Die Lernenden jeden Alters sollten sich in jeder Lernsituation zunächst mit ihrem Inneren für die Phänomene der Welt öffnen können, um mit ihnen auf ihre ganz persönliche, emotional anregende Weise eine Beziehung einzugehen, sich „zu verbinden“ ohne unter Verlust von Kreativität schon frühzeitig auf das Gleis der in der Erwachsenenwelt üblichen Vorstellungs- und Ausdrucksweisen festgelegt zu werden. Entwicklungsgemäß werden sie dann, ihren persönlichen kognitiven Möglichkeiten entsprechend, mehr oder weniger weit zu naturwissenschaftlichen Begriffen und Konzepten geführt, die sie dann schrittweise immer tiefer verinnerlichen, in ihr persönliches Begriffsnetz einbetten können, um so von einer Oberflächen- zu einer Tiefenstruktur des Wissens und zu einem echten Verständnis der naturwissenschaftlichen Zusammenhänge zu kommen.
Die Stufen des n-Protzesses sollen im Folgenden am Beispiel der Funktionsweise eines Elektromotors erläutert werden. Entsprechendes gilt für Erscheinungen der Lebenswelt der Lernenden in Kindertageseinrichtungen (nur Stufe 1) oder Schule, bis Klasse 6 (Stufe 1 und Stufe 2).
1. Stufe: innerliches Berührtwerden
„Das Schönste, was wir erleben können, ist das Geheimnisvolle. Es ist das Grundgefühl, das an der Wiege von wahrer Wissenschaft und Kunst steht. Wer es nicht kennt und sich nicht mehr wundern, nicht mehr staunen kann, der ist sozusagen tot und sein Auge ist erloschen.“ Albert Einstein
In einem ersten, einführenden Schritt, auch in einer gymnasialen Kursstufe, bekommen die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, sich unvoreingenommen, in ihrer persönlichen Alltagssprache, mit dem neu zu behandelten Gegenstand in Verbindung zu setzen, z. B. mit der Frage nach der Funktionsweise des Elektromotors einer Bohrmaschine. Dazu erhalten sie z. B. eine aufgeschraubte Bohrmaschine und zerlegbare handelsübliche Elektromotoren. Durch das persönliche Suchen, Wundern und Verbalisieren des Verstehens, das oft, wie Wagenschein schreibt, einen „stammelnden“ Eindruck macht, können sie das neu Erlebte mit ihrem episodischen Gedächtnis verbinden. Für den naturwissenschaftlich bzw. technisch gebildeten Lehrenden ist es oft erstaunlich, welchen „Zauber“ die unvoreingenommenen Lernenden in diesen Alltagsgegenständen finden können: „Wie kann es denn sein, dass ein elektrischer Strom, der den Anker des Motors überhaupt nicht berührt, sich zu drehen beginnt?“ Ernst Peter Fischer [1] beschreibt in seinem Werk, dass wir uns auch als Erwachsene die Neugier und das Staunen bewahren müssen, um dieses „Gefühl für das Geheimnisvolle“ zu behalten, um in einem lebendigen Kontakt mit den tiefsten naturwissenschaftlichen Fragen zu kommen. Kurz könnte man auch sagen: in dieser ersten Phase kommt das „innere Kind“ des Lernenden in Berührung mit dem im Unterricht Behandelten. Das ist zentral für die kognitive Entwicklung jedes Menschen: „Das entscheidende Merkmal all dieser aus eigenen Erfahrungen abgeleiteten oder von wichtigen Bezugspersonen übernommenen „Metakognitionen“ ist ihre untrennbare Verknüpfung mit emotionalen Strukturen. Es handelt sich hier also niemals um rein kognitive Erkenntnisse, sondern um etwas, an dem das Herz der betreffenden Person hängt, das ihr emotionales Befinden und deshalb auch die von den emotionalen Zentren gesteuerten körperlichen Reaktionen, ihr Körperempfinden bestimmt.“ [2] Dass dies auch bei der Entwicklung der naturwissenschaftlichen Begrifflichkeiten so zu sein scheint, darauf weist Wolfgang Pauli, einer der bedeutendsten Physiker des 20. Jahrhunderts, mit den folgenden Worten hin: „Die moderne Psychologie hat betreffend die Erkenntnissituation den Nachweis erbracht, dass jedes Verstehen ein langwieriger Prozess ist, der lange vor der rationalen Formulierbarkeit des Bewusstseinsinhaltes durch Prozesse im Unbewussten eingeleitet wird: auf der vorbewussten Stufe der Erkenntnis sind an Stelle von klaren Begriffen Bilder mit starkem emotionalem Gehalt vorhanden, die nicht gedacht, sondern gleichsam malend geschaut werden.“ [3]
2. Stufe: Sachliches Beschreiben
In einem zweiten Schritt soll das Beobachtete objektiv, in einer sachlich korrekten, persönlichen Alltagssprache, gegebenenfalls ergänzt durch einzelne Fachbegriffe, beschrieben werden. So können etwa die einzelnen Bestandteile des Elektromotors mithilfe vorgegebener Schnittbilder von den Lernenden erkannt und benannt werden.
3. Stufe: Naturwissenschaftliches Verstehen
In einem dritten Schritt werden dann die zum Verständnis der Fragestellung notwendigen physikalischen Zusammenhänge, die geeigneten physikalischen Begriffe und Konzepte von den Lernenden erarbeitet, bis z. B. die Funktionsweise eines Elektromotors physikalisch verstanden werden kann.
Stufe 4 bis 6: Von der Oberflächenstruktur des Wissens zum persönlichen Verstehen
Auch die weiteren Stufen sollen am Beispiel des Elektromotors erläutert werden[4]: Nach der physikalischen Erklärung des Elektromotors (auf der dritten Stufe) werden die Lernenden aufgefordert, ohne genaue Anleitung aus vorgegebenen Materialien (u. a. Kupferdraht, Magnet) einen Motor zu bauen. Bei diesem „Nacherfinden“ entstehen Probleme, die die Schülerinnen und Schüler selbstständig lösen können, indem sie immer wieder auf die dritte „Verständnisstufe“ zurückgehen. Durch dieses Zurückgehen und schrittweise „Neuerfinden des Elektromotors“ entstehen oft erst die eigentlichen, persönlichen, tieferen Verständnisfragen, die dann, wenn es am Ende gelingt, den „selbst erfundenen und selbstgebauten“ Motor zum Drehen zu bringen, zu einem tiefen persönlichen Verständnis und gleichzeitig zu einer tiefen Befriedigung führen. Die letzten Stufen des n-Prozesses können auch als Stufen des „Embodiments“ bzw. der „Verkörperung des Wissens“ aufgefasst werden.
Bemerkungen:
Statt des hier beschriebenen äußerlich tätigen Nacherfindendes kann auch ein eher innerliches Nachschaffen durch geeignete Übungsaufgaben, z. B. im Mathematikunterricht, sinnvoll sein. Ziel ist immer, dass sich das Erlernte im Sinne eines „Embodiments“ so tief mit den inneren Strukturen des Lernenden verbindet, dass es wie „festgewachsen“ erscheint und automatisch angewendet werden kann, wie etwa die Fähigkeit des „Fahrradfahrens“.
Die hier beschriebenen Stufen sollen anregen, die eigene Unterrichtspraxis zu reflektieren und den Blick des Lehrenden helfen zu erweitern. Es ist nicht an ein schematisches Ausführen gedacht, sondern vielmehr an ein - in der jeweiligen pädagogischen Situation – eher künstlerisch – intuitives Komponieren passender Elemente.
[1] Ernst Peter Fischer: Die Verzauberung der Welt – eine andere Geschichte der Naturwissenschaft; Siedler Verlag München, 2014
[2] Gerald Hüther: Etwas mehr Hirn bitte, Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen, 2015
[3] Wolfgang Pauli: „Theorie und Experiment“ Zürich 1952 enthalten in W. Pauli: Aufsätze und Vorträge über Physik und Erkenntnistheorie Vieweg Braunschweig 1961
[4] nach einer Idee von Hannah Rößler, Seminar für Didaktik und Lehrerbildung (Gymnasien) Freiburg