Naturwissenschaften: Schluss mit der Langeweile

Die Zahl der Studienanfänger im Fach Chemie ist gesunken. Während sich 2005 noch 5958 Studienberechtigte für Chemie entschieden, waren es ein Jahr danach nur 5113, teilte unlängst die Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) in Frankfurt mit. Ähnlich sieht es in vielen naturwissenschaftlichen Fächern aus – nicht nur in Deutschland. Zwar nehmen immer mehr junge Leute in Europa ein Studium auf, wie die OECD-Statistik zeigt. Doch die Zahl derer, die sich für naturwissenschaftliche oder technische Fächer entscheiden, geht zurück. Einige Universitäten in Europa berichten sogar, sie hätten inzwischen nur noch die Hälfte der in Physik eingeschriebenen Fächer im Vergleich zu 1995, heißt es in einem neuen Bericht einer Expertengruppe der Europäischen Kommission.

Schwach nachgefragt sind naturwissenschaftliche und technische Fächer in vielen Ländern der EU zumal bei Frauen. Aus ihren Reihen kommt nicht mal ein Drittel der Absolventen. Zu den Schlusslichtern gehören Deutschland (24 Prozent Frauen), Österreich (23 Prozent) und die Niederlande (20 Prozent). Rühmliche Ausnahmen gibt es auch: In Liechtenstein ist die Hälfte der Absolventen in diesen Fächern weiblich, in Mazedonien sind es 45 Prozent, in Portugal 41 Prozent.

Wie kann man in Europa mehr junge Leute dazu motivieren, Fächer zu studieren, die für die wirtschaftliche Entwicklung besonders bedeutend sind? „Wir müssen die mentale Barriere der Kinder den Naturwissenschaften gegenüber durchbrechen“, sagt der Erziehungswissenschaftler und Präsident der Freien Universität, Dieter Lenzen. Lenzen gehört einer sechsköpfigen Expertengruppe der Europäischen Kommission an, die sich mit dem Problem befasst hat. Der Schlüssel ist ein besserer Unterricht, stellen die Experten in ihrer Studie „Science Education Now“ fest.

„Die Schüler langweilen sich“

Denn dem traditionellen Unterricht gelingt es kaum, naturwissenschaftliches Interesse zu wecken. Mehr noch: Er lässt die „natürliche Neugier“ der Kinder sogar erschlaffen, kann also geradezu einen „negativen Einfluss auf die Einstellung gegenüber den Naturwissenschaften ausüben“, wie die EU-Experten formulieren. Dabei berufen sie sich auf die „Eurobarometer“-Studie zu Wissenschaft und Technik von 2005. Darin gaben nur 15 Prozent der Europäer an, sie seien zufrieden mit der Qualität des naturwissenschaftlichen Unterrichts in der Schule. „Die Schüler langweilen sich“, sagt Dieter Lenzen.

Das liege an der von den meisten Lehrern eingesetzten „deduktiven“ Methode, stellen Lenzen und die anderen EU-Experten fest. Deduktiv bedeutet: Der Lehrer präsentiert bestimmte naturwissenschaftliche Konzepte, erklärt ihre Effekte und gibt Beispiele für die Anwendung. Das heißt aber, dass die Schüler mit abstrakten Theorien umgehen können müssen – eine Hürde, gerade für kleine Kinder. Ein Beispiel: Der Lehrer möchte die Schüler mit der Sanduhr vertraut machen. Sie sollen erklären, wovon es abhängt, wie schnell der Sand in einer Sanduhr nach unten fällt. Im konventionellen Unterricht zeigt der Lehrer den Schülern nun eine Sanduhr. Durch steuernde Fragen führt er die Klasse zum Ergebnis: den Faktoren, die für die Geschwindigkeit verantwortlich sind, mit der der Sand fällt.

Anders der moderne „induktive Ansatz“. Hier bekommen die Schüler Raum für eigene Experimente und Diskussionen. Der Lehrer wird zum Begleiter eigener Erkenntnisprozesse der Schüler. Statt eine einzige richtige Antwort zu suchen, interpretieren die Schüler das Problem: Der Lehrer verteilt mindestens drei unterschiedliche Sanduhren an drei Schülergruppen. Die Schüler beobachten nun ihre Sanduhr, beschreiben ihre Merkmale. Sie stellen fest, dass die Sanduhr einer anderen Gruppe wesentlich länger braucht als ihre, und diskutieren die Gründe dafür. Die Experten heben hervor, dass sich Mädchen bei diesem Ansatz deutlich aktiver beteiligen und auch ein größeres Selbstbewusstsein im naturwissenschaftlichen Unterricht entwickeln als bei herkömmlichen Methoden.

Was ist zu tun? Während bessere Methoden längst auf dem Tisch liegen und sogar vielfach erprobt wurden, hapert es in den meisten europäischen Ländern noch an ihrer Implementierung in den Klassenzimmern. Denn gerade Grundschullehrer müssten häufig Naturwissenschaften und Technik unterrichten, ohne darauf ausreichend vorbereitet zu sein. Die Lehrer würden deshalb vermeiden, Schüler zu Fragen zu animieren, die sie selbst womöglich nicht kompetent beantworten könnten. Deshalb würden viele Lehrer die Schüler lieber „von oben“ belehren, als sie zum Verstehen zu animieren.

Zeitaufwendige Experimente, vollgestopfte Lehrpläne

Außerdem würden Experimente in den Schulen als zu zeitaufwendig gelten. Angesichts der vollgestopften Lehrpläne hätten viele Lehrer den Eindruck, mit einem anderen Unterricht ihr Pensum nicht bewältigen zu können. Deshalb aber kämen viele Schüler zu dem Schluss, Naturwissenschaften und Technik seien irrelevant und schwierig, schreiben die Experten.

Sie schlagen vor, zwei bereits existierende Initiativen zur Verbesserung des Unterrichts auf Europa auszuweiten: das deutsche Programm „Sinus-Transfer“ und das bereits in zwölf Städten von zwölf verschiedenen EU-Ländern existierende Programm „Pollen“. „Sinus-Transfer“ ist der Nachfolger des „Sinus“-Programms, das 1998 ins Leben gerufen wurde, um den mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht an Sekundarstufen deutscher Schulen im Schneeballsystem zu verbessern. 1700 der über 35.000 Schulen in Deutschland sind inzwischen beteiligt. Die Lehrer werden mit Fortbildungen und Materialien dabei unterstützt, ihren Unterricht zu verändern.

Das Programm „Pollen“ läuft bereits international – aber nur in zwölf Städten von zwölf Ländern, darunter Deutschland, Frankreich, Großbritannien und Spanien. Ursprünglich für Grundschulen entworfen, wird das von der EU mit 1,75 Millionen Euro unterstützte Programm nun auch auf die Sekundarstufe ausgeweitet. Die teilnehmenden Städte werden mit Lehrerweiterbildungen und Lernmitteln für den Unterricht unterstützt. Die Stoßrichtung ähnelt der von „Sinus- Transfer“: Die Lehrer üben einen anwendungsbezogenen Unterricht ein. Besondere Aufmerksamkeit sei dabei Mädchen zu widmen, empfehlen die Experten.

Um beide Programme in Europa weiterzuverbreiten, müssen die Materialien in die EU-Sprachen übersetzt werden, schreiben die Experten. Internationale Netzwerke müssen sich bilden, an denen die für die Schulwelt wichtigsten Akteure beteiligt sind, die sich sodann in ihrer Heimat als Multiplikatoren betätigen sollen. Städte und Kommunen sollten deshalb besonders beachtet werden. Schätzungsweise 60 Millionen Euro in den nächsten sechs Jahren müsse die EU für ihre Unterrichtsinitiativen ausgeben.

Bis es gelingt, deutlich mehr Schüler und Studierende für Naturwissenschaft und Technik zu interessieren, wird noch viel Zeit vergehen, meint Lenzen. Bis dahin müsse Deutschland Ingenieure aus dem Ausland anziehen – auch, indem man Studierende mit Stipendien lockt.