Designing Ethnoscience Learning for Sustainability and Creative Thinking in Elementary Science

In Schulen auf der ganzen Welt wird Naturwissenschaft oft als eine Sammlung von Fakten gelehrt, die getrennt vom täglichen Leben der Schüler existieren. Lehrbücher beschreiben die Eigenschaften der Materie oder den Fluss der Energie, aber diese Konzepte können sich fernab von dem Essens auf dem Teller eines Kindes oder der Arbeit ihrer Nachbarn anfühlen. Eine wachsende Bewegung in der Erziehung schlägt vor, dass diese Trennung eine verpasste Gelegenheit ist. Anstatt die lokale Kultur lediglich als farbenfrohe Kulisse für Standardlektionen zu behandeln, argumentieren Forscher, dass das Wissen, das in Gemeinschaften vorhanden ist – wie sie Dinge herstellen, wie sie Ressourcen nutzen und wie sie Probleme lösen – als das eigentliche Fundament für das naturwissenschaftliche Lernen dienen kann. Dieser Ansatz, bekannt als Bildung für nachhaltige Entwicklung, zielt darauf ab, jungen Menschen zu helfen zu verstehen, dass ökologische, soziale und wirtschaftliche Herausforderungen tief miteinander verbunden sind. Das Ziel ist nicht nur das Auswendiglernen von Definitionen, sondern zu lernen, wie man kreativ über reale Probleme nachdenkt und neue Ideen sowie Lösungen generiert, die sowohl Tradition als auch die Zukunft respektieren.

Ein Team von Forschern in Indonesien unternahm den Versuch zu testen, ob diese Idee in einem Klassenzimmer einer fünften Klasse funktionieren könnte. Sie konzentrierten sich auf eine traditionelle Speise namens Galendo, eine Delikatesse auf Kokosnusbasis, die in der Region Ciamis in West Java hergestellt wird. Die Produktion von Galendo ist ein komplexer Prozess, der die Auswahl von Kokosnüssen, das Raspeln, das Extrahieren von Milch, das lange Erhitzen, das Trennen des Öls und schließlich das Formen und Pressen der Mischung umfasst. Die Forscher sahen in diesem Prozess eine reiche Quelle wissenschaftlicher Phänomene, wie etwa Veränderungen der Materie, den Wärmetransfer und die Trennung von Gemischen. Sie sahen auch eine Geschichte der Nachhaltigkeit, in der jeder Teil der Kokosnuss verwendet wird, obwohl die Gemeinschaft gleichzeitig mit modernen Herausforderungen wie schwankenden Preisen und einem mangelnden Interesse der jüngeren Generationen konfrontiert ist. Das Team wollte wissen, ob sie die Herstellung von Galendo in eine Naturwissenschaftsstunde verwandeln könnten, die Kindern nicht nur etwas über Physik und Chemie lehrt, sondern auch darüber, wie man kreativ und nachhaltig denkt.

Um dies zu beantworten, schrieben die Forscher nicht einfach ein Lehrbuchkapitel. Sie beteiligten sich an einem sorgfältigen, schrittweisen Prozess der Gestaltung und Erprobung eines Lernmoduls. Sie begannen damit, mit Lehrkräften, Schülern und den Frauen, die tatsächlich Galendo herstellen, zu sprechen, um zu verstehen, was bereits in den Schulen geschieht und was fehlt. Sie fanden heraus, dass die lokale Kultur zwar manchmal erwähnt wurde, aber selten mit wissenschaftlichen Ideen oder Nachhaltigkeitsargumentation verknüpft war. Das Team entwickelte daraufhin ein Lernpaket, das die Schüler durch den Produktionsprozess von Galendo führte, indem es sie aufforderte, die Wissenschaft hinter dem Kochen zu beobachten, die ökologischen und wirtschaftlichen Auswirkungen zu berücksichtigen und ihre eigenen Lösungen für die Probleme der Produzenten vorzuschlagen. Dieses Paket wurde mehrmals mit Experten und kleinen Schülergruppen getestet und verfeinert, bevor es in einem echten Klassenzimmer mit zwanzig Schülern der fünften Klasse an einer Schule außerhalb des unmittelbaren Galendo-Produktionsgebiets eingesetzt wurde.

Die Ergebnisse zeigten, dass das Haupthindernis nicht ein Mangel an Ressourcen war, sondern ein Mangel an Verbindung. Vor der Intervention wurden lokale Kultur, Naturwissenschaften und Nachhaltigkeit oft als getrennte Dinge gelehrt. Das neue Modul schaffte es erfolgreich, diese miteinander zu verweben. Als Experten die fertigen Lernmaterialien überprüften, vergaben sie sehr hohe Bewertungen, mit Werten zwischen 95 und 96 Prozent für Qualität und Relevanz. Auch die Schüler, die das Modul verwendeten, reagierten positiv, mit einer durchschnittlichen Zustimmung von über 82 Prozent. Wichtiger noch war, dass die Forscher eine deutliche Verschiebung in der Denkweise der Schüler beobachteten. Vor den Unterrichtseinheiten hatten die Schüler begrenzte Möglichkeiten, den Galendo-Prozess zu erklären oder Verbesserungen vorzuschlagen. Nach den Lektionen zeigten sie signifikantes Wachstum in vier Schlüsselbereichen des kreativen Denkens. Sie wurden flüssiger darin, viele verschiedene Ideen für die Verwendung von Kokosnussprodukten zu generieren, wie etwa das Verarbeiten von Schalen zu Holzkohle oder Rückständen zu Tierfutter. Sie zeigten Flexibilität, indem sie Produktionsprobleme aus verschiedenen Blickwinkeln betrachteten und gleichzeitig Temperatur, Ausrüstung und Rohstoffe berücksichtigten.

Die Schüler zeigten auch Originalität, indem sie neuartige Ideen entwickelten, wie etwa die Herstellung von Galendo-Eis oder die Kreation von Verpackungen aus Kokosfasern. Sie zeigten Ausarbeitung, indem sie detaillierte Erklärungen dafür lieferten, warum bestimmte Schritte im Prozess notwendig waren, wie etwa wie kontinuierliches Rühren verhindert, dass die Speise verbrennt. Die Forscher maßen diese Veränderungen mit einer spezifischen Methode, die verfolgt, wie sehr sich die Fähigkeit eines Schülers zur Beantwortung von Fragen vom Beginn bis zum Ende der Studie verbessert hat. Jeder einzelne Schüler zeigte eine positive Verbesserung seiner Werte. Vielleicht am überraschendsten war, dass dieser Erfolg eintrat, obwohl die Schüler nicht aus der Galendo-produzierenden Gemeinschaft stammten. Sie hatten kaum Vorkenntnisse über die Speise oder deren Herstellung. Die Studie legt nahe, dass ein spezifischer kultureller Kontext für jeden Lernenden zugänglich gemacht werden kann, sofern er mit den richtigen Werkzeugen präsentiert wird, wie etwa klaren Diagrammen, Videos und expliziten Erklärungen, die die lokale Praxis mit wissenschaftlichen Konzepten verknüpfen.

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass der Schlüssel zu diesem Erfolg nicht nur die Verwendung eines lokalen Beispiels war, sondern die Rekonstruktion dieses Beispiels als ein wissenschaftliches Problem. Sie fanden heraus, dass die Behandlung des Wissens der Gemeinschaft als Ausgangspunkt für Untersuchungen, statt nur als eine Erzählung, es den Schülern ermöglichte, sich tiefgehend mit dem Material auseinanderzusetzen. Die Studie identifizierte sieben Leitprinzipien dafür, wie dies zu tun ist, wobei betont wurde, dass die Notwendigkeit besteht, Kultur direkt mit Wissenschaft zu verbinden, Nachhaltigkeit aus multiplen Perspektiven zu betrachten und den Schülern spezifische Gelegenheiten zu geben, kreatives Denken zu praktizieren. Während die Studie eine geringe Anzahl von Schülern umfasste und nicht beweisen kann, dass diese Methode überall ohne weitere Tests funktioniert, bieten die Ergebnisse einen starken Hinweis darauf, dass kulturell fundiertes naturwissenschaftliches Lernen sowohl bedeutungsvoll als auch übertragbar sein kann. Es zeigt, dass, wenn lokales Wissen als ernsthafte Ressource für das Lernen behandelt wird, es Kindern helfen kann, die Fähigkeiten zu entwickeln, die sie benötigen, um ihre Welt zu verstehen und zu verbessern.