Skip to content

Können innovative Unterrichtsansätze in den MINT-Fächern die Motivation und Leistung fördern?

Während Grundschulkinder häufig noch reges Interesse an MINT-Fächern zeigen, nimmt diese Begeisterung im Laufe der Schulzeit oft ab. Dieser Trend ist durch die empirische Bildungsforschung aktuell gut belegt. Welche Möglichkeiten gibt es für Lehrkräfte, diesem negativen Trend entgegenzuwirken? Bildungsforscherinnen und -forscher vermuten besonders hinter innovativen Wegen der Unterrichtsgestaltung – wie Forschendem Lernen, außerschulischem Lernen oder Lernen mit digitalen Medien – ein großes Potenzial, um Schülerinnen und Schüler für die MINT-Fächer stärker zu begeistern.

In einer Metaanalyse aus dem Jahr 2016 untersuchte Elwin Savelsbergh deshalb gemeinsam mit seinen Mitautorinnen und -autoren empirisch, ob innovative Ansätze die Einstellung und das Interesse von Schülerinnen und Schülern gegenüber naturwissenschaftlich-mathematischen Inhalten tatsächlich besser fördern als regulärer Unterricht. Weil mehr Interesse aber nicht automatisch bedeutet, dass Schülerinnen und Schüler auch mehr
lernen oder bessere Leistungen bringen, untersuchten die Autorinnen und Autoren auch, wie sich die Leistungen von Heranwachsenden durch innovative Ansätze entwickeln. Die für die Metaanalyse ausgewählten Studien beschäftigten sich dabei mit fünf verschiedenen Arten innovativer
Unterrichtsansätze:
Kontextbasierte Ansätze: Unterrichtsansätze, die MINT-Inhalte bewusst in spezifischen Anwendungskontexten darstellen und an die Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler anknüpfen
Forschendes Lernen: Unterricht, bei dem Schülerinnen und Schüler von naturwissenschaftlichen Fragestellungen ausgehend Daten sammeln, auswerten und interpretieren
Lernen mit digitalen Medien: Lehrkräfte gestalten Unterricht mithilfe von Computern und digitalen Medien, zum Beispiel setzen sie Simulationen, Quiz, Lernspiele oder Lehrvideos ein.
Kollaboratives Lernen: Schülerinnen und Schüler arbeiten in flexiblen Gruppen an gemeinsamen Aufgaben. Dazu gehören auch Peer-Feedback-Aktivitäten und Diskussionen.
Extracurriculare Aktivitäten: unterrichtsbezogene Aktivitäten, die meist
außerhalb des Klassenzimmers stattfinden, wie Museumsbesuche, Exkursionen oder Expertenvorträge

Bessere Leistungen und mehr Interesse – aber nicht in jedem Alter

Die Analysen zeigen, dass innovative Unterrichtsansätze signifikant positivere Ergebnisse erzielen als Unterricht, der nicht mit diesen Methoden gestaltet wurde. Dies betrifft sowohl die positivere Einstellung
gegenüber MINT-Inhalten als auch ein höheres generelles Interesse an MINT-Themen sowie bessere Lernleistungen. Für die Ergebnisse der Analysen spielt es keine Rolle, welcher der genannten Ansätze dabei eingesetzt wurde, wie lange Schülerinnen und Schüler mit innovativen Ansätzen unterrichtet wurden, in welchem MINT-Fach die Untersuchung stattfand oder ob Lehrkräfte spezifisch auf die Gestaltung des Unterrichts vorbereitet wurden.

Ein Einflussfaktor zeigte sich allerdings: Für die Jahrgangsstufe der Schülerinnen und Schüler ergab sich ein signifikant negativer Zusammenhang mit der Förderung einer positiven Einstellung. Das deutet darauf hin, dass es in höheren Jahrgangsstufen schwieriger wird, positive Einstellungen durch innovatives Unterrichten zu fördern.

Studienbeispiel: innovativer MINT-Unterricht digital

Wie MINT-Unterricht mithilfe digitaler Medien innovativ und effektiv gestaltet werden und dabei sowohl Leistungen als auch Interesse fördern kann, zeigt eine experimentelle Studie von Rosen (2009) mit 418 israelischen Fünft- und Siebtklässlern, die Teil der Metaanalyse ist: Schülerinnen und Schüler der Experimentalgruppe nutzten während des naturwissenschaftlichen Unterrichts zwei bis drei Monate lang regelmäßig mindestens einmal pro Woche die Online-Plattform BrainPOP (www.brainpop.com). Diese Plattform bietet Zugang zu einer Fülle von kurzen Videoclips, die unterschiedliche Unterrichtsinhalte anschaulich mithilfe von Zeichentrickanimationen erklären.

Die Studie konzentriert sich auf die beiden Inhaltsbereiche „Erde und Weltall“ sowie „Materialien und deren Eigenschaften“, die im Curriculum der jeweiligen Jahrgangsstufe verankert sind und zu denen jeweils ca. 20 Videoclips bereitstehen. Während in den Parallelklassen – der sogenannten Kontrollgruppe ohne Zugang zur Plattform – das Interesse im Laufe der Zeit abnahm, berichteten die Teilnehmenden der Experimentalgruppe ein deutlich höheres Interesse an Themen im Bereich der Naturwissenschaft und Technik. Auch ihre Fähigkeiten, das gewonnene Wissen in neuen Situationen einzusetzen, konnten sie deutlich steigern. Die Kontrollgruppe erzielte hier hingegen nur einen sehr geringen Zuwachs.

Fazit für die Unterrichtspraxis

Diese Metaanalyse unterstreicht bisherige Befunde zum Potenzial innovativer Unterrichtsansätze in den MINT-Fächern. Standen bisher ausschließlich positive Effekte hinsichtlich der Leistungsentwicklung im Vordergrund, so lässt sich auf Basis dieser Befunde feststellen, dass innovatives Unterrichten auch die Einstellung und das Interesse von Lernenden gegenüber MINT-Inhalten positiv beeinflusst. Dies bedeutet auch, dass die mancherorts geäußerte Befürchtung so nicht bestätigt werden kann, dass Schülerinnen und Schüler zwar mehr Begeisterung und Interesse zum Beispiel für außerschulischen Unterricht hätten, dabei aber nicht so effektiv lernten wie durch regulären Unterricht. Im Gegenteil: Sie profitieren auch in ihrer Leistungsentwicklung von innovativen Ansätzen. Insgesamt scheint es nicht so entscheidend zu sein, welchen Ansatz man wählt oder in welchem Schulfach man ihn einsetzt. Vielmehr ist es wichtig, dass Lehrkräfte überhaupt innovativ unterrichten und dabei auf die Qualität der Inhalte und der Umsetzung achten. Es lohnt sich, bereits bei jungen Schülerinnen und Schülern anzusetzen und das große Interesse, das diese zu Beginn ihrer Schullaufbahn mehrheitlich mitbringen, weiter zu fördern, um später nicht mühsam Defizite ausgleichen zu müssen.

Dr. Maximilian Knogler, Annika Schneeweiss


Weitere Informationen:

Das Clearing House Unterricht (TU München) wird im Rahmen der Qualitätsoffensive Lehrerbildung vom Ministerium für Bildung und Forschung gefördert. Das Modellprojekt bereitet die aktuell beste wissenschaftliche Evidenz zu Themen des MINT-Unterrichts für die Lehrerbildung auf.
www.clearinghouse-unterricht.de
Kurzreview Innovativer MINT-Unterricht
www.t1p.de/innovativer-mint-unterricht

Beitrag teilen:

Facebook
Twitter
LinkedIn
Pinterest
XING
WhatsApp
Email

Ähnliche Beiträge

Schüler:innen bauen gemeinsam mit LEGO SPIKE Prime.
Gesponserte Inhalte
7. Mai, 2025
Stellen Sie sich vor, ein Nashorn rollt durch Ihr Klassenzimmer – nicht aus Fleisch und Blut, sondern aus LEGO®-Steinen gebaut und programmiert von Ihren Schüler:innen. Sie blicken in konzentrierte, faszinierte Gesichter und sehen, wie sich Knoten lösen, die sich im rein theoretischen Unterricht oft nur enger ziehen. Was zunächst vielleicht lediglich spielerisch-niedlich wirkt, wird im MINT-Unterricht zum Aha-Erlebnis, denn wenn Technik begreifbar wird, beginnt echtes Verstehen. Und plötzlich macht Lernen für die Schüler:innen wieder Sinn.
Biene hängt an einer gelben Blüte
6. Mai, 2025
„Alles hängt mit allem zusammen“, erkannte bereits Alexander von Humboldt. In Zeiten der Klimakrise wird deutlich, wie lebenswichtig natürliche Partnerschaften sind, denn: keine Blütenpflanzen ohne Bestäuber, keine Hülsenfrüchte ohne Bakterien. Und damit weniger Stabilität für unsere Ökosysteme und Ernährung. Könnte Gentechnik die Lösung sein? Und falls ja, welches Ausmaß an gentechnischen Eingriffen können wir komplexen Lebensgemeinschaften im Ökosystem zumuten, ohne unsere Lebensgrundlagen zu gefährden?
Junge Frau steht mit Schutzbrille hinter einem elektronischen Robotergreifarm und beobachtet, was passiert
15. April, 2025
Erinnern Sie sich? In einem früheren Onlinebeitrag haben wir auf dem MINT-Zirkel-Blog einen Roboterarm vorgestellt, der ganz einfach aus Pappe, Spritzen, Schläuchen und Büroklammern gebaut werden kann. Der elektronische Robotergreifarm 2.0 stellt eine Weiterentwicklung des damaligen Robotergreifarms vor.
Junge Frau schleift mit einer Maschine einen Holzbalken
9. April, 2025
Nicht nur in den MINT-Berufen, auch in Handwerksberufen fehlt qualifiziertes Personal. In vielen Berufen werden unterschiedliche mathematische Kenntnisse, Fähigkeiten und Fertigkeiten genutzt. Am Beispiel des Ausbildungsberufs Zimmerer/Zimmerin wird in diesem Beitrag ausgehend von einer Fachwerkansicht gezeigt, wie sich Lernende typische Fachbegriffe aneignen und daran anschließend typische Rechnungen aus dem Berufsfeld Zimmerer/Zimmerin ausführen.
Schülerin fotografdiert einen Leoparden, was zeigen soll, wie lebensecht die App ist
1. April, 2025
Bereits seit Jahren wird davor gewarnt, dass der Verlust an Biodiversität alarmierende Ausmaße annimmt. Das Bewusstsein für die Wichtigkeit von biologischer Vielfalt und Umweltschutz zu schärfen, ist daher von entscheidender Bedeutung. Wenn wir das Thema in die Klassenzimmer bringen, können wir bereits der nachkommenden Generation zeigen, wie spannend und wertvoll unsere natürliche Welt ist – und dass es in unser aller Händen liegt, sie zu schützen.
Schülerinnen und Schüler machen ein chemisches Experiment unter der Aufsicht einer Lehrerin
25. März, 2025
Wer kennt das nicht: Das Schuljahr neigt sich dem Ende entgegen, Notenkonferenzen werden abgehalten, vielleicht steht eine Projektwoche an, Ausflugstage zum Abschluss werden geplant. Die Schülerschaft ist gedanklich schon in den Sommerferien, normaler Unterricht findet eigentlich kaum noch statt. Um in dieser Phase des auslaufenden Schuljahres doch noch etwas Schüleraktivierung in die Klassen zu bekommen und auch ein wenig die Lerninhalte des vergangenen Schuljahres zu wiederholen, hatte ich mir für das Ende des Schuljahres 2023/24 etwas ausgedacht: ein EduQuest zum Schuljahresabschluss.
Sammlung von Plastikgegenständen wie Zahnbürste und Spülschwamm
20. Februar, 2025
Überlegen Sie einmal, welche Gegenstände aus Kunststoff Sie heute schon benutzt haben. Ob Zahnbürste, Autoschlüssel, Brotbüchse – Kunststoffe sind in unserem Alltag omnipräsent, und das nicht grundlos. Wir nutzen sie jeden Tag. Doch was macht den Alltagsbegleiter Kunststoff eigentlich so besonders? Und gibt es vielleicht doch nachhaltigere Alternativen, die genauso viele Vorteile bieten?
Kinderhände bauen und spielen mit LEGO Education SPIKE-Elementen auf einem Tisch. Sie halten eine Karte und konstruieren kreative Modelle aus bunten LEGO-Steinen.
Gesponserte Inhalte
7. Februar, 2025
Was ist der Unterschied zwischen einer Rakete und naturwissenschaftlichen Schulfächern? Nun, während Raketen unsere Begeisterung für die Physik des Weltalls und Raumfahrttechnik entfachen, fehlt in vielen Klassenzimmern genau diese Faszination für Naturwissenschaften. Etwa die Hälfte der Lehrkräfte gibt an, dass ihre Schüler:innen kein Interesse an Naturwissenschaften haben. Das ergab eine Befragung von mehr als 6000 Lehrkräften weltweit, davon 500 in Deutschland.
Das Bild zeigt einen geöffneten Laptop, auf dem ein KI-Chatfenster geöffnet ist.
4. Februar, 2025
Im digitalen Zeitalter hat sich die Art und Weise, wie wir lehren und lernen, drastisch verändert. Künstliche Intelligenz (KI) nimmt einen immer größeren Platz in unserem Alltag ein und bietet neue Möglichkeiten, Wissen zu vermitteln und zu erwerben. Ein bemerkenswertes Beispiel dafür ist ChatGPT, ein leistungsfähiges Sprachmodell (Large Language Model, LLM), das von OpenAI entwickelt wurde und über künstliche neuronale Netze funktioniert, die darauf ausgelegt sind, menschenähnlichen Text zu verstehen und zu generieren. Doch welche Rolle kann und sollte ChatGPT im Mathematikunterricht spielen?
Mädchen schreibt eine mathematische Gleichung an die Tafel
29. Januar, 2025
Dass unsere Bildung dringend einer geschlechtergerechten und diversitätssensiblen MINT-Bildung bedarf, dürfte inzwischen nur noch die wenigsten überraschen. Doch wie kann diese konkret aussehen und wie kann ich, wenn ich als Lehrkraft den Anspruch habe, meinen Unterricht diskriminierungssensibel zu gestalten, dies in meiner täglichen Arbeit umsetzen? Mit Fokus auf das Unterrichtsfach Mathematik sollen in diesem Beitrag einige Überlegungen vorgestellt werden.
Lehrer erklärt zwei Schülern im Klassenzimmer ein technisches Modell aus einem fischertechnik-Bausatz, während andere Schüler interessiert zuschauen.
Gesponserte Inhalte
3. Januar, 2025
Unsere Welt wird digitaler, und KI prägt unseren Alltag. Mit den fischertechnik STEM Coding Max Bausätzen lernen Schüler:innen, wie Computer „denken“. Entdecken Sie die Schlüsselkompetenz Computational Thinking – praxisnah, kreativ und innovativ. Kostenlose Bausätze für Schulen erhältlich!
Eine Gruppe von Schülern und ein Lehrer in einem Klassenzimmer mit Computern. Die Schüler arbeiten gemeinsam an Laptops, während der Lehrer sie unterstützt.
10. Dezember, 2024
Die Klimakrise rückt immer mehr in den Fokus der gesellschaftlichen Aufmerksamkeit. Während einige Expert:innen meinen, es sei schon zu spät für jegliche Unternehmungen, sind andere optimistischer und drängen auf eine schnelle und konsequente Umsetzung konkreter Maßnahmen. Ein wichtiger Aspekt bei der Bekämpfung ist das Erreichen eines CO2-neutralen Verkehrswesens. Hier sind insbesondere Elektroautos interessant. Ließe sich solch ein Projekt vielleicht im Unterricht aufgreifen?