer und kognitiver Aspekt) sowie exogene Bedingungen, die sich aus Familie, Schule und Umfeld ergeben. Letztlich werden dazu Erklärungsmodelle aus den verschiedenen Richtungen der Psychologie herangezogen, um Lernbehinderung zu erklären und Fördermaßnahmen abzuleiten. Im Folgenden wird auf ausgewählte Aspekte der von Heimlich dargestellten Bedingungen eingegangen. Ebene der unmittelbar beobachtbaren Lernschwierigkeiten Lernschwierigkeiten (Probleme beim Lesen, Schreiben, Rechnen, Lernen, Aggression) Angst) Ebene der endogenen Bedingungsfaktoren Somatischer Bereich Sensomotorik Emotionaler Bereich Kognitiver Bereich Sozialer Bereich Ebene der exogenen Bedingungsfaktoren Familie Schule Umfeld Ebene der psychologischen Erklärungsmodelle Verhaltenstheoretische, tiefenpsychologische, kognitionspsychologische, neuropsychologische, sozialpsychologische, soziologische Erklärungsmodelle Abbildung 6: Erklärungsmodell für Lernschwierigkeiten (vgl. Heimlich 2009, S. 35) Endogene Bedingungen der Lernbehinderung können durch genetische (vgl. Suhrweier 1993) bzw. physiologische Aspekte verursacht werden. Einen weitaus bedeutsameren Einfluss als die biologischen Voraussetzungen hat das Konzept der Intelligenz 23, wie sich bereits in der oben dargestellten Begriffsklärung von Kanter zeigt (vgl. Werning & Lütje-Klose 2003). 23 Zimbardo und Gerrig definieren Intelligenz als seine Vielzahl von kognitiven Aktivitäten, die zur Lösung von Problemen und zur Bewältigung von Herausforderungen in unserer Umwelt und Kultur notwendig sind (vgl. Zimbardo & Gerrig 1996). Intelligenz ist allerdings ein Konstrukt, welches großer Kritik unterliegt. Dies liegt insbesondere an den unterschiedlichsten Definitionen und den dazugehörigen Testverfahren, die je nach ihrer zugrundeliegenden Definition andere Teilkompetenzen messen. 76

77 Theoretische Grundlagen Dabei ist zu berücksichtigen, dass Intelligenz eine wichtige aber nicht die allein ausschlaggebende Bedingung des Lernens ist (vgl. Werning & Lütje-Klose 2003). Festzuhalten ist allerdings, dass beeinträchtigtes Lernen, veränderte kognitive Prozesse und eine verminderte Intelligenz vorliegen können, welche in einem Schülerlabor berücksichtigt werden müssen. Neben den organischen Bedingungen und der Intelligenz spielen offensichtlich die sozialen Umstände der Betroffenen eine große Rolle. Sie zählen zu den exogenen Bedingungen. Bereits in den 1960er Jahren wurde ein Zusammenhang zwischen den Bildungschancen und dem Elternhaus erkannt: Bei gleichem Intelligenzquotienten haben Kinder aus sozial benachteiligten Elternhäusern schlechtere Bildungschancen im Vergleich zu gleichaltrigen aus der Mittelschicht (vgl. Heimlich 2009). Auch in der heutigen Zeit besteht ein ähnlicher Zusammenhang, wie sich in einer Studie von Klein zeigt: Kinder, die an einer Förderschule eingeschult sind, unterliegen meistens Lebensbedingungen und Erziehungsmaßnahmen 24, die ihre Entwicklung beeinträchtigen. Auch die Ergebnisse der PISA-Studie bestätigen diesen Zusammenhang: Bei Eltern mit unqualifizierter Arbeit besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit für die Kinder, die Förderschule zu besuchen (vgl. Klein 2001). Kennzeichnend für die heutige Zeit ist die Überrepräsentation von Schülern mit Migrationshintergrund an Förderschulen. Durch den Migrationshintergrund kann eine abweichende Spracherfahrung und Sprachkompetenz bei den entsprechenden Schülern vorliegen. Sprache ist das Medium, durch das Wissen in der Schule vermittelt wird, sodass eine Benachteiligung durch diesen Aspekt offensichtlich erscheint. Kennzeichnend für die Sprache von betroffenen Schülern sind: - geringerer Wortschatz, - vereinfachte Syntax, - die Verwendung weniger Konjunktionen, - wiederholter Gebrauch gleichlautender Wendungen und - Schwierigkeiten mit differenzierter sprachlicher Explikation von Sachverhalten und Gefühlen (vgl. Vernooji 2007, 274). Wie in den Gedächtnis- und Lerntheorien bereits dargestellt, spielen beim Lernprozess Vorwissen und Emotionen eine große Rolle. Vorwissen ist abhängig vom sozialen Umfeld und 24 Beispielsweise eine schlechtere Wohnsituation, kein Besuch von Kindergarten oder fehlende Frühfördermaßnahmen (vgl. Werning & Lütje-Klose 2003). 77

78 Theoretische Grundlagen der familiären Situation und folglich bei sozial benachteiligten Kindern häufig geringer vorhanden. Zusätzlich spielt die von Seligmann beschriebene erlernte Hilflosigkeit eine entscheidende Rolle (vgl. Seligmann 1992). Sie führt häufig zu Interessenlosigkeit und Gleichgültigkeit gegenüber Lernsituationen (Werning & Lütje-Klose 2003). In Bezug auf die Sprachkompetenzen und die Erfahrungsmängel können Parallelen zu den Auswirkungen der Hörschädigungen (vgl. Kapitel 2.2.2) gezogen werden. Die bereits im Kapitel angedeuteten Maßnahmen wie Sprachvereinfachung, entsprechende Auswahl der Problemsituationen und geeigneten Experimente finden auch hier ihre Begründung. Der Interessenlosigkeit bzw. Gleichgültigkeit kann durch die Attraktivität des außerschulischen Lernorts und den Einsatz spannender und motivierender Experimente entgegengewirkt werden. Unter die von Heimlich genannten direkt beobachtbaren Aspekte bzw. Folgen der Lernbehinderung fallen: - Lese- und Rechtschreibschwierigkeiten, - Rechenschwierigkeiten, - Probleme beim Lernen lernen, - Aggression, - Angst, - Aufmerksamkeits- und Konzentrationsprobleme, - Hyperkinetisches Syndrom bzw. AD(H)S und - Motivationsprobleme (vgl. Heimlich 2009). Lese- und Rechtschreibschwierigkeiten sind bedingt durch das Fehlen allgemeiner Lernvoraussetzungen, die für die Schriftsprachkompetenz notwendig sind. Darunter fallen die mangelnde Fähigkeit der phonologischen Bewusstheit, also das Erkennen der Lautstruktur einer Sprache und die Gliederung der Worte in ihre Laute, und die phonologische Rekodierung, die Fähigkeit Buchstaben in Laute zu übersetzen und diese über mehrere Buchstaben hinaus im Gedächtnis zu speichern. Zudem beeinflussen eine serielle Benennungsfähigkeit, die das Umschalten von einem Wort zum nächsten und das Abrufen von abgespeicherten Wörtern beim Lesen ermöglicht, eine visuelle Verarbeitung und Wahrnehmung sowie die Aufmerksamkeitsspanne flüssiges Lesen und fehlerfreies Schreiben (vgl. Heimlich 2009). 78

79 Theoretische Grundlagen Lernbehinderungen können das Lernen lernen oder auch die Metakognition, also das Wissen und die Reflexion über eigene Lernprozesse, beeinträchtigen. Kindern und Jugendlichen mit Lernschwierigkeiten stehen vielfach nicht die erforderlichen Lernmethoden zur Aufgabenlösung zur Verfügung, oder sie wenden sie bei der Aufgabe nicht angemessen an. Legen wir die allgemeinen Phasen eines Lernprozesses zugrunde, können Probleme mit dem Lernen des Lernens sowohl in der Planung und in der Ausführung als auch in der Beurteilung entstehen (Heimlich 2009, S. 42). Ergänzend kommen ein fehlerhafter Rückgriff auf Vorwissen, Nichtberücksichtigung von Regeln, mangelndes Aufgabenverständnis und Ausführung von anderen Aktivitäten, die das Lernen beeinflussen, hinzu (vgl. Heimlich 2009, Schröder 2005, Lauth 2004). An Förderschulen mit Förderschwerpunkt Lernen ist das Gewaltpotential gegenüber Mitschülern, Lehrern und der Einrichtung erhöht (vgl. Smith & Mackie 2000). Frustrationen gelten als Auslöser von Aggression. Bei lernbehinderten Kindern können in Schule und Lernsituationen Frustrationen auftreten, die Gewaltausbrüche auslösen. Weitere emotionale Aspekte sind Angst und Motivationsprobleme. Beide können durch Schulversagen ausgelöst werden. Zusätzlich sind Aufmerksamkeits- und Konzentrationsprobleme kennzeichnend. Bei lernbehinderten Schülern kann eine extreme motorische Unruhe und desorganisiertes Verhalten auftreten, das als hyperkinetisches Syndrom bzw. Hyperaktivitätsstörung bezeichnet wird. Solche Schüler benötigen z. B. Verstärkersysteme, klare Regeln für den sozialen Umgang, Bewegung im Unterricht, um etwaige Lernschwierigkeiten zu verhindern, da sie kaum in der Lage sind, schulische Lernsituationen selbstständig zu bewältigen (vgl. Heimlich 2009). Diese Maßnahmen müssen bei der Konzeption und Durchführung des Schülerlabors berücksichtigt werden. Klare Regeln müssen im Vorhinein durch die Sicherheitseinweisung festgelegt und dem Bewegungsdrang durch Bewegungspausen oder Bewegung im Raum (z. B. Wasserholen) entgegengewirkt werden. Ob die beschriebenen Aggressionen bzw. das Fehlverhalten der Schüler im Schülerlabor hinderlich sind oder ob der außerschulische Lernort solche Verhaltensweisen unterbindet, wird die Erprobung des NESSI-FÖSL zeigen. Die vorangegangene Darstellung von Lernbehinderung soll verdeutlichen, dass dieser Begriff und seine Auswirkungen kein objektiver Tatbestand sondern ein askriptives Phänomen ist (vgl. Geiling & Theunissen 2009). Fördermaßnahmen müssen folglich individuell auf das Kind 79

80 Theoretische Grundlagen abgestimmt sein und einer spezifischen Auswahl unterliegen. Welche Fördermaßnahmen im Unterricht möglich und ggfs. auf das NESSI-FÖSL übertragbar sind, wird im folgenden Kapitel beschrieben. 80

81 Theoretische Grundlagen Die Schule zur individuellen Lernförderung lernbehindertenspezifische Didaktik Eine erfolgreiche und sinnvolle Förderung bedarf einer Förderdiagnostik, die eine entsprechende Klassifikation von Schülern zur Zuteilung zu einem angemessenen Förderort anstrebt (vgl. Heimlich 2009, Breitenbach 2003). Nach einem komplexen Entscheidungsprozess erfolgt die Einschulung an der allgemeinen Schule oder an der Schule zur individuellen Lernförderung, um die Probleme des Lernens zu bewältigen. Die Schule zur individuellen Lernförderung Eine Besonderheit der Organisation der Eingangsklassen der Schule zur individuellen Lernförderung sind die sogenannten Diagnose- und Förderklassen. In Diagnose- und Förderklassen werden entwicklungsverzögerte, schulpflichtige Kinder aufgenommen, die im System der Förderschule in drei Jahren an die Standards der Klassenstufe zwei der Grundschule herangeführt werden sollen (Geiling & Karge 2009, S. 352). Prinzipiell geht der Unterricht in den Diagnose-Förderklassen von den Bildungszielen der allgemeinen Schule aus, die dann entsprechend der Behinderung angepasst und abgeändert werden. In den Fächern Mathematik und Deutsch sind aufgrund der erheblichen Schwierigkeiten im Lesen, Schreiben und Rechnen die Inhalte zeitlich gestreckt worden (vgl. Geiling & Karge 2009). Insgesamt erfolgt durch diese Förderschule eine Vorbereitung hinsichtlich der Eingliederung in Beruf, Freizeit und Gesellschaft (vgl. Schröder 2000). In Bayern kann derzeit an der Schule zur Lernförderung nur der Sonderschulabschuss und kein (qualifizierter) Hauptschulabschluss 25 erlangt werden. Um die beruflichen Chancen zu erhöhen, sollte deshalb eine Rückführung an die Hauptschule angestrebt werden. Der Lehrplan für die Schule zur Lernförderung (ab der dritten Jahrgangsstufe) ist nicht wie in den anderen Förderschularten (Hören, Sprache und Motorik) eine Adaption des aktuellen Lehrplans der allgemeinen Schule sondern ein eigenkonzipierter. Er weicht sehr stark von dem der Regelschule ab. Der derzeit aktuelle Lehrplan 26 zur individuellen Lernförderung in Bayern enthält Lernziele und Lerninhalte für die Förderstufen 3/4, 5/6 und 7-9 mit individu- 25 Er kann allerdings extern erworben werden. 26 Derzeit erfolgt eine Neukonzeption des Lehrplans. Dieser soll dann, wie bei den anderen Förderschwerpunkten, eine Adaption des Lehrplans der Grundschule bzw. Hauptschule sein und somit das Erreichen eines Hauptschulabschlusses ermöglichen. 81

82 Theoretische Grundlagen ellen Fördermöglichkeiten und fächerübergreifenden Aspekten (vgl. Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 1991), die bei der Lehrplananalyse (vgl. Kapitel 4.3.3) berücksichtigt werden und eine entscheidende Rolle bei der Auswahl der Inhalte und Experimente im Schülerlabor für die jeweiligen Klassenstufen spielen. Die Didaktik für Kinder mit Förderschwerpunkt Lernen Die Struktur des Unterrichts der Schule für Lernbehinderte, sein Fächerspektrum, seine Organisations- und Arbeitsformen unterscheiden sich im Wesentlichen nicht von der allgemeinen Schule (Schröder 2000, S. 1999). Verschiedene spezifische Ansätze aus der Didaktik für die Förderschule zur individuellen Lernförderung zeigen, dass der Unterricht allerdings in Umfang, Ausprägung und förderspezifischen Aspekten abweicht. Zwei 27 ausgewählte Ansätze werden in diesem Abschnitt zusammengefasst vorgestellt. Grundlage für die Orthodidaktik von Bleidick und Heckel ist die Theorie der kategorialen Bildung nach Klafki. Voraussetzung für deren Umsetzung ist die klare Abgrenzung der Schüler von Kindern ohne Behinderung, eine in langjährig bestehenden Lerngruppen erfolgte Erziehung, sozialpädagogische Maßnahmen in außerschulischen Einrichtungen sowie eine spezifische und minimale Stoffauswahl. Dieser Unterricht ist nicht defektorientiert, da die Behinderung durch Förderung anderer Fähigkeiten kompensiert wird. Er ist nach folgenden Prinzipien ausgerichtet (vgl. Bleidick & Heckel 1968; Werning & Lütje-Klose 2003): Elementarisierung, Lebensweltbezug, Zukunftsbezug, Anschauung, Wiederholung, Ganzheit, Bewegung, Handbetätigung, Differenzierung, kleine Schritte und Selbsttätigkeit. Diese didaktischen Prinzipien werden als förderlich angesehen, allerdings wird dem Schüler in diesem Ansatz zu wenig Eigenleistung abverlangt und Strukturierung vernachlässigt (vgl. Werning & Lütje-Klose 2003). Ein lern- und entwicklungsfördernder Unterricht aus einer systematisch-konstruktivistischen Perspektive befindet sich in einem Spannungsfeld zwischen Individualisierung und Gemeinsamkeit, also der Berücksichtigung der individuellen Lebenslage des einzelnen Schülers und der Bearbeitung gemeinsamer Inhalte (vgl. Werning & Lütje-Klose 2003). Offenheit und Strukturierung sind wiederum zwei konträre Prinzipien, die in einem solchen Unterricht 27 Weitere Ansätze sind der bewusstseinsbildenden Unterricht von Hiller (vgl. Hiller 1989) sowie Nestles Didaktik sinnhafter und differenzierender Realitätserschließung und Kutzers und Probsts Konzept des struktur- und niveauorientierten Unterrichts (vgl. Werning & Lütje-Klose 2003). 82

83 Theoretische Grundlagen berücksichtigt werden sollten. Projektunterricht, entdeckendes und handlungs-orientiertes Lernen, freie Arbeit sowie Stationenlernen sind als offene Unterrichtsformen einzusetzen, um selbstständiges Arbeiten zu fördern. Der Unterricht sollte aber klar strukturiert sein, sei es im Bereich von Zeit, Raum, Kommunikation und ritualisierten Handlungsabläufen. Handlungsorientierung hat eine besondere Bedeutung. Diese liegt dem exemplarischen Lernen nach Bruner zugrunde, dass als erste Stufe das inaktive Lernen beinhaltet und über das ikonische Lernen zum symbolischen Lernen übergehen sollte (vgl. Werning & Lütje-Klose 2003). Ziel ist es Lernstrategien durch Reflexion und Planung eigener Lernprozesse aufzubauen (vgl. Röder & Seibert-Schriever 1993, Werning & Lütje-Klose 2003). Durch Überlegungen zum Lernen, Hypothesenbildung und überprüfung in einem aktiven, selbstgesteuerten Prozess sowie dem handelnden Experimentieren und Problemlösen sollen die Schüler kategoriale Eigenschaften und Zusammenhänge erfahren und speichern (Werning & Lütje-Klose 2003, S. 159). Deshalb sollte im Sachunterricht entdeckendes Lernen umgesetzt werden. Dabei müssen folgende Prinzipien berücksichtigt werden: - gezielte Materialauswahl, - spielerisch-exploratives Handeln und - Entwicklung gezielter Fragestellungen (vgl. Werning & Bannach 1994, S. 86ff). Im Laufe der Zeit haben sich didaktische Ansätze entwickelt, die eine konkrete Umsetzung im Unterricht ermöglichen. Festzuhalten sind insbesondere der Einsatz von Handlungsorientierung, klare Strukturierung, Anschauung, der bedeutsame Lebensweltbezug, entdeckendes Lernen, offene Unterrichtsformen, Elementarisierung bzw. didaktische Reduktion, Differenzierung und Vorgehen in kleinen Schritten. Diese Komponenten müssen bei der Konzeption vom Schülerlabor in Betracht gezogen werden. Konkrete Umsetzungsmöglichkeiten hierfür sollen im Zuge eines Vergleichs von Sonderpädagogik und der Chemiedidaktik diskutiert werden. 83

84 Theoretische Grundlagen Zusammenfassung Ausgehend von einem Behinderungsbegriff und dem Unterrichten von behinderten Kindern, wurde der Begriff sonderpädagogische Förderung von der KMK festgelegt. Sonderpädagogische Förderung soll schulische Bildung aufbauend auf entsprechenden Möglichkeiten verwirklichen (vgl. Kultusministerkonferenz 1994). Ein Förderort für Kinder mit Förderbedarf sind Förderschulen, die jeweils auf verschiedene Förderschwerpunkte ausgerichtet sind. In Mittelfranken gibt es derzeit eine anteilmäßig große Anzahl an Schulen zur individuellen Lernförderung und Förderzentren. Die Auswirkungen des Förderschwerpunks Lernen sind sehr verschieden. Kennzeichnend sind Verhaltensauffälligkeiten, veränderte Kognition, eingeschränkte Grob- und Feinmotorik, geringeres Vorwissen und veränderte Sprachentwicklung sowie Schriftsprachkompetenzen etc. Am Förderzentrum Hören wurden die sogenannten Sprachlerngruppen eingeführt, die die Kinder nach ihren kommunikativen Fähigkeiten einzelnen Klassen zuordnen. Für die Sprachlerngruppe III ist beispielsweise die Kommunikation mit lautsprachbegleitenden Gebärden kennzeichnend. Häufig sind bei Kindern mit einer Hörschädigung durch das veränderte Hören ein Erfahrungsmangel vorhanden und die Sprachentwicklung beeinträchtigt. Dieses hat wiederum Auswirkungen auf die Schriftsprachentwicklung. Aus der Didaktik der Lernbehindertenpädagogik und Hörgeschädigtenpädagogik lassen sich einige Maßnahmen ableiten, die bei der Konzeption eines Schülerlabors berücksichtigt werden müssen. Darunter fällt insbesondere die Handlungsorientierung. Forschungsergebnisse aus der Chemiedidaktik zum Thema Förderschule beschreiben die Wirkung von Handlungsorientierung durch Experimente. Im Folgenden werden diese dargestellt und Konsequenzen für das NESSI-FÖSL abgeleitet. 84

85 Theoretische Grundlagen 2.3 Ein Schülerlabor für Förderschulen Verzahnung von Sonderpädagogik und Chemiedidaktik Forschungsstand Chemieunterricht in der Förderschule Derzeit existieren nur wenige Veröffentlichungen aus dem Bereich Chemiedidaktik, die sich mit der Thematik Sonderpädagogik oder Förderschule beschäftigen. Eine Sachstandanalyse von Langermann über die bis zum Jahr 2005 veröffentlichten Forschungsthemen aus Heil- und Sonderpädagogik bestätigen, dass Chemieunterricht in der Förderschule ein Randthema der Chemiedidaktik ist (vgl. Langermann 2006). Im Jahr 2006 führten Bader und Yahya 28 eine umfangreiche Studie zur Thematik Chemieunterricht in der Förderschule durch (vgl. Wagner & Bader 2006, Yahya & Bader 2008). Zunächst erfolgte eine Erfassung der personellen, räumlichen und sächlichen Ausstattung für den Chemieunterricht an 159 hessischen Förderschulen mit dem Förderschwerpunkt Sprache, Verhalten bzw. emotionale Entwicklung und Lernen. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass der Unterricht im Fach Chemie an hessischen Förderschulen bis zu 90 % fachfremd, d. h. von Lehrerinnen und Lehrern ohne fachgebundene Ausbildung erteilt wird. Zudem zeigt sich, dass die Ausstattung der Fachräume für den naturwissenschaftlichen Unterricht mangelhaft ist: Von 74 Schulen haben nur die Hälfte überhaupt einen Fachraum und nur 10 % einen Abzug. Insgesamt gesehen haben nur 30 % ein Mindestmaß an Ausrüstung und Räumlichkeiten zur Verfügung. Das heißt für lernzielgleich unterrichtende Förderschulformen, dass Schüler mit sonderpädagogischem Förderbedarf nicht auf dem Leistungsniveau allgemeinbildender Schulen unterrichtet werden können, für lerndifferenzierte Förderschulen, dass Schüler a priori von der Ausweitung der Förderung auf das Niveau allgemeinbildender Schulen ausgeschlossen sind (Wagner & Bader 2006, S. 113). Die befragten Lehrer schätzen die Intelligenz als die beeinflussende Teilleistung ein, die beim Erwerb chemischer Kompetenzen eine entscheidende Rolle spielt. Bei der Durchführung von Experimenten von den Sonderpädagogen werden Demonstrationsexperimente gegenüber Schülerexperimenten bevorzugt. Selten bis manchmal werden außerschulische Lernorte besucht. Ein Grund für diesen beschriebenen seltenen Besuch von außerschulischen Lernorten, insbesondere Schülerlaboren, kann ein fehlendes speziell für Förderschüler entwickeltes Angebot bzw. Konzept sein. 28 Geborene Wagner 85

86 Theoretische Grundlagen Wagner und Bader entwickelten auf Basis dieser Studie zwei grundlegende Maßnahmen, nämlich die Konzeption einer Lehrerfortbildung sowie einen Katalog über die Mindestausstattung von wissenschaftlichen Fachräumen, um die Situation an den Förderschulen zu verbessern. Anschließend untersuchten sie den Unterricht der fortgebildeten Lehrer an Sprachheilschulen hinsichtlich ihrer Gestaltung von Organisationsform, Arbeitsformen und Umsetzung der Inhalte der Lehrerfortbildung. Die fortgebildeten Sonderpädagogen integrieren Experimente, insbesondere Schülerexperimente, in ihren Unterricht, um naturwissenschaftliche Themen zu erarbeiten (vgl. Yahya & Bader 2008). In Bayern wird die Situation hinsichtlich der Ausstattung für den PCB-Unterricht an den Förderschulen ähnlich sein, was das Öffnen eines Schülerlabors für Förderschulen zur Vermittlung von naturwissenschaftlichen Inhalten und ein Fortbildungsangebot erforderlich macht. Einen bestehenden Fortbildungsbedarf bei Sonderpädagogen bestätigt indirekt die Studie von Bolten und Behrens, die Schulleiter Zur Situation des Physik- und Chemie-Unterrichts im Förderschwerpunkt Lernen befragten (vgl. Bolte & Behrens 2004). Hierbei stellt sich heraus, dass nur 50 % der an der Befragung beteiligten Schulen naturwissenschaftliche Sachverhalte im Rahmen des Sachunterrichts in der Jahrgangsstufe 1 bis 6 anbieten. Unterrichten Lehrer diese, beschränken sich Sonderpädagogen meistens auf biologische Sachverhalte, und vernachlässigen chemische und physikalische. Erst ab der achten und neunten Jahrgangsstufe legen die Lehrer den Schwerpunkt auf die beiden anderen Naturwissenschaften, woraus Bolte und Behrens einen Bedarf an Fortbildungen für Sonderpädagogen ableiten (vgl. Bolte & Behrens 2004). Eine Studie zur Erfassung von affektiver und kognitiver Rezeption von naturwissenschaftlichen Inhalten bei geistig behinderten Kindern führte Langermann durch (vgl. Langermann 2006). Deren Ergebnisse verdeutlichen, dass sich 3- bis 6-jährige Kinder mit geistiger Behinderung sehr gut an die gemeinsam durchgeführten Experimente, insbesondere deren Durchführung, erinnern können. Außerdem haben die Kinder großes Interesse und beteiligen sich affektiv an den Experimenten (welche durch die Stimmung und Hinwendung der Kinder zu den Experimenten erfasst wurde). Die in der Studie untersuchten Themenbereiche sind Luft und ihre Ausdehnung, Löslichkeit und das Löschen einer Kerze. Es zeigt sich, dass Kinder mit geistiger Behinderung das unterschiedlich schnelle Löschen verschieden großer Kerzen durch 86

87 Theoretische Grundlagen Überstülpen eines Glases mit der Menge der Luft im Glas begründen können. Am Experiment Ausdehnung von Luft haben die Kinder unterschiedlich großes Interesse. Sie können sich im Vergleich zu den anderen Experimenten daran am wenigsten erinnern und es kaum erklären. Dies ist nicht verwunderlich, da dieses Experiment im Vergleich höhere kognitive Fähigkeiten abverlangt (vgl. Langermann 2006). Insgesamt bestätigt diese Studie, dass Experimente einen Beitrag zur Förderung naturwissenschaftlicher Grundbildung bei Kindern mit Förderbedarf leisten können. Zusätzlich eignen sich Experimente zum Wecken des Interesses an naturwissenschaftlichen Phänomenen, weshalb im NESSI-FÖSL das Experiment als Erkenntnismittel eingesetzt werden soll. Eine zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht abgeschlossene Studie zur Thematik Untersuchung generativer Prozesse beim naturwissenschaftlichen Lernen von SchülerInnen mit dem Förderschwerpunkt geistige Entwicklung wird von Krauß an der Universität Jena durchgeführt. Dabei sollen mit Hilfe einer Längsschnittstudie mittels Individual- und Einzelfallanalysen Erkenntnisse über mentale Modelle gewonnen werden. Kennzeichnend ist der Einsatz eines visuellen Zeichensystems, welches Ideographie und Phonetik vereint, um Geräte und Versuchsabläufe zu beschreiben (vgl. Krauß & Woest 2010). Ein solches Zeichensystem wird bei lernbehinderten und hörgeschädigten Schülern im NESSI-FÖSL nicht notwendig sein, da diese Kinder über weitaus höhere Schriftsprachkompetenzen verfügen. Zum Thema Experimentieren mit hörgeschädigten Kindern erstellten Abels und Hauptmeier in Hamburg je eine Examensarbeit. Sie beinhalten eine gemeinsame Bestandsaufnahme an Schulen für Hörgeschädigte (vgl. Abels 2005, Hauptmeier 2006). Die Lehrer äußern den Wunsch nach Fortbildungen mit Experimentvorschlägen und bestätigen somit die Ergebnisse von Bolte und Behrens. Auch hier zeigt sich, dass Schülerexperimente im Vergleich zu anderen Medien und Organisationsformen relativ wenig eingesetzt werden. Die dominierend verwendete Sprache im Chemieunterricht ist die Lautsprache mit 38,6 %, danach folgen Schriftsprache, LBG und mit 13,9 % die DGS (vgl. Abels 2005). 74 % der Befragten schätzen ein Fachlexikon im Bereich der Gebärden als hilfreich ein. Ist die Gebärde zu einem Fachbegriff im Gebärdenwörterbuch nicht vorhanden, erfinden einige Gehörlosenpädagogen die Fachgebärden selbst. Andere Sonderpädagogen entwickeln sie gemeinsam mit den Schülern oder übernehmen die Gebärden, die von den Schülern selbst vorgeschlagen werden. Die Pädagogen sollten einschätzen, ob Gebärden zu anschaulich sind und somit 87

88 Theoretische Grundlagen falsche Vorstellungen hervorrufen (z. B. Kohlendioxid, in dessen Gebärde die Gebärde für Kohle steckt). Zwei Lehrer sehen diesen Zusammenhang als problematisch. Drei antworten, dass die Veranschaulichung hilfreich sei, und ein anderer Lehrer plädiert für die Trennung von Fach- und Alltagsgebärden. Im Gegensatz zu Ergebnissen von Woest und Fruböse bei Kindern ohne Behinderung ergibt die Schülerbefragung (n = 256) von Abels, dass Chemie bei 61 % der Befragten ein beliebtes Unterrichtsfach ist. Die Schüler begründen ihre Einschätzung unter anderem mit Experimenten, Interesse an Chemie, Dinge selbst ausprobieren, der Lehrerpersönlichkeit und Alltagsbezug (vgl. Abels 2005). Gegen das Fach sprechen Langeweile, der Schwierigkeitsgrad, zu seltene Durchführung von Experimenten und geringes Interesse am Fach Chemie. Auf die Beliebtheit des Fachs wirkt sich positiv aus, dass die Lehrer im Chemieunterricht selten auf die sprachlichen Schwächen der hörgeschädigten Schüler hinweisen oder explizit daran arbeiten. Das wird an der sparsamen Einführung und Verwendung der Fachbegriffe deutlich. Dies lässt vermuten, dass der Fachunterricht Abstand vom Sprachunterricht gewonnen hat (Abels 2005, S. 103). Diese Ergebnisse sprechen dafür, dass ein Schülerlabor nicht den Schwerpunkt auf die Sprachförderung legen sollte, sondern auf das Vermitteln von chemischen Phänomenen durch Experimente. Auch wenn das Fach Chemie am Förderzentrum Hören im Vergleich zur Regelschule ein beliebteres Fach ist, ist eine Motivationsförderung durch das Experimentieren in einem Schülerlabor weiterhin erstrebenswert, um auch die restlichen Schüler an den Naturwissenschaften zu begeistern. Eine weitere Examensarbeit zum Experimentieren mit hörgeschädigten Schülern wurde von Adesokan an der Universität Köln verfasst (vgl. Adesokan 2010). Inhalt der Arbeit ist die Umsetzung und Evaluation der Chemie-Foto-Story im Chemieunterricht mit hörgeschädigten Kindern. Diese Methode zur Dokumentation von Schülerexperimenten erweist sich wegen der mangelnden schriftsprachlichen Kompetenzen der Schüler als sehr effektiv. Nachteil dieser Methode ist die relativ lang andauernde und intensive Einführung der Lernenden, bis die Anwendung im Unterricht möglich ist. Deshalb kann im geplanten Schülerlabor die Chemie-Foto-Story keine Anwendung finden. In ausgewählten sonderpädagogischen Fachzeitschriften finden sich vereinzelt ausgearbeitete Unterrichtsvorschläge zu naturwissenschaftlichen Themen (vgl. Latuszek 1983, Merkt 1989, Seibold 1987, Wertenbroch 1993, 2001, Baumeister 2002, Pielsticker 2003). 88

89 Theoretische Grundlagen Diese sind hauptsächlich für lernbehinderte Schüler konzipiert und beinhalten handlungsorientierte Unterrichtsformen. In diesen Ausarbeitungen werden Probleme im taktilen Bereich und mit Versprachlichung beim Experimentieren mit den Schülern genannt (vgl. Baumeister 2002). Dinges betont, dass im Unterricht an den natürlichen Entwicklungsprozess angeknüpft und ein handlungsorientierter Unterricht angeboten werden sollte, der folgende Prinzipien verfolgt: - praktischer Problembezug, - aktives Lernen (Handlung und geistige Auseinandersetzung mit einem Problem) und - schrittweise Verinnerlichung (Verarbeitung der gewonnenen Problemlösung) (vgl. Dinges 2004). Ergänzend listet Dinges Kriterien auf, die bei der Auswahl des Experiments eine Rolle spielen: Zeit, Grad der Anschaulichkeit, theoretische Planbarkeit, Komplexität und Lernvoraussetzungen (vgl. Dinges 2004). Insgesamt ist festzuhalten, dass sich Kinder mit Behinderung bereits im Vorschulalter mittels Experimente an naturwissenschaftliche Phänomene erinnern. Trotzdem führen Sonderpädagogen Experimente selten im Unterricht durch und es besteht ein Bedarf am Besuch von Fortbildungen, die naturwissenschaftlichen Unterricht thematisieren. 89

90 Theoretische Grundlagen Ein Schülerlabor für Förderschulen Schlussfolgerungen aus den theoretischen Überlegungen Im vorangegangenen Kapitel wird deutlich, dass die Verzahnung von Sonderpädagogik und Chemiedidaktik bisher auf Ebene der Schulen bzw. im Kindergarten erfolgt ist. In Bezug auf Schülerlabore mit Förderschülern lassen sich derzeit keine Forschungsergebnisse finden. Außerdem gibt es keine genauen Beschreibungen, wie Experimentiersituationen im Unterricht bzw. im Schülerlabor für Kinder mit Hörschädigungen und Lernbehinderungen gestaltet sein sollen. Förderschüler erleben immer wieder Frustrationen bzw. Hindernisse, was vermieden werden muss, um das Interesse und die Motivation an den Naturwissenschaften zu steigern bzw. aufrechtzuerhalten. Durch sinnvolle Verzahnung von Sonderpädagogik und Chemiedidaktik (vgl. Abbildung 7) kann dies gelingen. Abbildung 7: Verzahnung von Sonderpädagogik und Chemiedidaktik Die in der Hörgeschädigten- und Lernbehindertenpädagogik geforderte Handlungsorientierung, Selbsttätigkeit sowie aktiv-forschendes Lernen kann durch das Experiment als Erkenntnismittel aus der Chemiedidaktik erreicht werden. Auch schätzen hörgeschädigte Schüler das Durchführen von Experimenten als positiv ein. Das Experiment, das geplante Betreuungsverhältnis durch die Unterstützung von Studierenden und die veränderte Lernumgebung im Schülerlabor wirken sicherlich förderlich auf den Lernprozess bei Förderschülern. Aus der Definition des sonderpädagogischen Förderbedarfs lässt sich ableiten, dass sonderpädagogische Maßnahmen, die den Schüler mit Förderbedarf unterstützen sollen, für ein nachhaltiges Lernen notwendig sind. Ein Schülerlabor muss deshalb entsprechende 90

91 Theoretische Grundlagen Maßnahmen entwickeln bzw. aus der Sonderpädagogik übernehmen, um das Lernen im Labor zu erleichtern. Da die Auswirkungen der einzelnen Förderschwerpunkte jeweils verschieden sein können, ist ein enger Informationsaustausch zwischen dem Lehrer und den Mitarbeitern des NESSI-FÖSL notwendig. Diese sollen an die Studierenden weitergeleitet werden, damit die Betreuer durch Differenzierung entsprechend im Labor eingehen können. Aufgrund der Heterogenität innerhalb der beiden Zielgruppen ist Differenzierung unumgänglich. Die äußere Differenzierung ist bereits durch die Schule und die entsprechende Zuordnung zum Förderbedarf erfolgt sowie durch Unterscheidung zwischen dem regulären NESSI-Lab und dem NESSI- FÖSL. Binnendifferenzierung bei der Vermittlung naturwissenschaftlicher Phänomene erfolgt durch didaktisch-methodische Gestaltung, was eine Variation sowohl von Methoden und Medien als auch von Lerninhalten und -zielen bedeutet (vgl. Labudde & Bruggmann Minning 2010). Dabei gilt das sogenannte Differenzierungsdreieck: - Was differenzieren? (Sozialform, Lernziele, Themen, Aufgabenmenge, Grad der Selbstständigkeit oder Tempo), - Wie differenzieren? (Medien, verschiedene Erkenntniswege, verschiedene Sinnesmodalitäten oder Begleiten und Beraten), - Wonach differenzieren? (naturwissenschaftliche Kompetenz, Interesse, Sprachkompetenz und Einstellungen, Vorwissen oder Lernwege) (vgl. Leisen 2006, Labudde & Bruggmann Minning 2010). Der Betreuer im NESSI-FÖSL muss situativ entscheiden, in welcher Form die drei Dimensionen der Differenzierung berücksichtigt werden. So kann er beispielsweise festlegen, wie viele Experimente durchgeführt werden, auf welchem Niveau, ob die bereitgelegten Materialien zur Erklärung verwendet werden und nach welchen Komponenten differenziert wird. Abhängig vom Vorwissen der Schüler muss der Student das Experiment als Entscheidungs-, Erkundungs- oder Veranschaulichungsexperiment (vgl ) einsetzen. Zur Erklärung des Experiments sind individuelle Denkanstöße durch Impulse, Teilfragen oder Teilantworten durch den Betreuer notwendig. Diese Differenzierungsmöglichkeiten setzen Flexibilität der Studierenden voraus. Die Anbahnung erfolgt durch Übung und Thematisierung im Rahmen der Vorbereitung und im Laufe der Lehrveranstaltung (vgl. Schmitt-Sody & Kometz 2011). 91

92 Theoretische Grundlagen Eine weitere Differenzierung erfolgt durch die Unterscheidung zwischen Hörschädigung und Lernbehinderung. Bei einer Hörschädigung sind die Auswirkungen im Bereich des veränderten Höreindrucks zu beachten. Zusätzlich sind die hohe Anstrengung durch Absehen und Hörleistung sowie deren Kombination zu bedenken. Diese sind insbesondere durch die ungünstigen akustischen und optischen Bedingungen, die ein Chemielabor aufweist, erschwert. Wie in Kapitel erläutert, gibt es dort keine dämmenden Vorhänge oder Böden. Zusätzlich wird Störlärm durch Lüftung oder Geräusche beim Experimentieren erzeugt. Auch sind die Lichtbedingungen für das Absehen nicht förderlich, da im Labor Experimentiertische vorhanden sind, die das Licht abschirmen bzw. Schatten verursachen. Deshalb muss beispielsweise durch Ausschalten aller Lüftungen, Schließen aller Fenster, Vermeidung von weiterem Störlärm oder Anpassung der Lichtverhältnisse das Hören und Absehen erleichtert werden. Die Studierenden müssen eine angemessene Sprache (vgl ) verwenden und die Antlitzgerichtetheit anwenden. Zur Vermeidung einer Überforderung müssen die veränderte Sprachentwicklung, die eingeschränkte Schriftsprachkompetenzen und der Erfahrungsmangel berücksichtigt werden. Das Experimentieren kann auf Ebene der Durchführung durch Nichtverstehen der Experimentieranleitungen und auf Ebene der Beobachtung durch eingeschränkte Verbalisierung des Geschehenen erschwert werden. Auf Ebene der Erklärung beeinflussen ein fehlender Wortschatz, eine mögliche Fehlkommunikation zwischen Student und Schüler und eine erschwerte schriftliche Fixierung der Ergebnisse. Trotz Veränderung der Schülerschaft am Förderzentrum Hören (vgl. Kapitel 2.2.4), wird das NESSI-FÖSL wenn auch selten von Kindern besucht, die mit lautsprachbegleitenden Gebärden oder sogar in der Deutschen Gebärdensprache kommunizieren. Wie bereits erwähnt, haben die Studenten, die die Kinder betreuen, keine Kenntnisse in LBG bzw. DGS. Deshalb müssen durch die zu entwickelnden Lernmaterialien ein möglichst selbstständiges Experimentieren erreicht werden, beispielsweise durch verstärkten Einsatz von Schrift und Bild. In Bezug auf die Lernbehinderung müssen insbesondere die veränderten Sprachkompetenzen, der Erfahrungsmangel, die veränderten kognitiven Voraussetzungen, affektive Komponenten (z. B. Interessenslosigkeit, Aufmerksamkeitsstörungen und Verhaltensauffälligkeiten) bei einer Konzeption für das Schülerlabor berücksichtigt werden. Das Schü- 92

93 Theoretische Grundlagen lerlabor kann durch seine Attraktivität der Demotivation 29 und Verhaltensauffälligkeiten entgegen wirken. Es können weitere Maßnahmen ergriffen werden: - vereinfachte Experimente, - Sprachvereinfachungen, - Bewegungspausen, - klare Regeln, - kleinschrittiges Vorgehen und - didaktische Reduktion. - Abbildung 8: Erste aus der Theorie abgeleitete Maßnahmen für das Schülerlabor Abbildung 8 fasst abschließend die Auswirkungen der einzelnen Förderschwerpunkte zusammen und enthält eine Übersicht über erste Maßnahmen, die aus der Theorie abgeleitet und bei der Konzeption berücksichtigt werden. In Bezug auf die Experimente ist nicht nur deren Anspruchsniveau zu prüfen, sondern auch ganz allgemein zu überlegen, welche Experimente im Labor eingesetzt werden können. 29 Es liegen derzeit keine Forschungsergebnisse vor, wie beliebt das Fach Chemie bei lernbehinderten Kindern ist. 93

94 Theoretische Grundlagen Dabei sind die im Kapitel dargestellten Auswahlkriterien leitend und müssen gegebenenfalls an den Förderschwerpunkt angepasst werden. Wie schon bisher angedeutet, sind Visualisierungen, worunter Modelle (vgl. Kapitel 2.1.7), Symbole, Schrift, Bild, Schemazeichnungen oder Texte fallen (vgl. Knauf 2001), notwendig. Eine Konkretisierung soll im Forschungsverlauf erfolgen. Diese aufgezählten Komponenten sollen im Entwicklungsprozess des Schülerlabors überprüft und gegebenenfalls erweitert bzw. angepasst werden. Die leitende Forschungsfrage, der Ablauf dieses Prozesses und die methodische Einbettung des Forschungsvorgehens werden im nächsten Kapitel dargestellt. 94

95 Forschungsdesign 3 Forschungsdesign 3.1 Forschungsfrage Nach der Darstellung theoretischer Hintergründe erfolgt die Konkretisierung der Forschungsfrage. Leitend hierfür ist die sehr seltene Ausrichtung der Lehr-Lern-Labore 30 an einem Förderschwerpunkt (vgl. Kapitel 2.1.1). Zur Gestaltung eines solchen Schülerlabors sowie dem Lernzuwachs durch dessen Besuch gibt es kaum Literatur. Durch zahlreiche Experimente und die äußerlichen Gegebenheiten erhalten die im NESSI-FÖSL experimentierenden Schüler an einem Vormittag viele Eindrücke. Fraglich ist, wie viele Informationen von den Schülern mit Förderbedarf aufgenommen und noch nach geraumer Zeit abgerufen werden können. Zudem ist zu überprüfen, ob die aus der Theorie abgeleiteten Maßnahmen dazu beitragen, den Wissenserwerb positiv zu unterstützen. Deshalb wird aufbauend auf den bisherigen Ausführungen bzw. der beschriebenen Forschungslücke und aus dem theoretischen Konstrukt heraus für das Projekt folgende Forschungsfrage formuliert: F1: Wie soll ein Lehr-Lern-Labor gestaltet sein, um nachhaltiges Lernen bei Kindern mit Förderschwerpunkt Hören und Lernen zu erreichen? Ausgehend von der Definition des nachhaltigem Lernens im Kapitel wird im Forschungsvorhaben der Begriff als Erwerb von Wissen in Bezug auf die Durchführung, Beobachtung und Erklärung einzelner Experimente und deren Erinnerung nach drei Monaten verstanden. Zur Konzeption lassen sich folgende Unterfragen ableiten: F2: Nach welchen Kriterien sollen die Experimente, die in einem solchen Schülerlabor eingesetzt werden, einerseits aus Sicht von Experten, andererseits aufbauend auf den Lernvoraussetzungen der Schüler ausgewählt werden? Die Auswahl der Experimente orientiert sich zunächst an den Kriterien, die für den Chemieunterricht einer allgemeinen Schule gelten (vgl. Kapitel 2.1.6). Diese müssen an die Bedingungen des Labors angepasst werden. In Bezug auf die Förderschule stellt sich die Frage, ob es weitere Kriterien gibt, damit selbstständiges Experimentieren und nachhaltiges Lernen ermöglicht werden. Hinzu kommt die Überprüfung, ob die bislang im Schülerlabor für die 30 Derzeit bietet beispielsweise das Schülerlabor Oldenburg Förderschulen die Möglichkeit eines Besuchs an; dies erfolgt allerdings ohne ein spezifisches Konzept. 95

96 Forschungsdesign Regelschulen verwendeten bzw. andere Experimente für das Lehr-Lern-Labor NESSI-FÖSL geeignet sind. So wird (wie in Kapitel dargestellt) der Schwierigkeitsgrad der Experimente bei einer Lernbehinderung zu überprüfen sein. Außerdem kann es auch auf Beobachtungs- und Durchführungsebene Experimente geben, die nicht eingesetzt werden sollten. Sicherheitsaspekte, eingeschränkte Wahrnehmung durch Wahrnehmungsstörungen oder sprachliche Barrieren könnten hier beispielsweise Ausschlusskriterien sein. F3: Wie sind Lernmaterialien aufgrund des Förderbedarfs Hören und Lernen zu gestalten? Wie im Kapitel bereits beschrieben, können insbesondere die veränderten schriftsprachlichen Kompetenzen für die Gestaltung der Lernmaterialien entscheidend sein. Um das selbstständige Experimentieren im Schülerlabor zu ermöglichen, ist ein Verstehen der Arbeitsanweisungen und Experimentieranleitungen Voraussetzung. F4: Ist möglicherweise durch Unterstützung von weiteren Maßnahmen nachhaltiges Lernen bei Förderschülern zu erreichen? Im Forschungsprojekt erfolgt ein Vergleich des Vorwissens mit den Äußerungen der Kinder nach dem Schülerlaborbesuch. Treten Schwierigkeiten bei der Erinnerung an die einzelnen Experimentierphasen auf (vgl. Kapitel 2.1.6) wird zur Steigerung der Nachhaltigkeit versucht, das Konzept weiterhin optimiert. Dieser Prozess wird durch die Forschungsfragen begleitet und erfolgt aufbauend auf den Prinzipien der Aktionsforschung, welche das nächste Kapitel beschreibt. 96

97 Forschungsdesign 3.2 Aktionsforschung Schulisches Lernen, mit seinen mannigfaltigen Bestimmungsmerkmalen, lässt sich sicherlich ebenso wenig mit Einzelinstrumenten erforschen, wie die Verbesserung von Einzelkompetenzen des Unterrichts den Lernerfolg steigert (Woest 1995, S.62). Diese Aussage kann auf das Lernen im Schülerlabor übertragen werden, da Lernen auch in diesem außerschulischen Lernort auf Basis verschiedener Merkmale erfolgt. Deshalb orientiert sich die methodische Vorgehensweise in dieser Arbeit an der Aktions- bzw. Unterrichtsforschung, die diesen Aspekt des Lernens berücksichtigt. Ein weiter Grund für diese Orientierung ist die Fokussierung auf die Entwicklung des Konzepts von NESSI-FÖSL und der Lernmaterialien für die Praxis. Lewin (1946) gilt als Begründer der Aktionsforschung (action research), in der die Wechselwirkung zwischen Theorie und Praxis betont wird. Als Aktions- und Handlungsforschung wurde der Ansatz im deutschsprachigen Raum von Moser aufgegriffen und weiterentwickelt. In der Aktionsforschung sind jene Menschen und Menschengruppen, welche von Wissenschaftlern untersucht werden, nicht mehr bloße Informationsquelle des Forschers, sondern Individuen, mit denen sich der Forscher gemeinsam auf den Weg der Erkenntnis zu machen versucht (Moser 1977, S. 13). Dieser Ansatz mündete in die Praxisforschung, welche sich an den Grundsätzen der Aktionsforschung orientiert, ist aber losgelöst von politischemanzipativen Ansätzen (vgl. Krems 2008). Dabei wird die Aktionsforschung, neben der Evaluationsforschung und Praxisuntersuchung, als eine spezifische Form der Praxisforschung angesehen. Aktionsforschung strebt eine Verbesserung der Qualität der Arbeit in einem Praxisbereich, in diesem Fall des Schülerlabors NESSI-FÖSL, an (vgl. Altrichter & Posch 2007). Die Merkmale der Aktionsforschung wurden bereits von Oerter festgelegt (vgl. Oerter 1979). Es werden hauptsächlich qualitative Forschungsmethoden eingesetzt und nach Oerter muss sich jede Unterrichtsforschung bzw. Schülerlaborforschung - mit der objektiven Struktur befassen, sofern diese mit Unterricht [bzw. dem Schülerlabor] und deren verschiedenen Formen zusammenhängt, - die unterschiedlichen subjektiven Interpretationen der Beteiligten und deren Beziehung zur objektiven Struktur erfassen und - Möglichkeiten erproben, wie Interpretationskongruenz und damit effektiver Unterricht [bzw. Lernen im Schülerlabor] möglich ist (Oerter 1979 S. 31). 97

98 Forschungsdesign Woest leitet darauf aufbauend folgende Merkmale für die Unterrichtsforschung ab: - Der Untersuchungsgegenstand ist vorläufig und erst am Ende des Forschungsprozesses bekannt, eigentliche Untersuchungsschwerpunkte bilden sich im Verlauf des Prozesses. - Es wird, wie in der qualitativen Forschung üblich, auf Hypothesenbildung ex ante verzichtet. Ausgangspunkt ist zwar eine Fragestellung, die unter theoretischen Aspekten entwickelt wird, gipfelt aber nicht in Hypothesenbildung, sondern die Ergebnisse ermöglichen erst die Bildung von Hypothesen. - Aktionsforschung ist mehrperspektivisch, d. h. es wird bewusst auf das Festhalten einzelner Fakten verzichtet, weshalb Methodenvielfalt durch Einsatz verschiedener Forschungsmethoden zwingend notwendig ist. - Der Forscher tritt selbst in das zu untersuchende Feld ein. - Der Forschungsprozess ist offen für Anregungen und Auseinandersetzungen. - Die Daten der einzelnen Erhebungsverfahren werden auf Gemeinsamkeiten analysiert (vgl. Woest 1995, S. 62ff). Nach Alltrichter und Posch ist Aktionsforschung Forschung von Betroffenen, beinhaltet Fragestellungen aus der Praxis, lebt von Aktion und Reflexion, enthält längerfristige Forschungsund Entwicklungszyklen und setzt Konfrontation unterschiedlicher Perspektiven voraus. Zusätzlich soll der Forschungsprozess in eine professionelle Gemeinschaft eingebunden sein und strebt Erkenntnis und Entwicklung zeitgleich an (vgl. Alltrichter & Posch 2007). Das Vorgehen im Projekt NESSI-FÖSL orientiert sich an diesen Prinzipien der Aktionsforschung. Die Forschungsfragen zu diesem Projekt wurden aus der Praxis und den Erfahrungen im NESSI-Lab unter Einbezug theoretischer Überlegungen heraus entwickelt. Eine enge Verzahnung von Aktion und Reflexion und die Berücksichtigung verschiedene Perspektiven der Beteiligten am Schülerlabor werden angestrebt. Allerdings kann nur von einer Forschung von Betroffenen im weiteren Sinn gesprochen werden, da die Erfassung des Lernprozess der Kinder und das Lehren im Labor durch die Studierenden erfolgt. Die Verfasserin jedoch die Umsetzung des Schülerlabors (an-) leitet und das Konzept entwickelt. Für die Aktionsforschung sind die für Forschungsmethoden allgemeingültigen Gütekriterien bedeutsam. Reliabilität ist nur im eingeschränkten Sinn möglich, da die meisten zu erfassenden Situationen komplex und instabil sind (vgl. Alltrichter & Posch 2007). Die Validität, also das Erfassen der Probleme, die erfasst werden sollen, wird durch eine interne Validität abge- 98

99 Forschungsdesign sichert. Um diesen beiden Gütekriterien gerecht zu werden, muss eine hohe Transparenz der Vorgehensweise und der Ergebnisse angestrebt, unterschiedliche Blickwinkel von Lehrern, Studenten und Kindern eingenommen und Methodenvielfalt eingesetzt werden. Damit wird die von Altrichter und Posch geforderte Triangulation, durch eine Methoden- und Datentriangulation (vgl. Flick 2004) berücksichtigt. Deshalb beinhaltet das durchgeführte Forschungsvorhaben als Erhebungsinstrumente eine schriftliche Befragung, Beobachtungen und Interviews. Abschließend können keine Verallgemeinerungen vorgenommen, sondern in Einzelfällen Aussagen in Richtung auf eine Verallgemeinerung verursacht werden (Woest 1995, S. 63), da die Ergebnisse und deren Interpretation abhängig von der Situation und Rahmenbedingungen sind (vgl. Woest 1997b). Alltrichter und Posch legen zur Sicherung der Qualität der Aktionsforschung drei Kriterienbereiche fest: - erkenntnistheoretische Kriterien (Sicherung der Befunde durch Hinzuziehung alternativer Perspektiven und Erprobung in der Praxis), - pragmatische Kriterien (Verträglichkeit mit der Praxis, also Anwendung durch andere Praktiker) und - ethische Kriterien (Vereinbarkeit mit pädagogischen Zielen und menschlicher Interaktion) (vgl. Alltrichter & Posch 2007). Aus dem Blickwinkel der Chemiedidaktik heraus entwickelten Eilks und Ralle den Ansatz der partizipativen Aktionsforschung (vgl. Eilks & Ralle 2002). Dieser Ansatz zielt auf die Entwicklung neuer Methoden und Materialien im Unterricht ab und versucht, Lernprozesse der Schüler aufzudecken. Dieses wird durch eine Kooperation von Lehrern und Experten der Universität über einen längeren Zeitraum erreicht. In diesem Forschungsprojekt kann aufgrund des einmaligen Besuchs der Kinder und Sonderpädagogen nur ein punktueller Austausch zwischen Lehrern und Experten stattfinden. Allerdings wird der für die partizipative Aktionsforschung kennzeichnende zyklische Ablauf von Entwicklung von Lernstrategien und medien, Erprobung in der Praxis, Evaluation sowie Reflexion und Überarbeitung für die Konzeption von NESSI-FÖSL übernommen (vgl. Eilks & Ralle 2002). Es erfolgt während des Projektverlaufs abwechselnd eine Entwicklung, eine Erprobung, eine Evaluation und eine abschließende Reflexion und Überarbeitung der Lernmedien bzw. des Konzepts. 99

100 Forschungsdesign 3.3 Projektablauf Der Wechsel von Handlung und Reflexion, die unterschiedlichen Perspektiven, die Methodenvielfalt und der Situationsgedanke aus der Aktionsforschung sind leitend für die Entwicklung der methodischen Vorgehensweise. Es sollen die Perspektiven der Lehrer, Studierenden, des Forschers und der Kinder, die am Schülerlabor beteiligt sind, einbezogen werden. Zudem werden Phasen der Reflexion und Handlung abgewechselt, woraus sich folgender zeitlicher Ablauf des Projekts ergibt (vgl. Abbildung 10). Zunächst erfolgt eine Expertenbefragung von Sonderpädagogen zum Thema Experimentieren mit Förderschülern. Anschließend wird zur Konkretisierung fünf Sonderpädagogen eine Auswahl an Experimentiervorlagen des regulären NESSI-Lab vorgelegt. Die Lehrer sollen diese mit Hinblick auf den Förderschwerpunkt einschätzen und gegebenenfalls Verbesserungsvorschläge angeben. Beide Befragungen sind die Basis zur Umgestaltung der Experimentiermaterialien für NESSI-FÖSL. Anschließend erfolgt die erste Anpassung des Konzepts, die von Sonderpädagogen begleitet wird. Dieser Konzeptentwurf wird mehrmals erprobt und stetig mithilfe der Rückmeldung von den Betreuern sowie Beobachtungen durch die Verfasserin im NESSI-FÖSL verbessert. Abbildung 9: Projektablauf Anschließend wird das konzipierte Projekt evaluiert. Hauptelement der Evaluierung ist die Erfassung vom nachhaltigen Lernen durch das Schülerlabor mittels einer Interview-Studie mit Kindern, die am NESSI-FÖSL teilgenommen haben. Abschließend erfolgt eine Erprobung der Materialien an einer Förderschule. Um das Prinzip des Wechsels von Reflexion und Handlung der Aktionsforschung zu verfolgen, wird auf Basis dieser Ergebnisse das Konzept 100

101 Forschungsdesign noch einmal überarbeitet. Dieses überarbeitete Konzept wird dann als NESSI-FÖSL 31 festgelegt. Ergebnis dieses Konzepts ist eine Experimentiermappe, die in der Lehrerfortbildung vorgestellt wird und dort erworben werden kann. Auszüge davon sind dem Anhang beigefügt (vgl. Anhang S. 302). Diese Mappe ist einerseits Grundlage für das Schülerlabor, andererseits solle sie auch für den Einsatz im Unterricht zur Verfügung stehen. Zur Fortführung des Ansatzes der Verbindung der drei Säulen der Lehrerbildung aus dem Konzept NESSI-Lab wird auch dieses Teilprojekt in das Lehramtsstudium eingebaut. Die Studierenden können zwischen dem regulären NESSI-Lab, dem NESSI-FÖSL oder anderen Teilprojekten des NESSI-Lab wählen. Langfristig soll das Konzept NESSI-FÖSL nicht nur als Blockveranstaltung, sondern auch während des Semesters angeboten werden, um somit die Anzahl der Klassenbesuche zu erhöhen. 31 Treten in der Fortführung des Projekts nach Abschluss des Forschungsprojekts Probleme auf oder werden neue Ideen zur Förderung der Nachhaltigkeit entwickelt, soll im Sinne der Aktionsforschung das Konzept weiterhin verändert werden. 101

102 Forschungsdesign 3.4 Auswahl der Forschungsmethoden Bei der Voruntersuchung, Konzeption und der Evaluierung werden unterschiedliche Forschungsmethoden herangezogen, um der Methoden-Triangulation gerecht zu werden. Die Begründung der Auswahl der jeweiligen Methoden erfolgt in diesem Abschnitt. Zur Förderung der Lesbarkeit wird die methodische Vorgehensweise (Inhalt, Aufbau, Stichprobe und Auswertungsverfahren) jeweils vor dem entsprechenden Ergebnisteil beschrieben. Durch den täglichen Umgang mit Förderschülern haben sich Sonderpädagogen viel Erfahrungswissen über die Gestaltung von Unterricht angeeignet. Deshalb wird zunächst eine Expertenbefragung im Hinblick auf Berücksichtigung von spezifischen Maßnahmen in und Umsetzung von Experimentiersituationen durchgeführt. Ihre Ergebnisse werden im Hinblick auf die Umsetzung im Schülerlabor diskutiert. Diese Befragung ist in zwei Teile unterteilt, um umfassende Informationen zu den einzelnen Forschungsfragen zu erhalten. Die Befragung der Lehrer Teil 1 Der erste Teil der Expertenbefragung erfolgt mittels eines schriftlichen Fragebogens (Details zu Aufbau, Sichtprobe und Auswertung vgl. Kapitel 4.1.1), der das Expertenwissen in Bezug auf das Experimentieren in der Förderschule erfasst. Dadurch werden im Vergleich zu Interviews flächendeckende Informationen gesammelt und eine größere Stichprobe (n = 68) erreicht. Außerdem ermöglicht diese Form der Befragung eine eigene Zeiteinteilung und damit durchdachtere Antworten als bei Interviews (vgl. Schnell, Hill & Esser 1999). Zudem ist sie zeitlich weniger aufwendig, ermöglicht die Erfassung von statistischen Zusammenhängen und es fallen Intervieweffekte weg (vgl. Bortz & Döring 2006). 102

103 Forschungsdesign Die Befragung der Lehrer Teil 2 Aufbauend auf den Ergebnissen der Befragung der Lehrer Teil 1 werden im zweiten Teil fünf Sonderpädagogen aufgefordert, Experimentiervorlagen (Details vgl. Kapitel 4.2.1) aus der regulären NESSI-Mappe in Bezug auf deren Einsatz für ein Experimentieren mit Förderschülern zu beurteilen. Den theoretischen Ausführungen (vgl. Kapitel 2.2.2) ist bereits zu entnehmen, dass aufgrund der veränderten Sprachkompetenzen der Förderschüler solche Vorlagen sprachlich vereinfacht werden müssen. Die Ergebnisse dieser Befragung sollen Einblick in die konkreten, notwendigen Veränderungen geben und somit Grundlage der Adaption der Experimentiervorlagen für NESSI-FÖSL sein. Diese Befragung erfolgt schriftlich und mit Korrekturen bzw. Verbesserungsvorschlägen in den Vorlagen. Obwohl die Stichprobe mit fünf Sonderpädagogen sehr klein ist, wird eine schriftliche Befragung vorgezogen. Die Lehrer sollen sich mit dem Material intensiv und kritisch auseinandersetzen sowie detaillierte Korrekturen angeben. Dies ist durch die freie Zeiteinteilung bei einer schriftlichen Form möglich (vgl. Schnell, Hill & Esser 1999). Durch Bewahrung der Anonymität bei solchen kritischen Äußerungen liefert diese Form der Befragung ehrlichere Aussagen als eine mündliche Befragung (vgl. Bortz & Döring 2006). 103

104 Forschungsdesign Die Konzeptions- und Erprobungsphase Aufbauend auf diesen Lehrerbefragungen wird anschließend das Schülerlabor für die Förderschüler konzipiert. Zunächst erfolgt eine erste Erprobung des entworfenen Konzepts mit sechs Klassen der Jahrgangsstufen 1 bis 4 einer Schule zur Lernförderung. Betreut werden die Klassen zunächst durch Mitarbeiter 32 der Arbeitsgruppe der Didaktik der Chemie. Ausgehend von den Beobachtungen der Betreuer werden die Materialien und Experimente mithilfe eines Fragebogens beurteilt. Allerdings stellt sich heraus, dass der Fragebogen in diesem Fall zu unspezifisch und zu umfangreich sowie die Rücklaufquote sehr gering ist. Deshalb erweist sich eine Gesprächsrunde nach den jeweiligen Veranstaltungen als effektiver. Die Verbesserungsvorschläge werden in einem Protokoll schriftlich festgehalten. Um einen tieferen Einblick in den Umgang mit den Materialien und in die Probleme beim Experimentieren zu bekommen, wäre eine Video-Beobachtung im Schülerlabor sinnvoll. Hierfür ist allerdings das Einverständnis der Eltern aller Kinder notwendig, weshalb dies im NESSI-FÖSL nicht umsetzbar ist. Nach dem ersten Durchlauf der Klassen werden die Materialien überarbeitet und weiter entwickelt. Damit wird das Prinzip der Abwechslung von Handlung und Reflexion aus der Aktionsforschung berücksichtigt. Anschließend folgen eine Erprobung der bearbeiteten Materialien mit 20 weiteren Schulklassen, auch mit Klassen des Förderzentrums Hören. Parallel werden die ersten Probeinterviews mit ausgewählten Kindern zur Evaluation durchgeführt. Daraufhin folgte der Versuch mit weiteren 6 Schulklassen, sodass das Konzept mit insgesamt 26 getestet wurde. Dabei werden von den Studierenden und von den Lehrern angeführte Verbesserungsmöglichkeiten, Probleme und positive Aspekte schriftlich nach den Prinzipien der teilnehmenden Beobachtung (vgl. Lüders 2001, Lamnek 2005) von der Verfasserin festgehalten und möglichst zeitnah umgesetzt bzw. verbessert. Zwei Lehrerfortbildungen und drei Seminartage liefern jeweils Anregungen und Verbesserungsvorschläge von Sonderpädagogen. Der Schritt Konzeption und Erprobung berücksichtigt somit die Perspektiven der Sonderpädagogen, Studierenden und der Verfasserin. Die Perspektive der Kinder wird in der darauf folgenden Evaluation eingebunden. 32 Aufgrund der Organisation des Studiums war eine Betreuung der Schüler von Studierenden erst zu einem späteren Zeitpunkt möglich. 104

105 Forschungsdesign Die Evaluation Evaluation meint das Erfassen und Bewerten von Prozessen und Ergebnissen zur Wirkungskontrolle, Steuerung und Reflexion im Bildungsbereich (Reischmann 2003, S. 20). In diesem Fall wird die Wirkung des konzipierten NESSI-FÖSL auf das nachhaltige Lernen auf Ebene der Kinder sowie dessen Umsetzung im Unterricht erfasst. Die folgende Evaluation ist intern prozessorientiert, da Planung und Durchführung durch die Verfasserin als Mitwirkende im NESSI-FÖSL erfolgt (vgl. Schmidt & Perels 2010). Zusätzlich werden gegebenenfalls aufbauend auf den Ergebnissen der Evaluation Änderungen am Konzept vorgenommen. Der erste Teil der Evaluation erfolgt mittels qualitativen, leitfadenstrukturierten Interviews. Unter einem Interview wird ein planmäßiges Vorgehen mit wissenschaftlicher Zielsetzung, bei dem die Versuchsperson durch eine Reihe gezielter Fragen oder mitgeteilter Stimuli zu verbalen Informationen veranlasst werden soll (Scheuch 1967, S. 70) verstanden. Für ein qualitatives Verfahren sprechen die nicht in der Literatur vorhandenen Forschungsergebnisse zu dieser Thematik sowie fehlende standardisierte Verfahren. Außerdem wird das Erfassen des nachhaltigen Lernens der Kinder vor dem Hintergrund der möglichst effektiven Anpassung von NESSI-FÖSL und den Materialien an die Voraussetzungen der Förderschüler angestrebt. Aus fehlerhaften Beschreibungen der Experimente bzw. Verständnisschwierigkeiten sollen gegebenenfalls weitere Maßnahmen für die Überarbeitung und Verbesserung von NESSI-FÖSL abgeleitet werden. Deshalb werden die Befragungen zu drei verschiedenen Zeitpunkten durchgeführt: - vor dem Besuch des Labors, um das Vorwissen und die Vorerfahrungen zu erfassen, - einen Tag nach dem Besuch, um das kurzfristige Lernen zu erfassen, und - drei Monate nach dem Laborbesuch, um das nachhaltige Lernen zu untersuchen. Ursprünglich ist die Befragung von Kindern mit dem Förderbedarf Hören und Lernen angedacht gewesen. Allerdings haben sich keine Probanden für den Förderschwerpunkt Lernen in der dritten und vierten Jahrgangsstufe gefunden. Deshalb wird diese Befragung auf den Förderschwerpunkt Hören beschränkt. Wie in Kapitel dargestellt, sind die sprachlichen Voraussetzungen, insbesondere die schriftsprachlichen Kompetenzen, bei den hörgeschädigten Kindern sehr verschieden. Dieser Faktor spricht für die Durchführung einer mündlichen Befragung. Aufgrund der eingeschränkten schriftsprachlichen Kompetenzen ist eine selbstständige Beantwortung schriftlicher Fragen 105

106 Forschungsdesign kaum möglich. Im Verlauf des Interviews kann der Interviewer zusätzlich auf die sprachlichen Voraussetzungen eingehen und seine eigene Sprache anpassen. Zudem ist bei Nichtverstehen ein Nachfragen durch die Kinder möglich. Aber nicht nur auf sprachlicher Ebene, auch auf inhaltlicher Ebene ist ein individuelles Eingehen auf den Befragten möglich. Der Interviewer kann auf Äußerungen des Befragten eingehen, kann vertiefende Nachfragen stellen und zwängt den Befragten nicht in ein von vornherein feststehendes Fragebogenkorsett, das keine Abweichung von einem festen Frageschema erlaubt (Reitschert 2009, S. 129). Die Interviews werden in Form von Einzelinterviews durchgeführt, um im Gegensatz zu einer Gruppendiskussion, die individuellen Lernerfolge zu erfassen und einen Einfluss durch Dritte auszuschließen. Die Erstellung eines Gesprächsleitfadens ist kennzeichnend für ein leitfadenstrukturiertes Interview. Der Leitfaden strukturiert die Interviews vor und legt die Inhalte in Bezug auf den Schülerlaborbesuch und Experimente fest. Durch die Teilstrukturierung kann der Interviewer die Reihenfolge verändern und seine Fragen an das Gespräch anpassen. Damit soll eine Flexibilität und ein individuelles Eingehen auf den Befragten erreicht werden. Insgesamt soll somit eine entsprechende Tiefe und Breite der Informationen erhalten und das Subjekt in den Vordergrund gerückt werden (vgl. Lamnek 2005). Nach der Durchführung der Interviews erfolgt abschließend eine Erprobung der Materialien in einem Förderzentrum Hören. Die Sonderpädagogen halten Änderungsvorschläge in Bezug auf Selbstständigkeit oder Probleme bei der Umsetzung, schriftlich fest. Aus zeitlichen Gründen kann kein weiterer Fragebogen erstellt und eingesetzt werden. Deshalb gelten diese Aussagen nur zur Orientierung und werden keinen Gütekriterien gerecht. Diese Ergebnisse und die der Interviews werden in das Konzept NESSI-FÖSL übertragen und dieses abschließend überarbeitet. 106

107 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL 4 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL 4.1 Lehrerbefragung Teil Methodische Vorgehensweise Der Fragebogen der Lehrerbefragung Teil 1 untersucht die Thematik Experimentieren mit Förderschülern und erfasst spezifische Aspekte, die beim Experimentieren mit Förderschülern berücksichtigt werden müssen. Aufbau des Fragebogens Der Fragebogen ist folgendermaßen aufgebaut (vgl. Anhang S. 256): - allgemeiner Teil - demographische Informationen der Sonderpädagogen - Beliebtheit des Fachs PCB, des Teilbereichs Chemie und des Experiments - Experimentieren an der Schule - Einsatz von Experimenten im Unterricht - äußere Bedingungen zum Experimentieren an der Schule - Experimentieren mit Förderschülern - Kriterien für die Auswahl eines Experiments - ungeeignete Experimente - Experimentieranleitungen und ihre Gestaltung - Sicherheitsaspekte - Durchführung von Versuchen - Auswertung von Experimenten - Demonstrations- und Schülerexperimente - Schülerlabor und Lehrerfortbildung - Erfahrungen mit und Interesse am NESSI-Lab - Erfahrungen und Interesse Schülerlabor - Lehrerfortbildungen Erfahrungen und Interesse - sonstige Anmerkungen Die Abfrage der demographischen Informationen erfolgt durch geschlossene Fragen mit Nominalskalen (vgl. Schnell, Hill & Esser 1999). Die anschließenden Fragen sind ebenfalls mit 107

108 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL einer Nominalskala bzw. einer vierstufigen Rangskala geschlossen. An jede dieser Fragen schließt eine offene Begründungsmöglichkeit (vgl. Schnell, Hill & Esser 1999) zur zuvor erfolgten Einschätzung an. Die demographischen Daten liefern Informationen über vorhandene naturwissenschaftliche Kenntnisse, welche beispielsweise die Lehrer durch das Studium erlangten. Die anschließenden Fragen beziehen sich auf die Beliebtheit vom Fach PCB bzw. Chemie. Sie sollen Aufschluss über den Einfluss des Förderbedarfs auf die Einstellung gegenüber dem Fach geben. Danach wird die Durchführungshäufigkeit von Experimenten erfasst. Dies ermöglicht die Einschätzung der Experimentiererfahrungen der Sonderpädagogen und die Absicherung der Aussagekraft der folgenden Fragen. Die Abfrage der Auswahlkriterien von Experimenten soll aufzeigen inwieweit der Förderbedarf eine besondere Rolle spielt. Außerdem sollen die im Kapitel dargestellten Kriterien überprüft werden. Die Abfrage von Sicherheitsaspekten, den Gestaltungskriterien von Lernmaterialien sowie von Durchführung und Auswertung von Experimenten soll gegebenenfalls spezifische Maßnahmen aufzeigen. Der Vergleich von Demonstrations- und Schülerexperiment soll Unterschiede in der Gestaltung aufzeigen und die Ergebnisse von den vorherigen Fragen absichern. Der letzte Abschnitt des Fragebogens über Schülerlabore und Lehrerfortbildungen erfasst den Bedarf und Interesse am Konzept NESSI- FÖSL. Stichprobe An der Befragung nehmen Sonderpädagogen aus Bayern teil, die Fortbildungen des Chemielehrer-Fortbildungszentrums besuchen oder privat kontaktiert 33 wurden. Aufgrund der persönlichen Aushändigung sowie Verschicken der Bögen ergibt sich eine Rücklaufquote von 90 %. Insgesamt liegt die Größe der Stichprobe bei n = Durch private Kontakte (Studium, Praktikum etc.) zur Verfasserin 108

109 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Auswertungsverfahren Aufgrund der relativ kleinen Stichprobe und der qualitativen Ausrichtung gilt dieser Fragebogen als eine Pilotstudie. Es kann keine statistische Signifikanzprüfung, wie sie in der quantitativen Forschung üblich ist, angewendet werden. Die Auswertung der geschlossenen Fragen ist, unterstützt mit dem Computerprogramm IBM SPSS Statistics 19, deskriptiv ausgerichtet (vgl. Pfeiffer & Püttmann 2006). So werden Häufigkeiten, Mediane und Prozentwerte berechnet. Die Auswertung der Begründungen der Lehrer erfolgt mit Hilfe des Programms MAXQDA ebenfalls computerbasiert. Die Antworten der offenen Fragen sind nach der Grounded Theory, welche auf Glaser und Strauss zurückgeht, induktiv kategorisiert (vgl. Glaser & Strauss 1998). Induktive Kategorien werden nicht aus vorab aufgestellten Theorien, sondern direkt aus dem Textmaterial erschlossen. Sie sind damit offener bzw. neutraler, da der Auswerter nicht im Vorhinein durch Informationen eingenommen wird und sie stellen eine stärker empirisch fundierte Klassifizierung dar. Zunächst werden die Aussagen offen in sogenannten Subkategorien kodiert (vgl. Reitschert 2008). Anschließend erfolgt, wie in der Grounded Theory beschrieben, die Bildung von Endkategorien durch Zusammenfassung der Subkategorien nach vergleichender Analyse. Diskussionen über die Kategorienbildung innerhalb der Arbeitsgruppe der Didaktik der Chemie und eine stichprobenartige Gegenkodierung gewährleisten die Einhaltung der Gütekriterien. 34 Vorteile und Vorgehensweise einer qualitativen Analyse mit Hilfe von Computerprogrammen nachzulesen bei Kuckartz (vlg. Kuckartz 2005, 2007) 109

110 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Ergebnisse und Diskussion der Lehrerbefragung Teil 1 Demographische Informationen Von den 68 Sonderpädagogen unterrichten 41 % an einer Förderschule zur Lernförderung, 34 % an einem Förderzentrum Hören, 18 % an einem sonderpädagogischen Förderzentrum und 4 % an einer Förderschule mit Förderschwerpunkt körperliche und motorische Entwicklung. Die geringsten Anteile machen mit 2 % bzw. 1 % die beiden Förderschwerpunkte Sprache sowie soziale und emotionale Entwicklung aus (vgl. Abbildung 10). Diese Verteilung der Förderschwerpunkte resultiert einerseits aus den Schwerpunkten der Fortbildungen am Chemielehrer-Fortbildungszentrum, ausgerichtet auf den Förderschwerpunkt Hören und Lernen. Andererseits ergibt sie sich aus der selektiven Auswahl der Vielzahl von Lehrern bekannt durch Praktika oder Studium der Verfasserin. Da sich das Schülerlabor für die beiden Förderschwerpunkte Lernen und Hören öffnen möchte, ist dies kein Nachteil für die Verwendung der Ergebnisse als Basis zur Konzeption des Schülerlabors. Abbildung 10: Verteilung der Förderschwerpunkte der Schulen, an denen die Befragten unterrichten Von den 23 Sonderpädagogen, die am Förderzentrum mit dem Förderschwerpunkt Hören arbeiten, unterrichten dreizehn die Sprachlerngruppe II und neun die Sprachlerngruppe III. Keiner der Befragten unterrichtet eine der anderen Sprachlerngruppen. Die größte Gruppe, die an der Befragung teilnehmen, sind die Sonderpädagogen, die erst ein oder zwei Jahre unterrichten (vgl. Abbildung 11). 110

111 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Abbildung 11: Verteilung der Unterrichtserfahrung Die durchschnittlich geringe Berufserfahrung ergibt sich durch die Durchführung von vier Seminartagen für Referendare am Chemielehrer-Fortbildungszentrum und deren Teilnahme an der Befragung. Den Berufsanfängern sind die besonderen Anforderungen durch den Förderschwerpunkt noch bewusster als den Lehrenden, die schon mehrere Jahre unterrichten. Dies bestätigt eine abschließende Anmerkung eines Lehrers: Da sowieso sehr viel visualisiert wird und klare Anweisungen gegeben werden, passieren diese Dinge [spezifische Maßnahmen] auch im HSU [Heimat- und Sachkundeunterricht] und bei Schulversuchen ständig. Von den befragten Teilnehmern sind 10 männlich und 58 weiblich. Sie geben an im Studium 35 folgende Hauptfächer belegt zu haben: 35 Im Studium der Sonderpädagogik in Bayern belegt man eine sonderpädagogische Fachrichtung als Hauptfach. Zudem sind jeweils drei Didaktikfächer in der Grund- bzw. Hauptschulstufe zu wählen. 111

112 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Abbildung 12: Verteilung der Hauptfächer der Befragten im Studium Von den Sonderpädagogen studierten 43% Grundschuldidaktik und 52 % Hauptschuldidaktik, 5 % machen keine Angaben. Zum Zeitpunkt der Befragung unterrichten allerdings 24 % der Befragten in der Grundschulstufe, 56 % in der Hauptschulstufe, eine Person an der Berufsschule und fünf Personen unterrichten beides. Somit unterrichten einige Lehrende in einer nicht von ihnen studierten Schulstufe. Zudem ergibt sich folgende Verteilung der Didaktikfächer im Rahmen des Hauptschulstudiums: Abbildung 13: Verteilung der im Studium belegten Didaktikfächer 112

113 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Abbildung 13 zeigt, dass das Fach Physik nie, das Fach Chemie selten und das Fach Biologie dagegen sehr häufig belegt wurde. Insgesamt haben somit 17 % der Befragten ein naturwissenschaftliches Fach belegt und sollten somit einen experimentellen Hintergrund besitzen. Nur acht Personen, also 12 %, unterrichten zum Befragungszeitpunkt keines der Fächer PCB oder HSU. Die Verteilung des Unterrichtens von PCB bzw. HSU ist mit 28 bzw. 24 Sonderpädagogen ausgeglichen. Fünf Personen unterrichten sogar beides, eine leitet neben dem Unterricht eine naturwissenschaftliche Arbeitsgemeinschaft und zwei Befragte machen keine Angaben. Erfahrungen und Wissen der Teilnehmer im Bereich naturwissenschaftlichen Unterricht müssen einerseits durch das Studium (25% der Befragten studierten naturwissenschaftliche Didaktikfächer) andererseits durch das Unterrichten von HSU und PCB vorhanden sein. Somit sind die folgenden Daten aussagekräftig. Beliebtheit bezüglich des Fachs PCB, des Teilbereichs Chemie und der Experimente Die Auswertung der Frage wie gerne die Befragten die Fächer PCB und HSU unterrichten ergibt eine mittlere Beliebtheit gegenüber den beiden Fächern. Vier Personen unterrichten das Fach ungern, 39 gerne und 22 sehr gerne. Drei Personen machen keine Angaben. Es zeigt sich folgender Zusammenhang zu den studierten Fächern: Häufigkeiten Abbildung 14: Zusammenhang zwischen zweitem Didaktikfach und Beliebtheit gegenüber dem Fach PCB 113

114 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Aus Abbildung 14 geht hervor, dass die Beliebtheit für das Fach durch die große Anzahl der Studenten der Biologiedidaktik impliziert ist. In diesem Zusammenhang ist zu bedenken, dass ein großer Anteil der Stichprobe Teilnehmer einer naturwissenschaftlichen Fortbildung ausmachen. Somit lässt sich erklären, warum das Interesse an den naturwissenschaftlichen Fächern, im Vergleich zu anderen Befragungen (vgl. Kapitel 2.3.1), erhöht ist. Die Begründungen der Lehrer ergibt folgende Aspekte, die das Unterrichten der Fächer PCB und HSU erschweren (vgl. Tabelle 4). Kategorie Kodierungsregel Subkategorie Ankerbeispiel Fachwissen der Fehlendes Fachwissen als Ursache Das eigene Fachwissen fehlt Lehrer für die Unbeliebtheit von PCB. Materielle Ausstattung Die Ausstattung bzw. die mangelhaften oder fehlenden Materialien als Ursache. Für Versuche fehlt oft die Ausrüstung Lern- und Sprachschwäche der Schüler Lehrplan Zeitaufwand Die Voraussetzungen der Schüler (wie Lern- oder Sprachschwäche) wirken sich negativ auf die Beliebtheit aus. Der Lehrplan und seine fehlenden, bzw. geringen naturwissenschaftlichen Inhalte werden als Grund angegeben. Ein hoher Zeit- bzw. Vorbereitungsaufwand beeinflusst die Beliebtheit negativ. Die Schüler sind lernschwach und verfügen über kaum Vorwissen, sie können kaum Ergebnisse verbalisieren In HSU gibt s nur wenige Themen, bei denen chemisch experimentiert werden kann Hoher Vorbereitungsaufwand Tabelle 4: Kategorien von negativen Aspekten, die die Beliebtheit des Fachs PCB bzw. HSU beeinflussen Hauptsächlich nennen die Lehrer externe Bedingungen, wie den Lehrplan, die materielle Ausstattung und den Zeitaufwand als negative Einflussfaktoren auf die Beliebtheit des Unterrichtens von PCB bzw. HSU. Als internen Faktor beschreiben die Lehrer ihr geringes Fachwissen. Positive Aspekte, die für den Unterricht von PCB oder HSU sprechen, beziehen sich zum einen auf das Fach mit seiner Attraktivität, der Möglichkeit der Selbsttätigkeit, der Handlungsorientierung, dem Alltagsbezug, der Anschaulichkeit und der Durchführung von Experimenten. Zum anderen wird das Verhalten der Schüler mit ihrer hohen Motivation, ihrem großen Interesse und ihrem Spaß gegenüber dem Fach positiv gesehen (vgl. Tabelle 5). 114

115 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Kategorie Kodierungsregel Subkategorie Ankerbeispiel Selbsttätigkeit und Selbstständigkeit Die Selbsttätigkeit oder Selbstständiges, selbstflussen Selbstständigkeit beeinbestimmtes Arbeiten ist die Einschätzung möglich des Faches positiv. Handlungsorientierung Handlungsorientierung oder Praxisbezug werden Handelnder und praktischer Unterricht möglich als Grund genannt. Attraktivität des Faches Als positiv wird das Fach Interesse am Fach Sind sehr interessant hinsichtlich interessanter Vielfalt des Faches Vielseitig Themen, Abwechslung Abwechslung zu anderen Abwechslung zu den und Vielfalt beschrieben. Fächern Kernfächern Intrinsische Aspekte der Schüler Durchführung von Experimenten Lebensbezug Anknüpfen an Vorwissen Anschaulichkeit des Faches Ursachen sind Motivation, Interesse und Spaß der Schüler. Das Durchführen von Experimenten spricht für das Fach. Der Bezug zum Alltag oder Leben beeinflusst positiv die Meinung über das Fach. Das Anknüpfen an Vorwissen als Grund wird genannt. Die Lehrer gaben Anschaulichkeit des Faches an. Neugier Motivation der Schüler Interesse der Schüler SS sind neugierig Ist auch für die Schüler sehr motivierend Interessiert die Kinder Man kann viele Experimente machen Alltagsbezug, lebensnahe Themen Schüler können an Vorwissen anknüpfen Anschaulich, visuell ansprechende Themen Vermittlung von Wissen Die Vermittlung von Wissen oder Grundlagen werden beschrieben. Unterrichtsgänge Unterrichtsgänge oder außerschulische Lernorte beeinflussen positiv das Bild des Faches. Tabelle 5: Positive Aspekte des PCB- bzw. HSU-Unterricht Man kann ihnen andere Grundlagen mitgeben Unterrichtsgänge machen Innerhalb der Fächergruppe PCB bzw. HSU wird der Teilbereich Chemie am wenigsten gerne von den Sonderpädagogen unterrichtet: Nur acht Lehrende geben an, dass sie diese Fachrichtung sehr gerne unterrichten, 27 Personen gerne und 26 ungern. Es ist anzunehmen, dass dies durch die hohe Anzahl der Lehrer mit Studienfach Biologie beeinflusst ist. Begründet werden die Einschätzungen des Faches Chemie ähnlich wie die des Fachs PCB. Als negativ gelten wiederum externe Faktoren wie die materielle Ausstattung, ein fehlendes Fortbildungsangebot oder der Lehrplan. Die befragten Lehrer fühlen sich gegenüber dem Fach sehr unsicher, haben ein geringes Fachwissen und finden das Fach schwierig (vgl. Tabelle 6). Für das Fach sprechen der Lebensweltbezug, die Anschaulichkeit und die Handlungsorientierung sowie die Durchführung von Experimenten. Zudem ermöglicht experimentelles 115

116 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Handeln die Förderung von Motorik. Positiv beeinflussen darüber hinaus Interesse, Motivation und Spaß seitens der Lehrenden und der Schüler (vgl. Tabelle 7). Abbildung 15 zeigt den Zusammenhang zwischen der Beliebtheit des Faches PCB bzw. HSU und des Teilbereichs Chemie. Dabei wird deutlich, dass nur Sonderpädagogen, die das Fach PCB bzw. HSU sehr gerne unterrichten auch den Teil Chemie sehr gerne lehren. 116

117 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Kategorie Kodierungsregel Subkategorie Ankerbeispiel Äußere Faktoren Äußere Faktoren sind Ursache Materielle Ausstattung Zu wenig Material der negativen Ein- Fehlendes Fortbildungs- Keine Fortbildung schätzung. angebot Lehrplan Chemie kommt in der Mittelstufe nicht vor Selbsteinschätzung des Lehrers Geringes Fachwissen Aufwand Schwierigkeit des Faches Der Lehrer schätzt seine Fachwissen, seine Sicherheit und Erfahrung als zu gering ein. Der (zeitliche) Aufwand spricht gegen das Fach Chemie. Das Fach wirkt für den Lehrer schwer oder kompliziert. Unsicherheit Erfahrung Kaum etwas Brauchbares in der Schule gelernt. Selbst keine Ahnung von Chemie Unsicherheit Wenig eigene Erfahrung Aufwändig Wirkt kompliziert Tabelle 6: Negative Faktoren, die die Einschätzung des Teilbereichs Chemie beeinflussen Kategorie Kodierungsregel Subkategorie Ankerbeispiel Lebensweltbezug Der Bezug zum Leben Lebensweltbezug oder der Welt wird positiv gesehen. Anschaulichkeit Das Fach wird als anschaulich Anschaulichkeit beschrieben. Intrinsische Aspekte der Schüler Die Ursache wird in Spaß und Motivation der Schüler Motivation der Schüler Ist auch für die Schüler sehr motivierend gesehen. Spaß Forschen und entdecken macht Schülern Spaß Interesse an den Naturwissenschafterungen Das Interesse oder Erfah- Generell Interesse an in der eigenen Schulzeit wird beschrieben. Naturwissenschaften Handlungsorientierung Attraktivität des Faches Handelndes Lernen oder Handlungsorientierung als Ursache für eine positive Einschätzung. Interessante Themen und Vielfalt beeinflussen das Bild des Fachs positiv. Durch die Schülerversuche können die Schüler handelnd und begreifend lernen Viele interessante Themen Förderung der Motorik Experimente Weitergabe von Erfahrung/Wissen und Interesse Motorik und ihre Förderung sprechen für Chemie. Die Lehrer nennen das Experiment oder intrinsische Aspekte der Schüler durch das Experiment. Die Weitergabe von Wissen und Erfahrung wird dargestellt. Tabelle 7: Positive Aspekte des Teilbereichs Chemie Für einen Versuchsaufbau ist Motorik wichtig. Dieser kann zusätzlich geschult werden Kinder experimentieren gerne Möchte Wissen weitergeben 117

118 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Abbildung 15: Beliebtheit Chemie in Abhängigkeit von der Beliebtheit gegenüber dem Fach PCB bzw. HSU Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass am Fach PCB bzw. HSU Handlungsorientierung, Anschaulichkeit und Durchführung von Experimenten sowie Interesse und Motivation der Schüler als vorteilhaft angesehen wird. Dies spricht für die weitere Förderung der Beliebtheit bei Förderschülern gegenüber den Naturwissenschaften durch das NESSI-FÖSL. Die Verzahnung von Chemiedidaktik und Sonderpädagogik durch das Experiment (vgl ) wird von der Meinung der Lehrer bestätigt. Die angedachte Lehrerfortbildung als Voraussetzung für den Schulklassenbesuch im NESSI-FÖSL wird durch die Aussage des fehlenden Fachwissens sowie der fehlenden Fortbildung begründet. Damit bestätigen sich die im Kapitel dargestellten Ergebnisse von Bolten und Behrens (vgl. Bolten & Behrens 2004). 118

119 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Einsatz von Experimenten im Unterricht Insgesamt ist die Häufigkeit über die Durchführung von Experimenten im Unterricht steigerungsfähig. Drei Prozent der Personen führen Experimente nie durch, 25 % der Lehrenden selten, 37 % gelegentlich und 35 % immer (vgl. Abbildung 16). Abbildung 16: Häufigkeiten über die Durchführung der Experimente im Unterricht Begründungen für das verhaltene Durchführen von Experimenten sind die spezifischen Voraussetzungen der Schüler, der zeitliche Aufwand, der Lehrplan und die Ausstattung der Schulen. Die Lehrer schätzen ihr eigenes Fachwissen zu gering ein, fühlen sich unsicher und konnten bisher keine Fortbildungen besuchen (vgl. Tabelle 8). Für die Durchführung der Experimente sprechen das eigene Interesse bzw. Spaß des Lehrers und der Schüler, die Begeisterung der Schüler an Experimenten und das forschendentdeckende Vorgehen. Die Lehrer nennen in diesem Zusammenhang am häufigsten die Handlungsorientierung und die Anschaulichkeit der Experimente (vgl. Tabelle 9). 119

120 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Die Voraussetzungen, die die Schüler mitbringen, beeinflussen den Einsatz der Experimente. Kategorie Kodierungsregel Subkategorie Ankerbeispiel Intrinsische Aspekte der Der Lehrer selbst Gefällt mir selbst Lehrer hat Interesse oder Gefallen am Experimentieren. Handlungsorientierung und Erleichterte Vermittlung Handlungsorientierung Handlungsorientierung Anschaulichkeit wird durch An- Anschaulichkeit Anschaulichkeit schaulichkeit, Handlung Erleichterung Erleichtert Stoffvermittlung etc. erreicht. Durschaubarkeit Für den Schüler durch- schaubar Tabelle 9: Positive Aspekte, warum Lehrer Experimente in der Förderschule durchführen Kategorie Kodierungsregel Unterkategorie Ankerbeispiel Voraussetzungen der Schüler Bei Mehrfachbehinderten schwierig, sprachl. Probleme, keine Vermutungen mit SS und kein Verständnis von Erklärungen Zeit Der Zeitaufwand oder Zeitmangel wegen Stofffülle Zeitmangel wird als Grund genannt. Lehrplan Der Lehrplan beinhaltet Im HSU-Lehrplan der keine oder wenige chemische Klassen 1/2 bieten sich Themen bzw. nicht alle Themen zum Experimente. Experimentieren an Ausstattung Wenig oder fehlendes Dürftige Ausstattung Material bzw. fehlender Chemiesaal werden genannt. Unsicherheit Die Unsicherheit sprechen Unsicher gegen den Einsatz der Experimente. Mangelndes Fachwissen Die Lehrer formulieren Knowhow fehlt geringes oder fehlendes Fachwissen Tabelle 8: Aspekte, die gegen die Durchführung von Experimenten sprechen 120

121 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Die Durchführung in Abhängigkeit des Faches ergibt, dass biologische und physikalische Experimente häufiger eingesetzt werden als chemische (vgl. Abbildung 17). Häufigkeiten Abbildung 17: Häufigkeiten der durchgeführten Experimente nach Fächern Fehlende förderschulspezifische Experimente, das Desinteresse der Lehrer, die Voraussetzungen der Schüler, der zeitliche Aufwand, die Unsicherheit, der Lehrplan und die Schwierigkeit des Faches beeinflussen den Einsatz der chemischen Experimente im Unterricht negativ. Für den Einsatz chemischer Experimente sprechen das Fach selbst, die Handlungsorientierung und der Lebensbezug. Die Ergebnisse dieses Abschnitts des Fragebogens unterstreichen das Angebot eines Schülerlabors mit naturwissenschaftlichen, insbesondere chemischen Inhalten. Die Anzahl der im Unterricht durchgeführten Experimente ist steigerungsfähig. Der mögliche handlungsorientierte und anschauliche Zugang durch das Experimentieren, unterstützt den Ansatz, diese Methode im Schülerlabor für Förderschulen einzusetzen. 121

122 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Äußere Bedingungen zum Experimentieren an der Schule 57 % der Lehrenden geben an, dass ein PCB-Raum an der Förderschule vorhanden ist, bei 41 % der Lehrer ist keiner vorhanden und 2 % machen keine Angaben. Von den 39 Personen, die einen PCB-Raum an der Schule haben, nutzen 12 % den Raum immer, 12 % gelegentlich, 16 % selten und 18 % nie. Warum der PCB-Raum nicht benutzt wird, verdeutlicht Tabelle 10. Dabei wird ersichtlich, dass der Raumwechsel, die geringe Struktur und die aufkommende Unruhe der Schüler Lehrende davon abhält in den Fachraum zu gehen. Zudem werden die Räume, z. B. in Form eines Klassenzimmers, anderweitig benutzt. Die Ausstattung der Räume sei schlecht, zu wenig, veraltet oder nicht einsatzfähig, so die Aussage einiger Sonderpädagogen. Kategorie Kodierungsregel Subkategorie Ankerbeispiel Wenig Struktur und mehr Unruhe Als Grund beschreiben die Lehrer eine geringe Struktur bzw. Unruhe in der Klasse. Ausstattung Die Lehrer nennen die Ausstattung. Schlecht Unpassend für Anzahl der Schüler Zu wenige Materialien Noch nicht einsatzfähig Veraltet Tabelle 10: Gründe, die gegen die Nutzung des PCB-Raums sprechen Aber weniger Struktur, dadurch größere Unruhe Schlecht ausgestattet Zu klein Zu wenig Materialien Noch nicht einsatzfähig Zu alte Geräte Warum Lehrer in den PCB-Raum gehen, begründen die Befragten sehr selten. Dabei gelten die Ordnung bzw. das Sauberhalten des Klassenzimmers, der Anreiz des Raumes für die Schüler, die fachspezifische Nutzung und das vorhandene Material als vorteilhaft. Aspekte, die weder positiv noch negativ zu bewerten sind, sind die Nutzung des Raums nur in Experimentierphasen und die Nicht-Nutzung des Raums in der Grundschulstufe. Die Zufriedenheit mit der Ausstattung ergibt, dass die Lehrer mäßig zufrieden sind (n=66) (vgl. Abbildung 20). 122

123 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Abbildung 18: Einschätzung der Ausstattung des PCB-Raums Die mäßige Zufriedenheit ist durch Unvollständigkeit, Unübersichtlichkeit, Unzugänglichkeit der Materialien, ein hohes Alter bzw. die geringe Eignung der Materialien für die Zielgruppe und einen fehlenden Fachbereichsleiter bedingt (vgl. Tabelle 11). Kategorie Kodierungsregel Subkategorie Ankerbeispiel Unvollständigkeit Aufgrund fehlender oder zu wenig Materialien und notwendiger Nachrüstung Wenige Experimentiersätze, sodass keine Kleingruppen möglich sind wird der Raum nicht genutzt. Unzugänglichkeit Die Materialien sind schwer zugänglich. Man kommt nur schwer an die Sachen ran Unübersichtlichkeit Die unübersichtliche und Unübersichtlich ungeordnete Sammlung werden genannt. Veraltet Die Lehrer schätzen die z.t. veraltet Materialien oder Sammlung als veraltet ein. Ungeeignet für Zielgruppe Das Material ist für die Schüler nicht geeignet. Für GS bzw. schwache SS (SIII) selten geeignet Kein Fachbereichsleiter Ein fehlender Verantwortlicher für den Raum wird als Ursache genannt. z.zt gibt es keinen verantwortlichen Kollegen Tabelle 11: Gründe für die Unzufriedenheit mit der materiellen Ausstattung des PCB-Raums 123

124 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Nur vier Lehrende geben positive Aspekte bezüglich der Ausstattung an: - Komplett neue Ausstattung, fertige Versuchskästen für Schüler zu verschiedenen Themen ; - Neu, relativ vollständig (z. B. Geigerzähler!), Ordner mit Beschreibungen von Experimenten/Versuchen ; - Alles neu und ausreichend Material für 4 Gruppen, sodass alle Kinder arbeiten können ; - Es gibt einen CVK-Koffer [Experimentierkästen einer Lehrmittelfirma] und einen PCB Raum. Die für alle Schüler ausreichenden Materialien und das Vorhandensein von Experimentierkoffern bzw. Experimentiervorlagen werden positiv gesehen. Die Einschätzung der Lehrer in Bezug auf das Vorhandensein eines PCB-Raums fällt im Vergleich zu der Befragung in Hessen (vgl. Wagner & Bader 2006) positiver aus, ist aber insgesamt nicht zufriedenstellend. Dies spricht für die Umsetzung des Schülerlabors. Zur Förderung der Durchführung von Experimenten im Unterricht ist der Einsatz von Haushaltsmaterialien und chemikalien, wie im NESSI-Lab, sinnvoll. 124

125 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Kriterien für die Auswahl eines Experiments Die Berechnung der Mediane ergibt, dass alle abgefragten Kriterien bei Auswahl der Experimente für den Unterricht eine Rolle spielen. Im Gesamtvergleich der Auswahlkriterien ist der Aspekt Förderschwerpunkt am unwichtigsten (Median = 2). Die Dauer (Median = 1) und erstaunlicherweise der Alltagsbezug beeinflussen im Gegensatz zu den Annahmen aus der Theorie (vgl ) die Auswahl wenig. Die Kriterien, die die größte Rolle spielen, sind Durchführbarkeit und Altersgemäßheit: Abbildung 19: Kriterien, nach denen ein Experiment ausgewählt wird. Damit zeigt sich, dass die aus der Theorie abgeleiteten Kriterien (vgl. Kapitel 2.1.6), zur Auswahl der Experimente für den Unterricht an der Förderschule, eine Rolle spielen. Deren Rangordnung, beispielsweise beim Alltagsbezug, muss verändert werden. Eine mögliche Ursache für die geringe Bedeutung des Kriteriums Förderschwerpunkt ist, dass die Spezifika des Förderbedarfs in den zur weiteren Auswahl stehenden Kriterien bereits eingeschlossen sind (z. B. Durchführbarkeit). Dies zeigt sich durch die Auswertung der folgenden Fragen zur Beobachtung, Erklärung, Auswahlkriterien etc. Das Kriterium äußere Gegebenheiten kann für das Schülerlabor vernachlässigt werden, da vor Ort alle Materialien vorhanden sind. Sollen die Lehrenden allerdings die Experimente auch im Unterricht durchführen, ist dessen Berücksichtigung notwendig. Da das Auswahlkriterium Förderschwerpunkt möglicherweise von der Art der Förderschule abhängt, wird der Zusammenhang berechnet. Allerdings zeigt sich, dass diese beiden Faktoren unabhängig voneinander sind: 125

126 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Abbildung 20: Übersicht über den Zusammenhang zwischen dem Kriterium Förderschwerpunkt" zur Auswahl der Experimente mit Art der Förderschule Die Begründung für den Einfluss des Förderschwerpunkts auf die Auswahl der Experimente soll weitere Auswahlkriterien, als die in der Theorie abgeleiteten, aufzeigen. Dabei beziehen sich die meisten Nennungen auf das Verständnis und den Schwierigkeitsgrad des Experiments. Zusätzlich spielt die (selbstständige) Durchführbarkeit mit Bewältigung der Arbeitsanweisung eine Rolle. Die Sonderpädagogen nennen außerdem eindeutige Beobachtungen, Visualisierungen und Veranschaulichungen sowie die Berücksichtigung der spezifischen Voraussetzungen der Schüler. Ein weiterer wichtiger Aspekt sind die sprachlichen Voraussetzungen, die das Experiment verlangt. Eine geringere Rolle spielen die Möglichkeit der Differenzierung, die didaktische Reduktion, die Versprachlichung der Beobachtung, die Aufbereitung und die Gruppenkonstellation. Außerdem sind Hypothesenbildung, Förderziele, Alltagsbezug, Förderung von Spaß und Motivation, Kompetenzen des Lehrers, Sicherheit und Wiederholbarkeit des Experiments entscheidend. In Bezug auf die Hörschädigung werden die Besprechung der Vorgehensweise vor der Durchführung des Versuchs, keine Experimente bei denen akustische Phänomene ablaufen und die geringe Notwendigkeit, während des Versuchs Anweisungen geben zu müssen, genannt (vgl. Tabelle 12). Damit erweitern die Sonderpädagogen die in Abbildung 19 abgefragten Kriterien, um beispielsweise sprachlichen Voraussetzungen, Visualisierung und Veranschaulichung sowie hörgeschädigten spezifische Aspekte. 126

127 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Kategorie Kodierungsregel Subkategorie Ankerbeispiel Verständnis/ Das Experiment soll den kognitiven Verständnis der Ver- Verständlichkeit des Ver- Schwierigkeitsgrad Voraussetzungen der suche suchs des Experiments Schüler entsprechen. Schwierigkeitsgrad Erklärungsniveau Differenzierung Differenzierung soll möglich sein. Differenzierung durch Leistungsniveau Didaktische Die didaktische Reduktion wurde Reduktion Reduktion genannt. Erkenntnisgewinn Elementarer oder grundlegender Elementare Erkenntnisse Erkenntnisgewinn soll erreicht werden. Während des Versuchs keine Anweisung Keine Anweisungen sind während des Versuchs notwendig. Keine Anweisungen während des Versuchs nötig Durchführbarkeit Dass Experiment soll (selbstständig) Versuchsaufbau Einfacher Versuchsaufbau durchführbar sein und die Arbeitsanweisung nachgegangen werden können. Bewältigung der Arbeitsanweisung Sind Arbeitsanweisungen zu bewältigen Vorbesprechung der Vorgehensweise Versprachlichung Eindeutige Beobachtung Aufbereitung Gruppenkonstellation Visualisierung Hypothesenbildung Akustische Experimente Alltagsbezug Kompetenz des Lehrers Die Vorgehensweise/ Durchführung soll zuvor und genau besprochen werden. Die Versprachlichung der Beobachtung oder des Ergebnisses wird genannt. Ein eindeutig und gut zu beobachtendes Experiment bzw. Ergebnis wird genannt. In diesem Zusammenhang wird Strukturierung oder Übersichtlichkeit sowie klare Aufbereitung genannt. Die Lehrer nennen die Größe oder Einteilung der Gruppe. Eine anschauliche, visualisierte und verständliche Vermittlung von Wissen wird beschrieben. Im Fragebogen wird eine eindeutige und klare Hypothesenbildung genannt. Akustische Wahrnehmung für das Experiment ist nicht erforderlich. Der Alltagsbezug der Ergebnisse wird genannt. Der Lehrende sollte zuvor das Experiment ausprobieren und dafür ausreichendes Vorwissen sowie Selbstvertrauen haben. Selbstständige Durchführung Die Versuche sollen die Schüler selber durchführen können Der Ablauf wird sehr genau besprochen Ist eine Versprachlichung der Versuchsbeobachtung möglich? Gut beobachtbare und eindeutige Experimente Strukturierung Kleine Gruppen Der Versuch soll theoretisches visualisieren, veranschaulichen, verdeutlichen und das Verständnis fördern. Klare und eindeutige Hypothesenbildung Keine oder kaum akustische Phänomene Alltagsrelevante Ergebnisse Dass ich ihn mir zutraue und vorher ausprobieren kann Berücksichtigung der spezifischen Voraussetzungen Die Konzentration, Motorik, Vorwissen, Verhaltensauffälligkeiten etc. werden beschrieben. Kognition Kognitive Voraussetzungen müssen entsprechend vorhanden sein Geduld Geduld Motorik Motorik 127

128 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Vorwissen Vorkenntnisse Konzentration Wird der Versuchsablauf der Konzentrationsspanne der Schüler gerecht? Verhaltensauffälligkeiten Verhaltensauffälligkeiten der Schüler berücksichtigen Förderung intrinsischer Aspekte Motivation, Staunen und Neugier werden genannt. Aber Anregungen und AHA-Aspekte auslösen Sicherheit Die Gefahrenpotentiale des Dass die Schüler Schutzanweisungen Experiments sowie die Einhaltung einhalten der Sicherheitsanweisungen von den Schülerinnen und Schüler werden beschrieben. Sprache Die Lehrer nennen sprachliche Einfache Fachausdrücke Voraussetzungen, die für die Erklärung oder Durchführung notwendig sind. Wiederholbarkeit Das Experiment sollt häufig Häufige Wiederholungen wiederholt werden. Tabelle 12: Berücksichtigung des Förderschwerpunkts bei der Auswahl des Experiments Ungeeignete Experimente Fast 30 % der Befragten geben an, dass es Experimente gibt, die sie aufgrund des Förderschwerpunktes im Unterricht nicht durchführen. Darunter fallen Experimente, die ein zu hohes Gefahrenrisiko besitzen, zu komplex sind oder einen großen Zeitaufwand in Anspruch nehmen. Verlangt das Experiment einen hohen Grad an Selbstständigkeit, wirkt es auf Schüler beängstigend oder ist es motorisch sehr anspruchsvoll, werden sie nicht durchgeführt. Zusätzlich vermeiden Lehrer vom Förderzentrum Hören Experimente, deren Ergebnisse nur akustisch wahrnehmbar oder zu laut sind (vgl. Tabelle 13). 128

129 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Kategorie Kodierungsregel Subkategorie Ankerbeispiel Gefahrenrisiko Experimente mit hohem Feuer-Experimente Gefährdungspotential werden genannt. Komplexität Eine hohe Komplexität Zu komplexe Versuche oder Transferleistung für das Experiment werden beschrieben. Hoher Zeitaufwand Die Lehrenden nennen Experimente mit hohem Zeitaufwand. Die hohen Zeitaufwand benötigen Akustische Experimente Selbstständigkeit erfordernde Experimente Beängstigende Experimente Hohe Anforderungen an die Motorik Akustische Beobachtungen bei den Experimenten sind notwendig. Experimente mit hoher Selbstständigkeit werden genannt, Beängstigende Experimente werden genannt. Die Lehrer beschreiben Experimente, die exakte oder viel Motorik verlangen. Unwissenheit des Lehrers Fehlende oder unbekannte Materialien für das Experiment werden Bei Gehörlosen keine Hörexperimente Experimente die viel Selbstständigkeit erfordern. Versuche mit Luftballons (Schüler haben Angst davor) Versuche, bei welchen viel feinmotorisches Geschick erforderlich sind Weil ich als Fachfremder die Materialien nicht zuordnen oder finden kann genannt. Tabelle 13: Kennzeichen bzw. Eigenschaften von Experimenten, die nicht im Unterricht eingesetzt werden Experimente mit einem hohen Gefährdungspotential, wie mit Feuer, oder mit einem hohen Grad an Selbsttätigkeit können aufgrund des Betreuungsverhältnisses im NESSI-FÖSL durchgeführt werden. Gerade der Themenbereich Feuer ist ein sehr spannendes, lebensbezogenes und auch im Lehrplan vorkommendes Phänomen, für dessen experimentelle Umsetzung sich im Schülerlabor hervorragend eignet. Das NESSI-FÖSL kann den Unterricht somit ergänzen. Experimente, die sich durch einen hohen Zeitaufwand bzw. hohe Komplexität auszeichnen oder beängstigend wirken werden auch nicht in das Angebot des NESSI-FÖSL mit aufgenommen. Aufbauend auf den Antworten zu den Auswahlkriterien für Experimente und ungeeigneten Experimenten, müssen die im Kapitel dargestellten Kriterien für die Auswahl der Experimente für den Grundschulbereich sowie die von Dinges aufgestellten Kriterien (vgl. Kapitel 2.3.1) in Bezug auf die Förderschule ausgeweitet und gewichtet werden. In der Förderschule sind insbesondere die Durchführbarkeit, Altersgemäßheit und das Verständnis des Experiments und die Dauer (durch die Konzentrationsstörungen) sowie das 129

130 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Gefahrenpotential (durch die Verhaltensauffälligkeiten) besonders zu berücksichtigen. Hinzuzufügen sind - Möglichkeiten der Veranschaulichungen und Visualisierungen, - sprachliches Anforderungsniveau, - motorische Anforderungen, - Erreichen der Förderziele sowie - Möglichkeiten der Differenzierung. Die Förderziele sind allerdings bei einem Besuch in einem Schülerlabor unbekannt, sodass dieses in Bezug auf das Schülerlabor vernachlässigt werden muss. Bei einer Hörschädigung müssen die Experimente möglichst so gestaltet sein, dass keine Anweisungen während des Versuchs notwendig sind und Experimente, bei denen akustische bzw. zu laute Phänomene ablaufen, vermieden werden. Experimentieranleitungen und ihre Gestaltung Bei der nächsten Frage beurteilen die Lehrer, welche Kriterien für die Auswahl eine Anleitung für ein Schülerexperiment entscheidend sind. Dabei zeigt sich, dass eine übersichtliche Gliederung, Visualisierungen inklusive Versuchsskizze und eine einfache Sprache sehr wichtig sind. Dieser Aspekt spricht, trotz häufig formulierter Kritik, für die Vereinfachung von Sachtexten im Fach PCB (vgl. Kapitel 2.2.4) und von Experimentieranleitungen. Weniger wichtig sind Sicherheitshinweise. Ein notwendiger Transfer sowie eine farbige und ansprechende Gestaltung sind im Vergleich zu den anderen Kriterien unwichtig (vgl. Abbildung 21). Weitere Eigenschaften einer solchen Vorlage sind ein geringer Inhalt, Kindgerechtheit, Bilder, große Schrift und Zweisprachigkeit. 130

131 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Abbildung 21: Kriterien für Experimentieranleitungen Bei der Erstellung einer Vorlage für ein Experiment beachten 54 Sonderpädagogen spezifische Aspekte aufgrund des Förderbedarfs. Dies sind insbesondere einfache Sprache, Visualisierungen, Struktur sowie kleinschrittiges Vorgehen. Weitere Kategorien können aus Tabelle 14 entnommen werden. Damit decken sich die Ergebnisse mit den Ausführungen von Schmid-Barkow zur Gestaltung von Texten in der Grundschule (vgl. Schmid-Barkow 2000). Diese Kriterien müssen durch den Förderbedarf verstärkt Berücksichtigung finden. Diese Ergebnisse zeigen, dass eine Überarbeitung der regulären NESSI-Lab-Vorlagen notwendig ist. Die vergleichsweise geringe Struktur und wenige Visualisierungen sowie eine hohe Sprachlastigkeit und komplexe Formulierungen machen dies erforderlich. Die Forderung nach einer klaren Auswertung, Multiple-Choice-Aufgaben, Differenzierung und übersichtliche Struktur unterstützt den Gedanken die Arbeitsaufträge von Beobachtung und Erklärung eindeutiger in den Experimentieranleitungen zu trennen. Trotz der geringen Notwendigkeit werden aus ästhetischen Gründen die Materialien farbig gestaltet sein, wobei die Kopierfähigkeit berücksichtigt wird. 131

132 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Kategorie Kategorisierungsregel Subkategorie Ankerbeispiel Klare Auswertung Die Vorlagen sollen so Klare Auswertung gestaltet sind, dass eine klare Auswertung möglich ist. Genaue Beschreibung Die Vorlagen sollen detailierte Beschreibungen des Genaue Beschreibung des Versuchs Versuchs beinhalten. Geringe Komplexität Das Arbeitsblatt bzw. die Einfach Abläufe sollen einfach gestaltet sein. Wie Frage 15 Dieser Kategorie wird zugeordnet, wenn die Kriterien von Frage 15 (Auswahlkriterien für eine Vorlage) Berücksichtigung finden. Siehe Frage 15 Hinweis auf akustische Phänomene Auf dem Blatt sollten Hinweise zu akustischen Phänomenen sein. Länge Die Anleitung soll kurz sein. Lebensbezug Beispiele von der oder Bezug zur Lebenswelt muss enthalten sein. Didaktische Reduktion Die Lehrer nennen didaktische Reduktion. Multiple Choice Die Beobachtung und Auswertung sollt in Multiple Choice angegeben werden. Sicherheit Im Fragebogen werden Sicherheitsmaßnahmen oder Gefahren genannt. Struktur Strukturiertheit oder Überschaubarkeit wird beschrieben. Dauer der Fixierung Die Dauer beim Ausfüllen soll berücksichtigt werden. Wenig Text Wenig Text bzw. Sprache oder Textreduzierung werden verlangt. Kleine Arbeitsschritte Eine schrittweise oder detaillierte Planung, Vorgehensweise oder Arbeitsschritte werden gefordert. Angepasst an Schüler Forderung von Berücksichtigung des Anspruchsniveaus und kognitivem Lernverhaltens. Begriffsklärung Begriffe oder Fachsprache müssen zuvor geklärt werden. Differenzierte Nennung von Differenzierung. Arbeitsblätter Struktur Explizierter Hinweis, falls akustische Phänomene wahrgenommen werden müssen Kurz Bezug zum Alltag Didaktische Reduktion Beobachtung als Multiple Choice Sicherheit Klare Struktur Falls Schüler selbst schreiben müssen: Schulzeiten! Wenig Text Schrittweise Durchführung Keine optische und kognitive Überfrachtung durch zu viele Infos Begriffsklärung vorher Differenzierung 132

133 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Visualisierung Visualisierungen, Veranschaulichung durch Bilder, Skizzen etc. werden beschrieben. Einfache Sprache Eine einfache Sprache wird genannt. Sonstiges Keine Zuordnung zu einer anderen Kategorie möglich. Motorische Anforderungen Klärung Arbeitsauftrag Tabelle 14: Aspekte, die bei der Erstellung von Vorlagen berücksichtigt werden Visualisierung Einfachheit der Sprache Motorische Probleme Erlesen der Texte zuerstdann-zuletzt Sicherheitsmaßnahmen Die Berücksichtigung von spezifischen Sicherheitsmaßnahmen wird von 26 Personen gefordert. 36 Personen verneinen dies und sechs machen keine Angaben. Beispiele solcher Sicherheitsvorkehrungen (vgl. Tabelle 15) sind genaue Zuordnung der Aufgaben an einzelne Schüler durch Verteilung verschiedener Rollen wie Schreiber, Leser, Holer oder Aufräumer. Zudem muss das Verstehen des Arbeitsauftrags abgesichert werden. Zusätzlich sollen etwaige Verhaltensauffälligkeiten der Schüler berücksichtigt, Schutzbrillen getragen, Gefahren insgesamt minimiert und Vorsichtsmaßnahmen bei Strom und Feuer eingehalten werden. Zwei weitere wichtige Aspekte sind bei Schülerexperimenten die Gruppenkonstellation sowie die Standfestigkeit der Geräte. Bei einer Hörschädigung müssen klare Zeichen gegeben werden, aufgrund des Absehens die Anweisungen vor dem Versuch erfolgen, die Laustärke minimiert werden und ein visualisierter Feueralarm vorhanden sein. Damit werden die gängigen Sicherheitsmaßnahmen für die Regelschule ausgeweitet (vgl. beispielsweise DGUV 2003, Haupt & Möllencamp 2001). 133

134 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Kategorie Kodierungsregel Subkategorie Ankerbeispiel Genaue Zuordnung der Eine klare Aufgabenverteilung Genaue Zuordnung der Aufgaben auf die Schüler wird gefordert. Aufgaben (Holer, Leser) Verstehen und Klären des Arbeitsauftrags Verhaltensproblematik Strom, Feuer Schutzbrillen Hörgeschädigtenspezifische Maßnahmen Minimierung der Gefahren Das Verstehen und die Notwendigkeit einer genauen Arbeitanweisung als Sicherheitsmaßnahme werden genannt. Verhaltensauffälligkeiten allgemein oder die Tagesform der Schüler werden genannt. Der besondere Umgang mit Feuer und Strom werden beschrieben. Die Schutzbrillen werden getragen. Die Lehrer nennen spezifische Sicherheitsmaßnahmen aufgrund einer Hörschädigung, wie Anweisungen vor dem Versuch, Zeichen, Schutz der Hörgeräte etc. Die Gefahrenminimierung allgemein wird genannt. Anweisung vor dem Versuch Klare Zeichengebung Lautstärke Visualisierter Feueralarm Schutz der Hörhilfen Standfestigkeit Minimierung der Gefahren Chemikalien Ein spezifischer Umgang mit Chemikalien bzw. gefährlichen Stoffen werden genannt. Gruppenkonstellation Die Organisation oder Aufteilung der Gruppe oder das Betreuungs-verhältnis werden beschrieben. Tabelle 15: Kategorien zu spezifischen Sicherheitsmaßnahmen Genaue Anweisung Verhaltensproblematik Umgang mit Feuer, Strom Schutzbrillen "machen" Alle Anweisungen vor dem Versuch, es kann nicht zugerufen werden Klare Zeichengebung Lautheit Visualisierung / Sichtbarmachen des Feueralarms Evtl. Hg/CI schützen, sollte nicht nass werden Standfestigkeit Gefahren minimieren Sichere Chemikalien Möglichst 1:1 Betreuung Von den genannten Sicherheitsvorkehrungen, die von den Lehrern berücksichtigt werden, sind im Schülerlabor insbesondere Aufgabenverteilung an die Schüler, Klärung des Arbeitsauftrags, Schutzbrillen, Gefahrenminimierung und Umgang mit Chemikalien umsetzbar. Diese Faktoren erfordern eine intensive und sorgfältige Einführung der Betreuer im Labor. Die Gruppenkonstellation ist für die Durchführung der Experimente sehr wichtig und wird positiv durch das Betreuungsverhältnis beeinflusst. Um Störungen innerhalb der Gruppe zu vermeiden, erfolgt deshalb weiterhin die Einteilung der Gruppen durch den Sonderpädagogen im Vorfeld des Schülerlaborbesuchs. Die äußerlichen Bedingungen im NESSI-FÖSL können den hörgeschädigten-spezifischen Maßnahmen nur bedingt gerecht werden: Die 134

135 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Laustärke kann im Schülerlabor durch Entzerrung der Gruppen und Ausschalten gewisser Störlärmquellen erreicht werden (vgl ). Versuche mit geringer Spritzgefahr und durch Beaufsichtigung von Betreuungspersonen schützen die Hörgeräte. Ein visualisierter Feueralarm ist nicht möglich. Deshalb müssen die Betreuungspersonen die Schüler in einer Gefahrensituation auf den Alarm aufmerksam machen. Aufbau und Durchführung von Versuchen 61 Lehrer beantworten die Frage, ob spezifische Aspekte bei Aufbau und Durchführung von Versuchen in der Förderschule Berücksichtigung finden sollten. 72 % stimmen diesem mit folgenden Maßnahmen zu: entsprechend gestaltete Vorlagen durch einfache Sprache, Visualisierungen, Verbalisierung der Anweisung, Überprüfung der Vorgehensweise und des Aufbaus durch den Lehrenden oder ein gemeinsamer Aufbau des Experiments (vgl. Tabelle 16). Die Versuchsdurchführung soll schrittweise erfolgen und strukturiert bzw. verständlich sein. Das Experiment muss Anwendung im Alltag oder Beruf finden, selbst entdeckendes Lernen ermöglichen und selbstständig sowie einfach durchführbar sein (vgl. Kategorie Eigenschaft des Experiments ). Organisatorisch müssen die Zeit an die Voraussetzungen und die Konzentration der Schüler angepasst, die Aufgaben klar den Schülern zugeordnet werden sowie Sicherheitsvorkehrungen Beachtung finden. Außerdem ist eine geeignete Gruppenkonstellation notwendig. Auch diese dargestellten Maßnahmen decken sich mit denen aus dem Kindergarten und der Grundschule (vgl. Bäuml-Roßnagl 1981, Lück 2000b, Irmer 2005), erfordern aber stärke Berücksichtigung. Auch im Schülerlabor muss aufbauend auf diesen Äußerungen der Aufbau der Versuche, unterstützt durch die entsprechenden Vorlagen und den Betreuer, schrittweise erfolgen. Der Betreuer muss den Aufbau abschließend überprüfen. Der Kategorie Eigenschaften des Experiments wird bereits durch die Experimentauswahl entsprochen. Um das von den Sonderpädagogen geforderte selbstentdeckende Lernen im Schülerlabor zu ermöglichen, ist der Abschnitt des Story-Telling auf der Anleitung zu überarbeiten. Dieser wird häufig durch die geringe Übersichtlichkeit der Experimentiervorlage von den Schülern im regulären NESSI- Lab übersehen und überlesen 36. Die geforderten organisatorischen Aspekte, wie Sicherheit und Gruppenorganisation, wurden bereits bei den Sicherheitsmaßnahmen (siehe oben) diskutiert. Die genaue Zuordnung der Aufgaben auf einzelne Personen wird in der Anleitung 36 Diesen Aspekt kritisierten die Betreuer aus dem regulären NESSI-Lab häufig. 135

136 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL zum Versuch nicht notwendig sein, da dies im Labor innerhalb der Kleingruppen und von der Betreuungsperson gesteuert werden kann. Kategorie Kodierungsregel Subkategorie Ankerbeispiel Organisation Maßnahmen die die Organisation Genaue Zuordnung der Aufgaben Genaue Zuordnung der Aufgaben (Holer, Leser etc.) betreffen werden Sicherheit Sicherheit, Standfestigkeit, beschrieben. es darf nur wenig gefährlich sein, da viele mot. unruhige Schüler in der Klasse sind Gruppenorganisation Gruppenzusammensetzung muss sorgfältig durchdacht werden (Lesefertigkeit, mot. Handicaps, soz. Kompetenz) Zeit Kurz Aufbau Maßnahmen für einen Überprüfung durch den Überprüfung durch die schrittweisen und Lehrer Lehrer gemeinsamen Aufbau sowie dessen Kontrolle Gemeinsamer Aufbau Gemeinsamer Aufbau des Versuchs werden genannt. Schrittweises Vorgehen Schrittweises Vorgehen Eigenschaften des Das Experiment sollte Einfach Einfache Versuche Experiments Eigenschaften, (Struktur Verständlichkeit Verständlichkeit oder Verständlich- keit) besitzen. Struktur Klare Strukturierung Aufforderungscharakter der Materialien Anwendung Selbstentdeckendes Lernen Versuchsvorlage/Anweisung Die Versuchsvorlage bzw. Anweisung muss spezifisch gestaltet sein. Tabelle 16: Kategorien zur Durchführung von Versuchen Aufforderungscharakter des Materials (wird experimentiert wie vorgesehen od. Spielmaterial) Alltagsbezug Selbstständig Versuche und Hypothesen entwickeln Besprechen und Visualisieren an Tafel zur Orientierung während der Durchführung 136

137 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Auswertung von Experimenten Die nächste Frage beschäftigt sich mit spezifischen Maßnahmen bei der Auswertung und Erklärung des Experiments in einer Förderschulklasse. 42 Sonderpädagogen stimmen zu, dass solche Maßnahmen notwendig sind. Die Lehrenden fordern sehr häufig die Verwendung einer einfachen Sprache und Visualisierungen. Zudem soll der Einsatz der didaktischen Reduktion den Verstehensprozess erleichtern. Weitere Aspekte sind kurze Dauer, Einsatz von Medien und Modellen (vgl. Kapitel 2.3.2), geeignete Sozialformen (frontal oder Schülerpräsentation), Berücksichtigung von Struktur und Versprachlichung der Ergebnisse. Ein Lehrer merkt an, dass er keine spezifischen Maßnahmen verwendet, da sie aufgrund der spezifischen Auswahl nicht mehr notwendig sind. Die dazugehörige Kategorienbildung enthält Tabelle 17. Die Auswertung der Experimente berücksichtigt allgemeine Prinzipien eines Unterrichts (vgl. Bleidick & Heckel 1968, Werning & Lütje-Klose 2003, Stecher 2011), der auf Kinder mit Förderbedarf Hören und Lernen ausgerichtet ist. Es sind Überschneidungen mit Aspekten aus dem Grundschulbereich zu erkennen (vgl. Greinstetter 2008, Eisele & Zamzow 2010). Die Lehrerantworten verdeutlichen, dass bei der Auswertung der Experimente ebenfalls Visualisierungen und eine einfache Sprache notwendig sind (vgl. Stecher 2011). Ersteres soll durch geeignete Materialien im Schülerlabor berücksichtigt werden. Eine einfache Sprache ist bei Arbeitsaufträgen der NESSI-FÖSL-Mappe und auch beim Gespräch zwischen Betreuer und Kindern notwendig. Sie 37 muss deshalb Inhalt in der Einführung der betreuenden Studenten zu Beginn der Lehrveranstaltung sein und im Zuge dessen eingeübt werden. 37 Kennzeichen einer einfachen (Lehrer-)Sprache siehe Kapitel

138 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Kategorie Kategorisierungsregel Subkategorie Ankerbeispiel Visualisierungen Visualisierungen durch Visualisierungen Bilder oder Ähnliches werden bei der Erklärung eingesetzt. Versprachlichung Versprachlichung der Handlungsbegleitende Ergebnisse soll durch Versprachlichung Wiederholung oder Ähnliches erfolgen. Struktur Die Erklärungsphase soll Struktur eine spezielle Struktur haben. Sozialform Die Auswertung soll in Eher frontal einer speziellen Sozialform erfolgen: Frontal, geführt durch den Lehrer oder ein Schülervortrag. Modelle Modelle sollen eingesetzt Modelle werden. Medien Der Einsatz von Medien Intensive Tafelarbeit wie OHP und Tafel werden genannt. Gebärden Gebärden sollen eingesetzt Mit Gebärden werden. Einfache Sprache Eine einfache Sprache bzw. Einfache Sprache ein einfacher Wortschatz oder Satzbau soll verwendet bzw. Wörter müssen zuvor erklärt werden Didaktische Reduktion Vereinfachung oder didaktische Reduktion didaktische Reduktion werden genannt. Dauer Die Erklärungsphase soll nicht zu lange, aber langsam genug für das Verständnis der Schülerinnen Genug Zeit für Schüler und Schüler für deren Verständnis erfolgen. Nur Auswahl des Experiments spezifisch Die Auswertung erfolgt nicht spezifisch, sondern durch die zuvor stattgefundene Auswahl. Die Aussage konnte keiner anderen Kategorie zugeordnet werden. Nur die Auswahl ist spezifisch Sonstiges Motorik Nichts was feinmotor, zu anstrengend ist Kein Transfer Kein Transfer Tabelle 17: Spezifische Maßnahmen bei der Auswertung und Erklärung des Experiments 138

139 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Schüler- und Demonstrationsexperiment Im Unterricht an Förderschulen ist das Verhältnis von Schüler- und Demonstrationsexperiment sehr ausgeglichen. So nennen 20 Lehrer, dass sie mehr Demonstrationsexperimente durchführen, 19 mehr Schülerexperimente im Vergleich zu der anderen Art und 25 gleich viele (vgl. Abbildung 22). Damit ergibt sich ein anderes Ergebnis als bei Wagner & Bader 2006 (vgl ) Abbildung 22: Häufigkeiten der Durchführung von Schüler- und Demonstrationsexperiment 52 % der Lehrer, die die Frage beantworten (n = 61), geben an, dass spezifische Maßnahmen bei der Durchführung der Demonstrationsexperimente notwendig sind. 48 % halten dies für nicht erforderlich. Berücksichtigung der Absehbedingungen, hörtechnische Aspekte, Einsatz von Gebärden sowie das Vermeiden von Zuhören und Beobachten gleichzeitig, sind hörgeschädigten-spezifischen Maßnahmen. Weitere, für alle Förderschularten geltende und der Regelschule ähnelnde Aspekte sind: Wiederholung des Experiments, gute Sichtbarkeit und Übersichtlichkeit, Entfernen der Materialien außerhalb der Reichweite der Schüler, schnelle Durchführung, Vermeidung von Störungen, Beobachtungsaufgabe für die Schüler, Schüleraufstellung, besondere Erklärung und didaktische Reduktion (vgl. Tabelle 18). Im Konzept des Schülerlabors NESSI-Lab werden derzeit zwei Demonstrationsexperimente durchgeführt. Zum einen das Abschlussexperiment Vitaminrakete (Steigen lassen einer Flasche durch Zusammengeben von Brause und Wasser) zum anderen an der Station Feuer Löschen eines Wachsbrands mit Wasser. Die in der Lehrerbefragung geforderte Sichtbarkeit, Entfernung der Materialien und hörgeschädigten-spezifische Aufstellung sind 139

140 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL situativ von den Betreuern zu berücksichtigen. Eine Beobachtungsaufgabe wird in diesem Fall kaum notwendig sein, da die Experimente motivierend bzw. spannend sind und die Gruppen so klein sind, dass kaum Ablenkungsfaktoren für die Schüler bestehen. Kategorie Kodierungsregel Subkategorien Ankerbeispiel Hörgeschädigten- Nicht zuhören und spezifische Aspekte beobachten zeitgleich Maßnahmen, die sich spezifisch auf die Hörschädigung beziehen, (wie z.b. Gebärden, FM-Anlage). Wiederholung Der Versuch soll wiederholt werden. Gute Sichtbarkeit Der Versuch soll gut sichtbar und übersichtlich sein. Entfernen der Die Materialien müssen Materialien entfernt werden. Schnelle Durchführung Der Versuch sollte nach kurzer Zeit ein Ergebnis anzeigen. Vermeidung von Störungen sollen während Störungen des Experiments vermieden werden. Vorbereitung Eine Maßnahme beinhaltet Bereitstellung der Materialien und Vorbereitung. Beobachtungsaufgabe Den Schülern wird eine Beobachtungsaufgabe gegeben. Schüleraufstellung Die Schüler sollen sich in einem Halbkreis oder Sitzkreis etc. aufstellen. Erklärung Maßnahmen, die die Erklärung des Demoexperiments betreffen. Sonstiges Sonstige Maßnahmen, die nicht direkt mit dem Demonstrationsexperiment zusammenhängen. Gebärden Hörtechnische Aspekte Absehbedingungen Detaillierte Erklärung Didaktische Reduktion Nicht zuhören und beobachten zur gleichen Zeit erwarten Gebärden Höranlage Gute Absehbedingungen Mehrere Male wiederholen Gute Sichtbarkeit für alle Schüler Alle Materialien außer Reichweite der Schüler Schnell erkennbar Keine Störungen, z. B. fremde Schüler Umbauen, alles bereitstellen Beobachtungsbogen für die Schüler "Kinoaufstellung", sodass alle Schüler den Versuch gut beobachten können Detaillierte Erklärungen Didaktische Reduktion Gruppenkonstellation Kleine Gruppen Attraktivität des Spektakulär Experiments Visualisierung Visualisierung Sicherheitsmaßnahmen Sicherheitsmaßnahmen Tabelle 18: spezifische Maßnahmen bei der Durchführung von Demonstrationsexperimenten 38 % der Sonderpädagogen geben an, dass keine spezifischen Maßnahmen bei der Durchführung von Schülerexperimenten notwendig sind. Die restlichen 62 % geben ähnliche Antworten wie in Frage 19. Darunter fallen wieder hörgeschädigten-spezifischen Maßnahmen (Gebärden, Achtung auf Hörgeräte und Höranlage oder Sitzkreis). Demonstration des Schülerversuchs, klare und einfache Anweisungen, Überprüfung der Vorgehensweise sowie Einführung von akustischen Signalen und eine einfache Sprache sind bei allen Förderschwerpunkten bei der Arbeitseinweisung notwendig, bevor der Schülerversuch 140

141 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL durchgeführt wird. Organisatorisch sollen die Materialien den Schülergruppen spezifisch bereitgestellt werden, die Gruppenkonstellation sinnvoll überdacht sein und genügend Zeit Berücksichtigung finden. Zusätzlich sind Betreuungspersonen, eine eindeutige Aufgabenzuteilung an die einzelnen Schüler und die Vermeidung von Störungen unerlässlich. Außerdem sollen Übersichtlichkeit und didaktische Reduktion berücksichtigt werden. Ein Lehrer weist auf die Antworten von Frage 15 (Auswahlkriterien für Experimente) hin (vgl. Tabelle 19). Kategorie Kodierungsregel Subkategorie Ankerbeispiel Hörgeschädigten-spezifische Die Lehrer nennen Beachtung Hörtechnik Achtung auf Hörgeräte s, Maßnahmen Maßnahmen, welche Höranlangen aufgrund einer Hörschädigung Sitzkreis Schüler in Abstand in getroffen Sitzkreis setzen lassen werden. Gebärden Gebärden Organisatorische Maßnahmen Allgemeine Maßnahmen, die der Lehrer organisieren muss. Vorbereitung Bereitstellung der verwendeten Geräte am Platz Gruppenkonstellation Vorauswahl bei Gruppeneinteilung Zeit Viel Zeit einplanen Keine Störungen Keine Störungen, z. B. fremde Schüler.. Didaktische Reduktion Das Experiment soll didaktisch reduziert werden. Übersichtlichkeit Das Experiment soll klar gegliedert, strukturiert und übersichtlich sein. Tabelle 19: Maßnahmen bei Schülerexperimenten Genaue Aufgabenverteilung Betreuungsperson Alle Schüler sollten involviert sein und sich beteiligen (am besten hat jeder ein Aufgabenbereich) Doppelbesetzung der Klasse Sachliche Richtigkeit darf nicht leiden unter Vereinfachung Deutliche Gliederung des Versuchsablaufs 141

142 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Interesse und Erfahrungen mit Schülerlaboren und Lehrerfortbildungen Der letzte Abschnitt des Fragebogens erfasst Aspekte zur Thematik NESSI-Lab bzw. Schülerlabor. Es zeigt sich, dass das NESSI-Lab bei den befragten Sonderpädagogen zum Teil unbekannt ist. Nur knapp 40 % der Befragten geben an, dass sie es durch die Schule, das Seminar, das Internet, den Kollegen, die Verfasserin, eine Fortbildung oder von Studenten kennen. Die Erfahrungen mit anderen Schülerlaboren sind sehr gering (11 % haben bereits Erfahrungen gemacht). Dieses Ergebnis deckt sich mit den Ergebnissen von Wagner und Bader (vgl. Kapitel 2.3.1, Wagner und Bader 2006). Trotzdem besteht bei den Sonderpädagogen ein hohes Interesse an einem Schülerlaborbesuch. So geben über 82 % an, dass sie Interesse haben, 10 % verneinen dies und 8 % machen keine Angaben. An einer Lehrerfortbildung zur Thematik Experimente haben bisher 30 % teilgenommen, 68 % haben eine solche noch nicht besucht und 2 % machen keine Angaben. Dabei geben nur neun Personen an, dass die besuchte Fortbildung spezifisch für die Förderschule ausgerichtet war. Allerdings ist das Interesse an einer solchen Fortbildung insgesamt sehr hoch. So geben 77 % an, dass sie daran teilnehmen würden, 20 % dass sie vielleicht teilnehmen würden, 1 % lehnen ab und 2 % machen keine Angaben. Die abschließenden sonstigen Anmerkungen ergeben nach Kategorisierung folgende Aspekte (n= 15): - Bitte um Ausweitung NESSI-FÖSL auf höhere Jahrgangsstufen, - Hinweis auf geringe Unterrichtserfahrung im Fach PCB, - positive Resonanz zum NESSI-FÖSL, - routinierte Unterrichtsweise ( Da sowieso sehr viel visualisiert wird und klare Anweisungen gegeben werden, passieren diese Dinge auch im HSU und bei Schulversuchen ständig ) und - positive Rückmeldungen zur durchgeführten Fortbildung. Die Konzeption von NESSI-FÖSL wird durch den dritten Teil des Fragebogens bestätigt. Die bisherigen Erfahrungen mit einem Schülerlabor sind sehr gering, obwohl sehr großes Interesse besteht. Nur wenige Sonderpädagogen kennen das NESSI-Lab, was durch das fehlende Angebot eines förderschulspezifischen Konzepts begründet sein könnte. 142

143 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Die Ergebnisse zur Lehrerfortbildung bestätigen die Fortführung der gekoppelten und verpflichtenden Lehrerfortbildung auch bei NESSI-FÖSL mit Fokus auf das Experimentieren. Zusammenfassung Insgesamt ergibt sich aus dem ersten Teil der Lehrerbefragung, dass viele Aspekte, die bei der Gestaltung von Experimentiersituationen im Unterricht der Regelschule Beachtung finden, verstärkt berücksichtigt werden müssen. Eine besonders entscheidende Rolle spielen unter Berücksichtigung der sprachlichen Voraussetzungen Visualisierungen. Ein Beispiel hierfür wären die von Scheuer, Kleffken & Ahlborn-Gockel beschriebenen Piktogrammen (vgl. Scheuer, Kleffken & Ahlborn-Gockel 2010b). Weitere Visualisierungen könnten Bilder oder Versuchsskizzen sein. Es finden sich in der Ergebnisauflistung viele aus der Theorie abgeleiteten Maßnahmen (vgl. Abbildung 8) wieder. In den theoretischen Ausführungen wurde allerdings nicht bedacht, dass bei der Durchführung von Experimenten mit hörgeschädigten Kindern die Besprechung der Vorgehensweise vor der Durchführung des Versuchs erfolgen sollte. Während dem Versuch sollten keine Anweisungen gegeben werden. Experimenten, bei denen akustische Phänomene ablaufen, müssen weggelassen werden und ein visualisierter Feueralarm ist notwendig. Zudem sind der Einsatz von Gebärden und Höranlage, die das Gesprochene vom Lehrer oder der Lehrerin direkt ohne Störgeräusch an das Hörgerät sendet, sowie das Vermeiden vom Kontakt von Flüssigkeiten mit den Hörgeräten entscheidend. Eine Vertiefung dieser Lehrerbefragung wäre mit einer anschließenden Interviewstudie mit Sonderpädagogen möglich. Allerdings ist das Schülerlabor durch das veränderte Betreuungsverhältnis und den außerschulischen Lernort im Vergleich zum Unterricht anderen Bedingungen ausgesetzt. Einen großen Einfluss auf das erfolgreiche und selbstständige Durchführen der Experimente hat eine entsprechende Experimentieranleitung (vgl. Steffensky et al und Kapitel 2.1.2). Folglich wird durch die Lehrerbefragung Teil 2 nun der Fokus auf die Materialien gelegt und keine anschließende Interviewstudie durchgeführt. 143

144 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL 4.2 Lehrerbefragung Teil Methodische Vorgehensweise In der Lehrerbefragung Teil 2 erfolgt eine Einschätzung der vorhandenen Experimentiervorlagen aus dem NESSI-Lab. Diese wird durch Korrekturvorschläge aber auch durch Fragebögen abgesichert. Folgende Experimente 38 und ihre Vorlagen (jeweils Lehrerblatt, Schülerblatt und Lösungsblatt) sind Teil der Befragung: - Brennendes Eisen (Vergleich von der Verbrennung von Eisenwolle und der Verbrennung eines Eisennagels), - Vitamine zum Löschen (Löschen einer Kerze durch Kohlenstoffdioxid, welches durch das Auflösen von einer Brausetablette in Wasser entsteht), - Antischwerkraftmaschine 39 (Vergleich der Dichte von warmen und heißen Wasser) und - Kleines Salzbergwerk 40 (Gewinnung von in Wasser gelöstem Salz durch entsprechende Trennverfahren). Alle vier Experimente beurteilen die Lehrer zunächst mit je einem Fragebogen (vgl. Anhang S. 258) in Bezug auf Einsatz des Experiments im Unterricht, Verständnisprobleme, Verständlichkeit, notwendige Modelle, Visualisierungen, sprachliche Schwierigkeiten und Einschätzung der selbstständigen Durchführung. Anschließend konkretisieren sie die Antworten gegebenenfalls durch Korrekturvorschläge auf den Materialien. Der abschließende allgemeine Fragebogen enthält Fragen zur äußeren Form (Gliederung, Schriftart, Textumfang und Notwendigkeit der Visualisierung) über alle vier Vorlagen hinweg. Die Fragebögen enthalten geschlossene Fragen mit Nominalskalen und offene Fragen mit Begründungsmöglichkeiten bzw. Verbesserungsvorschlägen (vgl. Schnell, Hill & Esser 1999). Um erste Schlussfolgerungen aus der Lehrerbefragung Teil 1 zu bestätigen, sollen die Lehrer eine bereits neu konzipierte Vorlage zum Experiment 3 Freunde (Vergleich des Lösungsverhaltens eines Zuckerwürfels in Wasser bzw. Öl) nach oben beschriebenem Verfahren einschätzen. 38 Aus jedem Thema (Feuer, Wasser, Erde und Luft) wird jeweils ein Experiment ausgewählt. Dabei spielen Kriterien wie Textlastigkeit, vorhandene Abbildungen sowie hoher Spaßfaktor bei den Schülern eine Rolle. 39 Im Experiment Antischwerkraftmaschine füllen die Kinder in eine Flasche heißes Wasser, in eine andere Flasche kaltes Wasser. Das heiße Wasser wird mit Tinte angefärbt. Anschließend wird auf die Flasche mit kaltem Wasser ein Bierdeckel gelegt und mit Kopf nach unten auf die Flasche mit heißem Wasser gestellt. Danach ziehen die Kinder den Bierdeckel heraus. Das heiße Wasser steigt aufgrund der Dichteunterschiede nach oben. 40 Alle Experimente (von NESSI-FÖSL) sind im Anhang ab Seite 268 alphabetisch aufgelistet und beschrieben. 144

145 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Die Auswahl der Lehrer, die an der Befragung teilnehmen, erfolgt einerseits nach dem Förderschwerpunkt, den sie unterrichten. Andererseits nach ihrer Unterrichtserfahrung im Bereich der Naturwissenschaften in der Grund- bzw. Hauptschulstufe. Die Stichprobenzahl beträgt n = 5. Davon unterrichten zwei Sonderpädagogen am Förderzentrum Hören und drei an der Förderschule zur Lernförderung. Die Auswertung der Korrekturen erfolgt mit einer induktiven qualitativen Inhaltsanalyse (vgl. Kapitel 4.1.1). Die Antworten der Fragebögen werden deskriptiv mit Hilfe vom Computerprogramm SPSS analysiert (vgl. Pfeiffer & Püttmann 2006). Auch hier wird (wie bei der Lehrerbefragung 2) keine statistische Signifikanzprüfung durchgeführt, da die Befragung qualitativ ausgerichtet ist. 145

146 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Ergebnisse und Diskussion der Lehrerbefragung Teil 2 Aus dem ersten allgemeinen Fragebogen geht hervor, dass die fünf Sonderpädagogen PCB unterrichten und Experimente im Unterricht durchführen. Somit sind Erfahrungen im experimentellen Bereich und dem Fach PCB der Teilnehmer bestätigt. Keiner der Lehrer hat bereits Erfahrung durch das NESSI-Lab gesammelt und sie sind einstimmig für ein Projekt NESSI-Lab für Förderschulen. Hinsichtlich der Lehrerfortbildung, speziell für Sonderpädagogen, ergibt sich Uneinigkeit, so stimmen drei dieser Veranstaltung zu, zwei lehnen ab. Alle Lehrer stimmen der Umgestaltung der NESSI-Lab-Vorlagen zu. Sie kritisieren die unübersichtliche Gliederung durch fehlende Abbildungen, keine klare Trennung der Phasen des Experiments und zu wenig Platz zur Bearbeitung der Fragen. Zudem muss die Schriftart 41, laut der Lehrer, die an der Schule zur Lernförderung unterrichten, verändert bzw. vergrößert werden. Eine NESSI-Figur, welche eine Behinderung hat 42, wird von allen abgelehnt. Ebenfalls einstimmig kritisieren sie Textlastigkeit und fehlenden Visualisierungen. Über die Abtrennung des Story-Tellings auf ein eigenständiges Blatt besteht Uneinigkeit. Ein Lehrer weist auf eine fehlende Problemfrage hin. Individuelle Hilfen zur Differenzierung werden von allen Lehrern gefordert. Diese Antworten stimmen mit den Fragebögen zu den jeweiligen Experimenten überein. Im Folgenden wird am Beispiel des Experiments brennendes Eisen die Ergebnisse des dazugehörigen Fragebogens und der Änderungsvorschläge dargestellt. Da die Ergebnisse der restlichen Experimente ähnlich sind, werden sie zusammengefasst beschrieben. Das Experiment Brennendes Eisen wird von den Lehrenden folgendermaßen beurteilt: Die Lehrer ordnen das Experiment der dritten und siebten Jahrgansstufe zu. Die Sonderpädagogen kritisieren den Titel des Experiments mit den Bemerkungen. Irreführung (L1) und Missverstehen (L2). Sie fordern eine entsprechende Problemfrage. Verständnisprobleme sind bei der Versuchsanweisung, bei einzelnen Begriffen im Text (z. B. Brandschutztür bzw. Oberfläche oder Zerteilungsgrad ) und bei der Auflistung der 41 Bei Kindern mit Einschränkungen in der Schriftsprache, insbesondere im Lesen, sind zur Unterstützung der Sinnentnahme von Texten eine ausreichende Schriftgröße und Schriftart notwendig (vgl. Reeber & Schönauer- Schneider 2009). 42 In der Didaktik für Hörgeschädigte wird zur Förderung der Identität von hörgeschädigten Kindern empfohlen, hörgeschädigte Personen als Leitfiguren in Geschichten, Büchern und im Unterricht einzusetzen (vgl. Seide 2007). 146

147 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Materialien zu erwarten. Die selbstständige Durchführung des Versuchs wird, unter Berücksichtigung von sprachlichen Vereinfachungen (L1) und dass der Bunsenbrenner vom Lehrer angezündet werden (L5) muss, als hoch eingeschätzt. Die Erklärung benötigt zum leichteren Verständnis sprachliche Reduzierung und Visualisierungen. Eine spezifische Anmerkung für den Förderschwerpunkt auf dem Lehrerinformationsblatt wird von den Hörgeschädigtenpädagogen abgelehnt. Die Lehrenden für den Förderschwerpunkt Lernen fordern Sicherheitshinweise zum Umgang mit dem Bunsenbrenner und Feuer. Diese Angaben aus dem Fragebogen konkretisieren sich in den Korrekturen der Vorlagen. So schlagen die Sonderpädagogen für den Titel des Experiments Problemfragen vor, wie Kann Eisen brennen? (L4) bzw. Warum sind Brandschutztüren aus Eisen? (L1). Sie ersetzen weiterhin komplexe sprachliche Formulierungen und einzelne Begriffe durch einfachere (z.b. Stoffe durch Materialien ). Die Lehrer konkretisieren somit die in der Lehrebefragung Teil 1 (vgl. Kapitel 4.1.2) geforderte Anpassung an die sprachlichen Voraussetzungen der Kinder. Sie verlangen Abbildungen, Vereinfachung der Sprache (vgl. Kapitel 2.2.4) durch Verkürzung der Sätze sowie klare Beobachtungs- und Auswertungsfragen, Lückentexte und mehr Platz für Antworten. Bei den Experimenten Vitamine zum Löschen, Antischwerkraftmaschine und Kleines Salzbergwerk wiederholen sich die Forderungen in Bezug auf sprachliche Vereinfachungen, Kürzen des Texts, Visualisierungen, Abbildungen und klarere Gliederung. Zusätzlich beanstanden die Sonderpädagogen fehlende Fragen und Antwortmöglichkeiten zur Beobachtung und Erklärung. Bei dem Experiment Vitamine zum Löschen und Antischwerkraftmaschine stellen die Lehrer hohe motorische Anforderungen zur Durchführung fest. Deshalb schlagen sie eine Durchführung als Demonstrationsexperiment vor. Besonders auffällig bei der Antischwerkraftmaschine ist der Hinweis auf die Schwierigkeit der Erklärung: dass die Schüler keine Erklärung abgegeben können, es sei denn, sie wissen über Moleküle Bescheid und das ist aber sehr unwahrscheinlich, da dieses Thema erst ab der 9. Klasse behandelt wird, Thema Wasser aber schon in der 6. Klasse ist (L1). Der Titel des Experiments wird nur beim Kleinen Salzbergwerk als verständlich bewertet. Das Experiment schätzen die Sonderpädagogen als besonders geeignet ein, da dieser selbstständig von den Schülern durchgeführt werden kann. 147

148 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Eine Vertiefung der Thematik Salzgewinnung kann durch eine Exkursion oder einen Film erfolgen. Die Sonderpädagogen schätzen Teile der überarbeiteten Anleitung des Experiments 3 Freunde als positiv ein: die Ergänzung durch ein Hilfsarbeitsblatt sowie die Hilfen bei der Durchführung, die Unterstreichungen im Text und die Trennung von Beobachtung und Erklärung. Einige Lehrer bewerten die Zeichnungen im Vergleich zu den Fotos als geeigneter, diese sollen aber direkt bei den jeweiligen sprachlichen Formulierungen abgebildet werden. Über die Sinnhaftigkeit der Erklärung mit dem NESSI auf dem Hilfsblatt herrscht Uneinigkeit. Die Mengenangabe zwei Finger breit ist der einzige Begriff, den die Sonderpädagogen als kompliziert einstufen. Die Tabelle 20 fasst die Korrekturen in den Vorlagen über die fünf Experimente zusammen. Experiment Überschrift Geschichte Geräte/Stoffe Durchführung Sonstiges Brennendes Eisen Unpassend, Keine Angaben Begriff Stoffe Sprachliche Vereinfachungen, Platz für Lückentext, geeignetere Problemfrage mit Materialien ersetzen und Abbildungen Abbildungen schwere Begriffe wählen ein- genauer zuord- ( Oberfläche fügen nen etc.) Vitamine zum Begriff Fehlende Begriff Stoffe Zu lang und Platz für Fragen; Löschen Vitamine durch Brause Problemfrage mit Materialien ersetzen und Abbildungen schwer verständlich, Abbildungen Begriffe ( Mundstück, Messzy- ersetzen ein- einfügen linder ) schwer fügen Antischwerkraftmaschinständlichemenhang Schwerver- Kein Zusam- Begriff Stoffe Fehlende Abbil- Erklärungsebene mit Materialien dungen, zu komplex Begriff zum Inhalt ersetzen und Abbildungen sprachlich zu des Experimentfügen ein- schwer Kleines Salzbergwerk Keine Anmerkungen Problemfrage Stoffe mit Problemfrage zur Erklärung 3 Freunde Fehlende Problemfrage Materialien ersetzen, Abbildungen Tabelle 20: Übersicht über die Korrekturen in den Experimentiervorlagen Sprachlich schwierig, fehlende Abbildungen Fehlende Problemfrage Anmer- Keine kungen Mengenangaben teilweise zu schwer Trennung von Beobachtung und Erklärung sowie Hilfsblatt hilfreich Abschließend ist festzustellen, dass im Vergleich zur Regelschule Sprache und Visualisierung in der Förderschule eine noch größere Rolle spielt. Sprachliche Umformulierungen und Visualisierungen sind deshalb unumgänglich. Die Überschriften sind bis auf beim Kleinen Salzbergwerk unpassend und es fehlen Problemfragen. Bei den Geräten und Stoffen sind eine Umformulierung des Begriffs Stoff zu Material und Abbildungen zu den einzelnen 148

149 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Geräten notwendig. Die Lehrer spezifizieren somit in der Versuchsanleitung die Forderungen von Schmid-Barkow Schrift mit Bild zu kombinieren (vgl. Schmid-Barkow 2009). Diese müssen eindeutig den Begriffen zugeordnet sein. Bei der Versuchsdurchführung sind kurze Sätze mit klarer Formulierung und einfachem Wortschatz unerlässlich. Dieses deckt sich mit Maßnahmen aus der Sprachheilpädagogik (vgl. Reeber & Schönauer-Schneider 2009). Zur Erhöhung der Verständlichkeit bzw. Kontrolle bei der selbstständigen Durchführung sind Abbildungen förderlich (vgl. Stecher 2011). Eine klare Trennung der Beobachtung und Erklärung mit entsprechender Antwortmöglichkeit ist notwendig. Zur Erleichterung der Antwort sind Lückentexte und zu ergänzende Zeichnungen hilfreich. Die Auswahl muss erneut überdacht oder die Experimente entsprechend didaktisch reduziert werden. Bei der Erklärung finden sprachliche Schwierigkeiten Berücksichtigung und entsprechende Modelle und Visualisierungen sind unumgänglich. Folglich ist eine Überarbeitung der NESSI-Vorlagen für das NESSI-FÖSL erforderlich. Dies nimmt im Projekt einen hohen Stellenwert ein. 149

150 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Zusammenfassung mit Zwischenfazit Zusammenfassend (vgl. Abbildung 23) kann zu diesem Zeitpunkt des Projekts aufbauend auf der Expertenbefragung die unter Kapitel 3.1 dargestellten Forschungsfragen aus Sicht der Sonderpädagogen teilweise und vorläufig beantwortet werden. F2: Folgende Kriterien sind aus Sicht der Experten bei der Auswahl der Experimente für das Schülerlabor NESSI-FÖSL entscheidend: Der Förderschwerpunkt ist für die Auswahl der Experimente relevant, insbesondere durch die Berücksichtigung einer eindeutigen Beobachtung, einer klaren Struktur, der Durchführbarkeit, des Alltagsbezug, der Sicherheit, den sprachlichen Anforderungen, motorischer Anspruch und didaktischen Reduktion. Für das Schülerlabor sind Experimente mit den spezifischen Eigenschaften hohes Gefährdungspotential, zeitaufwändig, komplex und beängstigend nicht im Schülerlabor anzuwenden. Weiterhin werden keine akustischen Versuche bei hörgeschädigten Kindern durchgeführt. Daraus lässt sich folgender Kriterienkatalog für die Auswahl der Experimente aufstellen: - angepasst an Voraussetzungen der Schüler (Alter, Kognition, Motorik, Konzentration etc.), - Durchführbarkeit (einfacher Versuchsaufbau, Bewältigung der Arbeitsanweisung, Selbstständigkeit), - eindeutige Beobachtung, - Erklärungsniveau mit didaktischer Reduktion, - Alltagsbezug, - Sicherheit, - sprachliche Anforderungen, - keine akustischen Versuche und - spannende bzw. motivierende Experimente. Die Lernmaterialien (Forschungsfrage F3: Wie sind Lernmaterialien aufgrund des Förderbedarfs Hören und Lernen zu gestalten?) sind nach folgenden Aspekten zu bearbeiten (vgl. Abbildung 23): Visualisierungen, sprachliche Vereinfachungen (kürzer Text, einfache Hauptsätze, einfacher Wortschatz), Problemfragen, klare Gliederung, Trennung der einzelnen 150

151 Abbildung 23: Ergebnisse der Lehrerbefragung Teil 1 und 2

152 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Phasen des Experiments, Hervorheben des Story-Tellings, Hilfen zur Fixierung der Beobachtung und Erklärung sowie Hilfsblätter zur Erklärung der Experimente. Somit wurden die bereits im Kapitel dargestellten Kriterien für sprachschwache Schüler ausgeweitet (vgl. Kandt 2008, Scheuer, Kleffken & Ahlborn-Gockel 2010). Diese Hilfsblätter aber auch weitere Visualisierungen, einfache Sprache, entsprechende Sozialform, kurze Dauer, Lückentexte, und didaktische Reduktion Gebärden sind bei der Auswertung der Experimente notwendig. Diese Maßnahmen können bereits als weitere Maßnahmen zur Förderung der Nachhaltigkeit (vgl. Forschungsfrage F4) gezählt werden. Insgesamt zeigt sich, dass die von den Lehrern aufgelisteten Maßnahmen Aspekten, die bei der Gestaltung von Experimentiersituationen im Unterricht der Regelschule bzw. Kindergarten berücksichtigt werden müssen, ähneln, allerdings viele Aspekte höhere Wichtigkeit zugeschrieben bekommen. Aufbauend diesen dargestellten Ergebnissen erfolgt die Adaptierung und Anpassung des NESSI-Lab für die Förderschulen. NESSI-Lab für Förderschulen Experiment Anleitung der Studierenden Ablauf Lernmaterialien Sonderpädagogische Maßnahmen Vorlagen Lehrplan Lehrerbefragung NESSI-Lab Förderschwerpunkt Abbildung 24: Der Transfer im Überblick (vgl. Schmitt-Sody & Kometz 2011b) Grundlage der Konzeption, wie aus der Abbildung 24 deutlich hervorgeht, sind zunächst die bereits dargestellte Lehrerbefragung, die theoretischen Grundlagen hinsichtlich der anthropogenen Voraussetzungen und Auswirkungen von den spezifischen Förderschwerpunkten sowie die Grundideen und das Konzept des regulären NESSI-Lab. Ergänzend wird eine Lehrplananalyse vorangestellt, da das Schülerlabor ein sinnvolles Zusatzangebot zum Unterricht sein soll. Im Folgenden werden die Ergebnisse dieser Analyse dargestellt. 152

153 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL 4.3 Lehrplananalysen Lehrplananalyse Förderschwerpunkt Hören Grundschulstufe Die Lehrplananalyse bezieht sich auf folgende drei Lehrpläne: dem der Grundschulstufe und der Hauptschulstufe des Förderzentrums Hören und dem der Förderschule zur Lernförderung. Alle drei werden im Folgenden Abschnitt hinsichtlich ihrer Lernformen, besonderen methodischen Maßnahmen sowie Inhalte in Bezug auf die Konzeption von NESSI-FÖSL betrachtet. Prinzipiell orientiert sich der Lehrplan am Förderzentrum Hören an dem der allgemeinen Schule. Er ist eine Adaption mit Einschüben oder Ergänzungen hinsichtlich der Hörschädigung, welche durch eine kursive Schrift gekennzeichnet sind. Im ersten Teil sind Grundlagen und Leitlinien, die sich auf die Hörschädigung, ihre Bedingungen und deren Auswirkungen beziehen, erläutert. Der Lehrplan für die Grundschulstufe gilt für die Jahrgangsstufen 1 bis 4, allerdings werden die ersten beiden Schuljahre auf drei Jahre verteilt. Damit umfasst die Grundschulstufe fünf Jahre. Dies ist nicht der Fall, wenn die hörgeschädigten Kinder der SPLG I gemeinsam mit hörenden unterrichtet werden (vgl. Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2001). Die Grundschulstufe zielt auf eine sprachlich-kommunikative, ganzheitliche und diagnosegeleitete Förderung ab. Die Kinder sollen lebensbedeutsames Wissen und Können erwerben sowie zum kritischen Denken und selbst- und mitverantwortlichen Handeln geführt werden. Der Lehrplan betont, dass die Entwicklung des Denkens wesentlich über die Sprache erfolgt. Somit ist Sprache Gegenstand und Medium schulischen Lernens (vgl. Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2001). Betont wird die Eigenaktivität sowie das Anknüpfen an der Erfahrungs- und Erlebniswelt der Schüler. Aufgrund der Hörschädigung werden der sprachlich-kommunikative Förderung, der Erweiterung, Vertiefung bzw. Bewusstmachung und sprachlichen Durchdringung von Erfahrungen bzw. Erkenntnissen eine große Bedeutung zugeschrieben. Das Angebot zum selbstständigen Arbeiten muss sich deshalb stets am sprachlich-kommunikativen Vermögen der Kinder orientieren und evtl. sind spezifische Hilfen und geeignetes Material bereitzustellen. Zudem wird im Lehrplan der Einsatz von Visualisierung stark betont, denn diese ersetzen oder ergänzen das interpretierende-vermittelnde Wort. Außerdem wird der Einsatz 153

154 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL von Unterrichtsmedien hervorgehoben, da der in der Hörschädigung begründete Wissensund Erfahrungsmangel die Wahrnehmung (vgl. Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2001, S. 22) erschwert. Solche Medien sind beispielsweise das Gebärdenlexikon, Modelle oder Bilder. Ein entscheidender Punkt ist die Öffnung der Schule. Darin wird das Besuchen unter anderem von außerschulischen Lernorten gefordert (vgl. Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2001). Der Besuch des NESSI-FÖSL wird also durch den Lehrplan legitimiert. Im Fachprofil Heimat- und Sachunterricht des Lehrplans für die Grundschulstufe wird beschrieben, dass das Fach die Schüler befähigen soll orientiert an ihren Umwelterfahrungen und ihrer Entwicklungsstufe Ausschnitte aus ihrer Lebenswirklichkeit zunehmend differenzierter wahrzunehmen, zu begreifen und begrifflich zu fassen. Durch den Heimatund Sachunterricht sollen die Schüler lernen, Zusammenhänge gedanklich zu durchdringen, zu deuten und zu werten, um somit ein besseres Verständnis der Welt zu bekommen. Um dieses Ziel zu erreichen, wird eine Kind- und Sachorientierung und das Betrachten, Beobachten, Hantieren oder Experimentieren gefordert. Gerade bei Letzterem kann das NESSI-FÖSL einen entscheidenden Beitrag leisten. Zudem werden die im Lehrplan geforderten forschendentdeckenden, problemorientierten und handelnden Lernformen abgedeckt (vgl. Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2001, S. 94ff). Tabelle 21 verdeutlicht Themenbereiche aus dem Fachprofil, die chemischen Inhalten des NESSI-Lab zugeordnet werden können. Dabei wird deutlich, dass die Inhalte in HSU der entsprechenden Sprachlerngruppe anzupassen sind. So werden einige Themen in der SPLG III im Vergleich zu den anderen Sprachlerngruppen ein Schuljahr später gelehrt. Ansonsten ähneln die Inhalte dem Lehrplan der allgemeinen Grundschule. Insgesamt zeigt sich, dass die Themenbereiche aus dem NESSI-Lab Feuer, Wasser und Luft mit dem Lehrplan übereinstimmen: Das Thema Feuer wird insbesondere in der dritten Klasse behandelt, das Thema Wasser in der zweiten und fünften Stufe. Der Themenbereich Erde lässt sich beispielsweise dem Aspekt der Körperpflege 43 (Zähneputzen) oder Abwasserreinigung zuordnen. Da das Labor eine Erweiterung der Lehrplaninhalte zulässt, wird das 43 Beim regulären NESSI-Lab fällt unter dem Themenbereich Erde das Thema Säuren. Die Wirkung von Säuren auf Zähnen kann Beispielsweise durch den Versuch Legen einer Eierschale in Essigessenz verdeutlicht werden. Deshalb zählt kann dieser Bereich zu Körperpflege gezählt werden. 154

155 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Thema Erde aus dem regulären NESSI-Lab in das Konzept für die Förderschule mitübernommen. Jahrgangsstufe Thema Anmerkungen 1 Wasser als Lösungsmittel 1 Luft und Leben 1 Erfahrungen mit Luft In SPLG III in der nachfolgenden Jahrgangsstufe behandelt 2 Ernährung 2 Wasser und Leben In SPLG III in der nachfolgenden Jahrgangsstufe behandelt 2 Erfahrungen mit Wasser In SPLG III in der nachfolgenden Jahrgangsstufe behandelt 3 Nährstoffe 3 Verbrennung In SPLG III in der nachfolgenden Jahrgangsstufe behandelt 5 Der natürliche Kreislauf des Wassers 5 Wasser als Lebensraum für Tiere und Pflanzen 5 Wasserversorgung, Abwasseraufbereitung Tabelle 21: Chemische Lehrinhalte aus dem Fachprofil HSU aus der Grundschule (vgl. Bayerisches Staatsministerium 2001) 155

156 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Lehrplananalyse Förderzentrum Hören Hauptschulstufe Auch der Lehrplan für die Hauptschulstufe für den Förderschwerpunkt Hören ist eine Adaption des Lehrplans der regulären bayerischen Hauptschule. Änderungen sind in dem Lehrplan grau gekennzeichnet und somit auf den ersten Blick zu erkennen. Auch hier werden im Abschnitt Grundlagen und Leitlinien zunächst die Hörschädigung, ihre Auswirkungen, die Aufgabenfelder der Förderorte sowie die Aufgaben der Hauptschule als weiterführende Schule beschrieben. Eine solche Aufgabe ist beispielsweise die Fortführung des Konzepts der Sprachlerngruppen. Darin enthalten ist auch die Darstellung des Nachteilsausgleiches bei der Hauptschulabschlussprüfung, welche die Prüfungszeitverlängerung, spezifische Prüfungsaufgaben und Zulässigkeit verschiedener Hilfen festlegt (vgl. Bayerisches Staatsministerium 2007, S.3ff). Anschließend ist der sonderpädagogische Bildungs- und Erziehungsauftrag dargestellt. Darunter fällt insbesondere die Förderung vom Spracherwerb und Sprachgebrauch. Dieser zielt auf hohe kommunikative Kompetenz, Verringerung der Auswirkungen der Hörschädigung und Aufbau kompensatorischer Fähigkeiten ab. Außerdem soll eine Hilfe zur persönlichen Lebensgestaltung gegeben werden (vgl. Bayerisches Staatsministerium 2007). Unter den Aspekten Erziehung in der Hauptschule sowie Öffnung der Schule wird die Zusammenarbeit mit außerschulischen Partnern und somit der Kontakt zur hörenden Welt betont (vgl. Bayerisches Staatsministerium 2007, S. 13ff). Das Schülerlabor als Zusatzangebot zum Unterricht und als Kontakt zur hörenden Welt findet hier somit seine Berechtigung vonseiten des Lehrplans. Hinweise zur didaktisch-methodischen Gestaltung des Unterrichts sind ebenfalls aufgelistet. Darunter fallen beispielsweise eine angepasste Sprechweise des Lehrenden, Einsatz nonverbaler Kommunikationsmittel, Veranschaulichung und Hörpausen, welche bereits in dieser Arbeit herausgearbeitet wurden. Kontakte mit hörenden Schülern, Jugendlichen und Erwachsenen, etwa in Form von Unterrichtsgängen zur Überwindung von Kommunikationsbarrieren, sind sollen ermöglicht werden (vgl. Bayerisches Staatsministerium 2007, S. 16). Das Fachprofil des Faches Physik/Chemie/Biologie, kurz PCB, hat kaum Abweichungen gegenüber dem Regelschullehrplan (vgl. Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und 156

157 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Kultus 2007, S. 55ff). Bei dem Teilbereich Experimente wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine sorgfältige Vorbereitung der Schüler hinsichtlich Aufbau, Beobachtung und Erklärung der Experimente erfolgen muss. Inhaltich liegen in dem Fach keine weiteren Veränderungen im Vergleich zum regulären Hauptschullehrplan vor. Damit ergeben sich für die 5. und 6. Jahrgangsstufe folgende Themenbereiche, die im NESSI-FÖSL umgesetzt werden können (vgl. Bayerisches Staatsministerium 2007, S.57ff): - 5. Jahrgangsstufe: Stoffe im Alltag und - 6. Jahrgangsstufe: Lebensgrundlage Wasser (Erscheinungsformen und Eigenschaften). Nach Darstellung der beiden Lehrpläne für das Förderzentrum Hören, werden nun die Ergebnisse der Lehrplananalyse für die Schule zur Lernförderung beschrieben. 157

158 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Lehrplananalyse Schule zur Lernförderung Der Lehrplan zur individuellen Lernförderung 44 gilt für die Jahrgangsstufen 3 bis 9 der Schule für Lernbehinderte. Er unterscheidet zwischen den Förderstufen 3/4, 5/6 und 7-9 und baut auf die sogenannten Diagnose-Förderklassen auf (vgl. Bayerisches Staatsministerium 1991). In den Diagnose-Förderklassen gilt der Grundschullehrplan der Regelschule der ersten und zweiten Jahrgangsstufe. In den Ausführungen von Urbanger wurde der Grundschullehrplan in Bezug auf das NESSI-Lab bereits analysiert. Deshalb wird auf die Auflistung der für das NESSI-Lab relevanten Themen verwiesen (vgl. Urbanger 2010, S. 158ff). Im Abschnitt des Bildungs- und Erziehungsauftrags der Schule zur individuellen Lernförderung ist verdeutlicht, dass die Bildung und Förderung die Auswirkungen der Entwicklungsund Lernbeeinträchtigungen verringern sollen. Der Zugang zum Hauptschulabschluss soll möglichst offen sein (vgl. Bayerisches Staatsministerium 1991). Insgesamt soll der Unterricht handlungsbezogen und lebensnah gestaltet sein und möglichst viele Erfahrungen aus der Lebenswirklichkeit ermöglichen. Deshalb soll das Experimentieren, Beobachten, Betrachten, Fertigen, Herstellen und Spielen im Vordergrund stehen sowie Unterrichtsgänge oder außerunterrichtliche Aktivitäten erfolgen. Der Lehrende soll die vier didaktischen Grundsätze (Ganzheitlichkeit, Individualisierung, gemeinsames Lernen und Übung) berücksichtigen (vgl. Bayerisches Staatsministerium 1991, S. 11ff). In der Förderstufe 3/4 wird der Heimat- und Sachunterricht dem sprachlichen Lernbereich zugeordnet, da dieser Sprach- und Schreibanlässe schafft. Dabei soll Lebensbezug und den Einbezug der Erfahrungswelt der Schüler berücksichtigt werden, um zeitgleich Eigentätigkeit, Selbstständigkeit und Kooperationsfähigkeit zu fördern. In der Förderstufe 5/6 ist der Sachunterricht ein eigener Lernbereich. Dort werden fachliche Inhalte wie von Erdkunde, Chemie und Physik vermittelt. Durch eine Fächerverbindung wird ein ganzheitliches Lernen angestrebt. Somit sollen eine Hinführung zum zunehmend selbstständigen Lernen und eine vertiefte Auseinandersetzung mit den Gegenständen der Sachkunde möglich sein. In der Stufe 7-9 kommt Erziehungskunde hinzu. Ihr Schwerpunkt liegt auf der Auseinandersetzung mit Gegenständen und Fragen der Berufs- und Arbeitswelt zur Bewältigung des zukünftigen Lebens (vgl. Bayerisches Staatsministerium 1991). 44 Zum Zeitpunkt der Abgabe dieser Arbeit beginnt die Phase der Implementierung eines neuen Lehrplans. Da die Konzeption NESSI-FÖSL schon abgeschlossen war, wird auf diese nicht eingegangen. 158

159 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Im Fachprofil des Faches Heimat- und Sachkunde wird das Erfahren von Beziehungszusammenhängen und Problemen von Natur und Technik unter Berücksichtigung der Umwelterziehung gefordert. Betrachten und Untersuchen, Experimentieren und Vermuten bzw. Vergleichen und Feststellen sollen möglichst unmittelbare Begegnungen mit dem Lerngegenstand ermöglichen. Der Teilbereich Biologie vermittelt die Zusammenschau der Lebensvorgänge von Menschen, Tier und Pflanzen sowie das Beziehungsgefüge aller Lebewesen. Die beiden Teilbereiche Chemie und Physik haben Verdeutlichung der Bedeutung von physikalisch-chemischen Erkenntnissen für die Technik, Umwelt und Natur, Verstehen von physikalischen und chemischen Zusammenhängen aus dem Erfahrungsbereich der Kinder sowie Entwicklung einer positiven Grundhaltung gegenüber Naturwissenschaft und Technik als Aufgabe (vgl. Bayerisches Staatsministerium 1991, S. 75). Diese Aspekte sollen durch die Erkenntnisgewinnung auf Grundlage vielfältiger praktischer Erfahrungen erreicht werden. Dem Schülerexperiment wird dabei einer großen Rolle zugeschrieben, da es Selbststätigkeit und Selbstverantwortung ermöglicht. Das Demonstrationsexperiment soll nur dort eingesetzt werden, wo es unbedingt notwendig ist. Durch geeignete Materialien und bildhafter Darstellungen soll dem Förderbedarf Lernen gerecht werden. Lernhilfen sollen das Wahrnehmen und Beobachten verbessern (vgl. Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 1991, S. 76). Der folgende Abschnitt im Lehrplan beinhaltet die Auflistung der einzelnen Lerninhalte der spezifischen Fächer. Diese ist sehr unübersichtlich, da die Fächer nicht chronologisch nach den Jahrgangsstufen aufgelistet sind. Zusätzlich ist die Biologie getrennt zur Physik und Chemie dargestellt. Die Tabelle 22 enthält ausgewählte Themenbereiche aus dem Lehrplan, die für das NESSI-FÖSL relevant sind (vgl. Bayerisches Staatsministerium 1991). Aus der Tabelle geht hervor, dass auch im Hauptschullehrplan die Themenbereiche Wasser, Feuer, Luft und Erde vom Lehrplan verlangt werden. Die Thematik Wasser spiegelt sich im Bereich Biologie mit dem Lebensraum Wasser, in Chemie und Physik unter Zustandsänderungen sowie Gewässerschutz wieder. Feuer wird in den Jahrgangsstufen 7-9 im Abschnitt Verbrennung und Oxidation begründet. Das Thema Die Atmung in der 5/6 erfordert die Auseinandersetzung mit dem Thema Luft. Nahrungsmittel, Umgang mit chemischen Substanzen sowie Wirkung von Säuren und Laugen decken sich mit dem Themenbereich Erde. 159

160 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Förderstufe Fach Inhalt 5/6 Biologie Sich gesund ernähren Lebensraum Wasser erleben (Wasseroberfläche; Gefährdung des Wassers) Atmung (Begriffe Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid) 7-9 Biologie Nahrungsmittel überlegt auswählen (Grundbausteine der Nahrungsmittel) Ursachen und Auswirkungen der Gewässerverschmutzung 3/4 Heimat und Sachkunde Einblick in eine vernünftige Ernährung gewinnen Einblick in die lebenswichtige Bedeutung von Wasser gewinnen Mit Feuer umgehen (Entstehen von Bränden, Löschmöglichkeiten) Mit chemischen Substanzen umgehen 5/6 Physik/Chemie Über Zustandsänderungen von Stoffen Bescheid wissen (schmelzen und erstarren, verdampfen, Wasserkreislauf) Volumenänderung von Luft (Gas) bei Erwärmung und Abkühlung Gewässerschutz und Möglichkeiten der Wasserreinigung kennenlernen 7-9 Physik/Chemie Die Wirkung von Säuren und Laugen kennen Verbrennung und Oxidation verändern Stoffe (Brandbekämpfung, Bedingungen der Verbrennung, Explosion etc.) Über die Oxidation von Metallen Bescheid wissen Tabelle 22: Übersicht über die schülerlaborrelevanten Themen aus dem Lehrplan der Förderschule zur Lernförderung (vgl. Bayerisches Staatsministerium 1991) Insgesamt zeigt sich, dass die Themenbereiche Luft, Feuer, Erde und Wasser aus dem regulären NESSI-Lab mit den Inhalten aus dem Lehrplan überwiegend übereinstimmen. Die Themenbereiche können also im NESSI-FÖSL beibehalten werden. Es bedarf aber einiger inhaltlicher Abänderungen und einer veränderten Auswahl in Abhängigkeit der einzelnen Jahrgangsstufen, Sprachlerngruppen und des Förderbedarfs. 160

161 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL 4.4 Konzeption NESSI-FÖSL Auswahl von Experimenten Ausgehend von den Schlussfolgerungen aus der Lehrplananalyse erfolgt die Überprüfung der Auswahl der Experimente als erster Schritt in der konkreten Konzeption von NESSI-FÖSL (vgl. Kapitel 4.2.3). Neben den Lehrplänen werden die Kriterien, die aus den Ergebnissen der Lehrerbefragung (vgl. Kapitel 4.1.2) entwickelt wurden, berücksichtigt. Es werden alle Experimente aus dem ursprünglichen NESSI-Lab nach diesen Kriterien beurteilt, eingeschätzt und gegebenenfalls aus dem neuen Konzept entfernt. Aus der Lehrerbefragung geht beispielsweise hervor, dass das Experiment Antischwerkraftmaschine kein Bezug zum Lehrplan hat (vgl. Anhang S. 263). Allerdings zeigt die Lehrplananalyse, dass in der Förderschule zur Lernförderung in der Klasse 5/6 Auswirkungen von Wärmeausdehnung thematisiert werden, weshalb diese Thematik weiterhin im Konzept der höheren Jahrgangsstufen beibehalten werden soll. In der Lehrerbefragung Teil 2 (vgl. Kapitel 4.2.2) kritisieren die Lehrer, dass dieses Experiment hohe motorischen Ansprüche (exaktes Stapeln einer Flasche mit der Öffnung nach unten auf die Öffnung einer anderen Flasche und anschließendes Herausziehen einer Pappe) voraussetzt. Deshalb wird das Experiment durch das Experiment Wasserschichten (vgl. Anhang S. 264) ersetzt, welches motorisch leichter durchzuführen ist. Zusätzlich ist dessen Ergebnis durch Anfärben von heißem und kaltem Wasser leichter wahrzunehmen und die Bildung von Wasserschichten durch Hineinhalten der Hand ins Wasser taktil wahrnehmbar. Das Experiment Eisen brennt wird unter dem veränderten Namen Kann Eisen brennen? beibehalten. Es wird durch das Experiment Wann brennt Holz? ergänzt, da in der Grundschulstufe das Anzünden von Holz (im Vergleich von Eisen) im Erfahrungsbereich der Schüler liegt. Ein weiteres Beispiel für die Anpassung von Experimenten ist 3mal Wasser? (Aggregatzustände von Wasser, Anhang S. 264). Dieses wird beibehalten, aber zusätzlich in drei Teilexperimente unterteilt. So kann jeder Aggregatzustand in einem gesonderten Experiment erforscht werden, was aufgrund der kognitiven Voraussetzungen insbesondere in der Klassenstufe 1 und 2 der Diagnose- und Förderklasse sinnvoll ist. 161

162 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Das Experiment Vitamine zum Löschen (vgl. Anhang S. 264) entspricht nicht dem Kriterium motorische Anforderungen (vgl. Lehrerbefragung Teil 2). Auch im regulären NESSI-Lab können die Grundschüler das Experiment selten ohne die Hilfe des Betreuers durchführen. Allerdings ist es ist für die Schüler aufgrund des unerwarteten Effekts sehr spannend. Deshalb wird es in der NESSI-FÖSL Mappe beibehalten, im Laufe des Schülerlaborbesuchs aber nicht eingesetzt. Das Experiment Hilfe zum Abspülen ist nach den aufgestellten Kriterien ungeeignet, da dessen Beobachtung nicht eindeutig ist: Durch das Zusammenschütten von Öl und Wasser entstehen zwei Phasen. Nach der Zugabe von Spülmittel und kräftigem Schütteln sollen diese zwei Phasen durch den Emulgator nicht mehr sichtbar sein. Allerdings verursacht das Schütteln eine starke Schaumbildung, womit sich wieder zwei Phasen bilden. Zwar unterscheiden sich diese beiden Phasen zu denen vor Versuchsbeginn, sind aber bei einer eingeschränkten Wahrnehmung oder bei ungenauem Beobachten schwer zu differenzieren. Deshalb wird das Experiment aus dem Angebot entfernt. Ein wichtiges Thema im Schülerlabor ist Wasser als Lösungsmittel, da es in den entsprechenden Lehrplänen verankert ist. Zur Verbesserung der Anschaulichkeit, wird das Experiment Stern aus Zucker in das Konzept aufgenommen. Bei diesem Experiment wird ein Zuckerwürfel zunächst mit Tinte angefärbt und anschließend in etwas Wasser gestellt. Der Lösungsvorgang ist durch Anfärben des Zuckerwürfels eindeutig zu beobachten. Beim Themenbereich Luft werden zwei Experimente ergänzt, die das Erfahren von Luft ermöglichen. Das Thema Gas bzw. Luft ist für Schüler oft schwer verständlich (vgl. Kapitel 2.1.5). Um den Kriterien Einfachheit und niedriges Niveau aus der Lehrerbefragung Teil 1 (vgl. Kapitel 4.1.2) gerecht zu werden, wird durch die veränderte Auswahl der Experimente das Anforderungsniveau herabgesetzt. Die Schüler der Diagnose- und Förderklasse sollen somit das Thema leichter verstehen können. Zusätzlich findet der bei den Förderschwerpunkten Hören und Lernen auftretende Erfahrungsmangel Berücksichtigung. Der im Kapitel geäußerten Kritik zur Auswahl der Experimente zum Thema Erde, wird versucht durch Ergänzung von weiteren Experimenten, die einen größeren Bezug zur Erde bzw. zum Boden haben, gerecht zu werden. So wird dem Angebot der Säurenachweis bei Bodenproben hinzugefügt, der die Thematiken Säuren und Boden miteinander 162

163 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL verbindet. Auch sollen die Schüler die Wasserdurchlässigkeit von verschiedenen Böden im Laufe des Vormittags untersuchen. Nach der Auswahl der Experimente erfolgt eine Zuordnung zu den einzelnen Jahrgangsstufen, um sie altersgerecht im Schülerlabor einzusetzen. Die Auflistung ist im Anhang beigefügt. Tabelle 23 zeigt auszugsweise Veränderungen der Experimente aus dem Themenbereich Wasser. Die Veränderungen der anderen Themen können dem Anhang (vgl. Anhang S. 271) entnommen werden. Nach dieser Zuordnung erfolgt die Anpassung der Experimentieranleitungen. NESSI-Lab NESSI-FÖSL Änderungen Antischwerkraftmaschine Wasserschichten anderes Experiment motorisch leichter handhabbar 3mal Wasser 3mal Wasser? Unterteilung in zwei Experimente Verschwindet Wasser? Was ist Eis? Eine mene meck Kann Wasser zaubern? Ein Stern aus Zucker? 3 Freunde? Mini-Mini-Lavalampe Kalt oder heiß? Salz oder Zucker was ist schneller? abgeänderter Titel, ergänzte Experimente zur Veranschaulichung, ergänztes Modell Spannendes Wasser Warum kann der Wasserläufer über das Wasser laufen? Ein Geist in der Flasche? abgeänderter Titel, Modell, ergänzendes Experiment Klebendes Wasser Wasser - ein Kleber? abgeänderter Titel Reise des Tintentropfens Reise des Tintentropfens Keine Hilfe zum Abspülen Flüssigkeiten stapeln? neues Experiment Herausgenommen Tabelle 23: Veränderungen der Experimente aus dem regulärem NESSI-Lab (auszugsweise vom Thema Wasser") 163

164 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Umgestaltung der Experimentieranleitungen Die Anleitungen für die Experimente werden für die Erprobungsphase zunächst in folgender Form abgeändert: - größere und andere Schriftart zur besseren Lesbarkeit, - sprachliche Vereinfachung der Anleitungsschritte, - Verkürzung der Sätze und Vermeidung von Nebensätzen, - Vereinfachung von schwer verständlichen Begriffen, - Hervorhebung wichtiger Wörter, - Hinzufügen von Abbildungen, - Ergänzung von Zeilen zum Festhalten der Beobachtung, - Erstellung eines Hilfsblatts, welches Bilder zur Durchführung und Erklärungshilfen mit NESSI enthält und - Problemfragen (wenn möglich und sinnvoll). Damit ergibt sich folgender erster Vorlagenentwurf: Abbildung 25: Erster Vorlagenentwurf für NESSI-FÖSL (Experiment für die dritte und vierte Jahrgangsstufe) Diese Vorlagen werden anschließend mit vier Schulklassen erprobt. Gemeinsam mit den Betreuern im Schülerlabor werden Fehler eruiert und Verbesserungsvorschläge entwickelt. Das Hilfsblatt wird als positiv eingestuft und unterstreicht somit die Aussage der Lehrer in 164

165 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL der Lehrerbefragung Teil 2. Allerdings beschreiben die Betreuer die Trennung der Bilder vom Text durch die Verwendung zwei verschiedener Blätter als ungünstig. Die Animismen mit NESSI auf dem Hilfsblatt sind zu textlastig und führen häufig zu Schülerfehlvorstellungen. Anstelle dessen werden Modellvorstellungen oder bildliche Hilfen gefordert. Zudem kritisieren die Betreuer eine Zettelschlacht, wenn jeder Schüler ein Schülerarbeitsblatt erhält. Gemeinsam eruieren die Betreuer, dass nur einzelne Fragen und Antwortmöglichkeiten für jeden einzelnen Schüler notwendig sind und nicht das vollständige Blatt. Aus diesen ersten Vorschlägen wird der zweite Vorlagenentwurf entwickelt (vgl. Abbildung 26). Abbildung 26: Zweiter Entwurf einer Experimentiervorlage Dieses Arbeitsblatt wird anschließend von drei Sonderpädagogen beurteilt. Sie kritisieren den geringen und unauffälligen Text der Einführungsgeschichte und die damit einhergehende Gefahr des Überlesens. Außerdem wirkt sich der breite Rahmen negativ auf die Lesbarkeit für die Schüler aus, da der Text durch den Rahmen in den Hintergrund rückt. Die die Lehrenden bewerten die Anordnung der einzelnen Schritte nebeneinander und der daraus resultierenden verwirrenden Leserichtung negativ. Sie schlagen die Anordnung eines jeden einzelnen Durchführungsschritts untereinander vor. Die Trennung von Durchführung, Beobachtung und Erklärung wird positiv eingeschätzt. Reeber und Schönauer-Schneider schreiben von einer Markierung von Silben bzw. zusammengesetzten Wörtern mit 165

166 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL unterschiedlichen Grau-Tönen zur Lesevereinfachung, z. B. Becherglas (vgl. Reeber & Schönauer-Schneider 2006, S. 39). Diese stufen die Sonderpädagogen in den Lehrerfortbildungen und die Seminarteilnehmer als nicht förderlich ein, weshalb sie in der Endfassung wieder aufgegeben werden. Um das Lesen von Mengenangaben, insbesondere der Anzahl der Geräte, zu vereinfachen, sind diese im Bereich Du brauchst in Form von Ziffern geschrieben. Im Text zur Versuchsdurchführung sind alle Zahlen ausgeschrieben. Zur Durchführung der Experimente sind einige von den in der Lehrerbefragung Teil 2 kritisierten Mengenangaben wie Daumen breit unumgänglich. Um das Verständnis zu gewährleisten, wird von den Sonderpädagogen eine Erarbeitung solcher Begriffe vor dem Experimentieren vorgeschlagen. Diese wird in einer Stationenarbeit (siehe unten) umgesetzt. Aus diesen Verbesserungsvorschlägen werden folgende Vorlagen für jedes Experiment konzipiert: - Deckblatt (mit dem Story-Telling), - Schülerblatt (Anleitung des Versuchs), - Hilfsblatt (mit Modellen und Erklärungen), - Arbeitsblatt (zum Ausfüllen der Vermutung, Beobachtung, Erklärung und evtl. Transfer) und - Lehrerblatt (Informationen, Lösung, Hinweise). Für alle diese Blätter wird folgende äußere Form festgelegt (vgl. Abbildung 27): 166

167 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Abbildung 27: Vergleich des Layouts des regulären NESSI-Lab (links; vgl. Urbanger 2010) und NESSI-FÖSL (rechts) Der Rahmen ist im Vergleich zu der alten Version dünner gestaltet, Symbole werden ergänzt und das NESSI-Symbol ist, um die Aufmerksamkeit auf den Text zu lenken, kleiner abgebildet. Die Seminarteilnehmer und Sonderpädagogen aus der Fortbildung diskutieren über die Notwendigkeit verschiedener Versionen der Arbeitsblätter zur Binnendifferenzierung (vgl. Kapitel 2.3.2) und der äußeren Differenzierung durch zwei verschiedene Mappen für die beiden Förderschwerpunkte. Ergebnis dieser Diskussion ist die Konzeption einer Mappe für beide Förderschwerpunkte, da die Kriterien für die Auswahl der Experimente und bei der Erstellung der Experimentiervorlagen aus der Lehrerbefragung 1 und 2 ähnlich sind. Die Unterscheidung der beiden Förderschwerpunkte erfolgt durch die spezifische Auswahl der Experimente in Abhängigkeit des kognitiven Niveaus. Außerdem sollen die Arbeitsblätter, die von den Schülern bearbeitet werden, digital bereitgestellt werden, wodurch eine individuelle Bearbeitung und Anpassung an die einzelnen Bedürfnisse der Schüler für den Unterricht möglich ist. Die Mappe für NESSI-FÖSL enthält für wenige Experimente zwei Arbeitsblätter mit verschiedenen Schwierigkeitsgraden (z.b. Was brennt? ). 167

168 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Das Deckblatt Das Deckblatt enthält nur das Story-Telling, das überwiegend mit einer Problemfrage eingeleitet und abgerundet wird. Diese Geschichte ist mit Bildern ergänzt, um das Textverständnis zu unterstützen. Die Geschichte bezieht sich meistens auf den Alltag, um das Interesse der Schüler am Experiment zu wecken. Sie sind so gestaltet, dass die Schüler das Experiment und dessen Aufbau zur Problemfrage selbstständig entwickeln sollen oder können. Im Vergleich (vgl. Abbildung 28) zum regulären NESSI-Lab sind Visualisierungen, eine Problemfrage und Symbole ergänzt. Abbildung 28: Vergleich der Einführungsgeschichte im NESSI-Lab (links; vgl. Urbanger 2010) und NESSI-FÖSL (rechts) 168

169 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Das Schülerblatt Das Schülerblatt, welches hinzugezogen werden kann, wenn die Schüler nicht selbstständig das zur Problemfrage gehörige Experiment entwickeln können, beinhaltet eine dreiteilige Versuchsanleitung. Zunächst sind die benötigten Materialien und Geräte aufgelistet, danach die Durchführungsschritte (mit Bildern visualisiert) und abschließend ein Beobachtungs- und Erklärungsauftrag. Bei Deckblatt und Schülerblatt unterstützen Piktogramme Übersichtlichkeit und Verständlichkeit (vgl. Tabelle 24). Es werden folgende Symbole verwendet: Symbol Bedeutung Schreiben auf dem Arbeitsblatt Beobachten Erklären Tabelle 24: Übersicht über die Symbole in der NESSI-FÖSL-Mappe Aus Abbildung 29 werden die Unterschiede zwischen alter und neuer Version des Schülerarbeitsblattes ersichtlich. Abbildung 29: Vergleich des Schülerarbeitsblatts des regulären NESSI-Lab (links; vgl. Urbanger 2010) und NESSI-FÖSL (rechts) 169

170 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Zur Hervorhebung und Verhinderung des Überlesens ist Wichtiges, wie Mengenangaben oder Sicherheitsaspekte, fett gesetzt. Die Geräte, die für die Schüler unbekannt sein könnten, werden in der Geräteliste mit Bildern ergänzt. Das Arbeitsblatt Das Arbeitsblatt, zur schriftlichen Bearbeitung der Arbeitsaufträge, enthält Aufgaben zur Phase der Vermutung, Beobachtung, Erklärung und gegebenenfalls des Transfers. Damit unterscheidet sich das neue Blatt vom alten, welches nur Beobachtung und Erklärung berücksichtigt. Zusätzlich differenziert es sich durch ausreichend Platz zum Bearbeiten der Arbeitsaufträge und eine klarere Trennung der einzelnen Phasen. Diese optische Trennung erfolgt durch Rahmen, damit der Lehrende individuell entscheiden kann, ob er das komplette Arbeitsblatt oder nur Teile davon im Unterricht verwendet. Auch im Schülerlabor bearbeiten die Kinder nur einzelne Abschnitte aus diesem Arbeitsblatt, sodass bei geringer Schreibmotivation und Konzentrationsspanne der Spaß am Experimentieren nicht sinkt. Zur einfacheren Bearbeitung werden überwiegend Lückentexte, Multiple-Choice-Fragen oder auch nur Zeichnungen eingesetzt (vgl. Grygier & Hartinger 2009). Die Vermutungsphase bezieht sich auf die Problemfrage des Deckblatts und beinhaltet häufig die Konzeption eines entsprechenden Experiments, welches die Kinder in Form von Zeichnungen darstellen sollen. Auch die Beobachtungen werden, aufgrund der sprachlichen Probleme bei Förderschülern, teilweise durch Zeichnungen festgehalten. Die Fixierung der Erklärung erfolgt meistens in Form eines Lückentexts. Der Transfer erfolgt durch erneuten Bezug zur Problemfrage oder darüber hinausgehende Bezüge zum Alltag (vgl. Abbildung 30). 170

171 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Vermutung Rahmen zur Abtrennung der Phasen Beobachtung Erklärung Transfer Abbildung 30: Das Arbeitsblatt NESSI-FÖSL (rechts) im Vergleich zur Version des regulären NESSI-Lab (links; vgl. Urbanger 2010) Das Hilfsblatt Das Hilfsblatt 45 ist für die Binnendifferenzierung gedacht, falls einzelne Schüler das Experiment nicht verstehen oder entsprechende Hilfestellungen benötigen. Es beinhaltet entweder - Modelle, - Erklärungen, - Hilfsversuche oder - weitere Maßnahmen. Als Modelle werden meistens ikonische Abbildungen verwendet. Dazu zählen beispielsweise die Darstellung der Ausdehnung von Luft bei Erwärmung, von Aggregatzuständen oder vom Lösevorgang von Zucker. Erklärungen werden beispielsweise beim Experiment Blaukraut oder Rotkraut verwendet. Hier wird eine bildliche Darstellung angeboten, um die Begriffe neutral, sauer und basisch zu verdeutlichen. Im Vergleich zum regulären NESSI-Lab werden diese drei Begriffe in der ikonischen Darstellung (vgl. Abbildung 31) eingefügt. Die Visualisierung unterstützt 45 Bereits Bäuml-Roßnagl fordert Hilfen bei der Problemlösung, wie Aufgliederung von Aufgaben in Kleinst -Schritte, Bereitstellung von zusätzlichem Lernmaterial etc. (vgl. Bäuml-Roßnagl 1979) 171

172 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL unter anderem den fehlenden Höreindruck und das erschwerte Absehbild. Zur Differenzierung werden die Begriffe basisch, laugig und seifig verwendet. Abbildung 31: Hilfsblatt Blaukraut oder Rotkraut?. Die roten Kreise markieren die Neuerungen im Vergleich zur Version für die Grundschule (linke Abbildung; vgl. Urbanger 2010) Ergänzend gibt es zwei Blätter, auf denen die Begriffe Säure und nicht sauer in den entsprechenden Farben, die der Indikator dafür anzeigt, abgebildet sind. So können die Schüler zunächst ihre Vermutungen, in welchen Lebensmitteln Säuren bzw. keine Säuren enthalten sind, durch Zuordnung der Lebensmittel zu den entsprechenden Begriffen sammeln. Diese Vermutungen können nach der Durchführung des Experiments überprüft und richtiggestellt werden. Diese Verschriftlichung der Begriffe soll der erneuten Visualisierung und Einprägung der Begriffe dienen. Hilfsexperimente sind Experimente, die das Verstehen und Erklären des Phänomens des eigentlichen Experiments fördern sollen. Beim Experiment Trocken zum Schatz? wird beispielsweise als Hilfsexperiment der Unterschied zwischen senkrechtem (die Luft bleibt im Glas) und schrägem (die Luft bleibt nicht im Glas) Herunterdrücken eines Glases unter einer Wasseroberfläche ausprobiert. Dabei soll den Kindern die Bedeutung der Luft im Glas für das trockene Hochholen des Schatzes vom Boden im eigentlichen Experiment veranschaulicht werden. 172

173 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Weitere Maßnahmen beinhalten z. B. Visualisierungen, wie zu den Begriffen Wachs, flüssiges Wachs und Wachsdampf. In einer Tabelle werden die Begriffe mit den Aggregatszuständen von Wasser verglichen und somit an einen für die Schüler bekannteren Sachverhalt angeknüpft. Eine weitere Maßnahme ist beispielsweise das taktile Nachempfinden der Wärme, die bei der Reibung vom Streichholzkopf an der Reibefläche entsteht. Die Schüler reiben hierzu ihre eigenen Handflächen aneinander. Das Lehrerblatt Das Lehrerblatt beinhaltet eine kurze Lösung, den Lerninhalt, Hinweise und sachliche Informationen sowie Literaturhinweise. Diese orientieren sich an den Blättern aus der regulären NESSI-Mappe von Urbanger und Kometz. So sind die sachlichen Hintergründe häufig identisch. Bei den Hinweisen werden entsprechende Sicherheitsaspekte, Variationen, Umsetzungstipps für den Unterricht oder notwendige Vorbereitungsmaßnahmen beschrieben. Oft benennen die Lehrerblätter auch spezifische sonderpädagogische Hinweise, wie beispielsweise die Umsetzung zur Hörererziehung. Stationenarbeit Zur Steigerung der Effizienz des Laborbesuchs (vgl. Kapitel 2.1.2), erfolgt abschließend die Konzeption einer Stationenarbeit für die Vorbereitung auf das Schülerlabor bzw. auf das Experimentieren im Unterricht. Die Arbeitsblätter für die Stationenarbeit sind der NESSI-FÖSL-Mappe beigegelegt und beinhalten: - Vorstellung von NESSI, - Experimentieren, - Geräte, - Sicherheit und - Maßeinheiten. Das Arbeitsblatt Experimentieren verdeutlicht durch die Zuordnung der einzelnen Schritte zu Piktogrammen (vgl. Tabelle 24) die Vorgehensweise beim Experimentieren. Diese kehren auf den Materialien zu den Experimenten zum Teil wieder und sollen somit eine Orientierungshilfe für die Schüler sein. Auch im Unterricht können diese Piktogramme beispielsweise zur Erstellung eines Tafelbilds verwendet werden. Um das Durchführen der Experimente 173

174 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL zu vereinfachen, wird einerseits die Station Geräte entwickelt. Hier sollen die Schüler die im Chemielabor vorkommenden und verwendeten Geräte benennen und ihre Funktionsweise zuordnen. Zur einfacheren Erarbeitung ist das Heranziehen der Realgegenstände hilfreich. Andererseits sollen die Schüler die Station Maßeinheiten bearbeiten, damit ihnen Mengenangaben wie Finger breit, 1 cm bekannt sind. Die wichtigste und auch verpflichtende Station für den Schülerlaborbesuch ist die Sicherheitseinweisung. Aus rechtlichen Gründen muss der Lehrer diese vor dem Besuch von NESSI-FÖSL mit der Klasse besprechen. Dadurch werden klare Regeln festgelegt, die insbesondere für Kinder mit Verhaltensauffälligkeiten 46 wichtig sind (vgl. Kapitel 2.2.5). Hierunter fallen beispielweise das Verbot von Lebensmittelverzehr und das Tragen von Schutzbrillen. Zur Absicherung werden diese zu Beginn des Schülerlaborbesuchs gemeinsam wiederholt. Die gesamten Materialien werden, wie im regulären NESSI-Lab, in einer Lose-Blatt-Sammlung zusammengefasst und mit einem speziellen Logo 47 (vgl. Abbildung 34) gekennzeichnet. Abbildung 32: NESSI-FÖSL-Logo gezeichnet von Anja Kometz und Barbara Schmitt-Sody Aufgrund des Umfangs der Materialien, befinden sich die Experimente eines Themas jeweils in einer Mappe, die durch entsprechende Farbe des Logos unterscheidbar sind. So steht beispielsweise das rote Logo für das Thema Feuer, das grüne für die Erde. 46 In der Erprobungsphase und im weiteren Verlauf des NESSI-FÖSL zeigte sich, dass trotz Verhaltensauffälligkeiten kaum Störungen im Ablauf und innerhalb der Gruppen auftreten. Dies ist wahrscheinlich durch den Aufforderungscharakter des außerschulischen Lernorts und des Chemielabors sowie durch das Bereuungsverhältnis bedingt. 47 Eine Identifikationsfigur ist förderlich für die Motivation, Wiedererkennung und das Lernen beim Experimentieren. Die Figur soll allerdings nicht besetzt sein, weshalb gängigere Tiere für den Grundschulbereich wie Maus oder Elefant ungünstig sind. Der Name der Figur sollte für die Kinder leicht zu merken sein (vgl. Lück 2010). 174

175 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Das Logo ist auf der Frontseite des Mappenumschlages und nicht auf den einzelnen Arbeitsblättern abgedruckt. Somit werden die Schüler nicht mit dem spezifischen Konzept FÖSL konfrontiert und andere Schularten können diese Vorlagen ebenfalls verwenden. Im Laufe des Projekts haben Grundschullehrer großes Interesse an diesen Mappen zur Differenzierung gezeigt. 175

176 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Ablauf Der Tagesablauf im NESSI-FÖSL orientiert sich an dem des regulären Schülerlabors. Die Gruppeneinteilung erfolgt weiterhin vor dem Schülerlaborbesuch durch den Lehrer. Dadurch sollen unnötige Störungen innerhalb der Gruppe, welche einem Studenten im Labor zugeteilt wird, vermieden und eine förderliche Gruppenzusammensetzung erzielt werden. Die Gruppengröße beträgt im Durchschnitt drei 48 Kinder. Dieses ist ein für das Lernen, individuelle Eingehen und zur Gewährleistung der Sicherheit geeignetes Betreuungsverhältnis. Durch die geringere Konzentrationsspanne insbesondere bei Kindern mit Aufmerksamkeitsstörungen an den Förderschulen zur Lernförderung bzw. den hohen Anforderungen hinsichtlich des Absehens und Hörens bei hörgeschädigten Kindern sind entsprechende Anpassungen notwendig. Der Aufenthalt der Schüler der ersten und zweiten Jahrgangsstufe wird verkürzt. Nach zwei Stunden experimentieren sinkt bei dieser Altersgruppe die Aufnahmefähigkeit und das Interesse an den Experimenten. Dies ist bei Grundschulklassen im NESSI-Lab zu beobachten und wird bei Förderschülern früher eintreten (vgl. Kapitel 2.2.5). Außerdem ist für jedes Experiment eine Phase der Sicherung eingeplant. Dabei sollen die Schüler ein bis zwei Abschnitte aus dem Arbeitsblatt der NESSI-FÖSL-Mappe bearbeiten. Die ausgefüllten Arbeitsaufträge werden dann auf einem Blatt, gekennzeichnet mit den Symbolen des entsprechenden Themenbereichs Feuer, Wasser, Erde oder Luft, geklebt (vgl. Abbildung 33). Diese Phase dient als Hör- und Abseh- bzw. Denkpause und trägt zur Erleichterung der Nachbereitung des Schülerlaboraufenthalts bei. Der Lehrer kann anhand der Arbeitsblätter die einzelnen Experimente im Nachhinein aufgreifen. Ein weiterer Aspekt zur Berücksichtigung des Bewegungsdrangs und zur Erhöhung der Konzentration über den Vormittag 48 In der Literatur finden sich unterschiedliche Vorschläge zu geeigneten Gruppengrößen bei Gruppenarbeiten. Die Spannbreite liegt bei zwei bis sechs Kindern (vgl. Weidner 2003, Nürnberger Projektgruppe 2007, Klippert 2008). Die Gruppengröße ist auch in Experimentiersituationen abhängig von Klassenraum, Tischgröße, Inhalt und Zielen des Unterrichts, sodass bereits drei Schüler in der Gruppe beim Experimentieren zu viel sein können (vgl. Klippert 2008). Leonhardt weist darauf hin, dass die Gruppengröße abhängig vom Lerninhalt, dem Entwicklungsstand und der kommunikativen Möglichkeiten von hörgeschädigten Kindern ist (vgl. Leonhardt 2006, S. 114). Aufgrund der räumlichen Situation im Labor und der Labortische ist im NESSI-FÖSL, so die Aussagen und Erfahrungen der Studenten, für die Durchführung der Experimente, das individuelle Eingehen und die Kommunikation eine Gruppengröße von zwei bis drei, höchstens vier Kindern förderlich. 176

177 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL hinweg (vgl. Kapitel 2.2.5) ist die Durchführung einer Bewegungsgeschichte (vgl. Anhang S. 277) und Ausmalen der NESSI-Bilder in der Pause. Abbildung 33: Beispiel eines Arbeitsblatts "Wasser" Im NESSI-FÖSL wird für die Schulklassen das Angebot von drei Themenbereichen an einem Vormittag beibehalten. Somit werden in Abhängigkeit der Klassenstufe Feuer, Wasser, Luft bzw. Feuer, Wasser, Erde angeboten. Für die erste und zweite Klasse wird die Anzahl der Experimente reduziert und die Experimentierzeit wird für ein Thema auf 25 Minuten verkürzt. Die höheren Jahrgangsstufen haben jeweils 40 Minuten Zeit. Nach der Bearbeitung eines Themas erfolgt eine Pause von ca. 15 Minuten, in der die Schüler essen, trinken und entspannen können. Um eine ausreichende Experimentierzeit zu ermöglichen, werden insgesamt sechs Experimente in einem Themenbereich (Feuer, Wasser, Erde bzw. Luft) angeboten. Die Betreuer sind allerdings angehalten, die Anzahl der durchgeführten Experimente an die Schnelligkeit, das Vorwissen, das Interesse und die kognitiven Voraussetzungen der Schüler individuell anzupassen. Damit unterscheidet sich dieser Ansatz vom regulären NESSI-Lab, da Urbanger eine verpflichtende Anzahl an Experimenten vorschreibt (vgl. Urbanger 2010). 177

178 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Die beiden im NESSI-Lab eingesetzten Demonstrationsexperimente (vgl. Urbanger 2010) werden ebenfalls beibehalten. Allerdings werden Aspekte wie Schüleraufstellung, absehgerechtes Experimentieren aus der Lehrerbefragung Teil 1 (vgl. Kapitel 4.1.2) berücksichtigt. Der tabellarische Tagesablauf ist dem Anhang (S. 278) zu entnehmen. 178

179 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Sonderpädagogische Maßnahmen Zur Förderung des Lernens im NESSI-FÖSL sind zusätzlich sonderpädagogische Maßnahmen zu beachten. Darunter fällt die Berücksichtigung der in Kapitel dargestellten akustischen Bedingungen für hörgeschädigte Schüler. Durch Entzerrung der Klassen auf zwei Räume wird der Störlärm reduziert. Ergänzend werden Lüftungsanlage und Abzüge ausgeschaltet (solange kein Versuch im Abzug durchgeführt wird) bzw. Türen und Fenster geschlossen gehalten, damit der Hintergrundlärm gering bleibt. Zur Erleichterung des Absehens erfolgt die Berücksichtigung der Antlitzgerichtetheit, das zum Schüler gerichtete Sprechen. Während der Sicherheitseinweisung, die in Form von Frontalunterricht wiederholt wird, wird deshalb ein Overheadprojektor eingesetzt. Die dabei verwendete Folie soll zudem zur Visualisierung des Besprochenen dienen. Auch während des Experimentierens sollen die Studierenden die Absehbedingungen erleichtern. So sollen die Studenten auch hier die Antlitzgerichtetheit anwenden, was in Experimentiersituationen eine hohe Anforderung darstellt. Gerade hier ist es wichtig nicht zu sprechen, während die Schüler handeln, ihren Blick auf das Experiment richten oder schreiben. Verhaltensproblematiken insbesondere bei Schülern mit Förderschwerpunkt Lernen werden durch die Gruppeneinteilung minimiert. Ergänzend werden die Studenten instruiert, wie sie mit etwaigen negativen Verhaltensweisen umgehen können. Durch das Betreuungsverhältnis, den Eindruck des Chemielabors auf die Schüler, die Sicherheitseinweisung und die klare Strukturierung treten diese allerdings sehr selten auf. Gerade durch die Chemikalien im Labor, welche mit den Gefahrensymbolen gekennzeichnet sind, sind die Schüler beeindruckt und zeigen überwiegend positive Verhaltensweisen. Die Lehrersprache muss an die Kommunikationsbedingungen der Schüler angepasst werden. In diesem Fall sind die Studenten angehalten, einfachen Wortschatz, möglichst Hauptsätze und eine deutliche bzw. langsame aber nicht übertriebene Sprache zu verwenden. Bei der Sprachlerngruppe III ist dies zwingend notwendig, da diese Kinder mittels Gebärden kommunizieren. Ergänzend werden die Betreuer angehalten die entwickelten Materialien zur Visualisierung (vgl. Lehrerbefragung 1 und 2) einzusetzen, um die doppelte Kodierung 49 von Schrift und Lautsprache zu ermöglichen. Die Anleitung der Studierenden im richtigen Umgang mit 49 Paivio stellte die Doppelkodierungstheorie auf, die besagt, dass das gleichzeitige Angebot von Schrift und Sprache die Verarbeitung und Kodierung im Gehirn unterstützt (vgl. Paivio 1986). 179

180 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL dem Material und dem Einsatz sonderpädagogischer Maßnahmen erfolgt durch eine intensive Einführung der Studenten in die Thematik Förderschule und ihre Didaktik zu Beginn der Lehrveranstaltung NESSI-FÖSL. 180

181 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Anleitung der Studierenden Die Studierenden (des Lehramts Gymnasium, Grund-, Haupt- und Realschule mit dem Fach Chemie) werden zu Beginn der Lehrveranstaltung in die Bedeutung und Auswirkung der Hörschädigung und Lernbehinderung eingeführt. Anschließend erfolgt die Erprobung und Diskussion der einzelnen Experimente. Diese Vorbereitung nimmt bis zu zwei Vormittage in Anspruch, erst danach beginnt die Betreuung der Schulklassen im NESSI-FÖSL. Der Einführungsvortrag gibt zunächst einen Einblick in das NESSI-FÖSL, seine Ideen und sein Konzept. Anschließend erfolgt die Erläuterung der Begriffe Förderschule und Förderschwerpunkte. Danach werden die beiden Förderschwerpunkte Hören und Lernen und ihre Auswirkungen thematisiert. Zur Veranschaulichung der Bedeutung einer Hörschädigung und ihre Auswirkungen dienen Hörbeispiele von Sprechweisen sowie Höreindrücke von Hörgeschädigten. Der Vortrag schließt mit der Erläuterung und Diskussion chemischer Phänomene aus dem NESSI-FÖSL und ihre didaktische Reduktion ab. Nach den theoretischen Grundlagen erfolgt die Erprobung der Experimente, die im Rahmen des Schülerlabors angeboten werden. Hierbei besprechen Teilnehmer und Dozent einzelne Experimente ausführlich hinsichtlich der didaktischen Reduktion, erwarteten Probleme und Umsetzung der sonderpädagogischen Maßnahmen sowie der Einsatz der konzipierten Materialien. Zusätzlich wird der kritische Umgang mit Modellen (vgl. Kapitel 2.1.7) thematisiert. Zudem können die Studierenden eine Mittelohrschwerhörigkeit nachempfinden, indem sie bei der Erprobung Ohrstöpsel verwenden. Nach der Einführung beginnen die Schülerlaborbesuche, bei denen die Möglichkeit einer Videoaufnahme der Studierenden in Experimentiersituationen und ihrer Analyse besteht. Hier werden die zuvor besprochene Lehrersprache, Einsatz der Medien, Berücksichtigung der sonderpädagogischen Maßnahmen, fachliche Richtigkeit bzw. Fachsprache besprochen. Neben den Studierenden erhalten auch die Lehrer eine Einführung in das Konzept. Dies erfolgt in der dazugehörigen Lehrerfortbildung. 181

182 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Lehrerfortbildung Die Lehrerfortbildung 50 ist verpflichtend für alle Lehrenden, die mit ihren Klassen am Schülerlabor teilnehmen wollen. Sie wird im Rahmen des Chemielehrer-Fortbildungszentrums der Universität Erlangen-Nürnberg organisiert und durchgeführt. Ziel ist die Vermittlung des Konzepts von NESSI-FÖSL, dessen Experimente und das Kennenlernen der Einrichtung. Die eigene Erprobung der Experimente, welche weitestgehend mit Haushaltsmaterialien durchgeführt werden können, soll die Sonderpädagogen motivieren, diese im Unterricht einzusetzen. Ein Vortrag, zu Beginn der Lehrerfortbildung, verdeutlicht zunächst das Konzept von Schülerlaboren allgemein und im speziellen das des NESSI-Lab. Daran schließt die Vorstellung des Experiments, seine Möglichkeiten im Bereich der Lehre und dessen Umsetzung im Unterricht und im Schülerlabor an. Danach wird auf das Konzept NESSI-FÖSL eingegangen, die Wichtigkeit der Vor- und Nachbereitung des Schülerlaboraufenthalts betont und die NESSI-Mappe bzw. NESSI-FÖSL-Mappe vorgestellt. Abschließend erfolgt die Diskussion und Erarbeitung chemischer Phänomene. Nach dem Vortrag durchlaufen die Lehrer einen Workshop, in dem sie ausgewählte Experimente im Labor ausprobieren. Deren didaktische Umsetzung, mögliche Problematiken im Unterricht und deren Spezifika hinsichtlich des Förderschwerpunktes können im Gespräch mit dem Leiter der Lehrerfortbildung thematisiert und diskutiert werden. Nach der Erprobung der Experimente erfolgt eine kurze Feedbackrunde mit anschließender Verabschiedung. Die Evaluation der Lehrerfortbildungen erfolgt mit einem Fragebogen des Chemielehrer- Fortbildungszentrums. Die Ergebnisse zeigen eine sehr gute Bewertung für die Veranstaltung und die Versuchsvorlagen auf (vgl. Anhang S. 279). Die Vorgehensweise und Ergebnisse der Evaluierung des NESSI-FÖSL aus Sicht der Kinder werden im folgenden Kapitel dargestellt. 50 Die Fortbildung wird am Anfang des Projekts getrennt nach NESSI-FÖSL und regulärem NESSI-Lab bzw. für Sonderpädagogen oder Regelschullehrer angeboten. Durch die voranschreitende Inklusion wird später eine Veranstaltung für alle Schularten angeboten. Dadurch soll ein gegenseitiger Austausch und die Vermittlung von Differenzierungsmöglichkeiten im Unterricht erreicht werden. 182

183 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL 4.5 Evaluation Methodische Vorgehensweise bei der Interview-Studie Nach der Erprobung des Konzepts erfolgt die Evaluation durch Interviews von hörgeschädigten Kindern. Im nächsten Absatz wird die methodische Vorgehensweise dargestellt. Interviews mit hörgeschädigten Kindern Bei der Durchführung von Interviews mit Kindern ist zu beachten, dass eine vertraute Situation vorhanden und der Interviewer den Kindern bekannt ist. Zudem dürfen sie bei Kindern nicht länger als 20 Minuten dauern (vgl. Langermann 2010). Bei hörgeschädigten Kindern ist zu berücksichtigen, dass die Aufmerksamkeitsspanne aufgrund des Absehens und erschwerten Hörens geringer ist. Im Interview sind Abstraktionen zu vermeiden und die sprachlichen Einschränkungen von Kindern (mit Förderbedarf) zu beachten, weshalb Spielsituationen erzeugt bzw. Gegenstände herangezogen werden können. Deshalb wird in den Interviews zu den Experimenten, an die sich die Kinder nicht erinnern, entsprechendes Experimentiermaterial gezeigt. Eine besondere Rolle kommt dem Interviewer zu, der besonders rücksichtsvoll, einfühlsam und empathisch handeln soll. Somit wird die Situation von den Kindern nicht als Prüfungssituation wahrgenommen (vgl. Langermann 2007; Heinzel 1997). Durch Vergleich mit dem abgefragten Vorwissen der Kinder verfolgen die Interviews die Fragestellung, ob Experimentieren und Erforschen von naturwissenschaftlichen Phänomenen im Rahmen von NESSI-FÖSL nachhaltiges Lernen erzielen können. Außerdem sollen aus etwaigen Fehlvorstellungen bzw. falschen oder nicht mehr in der Erinnerung präsenter Beobachtungen und Erklärungen weitere notwendige Maßnahmen zur Verbesserung der Nachhaltigkeit des Erlernten entwickelt werden. Anschließend erfolgt nach dem Prinzip der Aktionsforschung (vgl. Kapitel 3.5) eine Überarbeitung der Materialien. Deshalb werden, wie bereits in Kapitel 3.4 beschreiben, die Befragungen zu drei Zeitpunkten durchgeführt: vor dem Besuch des Lehr-Lern-Labors, kurz nach dem Besuch sowie drei Monate danach. Auf diese Weise erfassen die Interviews das Vorwissen der Kinder und basierend darauf ihren kurzfristigen bzw. nachhaltigen Lernzuwachs. Es wird dazu ein halbstrukturierter Interview-Leitfaden konzipiert (vgl. Lamnek 2005 und Kapitel 3.4). Der Leitfaden strukturiert die Interviews vor und legt fest, welche Inhalte erfragt 183

184 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL werden. Die Fragen orientieren sich an den angestrebten Lernzielen der jeweiligen Experimente. Der Interviewer kann, wenn die Situation es erfordert, die Reihenfolge der Fragen an den Gesprächsverlauf anpassen. An entsprechenden Stellen können durch die Teilstrukturierung zudem vertiefende Fragen gestellt werden. Der Leitfaden hat folgenden groben Aufbau (die ausführliche Version ist im Anhang S. 281 beigefügt): Befragung vor dem Besuch des Schülerlabors: 1. Vorstellungen zu Schülerlabor und Chemielabor 2. Abfrage der bereits gemachten Experimentiererfahrungen 3. Vorstellung zum Experiment allgemein a. Wie wird experimentiert? b. Sicherheitsregeln beim Experimentieren 4. Assoziationen zu den Elementen Feuer, Wasser, Erde und Luft 5. Vorwissen zu den einzelnen Experimenten 6. Abfrage affektiver Aspekte (Spaß, Interesse und Motivation in Bezug auf das Experimentieren und das Schülerlabor) Befragung nach dem Besuch des Schülerlabors: 1. Assoziationen zu Schülerlabor und Chemielabor 2. Vorstellung Experiment allgemein a. Wie wird experimentiert? b. Sicherheitsregeln beim Experimentieren 3. Assoziationen zum Thema Feuer, Wasser, Erde und Luft 4. Fragen zu Lerninhalten der im Schülerlabor durchgeführten Experimente 5. Abfrage affektiver Aspekte a. Spaß, Interesse und Kritik am Schülerlabor b. Experimente und Themen, die besonders gut gefallen haben Nach dem Laborbesuch werden allgemein die Lerninhalte der jeweiligen Experimente (Punkt 4) bei den Befragungen nach dem Laborbesuch abgefragt. Erst dann erfolgt die Nachfrage nach dem dazugehörigen Experiment, seine Durchführung, Beobachtung und Erklärung. Beim Thema Feuer fragt der Interviewer beispielsweise, wie man eine Kerze löscht bzw. was passiert, wenn über eine Kerze ein Glas gestülpt wird und warum. Anschließend stellt er Fragen zur Durchführung, Beobachtung und Erklärung des Experiments Wann brennt eine Kerze?. 184

185 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Die Erprobung des Interview-Leitfadens mittels dreier Probeinterviews ergibt die Notwendigkeit kleiner Änderungen. So wurde die Reihenfolge der Fragen verändert, einige umformuliert und gestrichen. Außerdem wurden Hinweise im Leitfaden ergänzt. Die Befragungen werden anhand dieses Leitfadens im Rahmen des Schülerlabors und nach der Erprobungsphase des Konzepts durchgeführt und gefilmt, da einige Kinder teilweise mit lautsprachbegleitenden Gebärden kommunizieren. Anschließend erfolgt deren Anonymisierung und Transkription nach den Transkriptionsregeln in Anlehnung an die der Pädagogischen Hochschule Ludwigsburg (vgl. PH Ludwigsburg 2012 und Anhang S. 285). Benutzen der Interviewer und die Kinder lautsprachbegleitende Gebärden, so werden die Gebärden nur bei Besonderheiten oder Abweichungen von der Lautsprache schriftlich fixiert. Die Aufnahmen werden abschließend archiviert. Insgesamt nehmen an der Studie 25 Kinder mit Förderbedarf Hören teil, deren Eltern der Teilnahme an der Studie zustimmten. Nachdem zwei Kinder der Sprachlerngruppe I am zweiten und dritten Befragungszeitpunkt erkrankt sind, erfolgt die Auswertung nur für 23 der insgesamt 25 Befragten. Die Interviews erfassen das nachhaltige Lernen von fünf Kindern aus der Sprachlerngruppe III, zehn aus der Sprachlerngruppe II und acht aus der Sprachlerngruppe I erfasst. 12 Befragte besuchen die Jahrgangsstufe 3 und 11 die vierte Jahrgangsstufe. Da in der Jahrgangsstufe 3 die Stationen Feuer, Wasser und Luft und in der Jahrgangsstufe 4 die Stationen Feuer, Wasser und Erde angeboten werden, erfassen die Interviews alle im NESSI-FÖSL angebotenen Themenbereiche. Die Interviews werden inhaltsanalytisch nach Mayring ausgewertet. Dabei wird ein induktivdeduktives Verfahren zur Kategorienbildung mithilfe des Computerprogramms MAXQDA 10 angewendet (vgl. Mayring 2003; Reinhoffer 2005). Zunächst werden alle Interviews auf Basis der angestrebten Lernziele und Inhalte der Experimente sowie den theoretischen Grundlagen deduktiv kategorisiert. Anschließend erfolgt eine induktive Ausdifferenzierung der Kategorien. Im Laufe der Auswertung zeigt sich, dass die Antworten der Kinder sehr detailliert sind, sodass innerhalb der induktiv gebildeten Kategorien nochmals eine Skalierung vorgenommen wird (skalierte Strukturierung nach Mayring). Diese Skalierung orientiert sich an der Vorgehensweise von Lück zur Beurteilung der Erinnerungsfähigkeit an Experimenten von Kindergartenkindern (vgl. Lück 2000b). Es werden folglich vier Ausprägungen festgelegt: sehr gut erinnert, erinnert, nicht mehr gewusst und falsch erinnert. Die Abgrenzung 185

186 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL unterlegt mit Beispielen ist Tabelle 25 zu entnehmen. Ein Auszug der Kategorien, Kodierregeln und Ankerbeispiele sind dem Anhang zu entnehmen. Skalierung sehr gut Gut falsch/unbekannt Abgrenzung Die Aussage entspricht dem Lernziel oder geht darüber hinaus. Aussage ist richtig, aber lückenhaft,. Es fehlen Fachbegriffe, aber das angestrebte Lernziel ist zu erkennen. Die Aussage enthält fachliche Fehler oder zeugt von Unwissenheit. Beispiel zu Blaukraut oder Rotkraut? Und blau ist neutnal <gebärdet Spaß">, nortnal, <fingert nortnal> rot ist Ssssäure. und grün ist Lauge (M2). ( Ach ne rosa. Interviewer: Und warum? Befragter: Zitrone ist sauer (P2). Weiß nicht, weil sie flüssig ist, oder? (L3). Tabelle 25: Abgrenzung der Skalierungen Im Ergebnisteil werden die Besonderheiten in den Aussagen der Kinder qualitativ ausgeführt, die übrigen Standardaussagen werden quantitativ dargestellt. Nach einer ersten Kodierung wird das entwickelte Kategoriensystem in der Arbeitsgruppe diskutiert und angepasst. Anschließend werden vier der Interviews von einem zweiten, unabhängigen Kodierer erneut ausgewertet, um die Güte des Kategoriensystems zu prüfen. Anschließend werden die restlichen Interviews ausgewertet. Im Labor können die Betreuer, wie in Kapitel beschrieben, individuell und situativ entscheiden, wie viele Experimente an den jeweiligen Stationen Feuer, Wasser, Erde oder Luft durchgeführt werden. Deshalb haben nicht alle Kinder die gleichen Experimente durchgeführt. Dies wird während des Schullaborbesuchs schriftlich festgehalten und bei der Auswertung mit einbezogen. Nach der qualitativen Darstellung der Ergebnisse im nächsten Kapitel fassen Graphiken die jeweiligen Ausprägungen sehr gut erinnert, erinnert sowie nicht erinnert und falsch erinnert der einzelnen Experimente zusammen. Dabei werden die jeweiligen Häufigkeiten gezählt. Um Verzerrungseffekte von Ausreißern zu vermeiden, werden nur Experimente berücksichtigt, die mindestens zehn der befragten Kinder im Labor durchgeführt haben. 186

187 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Ergebnisse und Diskussion der Interview-Studie In diesem Kapitel werden die Ergebnisse der Interview-Studie nach den einzelnen Themen dargestellt. Nach Vorstellung der Ergebnisse aller drei Befragungszeitpunkte werden diese diskutiert. Aufgrund des Umfangs werden die Ergebnisse der Befragungszeitpunkte 2 und 3 zu den Themen Luft, Wasser und Erde jeweils in Form einer Tabelle dargestellt und anschließend erörtert. Allgemeine Aspekte zu NESSI-FÖSL Befragungszeitpunkt 1: Im Allgemeinen haben die hörgeschädigten Kinder nur wenig Vorwissen und eher vage Vorstellungen vom NESSI-FÖSL. Dies zeigt sich an den Aussagen der Kinder (n = 23) auf die Frage Was machst du im NESSI-Lab?. Sie (n = 18) haben die Vorstellung, dass sie selbstständig Experimente durchführen bzw. Experimente demonstriert bekommen. Bezüglich der möglichen Inhalte in einem Labor nennen die Kinder hauptsächlich die vier Elemente Feuer, Luft, Wasser und Erde (n = 11) ( Ähm, ich glaub, dass wir da Experimente mit Feuer und mit Wasser und mit Erde und alles machen. (B1)). Außerdem erwarten sie, dass sie Labormantel und Schutzbrille tragen (n = 13): Wir müssen da so auch weiße Kittel anziehen. Dürfen wir den dann auch behalten? (U1). Teilweise haben die Kinder auch die Vorstellung, dass im Schülerlabor mit giftigen oder bunten Stoffen gearbeitet wird und es kocht und brodelt (n = 7). Selten bis gar nicht (n = 2) verbinden die Kinder den Begriff NESSI mit einem Drachen oder Seeungeheuer. Einige Kinder (n = 6) berichten von ihrer vorherigen Recherche über das Schülerlabor im Internet. Fast alle Kinder äußern, dass sie neugierig sind oder mit Vorfreude auf das NESSI-Lab blicken (n = 22). Eine Begründung für diese Vorfreude ist die Abwechslung zum Schulalltag sowie die dort zu erwartenden Experimente. 187

188 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Befragungszeitpunkt 2: Auf die Frage Was ist das Schülerlabor NESSI-Lab? nennen die Kinder äußere (n= 23), organisatorische (n = 10) und inhaltliche (n = 20) Aspekte. Für die äußere Gestaltung eines Schülerlabors ist die sehr häufige Nennung von Labormantel und Schutzbrillen auffallend (n = 20). Unter die Organisation fallen Äußerungen (n = 10) hinsichtlich der Arbeitsblätter, die von den Kindern im Labor ausgefüllt werden und das Arbeiten in der Gruppe. Die häufigsten Nennungen (n = 18) sind inhaltlicher Art und beziehen sich hauptsächlich auf das Aufzählen und Beschreiben einzelner Experimente und die Nennung der drei Themengebiete. Alle Kinder antworten, dass ihnen der Labortag viel Spaß gemacht und gefallen hat. Dies begründen sie (n= 19) durch die Durchführung von Experimenten und ihr positives Erleben. Sie schätzen die Abwechslung zur Schule, weil da machen wir keine Experimente (G3) als positiv ein. Die Begeisterung bestätigt sich darin, dass die Kinder das Schülerlabor erneut besuchen möchten, allerdings unter der Voraussetzung, nur, wenn wir andere Sachen machen. Sonst wird es langweilig. (R2). Die wenigen Kritikpunkte, die die Kinder (n = 3) äußern, betreffen die nicht zufrieden stellende Gruppeneinteilung. Das Thema Feuer wird von vielen Kindern (n = 15) als Lieblingsthema bezeichnet ( weil Feuer so sich so schnell verbreiten kann. Manchmal auch ängstlich. (B3)). Die anderen Themen werden jeweils vergleichsweise gleich oft als Lieblingsthema eingestuft. Bei den Lieblingsexperimenten ist eine klare Tendenz ersichtlich: Das beliebteste Experiment ist der Heißluftballon. Sonst erleben die Kinder die Experimente Löschen eines Wachsbrands, Mini- Lavalampe, Blaukraut oder Rotkraut, Filzern auf der Spur, eine Kanone mit Brause?, Feuerlöscher und Was brennt bei einer Kerze? (vgl. Anhang S. 264) sehr positiv. 188

189 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Befragungszeitpunkt 3: Auch am Befragungszeitpunkt 3 erinnern sich die Kinder an inhaltliche (n = 23), organisatorische (n = 5) und äußere Aspekte. Sehr präsent ist nach diesem Zeitraum, dass im NESSI-FÖSL eine Schutzbrille und ein Labormantel getragen werden muss (n= 18). Hinsichtlich der Ausstattung werden Experimentiermaterialien und Tiere 51, die sie im Pausenraum beobachtet haben, genannt. Zu organisatorischen Gegebenheiten werden wenige Antworten (n= 5) gegeben. Die Kinder beschreiben hierzu, dass sie Stationen bzw. Gruppenarbeiten mit Unterstützung von Studierenden durchlaufen haben. Über die Arbeitsblätter werden keine Aussagen mehr gemacht. Auffällig auf inhaltlicher Ebene ist die Nennung von vier (statt drei) Themenbereichen (n = 6), zu denen die Kinder experimentiert haben. Hauptsächlich werden weiterhin einzelne Experimente (n = 20), wie der Heißluftballon (n = 9), Löschen eines Wachsbrands (n = 13), Filzer auf der Spur (n = 6) und Mini-Lavalampe (n = 6) beschrieben. Alle Kinder erklären, dass ihnen der NESSI-Lab-Besuch gefallen hat und sie das NESSI-Lab erneut besuchen möchten. Die Begründungen decken sich mit denen vom Befragungszeitpunkt 2. Am letzten Befragungszeitpunkt äußert kein Kind Kritik. Bei der Bewertung der einzelnen Themen und Experimente ergeben sich ähnliche Ergebnisse wie bei Befragungszeitpunkt 2: Feuer bleibt mit 12 Nennungen das Lieblingsthema und der Heißluftballon ist weiterhin das beliebteste Experiment (n = 9). Diskussion Da die Experimente im Schülerlabor jeweils drei Themengebiete umfassen, erfüllt das NESSI-FÖSL die inhaltlichen Erwartungen der Kinder. Sie sind für die Kinder motivierend. Durch die häufigen Assoziationen des Tragens der Mäntel mit dem Schülerlabor am zweiten und dritten Befragungszeitpunkt, werden diese nicht nur aus Sicherheitsgründen, sondern aus Anreiz des Verwandlungscharakters und zur Steigerung der Motivation für die Kinder beibehalten. Die Begründung für die Vorfreude auf das NESSI-FÖSL sowie die Erwartungen, dass es kocht und brodelt, verlangen den Verbleib von Chemikalien im Labor (unter Berücksichtigung der 51 Die Schnecken, Heuschrecken etc. werden für Langzeitbeobachtungen, Studie von Verhaltensweisen etc. im Rahmen des Biologie-Studiums in Seminaren eingesetzt. 189

190 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Sicherheitsmaßnahmen und des Gefährdungspotentials) auch bei Förderschülern 52, obwohl sie nicht beim Experimentieren verwendet werden. Da der Begriff NESSI vor dem Laborbesuch für viele befragte Kinder unbekannt ist, ist das Vorstellen dieses Tieres im Rahmen der Stationenarbeit hilfreich. Aufgrund der Internetrecherche über das NESSI-Lab, von deren einige Kinder berichten, empfiehlt sich generell ein Internetauftritt. Die Begeisterung und der Spaß gegenüber dem Schülerlabor sind bei den Kindern groß, was die Annahme im Kapitel in Bezug auf die Übertragung der Ergebnisse vom Interesse und Motivation bei Kindern ohne Förderbedarf auf solche mit Förderbedarf bestätigt. Als Grund dafür wird häufig das Experimentieren genannt. Dies spricht wiederum für das Legen des Fokus auf das Experiment und ganz allgemein für einen Besuch von Schülerlaboren als Zusatzangebot zum Unterricht. Vor einem Klassenbesuch müssen Informationen von den entsprechenden Lehrern eingeholt werden, ob die Kinder schon das NESSI-FÖSL besucht haben. Somit soll der von den Kindern geforderten Änderung des Konzepts bei wiederholtem Besuch gerecht zu werden. Die geäußerte Kritik hat keinen Einfluss auf die Gestaltung des Konzepts, da sie sich auf die Gruppeneinteilung bezieht. Dieser kann durch Vorbesprechung mit den Lehrern verbessert werden. Diese negativen und die überwiegend positiven Meinungen sind vor dem Hintergrund der sozialen Erwünschtheit 53 kritisch zu sehen. Es ist zweifelhaft, inwieweit die Kinder Kritik gegenüber dem Interviewer äußern und folglich vollständig sind. Da Lernen durch positive Emotionen (vgl. Kapitel 2.1.3) gefördert wird, wird das Lieblingsthema Feuer weiterhin in allen Jahrgangsstufen angeboten. Die Kinder lehnen kein Thema aus dem NESSI-Lab ab, somit erweist sich die Auswahl der verschiedenen Themen als angemessen. Die Experimente, die den Kindern besonders gefallen und die sie mit dem NESSI-Lab assoziieren, werden im Labor zur Förderung der Motivation beibehalten. Kennzeichnend für diese Experimente ist, dass sie überraschende ( Heißluftballon, Filzer auf der Spur ) und spektakuläre ( Löschen eines Wachsbrands ) Effekte zeigen. Ergänzend müssen deren Phänomene durch Farben ( Filzer auf der Spur und Mini-Lavalampe ) sichtbar sind ( Weil ich den voll, weil ich den hatte, der war voll spannend und voll cool und ich hätte nie gedacht, dass es da unten dann da angeht (A2)). 52 Trotz Verhaltensauffälligkeiten gab es im NESSI-Lab bisher keine negativen Erfahrungen mit den Chemikalien, die im Labor stehen bleiben. 53 Die soziale Erwünschtheit beschreibt den Effekt, dass Personen bei einer Befragung sozial erwünscht antworten, also so wie es von ihnen erwartet wird (vgl. Hillmann 1994). 190

191 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Experimentieren allgemein Befragungszeitpunkt 1 Weniger als ein Drittel der Kinder berichten von bereits gemachten Experimentiererfahrungen (n = 7). Diese haben die Kinder zu Hause mit Experimentierkästen bzw. Experimentierbüchern oder in der Schule gesammelt. Sie berichten von Experimenten zum Löschen von Feuer bzw. einer Kerze oder zum Erproben der Brennbarkeit von Stoffen sowie zum elektrischen Strom, die laut Lehrplan in der dritten Klasse des Sachunterrichts unterrichtet werden (vgl. Kapitel 4.3). Nur acht Kinder können erklären, was ein Experiment ist. Einige (n = 9) setzen den Begriff mit Versuch gleich, haben dann aber Schwierigkeiten diesen zu erklären und äußern oft unrealistische Erklärungen. Manche Kinder (n = 5) beschreiben das Experiment anhand eines Beispiels bzw. Prototyps. Drei Kinder erklären das Experiment als etwas, bei dem Dinge zusammengemischt werden. Die Kinder (n = 12) begründen den Einsatz eines Experiments durch dessen Zweck, wie etwas auszuprobieren, zu lernen, herauszufinden, neu zu erfinden oder zu erforschen. Die Vorgehensweise beim Experimentieren ist den Kindern vor dem Laborbesuch kaum bekannt. Nur wenige (n = 3) geben an, dass sie ein Experiment vorbereiten, durchführen, beobachten und auswerten müssen. Acht Kinder nennen, dass sie Experimente aufbauen oder Material beschaffen und anschließend den Versuch durchführen müssen. Die meisten Befragten (n= 15) betonen die Berücksichtigung von Sicherheitsmaßnahmen. Das Vorwissen zu den Sicherheitsmaßnahmen umfasst allgemeine Verhaltensregeln (n = 14) und Regeln (n = 11), die beim Experimentieren beachtet werden müssen ( Ähm wir müssen immer aufpassen, dass nichts gleich so eine Explosion kommt, sondern zwei zusammenmischt und die wollen sich nicht vertragen. Dann kommt es zu einer Bombe. (F1)). Das Vorwissen hinsichtlich der Begrifflichkeiten zu den Materialien ist gering. So werden sie selten richtig (n = 2) benannt, mit neuen Namen bezeichnet (z.b. Reagenzglas wird als Röhrchen oder Chemieglas bezeichnet). Außerdem vermuten die Kinder häufig eine deren Verwendung, beispielsweise das Becherglas zum Abmessen oder als Behälter für Flüssigkeiten. 191

192 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Befragungszeitpunkt 2 Am zweiten Befragungszeitpunkt nennen nur noch wenige Kinder (n = 4) unrealistische Vorstellungen bzw. haben wenige Befragte keine Vorstellung davon, was ein Experiment ist. Die meisten Kinder (n = 14) erklären den Begriff mit Beispielen aus dem Schülerlabor. Einige (n = 5) beschreiben, dass man Farbveränderungen beobachten und Nachweise durchführen kann und übertragen somit ihre Erfahrungen aus dem Schülerlabor. Eine sehr häufige Angabe (n = 8) ist weiterhin, dass Experimentieren Versuche machen bedeutet. Hinsichtlich des Zwecks eines Experiments geben die Kinder (n = 13) im Vergleich zum ersten Befragungszeitpunkt häufiger an, dass sie damit etwas lernen, wissen/erklären oder verstehen und herausfinden können. Seltener nennen die Kinder (n = 5) das Entstehen von Stoffen oder das Ausprobieren, Herausfinden und Erforschen. Zehn Kinder betonen beim Experimentieren ein schrittweises Vorgehen, vorbereitende Maßnahmen, das Beobachten, das Aufschreiben und Merken der Ergebnisse und die Berücksichtigung der Sicherheitsregeln, die für das NESSI-FÖSL gelernt werden. Die Sicherheitsregeln aus dem NESSI-FÖSL werden von allen Kindern richtig und vollständig wiedergegeben. Die Verwendung der Geräte außer dem Becherglas ist für die meisten Kinder (n = 20) eindeutig, da sie sich an die zugehörigen Experimente bzw. deren Verwendung im NESSI-Lab erinnern. Bezeichnen mit den richtigen Begriffen ist den Kindern (n = 22) nicht möglich, sie nennen weiterhin Umschreibungen bzw. ähnlich klingende Wörter. 192

193 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Befragungszeitpunkt 3 Am dritten Befragungszeitpunkt verknüpfen weniger Kinder (n = 8) das Experiment mit dem NESSI-FÖSL. Dafür erklären vier Befragte das Experiment mit Ereignissen, die sie im Fernsehen gesehen haben ( Also man macht etwas heiß, es wird blau und explodiert (N3)). Andere erklären den Begriff allgemeiner (n = 5). Konstant bleibt die Umschreibung mit dem Begriff Versuch (n = 8). Die Aussagen zum Zweck des Experiments decken sich mit dem ersten Befragungszeitpunkt. Im Vergleich zu der ersten Nachbefragung werden nicht mehr das Festhalten des erworbenen Wissens durch Erzählen oder Aufschreiben und selten das schrittweise Vorgehen (n = 4) genannt. Nur ein Kind hat keine Vorstellung davon, wie man experimentiert. Die Einhaltung der Sicherheitsregeln wird von fünf Befragten gefordert. Weiterhin werden bei expliziter Nachfrage zu den Sicherheitsregeln im NESSI-Lab von fast allen Kindern (n = 20) die Regeln vollständig genannt. Die Äußerung zu allgemeinen Verhaltensregeln steigen leicht an (n = 4). In Hinblick auf die verwendeten Geräte nimmt die Erinnerung geringfügig ab. So können weiterhin 17 Kinder die Verwendung der Geräte beschreiben. Die Benennung der Gegenstände ist weiterhin nicht möglich (n = 23). Diskussion Auch wenn es sich nur um wenige Nennungen handelt, bestätigen die unterschiedlichen Experimentiererfahrungen der Kinder die Notwendigkeit einer Lehrplananalyse vor der Auswahl der Experimente. Außerdem ist ein individuelles Eingehen durch die Studierenden sowie Variabilität in der Anzahl der Experimente, die die Kinder im Schülerlabor durchführen, notwendig. Die wenigen Erklärungen des Begriffs Experiment können einerseits durch Vergessen und andererseits durch Nichtverstehen der Begriffe Experiment bzw. Versuch erklärt werden. Obwohl die Kinder in der ersten und zweiten Klasse die Themen Wasser und Luft laut Lehrplan behandelt haben müssen, erzählen sie von keinen Experimentiererfahrungen in diesen Bereichen, was vermuten lässt, dass im Unterricht insgesamt selten bis gar keine Experimente durchgeführt werden (vgl. Wagner & Bader 2006). Deshalb ist es sinnvoll, diese Themen im Schülerlabor auch in der dritten bzw. vierten Klasse mit Experimenten erneut aufzugreifen und zu vertiefen. 193

194 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Die Beschreibung des Zwecks des Experiments deckt sich mit den im Theorieteil beschriebenen Schülervorstellungen über das Experimentieren (vgl ). Kinder wollen selten Experimente zur Beantwortung von wissenschaftlichen Fragestellungen durchführen, sondern hauptsächlich um schöne, laute und überraschende Effekte zu erleben (vgl. Höttecke 2001, Vorst & Krüger 2009). Durch das NESSI-FÖSL verändert sich das naive Bild des Begriffs Experiment implizit durch das Experimentieren. Carey et al., Meyer & Carlisle, Werner & Kremer haben ähnliche Ergebnisse bei Regelschülern zu der Vorstellung von Experimenten festgestellt (vgl. Carey et al. 1989, Meyer &Carlisle 1996, Werner & Kremer 2010). Das geringe Vorwissen zur Vorgehensweise beim Experimentieren kann durch die seltene Durchführung von Experimenten in der Schule begründet werden. In einem Schülerlabor kann also nicht davon ausgegangen werden, dass die Kinder die einzelnen Phasen des Experiments kennen. So betont Giest, dass das zielgerichtete Beobachten sowie dessen Interpretation erst gelernt werden muss (vgl. Giest 2009). Um die Konzentration der Kinder verstärkt auf die Inhalte der Experimente zu lenken, ist eine Einarbeitung in die Vorgehensweise, wie in der Stationenarbeit vorgesehen, beim Experimentieren notwendig und hilfreich 54. Zusätzlich ist es förderlich, die einzelnen Phasen des Experiments im gemeinsamen Gespräch zu Beginn des Vormittages im Schülerlabor zu erarbeiten bzw. zu wiederholen. Dadurch soll sogenanntes praktisches bzw. durch Handeln entwickeltes Wissen über das Experimentieren (vgl. Höttecke 2001) vorbereitet werden. Die Beschreibung der Vorgehensweise verändert sich nach dem Schülerlaborbesuch, an den die Lehrer im Unterricht anknüpfen können. Das praktische Wissen (vgl. Höttecke 2001) über die Vorgehensweise 55 nimmt nach drei Monaten ab. Insgesamt kann also Wissen über die einzelnen Schritte beim Experimentieren aufgebaut werden. Dies soll durch eine Einarbeitung in die Thematik durch die Stationenarbeit unterstützt werden. Diese Theorie wird durch die Erinnerung an die Sicherheitsmaßnahmen, welche vor dem Besuch im Labor von den Kindern im Unterricht erlernt werden und vor dem Betreten des Labors im gemeinsamen Gespräch wiederholt werden müssen, bestätigt. Allerdings bleiben 54 Auf die Durchführung der Stationenarbeit (vgl ) wird im Anschreiben des NESSI-Labs an die Lehrer hingewiesen. Laut Angaben der Lehrer haben die Befragten diese, abgesehen von den Sicherheitsmaßnahmen, nicht im Vorhinein bearbeitet. 55 Diese Abstraktionsfähigkeit ist zusätzlich vom Alter abhängig. So zeigen Driver et al. auf, dass bei zunehmendem Alter die Komplexität des Antwortmusters zum Zweck des Experiments zunimmt (vgl. Driver et al. 1996). Diese Abstraktionsfähigkeit wird durch die Evaluation aufgrund des geringen Altersunterschieds der Kinder und der qualitativen Ausrichtung nicht erfasst. 194

195 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL wahrscheinlich die Regeln, aufgrund des Gefährdungspotentials eines Chemielabors und der damit einhergehenden Wichtigkeit für die Kinder, länger im Gedächtnis. Das Vorwissen zu den Sicherheitsmaßnahmen umfasst zunächst Verhaltensregeln ( Ähm wir müssen immer aufpassen, dass nichts gleich so eine Explosion kommt, sondern zwei zusammenmischt und die wollen sich nicht vertragen. Dann kommt es zu einer Bombe. (F1)), die beim Experimentieren beachtet werden müssen. In den beiden folgenden Befragungen werden die Sicherheitsregeln, die für das NESSI-FÖSL entscheidend sind, sehr gut wiedergegeben, Verhaltensregeln werden selten benannt. Die Aussagen in den Interviews bestätigen zusätzlich, dass die Kinder die im NESSI-Lab verwendeten Materialien vor dem Laborbesuch kennenlernen sollten. Das Becherglas wird sehr häufig im Labor verwendet, allerdings erinnern sich die Kinder selten daran. Dies liegt vielleicht an seiner unauffälligen Form. Dies spricht für den Einsatz besonderer Geräte und Labormaterialien, wie Pipette oder Tiegelzange. Um das Experimentieren zu erleichtern, ist die Bearbeitung der Station Geräte im Vorhinein sinnvoll. So können sich die Kinder auf das Experimentieren konzentrieren und Verständnisschwierigkeiten werden vermieden. Dieser Aspekt der Vorbereitung (in Hinblick auf Wortschatz, Sicherheitsregeln, Experiment und Material) auf das NESSI-FÖSL und das daraus resultierende erleichterte Experimentieren bestätigen Ergebnisse einer Studie, die Freund darauf aufbauend durchführte (vgl. Freund 2012). Im Folgenden wird das Thema Feuer exemplarisch für die vier Themenbereiche ausführlich beschrieben. 195

196 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Thema Feuer Tabelle 26 gibt einen Überblick über die Lernziele der einzelnen Experimente zum Thema Feuer. Experiment Lernziel Klasse/Anzahl der Schüler, die das Experiment durchgeführt haben Wann geht eine Kerze aus? Entfernen vom Sauerstoff zum 3. Klasse und 4. Klasse/ n = 16 Löschen einer Kerze durch Überstülpen eines Glases. Feuer löschen mal anders Löschen eines Wachsbrands durch 4. Klasse / n = 4 Unterstreiten der Entzündungstemperatur mittels Wasser. Löschen eines Wachsbrands Nicht jedes Feuer darf mit Wasser 3. und 4. Klasse / n = 23 gelöscht werden. Kerzenrennen Löschen von Kerzen durch Kohlenstoffdioxid. 3. und 4. Klasse / n = 15 Vorsicht, heiß? Kennenlernen der Flammenzonen 3. und 4. Klasse / n = 19 einer Kerze. Was brennt bei einer Kerze? Wachsdampf als Brennstoff bei 3. und 4. Klasse / n = 18 einer Kerze. Was wird aus einer Kerze? Bei der Verbrennung einer Kerze 3. Klasse / n = 3 entstehen Stoffe. Tabelle 26: Die Experimente des Themas Feuer und ihre Lernziele Befragungszeitpunkt 1: Die Kinder (n = 20) wissen am Befragungszeitpunkt 1 über die Verwendung von Feuer beim Grillen, Lagerfeuermachen oder beim Lichterzeugen sowie über Gefahren des Feuers Bescheid. Als Voraussetzungen zur Verbrennung beschreiben die Befragten den Sauerstoff (n = 5) bzw. die Luft (n = 14) und Stoffe (n = 10), die brennen können (Experiment Wann geht eine Kerze aus? ). Als Möglichkeiten des Feuerslöschens nennen die Kinder Wasser (n=20), Ersticken durch Entzug von Sauerstoff/Luft (n=15), Luft (ausblasen) (n = 12), Erde (n=8), Feuerlöscher/Schaum (n=7), Feuerwehr (n=7), Löschen mit einer Decke (n=6), Löschen durch Wälzen auf dem Boden (n=4) und Fenster schließen (n = 2) (Experimente Feuerlöschen mal anders, Löschen eines Wachsbrands, Kerzenrennen, Wann geht eine Kerze aus? ). Auch falsche Antworten (n = 9) wie das Löschen durch eine Kerze, Wachs und Styropor werden gegeben. Auf die Frage, wie ein Ölbrand in einer Pfanne zu löschen sei (Experiment Löschen eines Wachsbrands ), antworten die meisten Kinder (n = 20), dass sie Wasser über die Pfanne gießen würden. Viele Kinder (n = 12) kennen bereits das Phänomen des Experiments Wann geht eine Kerze aus?. Hierbei wird eine Kerze durch Überstülpen eines Glases gelöscht. Sie begründen dies 196

197 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL aber häufig mit Entzug von Luft (n=10) und seltener durch den fehlenden Sauerstoff (n = 3). Weder die Entzündungstemperatur als Voraussetzung für das Feuer, noch das Unterschreiten der Entzündungstemperatur zum Löschen ist bei den Kindern vor dem Laborbesuch bekannt ( Feuerlöschen mal anders ). Zwar ist allen Kindern bewusst, dass die Flamme unterschiedliche Färbungen hat, die meisten (n = 16) nennen aber nur die Farben Gelb, Orange und Rot, selten (n = 4) wird der blaue bzw. durchsichtige Teil genannt (Experiment Vorsicht, heiß? ). Viele Kinder äußern, dass die Flamme überall gleich heiß sei (n = 13) bzw. innen am heißesten ist (n = 9). Einige Kinder geben an (n = 6), dass die Temperatur der Flamme abhängig sei von der Brenndauer, der Flammengröße und der Sonneneinstrahlung: Es kann auch sein, dass die wärmer sind. Wenn auf einer Seite die Sonne scheint (J2). Nur zwei Kinder formulieren, dass die Flamme außen am heißesten sei, da sie dort als Erstes brenne (E1) bzw. weil da ja auch recht, manchmal auch ziemlich der meiste Wind kommt (W1). Begrifflichkeiten wie Wachsdampf oder Docht kennen nur wenige Kinder (n = 4). Die Befragten (n =21) wissen nicht, dass bei einer Kerze der Wachsdampf brennt. Auf die Frage hin, ob eine Kerze angezündet werden kann, ohne den Docht zu berühren antworten nur sehr wenige (n = 4), dass dies möglich sei (Experiment Was brennt bei einer Kerze? ). Die Wenigen, die sich diese Möglichkeit vorstellen können, begründen ihre Antwort falsch. 197

198 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Befragungszeitpunkt 2 Tabelle 27 gibt eine Übersicht über die Anzahl der Antworten getrennt nach Befragungszeitpunkt 2 und 3 und aufgeschlüsselt nach sehr guter, erinnerter und nicht vorhandener Erinnerung. Experiment Wann geht eine Kerze aus? n = 16 Feuer löschen mal anders n = 5 Löschen eines Wachsbrands n = 23 Kerzenrennen n = 15 Vorsicht, heiß? n = 19 Was brennt bei einer Kerze? n = 18 Was wird aus einer Kerze? n = 3 Durchführung Beobachtung Erklärung Befra- Befra- Befra- Befragungszeitpunkzeitpunkzeitpunkzeitpunkgungsgungsgungs Erinnerung Befragungszeitpunkt 2 Befragungszeitpunkt 3 Sehr gut Gut Nicht Sehr gut Gut Nicht Sehr gut Gut Nicht Sehr gut Gut Nicht Sehr gut Gut Nicht Sehr gut Gut Nicht Sehr gut Gut Nicht Tabelle 27: Übersicht über die Antworten zum Thema Feuer Dabei wird ersichtlich, dass am zweiten Befragungszeitpunkt das Experiment Wann geht eine Kerze aus? auf Durchführungs- und Beobachtungsebene sehr gut und auf Erklärungsebene gut in Erinnerung geblieben ist. Kennzeichnend ist bei diesem Experiment, dass nur die Hälfte der Kinder den erlernten Fachbegriff Sauerstoff nennt. Auffällig bei Feuerlöschen mal anders ist, dass alle Kinder das Experiment richtig erklären können, indem sie das Abkühlen durch Wasser als Löschmethode nennen. Das Experiment Löschen eines Wachsbrands wird auf allen drei Ebenen gut wiedergegeben. Bei der Beobachtung des Experiments Kerzenrennen beschreiben die Kinder (n = 6) einen bis zur Kerzenflamme aufsteigenden Schaum, was in Realität nicht der Fall ist ( der ist nach oben gegangen und der ist da an die Kerze gegangen (F3)). Zusätzlich berichtet keines der Kinder, dass Natrontabletten 198

199 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL für den Versuch notwendig sind und sie (n = 6) verwechseln Essig mit Öl bzw. Wasser. Darauf aufbauend werden von den Kindern (n = 9) falsche Erklärungen für dieses Experiment gegeben, nämlich dass Schaum die Kerze löscht und nicht das Kohlenstoffdioxid. Sechs Kinder berichten, dass sie das Experiment Was brennt bei einer Kerze? zu Hause ihren Eltern vorgeführt haben. Das Verinnerlichen der Durchführung spiegelt sich bei deren Beschreibung wieder, an die sich 11 Kinder gut erinnern. Auf Erklärungsebene ist kennzeichnend, dass die Kinder den Begriff Wachsdampf durch Begriffe, wie Dampf (n = 3), Rauch (n =6) und Nebel (n = 1), ersetzen. Auf Nachfragen, beispielsweise was der Rauch ist, können die Kinder keine richtigen Antworten geben. Das Experiment Was wird aus einer Kerze? wird von den Studierenden selten im Labor durchgeführt, was sich in der geringen Zahl der Stichproben (n = 5) zeigt. Das Experiment wird auf Erklärungsebene von keinem Kind richtig wiedergegeben. Befragungszeitpunkt 3 Am dritten Befragungszeitpunkt (siehe Tabelle 27) nimmt insgesamt die Erinnerung der Kinder ab. Die Problemgeschichte des Experiments Was brennt bei einer Kerze? unterstützt die Kinder beim Erinnern an das Experiment (n = 10). Nach deren Erwähnen können sie das Experiment beschreiben. Auffällig ist die große Anzahl an dazugehörigen falschen Erklärungen (n = 9): aufsteigende Luft, Hitze oder weißer Rauch, Flüssigkeiten, Zündstoff oder Gas. Bei der Beschreibung der Durchführung von Vorsicht heiß geben vier Kinder an einen Draht benutzt und diesen umgedreht zu haben. Falsche Erklärungen für das Experiment sind: je größer die Flamme ist, desto heißer ist sie sowie die Verwechslung des Temperaturverlaufs von innen nach außen. Die meisten Befragten erklären (n = 5) allerdings den Kausalzusammenhang je heißer, desto schwärzer ist die Färbung auf dem Stab. Fünf Kinder nennen einzelne Temperaturen der Flammenzonen, was nicht im Schülerlabor thematisiert wird. 199

200 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Diskussion Aus den Ausführungen wird deutlich, dass die Kinder viel Vorwissen zum Thema Feuer, insbesondere in Bezug auf die Löschmethoden, haben. Es besteht Aufklärungsbedarf zum Thema Wasser als Löschmittel, da falsches Handeln lebensgefährlich sein kann. Hierzu dient das Experiment Löschen eines Wachsbrands. Da die Kinder bereits wissen, dass ein Feuer durch Entzug von Luft gelöscht werden kann, ist anzudenken, das Experiment Wann geht eine Kerze aus? nur in der ersten und zweiten Jahrgangsstufe anzubieten. Wenn es weiterhin im Konzept der dritten und vierten Jahrgangsstufe beibehalten werden soll, muss der Schwerpunkt auf die Erarbeitung des Begriffs Sauerstoff gelegt werden. Aufgrund des geringen Vorwissens zur Entzündungstemperatur ist das Experiment Feuerlöschen mal anders für die dritte und vierte Klasse sinnvoll. Ebenso verhält es sich mit dem Experiment Kerzenrennen, da das Vorwissen zum Löschen mit Kohlenstoffdioxid sehr gering ist. Die befragten Kinder haben eine Vorstellung von der Form der Kerzenflamme, die Flammenzonen sind ihnen allerdings nicht bekannt. Auch über die Temperaturen der einzelnen Flammenzonen liegt kaum Vorwissen vor. Dies macht ein genaues Hinschauen und Thematisieren dieses Phänomens im Schülerlabor erforderlich. Die Erarbeitung der Bestandteile einer Kerze ist ebenfalls notwendig, da die Begrifflichkeiten nicht gesichert sind. Somit ist das Experiment Vorsicht, heiß? als Teil der Feuerstation zur Veranschaulichung der Flammenzonen, Temperaturunterschiede und der einzelnen Bestandteile der Kerze sinnvoll. Die Ergebnisse der beiden Post-Befragungen zeigen, dass das Experiment Löschen eines Wachsbrands für die Kinder sehr eindrucksvoll ist, da sie die Vorgehensweise und Beobachtung noch nach drei Monaten sehr gut wiedergeben. Allerdings fällt es den Kindern schwer, tiefgründige Erklärungen zu geben. Sie erinnern sich zwar, dass sie Feuer nicht mit Wasser löschen dürfen, können dies aber nicht begründen. Dennoch eignet sich das Experiment gut zur Darstellung dieses Phänomens, denn es ist fraglich, ob Kindern im Grundschulalter die genaue Ursache zu erklären ist. Das Nutzen des Experiments unterstreicht die Erzählung von D2, bei der ein Brand zu Hause ausgebrochen ist und ein Deckel zum Löschen verwendet wurde. Hier zeigt sich, dass der Lerninhalt in den Alltag übertragen wird. Bemerkenswert ist die Aussage von J2. Er berichtet zunächst, dass es nicht sinnvoll sei Wasser in das Feuer zu spritzen. Auf die Frage, wie das Feuer sonst gelöscht werden kann, antwortet er, Mi:it (1) 200

201 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL man löscht des ähm wenn man kaltes Wasser nimmt >gestikuliert< und dann drunter hält. Dies ist deshalb bedeutsam, weil er den Lerninhalt eines anderen Experiments ( Feuerlöschen mal anders ) anwendet. Da trotz der Durchführung des Experiments Wann geht eine Kerze aus? zwar Luft als Voraussetzung zur Verbrennung, aber selten Sauerstoff genannt wird, und der Begriff Entzündungstemperatur beim Experiment Feuerlöschen mal anders nicht gefestigt ist, wird eine Visualisierungshilfe für die beiden Experimente entwickelt (vgl. Abbildung 34). Die Kinder verwenden beispielsweise zur Erklärung die Begriffe Wärme oder Hitze bzw. Abkühlen und nicht den Begriff Entzündungstemperatur. Abbildung 34: Visualisierung der Voraussetzungen von Verbrennung. Die Lampe (= Feuer) brennt, solange alle drei Bedingungen erfüllt sind. Fällt eine Voraussetzung weg, erlischt die Lampe. Das Experiment Was wird aus einer Kerze? wird aus dem Konzept der dritten und vierten Jahrgangsstufe entnommen. Gründe sind die aus der kleinen Stichprobe hervorgehende seltene Durchführung des Experiments im Schülerlabor sowie die fehlende Erinnerung der Kinder. Trotz der seltenen Durchführung des Experiments im Labor wahrscheinlich bedingt durch das etwas höhere Gefährdungspotential wird das Experiment Feuerlöschen mal anders beibehalten, da es von den Kindern auf allen drei Ebenen erinnert wird. Aufgrund der beschriebenen Verwechslungen der Materialen beim Experiment Kerzenrennen wird das Experiment in Zukunft mit Backpulver bzw. Brausetabletten und Wasser durchgeführt, um die Entstehung von Kohlenstoffdioxid zu verdeutlichen. Aufgrund der falschen Beobachtungen erfüllt dieses Experiment nicht das bereits in der Lehrerbefragung Teil 1 geforderte Kriterium 201

202 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL der eindeutigen Beobachtung (vgl. Kapitel 4.1.2). Deshalb wird das Experiment zur Veranschaulichung der Gasbildung mit einem Hilfsexperiment 56 erweitert. Die Beschreibung von Temperaturen der einzelnen Flammenzonen beim Experiment Vorsicht heiß? am dritten Befragungszeitpunkt, die nicht im Schülerlabor behandelt werden, lässt sich darauf zurückführen, dass das Experiment in abgewandelter Form in der Zwischenzeit an der Schule durchgeführt wurde. Dies führt zu einem vertiefenden und ausweitenden Wissen. Dieses Beispiel wird in den Vortrag der Lehrerfortbildung eingebunden, um die Wichtigkeit der Nachbereitung zu verdeutlichen. Die Studierenden müssen bei der Erarbeitung des Experiments auf sprachlich differenziertere Aussagen der Kinder achten müssen. Die Kinder reduzieren die Äußerungen auf oben und unten bzw. innen und außen, anstatt von Flammenzonen zu sprechen. Deshalb sollen die Studierenden auf diese Problematik aufmerksam gemacht und die Notwendigkeit des gezielten Einsatzes einer Abbildung mit einer Flamme und den Flammenzonen verdeutlicht werden. Das Story-Telling zum Experiment Was brennt bei einer Kerze? unterstützt den Erinnerungsprozess bei den Kindern. Sie geben diese, oft mit Bezug zum Experiment, längerfristig richtig wieder. Auch das Story-Telling anderer Experimente hat diese Wirkung und bestätigt somit die im Kapitel dargestellten Ergebnisse von Lück und Schekatz- Schopmaier auch für Förderschüler (vgl. Lück 2005; Schekatz-Schopmaier & Lück 2011). Das Experiment wird von den Schülern gerne durchgeführt und zu Hause nachgemacht (vgl. affektive Aspekte). Um den Lernprozess zu unterstützen, wird es mit entsprechenden Zusatzhilfen ergänzt. Eine Tabelle, die die Aggregatzustände von Wachs verdeutlicht, wird entwickelt. Zudem wird der Versuch durch einen zweiten Teil erweitert, in dem ein Glasrohr in die Flamme gehalten wird. In diesem steigt Wachsdampf auf und wird somit für die Kinder deutlicher sichtbar. 56 In einen hohen Messzylinder wird etwas Essig und anschließend Natrontabletten bzw. Brause und Wasser gegeben. Anschließend wird mit einem Strohhalm eine Seifenblase in den Messzylinder gepustet. Die Seifenblase schwebt kurzzeitig in der Röhre bzw. fällt nach unten. Durch das aufsteigende Kohlenstoffdioxid entstehen neue Seifenblasen, welche langsam nach oben steigen. 202

203 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Thema Luft Befragungszeitpunkt 1 Assoziationen zum Thema Luft umfassen (n = 11) das Atmen oder den Lebensraum für Vögel. Luft ist unsichtbar, in der Atmosphäre vorhanden sowie lebensnotwendig und kann durch Wind wahrgenommen werden (n = 12). Die Befragten (n = 12) wissen, dass Luft nicht Nichts ist. Sie antworten auf die Frage, was in einer leeren Flasche sei antworten, dass Luft enthalten sei. Nur vier können dies nicht beantworten ( Sauerstoff in der Flasche ). Der Begriff Taucherglocke (Experiment Trocken zum Schatz? ) ist ihnen (n = 14) unbekannt und sie wissen nicht, dass die Glocke zum Hinaufholen von Schätzen bzw. zum Tauchen verwendet werden kann. Die Kinder (n = 10) können sich nicht vorstellen, Luft von einem Glas in ein anderes Glas zu füllen, auch nicht mit dem Hinweis, dass dies im Wasser erfolgt. Zum Zusammengeben von Wasser und Brausetablette (Experiment Eine Kanone mit Brause? ) geben die Kinder (n = 10) an, dass sich die Brause in Wasser auflöst oder sich im Wasser verteilt und sprudelt. Keiner der Befragten weiß, dass Kohlenstoffdioxid entsteht. Nur C1 erzählt, wie man daraus eine Kanone baut. Er und ein Freund haben das bereits ausprobiert. Das Vorwissen zum Experiment Braucht Luft immer gleich viel Platz? ist sehr gering. Fünf vermuten zu der Frage, was mit der erwärmten Luft passiert, wenn sie warm wird, dass sie explodiert, verkohlt oder sogar verschwindet. Zwei Kinder antworten, dass man die Luft gar nicht erwärmen kann bzw. gar nichts passiert. In Bezug auf die Funktionsweise eines Heißluftballons zeigt sich, dass die meisten Kinder (n = 8) wissen, dass Feuer dabei eine wichtige Rolle spielt, woran im Schülerlabor angeknüpft werden kann. Allerdings sind die Meinungen der Kinder, in welcher Art und Weise das Feuer bedeutsam ist, verschieden: das Feuer steige nach oben und wolle aus dem Ballon heraus, es entstehe eine Gas, das den Ballon fülle oder durch das Feuer würde der Ballon leichter. Fehlvorstellungen ohne Bezug zum notwendigen Feuer sind, dass der Ballon entweder mit einem Gas (Helium)gefüllt sei, was den Ballon nach oben nähme. Drei antworten, dass die heiße aufsteigende Luft den Ballon nach oben steigen lässt. Ein Kind hat dieses Experiment bereits durchgeführt, kennt aber keine Erklärung dafür. Befragungszeitpunkt 2 und 3 Die Ergebnisse sind Tabelle 28 zu entnehmen. 203

204 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Experiment Erinnerung Durchführung am Befragungszeitpunkt Beobachtung am Befragungszeitpunkt Erklärung am Befragungszeitpunkt Braucht Luft Platz? Braucht Luft immer gleich viel Platz? Sehr gut Gut Nicht Auffälligkeiten Zur Erinnerung ist das Vorzeigen der Flasche notwendig Interviewer: Kannst du mir sagen, was da drinnen ist? Befragter: Luft. Interviewer: Wie habt ihr das gezeigt? Befragter: Mit Wasser reinschütten. Das ging dann nicht, weil da Luft drinnen war. Erst beim Unten auf ging das Wasser rein. Die Luft raus. (C2) Keine Erinnerung mehr an Experiment bei Zeigen der Flasche, erst genauer Hinweis auf Trichter etc. notwendig. Erinnerung an die Erweiterung des Experiments. Begriff Platz oder Raum werden selten genannt, aber Luft wird häufig als Ursache beschrieben. Sehr gut Gut Nicht Auffälligkeiten Zur Erinnerung ist das Vorzeigen der Flasche mit Ballon notwendig. Das Zeigen der Flasche ist zur Erinnerung notwendig, dann aber sehr gute Erinnerung C3 erwähnt, dass bei ihnen der Versuch nicht funktioniert hat, trotzdem berichtet er, was hätte passieren sollen. Häufig erfolgt die Erklärung, dass: Luft nach oben geht, nicht dass sie sich ausdehnt. Falsche Antwort: Entstehung von Gasen, Verwechslungen z.b. ( Ähm weil des Wasser tut die Luft größer machen und die Wärme tut die Luft wieder kleiner machen. (F3) 204

205 Trocken zum Schatz Kann man Luft umfüllen Sehr gut Gut Nicht Auffälligkeiten Sehr detaillierte Beschreibungen Nur F3 kann das Experiment Trockene Schätze als Antwort auf die Frage, wie man einen Schatz trocken hochholen kann, nennen. Bei restlichen Kinder genauer Hinweis notwendig. Erinnerung, dass Schatz hochgeholt wird, aber nicht, dass das Glas bzw. die Figur trocken bleibt. Bei Nachfrage, warum die Figur trocken bleibt, erklären die Kinder dies durch die Luft im Glas. Viele beschrieben, dass NESSI durch die Luft im Glas trocken bleibt. Sehr gut Gut Nicht Auffälligkeiten Die Beschreibung fällt ihnen schwer und sie unterstützen die Beschreibung mit Gesten. Gesten sind zur Unterstützung der Beschreibung des Versuchs notwendig. Auf die Frage zur Erklärung kann nur P2 antworten: Ja, weil die Luft leichter ist., die restlichen Befragten können keine Begründung verbalisieren.

206 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Heißluftballon Sehr gut Eine Kanone mit Brause? Gut Nicht Auffälligkeiten sehr detailliert Sehr detaillierte Beschreibung im Vergleich zu anderen Experimenten. A3 berichtet, dass er den Teebeutelversuch auf einem Geburtstag bereits durchgeführt habe. Sehr gut Erinnerung: wenn das unten ist, dann ist des hochgestiegen(d2) ; gute Erinnerung: Teebeutel fliegt hoch. Nur T3 kann sich erinnern, dass das Aufsteigen des Beutels erst nach kurzer Zeit passiert. Keiner der Kinder beschreibt, dass die verkohlten Reste wieder herunterfallen. Einige Kinder leisten Transfer zum Heißluftballon und erklären anhand dieses Experiments dessen Funktionsweise. Falsche Antworten: Hereinkommen von Luft, die den Teebeutel hochfliegen lässt, geringes Gewicht sodass der Teebeutel nach oben fliegt, ohne Bezug zur Luft bzw. zum Feuer. Weniger Bezug zum Heißluftballon, aber bei Nachfrage häufig richtige Erklärung Sehr gut Gut Nicht Auffälligkeiten Sehr detailliert Häufiges vergessen von Brausetablette bzw. Umschreibungen wie Traubenzucker (C3) Tabelle 28: Übersicht über die Ergebnisse von Befragungszeitpunkt 2 und 3 Sehr gute Erinnerung: das Hochfliegen bzw. gute Erinnerung in die Luft gesprengt (A2) Keine Nennung von Kohlenstoffdioxid oder Gas. A 3: Weil da ganz viel wie soll ich sagen, >zeigt mit den Fingern aufsteigendes Gas> das sucht da irgendwie ein Ausgang, der einzige Ausgang ist natürlich nur der Deckel und dann ist das Wasser hoch und alles hochgestiegen und der Deckel hochgegangen und das Wasser rausgespritzt. 206

207 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Diskussion Beim Themenbereich Luft ist den hörgeschädigten Kindern bekannt, dass Luft etwas ist, das überall vorhanden und lebensnotwendig ist. Insgesamt ist das Vorwissen zu Luft und zu den entsprechenden Experimenten relativ gering, abgesehen vom Experiment Braucht Luft Platz?. Dies deckt sich mit den Ergebnissen zu Schülervorstellungen bei Regelschülern im Kapitel Das Experiment wird deshalb aus dem Konzept der dritten und vierten Klasse genommen. Zur Erklärung der Funktionsweise der Taucherglocke sowie der Veranschaulichung, dass Luft nicht Nichts ist, wird das Experiment Trocken zum Schatz? sowie Kann man Luft umfüllen? beibehalten, da die Anforderungen hier höher sind. Insgesamt haben die Kinder bereits Vorstellungen darüber, dass Feuer und Luft eine Rolle beim Heißluftballon spielen, worauf im Schülerlabor aufgebaut werden kann. Die auffällige Beschreibung der Durchführung des Experiments Kann man Luft umfüllen? mit Gesten ist durch viele Teilschritte und durch erforderliche Begriffe wie senkrecht oder quer bedingt. Dies bestätigt die Notwendigkeit einfacher und kurzer Arbeitsanweisungen nicht nur zur Durchführung der Experimente, wie die Lehrer es in der Lehrerbefragung Teil 2 bereits fordern (vgl. Kapitel 4.2.2), sondern auch für deren mündliche Wiedergabe. Zum Einstieg in die Thematik Luft ist somit das Experiment angemessen, zur Veranschaulichung wird ein ikonisches Modell zur Veranschaulichung. Die beiden Experimente Trocken zum Schatz? und Heißluftballon sind sehr motivierend und spielerisch, was die Erinnerung an die Durchführung begründet. Die Kinder erzählen bereits einen Tag nach dem Laborbesuch, dass beim Experiment Trocken zum Schatz? zwar der Schatz hochgeholt wird, aber nicht, dass die Figur im Glas trocken bleibt. Aufgrund der ungenauen Beobachtung wird ein Zusatzexperiment 57 ergänzt. Um die Erklärung beim Heißluftballon zu erleichtern, ist die Verknüpfung mit dem Experiment Braucht Luft immer gleich viel Platz? notwendig. Kennzeichnend beim Experiment Kanone mit Brause? ist, dass keiner der Schüler die Entstehung von Kohlenstoffdioxid nennt. Deshalb soll mit Hilfe von Wortkarten das Experiment sowie der Begriff Kohlenstoffdioxid besprochen und mit dem Zusatzexperiment Brause mit Kraft? 58 ergänzt werden. 57 In das Glas wird etwas Zeitungspapier gegeben und in das Wasser getaucht. Die Zeitung bleibt durch die Luft im Glas trocken. 58 Dabei wird ein Luftballon durch das beim Auflösen von Brause in Wasser entstehende Kohlenstoffdioxid aufgeblasen. 207

208 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Thema Wasser Befragungszeitpunkt 1 Allgemeine Assoziationen zum Thema Wasser beziehen sich auf dessen spezifische Eigenschaften (flüssig, nass oder feucht, gesund) (n = 9) und dessen Verwendung (Abkühlen, Schwimmen, Trinken, Putzen, und Feuerlöschen) (n = 15). Zudem ist es ein Lebensraum für Tiere. Auf die gezielte Frage was passiert, wenn Öl und Wasser zusammengegeben werden (Experiment Mini-Lavalampe, Reise des Tintentopfens ), antworten die Kinder sehr häufig falsch. Die Kinder (n = 8) geben beispielsweise an, dass das Wasser schmutzig wird, eine andere Farbe bekommt, ölig schmeckt, ein Matsch entsteht oder dass sich die beiden Stoffe mischen. Drei geben an, dass sich Blasen oder Klumpen aus Öl bilden. Dass Öl und Wasser zwei Phasen bilden, nennen nur wenige (n = 4). Sie beziehen sich auf das Öl oder die Fetthaut, die sie beim Kochen beobachtet haben. Die Frage Was ist Eis? beantworten viele Kinder (n = 14) richtig: Also (3) er besteht aus Wasser. Interviewer: Mhm >nickt< und was ist mit dem Wasser passiert? Befragter: Eingefroren (I1). Einige Kinder (n = 5) beschreiben, dass Eiswürfel in der Sonne schmelzen. B1 antwortet, dass sich der Eiswürfel auflöst. Fehlvorstellungen sind, dass das Eis vom Nordpol nach Deutschland transportiert wird und dampfen kann. Ein Kind der Sprachlerngruppe III antwortet, dass sie es nicht weiß, weil sie die Herstellung noch nicht gesehen hat. Im Gegensatz zu Fragen zum Schmelzen von Eis, antworten die Kinder (n = 2) selten richtig auf die Frage was passiert, wenn Wasser erhitzt wird. Fehlvorstellungen sind Glühen bzw. Brennen des Wassers oder Erhitzen der Luft durch das Wasser. Nur ein Kind nennt den Begriff Verdampfen und beschreibt, dass sich Wolken bilden. Zur Löslichkeit wissen nur wenige Kinder vor dem Laborbesuch, dass sich Zucker, Salz, Brause und andere Stoffe in Wasser lösen. Zusätzlich haben sie auch viele Fehlvorstellungen darüber, was sich noch in Wasser lösen könnte. Interessanterweise gebärden die LBG kommunizierenden Kinder, dass sich der Zucker nicht auflöst, sondern schmilzt. Die anderen Kinder umschreiben den Vorgang mit Zermahlen, Verschwinden und Schmelzen. Zum Thema Oberflächenspannung werden die Kinder am ersten Befragungszeitpunkt befragt, warum ein Wasserläufer über das Wasser laufen kann. Die Befragten begründen dies durch spezifische Eigenschaften des Wasserläufers: Er sei klein, schnell, leicht und habe spezielle 208

209 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Beine oder Füße. Kein Kind gibt vor dem Schülerlaborbesuch eine richtige Antwort. Befragungszeitpunkt 2 und 3 Die Ergebnisse sind in Tabelle 29 dargestellt. Diskussion Die Assoziationen zum Thema Wasser zeigen, dass den Kindern die Lebensnotwendigkeit dieses Elements und seine vielfältige Verwendung bewusst sind. Insgesamt ergibt sich ein ausgeprägtes Vorwissen im Bereich Schmelzen und ein geringes Vorwissen zum Thema Verdampfen. Die beschriebenen Ergebnisse zum Lösungsvorgang bestätigen die im Kapitel dargestellten Ergebnisse, wonach viele Fehlvorstellungen zu diesem Phänomen vorhanden sind. Insbesondere ist der Unterschied der Sprachlerngruppen III zu den andern Sprachlerngruppen auffällig, die den Vorgang Schmelzen und Lösen verwechseln. Sie haben eine geringe Vorstellung darüber haben, wie sich der Zucker in Wasser auflöst. Durch das Experiment Stern aus Zucker und Mini-Lavalampe sollen diese Fehlvorstellungen korrigiert werden. Erstaunlicherweise besteht ein geringes Vorwissen zum Wasserläufer und zur Oberflächenspannung, obwohl dieses eigentlich ein Thema für den Unterricht der zweiten Klasse im Bereich Erfahrungen über Wasser sammeln ist. Entweder ist dieses in der Schule nicht thematisiert worden oder die Kinder haben diesen Aspekt wieder vergessen. Für das Schülerlabor bedeutet dies, dass die Thematik erneut aufgenommen und wiederholt werden sollte. 209

210 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Experiment Erinnerung Durchführung am Befragungszeitpunkt Beobachtung am Befragungszeitpunkt Erklärung am Befragungszeitpunkt Sehr gut Gut Nicht Reise des Tintentropfens Auffälligkeiten Vermischung von Durchführung und Beobachtung. Versuch wird nur von wenigen Kindern durchgeführt. Vermischung mit Mini- Lavalampe. Erinnerung nur an eines der beiden Phänomene. Aussage, dass die Tinte eine Kugel im Öl bildet. Ein Kind erinnert richtig, dass das Öl leichter ist als das Wasser, weshalb es oben schwimmt. Auf die Frage, warum der Tintentropfen hängen bleibt, können die Kinder keine richtige Antwort geben. Erklärung nur einer der beiden Phänomene möglich. Sehr gut Gut Nicht mal Wasser? Auffälligkeiten Schwierigkeiten bei der Beschreibung der Geräte treten auf, sonst sehr detaillierte Erinnerung. Umschreibungen und Gesten für die Geräte notwendig ( Dann mit so da so aus Draht so sowas >macht kreisförmige Handbewegung< (G3)). Die Kinder haben häufiger Erinnerung an das Schmelzen als an das Verdampfen Dersch hat gesprudelt so. (I2) Häufige Verwechslung von Schmelzen und Lösen dann hat es sind die geschmolzen. Die ähm ähm des die sind ganz schnell geschwommen, die haben haben sich aufgelöst im Wasser. (I2). Erklärung und Beobachtung sind schwer zu trennen (oft die gleichen Antworten). Die Kinder umschreiben Wasserdampf mit Rauch bzw. Dampfrauch. Falsche Antwort ist, dass Luft aufsteigt. Keine klare Trennung von Erklärung und Beobachtung möglich. 210

211 Warum kann ein Wasserläufer über das Wasser laufen? Sehr gut Gut Nicht Wasser ein Kleber? Auffälligkeiten Viele Sehr gute Erinnerungen. Keiner hat sich nicht erinnert. Kinder vergessen, dass der Versuch einmal mit Wasser und einmal ohne Wasser der Versuch durchgeführt wird. Die Kinder erinnern sich sogar an die Anzahl der Münzen. Viele Kinder nennen als Erklärung, dass Wasser klebt, aber nicht die Oberflächenspannung. Die Anzahl falscher Antworten steigt an (der Stapel wird schwer und somit fallen die Münzen um). Sehr gut Gut Nicht Auffälligkeiten Seltene Nennung von Spülmittel, Verwechslung mit anderen Materialien. Verwechslung der Materialien mit Pulver, Öl, Mehl, Salz und häufiges Vergessen des Spülmittels sind kennzeichnend. Falsche Antworten sind: nach Zugabe des Spülmittels bleibt Pfeffer oben und es steigen Blasen auf ( Mini-Lavalampe). Impuls Oberflächenspannung durch Interviewer notwendig, damit Kinder richtig erklären können. Häufige Verwendung von Synonymen wie Haut, Folie. Häufige Nennung des Modells tritt auf. Transfer auf Wasserläufer ist nur von zwei Kindern möglich. Falsche Antworten sind, dass Spülmittel Druck verursacht und dass das Glas voll ist. Häufiger Bezug zum Wasserläufer, aber oft falsche Erklärung (spezifische Beine, ist schnell und leicht).

212 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Mini- Lavalampe Stern aus Zucker? Sehr gut Gut Nicht Auffälligkeiten Kinder verwechseln Öl mit Essig bzw. Salz mit Zucker ( Dann haben wir draufgetan. Zucker? (A2)). Verwechslung mit anderen Versuchen, Verwechslung der Stoffe (Spülmittel, Tinte, Zucker, Dioxin) tritt auf. Viele sehr gute Beobachtungen. Insgesamt sehr gut erinnert von den Kindern ( Dann kommt dann so <formt runde Blase mit den Händen> ähm aus dem Öl werden dann so Salzblasen und die steigen dann nach oben. (G3)). Falsche Antworten sind: dass Öl an der Luft bleiben oder dass es einfach nicht untergehen möchte, die Blasen benötigen Sauerstoff und Salz klebt. Richtige Begründungen sind: Öl ist leichter, Weil Öl nicht das gleiche Material ist wie Wasser. Und Öl macht und Öl schwimmt so zusagen auf einer Spannung. (A2). Salz ist laut Aussage der Kinder schwerer. Aber keine Verwendung des Dichtebegriffs. Falsche Antworten sind Sprudeln, Schmelzen, dass sich Öl von Salz ernährt, Öl benötigt Luft, Öl ist leichter als Luft, V3 überträgt Experiment auf das Meerwasser, in dem Salz gelöst ist; Häufig Erklärung nur von einem der beiden Phänomene Sehr gut Gut Nicht Auffälligkeiten A2 erzählt, dass der Versuch bei ihnen nicht richtig geklappt hat Zwei Kinder verbinden mit dem Lerninhalt Zucker löst sich auf den Versuch Mini-Lavalampe bzw. 3mal Wasser. Umschreibungen der Tinte mit Füller oder Patrone. Sehr viele gute Erinnerungen treten auf Tabelle 29: Übersicht über die Ergebnisse der zweiten und dritten Befragung zum Thema Wasser Drei Kinder verwechseln die Beobachtung mit der von der Mini- Lavalampe. Verbalisierung von Synonymen von Lösen: auslösen, zerfallen, verteilen, weichgemacht, bzw. runter laufen sowie schmelzen; letzteres insbesondere von Kindern aus SPLG III. Verwechslung mit Begriff schmelzen von Kindern der SPLG III. 212

213 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Die Zusammenstellung der Experimente muss aufgrund der Verwechslungen auf Durchführungs- und Beobachtungsebene überdacht werden, insbesondere das gleichzeitige Anbieten des Experiments Mini-Lavalampe und Reise des Tintentropfens. Den Kindern fällt es schwer, sich an die richtigen Materialien zu erinnern und sie verwechseln diese häufig (Salz mit Zucker; Öl mit Essig). Auch vermischen die Kinder die Beobachtung von Stern aus Zucker mit der Mini-Lavalampe, aber auch Kann der Wasserläufer über das Wasser laufen? mit der Mini-Lavalampe sowie Reise des Tintentropfens mit der Mini-Lavalampe. Wahrscheinlich sind die Materialien und Durchführungsschritte bei diesen Experimenten zu ähnlich. Diese These wird bestätigt, da sich die Kinder sehr gut an das Experiment Wasser ein Kleber? erinnern. Dieses unterscheidet sich stark von den anderen Experimenten. Daraus kann gefolgert werden, dass unterschiedliche Vorgehensweisen die Nachhaltigkeit der Erinnerung fördern. Auffällig ist die Nennung des Modells beim Experiment Warum kann ein Wasserläufer über das Wasser laufen?. Die Kinder erklären den Begriff Oberflächenspannung mit dem Modell. Allerdings wird die Erkenntnis zur Oberflächenspannung nicht auf das Experiment Wasser ein Kleber? transferiert. Deshalb ist anzudenken, das gleiche Modell hinzuzuziehen. Die erschwerte Wiedergabe der unbekannten Materialien des Versuchs 3mal Wasser auf Durchführungsebene, bestätigt die Argumente für die Erarbeitung der Materialien vor dem Laborbesuch. Auf Erklärungsebene ist der Begriff Wasserdampf bzw. dampfen nachhaltig verinnerlicht. Durch die beiden Experimente Reise des Tintentropfens und Mini-Lavalampe wissen die Schüler nach dem Laborbesuch, dass Öl und Wasser sich nicht mischen. Vielen Kindern fällt es schwer, die jeweilige Erklärung für beide Phänomene richtig wiederzugeben. Deshalb wird das Experiment Mini-Lavalampe aufgeteilt in zwei Vorexperimente 59. Dadurch soll die Wirkungsweise der Mini-Lavalampe durch das Lösungsverhalten des Salzes für die Schüler verdeutlicht werden. Die beiden Teilexperimente sollen dann den Wortkarten löst sich bzw. löst sich nicht zugeordnet werden und die Kinder abschließend die Mini-Lavalampe bauen. Beim Experiment Reise des Tintentropfens ist die Entwicklung von Teilexperimenten nicht möglich. Deshalb wird im Schülerlabor der Schwerpunkt auf das Phänomen Oberflächenspannung gelegt und zusätzlich das Experiment Ein Geist in der Flasche? angeboten. 59 Erstens das Lösen von Salz in Wasser und zweitens das Lösen von Salz in Öl. 213

214 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Allgemein lässt sich daraus schlussfolgern, dass die nachhaltige Erinnerung an ein im Schülerlabor durchgeführtes Experiment, das zwei Phänomene vereint, häufig nur für ein Phänomen gegeben ist. Insgesamt ist das Experiment Warum kann ein Wasserläufer über das Wasser laufen? wenn der Anspruch auf die Vermittlung des Begriffs Oberflächenspannung liegt, nicht geeignet. Genügt allerdings die Erklärung, dass das Wasser die Eigenschaft hat, eine Spannung oder eine Haut zu haben, ist das Experiment sinnvoll. Die Befragten verbinden zwar das Experiment mit dem Wasserläufer, allerdings erklären sie dessen Fähigkeit über das Wasser zu laufen, häufig falsch. Um die Transferleistung zu unterstützen wird ein Bild und Modell zum Wasserläufer im Labor bereitgestellt. Beim Experiment Stern aus Zucker? ist auffällig, dass die Kinder der SPLG III als Einzige den Begriff Schmelzen einen Tag und drei Monate nach dem Laborbesuch weiterhin verwenden. Somit eignet sich das Experiment zur Veränderung der Begrifflichkeiten in der SPLG I und II. Thema Erde Befragungszeitpunkt 1 Zum Thema Erde wird das Vorwissen zu den Experimenten Blaukraut oder Rotkraut?, Schwarze Kohle als Reiniger? und Filzern auf der Spur abgefragt. Mit Säuren verbinden neun Kinder hauptsächlich die Zitrone, die sauer schmeckt. Wenige Kinder ergänzen, dass in der Zitrone Ähm Zitronensäure (n = 2) und im (Mineral-)Wasser Kohlensäure (n = 2) ist. Fehlvorstellungen (n = 4) von einer Säure sind schwarzer Schleim, der ätzend ist, und deren Ungefährlichkeit. Viele Kinder (n = 7) geben an, dass sie das Wort noch nie gehört und dazu keine Vorstellung haben. Nur wenige wissen (n = 2), dass Säuren gefährlich sind. Die Frage nach dem Experiment Filzern auf der Spur zeigt, dass fünf Kinder wissen, dass die Farben in den Filzstiften gemischt sind. Auf dieses Vorwissen kann bei der Chromatographie im Experiment Filzern auf der Spur aufgebaut werden. Zum Experiment Schwarze Kohle als Reiniger? liegt nur sehr geringes Vorwissen vor. Kochen, Spülmittel und Schwamm sind Hilfsmittel, die laut den Befragten (n = 8) helfen, schmutziges Wasser zu säubern. Der Begriff Aktivkohle abgesehen vom Wort Kohle ist keinem Kind bekannt. Befragungszeitpunkt 2 und 3 Die Ergebnisse sind in Tabelle 30 dargestellt. 214

215 Experiment Erinnerung Durchführung am Befragungszeitpunkt Beobachtung am Befragungszeitpunkt Säuren sind gefährlich? Erklärung am Befragungszeitpunkt Sehr gut Gut Nicht Den Filzern auf der Spur Schwarze Kohle zum Reinigen? Auffälligkeiten Kinder erinnern sich selten an verwendeten Essig. Sehr detailliert erinnert ist: Eierschale löst sich auf, wird weich, Blasen sind erkennbar. Sehr detaillierte Beschreibungen kennzeichnend. Sehr gute Erinnerung ist: die Säure löst die Eierschale auf. Falsche Aussage ist, dass die Essigsäure kocht und die Schale deshalb weichmacht. Zwei Schüler übertragen das Phänomen auf ihre Zähne. Selten wird Zusammenhang zwischen Säure bzw. Essig und Eierschale beschrieben. Sehr gut Gut Nicht Auffälligkeiten Insgesamt sehr detaillierte Erinnerung. Wenn eine Erinnerung vorhanden ist, dann sehr genau. Detaillierte Erinnerung an das Verlaufen der Farben bzw. Entstehen von Mustern Sehr gute Erinnerung ist z.b. Weil da ähm das sind, verschiedene Stoffe innen. (E2). Sonst treten häufige Umschreibungen, dass Farben verlaufen ( Farben verschoben (W2)) auf. Häufige Verwendung von Synonymen von dem Begriff Verlaufen ( dann saugt sich das hoch und dann bunt des ist wie schmelzen aber so ähnlich. (M3)) oder Verbreiten, Verschwimmen oder Weiterlaufen. Sehr gut Gut Nicht

216 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Blaukraut oder Rotkraut? Auffälligkeiten Selten werden beide Stoffe genannt Keines der Kinder benutzt das Wort sauber, sondern weißer, heller Hinweis auf Bild von Aktivkohle ist notwendig. Der Zusammenhang der Aktivkohle und Schwamm wird von vielen Kindern erkannt, allerdings nicht, dass in den Löchern des Schwamms die Partikel hängen bleiben, sondern dass der Schwamm dies aufsaugt. Sehr gut Gut Nicht Auffälligkeiten Umschreibungen des Blaukrauts mit Gemüse oder ähnlichem durch die Kinder. Verwechslungen bzw. Vergessen einzelner getesteter Stoffe vorhanden. Viele Umschreibungen vorhanden, insbesondere von den Kindern der SPLG III, vom Begriff Blaukraut mit Salat (O3), Obst (N3) oder Zwiebel (M3); Zunahme der Verwechslungen der getesteten Stoffe Teilweise nur Erinnerung an einzelne Farben bzw. Verwechslung Tabelle 30: Ergebnisse zum Thema Erde am zweiten und dritten Befragungszeitpunkt Bei SPLG II wird legig für laugig bzw. nortnal statt neutral genannt. Der Begriff Säure wird öfter wiedergegeben als Lauge und neutral. Falsche Aussagen sind, dass sich die Farben verändern aufgrund das Zusammenmischen verschiedener Farben bzw. das falsche Bennen der Begriffe, z.b. süß, bitter, salzig; Häufiges Erklären mit der Abbildung auf dem Hilfsblatt. Weniger häufige Nennung der Begriffe Lauge, neutral und sauer kennzeichnend. Aber sauer und Zitrone werden miteinander verknüpft. Ursache wird im Zusammenmischen der Farben gesehen, dass die grüne Farbe durch Mehl oder Essig entsteht oder weil der Stoff flüssig ist. Erinnerung an das Hilfsblatt, das zur Erklärung herangezogen wird, auffällig.

217 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Diskussion Im Themenbereich Erde zeigt sich insgesamt das geringste Vorwissen, weshalb hier der Lebensweltbezug der Experimente besonders wichtig ist. Die anspruchsvollere Erinnerung an die Durchführung des Experiments Blaukraut oder Rotkraut im Vergleich zu anderen Experimenten spiegelt sich in der Verwechslung der verwendeten Stoffe wieder. Deshalb ist eine Begrenzung auf drei Stoffe notwendig. Auffällig ist, dass die Durchführung von Filzern auf der Spur sehr detailliert in Erinnerung bleibt. Wie bereits beim Experiment Filzer auf der Spur vom Thema Wasser weichen auch hier die erforderlichen Handlungsschritte sehr stark von denen der anderen Experimente ab. Bei der Beobachtung Filzer auf der Spur ist die Verwendung von Synonymen zur Erklärung des Experiments auffällig, weshalb hier im Labor auf eine geeignetere Wortwahl geachtet werden soll. Dies soll durch den Einsatz von Wortkarten unterstützt werden. Die starke Abnahme der Nennungen der Begriffe Säuren, Laugen und neutral, weisen auf eine kurzfristige Verinnerlichung der Begriffe hin. Auffällig ist, dass die eingesetzte Visualisierung zur Erklärung des Experiments für einige Kinder eine große Hilfe ist. Da sie sich offensichtlich gut an sie erinnern und anhand der Visualisierung das Experiment erklären, ist deren Einsatz weiterhin notwendig. Kritisch zu sehen dagegen ist die Verwendung des Hilfsblatts bzw. die Abbildung einer vergrößerten Ansicht von Aktivkohle. Die Ähnlichkeit zwischen der Aktivkohle und einem Schwamm wird von vielen Kindern erkannt. Allerdings erklären sie nicht, dass die Partikel in Löchern des Schwamms hängen bleiben, sondern dass der Schwamm diese aufsaugt. Auf diese Problematik ist in der Vorbereitungsveranstaltung hinzuweisen, damit die Studierenden auf geeignetere Wortwahl bzw. richtiges Verständnis der Kinder achten. Die Kinder erklären zwar, dass Essig Eierschalen auflöst, allerdings können sie nicht erklären, dass dies durch dessen saure Eigenschaft erfolgt. Deshalb wird in der Anleitung des dazugehörigen Experiments der Säurenachweis ergänzt. Um das Vermischen bei der Herstellung der Farben zu verdeutlichen, sollen nach der Chromatographie der Filzstifte beim Experiment Filzer auf der Spur die Kinder die Farben mit Hilfe von Wassermalfarben am Anschluss des Experiments wieder zusammenmischen. Nach Darstellung der Ergebnisse und Folgerungen für die Konzeption, werden nun die Ergebnisse der drei Befragungszeitpunkte quantitativ miteinander verglichen. 217

218 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Vergleich der Experimente In Abbildung 35 ist die erinnerte und nichterinnerte Durchführung der jeweiligen Versuche über den zweiten und dritten Befragungszeitpunkt hinweg dargestellt. Hierbei sind nur Experimente berücksichtigt, die von mindestens 10 Kindern durchgeführt wurden. Dabei ist ersichtlich, dass die Durchführungen insgesamt sehr gut erinnert werden und bestätigen somit die Ergebnisse von Langermann in Bezug auf hörgeschädigte Kinder (vgl. Kapitel 2.3.1). Die Experimente Luft braucht Platz, Schwarze Kohle als Reiniger?, und Warum kann ein Abbildung 35: Über den zweiten und dritten Befragungszeitpunkt durchschnittliche Erinnerung der Durchführung einzelner Versuche Wasserläufer über das Wasser laufen? werden am wenigsten erinnert. Diese Experimente kennzeichnen sich durch wenig Farbigkeit, sind insgesamt unspektakulär und werden auch nicht als Lieblingsexperiment von den Kindern bezeichnet. Aus Abbildung 36 ist ersichtlich, dass die gleichen Experimente im Vergleich zu den anderen Experimenten auch auf Beobachtungsebene weniger gut erinnert werden. Insgesamt ist die Erinnerung an die Beobachtung sehr hoch. 218

219 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Abbildung 36: Erinnerte Beobachtungen in Prozent über den zweiten und dritten Befragungszeitpunkt hinweg Wie zu erwarten, ist die Erinnerungsleistung und somit das nachhaltige Lernen auf Erklärungsebene geringer (vgl. Abbildung 37). Auffällig ist, dass die Experimente Kann man Luft umfüllen?, Kerzenrennen weniger häufig richtig erinnert werden. Hier ist die Umsetzung der aus den Interviews entwickelten Maßnahmen zwingend erforderlich. 219

220 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Abbildung 37: Erinnerte Erklärung in Prozent über den zweiten und dritten Befragungszeitpunkt hinweg 100% 80% 60% 40% 20% Abbildung 38: Vergleich des Vorwissens mit den richtig wiedergegebenen Erklärungen der beiden Befragungen nach dem Laborbesuch (in Prozent) 220

221 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Abbildung 38 gibt einen Überblick über die richtig wiedergegebenen Erklärungen der Experimente. Dabei ist ersichtlich, dass kein Vorwissen für die Experimente Was brennt bei einer Kerze?, Kerzenrennen und Warum kann der Wasserläufer über das Wasser laufen? vorhanden ist. Zusätzlich wissen die Kinder wenig darüber, was bei einer Kerze brennt und was passiert, wenn Luft heiß wird. Die Experimente, die im Labor eingesetzt werden, sind somit Erkundungsexperimente (vgl. Kapitel 2.1.6). Aus der Grafik geht hervor, dass bei den befragten Kindern durch einige Experimente fehlendes Wissen hinzugewonnen und falsche Schülervorstellungen (vgl ) verändert werden können. Dies ist nicht durch die Experimente Kann man Luft umfüllen und Kerzenrennen möglich. Hier ist die Umsetzung der aus den Interviews entwickelten Maßnahmen zwingend erforderlich. Insgesamt ist aber ein sehr zufriedenstellendes nachhaltiges Lernen durch das Konzept NESSI-FÖSL zu verzeichnen. Auffälligkeiten bei Kindern der Sprachlerngruppe III Die Interviews der Kinder der Sprachlerngruppe III werden abschließend auf Auffälligkeiten untersucht. Die Betreuer im Labor sind nicht der Gebärdensprache mächtig. Die Kinder berichten von einem gegenseitigem Helfen bzw. ein Unterstützen durch die Lehrer für das Gelingen der Kommunikation. Dies verdeutlicht beispielsweise die Aussage von N2: Und ähm und Betreuer 5 hat gesagt wir müssen ganz gut verstehen, das ist ganz wichtig und dann wisst ihr nicht und dann irgendwann brennt ihr und dann hab ich auch gedolmetscht. Die Betonung der Wichtigkeit des Verstehens des Betreuers steigert die Konzentration auf das Verstehen von sprachlichen Äußerungen. Auffällig beim Vergleich zwischen den LBG-kommunizierenden Kindern und den lautsprachorientierten Kindern ist, dass insgesamt weniger Vorerfahrungen und Vorwissen vorliegen. Damit bestätigt sich der in den theoretischen Ausführungen beschriebene Erfahrungsmangel in Abhängigkeit der Sprachlerngruppe (vgl. Kapitel 2.2.2). Aufgrund des geringen Vorwissens ist der Lernzuwachs bei Sprachlerngruppe III am größten (vgl. Abbildung 39). Interessanterweise nennen alle Kinder im Laufe des Interviews Experimente, die sie in der Schule bereits durchgeführt haben, können allerdings auf die Frage Was ist ein Experiment? häufig keine Antwort geben. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass der Begriff Experiment bei den Kindern nicht bekannt ist oder dass die Abstraktion der Funktion eines Experiments nicht möglich ist. 221

222 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Abbildung 39: Vergleich der Sprachlerngruppen I bis III in Bezug auf das Vorwissen und der richtig wiedergegebenen Erklärungen einen Tag und drei Monate nach dem Laborbesuch N2 hat neue Begriffe aufgenommen, kann sie allerdings nicht mit dem dazugehörigen Experiment bzw. den Lerninhalt verknüpfen: Interviewer: Nicht Rauch? Sondern wie hieß das? Befragter: Luft. Interviewer: Ne:e. Befragter: Lauge. Interviewer: Ne:e Wachsdampf. Weiterhin ist auffällig, dass eine erschwerte Hördiskriminierung der Fachbegriffe für hochgradig hörgeschädigte Kinder vorhanden ist. Bei den Begrifflichkeiten benutzen sie häufig Abwandlungen und Buchstabenersetzungen. So nennen P2 und F2 beispielsweise die Eigenschaft legig für laugig bzw. N2 nortnal statt neutral. Hier wird das im Kapitel dargestellte nicht Hören von Vokalen bzw. Wortteilen und das Lernen von Fachbegriffen deutlich. Die Kinder verwenden während des Interviews für die neuen Begriffe entweder keine Gebärden oder eigenentwickelte Gebärden. Deshalb sollte hier noch einmal darauf geachtet werden, dass die Wortkarten und Visualisierungen verstärkt eingesetzt und die Wörter artikulatorisch eingeübt werden. Außerdem ist die Bereitstellung der entsprechenden Gebärden erforderlich. Zur Erklärung der Begriffe Säure, Lauge und neutral nehmen die Kinder oft Bezug zu den Visualisierungen, die im Schülerlabor zur Erklärung verwendet werden. Zudem ist auffällig, dass sich gerade die LGB-Kinder sehr gut an das Experiment Blaukraut oder Rotkraut? erinnern und diesen auch als einen ihrer Lieblingsversuche angeben. Gründe können sein, dass es für die Kinder völlig unterwartete Ergebnisse zeigt oder die Farben gerade für visuell ausgerichtete Kinder prägend sind und somit besser im Gedächtnis verankert bleiben. Ein weiterer Grund könnte eine besonders gute und positive empfundene Betreuung durch den Studenten an diesem Labortag sein. 222

223 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Zusätzlich ist kennzeichnend, dass die Kinder der Sprachlerngruppe III vor dem Laborbesuch keine Vorstellung darüber haben, was passiert, wenn Zucker in Wasser gegeben wird. Sie verwenden auch nach dem Besuch vom NESSI-FÖSL den Begriff schmelzen als Ersatz und Umschreibung für viele Wörter, wie löschen, verlaufen oder lösen. So erklärt zum Beispiel K2 den Versuch Stern aus Zucker? folgendermaßen: Wenn Wasser und Mitte dann Zucker dann noch nicht schmilzt, wenn Patrone rein Mitte Zucker, dann warte, warte, dann schmilzt. Interviewer: Was ist denn schmelzen? Befragter: Schmelzen ist wie Eis, dann Sonne dann schmelzen. Interviewer: O. k. Befragter: Wenn weiß, dann immer schmelzen. Bei Kuchen und Sonne, dann schmelzen Interviewer: Aber beim Wasser und beim Zucker haben wir doch keine Sonne gehabt oder? Befragter: (3) <schüttelt den Kopf> Interviewer: Warum schmilzt das dann? Befragter: Meinst du ähm wenn Eis // dann Eiswürfel. Interviewer: Genau dann brauchen wir Sonne dann schmilzt er. Befragter: Genau. Aber Eiswürfel ist hart und kalt. Wenn kalt, wenn Sonne nicht dann immer schmilzt. Wenn nicht bleibt er normal. Interviewer: Aber beim Zucker im Wasser da hatten wir doch keine Sonne, oder? Warum ist es geschmolzen? Befragter: Weil (3) weil heiß ist und warm manchmal. Wenn warm dann schmelzen (K3). Aus diesem Beispiel wird deutlich, dass das Kind Sonne bzw. Hitze, und nicht das Wasser, als Voraussetzung zum Lösen ansieht. L3 thematisiert, im Gegensatz zu K3, dass für das Schmelzen des Zuckerwürfels das Wasser verantwortlich ist: schmelzen zum Beispiel ähm die Sonne kommt und dann schmelzt ein Eis oder schmelzt der Schnee. Interviewer: War bei dem Zuckerwürfel auch eine Sonne da? Befragter: Nee. Interviewer: Aber warum schmilzt der dann? Befragter: Weil des, weil der im Wasser ist. Interviewer: Aha und was macht das Wasser mit dem Zucker. Befragter: Kaputt. (4) Weiß nicht. >schaut unsicher nach oben an die Decke>. Er beschreibt, dass der Zucker dann kaputt geht. Das Weiß nicht am Ende verdeutlicht eine große Verunsicherung, welches durch seine Körpersprache verstärkt wird. M3 ist sich ebenfalls in der Begrifflichkeit unsicher, da sie eine Mischgebärde verwendet und sagt, dass der Zuckerwürfel immer kleiner und kleiner wird: schmelzen >gebärdet Mischform von lösen und schmelzen> und dann klein, klein. 223

224 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Dieser Begriffsverwirrung mit Schmelzen ist über alle drei Befragungszeitpunkte hinweg konstant. Die Verwendung von Mischgebärde oder ungenauen Gebärden hat einen Blick in das Gebärdenlexikon verursacht: Die Gebärden schmelzen und lösen ähneln sich sehr. Sie unterscheiden sich lediglich in der Handstellung. Die Handform und die Bewegungsrichtung sind gleich, wie aus der Abbildung 40 ersichtlich ist: Die alleinige Unterscheidung durch die Handstellung evoziert sehr leicht eine Verwechslung. Ein weiterer Grund könnte ein Kommunikationsproblem zwischen den Studierenden und den gebärdenden Kindern sein. Zudem könnte durch die Verwendung des Zuckerwürfels ein naher Vergleich zum Eiswürfel gezogen werden. Bei der Mini-Lavalampe wird aber auch der Begriff Schmelzen für den Lösevorgang von Salz verwendet, sodass dieser Aspekt ausgeschlossen werden kann. Auf Basis dieser Ergebnisse werden Überlegungen darüber angestellt, inwiefern im Schülerlabor Kindern die Gebärden mit Hilfe von Bildern angeboten werden müssen. Die Kinder können dann nicht nur in der Lautsprache, sondern auch in der Gebärdensprache die Fachbegriffe richtig erlernen. Somit soll der von Poppendieker geforderten Bereitstellung von Sprache in den notwendigen Formen, sei es in DGS, LBG oder Lautsprache, gerecht werden (vgl. Kapitel 2.2.4, Poppendieker 1993). Die im Kapitel dargestellte Verbindung von Kommunikation, Sprache und Kognition wird gefördert. Zudem ist es sinnvoll, bei gebär- 224 schmelzen lösen Abbildung 40: Die beiden Gebärden Lösen (unten) und Schmelzen (oben) im Vergleich.

225 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL denden Kindern die beiden Experimente Stern aus Zucker und 3mal Wasser gegenüberzustellen, damit die Begrifflichkeiten klar voneinander abgegrenzt und thematisiert werden können. Insgesamt lässt sich feststellen, dass Kinder, die mit lautsprachbegleitenden Gebärden kommunizieren, auf sprachlicher Ebene Wörter (wie Lauge, Säure und neutral) dazugelernt haben, allerdings durch sprachliche Einschränkungen Experimente und ihre Phänomene nicht mit den richtigen Fachbegriffen erklären können. Dies macht den Einsatz von weiteren Sprachfördermaßnahmen, wie ein Glossar, im Schülerlabor bei dieser Personengruppe notwendig. 225

226 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Erprobung in der Schule Abschließend folgt eine Erprobung der Experimente und der Lernmaterialien im Unterricht. Diese erfasst in schriftlicher Form die Erfahrungen der Lehrer hinsichtlich Selbsttätigkeit der Schüler, erforderlicher Hilfe und Unterstützung sowie Probleme in der Umsetzung im Unterricht. Die Lehrer halten ihre Beobachtungen in Form von Mitschriften im Unterricht und Verbesserungsvorschlägen fest. Die Erprobung wird nicht mit Fragebögen oder Interviews evaluiert, da eine derart umfangreiche Erhebung aus Zeitgründen im Rahmen dieser Arbeit nicht möglich ist. Diese Befragung soll Aufschlüsse über weitere Maßnahmen geben, um die Materialien nicht nur im NESSI-FÖSL, sondern auch sinnvoll im Unterricht einzusetzen. Kriterium für die Teilnehme der Lehrer ist ihre Bereitschaft und ihren bisherigen Experimentiererfahrungen im Unterricht. Dadurch ist ein Vergleich zu anderen Materialien und Arbeitsblättern möglich. Die Stichprobe besteht aus zwei Sonderpädagogen aus einem Förderzentrum Hören und zwei Lehrern aus einem sonderpädagogischen Förderzentrum. Die Rückmeldungen der Sonderpädagogen, die die dritte bzw. vierte Jahrgangsstufe unterrichten, beziehen sich auf folgende Experimente aus den Themenbereichen Feuer und Luft: - Feuer machen - Was brennt? - Wann brennt Holz? - Was brennt bei einer Kerze? - Hilfe, es brennt! - Wann geht eine Kerze aus? Die Rückmeldungen der Sonderpädagogen sind sehr positiv. Das sprachliche Niveau in den Experimentieranleitungen ist aus ihrer Sicht für hörgeschädigte Kinder passend und die Kinder können die Experimente ohne Hilfe der Lehrer durchführen. So bestätigen die Lehrer die Selbsttätigkeit bei der Durchführung. Die Sonderpädagogen wünschen sich, dass die Materialien digital bereitgestellt werden, damit kleine Änderungen insbesondere zur Differenzierung von den Lehrern vorgenommen werden können. Zudem fordern sie die Bereitstellung von Lösungen für das Arbeitsblatt, welche abschließend erstellt werden. 226

227 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Konsequenzen für das Konzept NESSI-FÖSL Insgesamt zeigt sich, dass bei der Erprobung im Unterricht die Selbsttätigkeit der Schüler sehr hoch ist und die Kinder in den Interviews auch nach drei Monaten eine hohe Erinnerungsleistung auf der Durchführungs- und Beobachtungsebene der Experimente haben. Die aufgezeigten Problematiken hinsichtlich der Sprache und Gebärdensprache insbesondere für die Begriffe Schmelzen bzw. Lösen und Lauge bzw. neutral machen Sprachfördermaßnahmen, die sich für ein Schülerlabor eignen, erforderlich. Die Ausführungen zu den Schülervorstellungen (vgl. Kapitel 2.1.5) haben bereits Schwierigkeiten bei der Unterscheidung zwischen dem Löse- und Schmelzvorgang verdeutlicht. Diese werden sicherlich durch sprachliche Schwierigkeiten verstärkt. Möglichkeiten dem entgegen zu wirken wären die Einführung einer Chemie-Foto-Story (vgl. Adesokan 2010) und dem Concept-Mapping (vgl. Busch & Di Fuccia 2012). Beide Methoden verlangen eine intensive Einführung, um sie zur Sprachförderung verwenden zu können, weshalb ein nutzbringender Einsatz im NESSI-FÖSL schwer möglich ist. Scheuer, Kleffken und Ahlborn-Gockel haben den Einsatz und Verwendung eines Glossars im Unterricht zur Sprachförderung vorgeschlagen, was sich in einem Lehr-Lern-Labor einfach umsetzten lässt (Scheuer, Kleffken & Ahlborn-Gockel 2010a, 2012). Dieser Ansatz wurde auf das NESSI-Lab übertragen und zunächst im Rahmen des Sommercamps der Bürgerstiftung Nürnberg mit Kindern mit Migrationshintergrund im NESSI-Lab erprobt. Die positiven Erfahrungen und sprachlichen Fortschritte der Kinder (vgl. Freund 2012) führen zur Anpassung des Glossars an das Konzept NESSI-FÖSL. Dies beinhaltet unter anderem die Abänderung der Wörterliste und der äußeren Form der Karteikarten (vgl. Abbildung 43). Die Karteikarten haben drei Spalten, die jeweils durch einen Faltlinie getrennt sind. Die erste Spalte beinhaltet ein Foto der entsprechenden Gebärde und ist somit eine Art Gebärdenfachlexikon für die Experimente von NESSI-FÖSL. Die zweite Spalte enthält das Wort mit dem zugehörigem Artikel und die dritte eine Abbildung mit einer kurzen Beschreibung des Wortes. Die Karteikarte kann bei jedem Experiment bereitgelegt werden, um den Wortschatz mit den Kindern zu erarbeiten und zu sichern. In den Lernmaterialien werden bewusst die Wörter nicht markiert (im Gegensatz zu Scheuer, Kleffken und Ahlborn-Gockel). Der Lehrer soll selbst entscheiden, ob und in welcher Form die Wortkarten eingesetzt werden sollen bzw. ob und wie die Wörter markiert werden. 227

228 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Abbildung 41: Ausschnitt aus dem Glossar Für den Bereich Chemie lassen sich nur wenige Gebärden beispielsweise im Gebärden- Lexikon (Maisch & Wisch 2006) oder im großen Wörterbuch der Deutschen Gebärdensprache (Kestner Verlag 2009) finden. Die Ergebnisse der Befragung von Abels, zeigen das Fehlen eines Fachlexikons auf (vgl. Abels 2005 und Kapitel 2.3.1). Fehlende Gebärden sind für das NESSI-FÖSL deshalb gemeinsam mit einem gehörlosen promovierten Chemiker entwickelt worden bzw. einige aus dessen Wortschatz übernommen worden. Erschwerend bei den Fachgebärden ist, dass von den Kindern eine hohe Abstraktionsfähigkeit abverlangt wird. So wird laut Fachlexikon beispielsweise der Begriff Kohlenstoffdioxid mit CO 2 gebärdet. Auch ist eine Vermischung von Alltags- und Fachgebärde problematisch (vgl. Abels 2005 und Kapitel 2.3.1). Eine weitere Konsequenz aus den Interviews ist eine veränderte Auswahl der Experimente. So werden in Zukunft bei Schulklassen der Sprachlerngruppe III die beiden Experimente 3mal Wasser (Schmelzvorgang) und Stern aus Zucker (Lösungsvorgang) gegenüber gestellt. Außerdem wird das Experiment Was wird aus einer Kerze? erst ab der fünften Klasse angeboten. Die Ergebnisse zeigen notwendige Abänderung einzelner Experimente, wie beispielsweise Säuren sind gefährlich?, auf. Eine weitere Abänderung besteht aus der Unterteilung bzw. Ergänzung von Experimenten mit Hilfsexperimenten, z. B. bei den Experimenten Mini- 228

229 Konzeption und Evaluation von NESSI-FÖSL Lavalampe oder Kerzenrennen. Bei Letztem wird in einem Standzylinder wird etwas Essig und Natrontabletten gegeben (wie im eigentlichen Experiment). Anschließend werden ein paar Tropfen Seifenblasenlösung hinzugefügt. Durch die Reaktion zu Kohlenstoffdioxid, welches aufsteigt, entstehen Seifenblasen. Diese werden im Standzylinder langsam nach oben gedrückt. Dadurch sind drei Schichten sichtbar: Die Reste vom Essigessenz und Natrontabletten, eine Gasphase und Seifenblasen. Dadurch soll das Verdrängen des Sauerstoffs durch Kohlenstoffdioxid verdeutlicht werden. Aufgrund der Kritik und Anregungen der Lehrer, enthält nun die NESSI-FÖSL-Mappe zusätzlich Lösungsblätter sowie eine CD, die die Arbeitsblätter und das Glossar in digitaler Form bereitstellt. Nach Darstellung der Ergebnisse und ihren Konsequenzen für das Schülerlabor, fasst das nächste Kapitel die Arbeit zusammen und enthält einen Ausblick. 229

230 Fazit und Ausblick 5 Fazit und Ausblick Als Fazit zur Konzeption eines Schülerlabors für Förderschüler ist festzuhalten, dass zunächst eine theoretische Auseinandersetzung mit Aspekten aus der Chemiedidaktik und Sonderpädagogik erforderlich ist. Die theoretischen Ausführungen dieser Arbeit liefern deshalb eine Darstellung von Inhalten, die für die Anpassung vom NESSI-Lab an Förderschüler unumgänglich ist. Dabei ergeben sich in Bezug auf Ziele, Methoden und Anforderungen Überschneidungen der beiden Fachrichtungen, die die Konzeption NESSI-FÖSL begründen. Die Rahmenbedingungen und positiven Forschungsergebnisse zu Schülerlaboren in Bezug auf Motivation und Interesse unterstützen den Gedanken diesen außerschulischen Lernort für Förderschüler zu öffnen. Aus den Darstellungen zu den beiden Förderschwerpunkten Hören und Lernen, die die Zielgruppe von NESSI-FÖSL ausmachen, sind vorläufige Maßnahmen für die Konzeption abzuleiten. Ergebnisse aus Studien zum Thema Chemiedidaktik und Förderschule geben aufgrund der geringen Anzahl und thematischen Ausrichtung, kaum Orientierung zur Gestaltung von Experimentiersituationen im NESSI-FÖSL. Dies liefern die beiden grundlegenden Lehrerbefragungen dieser Arbeit, die Rahmenbedingungen, erforderliche Gestaltung sowie Maßnahmen für das Experimentieren mit Förderschülern erfassen. Die Ergebnisse der Lehrerbefragung Teil 1 und 2 sowie die Grundideen vom ursprünglichen Konzept NESSI-Lab und die entsprechenden Lehrpläne sind Basis von NESSI-FÖSL. Zur Förderung der Nachhaltigkeit des Lernens, wird die Effektivität des entwickelten Konzepts mit Interviews erfasst. Nach dem Prinzip der Aktionsforschung werden daraus resultierende Änderungsmaßnahmen in das Konzept eingearbeitet. Die Ergebnisse des gesamten Projekts werden im Folgenden durch Beantwortung der leitenden Forschungsfragen (vgl. Kapitel 3.1) zusammengefasst. 230

231 Fazit und Ausblick Beantwortung der Forschungsfragen F1 Wie sollte ein Lehr-Lehr-Labor gestaltet sein, um nachhaltiges Lernen bei Kindern mit Förderschwerpunkt Hören und Lernen zu erreichen? Ein Schülerlabor muss sich selbstverständlich auf die besonderen Voraussetzungen der Schüler einlassen und sich mit deren Folgen und Auswirkungen intensiv beschäftigen. Um den Lernerfolg zu erhöhen, muss das spezifische Konzept an den Förderschwerpunkten bzw. unterschiedlichen Sprachlerngruppen ausgerichtet sein. Dabei ähneln viele dazu erforderliche Maßnahmen denen für Regelschüler. Diese müssen aber verstärkt Berücksichtigung finden und im Vorhinein intensiver überdacht werden. Zur Erfüllung der Erwartungen der Kinder ist die inhaltliche Orientierung an den vier Themen Feuer, Wasser, Erde und Luft sinnvoll. Zu Motivationszwecken und Reduzierung des Auftretens von Verhaltensschwierigkeiten sind das Tragen von Schutzbrille und -mantel sowie der Verbleib von Experimentiermaterialien und Stoffen im Labor förderlich. Bei Klassen aus einem Förderzentrum Hören muss das Labor, soweit möglich, in Hinblick auf die akustischen Bedingungen optimiert werden. Darunter fallen das Ausschalten von Abzügen und Lüftung, Schließen von Fenstern und Türen sowie eine geringe Anzahl von sich in einem Raum befindlichen Kindern und Betreuern. Außerdem muss, um eine große Begeisterung zu erzielen, der Schwerpunkt auf das Experimentieren liegen. Eine sich bewährtes Betreuungsverhältnis ist drei Schüler zu einem Betreuer. Zur Verstetigung und einfacheren Durchführung, muss vor dem Schülerlaborbesuch die Vorgehensweise beim Experimentieren, Materialbegriffe und Mengenangaben erarbeitet werden. Zusätzlich muss ein Schülerlabor hohe Flexibilität aufweisen. So kann zwar eine vorherige Lehrplananalyse Aufschluss über die bereits in der Schule behandelten Themen geben. Es kann nicht davon ausgegangen werden, dass die Kinder diese Themen erinnern bzw. die Lehrer diese in der Schule (experimentell) behandelt haben. Sonderpädagogen stufen die Zeit als einen wichtigen Faktor beim Experimentieren ein. Folglich muss einerseits im Labor für die Experimente genügend Zeit zur Verfügung gestellt werden, andererseits die Dauer des Schülerlaboraufenthaltes an den Förderschwerpunkt angepasst werden. So sind Abseh-, Hör- und Konzentrationspausen bzw. eine Verkürzung des Laborbesuchs erforderlich. Förderlich ist ein Internetauftritt des Schülerlabors. Da sich einige Kinder zuvor über ein Schülerlabor informieren, ist eine Seite speziell für Kinder anzudenken. 231

232 Fazit und Ausblick Ergänzend müssen in diesem Schülerlabor die Experimente (F2 Nach welchen Kriterien sollen die Experimente, die in einem solchen Schülerlabor eingesetzt werden, einerseits aus Sicht von Experten, anderseits aufbauend auf den Lernvoraussetzungen der Schüler, ausgewählt werden?) in Hinblick auf den Förderschwerpunkt ausgewählt werden. Dabei sind unter anderem die Auswahlkriterien von Experimenten für Regelschüler verstärkt zu berücksichtigen. Bei einer Lernbehinderung muss das kognitive Niveau niedrig sein. Komplexere Experimente müssen in mehrere aufgeteilt oder mit Hilfsexperimenten ergänzt werden, was in der Regelschule seltener notwendig ist. Die Experimente müssen dem Vorwissen der Kinder entsprechen und an ihrer Lebenswelt anknüpfen. Hierbei muss bedacht werden, dass das Vorwissen häufig geringer ist und innerhalb der Sprachlerngruppen variiert. So ist es bei Kindern der SPLG III geringer als bei Schülern der SPLG I und II. Deshalb ist ein differenziertes Angebot für die unterschiedlichen SPLG notwendig. Die Experimente müssen folglich zur Erkundung, Entscheidung und Veranschaulichung flexibel einsetzbar sein. Aus den Interviews lässt sich folgern, dass Experimente, in denen chemische Reaktionen eine wichtige Rolle spielen oder komplexe Sachverhalte beinhalten, für eine dritte bzw. vierte Förderschulklasse ungeeignet sind. Darunter fällt das Entstehen von Wasser und Ruß bei der Verbrennung einer Kerze (z. B. Was wird aus einer Kerze? ). Das Experiment zur Entstehung von Kohlenstoffdioxid beim Auflösen von Brause in Wasser ( Kanone mit Brause? ) kann allerdings beibehalten werden. Dies liegt wohl am Spaßfaktor des Experiments sowie dem vorhandenen Erfahrungswissen der Kinder über das Sprudeln bei Zugabe von Brause in Wasser. Bei Experimenten, die zwei Phänomene verdeutlichen, erinnern sich die Kinder nur an ein Phänomen, selten werden beide richtig beschrieben und erklärt. Deshalb muss darauf geachtet werden, dass bei wichtigen Phänomenen keine weiteren Phänomene im Experiment enthalten sind bzw. dann der Schwerpunkt nur auf eins der beiden Phänomene gelegt wird. Ein entscheidender Faktor sind die sprachlichen Voraussetzungen für das Experiment, die den Kompetenzen der Kinder genügen müssen. Schwierigkeiten und Hindernisse, die durch die Gebärdensprache impliziert werden können, sind dabei zu bedenken. Förderlich ist zudem eine geringe Anzahl an Durchführungsschritten, die für die Kinder sprachlich leicht zu verstehen und zu beschreiben sind. Aus den Interviews ergibt sich, dass sich die Experimente deutlich unterscheiden müssen, damit Verwechslungen vermieden werden. Die verwendeten Stoffe müssen möglichst aus 232

233 Fazit und Ausblick dem Alltag der Schüler stammen, um eine hohe Wiedererkennung zu erzielen. Hierbei sind wiederum die eingeschränkten Lebenserfahrungen und Vorwissen bei Kindern mit Förderbedarf zu bedenken. Experimente, die für die Kinder beeindruckend und farbig sind sowie unerwartete und deutliche Effekte auslösen, sind für die Kinder prägend. Darunter fällt das Thema Feuer, das großen Anklang bei den Kindern findet. Dieses Thema wird, aufgrund des Gefährdungspotentials und dem schwierigem Verhalten der Schüler, im Unterricht von Sonderpädagogen häufig gemieden. Das Schülerlabor kann somit ergänzend wirken. Beeindrucken wirken die Durchführung von Demonstrationsexperimenten, sie können nach drei Monaten wiedergegeben werden. Die Experimente müssen, um die Selbstständigkeit zu gewährleisten, sehr klar strukturiert und in Hinblick auf motorische Einschränkungen überprüft werden. Wie wichtig eindeutige Beobachtungen sind, bestätigt das Experiment Kerzenrennen, bei dem aufgrund einer nicht eindeutigen Beobachtung viele falsche Erklärungen auftreten. Zudem müssen Experimente eingesetzt werden, die den Kindern großen Spaß machen (z. B. Heißluftballon, Was brennt bei einer Kerze?) oder solche Experimente, die die Kinder auch leicht zu Hause nachmachen können (z. B. Was brennt bei einer Kerze? ). Für Kinder der SPLG III, die hauptsächlich visuell ausgerichtet sind, sind farbige Experimente besonders prägend, wie beispielsweise das Experiment Blaukraut oder Rotkraut?. Zusätzlich eignen sich für Kinder mit Hörschädigungen keine Experimente, die akustische Phänomene beinhalten. Insgesamt muss die Liste der im Kapitel dargestellten Auswahlkriterien für Experimente durch motorische Ansprüche, Anzahl der Phänomene, Unterscheidbarkeit der Materialien, Farbigkeit und sprachliches Niveau und Besonderheiten in der Gebärdensprache erweitert werden. Neben der Auswahl der Experimente ist die Gestaltung der Lernmaterialien entscheidend. (F3: Wie sind Lernmaterialien aufgrund des Förderbedarfs Hören und Lernen zu gestalten?) Auch hier gilt ein verstärktes Überdenken der Gestaltungsmöglichkeiten für Regelschüler. Dabei müssen die Lernmaterialien sehr strukturiert sein. Die Durchführungsphase, die Beobachtungs- und Erklärungsphase müssen sehr deutlich voneinander getrennt sein. Zudem zeigt sich, dass eine klare Abtrennung des Story-Tellings von den restlichen Arbeitsschritten sinnvoll ist. Das Story-Telling ist auch bei Kindern mit Förderbedarf, wie zu erwarten war, für die Erinnerungsfähigkeit und den Lernprozess hilfreich. Besonders wichtig ist bei der Gestaltung 233

234 Fazit und Ausblick der Materialien die Verwendung einer sehr einfachen Sprache. Der Wortschatz muss so einfach wie möglich sein und es müssen Hauptsätze bevorzugt werden. Unterstützend und hilfreich sind Bilder bzw. Abbildungen (Visualisierungen), damit die Kinder die Experimente selbstständig durchführen können. Unvermeidbare Wörter, die den Kindern unbekannt sind, sollten zuvor erarbeitet werden. Die Arbeitsaufträge müssen in Form von Lückentexten oder Zeichnungen vorliegen. Dabei sollte eine entsprechende Problemfrage leitend sein. F4: Ist möglicherweise durch Unterstützung von weiteren Maßnahmen nachhaltiges Lernen bei Förderschülern zu erreichen? Allgemein ist durch das Schülerlabor Nachhaltigkeit in Bezug auf das Wissen über die Vorgehensweise beim Experimentieren zumindest kurzfristig zu erzielen, was durch Vorbereitung auf das Schülerlabor intensiviert werden kann. In den Interviews zeigt sich, dass es den Kindern sehr leicht fällt, die Sicherheitsregeln wiederzugeben. Außerdem wird bei vielen Experimenten, insbesondere auf Durchführungs- und Beobachtungsebene, nachhaltiges Lernen erreicht. Die Nachhaltigkeit auf Durchführungsund Beobachtungsebene ist, wie zu erwarten war, höher als auf der Erklärungsebene. Bei einigen Experimenten müssen weitere Maßnahmen entwickelt bzw. die Auswahl überdacht werden. Unter erstere fallen bei Kindern, die mit lautsprachbegleitenden Gebärden kommunizieren, der Einsatz von Gebärdenbildern und insgesamt die Verwendung eines Glossars. Zudem sind Visualisierungen, wie das Bereitstellen von Bildern, materielle Modelle (vgl. Kapitel 2.1.7) und anbieten der Fachbegriffe in schriftlicher Form notwendig. Dadurch soll die Nachhaltigkeit für die neuen Lerninhalte und Fachbegriffe erhöht werden. Komplexere Experimente müssen in Teilexperimente gegliedert bzw. mit einem anderen Experiment ergänzt werden. Zudem ist es wichtig, den Schmelz- und Lösevorgang bei sprachschwachen Kindern gegenüber zu stellen. Eine vorherige Analyse der Fachgebärden (soweit sie vorhanden sind) geben zudem Hinweise auf Schwierigkeiten, die die Nachhaltigkeit behindern können, wie ähnliche Gebärden oder Synonyme. Durch diese Maßnahmen soll die Erinnerung nach einem Schülerlabor auch auf Erklärungsebene erhöht werden. Die Beispiele der Fehlvorstellungen aus den Interviews bzw. die einzelnen Probleme, die sich bei wenigen Experimenten gezeigt haben, können bei der Einführungsveranstaltung den Studierenden präsentiert werden. Dadurch sollen geeignete Vermittlungsweisen, didaktische Reduktion sowie der notwendige Einsatz der Zusatzhilfen verdeutlicht und gemeinsam diskutiert werden. Ergänzend müssen den Studenten die Notwendigkeit und Möglichkeiten 234

235 Fazit und Ausblick der Differenzierung sowie die Voraussetzungen und Vorwissen der Schüler aufgezeigt werden. Mit den Sonderpädagogen ist ein intensiver Austausch über Klassensituation, Experimentiererfahrungen oder behandelte Themen vor dem Schülerlaborbesuch notwendig. Um die Effektivität des Einsatzes der entwickelten Materialien im Unterricht zu steigern, ist eine Abänderung und Anpassung der Arbeitsmaterialien, insbesondere der Arbeitsblätter, durch die Lehrer notwendig. Deshalb ist eine Bereitstellung der Arbeitsblätter in digitaler Form sinnvoll. Die Erprobung der Materialien zeigt, dass die Lehrer ein Lösungsblatt dieser Arbeitsblätter hilfreich finden. Diese Hilfsblätter wurden somit der NESSI-FÖSL-Experimentiermappe (vgl. Kapitel 4.4.2) ergänzt, weshalb sich die Mappe nun für jedes Experiment folgendermaßen gestaltet: - Deckblatt (mit Story-Telling), - Schülerblatt (Versuchsanleitung), - Arbeitsblatt (auch in digitaler Form den Lehrern zur Verfügung gestellt), - Lösungsblatt (des Arbeitsblatts, für die Lehrer) und - Informationsblatt (für die Lehrer). Abschließend fasst Abbildung 42 die Ergebnisse dieser Arbeit zusammen: 235

236 Fazit und Ausblick Abbildung 42: Zusammenfassung der Ergebnisse zur Gestaltung eines Schülerlabors. Die grün gefärbten Wörter markieren Ergebnisse aus den Befragungen und Veränderungen gegenüber der Abbildung

237 Fazit und Ausblick Ausblick An dieses Forschungsprojekt könnten ausblickend weitere Fragestellungen anknüpfen. Darunter fallen beispielsweise - die Effektivität des Glossars und dessen Einfluss auf das nachhaltige Lernen, - das nachhaltige Lernen bei Kindern mit dem Förderbedarf Lernen, - Entwicklung von einem (sprachfreien) Test für Kinder mit Förderbedarf zur statistischen und quantitativen Überprüfung der Nachhaltigkeit, - Entwicklung eines Gebärdenlexikons für die Fachsprache Chemie, - die Effektivität der Materialien in Bezug auf den Lernprozess im Unterricht sowie - Forschungsfragen, die sich auf die Inklusion von Förderschülern in Regelklassen beziehen. Aufgrund der positiven Resonanz und den Erfahrungen, wird das Projekt NESSI-FÖSL, durch regelmäßige Schülerlaborbesuche mit Förderschulklassen an der Universität Erlangen-Nürnberg verstetigt. Zudem ist eine Ausweitung des Konzepts auf weitere Förderschwerpunkte, wie den Bereich Sehen, anzudenken. In einer Lehrerfortbildung, die sich aus organisatorischen Gründen an Lehrer der Regel- und Förderschule richtete, zeigt sich, dass auch Grundschullehrkräfte die entwickelten Experimentiermaterialien mit Interesse annehmen. Ausgelöst durch die voranschreitende Inklusion durch eine UN-Konvention im Jahr 2006, steigt die Zahl der Förderschüler an den Regelschulen stetig an. Die Auseinandersetzung mit dem Förderbedarf und der damit einhergehenden Differenzierung der Regelschullehrer wird somit unabdingbar. Die Experimentiermappen NESSI und NESSI-FÖSL ermöglichen den Grundschullehrern ein individuelles Eingehen in Experimentiersituationen. Je nach Bedarf, Entwicklungsstand und schriftsprachlichen Fähigkeiten können die Lehrer die Materialien verwenden bzw. bereitstellen. Es besteht eine große Nachfrage der entwickelten Materialien für die erste und zweite Grundschulklasse. Die vielen Bilder auf den Lernmaterialien erleichtern das selbstständige Experimentieren auch in dieser Klassenstufe. Das Angebot der gemeinsamen Lehrerfortbildung für Sonderpädagogen und Grundschullehrer ermöglicht einen regen Austausch. Die Lehrenden diskutieren und beratschlagen sich gegenseitig über den Umgang mit den Kindern mit Förderbedarf im Unterricht. Deshalb wird diese Lehrerfortbildung in Zukunft für beide Schularten gemeinsam angeboten, wobei Inklusion als weiterer inhaltlicher Schwerpunkt thematisiert wird. 237

238 Fazit und Ausblick Die voranschreitende Inklusion begründet die Durchführung einer Lehrveranstaltung, die den sonderpädagogischen Förderbedarf thematisiert. Grundsätzlich muss sich in Zukunft Lehrerausbildung auf Inklusion mit entsprechenden Lehrveranstaltungen bzw. ausgewählten Inhalten und Maßnahmen anpassen. Dabei müssen die Heterogenität angesprochen sowie aus chemiedidaktischer Sicht Maßnahmen vorgestellt und diskutiert werden, die die Studierenden im späteren Berufsleben anwenden können. Gerade im Lehramt für Grundschule und Hauptschule ist dieses unumgänglich. Die Lehrveranstaltung NESSI-FÖSL ermöglicht die dazu notwendige Verzahnung der Sonderpädagogik mit der Grundschulpädagogik bzw. den einzelnen Didaktiken. Neben Lehrern und Studierenden müssen sich auch Schülerlabore in Zukunft mit Schülern mit Förderbedarf auseinandersetzen. Die Inklusion macht eine differenzierte Durchführung des Schülerlabors sowie individuelles Eingehen und Berücksichtigung des Förderschwerpunktes notwendig. Auch das NESSI-Lab muss das reguläre Konzept überdenken und umstrukturieren. Durch das Projekt NESSI-FÖSL wurde dafür ein Grundstein gelegt, da die spezifisch entwickelten Materialien für die Regelklassen mit zur Verfügung gestellt werden können. Auch in Forschungsprojekten aus dem Bereich der Didaktik der Chemie ist eine Auseinandersetzung und Berücksichtigung von inkludierten Kindern und Heterogenität in den Schulklassen notwendig. Testinstrumente, didaktische Konzepte etc. müssen daraufhin überdacht und geprüft werden. Das Projekt NESSI-FÖSL hat bereits einen Schritt zu der dazu notwendigen Verzahnung der Sonderpädagogik und Didaktik der Chemie geleistet und damit zur Förderung der naturwissenschaftlichen Grundbildung aller Kinder beigetragen. 238

239 Literaturverzeichnis Literaturverzeichnis Abels, V. S. (2005): Chemie-Lernen im Chemieunterricht der Sekundarstufe I an Hörgeschädigtenschulen eine erste Bestandsaufnahme. Hamburg: Examensarbeit Abraham, M.R., Grzybowski, E.B., Renner, J.W., Marek, E.A. (1992): Understandings and misunderstandings of eighth graders of five chemistry concepts found in textbooks. Journal of Research in Science Teaching. Jg. 29, H. 2, S Adesokan, A. (2010): Möglichkeiten und Grenzen von kommunikationsunterstützenden Lern- / Lehrhilfen für Hörgeschädigte im Chemieunterricht. Köln: Examensarbeit Alfred-Krupp-Schülerlabor (2012): (stand ) Artelt, C., Baumert J., Klieme E. et. al (2001): Pisa 2000 Zusammenfassung zentraler Befunde. Berlin: Max-Planck-Institut für Bildungsforschung Asmussen, S. (2007): Versuch macht klug. Eine Bildungsinitiative im Elementarbereich. Gießen: Johannes Herrmann Verlag Bäuml-Rossnagl, M.A. (1979): Sachunterricht in der Grundschule. München: Ehrenwirth Bäuml-Rossnagl, M.A. (1981): Das Experiment im Sachunterricht der Grundschule. Eine unterrichtstheoretische Neubestimmung des Experiments im Hinblick auf die Unterrichtspraxis. Sachunterricht und Mathematik in der Primarstufe, H. 3, S Banchi, H., Bell, R. (2008): The many levels of inquriy. Science and children. 46 (2), S (stand ) Bandura, A. (1977): Social Learning Theory. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall Banse, G. (1973): Modell und Erkenntnis in der Chemie. Chemie in der Schule. Jg. 20, H. 5, S Bar, V., Galili, I. (1994): Stages on children s view about evaporation. International Journal of Science Education. Jg. 16, H. 2, S BASF (2012): conversions:/publish/content/about-basf/worldwide/europe/ludwigshafen/education/ Schuelerlabore_der_BASF/data/Folder_Schuelerlabore.pdf (stand )) Baudisch, W. (1993): Zu einigen Entwicklungsproblemen der Schule für Lernbehinderte in den neuen Bundesländern. In: Baudisch, W., Schmetz, D.: Lernbehinderung und Wege zur differenzierten Förderung. Sonderpädagogische Beiträge Band 1. Frankfurt am Main: Verlag Moritz Diesterweg. S Baumeister, U. (2002): Das Thermometer. Eine wichtige Erfindung des Herrn Celsius. Förderschulmagazin. H. 7-8, S Baybee R. (2002): Scientific Literacy -Mythos oder Realität? In: Gräber, W., Nentwig, P., Koballa, T., Evans, R., (Hrsg.): Scientific Literacy Der Beitrag zur Allgemeinen Bildung. Opladen: Leske + Budrich. S

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253 Literaturverzeichnis Anhang 253

254 Anhang 1. Fragebogen Lehrerbefragung Teil 1 Umfrage zum Experimentieren an Förderschulen A) Allgemeines 1. Ich unterrichte an einer Förderschule mit Förderschwerpunkt (Sprachlerngruppe ) 2. Ich unterrichte in der Hauptschulstufe Grundschulstufe. 3. Ich unterrichte bereits Jahre und bin männlich weiblich 4. Ich habe studiert: Hauptfach: Grundschuldidaktik Hauptschuldidaktik mit den Fächern: Erweiterungsfach: 5. Ich unterrichte das Fach HSU PCB keines der beiden 6. Ich unterrichte das Fach PCB bzw. HSU sehr gerne gerne ungern Begründung: 7. Ich unterrichte den Teilbereich Chemie in PCB bzw. HSU sehr gerne gerne ungern Begründung: B) Experimentieren allgemein 8. Führen Sie Experimente in Ihrem Unterricht durch? immer, wenn möglich gelegentlich selten nie (Falls Sie nie angekreuzt haben, überspringen Sie den Teilbereich C) Experimentieren in der Förderschule) Begründung: 9. Gewichten Sie bitte die Häufigkeit an, wie oft Sie Experimente in den einzelnen Fächern durchführen. Biologische Experimente Chemische Experimente Physikalische Experimente Immer, wenn möglich Geographische Experimente Begründung für Einstufung der chemischen Experimente: Gelegentlich selten Nie 254

255 Anhang 10. Haben Sie einen PCB-Raum oder einen Raum für naturwissenschaftlichen Unterricht an Ihrer Schule? Ja Nein 11. Wenn Sie Frage 10 mit ja beantwortet haben, nützen Sie diesen? immer, wenn möglich gelegentlich selten nie Begründung: 12. Sind Sie mit der materiellen Ausstattung zum Experimentieren in Ihrer Schule zufrieden? ja, sehr ist in Ordnung nein, überhaupt nicht Begründung: C) Naturwissenschaftliches Experimentieren an der Förderschule (überspringen Sie diesen Teilbereich, wenn Sie Frage Nr. 8 mit Nie angekreuzt haben) 13. Nach welchen Kriterien wählen Sie einen Versuch für Ihren Unterricht aus? 1 = wird berücksichtigt; 4 = nicht berücksichtigt Lehrplanbezug Förderschwerpunkt Einfache Durchführbarkeit Altersgerecht Dauer Eindeutige Beobachtung Erklärungsniveau Alltagsbezug Sicherheit Äußere Gegebenheiten (Material, Abzug) Falls Sie den Förderschwerpunkt mit 1-3 eingestuft haben, wie berücksichtigen Sie ihn bei der Versuchsauswahl? 255

256 Anhang 14. Gibt es Versuche, die Sie aufgrund des Förderschwerpunkts in Ihrem Unterricht nicht einsetzen? Ja Nein Beispiele: 15. Welche Kriterien muss ein Arbeitsblatt zur Anleitung, Durchführung und Auswertung eines naturwissenschaftlichen Experiments, dass Sie an Ihre Schüler austeilen erfüllen? 1= sehr wichtig; 4=unwichtig Übersichtliche Gliederung Visualisierungen Versuchsskizze Einfache Sprache Transfer Sicherheitshinweise Ansprechend Farbig Sonstige Kriterien: 16. Gibt es spezifische Aspekte die Sie aufgrund des Förderschwerpunktes bei der Erstellung von Versuchsvorlagen für Schüler mit Förderbedarf berücksichtigen müssen? Ja Nein Wenn ja, welche? 17. Gibt es spezielle Sicherheitsvorkehrungen, die Sie aufgrund des Förderschwerpunktes, treffen müssen? Ja Nein Wenn ja welche? 18. Berücksichtigen Sie besondere Aspekte, wenn die Schüler mit Förderbedarf einen Versuch aufbauen und anschließend durchführen? Ja Nein Wenn ja, welche? 19. Verläuft die Versuchsauswertung bzw. erklärung, aufgrund des Förderschwerpunktes spezifisch ab? Ja Nein 256

257 Anhang Wenn ja, was müssen Sie berücksichtigen? Verwenden Sie bestimmte Materialien? 20. Prinzipiell wird zwischen Lehrerdemonstrationsversuchen und Schülerversuchen unterschieden. Wie oft führen Sie die jeweiligen Versuche im Verhältnis zu einander durch? Mehr Demonstrationsversuche als Schülerversuche Weniger Demonstrationsversuche als Schülerversuche Beides gleich viel 21. Gibt es spezifische organisatorische Maßnahmen, die Sie treffen, wenn Sie einen Lehrerdemonstrationsversuch in einer Klasse mit spezifischem Förderschwerpunkt durchführen? Ja Nein Wenn ja, welche? 22. Gibt es organisatorische Maßnahmen bei der Durchführung von Schülerversuchen die Sie treffen, aufgrund des spezifischen Förderbedarfs Ihrer Schüler? Ja Nein Wenn ja, welche? D) NESSI -Lab 23. Kennen Sie das NESSI-Lab? Ja, durch 24. Haben Sie bereits Erfahrungen mit einem Schülerlabor gesammelt? Ja, durch Nein Nein 25. Haben Sie bereits Erfahrungen mit NESSI-Lab gesammelt? Nein Ja, durch einen Schulklassenbesuch ja, durch eine Fortbildung 26. NESSI-Lab ist ein Schülerlabor, in dem einmal die Woche eine Schulklasse unter der Betreuung von Studenten in einem Chemielabor experimentiert. Dabei sollen Erfahrungen im Bereich Feuer, Wasser, Erde oder Luft gesammelt werden. Haben Sie Interesse mit Ihrer Schulklasse das Schülerlabor zu besuchen? Ja Nein 257

258 Anhang 27. Haben Sie schon einmal eine Lehrerfortbildung zur Thematik Experimentieren besucht? Ja Nein Wenn ja, Thema der Fortbildung Wenn ja, war diese speziell für Förderschulen ausgerichtet: Ja Nein 28. Hätten Sie Interesse an einer Lehrerfortbildung zum Naturwissenschaftliches Experimentieren in Förderschulen von der Jahrgansstufe 1 bis 6 zum Thema Feuer, Wasser, Erde und Luft? Dabei stehen Versuche mit Alltagsmaterialien im Vordergrund. Ja Vielleicht Nein E) Sonstige Anmerkungen: Vielen Dank für Ihre Mitarbeit! 258

259 Anhang 2. Fragebogen zur Einschätzung der Versuchsvorlagen Allgemeiner Beurteilungsbogen zu den NESSI-Versuchsvorlagen F) Allgemeines 29. Ich unterrichte in der Hauptschulstufe Grundschulstufe und die Sprachlerngruppe(n). 30. Ich unterrichte bereits Jahre und bin männlich weiblich 31. Ich unterrichte das Fach HSU PCB keines der beiden 32. Führen Sie Experimente in Form von Schüler- bzw. Lehrerexperimenten in Ihrem Unterricht durch? Ja Nein 33. Haben Sie NESSI-Lab gekannt, bevor Sie um die Versuchsbeurteilung gebeten worden sind? Ja, durch 34. Haben Sie bereits Erfahrungen mit NESSI-Lab gesammelt? Nein Nein Ja, durch einen Schulklassenbesuch ja, durch eine Fortbildung 35. Finden Sie das Projekt NESSI-Lab für Förderschulen sinnvoll? Ja Nein Begründung 36. Finden Sie eine NESSI-Lehrerfortbildung speziell für Sonderpädagogen sinnvoll? Ja Nein Begründung 37. Schätzen Sie eine Umänderung der NESSI-Versuchsvorlagen für hörgeschädigte Schüler als sinnvoll ein? G) Äußere Form: Ja Nein Begründung 1. Sind die Schülerblätter für hörgeschädigte Schüler übersichtlich gegliedert? Ja Nein Begründung 2. Empfehlen Sie eine andere Schriftart? Ja Nein Begründung 3. Finden Sie ein Motiv NESSI mit einer Behinderung, z.b. eine fehlende Rückenzacke, für hörgeschädigte Schüler ansprechender? Ja Nein 4. Sind die Versuchsanleitungen insgesamt mit zu viel Text ausgestattet? Ja Nein Begründung 5. Ist mehr Visualisierung notwendig, z.b. in Form von Bildern? Ja Nein Begründung 6. Finden Sie ein Deckblatt mit der Einführungsgeschichte untermalt mit Bildern sinnvoll, um das Schülerblatt effektiver für hörgeschädigte Schüler einzusetzen? Ja Nein 7. Gibt es weitere Probleme aufgrund der Sprachlerngruppen im Bezug auf die äußere Form? Ja, welche? Nein 259

260 Anhang 8. Finden Sie Hilfen, die individuell zur Differenzierung eingesetzt werden können, für hörgeschädigte Schüler sinnvoll? Ja, welche? H) Sonstige Anregungen oder Kritikpunkte: Versuchsbeurteilungsbogen: (Schüleraufgabenblatt, Lösungsblatt, Informationsblatt) Nein a. In welcher Klassenstufe würden Sie den Versuch einsetzen? Klassenstufe/n Begründung und Verbesserungsvorschlag SPLG I SPLG II SPLG III SPLG IV SPLG V b. Ist der Versuchsname für hörgeschädigte Schüler verständlich? Ja Nein Begründung und Verbesserungsvorschlag SPLG I SPLG II SPLG III SPLG IV SPLG V c. Ist die Einführungsgeschichte verständlich für Schüler der einzelnen Sprachlerngruppen? Ja Nein Begründung und Verbesserungsvorschlag SPLG I SPLG II SPLG III SPLG IV SPLG V 260

261 Anhang d. Gibt es Verständnisprobleme für Schüler der einzelnen Sprachlerngruppen mit den Material- Begriffen? SPLG I SPLG II SPLG III SPLG IV SPLG V Ja Nein Begründung und Verbesserungsvorschlag e. Ist die Beschreibung der Versuchsdurchführung verständlich? Ja Nein Begründung und Verbesserungsvorschlag SPLG I SPLG II SPLG III SPLG IV SPLG V f. Kann der Versuch von hörgeschädigten Schülern selbstständig aufgebaut und anschließend durchgeführt werden? SPLG I SPLG II SPLG III SPLG IV SPLG V Ja Nein Begründung und Verbesserungsvorschlag g. Ist die Versuchserklärung für Schüler, der einzelnen Sprachlerngruppen, verständlich? Ja Nein Begründung und Verbesserungsvorschlag SPLG I 261

262 Anhang SPLG II SPLG III SPLG IV SPLG V h. Ist eine Modellvorstellung oder bildliche Darstellung der Versuchserklärung notwendig? Ja Nein Begründung und Verbesserungsvorschlag SPLG I SPLG II SPLG III SPLG IV SPLG V i. Ist der Versuch aufgrund sprachlicher Aspekte nicht zu durchdringen? Ja Nein Begründung und Verbesserungsvorschlag SPLG I SPLG II SPLG III SPLG IV SPLG V j. Ist eine spezifische sonderpädagogische Anmerkung für den Förderbereich Hören auf dem Lehrerinformationsblatt notwendig? (Hörerziehung, Sicherheitsvorkehrungen, etc.) Ja Nein Wenn ja, welche: k. Würden Sie bestimmte Sätze umformulieren? Bitte führen Sie wenn notwendig Korrekturen im Schülerlösungsblatt, Schülerbearbeitungsblatt und dem Lehrerinformationsblatt durch. l. Sonstige Anregungen oder Kritikpunkte: 262

263 Anhang 3. Auszug aus der Beurteilung der Versuchsvorlagen 263

264 Anhang 264

265 Anhang 265

266 Anhang 4. Beschreibung der einzelnen Experimente Die folgende Tabelle listet alle Experimente, die in der Arbeit genannt werden, und ihren Beschreibungen alphabetisch auf. 266

267 Experiment im Thema Lernziel Beschreibung NESSI-FÖSL 3mal Wasser? Wasser Durch den Versuch sollen die Kinder lernen, dass Wasser in drei Aggregatzuständen vorliegen kann: fest (Eis), flüssig (Wasser) und gasförmig (Wasserdampf). Bei diesem Experiment stellen die Kinder ein Teelichtschälchen auf ein Drahtnetz, das auf einem Dreifuß liegt. In das Schälchen geben sie einen Eiswürfel und lassen sich den Bunsenbrenner anzünden, der dann unter das Drahtnetz gestellt wird. Über das Schälchen stellen sie einen Glastrichter. Nach einiger Zeit halten sie einen Löffel über die dünne Öffnung des Trichters. Nach kurzer Zeit schmilzt der Eiswürfel zu Wasser. Das Wasser fängt nach einiger Zeit an zu sprudeln und verdampft. Der Dampf ist im dünnen Teil des Trichters gut zu beobachten. Das Wasser kondensiert am Löffel. 3 Freunde Wasser Die Kindersollen die Lösbarkeit von Zucker in Wasser und Öl kennenlernen. In zwei Gläser wird je ein Zuckerwürfel gegeben. In Glas 1 wird Wasser, in Glas 2 Öl hineingegeben. Der Zuckerwürfel in Glas 1 löst sich auf, in Glas 2 löst er sich nicht auf. Der Inhalte von Glas 2 wird in ein drittes Becherglas, gefüllt mit Wasser, geschüttet. Das Öl steigt nach oben und der Zuckerwürfel löst sich langsam auf. Blaukraut oder Rotkraut? Braucht Luft immer gleich viel Platz? Braucht Luft Platz? Erde Luft Luft Die Kinder sollen die Begriffe Säure, neutral und Lauge kennenlernen, indem sie verschiedene Haushaltsmittel mittels einem Indikator testen. Die Kinder sollen die Ausdehnung von Luft durch Erwärmung kennenlernen. Die Kinder sollen sich bewusstmachen, dass Luft ein Gas ist, was einen bestimmten Raum einnimmt. Die Vorbereitung des Experiments beinhaltet die Herstellung eines Blaukrautsaftes. Dazu werden einzelne Blätter eines Rotkohls zerkleinert, in heißes Wasser gegeben, kurze Zeit gekocht und abgegossen. Diesen Saft verwenden die Kinder dann bei dem Versuch Blaukraut oder Rotkraut? zum Testen von verschiedenen Stoffen. Dazu geben sie etwas Wasser, Zitronensaft oder Essig sowie Waschmittel in je ein Reagenzglas. Anschließend geben sie etwas Rotkohlsaft hinzu. Der Zitronensaft färbt sich rot/rosa, das Wasser lila wie der Blaukrautsaft und das Waschmittel grün. In der Zitrone ist eine Säure, das Wasser ist neutral und die Waschmittellösung ist eine Lauge, welches jeweils durch die unterschiedlichen Farben nachgewiesen wird. Luft braucht nicht immer gleich viel Platz. Dies erkunden die Kinder mit einer Flasche, auf deren Hals ein Luftballon gestülpt ist. Stellen sie die Flasche in heißes Wasser, bläst sich der Luftballon auf. Geben sie die Flasche anschließend in kaltes Wasser, zieht sich der Luftballon wieder zusammen. Heiße Luft braucht somit mehr Platz als kalte, da sich heiße Luft ausdehnt. Die Kinder benötigen für das Experiment Braucht Luft Platz? eine vorgefertigte Flasche, in deren Unterseite ein Trichter befestigt wurde. Sie schütten ein Glas Wasser in den Trichter und beobachten, dass das Wasser nicht oder nur minimal in die Flasche läuft und sich somit das Wasser im Trichter sammelt. Erst durch Aufschrauben des Deckels fließt das Wasser in die Flasche. Die Kinder lernen, dass in der Flasche Luft ist, die Platz benötigt, weshalb das Wasser nicht in die Flasche läuft. Durch das Öffnen der Flasche kann die Luft dem Wasser Platz machen und das Wasser läuft hinein.

268 Brause zum Löschen? Den Filzern auf der Spur Ein Stern aus Zucker? Feuerlöschen mal anders Feuer (vorher Luft) Erde Wasser Feuer Die Kinder sollen eine Löschmöglichkeit mittels Kohlenstoffdioxid kennenlernen. Die Schüler sollen erkennen, dass Farben in Stiften gemischt sind sowie die Trennmethode Chromatographie kennenlernen. Die Kinder sollen wissen, dass sich Zucker in Wasser löst. Die Kinder sollen wissen, dass Wasser beim Löschen die Entzündungstemperatur herabsetzt. Feuerlöscher Feuer Die Schüler sollen die Funktionsweise eines Schaumlöschers kennenlernen. Fliegender Zucker Luft Die Kinder sollen erkennen, dass heiße Luft aufsteigt. Flüssigkeiten Wasser Die Kinder sollen wissen, dass Flüssigkeiten stapeln? unterschiedliche Dichten ha- ben und somit stapeln lassen. Heißluftballon Luft Die Kinder sollen kennenlernen, dass heiße Luft nach oben steigt und somit die Funktionsweise eines Heißluftballons verstehen. Hilfe, es brennt! Feuer Die Schüler sollen unterschiedliche Löschmethoden kennenlernen. Die Kinder geben in einen Messzylinder eine Brausetablette in Wasser. Das entstehende Kohlenstoffdioxid wird in einem über den Zylinder gestülpten Luftballon aufgefangen. Nachdem der gefüllte Luftballon abgenommen wurde, wird das Kohlenstoffdioxid wird in ein Becherglas gelassen. Das Kohlenstoffdioxid wird anschließend in ein weiteres Becherglas, in dem sich eine brennende Kerze befindet, hinein geschüttet. Die Kerze erlischt. In einen Rundfilter wird ein kleines Loch geschnitten, um das die Kinder Filzstiftpunkte malen. Durch das Loch wird ein Docht aus Filterpapier gesteckt und dieser Docht in eine Petrischale gefüllt mit Wasser gestellt. Das Wasser wird über den Docht nach oben gesogen und die Farben verlaufen. Beim Stern aus Zucker füllen die Kinder etwas Wasser in eine Petrischale und färben einen Zuckerwürfel mit ein paar Tropfen Tinte an. Der Zuckerwürfel wird dann in das Wasser gestellt. Nach kurzer Zeit löst sich der Zuckerwürfel auf, die Tinte verteilt sich Schlieren artig im Wasser und ein Stern wird kurzzeitig sichtbar. Die Schüler erhitzen mittels eines Bunsenbrenners Wachs in einem Eisentiegel, bis es brennt. Anschließend fahren sie mittels einer Hexe eine Schale mit Wasser hoch, bis der Boden des Eisentiegels ins Wasser getaucht ist. Das Feuer erlischt. Die Kinder geben Essigessenz, Wasser und Spülmittel in einen Erlenmeyerkolben und schütteln diesen. Anschließend geben sie Backpulver hinzu und schütteln es erneut. Sie schließen den Erlenmeyerkolben mit einem Stopfen, durch den ein Glasrohr gesteckt ist. Durch das entstehende Kohlenstoffdioxid wird aus dem Erlenmeyerkolben Schaum herausgedrückt und dieser löscht von den Kindern angezündetes Papier. Etwas Zucker wird mittels eines Pinsels über eine brennende Kerze gestreut. Der Zucker steigt durch die aufsteigende warme Luft nach oben. Es werden unterschiedliche Flüssigkeiten (Wasser, Öl, Alkohol, Sirup) langsam in ein Becherglas gegeben. Dadurch sind unterschiedliche Schichten zu erkennen. Hier schneiden die Kinder einen Teebeutel auf, leeren ihn und stellen die Teebeutelröhre senkrecht auf. Anschließend halten sie ein brennendes Streichholz an das obere Ende. Sobald der Teebeutel etwas abgebrannt ist, steigt er in die Luft. Die Asche-Reste fallen wieder herunter. Durch das Feuer erwärmt sich die Luft in der Teebeutelröhre. Ist genug heiße Luft vorhanden und der Teebeutel leicht genug, nimmt die aufsteigende Luft den Teebeutel mit nach oben. Die Schüler löschen Feuer durch Sand, Wasser und einem Tuch und vergleichen die jeweiligen Löschmethoden miteinander.

269 Ist Luft ein Geist? Kann Eisen brennen? Kann man Luft umfüllen? Kann Wasser zaubern? Kanone mit Brause? Luft Feuer Luft Wasser Luft Die Schüler sollen wissen, dass Luft ein Gas ist, das Menschen auf unterschiedliche Art und Weise wahrnehmen können. Die Schüler sollen kennenlernen, dass Eisen (in Abhängigkeit der Oberfläche und Zerteilungsgrads) brennen kann. Die Schüler sollen sich dem Vorhandensein von Luft als Gas bewusst machen sowie das Umfül-len von Luft aufgrund der Dichteunterschiede kennen. Die Schüler sollen sich Wasser als Lösungsmittel für verschiedene Stoffe bewusst machen. Die Schüler sollen das Entstehen von Kohlenstoffdioxid durch das Auflösen von Brause in Wasser bewusst machen. Kerzenrennen Feuer Die Kinder sollen das Löschen einer Kerze mittels Kohlenstoffdioxid kennenlernen. Kleines Salzbergwerfahren Erde Die Kinder sollen die Trennver- Filtern und Verdampfen kennenlernen und sich der Gewinnung von Salz bewusst machen. Die Schüler fühlen, sehen und hören die Luft, indem sie einen Luftballon aufblasen und die Luft herauslassen und eine mit Luft gefüllte Flasche in eine Schüssel gefüllt mit Wasser geben. Die Schüler halten nacheinander mit einer Tiegelzange einen Eisennagel und etwas Eisenwolle in eine Kerze und vergleichen die Brennbarkeit. Luft kann umgefüllt werden, indem als Erstes eine Schüssel mit Wasser gefüllt wird. Anschließend halten die Kinder ein Glas gefüllt mit Wasser, senkrecht ins Wasser. Anschließend wird ein Glas, gefüllt mit Luft, ins Wasser getaucht. Ist dieses nahe am ersten Glas, wird das Glas gekippt. Die Kinder sehen Luftblasen aufsteigen. Die Luft wird somit in das erste Glas umgefüllt, was durch die geringere Dichte der Luft verursacht ist. Die Kinder testen die Löslichkeit verschiedener Stoffe in Wasser. Das Experiment Kanone mit Brause? wird im Rahmen der Luftstation als Schülerexperiment und zusätzlich als Demonstrationsversuch am Ende des Vormittages durchgeführt. Bei Ersterem zerkleinern die Kinder eine Brausetablette, geben sie in das Tablettenröhrchen, fügen etwas Wasser hinzu, verschließen die Röhre und stellen sie aufrecht in ein hohes Glas. Nach kurzer Zeit fliegt der Deckel in die Luft. Beim Demonstrationsexperiment werden 10 Brausetabletten in eine Plastikflasche gegeben, Wasser hinzugefügt, mit einem Stopfen verschlossen und umgedreht in die Abschussrampe gestellt. Nach kurzer Zeit fliegt die Flasche hoch in die Luft. Das Wasser und das Natriumhydroxid in der Brausetablette reagieren unter anderen zu Kohlenstoffdioxid. Durch das Gas baut sich in den verschlossenen Gefäßen ein Druck auf, welchem der Deckel bzw. Stopfen nach einiger Zeit nicht mehr standhalten kann. Die Schüler zünden drei unterschiedlich große Kerzen an, die sich auf einem Korkring befinden. Diesen geben sie in ein hohes Becherglas. Durch Hineingeben von Essigessenz und Natrontabletten, entsteht Kohlenstoffdioxid, welches die Kerzen nacheinander ausgehen lässt. Die Schüler geben Sand und Salz zu etwas Wasser hinzu. Anschließend wird das Wasser durch Filtern gesäubert. Der Sand bleibt im Filter hängen. Die Kinder malen mit einem in der Salzlösung getauchten Pinsel Formen auf ein schwarzes Papier und trocknen dieses mit einem Föhn. Es sind weiße (Salz) Formen durch das Verdampfen vom Wasser sichtbar.

270 Luft als Treibstoff? Löschen eines Wachsbrands Luft Feuer Die Kinder sollen sich das Gas Luft bewusst machen. Die Kinder sollen wissen, dass ein Wachs- oder Ölbrand nicht mit Wasser gelöscht werden darf. Mini-Lavalampe Wasser Die Schüler sollen sich jeweils das Lösungsverhalten von Salz, Wasser und Öl sowie deren Dichteunterschiede bewusst machen. Reise des Tintentropfens Sind Säuren sind gefährlich? Wasser Erde Die Kinder sollen die Grenzflächenspannung zwischen zwei Flüssigkeiten kennenlernen. Die Kinder sollen wissen, dass Essigessenz Kalk auflöst. Saurer Boden? Erde Die Kinder sollen den Nachweis von Säuren und die Begriffe Säure, Laugte, neutral wiederholen. Schwarze Kohle als Reiniger? Erde Die Kinder sollen Aktivkohle als Hilfsmittel zur Reinigung von Wasser und dessen Funktionsweise kennenlernen. Ein aufgeblasener Luftballon wird an einem von einer Schnur durchgezogenen Strohhalm befestigt. Die Schnur ist fest gespannt. Der Luftballon wird mit einer Schere aufgeschnitten, sodass er sich durch die herausströmende Luft entlang der Schnur bewegt. Die Studierenden führen diesen aus Sicherheitsgründen im Abzug durch. Es wird mittels eines Bunsenbrenners Wachs entzündet und zunächst versucht dieses mit Waser zu löschen. Nach Zugabe des Wassers ist eine große Stichflamme sichtbar. Erst nach Abdecken mit einem Deckel und längerem Warten und Ausschalten des Bunsenbrenners, erlischt das Feuer. Die Lavalampe bauen die Kinder, indem sie zunächst etwas Wasser in ein Glas geben. Anschließend schütten sie Öl hinzu und warten einige Zeit, bis sich zwei Phasen gebildet haben. Dann geben sie etwas Salz auf das Öl. Durch das schwere Salz wird das Öl in Form von Blasen mit nach unten genommen. Löst sich das Salz im Wasser auf, steigt das Öl wieder nach oben. Eine Art Lavalampe wurde gebaut. Bei der Reise zum Tintentropfen füllen die Kinder zunächst ein Glas bis zur Hälfte mit Wasser. Dann schütten sie etwas Öl hinein. Haben sich zwei Phasen gebildet, tropfen sie einen dicken Tropfen Tinte auf das Öl. Der Tropfen fällt langsam auf die Grenzfläche von Wasser und Öl, wo er einige Zeit verharrt. Erst wenn er die Grenzflächenspannung durchbrochen hat, fällt er ins Wasser, wo die Tinte diffundiert. Dieser Versuch vereint vier Phänomene: die Dichte, Diffusion und Oberflächenspannung sowie Löslichkeit. Für die Kinder wird im Labor der Schwerpunkt auf die Dichte, weshalb sich zwei Phasen zwischen Wasser und Öl bilden, und auf die Oberflächenspannung, welche den Tintentropfen an der Grenzfläche lange verharren lässt, gelegt. Bei diesem Experiment soll die Wirkung von Säuren, im Speziellen Essig, untersucht werden. Die Kinder geben dazu etwas Essig in eine Schale und legen Eierschalen hinein. Nach einiger Zeit überprüfen sie die Konsistenz mithilfe eines Glasstabs. Nach Hineinlegen der Eierschale sind sofort aufsteigende Bläschen sichtbar und nach einiger Zeit wird sie weich. Der Essig löst somit die Eierschale auf. Die Schüler testen verschiedene Bodenproben auf ihren ph-wert hin und wenden somit ihre Kenntnisse vom Experiment Blaukraut oder Rotkraut? an. Das Wasser wird zunächst bei diesem Experiment durch Farbpartikel der Tinte oder von Mentos verschmutzt. Anschließend schütten die Kinder das Schmutzwasser in einen Filter, wodurch das Wasser nicht sauber wird. Danach geben sie zerkleinerte Aktivkohle mit in das Wasser und schütten es erneut in einen Filter. Das durchgelaufene Wasser ist danach sauber. Zur Erklärung des Versuchs wird ein Bild verwendet, welches die Aktivkohle stark vergrößert darstellt. Darauf wird ersichtlich, dass die Aktivkohle kleine Poren hat, in denen die Farbpartikel hängen bleiben. Die Aktivkohle wird herausgefiltert, das Wasser wird sauber.

271 Trocken Schatz? Wann Holz? zum brennt Warum braucht die Kerze einen Docht? Warum kann ein Wasserläufer über das Wasser laufen? Luft Der Versuch soll den Kindern verdeutlichen, dass Luft nicht Nichts ist und eine geringere Dichte hat als Wasser. Feuer Die Kinder sollen sich die Brennbarkeit von Holz in Abhängigkeit des Zerteilungsgrads sowie der Feuchtigkeit bewusst machen. Feuer Die Kinder sollen sich die Funktionsweise des Dochts in einer Kerze bewusst machen. Wasser Die Kinder sollen den Begriff Oberflächenspannung kennenlernen und sich dessen Bedeutung für den Wasserläufer bewusst machen. Was brennt? Feuer Die Kinder sollen brennbare und nicht brennbare Stoffe unterscheiden. Was brennt bei einer Kerze? 1 Was brennt bei einer Kerze? 2 Feuer Feuer Die Kinder sollen sich bewusst machen, dass der Wachsdampf bei der Kerze brennt. Die Kinder sollen sich bewusst machen, dass der Wachsdampf bei der Kerze brennt. Was ist Eis? Wasser Die Kinder sollen wissen, dass gefrorenes Wasser ist und somit die Aggregatzustände fest und flüssig unterscheiden können. Wasser ein Kleber? Wasser Die Kinder sollen das Wissen über die Oberflächenspannung anwenden. Die Kinder füllen zunächst Wasser in eine Schüssel. In die Schüssel wird eine Münze geworfen. Auf das Wasser wird ein Teelichtschälchen, in der eine NESSI-Figur aus Knete sitzt, gesetzt und gemeinsam überlegen die Kinder, wie NESSI den Schatz (Münze) trocken an die Wasseroberfläche holen kann. Die Lösung beinhaltet das Überstülpen eines Glases und anschließendes Herunter-drücken. Im Glas befindet sich Luft. Diese hat eine im Vergleich zum Wasser geringere Dichte und bleibt somit im Glas. NESSI kann also trocken zum Schatz gelangen. Die Kinder testen Holz auf seine Brennbarkeit, indem sie etwas Holzwolle, ein paar Holzspäne, einen Holzscheit und nasses Holz in die Kerze halten und miteinander vergleichen. Die Schüler erkennen die Funktionsweise des Dochts, indem sie den Docht, Öl und anschließend einen in Öl getränkten Docht anzünden. Die Kinder füllen beim Experiment Warum kann ein Wasserläufer über das Wasser laufen? ein Glas randvoll mit Wasser. Anschließend geben sie etwas Pfeffer oder Babypuder auf die Wasseroberfläche. Der Pfeffer bzw. Puder schwimmt auf dem Wasser. Geben die Kinder nun ein paar Tropfen Spülmittel hinzu, fällt der Pfeffer in das Wasser und auf den Boden. Durch das Spülmittel wird die Oberflächenspannung, die den Pfeffer zunächst trägt, zerstört und der Pfeffer fällt herunter. Die Kinder testen verschiedene Stoffe auf ihre Brennbarkeit durch Hineinhalten der Stoffe in eine Kerze. Die Schüler zünden eine Kerze an, ohne dass sie den Docht berühren. Dazu müssen sie eine brennende Kerze anzünden, auspusten und das Streichholz in die aufsteigende weiße Fahne halten. Die Schüler halten die Öffnung eines Glasrohrs in die Flamme einer Kerze. Dadurch ist aufsteigender Wachsdampf im Glasrohr sichtbar. Die Kinder erhitzen einen Eiswürfel. Beim Versuch Wasser ein Kleber? legen die Kinder eine speziell geformte Pappe auf ein leeres Glas und stapeln Münzen auf die kleine Lasche. Schon nach einer oder zwei Münzen kippt die Pappe vom Glas herunter. Anschließend geben die Kinder Wasser bis zum Rand in das Glas, legen erneut die Pappe darüber und stapeln wieder die Münzen. Dieses Mal müssten aufgrund der Oberflächenspannung des Wassers mehr Münzen möglich sein.

272 Wasserschichten Wasser Die Kinder sollen den Dichteunterschied von kaltem und heißem Wasser kennenlernen. Was wird aus einer Kerze? Wie viel Wasser bleibt im Boden? Feuer Erde Durch das Fühlen der Feuchtigkeit im Glas sowie den zu sehenden Ruß, sollen die Schüler erkennen, dass beim Verbrennen Wasser und Ruß (Kohlenstoffdioxid) entsteht. Die Kinder sollen die Wasserdurchlässigkeit verschiedener Bodenarten kennenlernen. Verschwindet Wasser? Wasser Die Kinder sollen wissen, dass Wasser beim Erhitzen verdampft. Vorsicht, heiß? Erde Die Kinder sollen die unterschiedlichen Flammenzonen der Kerze kennenlernen. In eine große Glasschüssel geben die Kinder Wasser mit Raumtemperatur, in eine kleine Flasche heißes Wasser und in eine andere Flasche kaltes Wasser und einen Eiswürfel. Das Wasser in den zwei Flaschen wird mit zwei unterschiedlichen Farben angefärbt und zugeschraubt. Die Flaschen legen die Kinder in die Schüssel und öffnen sie langsam. Das heiße Wasser strömt nach oben, das kalte Wasser nach unten. Durch die Dichteunterschiede sind drei Wasserschichten zu erkennen und zu fühlen. Die Schüler stülpen ein Becherglas über die Kerze. Nach kurzer Zeit wird das Glas angehoben und die Kinder fühlen die Innenwand des Glases. Anschließend halten sie eine Porzellanschale über die Kerze. Die Schüler testen verschiedene Bodenarten auf ihre Wasserdurchlässigkeit. Hierzu schütten sie eine gleiche Menge von Wasser in einen mit der jeweiligen Bodenprobe gefüllten Blumentopf. Das durchgelaufene Wasser wird in einem Becherglas aufgefangen. Die Kinder erhitzen Wasser in einer Schale. Die Schüler ziehen einen Holzstab quer durch die Flamme. Der Stab färbt sich in Abhängigkeit der Flammenzonen in unterschiedlichen Schwarz- bzw. Brauntönen. Die Kinder halten danach ein Glas von oben in die Flamme, wodurch sich in Abhängigkeit der Flammenzonen Ruß bildet.

273 Anhang 5. Übersicht über die im Schülerlabor angebotenen Experimente Die folgende Tabelle enthält die im Labor für den Förderschwerpunkt Hören angebotenen Experimente in Abhängigkeit der Jahrgangsstufe in der Erprobungsphase. Klasse Thema Experiment 1 Feuer Feuer machen Was brennt? Wann brennt Holz? Hilfe, es brennt. Wann geht eine Kerze aus? Löschen eines Wachsbrands Luft Bello hat Durst Luft als Treibstoff? Braucht Luft Platz? Ballon in der Flasche? Trockene Schätze? Wasser Kann Wasser zaubern? Stern aus Zucker? Was ist schneller? Salz oder Zucker? Was ist Eis? Was passiert, wenn Wasser warm wird? 2 Feuer Feuer machen Wann brennt Holz? Wann geht eine Kerze aus? Feuerlöscher Vorsicht, heiß? Löschen eines Wachsbrands Wasser 3mal Wasser? Kann Wasser zaubern? Stern aus Zucker? 3 Freunde? Warum kann ein Wasserläufer über das Wasser laufen? Wasser ein Kleber? Luft Bello hat Durst Luft als Treibstoff? Braucht Luft Platz? Trocken zum Schatz? Ein Ballon in der Flasche? 273

274 Anhang Klasse Thema Experiment 3 Feuer Was wird aus der Kerze? Feuerlöscher Vorsicht, heiß? Was brennt bei einer Kerze? Löschen eines Wachsbrands Kerzenrennen Wasser Stern aus Zucker? 3 Freunde? Mini-Lavalampe Warum kann ein Wasserläufer über das Wasser laufen? Reise des Tintentropfens Wasser ein Kleber? Luft Braucht Luft Platz? Kann man Luft umfüllen? Trocken zum Schatz? Braucht Luft immer gleich viel Platz? Heißluftballon 4 Feuer Was wird aus der Kerze? Kerzenrennen Feuerlöscher Vorsicht, heiß? Wann geht eine Kerze aus? Was brennt bei einer Kerze? Löschen eines Wachsbrands Wasser Stern aus Zucker? Mini-Lavalampe Warm kann ein Wasserläufer über das Wasser laufen? Wasser ein Kleber? Reise des Tintentropfen Erde Filzer auf der Spur Schwarze Kohle als Reiniger Blaukraut oder Rotkraut? Säuren sind gefährlich? 5/6 Feuer Was wird aus der Kerze? Kann Eisen brennen? Feuer löschen mal anders Warum braucht die Kerze einen Docht? Vorsicht, heiß? Was brennt bei einer Kerze? Löschen eines Wachsbrands Wasser Wasserschichten Ein Geist in der Flasche? Flüssigkeiten stapeln? Stern aus Zucker? Mini-Lavalampe Reise des Tintentropfens Erde Schwarze Kohle als Reiniger? Blaukraut oder Rotkraut? Saurer Boden? Wo bleibt das Wasser im Boden? Säuren sind gefährlich? 274

275 Anhang 6. Vergleich der Experimente vom NESSI-Lab und NESSI-FÖSL Wasser NESSI-Lab NESSI-FÖSL Änderungen Antischwerkraftmaschine Wasserschichten - ersetzt durch neues Experiment motorisch leichter handhabbar 3mal Wasser Ene Mene Meck Spannendes Wasser 3mal Wasser Verschwindet Wasser? Was ist Eis? Kann Wasser zaubern? Ein Stern aus Zucker? 3 Freunde? Mini-Lavlampe Kalt oder heiß? Salz oder Zucker was ist schneller? Warum kann der Wasserläufer über das Wasser laufen? Ein Geist in der Flasche? - unterteilt in zwei Experimente - abgeänderter Titel - ergänztes Modell - ergänzte Experimente zur Veranschaulichung - abgeänderter Titel - Modell und ergänzendes Experiment Klebriges Wasser Wasser - ein Kleber? - abgeänderter Titel Reise des Tintentropfens Reise des Tintentropfens - Visualisierungen Flüssigkeiten stapeln? - neues Experiment Hilfe zum Abspülen/Monster von Loch Salz/ Wassertransport/trinkende Pflanzen/Klein, aber Oho.. - nicht mehr in NESSI-FÖSL enthalten 275

276 Anhang Luft Vitamine zum Löschen Brause zum Löschen? - anderer Titel Bello hat Durst Bello hat Durst Modell - wird nicht im Schülerlabor angeboten - verschoben zum Thema Feuer Ist Luft ein Geist? Luft als Treibstoff - neu - neu Luft braucht Platz Braucht Luft Platz? - veränderter Titel - ergänzendes Modell Flaschenballon Ballon in die Flasche? - veränderter Titel - ergänzendes Modell Mehr oder weniger Braucht Luft immer gleich viel Platz? - veränderter Titel - ergänzendes Modell - Problemsituation verändert Trockene Schätze Trocken zum Schatz? - veränderter Titel - ergänzendes Modell - Variation zur Veranschaulichung Luft zum Umfüllen Kann man Luft umfüllen? - veränderter Titel - ergänzendes Modell - Variation Heißluftballon Luftiger Aufzug Tablettenpower Vitamin-Kanone Luftikuss/ Schwerwiegende Zeitung/ Atemkontrolle Heißluftballon Fliegender Zucker Brause mit Kraft? Eine Kanone mit Brause? - Veranschaulichung - als Zusatzexperiment im Schülerlabor angeboten - veränderter Titel - ergänzendes Modell - nicht mehr im NESSI-FÖSL enthalten 276

277 Anhang Feuer Brennendes Eisen Kann Eisen brennen? Wann brennt Holz? Was brennt? - Erweiterung durch das Experiment - ergänzendes Modell - neu Feuerlöscher Feuerlöscher - Visualisierungen eingefügt Vorsicht, heiß! Vorsicht, heiß? - ergänztes Experiment Ölfaden Warum braucht die Kerze einen Docht? - veränderter Titel Feuer machen Feuer machen - taktiles Nachempfinden der Reibungsswärme Kerzenrennen Kerzenrennen - ergänzendes Experiment Kerzennahrung Wann geht eine Kerze aus? - veränderter Titel - ergänzendes Modell Feuerlöschen mal anders Feuerlöschen mal anders - Vereinfachung der Durchführungsschritte - Erhöhung der Sicherheit Hilfe, es brennt Hilfe, es brennt! - Visualisierung hinzugefügt - Verbrennungsdreieck als Erklärungshilfe Die springende Flamme Was brennt bei einer Kerze? - veränderter Titel - Tabelle zur Erklärung der Aggregatszustände - Zusatzexperiment ergänzt Kerzenmagie Was wird aus einer Kerze? - veränderter Titel - Zusatzexperiment Gewichtsverlust/Öllampen/Brennender Würfelzucker - nicht mehr in NESSI-FÖSL enthalten 277

278 Anhang Erde Den Filzern auf der Spur Flizern auf der Spur - ergänzendes Modell Kleines Salzbergwerk Kleines Salzbergwerk - veränderter Titel Schwarze Kohle als Reiniger Schwarze Kohle als Reiniger? - zwei Experimente mit zwei Stoffen (Mentos, Tinte), - ergänzendes Modell Höhle unter Wasser? Wie viel Wasser bleibt im Boden? - wird im Labor angeboten, nicht nur der Mappe beigelegt Sauer macht lustig Weiche Eier Stärkenachweis Farbige Süßigkeiten/ Tusche/ geheimnisvolle Tinte/Öl ist nicht gleich Öl/ Kalkwasser/ Sauer macht lustig auch mit Laugen?/ Sauer macht lustig für Experten/ Alles Weiß/Zitronenbatterie/ Blaukraut oder Rotkraut? Saurer Boden? Säuren sind gefährlich? In welchen Lebensmitteln ist Stärke? - veränderter Titel - Veränderung des Modells - vereinfachte Anleitung - Visualisierung - ergänzendes Experiment - veränderter Titel - Visualisierung - vereinfachte Handhabung - nicht in NESSI-FÖSL enthalten 278

279 Anhang 7. Die Bewegungsgeschichte NESSI-Lab Bewegungsgeschichte NESSI-Lab Die Schüler sollen bei jedem NESSI aufstehen und sich wieder hin setzen und die anderen Bewegungen nachahmen. NESSI schläft in der Höhle ganz fest und träumt. (Die Kinder schlafen) NESSI träumt, dass NESSI in einem Chemielabor ist. Als Erstes muss NESSI einen Laborkittel und die Schutzbrille anziehen. (Die Kinder ziehen diese an) Im Labor stehen ganz viele Gegenstände, die NESSI genau betrachtet. (Die Schüler betrachten die Gegenstände). NESSI nimmt einen Erlenmeyerkolben in die Hand und - oh Schreck - fällt der Erlenmeyerkolben mit einem großen Klirr auf dem Boden und zerspringt in kleine Stücke. (Die Kinder klirren mit) NESSI erschrickt (die Kinder erschrecken), aber zum Glück ist nichts passiert. NESSI schaut sich um und sieht zwei bunte Flüssigkeiten. (Die Kinder blicken suchend umher) Die zwei Flaschen mit den Flüssigkeiten werden von NESSI in die Hand genommen und genau betrachtet, dabei dreht NESSI die beiden Gläser. (Die Kinder drehen sich im Kreis) NESSI schüttet die beiden Flüssigkeiten zusammen und schüttelt sie ganz kräftig (die Kinder hüpfen auf und ab oder schütteln sich selbst) Plötzlich fängt es ganz stark zu rauchen an, es stinkt und NESSI muss sich die Nase zu halten. (Kinder halten sich die Nase zu) Es fängt an zu brodeln, erst leise und dann immer lauter. (Die Kinder schlagen mit den Fäusten auf die Brust). Und plötzlich gibt es einen lauten Knall (die Kinder klatschen in die Hände) und NESSSI erschrickt und läuft ganz schnell davon. (Die Kinder laufen auf der Stelle) NESSI wacht aus ihrem Alptraum wieder auf und ist froh, dass es nur ein Traum war. (Die Kinder wischen sich den Schweiß von der Stirn) 279

280 Anhang 8. Tabellarische Darstellung des Ablaufs von NESSI-FÖSL Der Tagesablauf lässt sich folgendermaßen tabellarisch darstellen: Für die erste und zweite Klasse gilt folgender Ablauf: Zeit Ablauf Uhr Begrüßung, Wiederholung der Sicherheitseinweisung, Austeilen der Kittel, Klassenfoto, Aufteilung der Gruppen Uhr Experimentieren Station Uhr Pause Uhr Experimentieren Station Uhr Pause Uhr Experimentieren Station Uhr Einsammeln der Kittel, Demonstrationsversuch, Verabschiedung Für die Klassenstufen drei bis sechs ergibt sich folgender Ablauf: Zeit Ablauf Uhr Begrüßung, Wiederholung der Sicherheitseinweisung, Austeilen der Kittel, Klassenfoto, Aufteilung der Gruppen Uhr Experimentieren Station Uhr Pause Uhr Experimentiren Station Uhr Pause Uhr Experimentieren Station Uhr Einsammeln der Kittel, Demonstrationsversuch, Verabschiedung 280

281 Anhang 9. Evaluation der Lehrerfortbildung Die beiden durchgeführten Lehrerfortbildungen wurden mit Hilfe vom Fragebogen des Chemielehrer-Fortbildungszentrums evaluiert. Der Fragebogen ist in drei Teile geteilt: allgemeine Fragen, Vortrag und Workshop. Die Lehrer können die Fragen mit Schulnoten bewerten. Die Auswertung der allgemeinen Fragen ergibt folgende Bewertung: Bereich Bewertung Organisation der Veranstaltung 1,3 Schulbezug 1,5 Aufbereitung des Lehrmaterials 1,6 Fachdidaktischer Gewinn 1,7 Experimenteller Gewinn 1,2 Möglichkeiten zum Erfahrungsaustausch 1,7 Dabei zeigt sich, dass alle Aspekte sehr gut bis gut bewertet wurden. Der experimentelle Gewinn wurde mit der Note 1,2 bewertet. Workshop Bewertung Konnte der Inhalt besonderes Interesse wecken? 1,2 Schulische Integrierbarkeit der Inhalte 1,8 Verständlichkeit 1,2 Aktualität 1,4 Qualität der Versuchsvorschriften 1,2 Quantität der Versuche 1,1 Qualität der Betreuung im Praktikum 1,3 281

282 Anhang Vortrag Bewertung Strukturierung 1,3 Relevanz des Inhalts 1,3 Konnte der Inhalt besonderes Interesse wecken? 1,5 Fachliche Breite 1,8 Verständlichkeit 1,2 Praxisbezug 1,2 Aktualität 1,2 Medien (Folien, Dias, Tafelbild, ) 1,4 Vortragsstil 1,6 Motivation und Engagement 1,1 Möglichkeit für Fragen und Anmerkungen 1,2 Gestaltung des Begleitmaterials 1,3 Der Vortrag und der Workshop bewerten die Lehrer mit einer 1,

283 Anhang 10. Interviewleitfaden Befragung 1 - Begrüßung - Einleitung: Morgen geht es ja ins das NESSI-Schülerlabor, kannst du dir darunter was vorstellen? - Freust du dich darauf hin zu gehen? Wenn ja, warum? - Kannst du dir denn vorstellen wie ein Chemielabor ausschaut? Was man da alles findet? - Im NESSI-Lab machen wir viele Experimente. Erkläre mir was ein Experiment ist. Hast du vorher schon mal experimentiert? - Weißt du wie man experimentiert? - Welche Sicherheitsregeln musst du beachten, wenn du experimentierst? - Kannst du dir vorstellen was ein Chemiker alles trägt, wenn er im Labor ist? - Kannst du mir sagen, was das ist (zeigen einer Pipette und Becherglas, Erlenmeyerkolben) oder was man damit machen kann? - Morgen im NESSI-Lab gibt es folgende Themenbereiche: Wasser, Luft, Erde, Feuer. - Kannst du mir was über Wasser erzählen? Hast du darüber schon mal was gelernt? - Leninhalte der Wasserexperimente o Zuckerstern Kannst du mir sagen wie man einen Stern aus Zucker bastelt? Und wenn ja warum? Was passiert, wenn man Zucker in Wasser gibt? o Mini-Lavalampe Was passiert, wenn man Salz in Öl bzw. Wasser gibt? Was passiert, wenn man Öl und Wasser zusammengibt? o Wasser ein Kleber? Kann Wasser kleben? Kennst du das Wort Oberflächenspannung? o Spannendes Wasser Warum schwimmt der Pfeffer auf dem Wasser? Warum geht er unter wenn du Spülmittel drauf gibst? Warum kann ein Wasserläufer auf dem Wasser laufen? (Kennst du das Wort Oberflächenspannung?) o 3mal Wasser? Was ist Eis? Was passiert wenn Wasser heiß gemacht wird? o Reise des Tintentropfens Was passiert, wenn du Wasser und Öl zusammengibst? Kannst du mir sagen, wie man die Schicht zwischen den Öl und Wasser nennt? - Kannst du mir was über Feuer erzählen? o Wie löscht du ein Feuer? o Wann geht eine Kerze aus? Was passiert wenn du das Becherglas über die Kerzenflamme stülpst? Kannst du das erklären? 283

284 Anhang o Was brennt bei einer Kerze? Was brennt bei einer Kerze? Kannst du ein Kerze anzünden, ohne den Docht zu berühren? o Was wird aus einer Kerze? Wenn eine Kerze brennt. Was passiert mit ihr? Zu was wird sie? o Vorsicht, heiß? Beschreibe eine Kerzenflamme in Farbe und Form. Ist eine Kerzenflamme überall gleich heiß? o Löschen eines Wachsbrands Kann man ein Feuer mit Wasser löschen? Stell dir vor, in der Küche brennt die Pfanne, in der du Öl gegeben hast. Wie löscht du das Feuer? o Kerzenrennen Wie kannst du eine Kerze löschen? Kennst du das Wort Kohlenstoffdioxid? Warum kann man damit eine Kerze löschen? - Kannst du mir sagen was Luft ist? o Braucht Luft Platz? Zeigen einer Flasche! Was ist in der Flasche? Kannst du mir sagen, wie man das nachweist? o Kann man Luft umfüllen? Kannst du Luft von einem in ein anders Glas umfüllen? Wenn ja, warum? o Trocken zum Schatz? Kann man einen Schatz vom Meerboden hochholen ohne selbst nass zu werden? Was ist eine Taucherglocke? o Braucht Luft immer gleich viel Platz? Was passiert, wenn du Luft warm machst? o Heißluftballon Kennst du einen Heißluftballon? Warum fliegt der am Himmel? - Kannst du mir etwas über Erde erzählen? o Den Filzern auf der Spur Ist schwarz gleich schwarz in den Filzstiften? Sind die Farben gemischt? o Schwarze Kohle als Reiniger? Kennst du das Wort Aktivkohle? Kannst du mir sagen, wie du dreckiges Wasser wieder sauber bekommst? o Blaukraut oder Rotkraut? Was ist der Unterschied zwischen Blau- und Rotkraut? Kennst du den Begriff Säure? o Säuren sind gefährlich? Sind Säuren gefährlich? Was machen Säuren? - Verabschiedung 284

285 Anhang Befragung 2 und 3 - Begrüßung - Einleitung: Was hast du gestern bzw. vor drei Monaten gemacht? An was kannst du dich vom NESSI-Lab erinnern? - Hat es dir gut gefallen? Begründe! - Gab es etwas, was dir nicht gefallen hat? - Welches Experiment und Thema hat dir am besten gefallen? Begründe! - Kannst du mir beschreiben wir ein Chemielabor ausschaut? - Im NESSI-Lab machen wir viele Experimente. Erkläre mir was ein Experiment ist. - Weißt du wie man experimentiert? - Welche Sicherheitsregeln musst du beachten, wenn du experimentierst? - Kannst du dir vorstellen was ein Chemiker alles trägt, wenn er im Labor ist? - Kannst du mir sagen, was das ist (zeigen einer Pipette und Becherglas, Erlenmeyerkolben) oder was man damit machen kann? - Kannst du mir was über Wasser erzählen? o Zuckerstern Kannst du mir sagen wie man einen Stern aus Zucker bastelt? Und wenn ja warum? Was passiert, wenn man Zucker in Wasser gibt? o Mini-Lavalampe Was passiert, wenn man Salz in Öl bzw. Wasser gibt? Was passiert, wenn man Öl und Wasser zusammengibt? o Wasser ein Kleber? Kann Wasser kleben? Kennst du das Wort Oberflächenspannung? o Spannendes Wasser Warum schwimmt der Pfeffer auf dem Wasser? Warum geht er unter wenn du Spülmittel drauf gibst? Warum kann ein Wasserläufer auf dem Wasser laufen? (Kennst du das Wort Oberflächenspannung?) o 3mal Wasser? Was ist Eis? Was passiert wenn Wasser heiß gemacht wird? o Reise des Tintentropfens Was passiert, wenn du Wasser und Öl zusammengibst? Kannst du mir sagen, wie man die Schicht zwischen den Öl und Wasser nennt? - Kannst du mir was über Feuer erzählen? o Kannst du mir zeigen wie man ein Streichholz anzündet? (Streichholzschachtel hinlegen) o Wie löscht du ein Feuer? o Wann geht eine Kerze aus? Was passiert wenn du das Becherglas über die Kerzenflamme stülpst? Kannst du das erklären? o Was brennt bei einer Kerze? 285

286 Anhang Was brennt bei einer Kerze? Kannst du ein Kerze anzünden, ohne den Docht zu berühren? o Was wird aus einer Kerze? Wenn eine Kerze brennt. Was passiert mit ihr? Zu was wird sie? o Vorsicht, heiß? Beschreibe eine Kerzenflamme in Farbe und Form. Ist eine Kerzenflamme überall gleich heiß? o Löschen eines Wachsbrands Kann man ein Feuer mit Wasser löschen? Stell dir vor, in der Küche brennt die Pfanne, in der du Öl gegeben hast. Wie löscht du das Feuer? o Kerzenrennen Wie löscht du Kerzen? Kennst du das Wort Kohlenstoffdioxid? Warum kann man damit eine Kerze löschen? - Kannst du mir sagen was Luft ist? o Braucht Luft Platz? Zeigen einer Flasche! Was ist in der Flasche? Kannst du mir sagen, wie man das nachweist? o Kann man Luft umfüllen? Kannst du Luft von einem in ein anders Glas umfüllen? Wenn ja, warum? o Trocken zum Schatz? Kann man einen Schatz vom Meerboden hochholen ohne selbst nass zu werden? Was ist eine Taucherglocke? o Braucht Luft immer gleich viel Platz? Was passiert, wenn du Luft warm machst? o Heißluftballon Kennst du einen Heißluftballon? Warum fliegt der am Himmel? - Kannst du mir etwas über Erde erzählen? o Den Filzern auf der Spur Ist schwarz gleich schwarz in den Filzstiften? Sind die Farben gemischt? o Schwarze Kohle als Reiniger? Kennst du das Wort Aktivkohle? Kannst du mir sagen, wie du dreckiges Wasser wieder sauber bekommst? o Blaukraut oder Rotkraut? Was ist der Unterschied zwischen Blau- und Rotkraut? Kennst du den Begriff Säure? o Säuren sind gefährlich? Sind Säuren gefährlich? Was machen Säuren? - Würdest du noch mal gerne das NESSI-Lab besuchen? Warum? - Verabschiedung 286

287 Anhang 11. Transkriptionsregeln (nach der PH-Ludwigsburg) Markierung im Text Bedeutung LAUT :u:nd Laut, akzentuiert Dehnung (.), (1) Pause unter einer Sekunde, Pause eine Sekunde // unverständliches Wort < > Außersprachliche Handlung, Gebärde Mh Hm Zustimmung Verneinung 287

288 Anhang 12. Auszug aus einem Interview Interview mit K3 (kommuniziert mit LBG) Interviewer: So Melissa kannst du dich an mich erinnern? Und was du im NESSI-Lab alles gelernt hast? Befragter: Ich habe mhm wir haben Filzstift gemacht und bunt gemacht und dann dann (3) und dann kleine Kiste und mit Wasser und dann warten und dann wird bunt. Weil das lila zusammen mit grün oder lila mit rosa. Interviewer: Aber warum wird das bunt? Befragter: Weil dann sieht man nur lila. Drinnen nur bunt und das ist gemischt. Interviewer: Aha und das ist ein Gemisch. Und was macht das Wasser? Befragter: Dann läuft bunt. Interviewer: Genau. Was hast du noch gelernt? Befragter: Was noch? (3) Kennst du Füller? Mit Öl und mit Glas und dann Öl immer noch hoch. Interviewer: Aber warum ist das oben? Befragter: Weil Öl dann rein. Weil Öl ist (3) schmilzt oder weiß nicht. Interviewer: O.k. überlegen wir noch mal. Also haben wir Wasser in das Glas getan und dann Öl reingetan. Befragter: Ja. Interviewer: Was siehst du dann? Befragter: Was siehst du dann? Interviewer: Mischt sich das? Befragter: Nein. Interviewer: Wie schaut das so aus? Befragter: Füller, Wasser und Öl. Ne und Füller auch oben. Oder? Interviewer: Das Öl war oben und das Wasser war unten und dann kam die Tinte rein. 288 Befragter: Ja. Interviewer: Und was ist dann passiert mit der Tinte? Befragter: Die so blau.<gebärdet Tropfen> Interviewer: Ja und was ist dann passiert? Befragter: Dann runter bisschen. Interviewer: Und was ist mit dem Wasser passiert? Befragter: Wasser auch blau. Interviewer: Warum wird s im Öl nicht blau, aber im Wasser? Befragter: Weil Öl ist anders, ist s anders. Und Wasser kann man immer gemischt. Aber Wasser ist immer gemischt. Aber nur Öl und Wasser nicht gemischt. Interviewer: Aber warum mischen die sich nicht? Befragter: Weil dann ich weiß nicht. Weil Öl ist auch wie Butter. Interviewer: Richtig. Befragter: Und was noch, was anderes. Und Kerze und Holz. Und Kerze, Holz ne Flamme. Und dann <gebärdet durchziehen> so und dann wird schwarz. Weil lange schwarz dann wenn lange. Flamme mit Holz dann wird schwarz. Und wenn nur so, dann wird es schwarz. Interviewer: O.k. und was haben wir damit gezeigt? Befragter: Ähm Betreuer5 hat gezeigt. Interviewer: Mhm. Aber ähm was haben wir da gelernt? Befragter: Geschrieben. Interviewer: Nee da mit dem schwarz. Wir bleiben noch mal bei dem mit dem Durchziehen. Was haben wir da gelernt?

289 Anhang Befragter: Äh (3) steht Blatt. Aber ich hab vergessen. Flamme ist heiß und warm. Interviewer: Wo ist sie heiß? Befragter: Heiß ist schwarz und warm ist hell schwarz. Interviewer: Richtig. Und wo ist es außen oder innen heiß? Befragter: Innen. Interviewer: Hat es dir Spaß gemacht? Befragter: Ja. Interviewer: Würdest du gerne noch mal kommen? Befragter: Ja. Na klar. Interviewer: Na klar. Befragter: Aber ich will noch mal kommen. Interviewer: Die Themen, welches hat dir am besten gefallen? Befragter: Alles. Interviewer: Und welches Experiment? Befragter: Alles. Interviewer: Und wer ist NESSI? Befragter: NESSI ist ein Drache. Interviewer: Wir haben dort Experimente gemacht? Was bedeutet das? Befragter: Zum Beispiel Kerze machen und Füller und so. Und Feuer, Wasser und Erde. Interviewer: Und wie macht man Experimente und warum macht man sie? Befragter: Mit Brille. Weil du musst immer alle. Weil manche gefährlich. Und Zitrone und Ei. Ei kann man Blasen im Wasser. Interviewer: Aber was bedeutet Experiment? Befragter: Bedeutet Beispiel Ei und und Ei machen und arbeiten und so. Und Füller und Feuer. Interviewer: Wie macht man ein Experiment? Befragter: Ich weiß nicht. Interviewer: Doch probier s mal. Befragter: Aber haben wir noch nicht gelernt. Interviewer: Doch du hast das doch gemacht. Was hast du als erstes gemacht. Wenn du an einer Station warst, bei einem Experiment. Befragter: Feuer? Interviewer: Ist egal. Was hast du jedes Mal gemacht? Befragter: Erde und Wasser und Feuer. Interviewer: Ich meine ähm wenn du jetzt mit deiner Mutter erklären würdest, wie du Experimente machst, was machst du als erstes? Befragter: Erde, nein Wasser. Interviewer: Nein an einem Experiment. Beispiel mit dem Feuer mit dem Durchziehen. Befragter: Bunt mit Filzstift. Und Kerze mit Glas drüberstülpen. Wenn großes Glas mit Kerze, dann lange. Wenn kleines Glas, dann schneller aus. Interviewer: Warum? Befragter: Weil braucht Luft. Kerze, äh Flamme braucht Luft. Interviewer: Und was passiert mit der Luft im Glas? Befragter: (3) Was? Interviewer: Die Luf tim Glas was passiert mit der? Befragter: Dann aus. Interviewer: Die Kerze geht aus. Befragter: Weil Kerze braucht wir Menschen auch Luft. 289

290 Anhang Interviewer: Genau richtig. Ähm Labor. Was ist das? Befragter: Labor <gebärdet langes Glas> Interviewer: Nee. Befragter: Ich weiß nicht. Interviewer: Beschreib mal den Raum, wo wir Experimente gemacht haben. Befragter: Weiß nichts? Interviewer: Waren da Tische drinnen, Stühle drinnen? Befragter: Gemacht Raum. Tisch und Schnecke war im Kasten und Fisch. Und (3) wir haben Pausenbrot gegessen und ein bisschen Pause, bleiben, dann wir gehen, ähm wer ist der nächste, wenn Pause, dann immer nächste, wenn Pause dann immer nächste. Interviewer: Genau. Befragter: Und dann manchmal was erzählen. Interviewer: Ja. O.k. beim Experiment musst du aufpassen. Eine Brille, was noch? Welche Regeln müssen wir lernen? Befragter: Und Mantel weiß und manchmal kaputt. Interviewer: Was noch? Befragter: Mhm (3) wenn nicht anfassen, dann Kinder musst nicht anfassen. Interviewer: Was noch? Befragter: Und (3) darf nicht schubsen, bei Feuer und so. Interviewer: Richtig. Was noch? Befragter: Darf nicht einfach klauen und anfassen. Dann vielleicht Kinder verbrennen. Interviewer: Und noch was? Befragter: Wenn Mensch, wenn großer Mensch, wenn du sagst machen, dann musst du machen. Und // wenn fragen, dann antworten und dann wir machen. Interviewer: Genau. 290 Befragter: Und kennst du Obst wird lila. Interviewer: Mhm genau das besprechen wir gleich. Erinnerst du dich daran? <zeigt Reagenzglas> Befragter: Das kenn ich. Interviewer: Name? Befragter: Ich weiß nicht wie heißt. Interviewer: Was hast du damit gemacht? Befragter: (3) Ähm (2) ähm doch rot, grün und blau. Interviewer: Und das hier? <zeigt Pipette> Befragter: Mit Füller. Interviewer: Mhm weißt du noch den Namen? Befragter: Nee. Interviewer: O.k. Befragter: Wie Spritze. Interviewer: Genau. Gut dann gehen wir noch mal zum Feuer. Wie kannt du ein Feuer löschen? Befragter: Ähm mit Glas (2) und mit Wasser mit Feuer und so. Interviewer: Ist Wasser eine gute Idee? Befragter: Ja. Nein. Interviewer: Ja oder nein? Befragter: Wasser ist eine gute Idee. Interviewer: Noch eine Idee wie man löschen kann? Befragter: (3) <überlegt>. Interviewer: Keine Idee mehr? Befragter: Oder Papier. Interviewer: Gut. Befragter: Mit Pappe kann man auch löschen. Interviewer: Mhm.

291 Anhang Befragter: Wenn kennst du Benzin, dann wird Feuer größer. Benzin ist gefährlich. Interviewer: Das stimmt. Wir hatten eine Kerze, angezündet, ausgepustet und dann ein Streichholz hingehalten. Befragter: Noch mal! Interviewer: Wir haben eine Kerze angezündet, ein Streichholz angezündet. Dann haben wir sie ausgepustet und dann das Streichholz ganz weit weg gehalten. Befragter: Ah und dann ist es aus. Interviewer: Und dann ist es wieder aus gegangen. Befragter: Nein warte (2). Und dann musst pusten musst pusten und dann so <gebärdet Streichholz hinhalten>. Interviewer: Ja und was ist dann passiert? Befragter: Dann ist Flamme an. Interviewer: Genau. Und warum? Befragter: Weiß nicht. Interviewer: Macht nichts. O.k. dann gehen wir noch mal zur Erde. Befragter: Filztstift. Interviewer: Das hast du schon erzählt. Und was mit dem rot, blau und grün. Kannst du das noch mal genauer beschreiben. Befragter: Rot ist Zi, Zitrone, Interviewer: Genau. Befragter: Kennst du, Obst, weißt du wie heißt? Interviewer: Rotkohl. Befragter: Rotkohl aber mit Wasser. Das wird blau, wie normal. Interviewer: Genau. Befragter: Und grün ist ähm (3) Farben oder. Weiß nicht mehr. Interviewer: Aber warum ist das rot geworden mit der Zitrone. Befragter: Weil Zitrone ist sauer. Ja. Interviewer: Richtig. Und was war das Grüne? Befragter: Und grün war. (3) Weiß nicht mehr. Interviewer: Lau Befragter: Lauge. Interviewer: Und dann haben wir noch was mit dem Ei gemacht. Befragter: Eischale. Interviewer: Mhm. Befragter: Mit Wasser und dann Blasen. Interviewer: Warum? Befragter: Weil Ei, weil weiß drinnen. Dann trocken und dann ab <gebärdet schälen>. Und deswegen. Interviewer: Aber was bedeutet Säure? Befragter: Die ist sauer. Richtig? Interviewer: Ja und was noch? Befragter: Weiß nicht. Interviewer: Dann gehen wir noch mal zum Wasser. Was passiert wenn man einen Zuckerwürfel ins Wasser stellst? Befragter: Zucker in Wasser? Interviewer: Zuckerwürfel. Weißt du was das ist? Befragter: Ah Zuckerwürfel mit Füller <gebärdet drauftropfen> Patrone. Interviewer: Genau. (3) Das haben wir ins Wasser gestellt. Was ist dann passiert? Befragter: Wird blau. Interviewer: Was wird blau? 291

292 Anhang Befragter: Und dann so <gebärdet wird kleiner und zerbröselt und verteilt sich> und wird blau. Der Zucker. Interviewer: Was passiert mit dem Zucker im Wasser? Befragter: Dann wird (2) heiß oder? Interviewer: Das ist egal. Befragter: Normal (3) ah jetzt weiß ich. Wasser und Zucker noch nicht schmilzt, wenn mit Patrone so, dann wird so Zucker <gebärdet schmelzen; sehr unsicher gebärdet>. Interviewer: Was passiert denn da? Befragter: Weil Zucker ist gift? Interviewer: Zucker ist gift? Befragter: Nein, nein. Weil Patrone ist gift oder? Interviewer: Mhm. Befragter: Manchmal Patrone ist vielleicht sauer. Keine Ahnung. Interviewer: Die Tinte die haben wir nur reingetan, damit es schön ausschaut und man es besser sieht. Wichtig ist, dass Zucker im Wasser war. Befragter: Ja. Interviewer: Was passiert, wenn du Zucker ins Wasser tust? Befragter: Wenn Wasser und Mitte dann Zucker dann noch nicht schmilzt, wenn Patrone rein Mitte Zucker, dann warte, warte, dann schmilzt. Interviewer: Was ist denn schmelzen? Befragter: Schmelzen ist wie Eis, dann Sonne dann schmelzen. Interviewer: O.k. Befragter: Wenn weiß, dann immer schmelzen. Bei Kuchen und Sonne, dann schmelzen. Interviewer: Aber beim Wasser und beim Zucker haben wir doch keine Sonne gehabt oder? Befragter: (3) <schüttelt den Kopf> Interviewer: Warum schmilzt das dann? Befragter: Meinst du ähm wenn Eis // dann Eiswürfel. Interviewer: Genau dann brauchen wir Sonne dann schmilzt er. Befragter: Genau. Aber Eiswürfel ist hart und kalt. Wenn kalt, wenn Sonne nicht dann immer schmilzt. Wenn nicht bleibt er normal. Interviewer: Aber beim Zucker im Wasser da hatten wir doch keine Sonne, oder? Warum ist es geschmolzen? Befragter: Weil (3) weil heiß ist und warm manchmal. Wenn warm dann schmelzen. Interviewer: Gut, dann (3) ah kennst du ein Versuch um Oberflächenspannung zu zeigen? Befragter: Was? Interviewer: Das mit dem Babypuder. Wir hatten ein Glas und da drinnen war Wasser. Befragter: Mehl oder? Interviewer: Mhm. Mit Babypuder. Befragter: Ah mit Popo und so. Interviewer: Was hast du gesehen? Befragter: Dann immer hoch und kennst du Tier? Immer noch hoch. Kann schwimmen. Interviewer: Kann schwimmen oder laufen? Befragter: Laufen. Kennst du Öl, dann Puder runter. Interviewer: Gut. Dann. Ähm (4) ah hast du hier in der Schule. Hast du seit dem du bei mir warst hast du noch mal Experimente gemacht? Befragter: Ja einmal. Interviewer: Ja, wo? Befragter: Bei Haus. Interviewer: Beschreib mal genauer. Du warst doch bei mir. Befragter: Ja. 292

293 Anhang Interviewer: Und hast Experimente gemacht. Hast du dann hier in der Schule oder zu Hause auch noch mal Experimente gemacht? Befragter: Nur Schule wir waren. Befragter: Nee nur Schule du hast gekommen. Interviewer: O.k. dann sag ich vielen Dank für das Beantworten der vielen Fragen. Interviewer: Was hast du da gemacht? 293

294 Anhang 13. Auszug aus dem Kategoriensystem zu den Interviews Vorstellung NESSI-Lab Vorwissen Kategorie Kodierregel Subkategorie Ankerbeispiel Realistische und erfüllbare Vorstellungen Die Vorstellungen der Kinder können durch die Erwartungen im Schüler-labor erfüllt werden. Experimente und Versuche durchführen, beobachten und erklären Wir // was ab. Ihr macht Versuche mit uns. (E1) Experimente oder Dinge werden demonstriert Ähm anschauen was macht Leiterin (M1) Experimente über die vier Elemente Da machen wir das mit Feuer, wir machen was mit Wasser. (U1) Tragen von Schutzbrille und Kittel Wir müssen da so auch weiße Kittel anziehen. Dürfen wir den dann auch behalten? (U1) Realistische Vorstellungen aber nicht erfüllbar Die Vorstellungen sind in Bezug auf ein Labor realistisch, werden aber nicht im Labor erfüllt Mikroskopieren ein Mikroskop ist vielleicht da. Vielleicht schaun wir auch ein paar Dinge an. Interviewer: Was denn zum Beispiel? Befragter: Mhm. Zum Beispiel Haare oder so. Dieses Saft oder Blut (D1) Unrealistische Vorstellungen Die Vorstellungen sind nicht realistisch. Brodeln Kochen und Und mit dem Feuer, dann brodelts (D1) Bunt und giftig Spezifische Geräte alles blau und bunt Wasser und giftig oder manchmal nicht giftig. (K1) Ich glaub des mit die solche kleinen Röhrchen, die man einschüttet kommen halt andere Farben.(D1) Bereits bekannt durch Geschwister, Internet oder Fotos von Nachbarklasse Das NESSI-Lab ist bereits bei den Kindern bekannt Ja:a das hab ich schon mal im Internet angeschaut.(i1) 294

295 Anhang NESSI Der Begriff NESSI ist unbekannt. Unbekannt NESSI nein. (L1) Der Begriff NESSI ist bekannt. bekannt Ja. Ähm das ist ein Name oder ein Haus wo Sachen sind und somit Feuerversuchen ist. Heißt auch NESSI. (C1) Zweiter Befragungszeitpunkt Kategorie Kodierregel Subkategorie Ankerbeispiel Äußerliche Aspekte Die Erinnerungen beziehen sich auf äußerliche Aspekte, wie der Besuch eines Schülerlabors, das Tragen eines Namenschilds etc. Schülerla- Besuch bor Tragen von Namensschildern Ausstattung unter anderem Experimentiermaterialien Im NESSI - Lab Labor (J2) Den Namensschild haben (J2) ich hab gesehen Kerze, Streichholz. Dann bei Erde >zeigt Form eines langen Glases> drei, gucken wir rot. Und ähm Wasser zum Drücken >drückt den Zeigefinger und Mittelfinger zusammen, wie bei einer Pipette>. Drücken (M1) Tragen von Schutzkittel Da haben wir weiße Mantel gekriegt (F1) Organisation Organisatorische Aspekte, wie Ablauf, Arbeitsblätter ausfüllen, organisatorische Punkte. Inhaltlich Einzelne Inhalte des Schülerlabors, wie einzelne Experimente, deren Lerninhalt werden genannt. Arbeitsblätter Gruppenarbeit Durchführung bestimmter Experimente Lerninhalt drei Elemente da, wir haben da mit einem, (3), wir haben (3), wir haben solch, solche Blätter gekriegt, wo wir solche Experimente da, mit wo man aufschreiben mussten (W1) dann wurden wir in Gruppen aufgeteilt (W1) Ja und bei der Luft. Da haben wir so ein so zwei Gläser. In der einen ist voller Luft und in der anderen ist keine Luft. Da ist nur Wasser und die Versuchen das die andere auch Luft. Das da Wasser ist, halt umgekehrt (D1) Man darf kein, kein Wasser draufschütten sonst wird die Flamme größer (E2) Thema Feuer, Luft und Erde (F1) 295

296 Anhang Dritter Befragungszeitpunkt Kategorie Kodierregel Subkategorie Ankerbeispiel Äußerliche Aspekte äußerliche Aspekte, wie der Besuch eines Schülerlabors, das Tragen eines Namenschilds, etc. Besuch Schülerlabor Laborkittel und Schutzbrille Im NESSI-Labor.(Q1) Ja wir hatten Schutzmantel (B3) Ausstattung Also es gab ne Zange. (T1) Organisatorisch Organisatorische Aspekte, wie Ablauf, Arbeitsblätter ausfüllen, organisatorische Punkte. Gruppenarbeit Betreuung durch Studenten wir haben Gruppenarbeit gemacht und so. (D1) Und da haben wir lauter Sachen, waren noch Kollegen dabei. (P1) Inhaltlich Einzelne Inhalte des Schülerlabors, wie einzelne Experimente, oder deren Lerninhalt werden genannt. Experimente allgemein Experi- Einzelnes ment Drei Elemente Vier Elemente Ähm, wir haben Experimente gemacht.(g3) Feuer gemacht. Erde und Wasser. Und was noch? Ähm (3) die Drei. (M2) Und haben über Feuer, Wasser, Luft und Erde gefunden. Die vier Elemente. (F1) Affektive Aspekte Vorwissen/Erwartungen Kategorie Kodierregel Subkategorie Ankerbeispiel Große Vorfreude Die Kinder sind neugierig und freuen sich auf den Besuch, und begründen dies mit den Chemikalien und Geräten sowie der Abwechslung zur Schule. Begründung durch Chemikalien und Geräte Abwechslung Schule zur Ja. Ich neugierig nächste Woche. Etwas anders. Alles blau und bunt Wasser und giftig oder manchmal nicht giftig. (K1) Des ist anders als Schule (F1) Keine Vorfreude Die Kinder zeigen keine Vorfreude. Mhmm, je nachdem was wie weit wir halt noch laufen würden dann (W1) 296

297 Anhang Zweiter Befragungszeitpunkt Kategorie Kodierregel Subkategorie Ankerbeispiel Erneuter Besuch von NESSI-Lab Die Kinder wollen erneut das Labor besuchen, auch wenn sie dazu Bedingungen stellen. Ja Nur bei anderen Experimenten Ja. Alles nochmal (K2) Nur wenn wir andere Sachen machen. Sonst wird es langweilig (R2) Kritik Die Kinder äußern Kritik, wie zu wenig Pausen, andere Gruppeneinteilung, etc. Zu wenige Pausen Unpassende Gruppeneinteilung Ähm, das es keine dritte Pause gab.(a2) ich hätte die Gruppen lieber anders aufgeteilt (W2) Wasser über den Ärmel geflossen Eigentlich hat mir nur nicht gefallen, dass Wasser auf meinen ähm also meinen Ärmel geflossen ist. (V2) Spaß Die Kinder hatten Spaß und begründen dies durch die Durchführung von Experimenten. Begründung durch bestimmtes Experiment Begründung durch Experiment allgemein Das wo wir den Heißluftballon haben steigen lassen. (Q1) Experimente (U2) Dritter Befragungszeitpunkt Kategorie Kodierregel Subkategorie Ankerbeispiel Spaß Die Kinder hatten Spaß und begründen dies durch die Durchführung von Experimenten. Begründung durch Experiment allgemein Begründung durch Abwechslung bzw. Ausgleich zur Schule Mh naja des war einfach so ähm hat mir einfach so viel Spaß gemacht solche Experimente zu machen (I3) weil da machen wir keine Experimente (G3) Erneuter NESSI-Lab Besuch Die Kinder wollen erneut das Labor besuchen, auch wenn sie dazu Bedingungen stellen Ja Nur bei Zeit Ja. Und mit Erde ausprobieren (B3) Wenn ich Zeit habe. Ja (A2) 297

298 Anhang Feuer Allgemeines Vorwissen Kategorie Kodierregel Subkategorie Ankerbeispiel Verwendung Hohes Gefährdungspotential Feuer wird zum Stockbrot backen, Grillen, Licht erzeugen und Wärme entwickeln verwendet. Feuer ist heiß, ist gefährlich weil es heiß ist und man sich verbrennen kann. Weil man mit Feuer auch ähm Bratwürste machen kann, man kann mit dem Feuer Wärme machen. Man kann mit Feuer so biegen. Sachen biegen. Man kann mit Feuer noch Stockbrot machen. (A1) Mhm. Wenn zum Beispiel Streichholz ne, so Beispiel klein so >zeigt Streichholz> ja gefährlich. Wenn ich hab Angst Beispiel, wenn Lehrerin passt, auf. Ohne Lehrerin ist gefährlich. Und dann muss ein Streichholz halten nicht einfach wegschmeißen. (M1) Löschmethoden Zum Löschen werden spezielle Methoden verwendet. Falsch Erde in dem man noch ein Styropor so irgendwie dran tun (W1) Oder mit Erde (I1) Wasser Oder Wasser drauf kippen. (H1) Feuerlöscher Feuerlöscher.(H1) Auspusten Feuerwehr Löschen durch eine Decke oder Rollen auf dem Boden Auspusten.(D1) Und wenn's zu wenig Wasser ist hol ich die Feuerwehr. (A1) Mit einer Decke. (E1) Sand Ersticken Sand (E1) mit einem Handtuch oder was zu ersticken (B1) Schaum Vielleicht oder (3) vielleicht Schaum (J1) Voraussetzungen für die Verbrennung Es müssen bestimmte Stoffe vorhanden bzw. Eigenschaften erfüllt sein, damit ein Feuer brennt. Brennbarer Stoff Stoff, wenn alle Stoff fertig und dann (3) weiter brennt. Geht nicht löschen. Nur Kerze und Metall. Metall gibts keine Flamme. 298

299 Anhang Reibung Pulver innen und wenn man so macht >bewegt die Hand weg vom Körper, als wenn er ein Streichholz anzündet> und die glatte Haut hat >reibt das Streichholz an der anderen Hand entlang> kann sich das Pulver anzünden.(f1) Sonstiges Diese Antworten wurden jeweils einmal genannt und konnten keiner weiteren Kategorie zugeordnet werden. Verschiedene Flammenfarben Feuer für Experimente Des ist ganz viele verschiedene Flammenfarben gibt. (Q1) kann man Versuche machen mit Feuer (C1) Was brennt bei einer Kerze? Kategorie Kodierregel Subkategorie Ankerbeispiel Vorwissen Docht bzw. Wachs Wette nicht möglich Wette möglich Durchführung Sehr gut gut Beobachtung Der Docht und/oder das Wachs brennt. Das Anzünden ist nicht möglich. Die Wette ist möglich, aber falsche Begründung. Die Durchführung wird durch folgende Aspekte beschrieben: Kerze anzünden, Streichholz auspusten, hineinhalten in den Rauch bzw. weiße Fahne. Ein bis zwei Versuchsschritte werden vernachlässigt. Der wesentliche Kern der Durchführung wird aber erfasst. Der Wachs brennt ab und der Docht.(Q1) Also wenn die qualmt, nicht mehr.(j1) ein Mittel oder so hintut, könnte es vielleicht schon funktionieren (W1) Und da haben wir eine Kerze angezündet, dann haben wir noch ein Streichholz daneben gelegt und das Streichholz angezündet. Haben die Kerze ausgepustet und da war ja der Rauch. Und dann haben wir dann den Rauch die Kerze also das Streichholz in den Rauch gehalten und dann ist die Kerze angegangen. (S1) Dann haben wir des in das Feuer reingetan. Und dann ist da Rauch rausgegangen. Dann hat ein anderer mit dem Streichholz da. Da sind dann beide so wie Weihrauch rausge-kommen. (D1) 299

300 Anhang Sehr gut Es wird ein aufsteigende weiße Fahne bzw. das schnelle Hinabspringen der Flamme beschrieben. Dann ist der Dampf durch das Rohr (H2) Gut Die Kerze brennt wieder. dann geht die Kerze schon an. (E2) Erklärung Sehr gut Gut Falsch Weiße Fahe bzw. Wachsdampf ist die Ursache für das Wiederenztünden. Der aufsteigende Rauch ist Ursache für das Wiederentzünden. Die Hitze, bzw. die warme Luft sind Ursache. der die weiße Fahne und dann geht sie wieder an. (A2) 300

301 Anhang Wann geht eine Kerze aus? Kategorie Kodierregel Subkategorie Ankerbeispiel Vorwissen Sehr gut Gut Durchführung Sehr gut Beobachtung Sauerstoff ist zum Brennen notwendig, bzw. aufgrund fehlenden Sauerstoffs erstickt die Flamme. Die Flamme braucht Luft zum Brennen, sie geht aus. Es werden drei verschieden große Gläser (gleichzeitig) über die Kerzen gestellt. Weil die Kerze dann kein Sauerstoff mehr bekommt. (E1) Weil die keine Luft mehr hat.(g1) Ähm (3) ja da waren drei unterschiedlich große Gläser, ein kleines, ein mittleres und ein großes. Haben wir da Teelichter angezündet und die Gläser über die Teelichter gestellt. (G2) Sehr gut Die Kerzen gehen in Abhängigkeit ihrer Größe unterschiedlich schnell aus. Und dann sind ähm ist des kleine Glas das hat ähm also ähm das Teelicht wo des kleine Gras Glas war ist als erstes ausgegangen. (G2) Gut Die Kerzen gehen aus. Aus. (N2) Erklärung Sehr gut Der Vorgang wird durch fehlenden Sauerstoff erklärt. Weil die ähm weil die kleinste hatte am wenigsten Sauerstoff drinnen. Gut Fehlende Luft als Ursache. Weil wenig Luft ist und dann >schüttelt den Kopf> und dann keine Luft mehr da. (L1) 301

302 Anhang Löschen eines Wachsbrands Kategorie Kodierregel Subkategorie Ankerbeispiel Vorwissen bzw. in- Wasser Feuerwehr Erwachsenen formieren Ja mit Wasser. (E1) Den Herd schnell ausmachen. Die Feuerwehr anrufen. (E1) richtig Ah ja gegen so ein Benzin oder so was.(i1) Durchführung Sehr gut Löschen erfolgt mit Wasser, Ausschalten des Herds und einer Pfanne Und dann der // und ich sagten mit Wasser gelöscht. Und dann (2) und dann haben wir das mit Wasser also Wasser gelöscht und dann ist es eigentlich noch schlimmer geworden und des hat des dann ganz nach des ganz nach oben gespritzt und dann dann hat ein anderes Kind gesagt eine Bratpfanne genommen. Also ähm mit so mit die halt so mit ähm (2) so nen Deckel, weiß ich nicht mehr so genau. Also des da drüber gemacht und dann und dann haben sie es (R1) Gut Falsch Das Feuer wurde mit Wasser gelöscht Das Feuer wird nicht mit Wasser oder einer Pfanne gelöscht. Da haben wir als erstes so Wachs gehabt, dann haben wir das angezündet und bew als erstes sind wir ja rüber gegangen Interviewer: >nickt< Befragter: Und dann haben die gesagt, Wasser darf man mit mit mit (J2) Ich glaub ein Tuch drüber getan.(t1) Beobachtung Sehr gut Das Feuer wird größer und eine Stichflamme ist sichtbar. Das Feuer wird mit der Pfanne gelöscht. Man darf nicht mit dem Wasser reintun dann proam >gebärdet großes aufsteigendes Feuer>. (L1) Erklärung Sehr gut 302 Man darf nicht mit Wasser löschen und das Mit ner Pfanne drauf Interviewer: >nickt< Genau und wa-

303 Anhang Gut Falsch Feuer erstickt bei zu wenig Sauerstoff. Mit Wasser darf man nicht löschen. rum? Befragter: Weil es dann kein Sauerstoff mehr bekommt.(i2) Was man nicht Wasser schütten sonst kommt noch mehr Feuer. (C1) Weil, ähm, der Deckel hat Schutz und des Feuer hat keine Kraft (F1) 303

304 Anhang 14. Auszug aus der Experimentiermappe von NESSI-FÖSL 304

305 NESSI Lab Nürnberg Erlanger Schüler und Schülerinnen Labor Braucht Luft immer gleich viel Platz? NESSI bläst einen Luftballon auf. NESSI legt ihn in die Sonne. Plötzlich knallt es ganz laut. Der Luftballon ist kaputt. Was ist passiert? 305 Name: Luft Deckblatt

306 NESSI Lab Nürnberg Erlanger Schüler und Schülerinnen Labor Braucht Luft immer gleich viel Platz? Du brauchst: Geräte Material Flasche mit engem Hals 2 große (Becher-)Gläser Luftballon Kaltes Wasser Eiswürfel Heißes Wasser (Vorsicht!) So gehst du vor: 1. Ziehe den Luftballon über den Hals der Flasche. 2. Fülle ein Becherglas bis zur Hälfte mit heißem Wasser (Vorsicht!). 3. Stelle die Flasche hinein. 4. Was kannst Du beobachten? 5. Fülle das zweite Becherglas bis zur Hälfte mit kaltem Wasser und gebe 4 Eiswürfel hinzu. 6. Stelle die Flasche aus dem heißen Wasser in das Eiswasser. 306 Was kannst du jetzt beobachten? Braucht Luft immer gleich viel Platz? Name: Luft Schülerarbeitsblatt

307 NESSI Lab Nürnberg Erlanger Schüler und Schülerinnen Labor Braucht Luft immer gleich viel Platz? Brauchst du Hilfe? Betrachte die beiden Bilder! Was stellen die Kugeln dar? Warum bläst sich der Luftballon auf? V Sind in beiden gleich viele Kugeln enthalten? Was ist verschieden bei den Bildern? 307 Name: Luft Hilfsblatt

308 NESSI Lab Nürnberg Erlanger Schüler und Schülerinnen Labor Braucht Luft immer gleich viel Platz? Warum ist der Luftballon geplatzt? Weil die Luft in dem Luftballon warm wird und sich somit ausdehnt. Weil der Luftballon heiß wird und sich somit ausdehnt. Weil der Luftballon immer mehr mit Wasser gefüllt wird. Was kannst du beobachten? Zeichne den Luftballon: heißes Wasser kaltes Wasser Warum verändert sich der Luftballon? Beim heißen Wasser: Die Luft in der wird durch das heiße Wasser auch. Die warme Luft braucht Platz. Der Luftballon wird. Beim kaltem Wasser: Die Luft in der Flasche wird durch das kalte Wasser. Die kalte Luft braucht Platz. Der Luftballon wird. Warum platzt der Luftballon in der Sonne? Der Luftballon platzt, weil die im Luftballon wird. Sie braucht somit Platz, der Luftballon ist zu klein und er platzt. 308 Name: Luft Arbeitsblatt

309 NESSI Lab Nürnberg Erlanger Schüler und Schülerinnen Labor Braucht Luft immer gleich viel Platz? Warum ist der Luftballon geplatzt? Weil die Luft in dem Luftballon warm wird und sich somit ausdehnt. Weil der Luftballon heiß wird und sich somit ausdehnt. Weil der Luftballon immer mehr mit Wasser gefüllt wird. Was kannst du beobachten? Zeichne den Luftballon: heißes Wasser kaltes Wasser Warum verändert sich der Luftballon? Beim heißen Wasser: Die Luft in der Flasche wird durch das heiße Wasser auch heiß. Die warme Luft braucht mehr Platz. Der Luftballon wird größer. Beim kaltem Wasser: Die Luft in der Flasche wird durch das kalte Wasser kalt. Die kalte Luft braucht weniger Platz. Der Luftballon wird weniger. Warum platzt der Luftballon in der Sonne? Der Luftballon platzt, weil die Luft im Luftballon heiß wird. Sie braucht somit mehr Platz, der Luftballon ist zu klein und er platzt. 309 Luft Lösungsblatt

310 NESSI Lab Nürnberg Erlanger Schüler und Schülerinnen Labor Lerninhalt: Gase, wie Luft sind nicht nichts. Sie nehmen einen gewissen Raum ein. Dieser ist abhängig von der Temperatur: Je heißer die Luft, desto mehr Raum nimmt sie ein. Hinweise: Vorsicht beim Umgang mit dem heißen Wasser! Unbedingt eine Trinkflasche mit dickem Glas verwenden, sonst kann das Glas durch die Hitze springen. Den Luftballon zuvor aufblasen, damit das Material gedehnt ist. Ist den Schülern unklar, dass die Luft nicht nur aufsteigt sondern sich ausdehnt kann die Flasche mit Luftballon mit dem Kopf nach unten gedreht werden. Das Wasser kann durch einen Wasserkocher vor Ort erhitzt werden. Die Eiswürfel können in einer Thermoskanne aufbewahrt werden. Zur Information: Während sich die Flasche erwärmt, bläht sich der Luftballon auf. Das liegt daran, dass sich die Luft im Inneren der Flasche erwärmt und sich dadurch ausdehnt. Da die gleiche Luftmasse nun mehr Raum (Volumen) beansprucht, ist sie weniger dicht. Stellt man die Flasche in Eiswasser, so kühlt sich die Luft wieder ab und der Luftballon wird wieder schlaff. Die Luft zieht sich beim Abkühlen wieder zusammen und nimmt ihr ursprüngliches Volumen wieder ein. Unter Wärmeausdehnung versteht man die Längen- bzw. Volumenänderung eines Körpers, hervorgerufen durch eine Veränderung seiner Temperatur. Ursachen der Wärmeausdehnung: Bei Gasen steigt der Druck bei konstantem Volumen mit zunehmender Temperatur, weil durch die höhere Teilchenenergie sowohl mehr Impuls pro Teilchen z. B. an eine Gefäßwand abgegeben wird, als auch die Geschwindigkeit der Teilchen höher ist, was zu mehr auftreffenden Teilchen pro Zeiteinheit führt. Wenn der Druck konstant bleiben soll, wie in unserem Versuch, muss das Volumen vergrößert werden, sodass die geringere Teilchendichte die oben genannten Effekte ausgleicht. Alltagsbezug ist der Heißluftballon. Notizen: Braucht Luft immer gleich viel Platz? 310 Literatur: Luft Lehrerblatt Urbanger, M.: NESSI-Lab Experimentier-Mappe, Kometz, A. (Hrsg.). MOSES-VERLAG (Hrsg.): 356