MINT für Kinder unter drei: Videostudie

Erste Erfahrungen mit mathematischen Begriffen und Denken

Inhaltsverzeichnis

  1. MINT für Kinder unter drei: Videostudie
  2. Beispiele der videobasierten Forschung: Geometrisches Denken und Zahlenbegriffe

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Im KiTa Fachtext „Mathematische Themen von Kindern in den ersten drei Lebensjahren – Eine videobasierte Studie“ beschreibt Simone Dunekacke, wie Lernprozesse in der Krippe mit dieser Methode erfasst, dokumentiert und interpretiert werden können. Die Erziehungswissenschaftlerin (M.A.) und wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Humboldt Universität zu Berlin nähert sich damit einem bisweilen wenig erforschten Feld. Sie macht deutlich, wie komplexe, nicht-versprachlichte Bildungsprozesse per Videoanalyse interpretierbar werden können. In zwei Beispielen veranschaulicht sie, wie sich Krippenkinder im Spiel anfänglich mit Geometrie- und Mengenbegriffen auseinandersetzen und wie wichtig begleitende, sensible ErzieherInnen dabei sind. Dunekackes Studie vermittelt zudem Hintergrundinformationen zur Entwicklung von prozessorientieren und mathematischen Kompetenzen.

Laut Dunekacke lernen Kinder auf Basis von zwei Konzepten: Durch sinnliche sowie gegenständlich-experimentelle Wahrnehmung und Tätigkeiten („individuelle Konstruktion“) sowie durch Ko-Konstruktion, den Austausch in Beziehung mit anderen Gleichaltrigen und ErzieherInnen („sozialer Kontext“). Im Artikel fokussiert Dunekake mathematische Bildung als das spielerische Entdecken und Verstehen von Mustern. Dies bezeichnet „nicht nur auf offensichtliche Muster (z.B. in Tape­ten), sondern geht darüber hinaus: Symmetrien von Blüten, Musterung von Tier­fellen, Würfelspiele, Musik usw.“ (Wittmann in Dunekacke). Die frühe mathematische Bildung trainiert folgende prozessorientierte Kompetenzen – laut KultusministerkonferenzKultusministerkonferenz|||||Die KMK  ist die ständige Konferenz der Länder in der BRD, wurde 1948 gegründet und ging aus der "Konferenz der deutschen Erziehungsminister" hervor. Sie basiert auf dem freiwilligen Zusammenschluss der zuständigen Minister/Senatoren der Länder für Bildung, Erziehung und Forschung. Da nach dem Grundgesetzt und sog." Kulturhoheit der Länder" die Zuständigkeiten für das Bildungswesen bei den einzelnen Ländern liegt, behandelt die KMK Angelegenheiten von  überregionaler Bedeutung mit dem Ziel einer "gemeinsamen Meinungs- und Willensbildung, sowie der Vertretung gemeinsamer Anliegen".  (KMK, 2004):


  • Problemlösen: Lösungsstrategien entwickeln …
  • Kommunizieren: … mit Fachbegriffen beschreiben.
  • Argumentieren: Begründungen suchen.
  • Modellieren: Sachprobleme … aus dem realen Leben… in mathematische Kon­texte überführen.
  • Darstellen… mit verschiedenen Mitteln."

Des Weiteren unterscheidet Dunekacke (KMK, 2004) folgende inhaltliche Mathematik-Bereiche: Zahlen und Operationen, Raum und Form, Muster und Strukturen, Größen und Messen, Daten, Häufigkeiten und Wahrscheinlichkeiten. Kinder unter drei Jahren erkennen, beschreiben, entwickeln und erzeugen diese mathematischen Sachverhalte im Alltäglichen, zum Beispiel „beim Tischdecken… aber auch in der Auseinandersetzung mit unterschiedlich großen Spieltieren, mit Bauklötzen…“ (Wittmann in Dunekacke). Um diese Bildungsprozesse sichtbar zu machen, veranschaulicht die Autorin die Aufzeichnung und Auswertung mit der Videokamera anhand zwei konkreter Mathematik-Beispiele.

 

Datenerhebung: Vorteile von Videoaufnahmen für die Deutung


Erforscht man die Bildung von Kleinkindern, ist man aufgrund der weitgehend nicht-sprachlichen Vorgänge auf Deutung und Interpretation angewiesen. Dunekacke plädiert daher für die Datenerhebung per Video, die gespeichert werden kann und aus der Theorien entwickelt werden können (vgl. Schäfer in Dunekacke). Neben der offensichtlichen Ebene – dem Geschehen, dem Was – kommt die dahinterliegende, nicht-sprachliche Ebene der „Herstellung der Bedeutung“ zu Tage – das Wie (vgl. Bohnsack in Dunekacke).

 
In diesem Zusammenhang verweist die Autorin auf die Vorteile der Forschung mit Videokamera (vgl. Dinkelaker & Herrle in Dunekacke)

  • Ton und Bild werden gleichzeitig aufgezeichnet
  • Bildfolgen zeigen den zeitlichen Verlauf
  • Nacheinander und parallel laufende Ereignisse sozialer Situationen werden sichtbar
  • Gespeichertes Material kann erneut und wiederholt betrachtet und interpretiert werden

Der technische Aufwand, die zu speichernde Datenmenge sowie der Fakt, dass nur ein Ausschnitt der Wirklichkeit aufgezeichnet wird, der durch die Aufnahmesituation gegebenenfalls verfälscht wird, sind hingegen Nachteile der Videografie.

Folgende Aspekte spielen laut der Autorin für die Datenerhebung per Videokamera eine Rolle (vgl. Dinkelaker & Herrle, Mohn in Dunekacke):

  • Geeignete technische Geräte und Einstellungen in Bezug auf die Forschungsfrage, zum Beispiel Position der Kamera(s), feststehende oder Freihand-Kameraführung
  • Einbeziehung der TeilnehmerInnen inklusive Vorab-Information und Einverständnis sowie ausreichend Zeit
  • Offene, neue Blickrichtung für weiterführende Forschungsfragen

 

Dokumentation und Auswertung: Zwei Formen der Interpretation


Die Dokumentation von Bildungsprozessen per Videokamera wird in den letzten Jahren häufiger in der Erziehungswissenschaft genutzt. Die Auswertung von Bild und Ton hingegen befindet sich laut Autorin noch am Anfang. Zu unterscheiden sind „qualitative Inhaltsanalysen, themenzentriert-komparative Verfahren… die dokumentarische Videointerpretation“. Letztere eignet sich dafür, die Sinn-Ebenen zu betrachten: Anhand von Sprache und Zeichen werden die beschreibende (denotativ) und eine interpretierende Ebene (konnotativ)  betrachtet, untergliedert in die formulierende und die reflektierende Interpretation (vgl. Bohnsack in Dunekacke).

Bei der formulierenden Interpretation werden die Interaktionen, also Szenen präzise beschrieben. Grundlage dessen sind „kommunikativ-generalisierte Wissensbestände“ wie  Gesten und Ausdrücke, die in einem gewissen Kontext gedeutet werden wie das  „Heben der Hand in einer Unterrichtssituation“, das als Melden gilt. (Bohnsack in Dunekacke)

Im nächsten Schritt werden bei der reflektierenden Interpretation Motive und Intentionen der Akteure analysiert. Im Fokus stehen „… die interaktive Bezugnahme der Akteure aufeinander, ihre verbalen und körperlichen Ausdrucksformen, die Expressivität, Gestik und Mimik, Körperhaltung und -bewegung der Interakteure ebenso wie der interaktive Umgang mit und die Deutung von Gegenständen, stilis­tischen Ausdrucksmitteln und Territorien“ (Wagner-Willi in Dunekacke).



Beispiele der videobasierten Forschung zu mathematischen Themen U3


Anhand von zwei selbst durchgeführten Videostudien in niedersächsischen Kitas ging Dunekacke im Sommer 2011 für eine Woche der Frage nach, ob sich „in der Interaktion von Kleinkindern mathematische Themen finden lassen“.

An den ersten beiden Tagen notierte die Autorin und Forscherin im Kontakt mit den Kindern eine Vielzahl von mathematischen Themen wie Größen, Wochentage, Zählen im Morgenkreis, Lieder und Reime. Am dritten Tag führte Dunekacke die Kamera ein, mit der die Kinder aus vorigen Situationen vertraut waren. Im nächsten Schritt wählte die Forscherin eine thematisch geeignete Szene zwischen fünf und zehn Minuten aus, bei der Kinder unterschiedlichen Alters interagierten. Zudem einigte sich Dunekacke mit einer involvierten Grundschullehrerin auf eine Szene, durch die die genannten Kriterien validiert wurden.


Beispiel 1: Geometrische Begriffserklärung mit Bauklötzen


In der gewählten Szene beschäftigt sich ein Mädchen von 2,5 Jahren mit „Holzbauklötzen in drei unterschiedlichen Körperformen: Quadern, Würfeln und Zylindern. Ein Würfel ist halb so groß wie ein Quader und ein Zy­linder entspricht der Größe eines Würfels.“ Dunekacke formuliert anhand der Szene, wie das Kind zuerst verschiedene Ausgangspositionen der Quader für einen Turmbau ausprobiert – nebeneinander, übereinander. „Möglicherweise setzt [das Mädchen] sich hier mit den räumlichen Beziehungen zwischen den verschiedenen Körpern auseinander...“ Diese räumlichen Beziehungen sind zentral für Vorstellungsvermögen und späteren Geometrieunterricht (Franke in Dunekacke). Zudem untersucht und vergleicht das Kind die einzelnen beziehungsweise zwei Klötze miteinander, indem sie sie in den Händen wiegt, betrachtet und befühlt sowie sie gegeneinander dreht. Diese Aktivitäten deuten laut Interpretation von Dunekacke darauf hin, dass das Kind lernt, geometrische Begriffe zu bilden.

Unterschieden werden fünf Niveaustufen zur Entwicklung des geometrischen Denkens (Franke in Dunekacke):

„…
  • 0. Niveaustufe (Räumlich-anschauliches Denken): Erfassen von geometrischen Objek­ten als Ganzes (..ohne Eigenschaften)… Figuren werden mit Begriffen belegt und ent­sprechend wiedergegeben.
  • 1. Niveaustufe (Geometrisch-analysierendes Denken): Erkennen von Eigenschaften durch Handlungen und Betrachten…
  • 2. Niveaustufe (Geometrisch-abstrahierendes Denken): Eigenschaften verschiedener Objekte werden in Beziehung gesetzt (zum Beispiel jedes Quadrat ist ein Rechteck).
  • 3. Niveaustufe (Geometrisch-schlussfolgerndes Denken): Logische Schlussfolgerungen und Verständnis für Axiome und Sätze werden möglich.
  • 4. Niveaustufe (Strenge, abstrakte Geometrie): Verschiedene Sätze können zu Axio­mensysteme zusammengefügt werden.“

Auf Basis dieser Klassifizierung interpretiert Dunekacke, dass sich das Kind zwischen Stufe 0 und 1 befindet: Das Mädchen ist im Denken noch an das Material gebunden, nimmt aber wahrscheinlich Eigenschaften der Körper wie Seitenfarben, Größen und Beschaffenheit wahr. Zudem deuten das Aufeinanderstapeln der Holzklötze auf erste Erfahrungen mit der Statik hin.

 

Beispiel 2: Selbsterfahrung mit Mengen und Mengenbegriffen


In dieser Sachszene versucht ein Junge von 2,5 Jahren, Duplo-Steine in ein Plastikglas zu bringen und dieses zu verschließen. Eine Erzieherin begleitet ihn dabei (Ko-Konstruktion). Über das eigentlich nicht mathematische Spiel-Material – und im Verlauf auch die sensiblen Impulse der Erzieherin – setzt sich das Kind sprachlich und mathematisch mit dem Mengenbegriff auseinander. Es verwendet den Begriff „mehr“ in zweierlei Hinsicht: Zunächst definiert es damit eine „unscharfe Menge“, die es noch nicht mit einem Zahlwort belegen kann, aber von einer anderen Menge abgrenzt. Dies interpretiert Dunekacke als Beginn der Zahlbegriffsentwicklung.

Als zweiten Aspekt drückt der Junge mit dem Signalwort „mehr“ aus, „… dass weitere Steine in das Glas hinzugefügt werden sollen“. Dies entspricht dem Zunahme-Abnahme-Schema aus dem Mengenkonzept nach Resnick (in Dunekacke):

  • Vergleichsschema: Vergleich zweier Mengen miteinander und Wahrnehmung der größeren Menge.
  • Zunahme-Abnahme-Schema: Mit den Begriffen „mehr“ und „weniger“ definieren drei- bis vierjährige Kinder, wenn Mengen sich vergrößern oder verringern.
  • Teil-Ganzes-Schema: Ab dem vierten oder fünften Lebensjahr erkennen Kinder, dass sich Mengen in Teilmengen zerlegen und zusammenführen lassen, was bedeutsam für die Schulmathematik ist.

In der Interaktion und Ko-Konstruktion mit der Erzieherin zeigt sich, wie sich das Kind an Signalwörtern orientiert. Wenn sie sagt „Da muss noch mehr raus“, um das Glas verschließen zu können, nimmt er – statt der Aufforderung zum Herausnehmen (Abnahme-Schema) – scheinbar nur das Signalwort „mehr“ wahr und legt weitere Steine in das Glas. Dunekacke unterstreicht hier, welche (sprachliche) Feinfühligkeit hier von Seiten der Erzieherin vonnöten ist.

Als zweites Phänomen wählt das Kind gezielt Steine aus, experimentiert nach Aufforderung der Erzieherin mit zusammengesteckten sowie einzelnen Elementen und wirft größere (unpassende) gegen Ende der Szene weg. Dunekacke interpretiert die Beobachtungen dahingegen, dass der Junge möglicherweise bereits eine Vorstellung davon hat, dass die Größe und Anzahl der Steine die Passung im Glas beeinflusst – das Teil-Ganzes-Schema.

Abschluss und Ausblick: Mehr Forschung in der Krippe


Dunekackes Studie zeigt, wie bereits Krippenkinder in Spielsituationen mathematische Fragestellungen behandeln. Sie „…zeigten dabei … ein breites inhalts- und prozessbezogenes Spektrum an Kompetenzen.“ Als am wichtigsten erachtet die Autorin die Sensitivität und den Freiraum, den die Erzieherin beim Lernen im Dialog und Austausch gibt (Ko-Konstruktion). Abschließend weist Dunekacke darauf hin, dass im Krippenbereich unter diesen Aspekten viel Forschungsbedarf besteht, das per Videografie detaillierter und facettenreicher als mit anderen Methoden analysiert werden kann.