Anstatt die Schüler Definitionen und Fakten zu einem naturwissenschaftlichen Thema wie Licht auswendig zu lernen , würde ein effektiver Erstklässler heute Schüler verschiedene Arten von Objekten unter Sonnenlicht und Taschenlampe untersuchen lassen. Die Schüler sammelten Beweise, um zu verstehen, wie Licht ihnen beim Sehen hilft, und sie experimentierten mit verschiedenen Materialien, um zu verstehen, wie und warum Schatten erzeugt werden .
Diese Verschiebung ist das Ergebnis der Next Generation Science Standards , die darauf abzielen, eine einheitliche Vision für den naturwissenschaftlichen Unterricht der K-12 im ganzen Land zu definieren. Die 2013 eingeführten Standards bewegen sich weg von der Betonung des wissenschaftlichen Vokabulars und der in Lehrbüchern aufgezeichneten Fakten hin zur Verwendung von Phänomenen der realen Welt , um die natürliche Welt zu erforschen und zu erklären. Diese Phänomene binden die Schüler in eine Reihe von wissenschaftlichen und technischen Praktiken oder SEPs ein. Über 40 Staaten haben die Standards der nächsten Generation oder eine Version davon übernommen.
Trotz der breiten Akzeptanz dieser Standards ist der aktuelle Stand des naturwissenschaftlichen Grundschulunterrichts besorgniserregend. Das Zeugnis der Nation zeigt, dass viele Schüler in den Klassen K-5 keinen hochwertigen naturwissenschaftlichen Unterricht erhalten. In den von Armut betroffenen Schulbezirken ist die Situation noch schlimmer . Der Großteil der Unterrichtszeit in der Grundschule wird oft der Mathematik und den Sprachkünsten gewidmet , wobei die Wissenschaften auf der Strecke bleiben.
Als Forscherin für naturwissenschaftliche Bildung und Lehrerausbilderin ist es mein Ziel, die nächste Generation von naturwissenschaftlichen Lehrern vorzubereiten. Hier sind fünf Eigenschaften eines effektiven Grundschullehrers für Naturwissenschaften, die den neuen Standards entsprechen.
1. Fördert die Neugier der Schüler
Kinder sind von Natur aus neugierig . Naturwissenschaftliche Lehrkräfte sollten relevante Alltagsereignisse als Grundlage für einen naturwissenschaftlichen Unterricht nutzen, der Interesse und Neugierde fördert . Dieser Ansatz ermutigt die Schüler, eine aktivere Rolle dabei zu übernehmen, herauszufinden, wie natürliche Ereignisse funktionieren, anstatt diese Lektionen von einem Lehrer unterrichtet zu bekommen.
In diesem Video stellt zum Beispiel ein Lehrer den Schülern eine interessante Frage: Wie ist eine Wasserpfütze im Laufe der Zeit verschwunden? In einem anschließenden Experiment haben die Schüler zu verschiedenen Tageszeiten mit Thermometern die Temperatur einer Wasserpfütze im Freien gemessen. Sie nutzten die Daten, um Verbindungen zwischen Temperaturänderungen und der schrumpfenden Größe der Pfütze herzustellen und die Gründe dafür zu untersuchen.
In diesem Fall bindet die Lehrkraft die Schüler in die wissenschaftliche Praxis ein und nutzt ein alltägliches Ereignis, um wissenschaftliche Schlüsselbegriffe wie Sonnenlicht, Energie und Energieübertragung zu vermitteln.
2. Fördert wissenschaftliches Denken
Effektive Lehrer für Naturwissenschaften beziehen die Schüler mit ein , um Naturereignisse und die ihnen zugrunde liegenden wissenschaftlichen Ideen zu verstehen . Mit anderen Worten, sie beteiligen die Schüler aktiv daran, sich zu fragen und wissenschaftliche Phänomene um sie herum herauszufinden und herauszufinden, wie sie passieren. Sie helfen den Schülern, explorative Fragen und Hypothesen zu entwickeln, um solche Ereignisse zu erklären, und ermutigen sie, ihre Erklärungen auf der Grundlage wissenschaftlicher Erkenntnisse zu testen und zu verfeinern.
Als beispielsweise ein Klassenzimmer der ersten Klasse lernte, wie Tag und Nacht passieren , veranschaulichten die Schüler ihr eigenes Verständnis der Phänomene – mit einer wissenschaftlichen Praxis namens Modellierung. Als sie mehr und mehr lernten, überarbeiteten sie ihre Zeichnungen immer wieder. Sie sammelten auch Langzeitdaten, um die sich wiederholenden Muster von Tag und Nacht zu verstehen.
Lehrer sollten auch sicherstellen, dass alle Schüler daran teilnehmen, naturwissenschaftliche Phänomene in ihren Klassenzimmern zu verstehen.
Um ihre Ideen zu einem wissenschaftlichen Phänomen zu teilen, verlassen sich die Schüler oft auf ihre persönlichen Erfahrungen und Muttersprachen aus ihrem Zuhause und ihrer Gemeinschaft . Zum Beispiel könnte ein Student aus einer landwirtschaftlichen Gemeinschaft besondere Kenntnisse über Pflanzenwachstum und eine einzigartige lokale Sprache haben, um es zu beschreiben. Ein effektiver Lehrer für Naturwissenschaften bietet Möglichkeiten, auf solchen einheimischen Erfahrungen und lokalem Wissen in seinem naturwissenschaftlichen Unterricht aufzubauen.
3. Entwickelt wissenschaftliche Kompetenz
Lehrkräfte, die den Unterricht nach den aktuellen Standards planen, haben das Ziel, wissenschaftlich gebildete junge Menschen zu entwickeln , die wissenschaftliche Argumente lokaler und globaler Probleme erkennen, bewerten und verstehen können.
Sie verwenden auch sozialwissenschaftliche Fragestellungen in ihrem Unterricht. Sozialwissenschaftliche Fragestellungen sind lokale oder globale Phänomene, die wissenschaftlich erklärt werden können und soziale und politische Probleme bedeuten. Zum Beispiel könnten Schüler die wissenschaftlichen Informationen, die der aktuellen COVID-19-Krise zugrunde liegen, verstehen und argumentieren, wie und warum Impfungen für ihre Gemeinden wichtig sind. Andere Beispiele für sozialwissenschaftliche Fragestellungen sind Klimawandel, Gentechnik und Verschmutzung durch Ölverschmutzungen.
4. Integriert Wissenschaft mit anderen Fächern
Der naturwissenschaftliche Unterricht mit einem interdisziplinären Ansatz – d. h. der Einsatz von Mathematik, Technologie, Sprachkunst und Sozialkunde, um naturwissenschaftlichen Phänomenen einen Sinn zu geben – kann zu reichhaltigen und gründlichen Lernerfahrungen führen.
Lehrer können beispielsweise Mathematik integrieren, indem sie die Schüler visuelle Diagramme und Grafiken erstellen lassen , um ihre experimentellen oder Beobachtungsdaten zu erklären . Technologieintegration in Form von Spielen und Simulationen in naturwissenschaftlichen Klassenzimmern kann den Schülern helfen, sich komplexe wissenschaftliche Ideen vorzustellen. Die Einbeziehung von Lese- und Verständnisstrategien in die Naturwissenschaften kann die Fähigkeit der Schüler stärken, kritisch auf wissenschaftliche Ideen und Beweise hin zu lesen.
5. Verwendet Klassenzimmerbewertungen, um das Lernen der Schüler zu unterstützen
Ein Lehrer für Naturwissenschaften, der an den Ideen seiner Schüler interessiert ist, wird klassenzimmerbasierte Bewertungen entwerfen und anwenden, die das naturwissenschaftliche Denken der Schüler aufzeigen. Sie verwenden keine geschlossenen Bewertungen, die Ja- oder Nein-Antworten, lehrbuchähnliche Definitionen oder Listen wissenschaftlicher Fakten erfordern. Stattdessen verwenden sie offene, phänomenbasierte Bewertungen , die den Schülern die Möglichkeit geben, ihr Verständnis zu zeigen.
Zum Beispiel präsentiert eine Prüfung der fünften Klasse den Schülern eine Geschichte eines australischen Ökosystems und fordert sie auf, mithilfe von Modellen die Beziehungen zwischen verschiedenen Komponenten des Ökosystems zu erklären. Eine solche Bewertung ermutigt die Schüler, zu erklären, wie ein Prozess abläuft, anstatt sich an Informationen zu erinnern.
Effektive Lehrer für Naturwissenschaften bewerten die Antworten der Schüler nicht auf richtige und falsche Antworten. Sie interpretieren und bewerten die wissenschaftlichen Erklärungen der Schüler, um Stärken und Lücken in ihrem Lernen zu verstehen und verwenden diese Informationen, um den zukünftigen Unterricht anzupassen.
Lehrer, die bereit sind, diese fünf evidenzbasierten Praktiken umzusetzen, können potenziell alle Schüler in ihrem Klassenzimmer in ein sinnvolles naturwissenschaftliches Lernen einbeziehen.
Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz neu veröffentlicht. Den Originalartikel finden Sie hier.
Meenakshi Sharma ist Assistenzprofessorin für naturwissenschaftliche Bildung an der Mercer University.
