Talente, Begabungen und Interessen entwickeln sich in der frühen Kindheit. Die Stiftung Haus der kleinen Forscher fördert die alltägliche Beschäftigung mit Naturwissenschaft, Mathematik und Technik in allen Kindertagesstätten und Grundschulen in Deutschland. Pädagogische Fachkräfte werden kontinuierlich fortgebildet und erhalten praxisnah Ideen und Vorschläge, um mit ihren „kleinen Forschern“ als Lernbegleiter gemeinsam zu entdecken und zu forschen. Wie soll man als – in der Regel nicht naturwissenschaftlich ausgebildete – Fachkraft damit umgehen, wenn Kinder fragen, wie der Zucker aus dem Kaffee wieder herausgeholt werden kann? Frühe Erfahrungen und ein positives Selbstkonzept bei Kindern sind Voraussetzungen für späteren schulischen Erfolg in den Naturwissenschaften und bilden die Grundlage bei der Berufswahl.

1. Den Zucker wieder aus dem Kaffee holen
Naturwissenschaftliches Denken bei Kleinkindern fördern
Stiftung Haus der kleinen Forscher
Dr. Janna Pahnke, Wissenschaftliche Leitung
Göttingen, den 18. September 2012

2. Kinder sind neugierig und wollen die Welt um sich
herum entdecken und begreifen.
Stiftung Haus der kleinen Forscher | Den Zucker wieder aus dem Kaffee holen. 2

3. Daniels Fragen an die Welt
„Papa, wo hat denn die Sonne ihr Bett?“
„Papa, kann man den Zucker wieder rausholen?“
3

4. Agenda
Zwischenfolie
• Stiftung Haus der kleinen Forscher
• Wie entwickelt sich naturwissenschaftliches Denken?
• Pädagogischer Ansatz der Stiftung „Haus der kleinen Forscher“
• Zusammenfassung
4

5. Die Mission der gemeinnützigen Initiative
• Die Stiftung „Haus der kleinen Forscher“ verankert die alltägliche Begegnung
mit Naturwissenschaften, Mathematik und Technik dauerhaft und
nachhaltig in allen Kitas und Grundschulen in Deutschland. Damit setzt sie
sich für bessere Bildungschancen für Mädchen und Jungen in den genannten
Bereichen ein.
• Die Stiftung bietet pädagogischen Fachkräften mit kontinuierlichen
Fortbildungen in starken lokalen Netzwerken, mit Materialien und Ideen
praxisnahe Unterstützung. Eltern und weitere Bildungspartner werden
einbezogen.
• Das „Haus der kleinen Forscher“ weckt Begeisterung für
naturwissenschaftliche Phänomene und technische Fragestellungen und trägt
langfristig zur Nachwuchssicherung der entsprechenden Berufsfelder bei.
• Zugleich stellt das „Haus der kleinen Forscher“ die gewonnenen Erfahrungen
anderen Akteuren im Ausland zur Verfügung. Deutschland positioniert sich
damit als Bildungs- und Wissenschaftsstandort.
Stiftung Haus der kleinen Forscher | Den Zucker wieder aus dem Kaffee holen. 5

6. Starke Partner bilden das Fundament für das
„Haus der kleinen Forscher“.
Stiftung Haus der kleinen Forscher | Den Zucker wieder aus dem Kaffee holen. 6

7. Das Angebot der Initiative für die Einrichtungen umfasst
sechs wesentliche Elemente
Pädagogische Fachkräfte erhalten fundierte
I Workshops pädagogische und naturwissenschaftliche
Fortbildungen
Für die Umsetzung stellt die Initiative den
II Arbeits- Einrichtungen hochwertige Arbeitsunterlagen
unterlagen kostenlos zur Verfügung
Die umfangreiche Website
III Internetpräsenz www.haus-der-kleinen-forscher.de
bietet Informationen für alle Interessierten
Der jährliche Aktionstag gewinnt große
IV "Tag der Aufmerksamkeit für das überregionale Engagement
kleinen Forscher" aller Aktiven
Naturwissenschaftlich und technisch interessierte Eltern
V Anregungen sowie andere Bildungspartner unterstützen die Umsetzung
zum Mitmachen in den Kitas
Engagierte Kitas werden als „Haus der kleinen
VI Zertifizierung Forscher“ zertifiziert
7

8. 8

9. Über eine Million Kinder forschen bereits
bundesweit in Kitas, Horten und Grundschulen.
Schleswig-
Holstein Mecklenburg-
Vorpommern Über 21.000 Einrichtungen profitieren
Hamburg
von den Angeboten der Stiftung.
Bremen
Niedersachsen
Mehr als 2.600 Einrichtungen haben das
Berlin
Brandenburg
Sachsen-Anhalt
Zertifikat „Haus der kleinen Forscher“.
Nordrhein-Westfalen
219 Netzwerkpartner sorgen für die
Sachsen
Thüringen
Hessen
Verbreitung der Stiftungsangebote.
Rheinland-
Pfalz
Saarland
608 Trainerinnen und Trainer bilden die
pädagogischen Fachkräfte weiter.
Bayern
Stand: 6/2012
Baden-
Württemberg
Kita-Netzwerke
Modellnetzwerke „Sechs-
bis zehnjährige Kinder“
Stiftung Haus der kleinen Forscher | Den Zucker wieder aus dem Kaffee holen. 9

10. Agenda
Zwischenfolie
• Stiftung „Haus der kleinen Forscher“
• Warum die frühe Kindheit für Lernen von so großer Bedeutung ist
• Wie entwickelt sich naturwissenschaftliches Denken?
• Pädagogischer Ansatz der Stiftung „Haus der kleinen Forscher“
• Zusammenfassung
10

11. Interessensentwicklung wird in den ersten 10
Lebensjahren geprägt
Persönliche Selbstkonzepte, wie die Einschätzung der eigenen Fähigkeiten im
Umgang mit Technik, bilden sich schon sehr früh aus:
Bereits 10-/11-Jährige verfügen über eine grundsätzliche Haltung für oder gegen technische
Fragen. Diese Haltungen verändern sich bis zum Alter von 20 Jahren nicht mehr gravierend.
Interventionen zur Interessensorientierung sollten bereits vor dem 10. Lebensjahr
einsetzen, um nachhaltig Wirkung zu zeigen:
Um die Einstellung zu Technik, die Begeisterung für die Auseinandersetzung mit technisch-
naturwissenschaftlichen Problemstellungen und das allgemeine Interesse für Technik zu
beeinflussen, sollte auf eine frühzeitige Stärkung des positiven Selbstkonzepts hingewirkt
werden.
Quelle: MoMoTech / Nachwuchsbarometer Technikwissenschaften, Universität Stuttgart, Arbeitsgruppe Prof. Renn
acatech 2011: Monitoring von Motivationskonzepten für den Techniknachwuchs, acatech berichtet und empfiehlt Nr. 5,
Springer Verlag: Heidelberg und Berlin

12. Das aktuelle Bild vom Kleinkind
Kleinkinder als denkende Wesen
Fokus auf Neugier und Wissensdurst
• Sprache und Sprechfreude
• mathematisches Denken
• naturwissenschaftliches Forschen
• Förderung der Kreativität und Lernfreude

13. Wie wichtig ist die Förderung der Denkentwicklung?
Was sagt die Hirnforschung?
Der Schädel wird größer, weil das Gehirn wächst:
Das Gehirnvolumen und –gewicht verdreifacht sich
Grund: zunehmende Myelinisierung der Neurone speed
Wachstum von Verbindungen zwischen Neuronen

14. Wachstum neuronaler Verbindungen
Beispiel Sprache
Zunehmende Vernetzung und
Stärkung von Verbindungen
zwischen Neuronen im Broca-Areal.
A: Geburt
B: 1 Monat
C: 3 Monate
D: 6 Monate
E: 15 Monate
F: 24 Monate
Die Vernetzung nimmt bis zum 2.
Lebensjahr drastisch zu.
Anzahl und Stärke von Neuronenverbindungen sind lernabhängig

15. Die Bedeutung der frühen Kindheit
Mit 2 J. 70%, mit 6 J. 90% der Größe des ausgewachsenen Gehirns
Volumenentwicklung mit Eintritt ins Schulalter weitgehend abgeschlossen
Gedächtnis und Aufmerksamkeit
Feinmotorik
große Fortschritte im sprachlichen und symbolischen Denken
Planung und Steuerung / Hemmung von Handlungsimpulsen

16. Was folgt daraus?
• Für viele Bereiche der Denkentwicklung ist das Zeitfenster der frühen
Kindheit besonders wichtig.
• Hier werden die neurologischen Weichen gestellt für eine gute weitere
Entwicklung der geistigen Fähigkeiten.
• Gerade weil die Kinder in dieser Phase sehr aufnahmebereit und
lernfähig sind, ist eine Förderung möglich und wird von den Kindern
dankbar aufgegriffen.
• Die Gesellschaft ist daher gefordert, eine entwicklungsgerechte
Förderung des frühkindlichen Denkens zu gewährleisten.
Eine ressourcenorientierte,
altersgemäße Förderung schafft
Rahmenbedingungen für eine
geglückte kindliche Entwicklung!

17. Agenda
Zwischenfolie
• Stiftung „Haus der kleinen Forscher“
• Warum die frühe Kindheit für Lernen von so großer Bedeutung ist
• Wie entwickelt sich naturwissenschaftliches Denken?
• Pädagogischer Ansatz der Stiftung „Haus der kleinen Forscher“
• Zusammenfassung
17

18. Wie entwickelt sich naturwissenschaftliches
Denken?
1. Kinder sind von Geburt an lernfähige, neugierige Wesen. Sie machen sich
schon früh Gedanken über das, was sie sehen und bilden Erwartungen
aus.
2. Es gibt ein Kernwissen für verschiedene Inhaltsbereiche. Schon Säuglinge
haben Wissen und Annahmen über die Welt.
18

19. Frühe Lernmechanismen
• Habituation = Gewöhnung
Ermüdung der Aufmerksamkeit bei wiederholter Darbietung des gleichen
Reizes
• Orientierungsreaktionen
Was neu ist, löst Interesse und Zuwendung aus
• Kausallernen
Verstehen von Ursache-Wirkungszusammenhängen
19

20. Habituationsmethode
Methode in der Säuglingsforschung, um herauszufinden, ob
ein Kind zwei Reize voneinander unterscheiden kann
Habituationsphase Testphase
Einzelreize oder Reizpaare
Beispiel: Arbeitsgruppe Prof. Dr. Sabina Pauen, Universität Heidelberg 20

21. Blickverhalten zeigt Denkprozesse auf
7 Monate
Blickzeit in Sekunden
12
10
8
6
4
2
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Test
Tr i a l
Durchgang
Pahnke, J. (2007). Erfassung kognitiver Fähigkeiten im Säuglingsalter. Visuelle Habituation und Dishabituation als Maße
der frühkindlichen Denkentwicklung. Aachen: Shaker.
21

22. Habituationsmethode
Methode in der Säuglingsforschung, um herauszufinden, ob
ein Kind zwei Kategorien (z.B. belebt - unbelebt) voneinander
unterscheiden kann
Testphase
2D Bilder oder 3D Objekte
Beispiel: Arbeitsgruppe Prof. Dr. Sabina Pauen, Universität Heidelberg 22

23. Tier-Ball-Studie (1) – Kausaldenken,
Ursache und Wirkung?
Szene 1
keine Bewegung
Szene 2
gemeinsame Bewegung
Szene 3
keine Bewegung
Wer oder was verursacht die Bewegung?
Beispiel: Arbeitsgruppe Prof. Dr. Sabina Pauen, Universität Heidelberg 23

24. Tier-Ball-Studie (2)
Beispiel: Arbeitsgruppe Prof. Dr. Sabina Pauen, Universität Heidelberg 24

25. Tier-Ball-Studie (3)
8
Tier
7
Ball
Looking time (sec)
6
5
4
3
2
1
0
Szene 1 Szene 3
Bewegungsszene
Pauen, S. & Träuble, B. (2009). How 7-month-olds interpret ambiguous motion events. Evidence for category-based
reasoning. Cognitive Psychology, 25

26. Kinder bringen „Kernwissen“ mit auf die Welt
Das Kind startet mit sehr früh vorhandenem Kernwissen in einem gegebenen
Inhaltsbereich und reichert dann weiteres Wissen um diese Kern herum an.
Das Kernwissen ist Ausgangspunkt für alles weitere Lernen. Wissensentwicklung
hängt vom Inhalt ab.
Was zum Wissenskern gehört, ist für
jeden einzelnen Bereich
unterschiedlich.
Kernwissen Bereits identifizierte
Kernwissensdomänen:
• Mathematik
• Physik
• Psychologie
• Sprache
Stiftung Haus der kleinen Forscher 26

27. Wie entwickelt sich naturwissenschaftliches
Denken?
1. Kinder sind von Geburt an lernfähige, neugierige Wesen. Sie machen sich
schon früh Gedanken über das, was sie sehen und bilden Erwartungen
aus.
2. Es gibt ein Kernwissen für verschiedene Inhaltsbereiche. Schon Säuglinge
haben Wissen und Annahmen über die Welt.
3. Kinder versuchen, ihr Wissen immer besser der Realität anzupassen. Sie
knüpfen dabei an bestehendes Wissen an und konstruieren aktiv neue
Vorstellungen. Das jeweilige Vorwissen bildet den Ausgangspunkt für das
weitere Lernen.
4. Erwachsene können Kinder gezielt unterstützen, den nächstmöglichen
Entwicklungsschritt zu machen und so ihr Verständnis zu erweitern.
27

28. Wie Kinder ihr „Weltbild“ entdecken
Von Wissensfragmenten zu Theorien und Paradigmenwechseln
Kinder machen sich schon früh
Gedanken über den Planeten,
auf dem sie leben.
Das Wissen, dass die Erde, auf der
wir leben, wie eine Kugel ist, passt
nicht zu ihrer Grunderfahrung von
Schwerkraft und zu ihrer Raum-
vorstellung von oben und unten.
Ihr Wissen bleibt zunächst oft
fragmentarisch und unverbunden.
Durch bewusstes Nachdenken
integrieren sie zunehmend mehr
Aspekte in ihr Weltbild....
Beispiel: Arbeitsgruppe Prof. Dr. Sabina Pauen, Universität Heidelberg

29. Wie Kinder ihr „Weltbild“ entdecken
Erfahrung / Wissen Erfahrung / Wissen
Erde = Boden; Sonne wandert bogenförmig von
ebene Fläche; Horizont zu Horizont
Alles fällt nach unten
Aber.... Aber....
Die Erde ist rund! Wo ist die Sonne festgemacht?!
Lösung Lösung
Erde als runde Scheibe Erde = Scheibe; Himmel als Kuppel
Beispiel: Arbeitsgruppe Prof. Dr. Sabina Pauen, Universität Heidelberg

30. Wie Kinder ihr „Weltbild“ entdecken
Erfahrung / Wissen Erfahrung / Wissen
Erde wird das Kugel und nicht Menschen leben auf der
als Scheibe beschrieben Außenseite der Kugel
Aber....
Wo bleibt die Sonne, wenn sie Aber....
am Horizont verschwindet? Warum fällt niemand herunter?
Lösung Lösung
Kugel umschließt Scheibe Menschen leben nur oben
Beispiel: Arbeitsgruppe Prof. Dr. Sabina Pauen, Universität Heidelberg

31. Wie Kinder ihr „Weltbild“ entdecken
Paradigmenwechsel
Das Kind versteht, dass es im Weltraum kein
absolutes oben oder unten gibt und dass
Schwerkraft nicht immer „nach unten“ zieht,
sondern zum Erdzentrum.
Kinder (und Erwachsene) organisieren ihr Wissen in
Theorien und Modellen,
die sie nur dann verändern…
… wenn das notwendig wird (weil sonst Widersprüche entstehen
oder falsche Vorhersagen gemacht werden)
… wenn sie schon bereit sind, die neue Information aufzunehmen

32. Agenda
Zwischenfolie
• Stiftung „Haus der kleinen Forscher“
• Wie entwickelt sich naturwissenschaftliches Denken?
• Pädagogischer Ansatz der Stiftung „Haus der kleinen Forscher“
• Zusammenfassung
32

33. Pädagogischer Ansatz der Stiftung
Ressourcen- und
dialogorientierter Ansatz
33

34. Wissen wird konstruiert und baut auf Vorwissen auf
Kinder brauchen
eigene Welterfahrung
und
Naturbegegnung!
Nach einer Idee von Lionni (2005)

35. Methode: Forschungskreis

36. Filmbeispiel
DVD „Kleine Forscher pädagogisch begleiten –
Naturwissenschaften und Technik im Kita-Alltag“
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37. Agenda
Zwischenfolie
• Stiftung „Haus der kleinen Forscher“
• Wie entwickelt sich naturwissenschaftliches Denken?
• Pädagogischer Ansatz der Stiftung „Haus der kleinen Forscher“
• Zusammenfassung
• Ein (gemeinsames) Experiment
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38. Chancen für (naturwissenschaftliche) Bildung
1. Kinder sind neugierig
Kinder sind von Anfang an lernfähige, neugierige, denkende Wesen. Sie machen
sich schon früh Gedanken über das, was sie sehen, sie sind am Verstehen der Welt
interessiert und wollen sich einbringen.
2. Kinder sind kompetent
Es gibt ein frühes Wissen und Interesse für verschiedene Inhaltsbereiche. Schon
Säuglinge interessieren sich für Naturphänomene. Diese frühen Kompetenzen
bilden den Ausgangspunkt für das weitere Lernen.
3. Erwachsene können gute Begleiter sein
Erwachsene können Kinder gezielt unterstützen, auf ihr Vorwissen aufzubauen, ihr
Interesse beizubehalten und so ein nachhaltiges Fähigkeitsselbstkonzept zu
entwickeln („Ich bin kompetent!“). Diese Begleitung ist in den ersten zehn
Lebensjahren von besonderer Bedeutung. Vorbilder sind wichtig!
4. Jede Persönlichkeit braucht ihre passende Chance
Jedem Kind sollte die Chance gegeben werden, seine Interessen und Begabungen
zu entdecken! Individuelle Persönlichkeitsentwicklung und lebenslanges Lernen
können sich ergänzen. Davon profitieren Individuum wie Gesellschaft.

39. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Stiftung Haus der kleinen Forscher | Den Zucker wieder aus dem Kaffee holen. 39

40. Stiftung Haus der kleinen Forscher
Rungestraße 18
10179 Berlin
Tel 030 27 59 59 - 0
Fax 030 27 59 59 - 209
info [at] haus-der-kleinen-forscher.de