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Fachbereich Naturwissenschaften

Der naturwissenschaftliche Unterricht ist in der Ellinogermaniki Agogi auf allen Stufen von besonderer Bedeutung, da er den Schülerinnen und Schülern hilft, die Gesetzmäßigkeiten der Welt um sie herum zu enträtseln und zu verstehen.

Im außerschulischen Bereich kommen die Schüler mit naturwissenschaftlichen Phänomenen in Kontakt, sei es zu Hause, auf der Straße, beim Spielen oder beim Sport. Dieser Kontakt ist jedoch nicht systematisch, denn der Ablauf ist zufällig und die kritische Analyse dieser Beobachtungen mit dem Ziel des Verstehens ist nicht das vorrangige Ziel des Kindes. Die Herangehensweise ist weder vom Ausgangspunkt noch vom angestrebten Lernziel her geplant.

In der Schule hingegen wird der Stoff für die Schüler so geplant und organisiert, dass er dem Wunsch des Lehrenden entspricht, den Schülern Lernstoff zu bieten. Die Reize, die die Schüler auf unsystematische Weise aus ihrer Umwelt und ihrem gesellschaftlichen Umfeld empfangen, werden so durch organisierte Lehr- und Lernprozesse ergänzt.

Wesentliches Ziel des naturwissenschaftlichen Unterrichts sind die Vermittlung von Wissen und die Entwicklung von Fertigkeiten, die für das Leben in einer technikdominierten Welt nützlich sind. Ebenso wichtig jedoch sind die Ausbildung von Fähigkeiten wie Beobachten, Überdenken und Beurteilen, sowie die nötige Unterstützung bei der Entwicklung von Verantwortungsbewusstsein, Kritikfähigkeit und Meinungsbildung zu wichtigen alltäglichen Fragen im Zusammenhang mit dem Einsatz von Technik.

Daraus ergibt sich, dass der Unterricht in den naturwissenschaftlichen Fächern eine praktische Dimension haben muss, die eng verwoben ist mit der Deutung der Phänomene, die wir alltäglich um uns herum beobachten können. Nach der Theorie des Konstruktivismus konstruiert sich jeder Schüler seine eigene Wahrnehmung der Welt. Es gibt nur eine physische Realität, die Art jedoch, wie jeder einzelne sie wahrnimmt, ist verschieden. Sie entwickelt sich auf der Basis persönlicher Erfahrungen und im Austausch mit der Wahrnehmungsweise der anderen. Mehr als auf den fachlichen Stoff muss deshalb in der Schule Wert auf die Ausbildung der intellektuellen Fähigkeiten gelegt werden, die zur Bildung der Wahrnehmungsfähigkeit der Schüler beitragen. Wir müssen den Schülern Gelegenheiten zu eigenen, authentischen Erfahrungen geben, die mit den alltäglichen Beobachtungen durch deutliche Analogien verbunden sind. Jenseits der praktischen Dimension, nämlich der Ausbildung der Fähigkeit zur Deutung der Welt bei allen Schülern, muss der naturwissenschaftliche Unterricht den methodischen Rahmen vermitteln, d.h. die Systematik der Forschung, wie sie mit den Naturwissenschaften fest verbunden ist. Die Arbeitsmethodik der Naturwissenschaften - Beobachtung, Formulierung einer Hypothese, systematische Erforschung dieser Hypothese und Vertiefung - wird im naturwissenschaftlichen Unterricht vermittelt, hat jedoch viele weitere Anwendungsbereiche. Die Systematik, die für die naturwissenschaftliche Forschung kennzeichnend ist, ist für Schüler fächerübergreifend nützlich.

An der Ellinogermaniki Agogi wurde für das Erreichen der oben dargestellten Ziele das forschend-entwickelnde Unterrichtsverfahren als das am besten geeignete didaktische Modell gewählt. Dieses Modell kombiniert auf vielfältige Weise Experimente und wissenschaftliche Methodik, indem es jedes natürliche Phänomen in ein von den Schülern zu lösendes Problem verwandelt. Mit dem Begriff „forschend“ soll betont werden, dass wir versuchen, dem Schüler auf der Grundlage bereits vorhandener Kenntnisse, mit Hilfe vorhandener Mittel und mit Methoden entsprechend seinen intellektuellen Fähigkeiten dabei zu helfen, sich selbständig neues Wissen anzueignen. Aus all dem geht klar hervor, dass die Forschung als Methode und Praxis dem Schüler bereits in der Grundschule vertraut gemacht werden kann.
Mit dem Begriff „entwickelnd“ ist gemeint, dass die Entwicklung des Schülers zum Forscher nicht zufällig und regellos ist, sondern sich in bestimmten Stadien in bestimmten zeitlichen Abläufen vollzieht. Die Rolle des Lehrers ist es, die forschenden Initiativen des Schülers analog zu diesen Stadien und mit dem Ziel der Erweiterung der kognitiven Strukturen zu organisieren und zu koordinieren, damit das jeweils Neue leichter assimiliert werden kann.

Eines der wichtigsten Probleme im Zusammenhang mit den Naturwissenschaften in der Schule ist die Zersplitterung des entsprechenden Unterrichts in verschiedene Fächer in den drei schulischen Bereichen Primarstufe (Grundschule), Sekundarstufe I (Gymnasium) und Sekundarstufe II (Lyzeum), die verhindert, dass ein didaktischer Ansatz konsequent weiterverfolgt werden kann.

In der Ellinogermaniki Agogi wird der Unterricht auf allen Schulstufen auf der Grundlage eines einheitlichen didaktischen Rahmenplans organisiert, unabhängig von der verwaltungstechnischen Aufteilung der schulischen Ausbildung. Je nach Alter der Schüler werden ihre jeweiligen Lernstärken entwickelt und nach und nach die Unterrichtsinhalte vertieft. Auf jeder Stufe wird das bereits vorhandene Wissen bewertet und genutzt und mit dem neuen Stoff verbunden.

Die qualitative Dimension der Deutung von Phänomenen ist wichtiger als die quantitative und formale. So verfolgt in der Grundschule der naturwissenschaftliche Unterricht vor allem das Ziel, die Fähigkeit des systematischen Beobachtens zu fördern. Die Kinder sehen naturwissenschaftliche Phänomene nicht mehr nur zufällig, sondern werden dabei angeleitet, sie auf methodische Weise zu beobachten und ihren Verlauf zu protokollieren (beobachtende Dimension). Sie lernen, ihre Beobachtungen zu organisieren und einfache Versuche durchzuführen.

Im Gymnasium, wenn die Schüler zu abstrakteren Gedankengängen fähig sind, ist das Ziel des Unterrichts die qualitative Deutung der Phänomene (deutende Dimension). Dabei werden quantitative Beziehungen und mathematischer Formalismus stufenweise eingeführt.

Im Lyzeum muss der Unterricht durch die Einbeziehung des quantitativen Bereichs und des mathematischen Formalismus vervollständigt werden (formalistische Dimension). Diese beziehen sich jedoch immer auf Phänomene, deren qualitative Deutung auf den vorausgegangenen Stufen erlernt worden ist.

Der naturwissenschaftliche Unterricht wird sowohl in der Grundschule als auch im Gymnasium und im Lyzeum in speziell eingerichteten und für Gruppenunterricht geeigneten Räumen erteilt. Alle Laborräume haben Internetanschluss. Der Fachunterricht wird durch gezielte Exkursionen ergänzt und stützt sich auf die von der Abteilung selbst herausgegebenen Unterrichtsmaterialien.

Ganzheitlicher Schulansatz für den naturwissenschaftlichen Unterricht
Für den MINT-Unterricht verfolgt unsere Schule einen ganzheitlichen Schulansatz, der eine systemische, ko-kreative und reflexive Anstrengung aller Mitglieder der Schulgemeinschaft voraussetzt. Ziel ist es, sich auf sinnvolle Weise an der Bewältigung komplexer Herausforderungen und Probleme zu beteiligen.

Die ganzheitliche Dimension betont das Bestreben, Nachhaltigkeitsthemen aus mehreren Perspektiven zu betrachten, mit Fokus auf die Verbindung und Interaktion der beteiligten Faktoren. Die systemische Dimension bezieht sich auf die gleichzeitige Berücksichtigung zentraler Aspekte des Bildungssystems – wie formale, non-formale und informelle Bildung, Lehrpläne, pädagogische Ansätze und Lernprozesse, die berufliche Entwicklung von Lehrkräften, Beziehungen zwischen Schule und Gemeinschaft, die Vision, Schulpraktiken sowie geltende bildungspolitische Maßnahmen.

Die ko-kreative Dimension umfasst die Einbindung vielfältiger Stimmen und Interessengruppen in die Gestaltung und Umsetzung des Ansatzes – sowohl innerhalb einer Schule als auch auf bildungspolitischer Ebene. Schließlich betont die reflexive Dimension die Notwendigkeit lebenslangen Lernens, kontinuierlicher Beobachtung, Bewertung und Anpassung von Maßnahmen und Zielen als Reaktion auf eine sich ständig wandelnde Welt.

Im Rahmen des ganzheitlichen Ansatzes für den naturwissenschaftlichen Unterricht können mehrere Themen gleichzeitig unter dem gemeinsamen Dach bedeutender Herausforderungen behandelt werden (z. B. Umweltfragen und Klimawandel, zukünftige Marsmissionen, naturbasierte Lösungen und Innovation). Diese sollen nicht bloß als „Lernaufgaben“ betrachtet werden, sondern als Ausgangspunkt für alternative Formen des Arbeitens und Seins im schulischen Umfeld – in direkter Verbindung mit den globalen Herausforderungen unserer Zeit.

Der ganzheitliche Ansatz für den MINT-Unterricht ist eine gut belegte und erprobte Methode zur Transformation der Schule in eine Lernumgebung, die Nachhaltigkeitsfragen aktiv begegnet, innovative pädagogische Methoden einführt und kollaboratives sowie partizipatives Lernen und Gestalten fördert.

Ein ganzheitlicher und interdisziplinärer Ansatz, der Schüler*innen, Lehrkräfte, Familien und die breitere Gemeinschaft einbezieht, kann zu einem kulturellen Wandel hin zu einer besseren und nachhaltigeren Zukunft führen. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, zusammenhängende Lernwege zu schaffen – von der Grundschule bis zur Sekundarstufe –, um junge Menschen angemessen auf zukünftige Herausforderungen vorzubereiten.

Abbildung 1: Die zentralen Säulen für die Entwicklung eines schulischen Ansatzes zur MINT-Bildung. Sie zeigen die wichtigsten Chancen und Herausforderungen bei der Etablierung eines Rahmens für die Einführung und Umsetzung der MINT-Bildung im schulischen Umfeld auf.

Der ganzheitliche Schulansatz für den MINT-Unterricht ist (siehe Abbildung 1):

Abgestimmt auf die Vision der Schule, nationale Bildungsprioritäten, die Identität der Gemeinschaft sowie auf lokale und regionale – insbesondere ökologische – Bedürfnisse.
Ausgestattet mit Fachwissen und geeigneter Unterstützung, materiellen Ressourcen und Technologien für einen reibungslosen Übergang zur MINT-Bildung sowie mit Optionen für mittelfristige Finanzierung zur Umsetzung von Projekten.
Reflexiv, durch kritische Reflexion und Evaluation auf allen Ebenen, zur Förderung von Kompetenzen wie systemisches Denken, kreative Problemlösung sowie digitale und grüne Fähigkeiten bei Lehrkräften und Schüler*innen.
Flexibel, um sich an lokale und kulturelle Gegebenheiten anzupassen. Lehrkräfte und Schüler*innen erwerben Kompetenzen zum Verständnis von Komplexität und sich wandelnden globalen Herausforderungen und erkennen die zentrale Rolle von MINT bei der Lösung von Nachhaltigkeitsproblemen.
Transformativ, da der Ansatz nicht bei der bloßen Ergänzung einzelner Themen im Lehrplan stehen bleibt, sondern eine Umgestaltung der gesamten Bildungserfahrung anstrebt – mit MINT als inklusivem und fächerübergreifendem Wissensfeld.