Mit Lehm auf dem Weg zu den kleinsten Teilchen

Abstract

Chemie und Natur - das hat in den Augen vieler Menschen nicht zwangsläufig etwas miteinander zu tun. Dabei bietet insbesondere das Lernen an und in der Natur zahlreiche Lernanlässe - auch für das „Laborfach“ Chemie. In diesem Sinne wird in der vorliegenden Arbeit untersucht, inwiefern mit Hilfe des Lerngegenstandes „Lehm“ eine Anbahnung chemischer Konzepte möglich ist. Der Fokus wird dabei zunächst auf das chemiebezogene Lernen im Sachunterricht der Grundschule gelegt, da gerade in diesem der Bezug zur Lebenswelt besonders bedeutsam ist. Als methodischer Rahmen dient das Dortmunder Modell fachdidaktischer Entwicklungsforschung, durch welches eine praxisnahe Konzeption von Lerngegenständen angestrebt wird. Aufgrund der geringen Forschungslage hinsichtlich des Potenzials von Lehm für chemiebezogenes Lernen ist die Untersuchung explorativ angelegt und es werden qualitative Forschungsmethoden eingesetzt. Zunächst erfolgt eine fachliche Analyse zum Inhaltsfeld, wobei der Fokus auf die Eigenschaften des Lehms und beobachtbare Stoffumwandlungen gelegt wird. Eine anschließende didaktische Vorstrukturierung beinhaltet zum einen einen Überblick über bereits existierende Ansätze, zum anderen wird unter Bezug auf den Perspektivrahmen Sachunterricht und die Basiskonzepte für den Chemieunterricht eine inhaltliche Fokussierung vorgenommen. In der anschließenden Untersuchung werden im Rahmen von Freiland-AGs die Vorstellungen von Grundschulkindern zu Lehm-bezogenen Phänomenen erhoben und analysiert. Im Zentrum der Untersuchung stehen dabei problemzentrierte Interviews sowie teaching experiments (Vermittlungsexperimente). Die Analyse der Interviewdaten deutet darauf hin, dass insbesondere die vertiefende Auseinandersetzung mit der plastischen Verformbarkeit des Lehms ein hohes Potenzial für das chemiebezogene Lernen aufweist. Aufbauend auf den Vorstellungen der Kinder scheint hier eine Anbahnung des Struktur-Eigenschaftskonzeptes gut möglich zu sein. Zugleich werden durch die Untersuchung mögliche Lernhürden aufgedeckt. Ein weiterer Ertrag der Arbeit ist schließlich eine auf den gewonnen Erkenntnissen basierende Neu-Strukturierung des Lerngegenstandes im Sinne eines stufenweisen Aufbaus eines Struktur-Eigenschaftskonzeptes, wobei für jede Stufe mögliche Lernaktivitäten aufgezeigt werden.

Chemistry and nature - in the view of many people this is not necessarily connected. And yet, especially learning in nature offers many chances to learn science - also for chemistry. In this context, the presented work analyses to what extend the topic loam can support the learning of basic chemical concepts. The focus is on chemical learning in primary school, because direct contact to the real environment is particularly important for learning at this age. As methodological framework the “Dortmunder Modell fachdidaktischer Entwicklungsforschung“ is chosen which was developed to design new learning environments in step with actual practice. Since there is only little reseach concerning the potential of loam for chemical learning, an explorative study following a qualitative research design is presented. At first an overview of the technical basics of the topic is given. The focus lies on the properties of loam and observable chemical reactions. Subsequently former approaches are described in an educational analysis. Furthermore a first structuring with regard to content is described taking the "Perspektivrahmen Sachunterricht" and "Basiskonzepte für den Chemieunterricht" into account. Afterwards, a study dealing with primary school children’s conceptions of the properties of loam is presented. The focus of the investigation lies on the analysis of problem-centered interviews and teaching experiments. The results suggest that, in particular, dealing with the plasticity of loam offers a high potential for chemical learning. Based on children’s conceptions an initiation of the basic concept structure-property-relations seems to be possible. Furthermore potential problems concerning learning with loam are revealed. A further accomplishment of this work is a new conception of the learning topic loam based on children’s ideas and containing a stepwise development of the structure-property-concept. For each level activities to support learning are presented.