Einfache Experimente im Geographieunterricht. Integration und Bewertungskriterien für eine kritische Bewertung

1. Einleitung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht

Abb.: Schmidtke 1995, S.12 f

Diese Zeichnungen verbildlichen das chinesische Sprichwort (zitiert nach Otto 2003, S. 2): „Ich höre und ich vergesse, ich sehe und ich erinnere, ich tue und ich verstehe.“

Es ist wissenschaftlich belegt, dass Gehörtes gerade mal zu ca. 20% im Gedächtnis bleibt, wohingegen Gesehenes zu ca. 30% und selbst Ausgeführtes zu ca. 90 % vom Menschen behalten wird (vgl. Schmidtke 1995, S. 13). Hieraus lassen sich Forderungen an den Unterricht ableiten, welche für die Lerneffektivität von großer Bedeutung sind: Anschaulichkeit, Lernen mit allen Sinnen, Selbsttätigkeit, Schüler- und Handlungsorientierung. Von den Lehrern^[1] wird erwartet, dass sie ihren Unterricht motivierend und interessant gestalten und den Schülern Schlüsselqualifikationen wie z.B. Problemlösungskompetenz vermitteln

In den letzten Jahren wird das Experiment oft als eine Unterrichtsmethode genannt, welche diesen Forderungen gerecht werden kann. Salzmann (1986, S. 6) war einer der ersten Didaktiker, der dem Experiment im Geographieunterricht die Eigenschaften „Anschauung, Selbsttätigkeit und Motivation“ zuwies. Auch Schmidtke (1995, S. 14) ist der Meinung, dass „der Behaltwert selbst durchgeführter oder miterlebter Experimente […] neben ihrer motivierenden Ausstrahlung auf das gesamte Unterrichts-geschehen das entscheidende Argument für ihre Integration in die Geographiestunde […]“ ist. Wilhelmi (2000, S. 7) sieht die Problemorientierung als „zentrale Forderung an den heutigen Unterricht“, welche „ideal mithilfe des Experiments umgesetzt werden“ kann

Trotz der großen Anerkennung des Experiments als effektive Methode für den Geographieunterricht und zahlreicher vorhandener Experimentvorschläge trifft die folgende Aussage noch immer zu: „Welche Arbeitsweise lieben Schüler im Geographieunterricht am meisten? – Experimente. Welche Arbeitsweise setzen Lehrer im Geographieunterricht fast am seltensten ein? – Experimente“ (Wenzel 2003, S. 1)!

Ein Grund dafür ist der große zeitliche und materielle Aufwand für Planung, Vorbereitung und Durchführung eines Experiments, welcher sich der begrenzten Zeit, die dem Schulfach Geographie zur Verfügung steht, entgegen stellt. Andererseits haben Lehrer häufig Bedenken, dass Probleme auftreten oder unrepräsentative Ergebnisse erzielt werden, welche als unnötige Verzögerung des Unterrichtsverlaufs und Zeitver-schwendung statt als Erkenntnisgewinn und Lernfortschritt empfunden werden. Ziel muss es deshalb sein, Experimente für den Geographieunterricht zu finden, welche sich auf Grund ihrer Einfachheit und ihres geringen Aufwands leicht in den Unterrichtsalltag integrieren lassen und dabei trotzdem der Realität entsprechen. Das bedeutet, es „sollte versucht werden, die Experimentierfreudigkeit im Unterricht durch Experimente zu erhöhen, die mit geringsten Mitteln einfach durchzuführen sind“ (Schmidtke 1995, S. 20). „Nicht das aufwendig spektakuläre Experiment steht im Vordergrund, sondern das einfache, aber wirkungsvolle und im Unterricht leicht zu integrierende“ (Schmidtke 1995, S. 9)

In der vorliegenden Arbeit wird ein Kriterienkatalog entwickelt, mit dessen Hilfe Experimente hinsichtlich ihrer Unterrichtstauglichkeit geprüft und dann ohne Bedenken häufiger im Geographieunterricht eingesetzt werden können

Im ersten Kapitel werden zunächst die Vorzüge des Einsatzes von Experimenten im Unterricht dargestellt. Dazu wird erläutert, was Experimente sind, welche Funktionen sie im Unterricht erfüllen und wie sie in den Unterrichtsverlauf integriert werden können. Anschließend wird die besondere Stellung von Experimenten im Geographie-unterricht erörtert. An Hand der darauf folgenden Darstellung möglicher Ursachen für den seltenen Einsatz von Experimenten werden Forderungen an den Experimenteinsatz abgeleitet, aus denen schließlich Bewertungskriterien zur Beurteilung einfacher geogra-phischer Experimente entwickelt werden. Im zweiten Kapitel findet die Anwendung des entwickelten Kriterienkatalogs in Form einer Analyse und Beurteilung von einfachen Experimenten für den Geographieunterricht statt

2. Das Experiment als Unterrichtsmethode

Bevor das Experiment im Geographieunterricht betrachtet wird, soll zunächst erläutert werden, was unter der Unterrichtsmethode Experiment zu verstehen ist. Dazu gehören neben den Definitionen eines Experiments für Wissenschaft und Schule auch die Darstellung verschiedener Formen sowie des Ablaufs eines Experiments. Im Anschluss daran werden Funktionen von Unterrichtsexperimenten dargestellt und schließlich mögliche didaktische Orte aufgezeigt, an denen Experimente im Unterrichtsverlauf integriert werden können

2.1 Was sind Experimente?

2.1.1 Definition

„Das Wort Experiment stammt vom lateinischen «experiri», d.h. versuchen, prüfen, erproben. Heute versteht man unter einem Experiment einen planmäßigen und kontrollierten Versuch zur Überprüfung einer Fragestellung oder zur Aufklärung eines unklaren Sachverhalts“ (Meyer 2000, S. 313). Es ist eine „[…] grundsätzlich wieder-holbare Beobachtung von natürlichen und auch gesellschaftlichen Vorgängen unter künstlich hergestellten, möglichst veränderbaren Bedingungen“ (Otto 2003, S. 3)

Eschenhagen/Kattmann/Rodi (1985, S. 203 f.) fassen die Kennzeichen eines Experiments wie folgt zusammen: Beobachtung unter künstlich hergestellten Bedingungen und Isolation, Kombination sowie Variation von Bedingungen einer Erscheinung. Ein Forschungsexperiment soll schließlich zu einer wiederholbaren Beobachtung führen, von der allgemeingültige Gesetze abgeleitet werden können (vgl. Otto 2003, S. 3). Es zeichnet sich außerdem durch die Falsifikation (Bestätigung) bzw. Verifikation (Widerlegung) einer vorher aufgestellten Hypothese aus

Nach Otto (2003, S. 3) wird dem Unterrichtsexperiment „eine Mittelstellung zwischen dem klassischen Forschungsexperiment einerseits und dem alltagsweltlichen Experimentieren, Tüfteln, Erproben andererseits zugesprochen“. Diese Stellung verdeutlicht Meyer (2000, S. 313) mit Hilfe des folgenden Schaubilds:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht

Abb.: Meyer 2000, S. 313

Unterrichtsexperimente sind in mehreren Hinsichten von Forschungsexperimenten zu unterscheiden. Schon aus dem Grund, dass Material und Zeit nur begrenzt zur Verfügung stehen, werden dem Experiment in der Schule enge Grenzen gesetzt. Ein weiterer Unterschied ist, dass dem Lehrer (und manchmal sogar auch den Schülern) im Gegensatz zum Wissenschaftler das Ergebnis des Experiments bereits vor der Durchführung bekannt ist und nichts Neues herausgefunden wird. Unterrichts-experimente haben also meistens einen bestätigenden/qualitativen Charakter, während Forschungsexperimente oftmals quantitative Ergebnisse erzielen (vgl. Eschenhagen/ Kattmann/Rodi 1985, S. 205). „Solange aber für den Schüler eine - möglichst selbstständig entwickelte - Hypothese noch nicht von seinen Augen überprüft worden ist, wird der Anspruch an ein Experiment erfüllt. Was für den Lehrer rein wieder-holende Demonstration sein kann, ist für den Schüler problemlösendes Experiment“ (Moisl 1988, S. 7). Ein wissenschaftlich gesehen bestätigendes Experiment ist für die Schüler demnach trotzdem ein entdeckendes Experiment, weil ihnen das Ergebnis noch nicht bekannt ist

Oft wird im Unterricht das bestätigende dem entdeckenden Experiment gegenüber gestellt. Dadurch werden Experimente, deren Ergebnisse den Schülern bereits bekannt sind und welche der Wiederholung und Ergebnissicherung dienen von Experimenten unterschieden, welche den Schülern eine neue Erkenntnis bringen und die Aufgabe der Erarbeitung eines Sachverhalts erfüllen (vgl. Eschenhagen/Kattmann/Rodi 1985, S. 206) (siehe 2.3)

2.1.2 Klassifikationen

Laut Rinschede (2003, S. 273 f.) gibt es Ansätze, die das Unterrichtsexperiment als Medium, Aktionsform oder Sozialform bezeichnen. Es hat sich jedoch durchgesetzt, Experimente als Unterrichtsmethode zu verstehen, welche unterschiedliche Sozial-formen, Aktionsformen und sogar den ganzen Unterrichtsverlauf beeinflussen können (vgl. Rinschede 2003, S. 273 f.)

Bisher wurde eine Differenzierung von entdeckenden und bestätigenden Experimenten vorgenommen (siehe 2.1.1). Unterrichtsexperimente lassen sich aber auch nach anderen Kriterien in weitere Gruppen gliedern (vgl. Rinschede 2003, S. 274):

 METHODISCHE ORGANISATION: Demonstrations- und Schü

Bei einem Demonstrationsexperiment wird das Experiment in der Regel vom Lehrer durchgeführt. Es dient der Veranschaulichung und sollte gut sichtbar für alle Schüler vorgeführt werden. Die Schüler sind rezeptiv tätig und haben die Aufgabe, zu beobachten und zu beschreiben. Gründe für ein Demonstrationsexperiment können eine zu hohe Komplexität des Experiments, zu wenig verfügbares Material, begrenzte Zeit oder Gefahren für die Schüler sein (vgl. Wilhelmi 2000, S. 5). Das Demonstrationsexperiment muss sich nicht auf den Lehrer beziehen, sondern kann auch von einem Schüler oder einer Schülergruppe vorgeführt werden (vgl. Otto 2003, S. 3). Wichtig ist, dass der Experimentverlauf eingehalten wird, die Schüler das Experiment nachvollziehen können, eine Anleitung erhalten sowie ein Protokoll verfassen (vgl. Berck 2001, S. 121)

„Schülerexperimente ermöglichen es, selbsttätig und schülerzentriert komplexe Sachverhalte zu erarbeiten und anschaulich zu machen“ (Wilhelmi 2000, S. 7). Der Lernerfolg und die Motivation sind bei Selbsttätigkeit größer als bei ausschließ-licher Beobachtung. Zusätzlich wird bei den Schülern Verantwortungsbewusstsein und, falls das Experiment in Gruppen durchgeführt wird, die Einordnung in eine Gruppe geschult (vgl. Moisl 1988, S. 8)

Nach Meyer (2000, S. 317) ist ein Experiment, bei dem die Schüler aktiv und handelnd tätig sind, dem Demonstrationsexperiment immer vorzuziehen: „Lehrer-experimente sind gut – sie machen den Unterricht anschaulich und lebendig und bleiben bei den Schülern oft bis zu ihrem Lebensende im Gedächtnis haften (vor allem dann, wenn sie misslangen)! Schülerexperimente sind besser! Sie erlauben den Schülern ein selbsttätiges Suchen, Probieren und Entdecken.“

‚EXPERIMENTANORDNUNG: Natur- und M

Naturexperimente finden außerhalb des Klassenzimmers statt und bedienen sich geeigneter Naturobjekte, an denen Vorgänge beeinflusst oder künstlich ausgelöst werden. Bei kleineren Naturobjekten können Naturexperimente auch im Klassen-zimmer durchgeführt werden (vgl. Niemz 1979, S. 184)

Oft weniger aufwendig sind Modellexperimente, bei denen an Nachbildungen der Natur Vorgänge oder Prozesse dargestellt werden. Modellexperimente stellen natür-liche Vorgänge vereinfacht dar, weshalb eine Übertragung auf die Natur uner-lässlich ist. Auch die Gefahr einer Verfälschung ist bei der Darstellung von natürlichen Prozessen an Modellen sehr groß, weil sie sehr abstrakt sind und sich teilweise weit von der Natur entfernen. Wenn darauf geachtet wird, dass Verständ-nisprobleme behoben werden, liegt darin auch die Möglichkeit, einen anspruchs-vollen Transfer mit den Schülern durchzuführen (vgl. Wilhelmi 2000, S. 5). Eine Möglichkeit, einen Bezug zur Natur herzustellen besteht darin, dass die Schüler Schwächen und Fehler des Modellexperiments aufdecken und sich damit den realen Vorgang selbst erarbeiten

ZEITLICHE DAUER: Langzeit- und K

Langzeitexperimente erstrecken sich über einen Zeitraum von mehreren Stunden bis zu mehreren Tagen. Längere Beobachtungszeiten sind notwendig, wenn es sich um Prozesse handelt, die sehr langsam ablaufen. Für Schüler bedeutet ein Langzeit-experiment große Selbstständigkeit und Eigenverantwortung in Bezug auf Daten-gewinnung und -auswertung. Langzeitexperimente dürfen nicht zu häufig durch-geführt und zu weit ausgedehnt werden, weil die Gefahr besteht, dass Schüler das Interesse und damit ihre Motivation verlieren (vgl. Rinschede, 2003, S. 276 f.)

Kurzzeitexperimente lassen sich auf Grund ihrer kurzen Dauer von weniger als einer Unterrichtsstunde einfach in den Unterrichtsverlauf integrieren

2.1.3 Ablauf eines Unterrichtsexperiments

Wie bereits erwähnt, bezieht sich das traditionelle Verständnis von Experimentieren auf eine kontrollierte Erforschung naturwissenschaftlicher Gesetze (Meyer 2000, S. 314) (siehe 2.1.1). Immanuel Kant hat ein sechs-schrittiges Ablaufschema entwickelt, welches der „scheinbar klaren Logik der Forschung“ (Meyer 2000, S. 314) entspricht und nach welchem Forschungsexperimente durchgeführt werden sollen (zitiert nach Meyer 2000, S. 314). Sein Schema dient noch heute als Richtlinie für Unterrichts-experimente, obwohl oder gerade weil es dessen „historische, gesellschaftliche, politische und moralische Voraussetzungen und Folgen“ (Meyer 2000, S. 315) nicht mit einbezieht. Es reduziert die Komplexität eines Forschungsexperiments auf seine logische Verlaufstruktur und eignet sich auf Grund dieser Vereinfachung als Vorlage für die Durchführung eines Unterrichtsexperiments (vgl. Meyer 2000, S. 318)

Otto (2003, S. 5) teilt den an diesem Schema orientierten Verlauf eines Unterrichts-experiments in die folgenden vier Phasen ein:

 PLANUNGSPHASE

- konkrete Problemstellung, Entwicklung/Formulierung einer Fragestellung (an Hand eines Phänomens, einer Beobachtung, eines Widerspruches, etc.)
- Vermutungen zur Klärung der Frage, Aufstellung von H

‚GESTALTUNGSPHASE

- Entwicklung geeigneter Experimente und Protokollierungsverfahren zur Prüfung der H

DURCHFÜHRUNGSPHASE

- In angemessener Form (siehe 2.3) wird das Experiment durchgeführt. Verlauf und Ergebnisse werden von den Schülern schriftlich oder als Zeichnung festgehalten (als Hilfestellung für noch ungeübte Schüler kann hier ein vorstrukturiertes Arbeitsblatt dienen)

„INTERPRETATIONS- UND TRANSFERPHASE

- Beschreibung der Ergebnisse
- Bezug zur Fragestellung, Bestätigung/Widerlegung der Hypothesen
- Kritische Reflexion des Experimentverlaufs
- eventueller Kontrollversuch
- Verallgemeinerung der Ergebnisse, Aufstellung von Gesetzen
- Transfer der Ergebnisse auf die Realität/Naturverhältnisse, Beurteilung der Repräsentativität des Experiments
- Diskussion sozialer oder technischer Folgen und Anwendung der E

2.2 Funktionen des Unterrichtsexperiments

In der Methode Experiment stecken viele Chancen, den Unterricht attraktiver und effektiver zu gestalten. „Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Experimente sich auszeichnen durch handelndes Lernen, forschendes Lernen, schlussfolgerndes Denken, hohe Motivation und längeres Behalten selbst erarbeiteter Erkenntnisse“ (Haubrich 1997, S. 206). Neben diesen wesentlichen Vorzügen, welche für den Experimenteinsatz sprechen, gibt es weitere didaktische und lernpsychologische Begründungen, Experimente im Unterricht einzusetzen

Im Folgenden sollen oft genannte Funktionen des Unterrichtsexperiments dargestellt werden:

 VERANSCHAULICHUNG

Da es nicht möglich ist, jedes interessante Objekt oder jeden Ort eines interessanten Prozesses im Unterricht aufzusuchen, muss nach einem Ersatz gesucht werden, welcher das jeweilige Objekt oder den ablaufenden Prozess in den Klassenraum holt. Experimente können durch Anschauung, Beobachtbarkeit und Nachvoll-ziehbarkeit zum besseren Verständnis führen (vgl. Schmidtke 1995, S. 15). Durch sie können komplexe natürliche Prozesse, die aus zeitlichen oder räumlichen Gründen nicht real beobachtet werden können, in verkleinertem Maßstab und zeitlicher Raffung modellartig veranschaulicht werden (vgl. Otto 2003, S. 7)

‚SELBSTTÄTIGKEIT

Unterrichtsexperimente geben Schülern die Chance, durch eigene Aktivität, eigenverantwortliches Handeln und problemlösendes Denken zu lernen (vgl. Kestler 2002, S. 186). Der Lehrer soll sich dabei aus seiner unterrichtsführenden Rolle zurückziehen, den Schülern Raum zur Eigentätigkeit geben und die Rolle des Beraters und Betreuers übernehmen. Das Experiment kann somit als schüler-zentrierte Arbeitsweise bezeichnet werden (vgl. Wilhelmi 2000, S. 5)

MOTIVATION UND BEHALTWERT

Durch ihre Anschaulichkeit, ihren Problemlösungscharakter sowie durch die Möglichkeit zur Selbsttätigkeit und Eigenverantwortung verstärken Experimente in hohem Maße das Interesse und die Motivation der Schüler (vgl. Rinschede 2003, S. 278). Dies wirkt sich positiv aus auf die Beteiligung am Unterricht und schließlich auf den Behaltwert der durch das Experiment vermittelten Inhalte. Das Experiment steigert somit die Effektivität und die Nachhaltigkeit des Unterrichts

„PSYCHO-MOTORISCHE FÄHIGKEITEN

Mit der Durchführung eines Experiments erwerben die Schüler durch unter-schiedliche Arbeitsformen verschiedene Fähigkeiten. Sie müssen mit Experimen-tiermaterialien umgehen, konzentriert und genau beobachten, eventuell Messungen vornehmen, die beobachteten Vorgänge beschreiben sowie protokollieren und Zeichnungen anfertigen. Durch Experimentieren werden Beobachtungsfähigkeit sowie das Beschreiben von Abläufen geschult (vgl. Rinschede 2003, S. 278)

FRAGESTELLUNG, HYPOTHESE, INTERPRETATION

Ein Unterrichtsexperiment fördert Problembewusstsein und Lösungserwartung (vgl. Schmidtke 1995, S. 186). Die Schüler müssen ein Problem erkennen, daraus eine Frage formulieren und schließlich eine Prognose zur Lösung aufstellen. Nach der Durchführung müssen sie das Ergebnis interpretieren und mit der Fragestellung und der Hypothese in Beziehung setzen

†TEAMFÄHIGKEIT

Durch Unterrichtsexperimente eröffnen sich viele Möglichkeiten, die Schüler in Gruppen oder mit einem Partner arbeiten zu lassen. Durch die Übung gemeinschaftlichen Planens und Handelns kann die soziale Handlungskompetenz der Schüler gefördert werden (vgl. Rinschede 2003, S. 278). Obwohl Experimente grundsätzlich auch in Einzelarbeit durchgeführt werden können, sind deshalb stets Sozialformen wie Gruppen- und Partnerarbeit vorzuziehen, welche die Team-fähigkeit fördern

‡TRANSFER

Experimente fördern einerseits die Fähigkeit, Ergebnisse sowie Zusammenhänge von Prozessen auf die Realität/Natur zu übertragen und anzuwenden. Andererseits machen sie die Schüler auf Gefahren eines Transfers aufmerksam. „Experimente verhelfen dem Schüler zur Erkenntnis, dass bestimmte Ergebnisse nicht ohne weiteres auf andere Räume übertragen werden dürfen“ (Niemz 1979, S. 158). Es müssen immer die Bedingungen berücksichtigt werden, unter denen der Prozess hervorgerufen wurde bzw. natürlich abläuft

ˆDENKLEISTUNGEN

Die Durchführung eines Experiments „beinhaltet ein ständiges Nacheinander und Miteinander von gedanklichen Auseinandersetzungen […] mit den Versuchs-objekten“ (Eschenhagen/Kattmann/Rodi 1985, S. 208). Experimente fördern die Denkleistungen der Schüler vor allem in Bezug auf Problemlösung, Kreativität, Schlussfolgerung, Vernetzung und Abstraktion (vgl. Niemz 1979, S. 159). Die Schüler müssen problemlösend und kreativ denken, um eine Fragestellung zu entwickeln und Experimentanordnungen zu entwerfen oder gegebenenfalls zu ver-ändern. Bei der Ergebnisinterpretation wird schlussfolgerndes und durch die Suche von Zusammenhängen vernetztes Denken gefördert. Da das Experiment den natürlichen Vorgang nur modellhaft und vereinfacht darstellt, wird bei den Schülern die Abstraktionsfähigkeit geschult. Abstrahierendes Denken ist ebenfalls notwendig, um aus den Experimentergebnissen allgemeingültige Gesetze zu formulieren

Zu diesem Kapitel muss abschließend erwähnt werden, dass mit dem Einsatz von Unterrichtsexperimenten auch in den Rahmenplänen verankerte Ziele zur Erprobung wissenschaftlicher Arbeitsweisen verfolgt werden. In der Sekundarstufe I soll eine Entwicklung „grundlegender methodischer Verfahren, Arbeitsschritte und -techniken zur Erarbeitung historischer, geographischer und politischer Frage- und Problem-stellungen“ (Der Senator für Bildung und Wissenschaft 2003, S. 7) stattfinden. In der Sekundarstufe II wird gefordert wissenschaftlich-erkenntnistheoretische Kompe-tenzen und damit die Fähigkeit zu fördern, unterschiedliche Erkenntnisweisen der Naturwissenschaften kennen zu lernen und deren Methoden zu reflektieren (vgl. Der Senator für Bildung und Wissenschaft 2001, S. 7). Außerdem soll der Geogra-phieunterricht den „didaktischen Leitlinien der Problem-, Handlungs- und Wissen-schaftsorientierung“ (Der Senator für Bildung und Wissenschaft 2001, S. 18) folgen und seine Methoden und Inhalte unter „Aspekten der Wissenschaftspropädeutik und der Förderung der Studierfähigkeit“ (Der Senator für Bildung und Wissenschaft 2001, S. 18) erarbeitet werden

2.3 Integration in den Unterricht

Es gibt keine Grundregel für den richtigen didaktischen Einsatzort eines Experiments, da dieser stets vom verfolgten Ziel und Thema abhängt (vgl. Rinschede 2003, S. 278). Es haben sich jedoch Tendenzen entwickelt, welche die eine oder andere der im Folgenden genannten Varianten als mehr oder weniger sinnvoll und geeignet beurteilen

EINSTIEG

Einstiegsexperimente werden meistens vom Lehrer als Demonstrationsexperimente durchgeführt und dienen hauptsächlich der Motivation der Schüler. Sie sollen Neugier und Interesse wecken sowie zu einer Frage- und Problemstellung führen, indem sie ein Phänomen zeigen oder einen Widerspruch zum bisher Gelernten aufdecken. Das Einstiegsexperiment dient damit nur als Ausgangspunkt für die Erarbeitung eines Themas. Weitere Kennzeichen des Einstiegsexperiments sind meistens eine kurze Dauer und ein sehr einfacher Aufbau (vgl. Rinschede 2003, S. 278). Die Wertschätzung des Experiments als Einleitung der Motivationsphase und als Einstieg in eine neue Fragestellung ist sehr gering. Die Schüler haben selten die Möglichkeit, selbst tätig zu sein (vgl. Meyer 2000, S. 311) und ihnen muss vor der Durchführung oft vieles erklärt werden. Das Niveau des Einstiegsexperiments und damit auch seine motivationsauslösende Wirkung sind niedrig (vgl. Wilhelmi 2000, S. 5). Das Experiment kann seine Motivationskraft eben so gut oder besser entfalten, wenn es im Verlauf einer längeren Unterrichtseinheit eingesetzt wird, in der eine Motivationsverstärkung nötig ist (vgl. Niemz 1979, S. 160)

‚ERARBEITUNG

„Die eigentliche Stärke des Experimentierens ist die Lösung einer erkannten Problemstellung, weshalb das Experiment am besten im Zentrum der Erarbeitungs-phase angesiedelt ist“ (Kestler 2002, S. 186). Gemeinsam von Lehrer und Schü-lern entwickelte Fragen und Hypothesen werden mit Hilfe eines Experiments auf ihre Richtigkeit überprüft. Obwohl die Lenkung vom Lehrers noch stark ist, haben die Schüler die Möglichkeit, sich an der Planung, Durchführung und Auswertung des Experiments aktiv zu beteiligen (vgl. Meyer 2000, S. 322). Das Experiment als Mittel zur Erarbeitung eines Vorgangs hat eine motivationsverstärkende Wirkung

ERGEBNISSICHERUNG

Kontroll- bzw. Wiederholungsexperimente sollen einen schon erarbeiteten und damit bekannten Sachverhalt bestätigen bzw. bei den Schülern vertiefen. Das Experiment als Sicherung ist wenig sinnvoll, weil ein Sachverhalt zunächst mühe-voll theoretisch mit den Schülern erarbeitet und schließlich durch die Veranschau-lichung durch das Experiment nur bekräftigt wird. An diesem Ort sollte das Experi-ment nicht eingesetzt werden, da es durch die Darstellung bereits bekannter Zusam-menhänge „unter Wert verkauft“ werden würde (vgl. Schmidtke 1995, S. 17)

„HEIMEXPERIMENT

Ungefährliche und unkomplizierte Experimente können von den Schülern als Hausaufgabe durchgeführt werden (vgl. Rinschede 2003, S. 279). Die Durch-führung eines Heimexperiments sollte grundsätzlich mit einer Aufgabe verbunden sein, welche die Beobachtungsergebnisse der Schüler festhält. Hierzu kann ein schriftliches Protokoll oder auch eine Zeichnung dienen. Ein Heimexperiment erfüllt die Aufgabe der Unterrichtsvorbereitung und bedeutet Zeitersparnis, weil in der folgenden Stunde direkt mit der Auswertung der Ergebnisse begonnen werden kann. Im Unterricht müssen anschließend die Interpretation und der Transfer der Ergebnisse stattfinden, damit das Experiment seine vollständigen didaktischen Funktionen erfüllen kann (vgl. Rinschede 2003, S. 279) (siehe 2.2)

ÖFFNUNG DES UNTERRICHTS (als eigene Ergänzung)

Im Verlauf der Arbeit hat sich gezeigt, dass ein Lernzirkel eine effektive sowie ökonomische Variante des Unterrichtsexperiments darstellen kann. An einer oder mehreren Stationen des Lernzirkels können Experimente integriert oder als Modifizierung ein Experimentierzirkel entwickelt werden, in dem (eventuell an Pflicht- und Wahlstationen) ausschließlich Experimente zu einem übergeordneten Thema durchgeführt werden. Da in einem Lern- und Experimentierzirkel nur wenige Schüler/Gruppen an der gleichen Station arbeiten, kann der Materialaufwand stark verringert werden. Für die Auswertung ist denkbar, dass je eine Schülergruppe die Ergebnisse eines Experiments und eventuell Ansätze zu deren Interpretation und Transfer in geeigneter Form (Folien, Plakat Tafel, etc.) präsentiert. Abweichende Ergebnisse anderer Gruppen können im Anschluss an die Präsentation jeder Station diskutiert werden. Anschließend muss zu jedem Experiment eine gemeinsame Interpretation gefunden und eine gruppenübergreifende gezogen werden. Nach der Auswertung aller Experimente sollten diese, soweit es möglich und sinnvoll ist, miteinander in Beziehung gesetzt werden

Nach der allgemeinen Darstellung der Unterrichtsmethode, soll im Folgenden die besondere Stellung des Experiments im Geographieunterricht erörtert werden

3. Das Experiment im Geographieunterricht

Geographie wird selten mit dem Einsatz von Experimenten in Verbindung gebracht. Dies kann hauptsächlich auf folgende Ursachen zurückgeführt werden:

Das geographische Unterrichtsexperiment entspricht oft weder den allgemein- gültigen Kriterien eines Forschungsexperiments noch dem vereinfachten Verlauf eines Unterrichtsexperiments (vgl. Lethmate 2003, S. 42) (siehe 2.1.3)

‚Obwohl seine Effektivität anerkannt ist und es von den Schülern gewünscht wird, konnte sich das Experiment bisher nicht im Geographieunterricht durch- setzen (Hemmer/Hemmer 1997, S. 73 f.)

Im Folgenden wird zunächst das geographiedidaktische Verständnis eines Unterrichts-experiments erörtert. Anschließend werden Ursachen für den seltenen Einsatz von Experimenten im Geographieunterricht dargestellt, aus denen schließlich Folgerungen dafür abgeleitet werden, wie durchsetzungsfähige Experimente für den Geographie-unterricht arrangiert werden müssten

3.1 Das geographische Unterrichtsexperiment

Nach Lethmate (2003, S. 42) entsprechen Experimente mit geographischen Inhalt nicht der Definition des Experiment-Begriffs. Da es sich wie in 2.1.1 und 2.1.3 dargestellt bei allen Unterrichtsexperimenten um eine vereinfachte Form des Forschungsexperiments handelt, ist dies allein nicht als Besonderheit hervorzuheben. Lethmate (2003, S. 42) führt weiter aus, dass ein Vergleich der Experiment-Definitionen in der Biologie und Geographiedidaktik „ […] eine Schwäche im geographiedidaktischen Verständnis von Experimenten“ (Lethmate 2003, S. 42) aufzeigt

Betrachtet man die Definition eines geographischen Unterrichtsexperiments von Breitbach (1990, S. 29), ist festzustellen, dass diese tatsächlich vom naturwissen-schaftlichen Unterrichtsexperiment differenziert werden muss (siehe 2.1.1; 2.1.3):

„Ein Experiment ist ein Verfahren zur überprüfbaren Ermittlung von Einsichten in einen geographisch relevanten, regelhaften und (meist auf Naturphänomene bezogenen) natur-gesetzlichen Vorgang. Dieser wird zunächst isoliert, künstlich an einem Modell oder geeigneten Objekt erzeugt, dann beobachtet und anschließend erklärt.“

[...]

^[1] Aus Gründen der Lesbarkeit werden in der vorliegenden Arbeit bei Gruppenbenennungen nicht beide Geschlechtsbezeichnungen genannt. Es sind immer Vertreterinnen und Vertreter beider Geschlechter gemeint