In diesem Fachartikel wird erklärt, was unter einer offenen und forschenden Gestaltung eines mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts zu verstehen ist. Es wird aufgezeigt, welche Herausforderungen diese neue Einstellung zum Lernen mit sich bringt. Darüber hinaus werden Praxisbeispiele angeführt und Materialien bereitgestellt.

Im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht sollen die Schülerinnen und Schüler nicht nur Regeln und Fakten lernen, sie müssen auch Kompetenzen erwerben, die sie später im Berufsleben einsetzen können. Ein Zugang zur Förderung von solch berufsbezogenen Kompetenzen ist eine offene und forschende Unterrichtsgestaltung. Über die Homepage  www.offeneAufgaben.de  des EU-Projekts Primas sind zahlreiche offene und forschende Aufgabenbeispiele für den Unterricht, Fortbildungsmodule und Unterrichtsfilme für Lehrkräfte der Mathematik und der Naturwissenschaften verfügbar. Neue Einstellung zum Lernen finden Sowohl von Lehrkräften als auch von Schülerinnen und Schülern wird bei offenen Aufgaben und einer forschenden Unterrichtsgestaltung eine neue Einstellung zum Lernen gefordert. Von den Lernenden wird erwartet, dass sie eigene Fragen stellen, Entscheidungen treffen, Versuche planen, diskutieren, zusammenarbeiten, Ergebnisse kommunizieren und nachvollziehbare Erklärungen finden. In Konsequenz haben Lehrkräfte nicht mehr die Aufgabe, nur Wissen zu vermitteln, sondern die Schülerinnen und Schüler zu motivieren und als kooperative Lernberater zu unterstützen. Dies kann nicht von heute auf morgen gelernt werden. Daher ist es wichtig, vor allem am Anfang kleine Schritte zu gehen und nicht gleich mit großen Projektaufgaben zu starten. Was ist forschendes Lernen? Offene Aufgabe als Impuls Beim forschenden Lernen gibt die Lehrkraft eine offene Aufgabe vor, zum Beispiel in Form eines Bildes oder eines naturwissenschaftlichen Phänomens. Die Schülerinnen und Schüler sind danach in der aktiven Rolle. Aktive Rolle der Lernenden Die Schülerinnen und Schüler stellen eigene Fragen zur Aufgabe. formulieren Hypothesen. suchen eigene Lösungsstrategien. machen Experimente. präsentieren Lösungswege. begründen ihre Herleitung.  Formale Erklärungen stehen am Schluss In einem solchen Unterricht wird das Lernen durch herausfordernde und offene Aufgaben angeregt. arbeiten Schülerinnen und Schüler selbstständig an den Aufgaben. arbeiten die Schülerinnen und Schüler häufig in Gruppen. haben die Lehrkräfte eine begleitende Rolle und unterstützen die Lernenden durch minimale Hilfestellungen und strategische Fragen. Offene Fragen - verschiedene Lösungszugänge Individuelle Herangehensweisen anerkennen In offenen Unterrichtssituationen gibt es zu einem Arbeitsauftrag nicht die eine richtige Lösung und den einen richtigen Lösungsweg. Offene Aufgabenstellungen zeichnen sich dadurch aus, dass Schülerinnen und Schüler je nach Neigung und Vorwissen unterschiedliche Begründungswege (verbal, graphisch, experimentell, qualitativ, numerisch, mathematisch) wählen können. Berücksichtigung verschiedener Lernvoraussetzungen Die Schülerlösung variiert dabei entsprechend des Leistungsniveaus: Leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler finden eine einfache Lösung, gute formulieren mehrere Lösungsmöglichkeiten und sehr leistungsstarke Schülerinnen und Schüler postulieren einen mathematischen Zusammenhang. ...