Vorbemerkung

Die thematischen Vorschläge der Expertengruppe für die Arbeit im Programm beziehen sich auf alle Schulformen der Sekundarstufe I gleichermaßen. Darüber hinaus wird aber auch der gymnasiale Bildungsgang als ganzer in den Blick genommen, in dem die Einführungsphase und die Grundkurse der gymnasialen Oberstufe besonderer Aufmerksamkeit bedürfen. Auch in der Grundschule sieht die Expertengruppe Forschungs- und Handlungsbedarf. Sie zögert jedoch, den Rahmen des Programms zu stark auszuweiten, so daß die Grundschule unberücksichtigt bleibt. Die Themenvorschläge sind als Module eines Gesamtsystems konzipiert. Bei aller thematischen Variabilität und Flexibilität der Schwerpunktsetzung haben alle Module das gemeinsame Element der systematischen Zusammenarbeit von Lehrkräften im Fach, der Fächergruppe und gegebenenfalls auch über Fächergruppen hinweg. Diese Zusammenarbeit erhält ihren größeren Rahmen im regionalen Erfahrungsaustausch zwischen Schulen und in der überregionalen Unterstützung und Betreuung. Die Bereitschaft zur Zusammenarbeit innerhalb einer Schule zur Optimierung des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts und zur Verbesserung der Sichtbarkeit und Akzeptanz dieses Bereichs ist eine Vorbedingung für die Teilnahme am Programm. Eine Schule wird also immer mit mehreren Klassen innerhalb eines Jahrgangs oder über Jahrgangsstufen hinweg am Modellversuch beteiligt sein. Die Beteiligung am Programm sollte nicht nur vom Schulleiter und einzelnen Lehrern, sondern von einem substantiellen Teil des Kollegiums zumindest mitgetragen werden.
Die Arbeitsschwerpunkte sind als Module konzipiert, die unterschiedliche Schwerpunktsetzungen erlauben, aber gleichwohl in einem Gesamtkonzept organisiert sind. Die Reihe der modularen Themen ist nicht abschließend. Sie ist offen für Ergänzungen, die aus den Ländern und Schulen kommen können. Auch die Module selbst sind nur knapp umrissen, sie bedürfen der Interpretation und Konkretisierung unter Berücksichtigung der lokalen und regionalen Bedingungen.
Im folgenden werden unterrichtsbezogene Maßnahmen, die den eigentlichen Kern des Programms bilden, Maßnahmen zur Verbesserung der Sichtbarkeit, Akzeptanz und Wertschätzung des mathematisch-naturwissenschaftlichen Bereichs innerhalb und außerhalb der Schule sowie unterstützende Materialentwicklungen und Maßnahmen zur Sicherung des Erfahrungsaustauschs beschrieben. Die Expertengruppe zögert, das Ensemble der vorgeschlagenen Maßnahmen als Reform oder Innovation zu bezeichnen, die den Eindruck einer schnellen und abschließbaren Veränderung erwecken. Denn gerade dies hält die Expertengruppe weder für erstrebenswert noch für realisierbar. Ihre Vorschläge setzen auf einen langfristigen, kontinuierlichen und letztlich professionellen Prozeß der Optimierung, in dem Bewährtes zum Zwecke der Weiterentwicklung und Verbesserung thematisierbar wird. Ein solcher Optimierungsprozeß kann und sollte auch in die Breite gehen, aber er wird nicht flächendeckend sein können. Wenn er erfolgreich verläuft, wird die Heterogenität von Schulen zunächst erhöht. Hervorragende Leistungen werden damit sicherlich nicht zur Regel, aber doch häufiger anzutreffen sein als bisher. Realistische Erwartungen sollten nach der Überzeugung der Expertengruppe Bestandteil des Modellversuchsprogramms sein.

Unterrichtsbezogene Maßnahmen

Lehrkräfte haben eine Vorstellung von gelingendem Unterricht, die Sicherheit des Handelns gewährleistet. Diese Vorstellungen sind in der Regel nicht ohne weiteres beschreibbar oder explizierbar. Aber die impliziten subjektiven Theorien leiten Wahrnehmen und Handeln der Lehrkraft im Unterricht. Bereits die eigenen Unterrichtserfahrungen als Schüler prägen die subjektiven Theorien, die dann vor allem in der zweiten Phase der Lehrerbildung stabilisiert und generalisiert werden. Die subjektiven Theorien helfen, um mit der Komplexität des Unterrichtsgeschehens umgehen zu können. Sie dienen als Orientierungsrahmen, in dem relativ schnell Handlungssicherheit gewonnen werden kann.
Die subjektiven Theorien werden in der Lehrerschaft als Professionskultur geteilt. Gemeinsame Erfahrungen und Einflüsse führen zu ähnlichen, kulturspezifischen Vorstellungen von Unterricht. Diese handlungsleitenden Vorstellungen oder Theorien konstituieren kulturelle Skripts, gleichsam Drehbücher, die den Ablauf zahlreicher Stunden festlegen. In die Gesamtchoreographie des Unterrichts eingebettet sind spezifische Skripts für bestimmte Unterrichtsphasen oder Arbeitsformen. Die unmittelbar auf das Unterrichtsgeschehen bezogenen Skripts werden ergänzt und gestützt durch vergleichbare Skripts für das Handeln außerhalb des Unterrichts (z.B. Vor- und Nachbereitung, Planung).
Die Skripts beschreiben Grundstrukturen von Unterricht, die Variationen in bestimmten Bandbreiten zulassen. Insgesamt bilden sie ein System, das in seiner Abstimmung routiniertes Handeln gewährleistet. Jede Änderung bzw. jeder Eingriff in einzelne Unterrichtsroutinen ist ein Eingriff in das System, der ein Neutarieren der Elemente verlangt. So tangieren Änderungen bestimmter unterrichtsbezogener Abläufe auch die Skripts für das außerunterrichtliche Lehrerhandeln.
In Hinblick auf die Optimierung des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts empfiehlt die Expertengruppe deshalb behutsame Maßnahmen, die an den Unterrichtsroutinen und Skripts ansetzen:

Die Expertenkommission ist der Überzeugung, daß die Weiterentwicklung der kulturellen Unterrichtsskripts nur durch Zusammenarbeit und Erfahrungsaustausch auf unterschiedlichen Ebenen gelingt. Ziel ist die Transformation eines impliziten kulturellen Unterrichtsskripts in ein professionelles Skript, dessen Elemente zwar Teile von gut eingeschliffenen Routinen sind, aber leicht bewußt gemacht und diskursiv verhandelt werden können.
Im folgenden werden die thematischen Schwerpunkte der unterrichtsbezogenen Maßnahmen skizziert, die freilich im Kontext des jeweiligen Faches zu spezifizieren sind:

 

Modul 1: Weiterentwicklung der Aufgabenkultur im mathematisch- naturwissenschaftlichen Unterricht

Entscheidend für die Motivierung des Lernens und für ein verständnisvolles Erschließen von Wissen sind die Aufgabenstellungen, an denen Schülerinnen und Schüler neuen Stoff im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht erarbeiten. In motivationaler wie kognitiver Hinsicht nicht minder bedeutsam sind die Aufgaben, die zur Konsolidierung und Übung des erworbenen Wissen dienen. Mit der didaktischen Konzeption von Aufgabenstellungen werden Aspekte oder Teilskripts des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts reflektiert und geprüft, die relativ konkret und gut eingegrenzt sind. In der Weiterentwicklung von Aufgabenstellungen und der Form ihrer Bearbeitung liegt ein beträchtliches Potential zur Verbesserung des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts.

Die Bemühungen der Lehrkräfte und Fachgruppen um eine Optimierung der Aufgabenkultur im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht sollten durch fachdidaktische Entwicklungs- und Dokumentationsarbeiten angeregt und unterstützt werden.

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Modul 2:  Naturwissenschaftliches Arbeiten

Das Experimentieren, Beobachten, Vergleichen und Systematisieren spielt im naturwissenschaftlichen Unterricht eine herausragende Rolle. Die Besonderheiten und den Sinn der naturwissenschaftlichen Denk- und Vorgehensweise erschließen sich Schülerinnen und Schüler jedoch nur dann, wenn sie im Unterricht von Anfang an daran gewöhnt werden, gedanklich vorbereitet, zielgerichtet und systematisch zu experimentieren und zu beobachten. Gleichgültig, ob Lehrkräfte oder Schüler Versuche durchführen, das Formulieren von Fragestellungen und Vermutungen, die Aufbereitung und Interpretation der Ergebnisse und das Reflektieren der Vorgehensweise müssen zur Selbstverständlichkeit werden. Damit gewinnen das Sprechen, Austauschen, Verständigen und Diskutieren, aber auch die Verschriftlichung eines zusammenhängenden Gedankengangs eine Bedeutung für den naturwissenschaftlichen Unterricht, die nicht immer erkannt wird.
Aus diesen Gründen rentiert es sich, selbstkritisch zu überprüfen, ob und inwieweit das Beobachten und Experimentieren im naturwissenschaftlichen Unterricht theorie- oder fragestellungsgeleitet und reflektiert abläuft. Besondere Aufmerksamkeit verdienen dabei das Sprechen und der sachbezogene Diskurs, aber vermutlich auch Formen des epistemischen, d.h. klärenden und Verständnis erzeugenden Schreibens.
Das Feld des naturwissenschaftlichen Arbeitens und insbesondere des Experimentierens - mag es sich um Demonstrationsexperimente oder Schülerversuche handeln - ist eine besondere Stärke der Naturwissenschaftsdidaktiken. Zu fast allen Sachgebieten gibt es phantasievolle und sehr spezifische Vorschläge für Demonstrationen oder Schülerversuche. Innerhalb der einzelnen naturwissenschaftlichen Fächer liegt der Mangel weniger in einem unzureichenden Fundus didaktischer Ideen als vielmehr in der konsequenten Nutzung vor allem des Experiments zur Anregung von Denken und Lernen. Allerdings gibt es ein erhebliches konzeptuelles didaktisches Defizit im Bemühen, das naturwissenschaftliche Arbeiten in den einzelnen Fächern aufeinander zu beziehen und abzustimmen. In dieser Hinsicht sind Entwicklungsarbeiten dringend. Unter dieser doppelten Perspektive sollte die Stärkung des naturwissenschaftlichen Arbeitens einen Schwerpunkt des Förderungsprogramms bilden.

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Modul 3: Aus Fehlern lernen

Durch Fehler wird man klug. Dies könnte auch für die Schule gelten. Wenn im Alltag erworbene Vorstellungen, Deutungsmuster und das praktische Handlungswissen auf die konzeptuellen und prozeduralen Vorstellungen stoßen, die der mathematisch-naturwissenschaftliche Unterricht vermitteln möchte, entwickelt sich Lernen notwendigerweise auch als Prozeß des Fehlermachens und der Fehlerkorrektur. Verständnisfehler sind Lerngelegenheiten, die genutzt oder verpaßt werden können. Obwohl Fehler immer individuell und im einzelnen kaum prognostizierbar sind, sind sie doch nicht gleich verteilt. Bestimmte Alltagsvorstellungen von Phänomenen und deren Zusammenhänge treten in Abhängigkeit vom Alter und Vorwissen von Schülern besonders häufig auf. Über typische Schülervorstellungen im mathematisch-naturwissenschaftlichen Bereich wissen die Fachdidaktiken mittlerweile sehr gut Bescheid. Mathematische und naturwissenschaftliche Alltagsvorstellungen von Schülern, die sich durch eine gemeinsame Fehlerlogik auszeichnen, sind für eine produktive Nutzung im Unterricht besonders geeignet. Dies setzt jedoch voraus, daß Fehlermachen im Unterricht ohne Bewertung und Beschämung erlaubt ist und adäquate Handlungsroutinen verfügbar sind, mit Fehlern lernfördernd umzugehen. Die Rehabilitierung des Fehlers als Lerngelegenheit sollte ein unterrichtsbezogener Schwerpunkt des Förderungsprogramms sein. Als Unterstützungsleistung sollten einschlägige Arbeiten zu typischen Schülervorstellungen, die für den mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufe I Bedeutung haben, gesichtet und unterrichtsbezogen aufgearbeitet werden.

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Modul 4: Sicherung von Basiswissen - Verständnisvolles Lernen auf unterschiedlichen Niveaus

Im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht werden die Lehrkräfte mit ausgeprägten Unterschieden in Vorwissen und Vorerfahrungen konfrontiert. Es fällt dementsprechend schwer, den Unterricht an die Lernvoraussetzungen anzupassen, ohne bestimmte Schülergruppen zu benachteiligen. Der Blick in Schulsysteme anderer Nationen zeigt, daß es die Lehrkräfte in Deutschland aufgrund des differenzierten Schulsystems mit einer vergleichsweise homogenen Schülerschaft zu tun haben. Es zeigt sich aber auch, daß Lehrkräfte in anderen Ländern geschickte Verfahren entwickelt haben, um mit heterogenen Lernvoraussetzungen umzugehen. Unter anderem gelingt dies durch Problemstellungen oder Übungsaufgaben, die Lösungen auf unterschiedlichen Niveaus zulassen. Diese Ansätze ermöglichen es, Unterschieden in den Lernvoraussetzungen didaktisch zu begegnen, ohne spezielle Lerngruppen im Sinne einer inneren Differenzierung zu bilden.
Anliegen des Modellprogramms sollte es sein, mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht so zu optimieren, daß relativ große Bandbreiten von Schülern im Klassenverband aller Schulformen kognitiv wie motivational angesprochen werden. Freilich trägt Unterricht, der optimal individuell fördert, in der Regel dazu bei, daß sich die Unterschiede zwischen Schülern über die Zeit weiter vergrößern. Damit ergibt sich für den mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht die besondere Herausforderung, auch bei einer Auseinanderentwicklung der Leistungsniveaus sicherzustellen, daß alle Schülerinnen und Schüler verständnisvoll lernen, wenn auch auf unterschiedlichen Komplexitätsniveaus. Die Herausforderung muß angenommen werden, um sicherzustellen, daß der größte Teil der Schülerschaft das mathematisch-naturwissenschaftliche Grundwissen und Grundverständnis erwirbt, das notwendige Bedingung für einen erfolgreichen Übergang in die berufliche Erstausbildung ist.
Dies bedeutet zum Beispiel, daß für anstehende mathematisch-naturwissenschaftliche Inhalte Niveaus des Verstehens differenziert werden, die je nach Vorwissen von den Schülerinnen und Schülern erreicht werden können. Die Verstehensniveaus müßten so beschrieben werden, daß sie beim Bearbeiten von Aufgaben erkannt und bei der Konstruktion von Prüfungsaufgaben berücksichtigt werden können. Bei der Bewältigung dieser Aufgaben benötigen die Lehrkräfte und Fachgruppen Anregungen und Unterstützungen durch beispielhafte fachdidaktische Differenzierungen von Verstehensebenen für mathematisch-naturwissenschaftliche Lehrinhalte.

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Modul 5: Zuwachs von Kompetenz erfahrbar machen: Kumulatives Lernen

Lernanstrengungen lohnen sich dann, wenn ersichtlich ist, was man hinterher kann. Schülerinnen und Schüler, die sich über mehrere Jahre mit mathematischen und naturwissenschaftlichen Inhalten auseinandersetzen, müssen spüren können, daß sie in ihrer fachbezogenen Kompetenzentwicklung sukzessive voranschreiten. Dies wird dann erfahrbar, wenn sie eine Vorstellung darüber entwickeln konnten, wie die Lerninhalte aufeinander aufbauen und in dieser Verknüpfung die Grundlage für ein Verständnis komplexer Sachverhalte schaffen. Die Sequenzierung des Lehrstoffes muß für Schüler nicht in jedem einzelnen Schritt, aber langfristig kohärent sein. Aussagekräftige Rückmeldungen über ihren Kompetenzzuwachs erhalten die Schülerinnen und Schüler zum Beispiel durch Wiederholungsaufgaben, die in Neuerwerbsaufgaben eingebettet sind. Dabei wird ihr vorangegangener Lernfortschritt bestätigt. Sie spüren die Nützlichkeit des vorangegangenen Lernens und zugleich die Notwendigkeit weiterer Lernbemühungen.
Voraussetzung für das Erfahren von Kompetenzzuwachs ist eine kohärente und kumulative Sequenzierung des Lehrstoffs. Der mathematisch-naturwissenschaftliche Unterricht gewinnt Kohärenz durch vertikale Verknüpfungen, die zwischen früheren, aktuellen oder auch zukünftigen Lerninhalten hergestellt werden. Entsprechende Möglichkeiten vertikaler Verknüpfungen sind in den Fachlehrplänen nur zum Teil ausgewiesen oder angedeutet. Sie können und müssen von den Lehrkräften für ihren Unterricht generiert werden. Daß dies Zusammenarbeit und Abstimmung in der Fachgruppe verlangt, ist unmittelbar einsichtig.
Im Rahmen des Modellprogramms sollte der Frage nachgegangen werden, inwieweit der derzeitige mathematisch-naturwissenschaftliche Unterricht kumulativ angelegt und vertikal verzahnt ist. Zu entwickeln und zu erproben wären Unterrichtseinstiege und Aufgabenstellungen, die früher Gelerntes mit dem aktuellen Lehrstoff systematisch verbinden. Zur Anregung benötigen die beteiligten Lehrkräfte beispielhafte Vorlagen von fachdidaktischer Seite, die Möglichkeiten effektiver vertikaler Verknüpfungen sichtbar machen und lernpsychologisch begründen.

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Modul 6: Fächergrenzen erfahrbar machen: Fachübergreifendes und fächerverbindendes Arbeiten

Trotz ihrer inhaltlichen Besonderheiten teilen die Fächer Biologie, Chemie, Mathematik und Physik eine Reihe von Gemeinsamkeiten. Diese werden dann deutlich, wenn explizit auf Wissen aus dem anderen Fach zurückgegriffen wird, wenn interdisziplinäre Schnittstellen behandelt und bestimmte Phänomene oder Probleme aus der Sicht verschiedener Fächer betrachtet und damit mehrperspektivisch erschlossen werden. Horizontale Verknüpfungen zwischen Inhalten, Fragestellungen und Verfahren der mathematisch-naturwissenschaftlichen Fächer können genutzt werden, um komplexe Probleme zu bearbeiten und die wechselseitige Bezogenheit der naturwissenschaftlichen Fächer sichtbar zu machen. Sie haben auch die Funktion, Wissen vielfältig zu vernetzen, neue Anwendungskontexte bereitzustellen und Konzepte und Modellvorstellungen flexibel werden zu lassen.
Im Rahmen des Modellversuchs kann die Problematik horizontaler Verknüpfungen dann zweckmäßig bearbeitet werden, wenn der Suchraum auf einige wenige Bereiche konzentriert wird, die für den mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht besonders kritisch sind. Damit die Lehrkräfte didaktisch sinnvolle Möglichkeiten horizontaler Verknüpfungen erarbeiten und erproben können, sollte im Modellprogramm ein Gerüst mit Anregungen und Unterstützungen bereitgestellt werden. In den Lehrplänen einzelner Länder sind dafür bereits Vorarbeiten geleistet worden.
Die Expertengruppe möchte darüber hinaus anregen, Themen und Fragestellungen zu identifizieren und für den Unterricht aufzubereiten, die besonders geeignet sind, eine fachübergreifende und fächerverbindende Perspektive, die durchaus über die Familie der mathematisch-naturwissenschaftlichen Fächer hinausreichen kann, aus dem jeweiligen Fach selbst heraus zu entwickeln. Dies sind Themenstellungen, die die spezifische Leistungsfähigkeit eines Fachs und deren Grenzen zugleich sichtbar machen.

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Modul 7: Förderung von Mädchen und Jungen

Im mathematisch-naturwissenschaftlichen Bereich zeichnen sich schon zum Ende der Grundschulzeit beträchtliche Leistungs- und Interessenunterschiede zwischen den Geschlechtern ab, die sich im Verlauf der Schulzeit noch vergrößern können. Vor allem die Fächer Mathematik, Physik und Chemie (nicht aber die Biologie) polarisieren zwischen Mädchen und Jungen. Für diese Fächer und ihre Inhalte interessieren sich Mädchen im Mittel deutlich weniger als Jungen. Auch bei Leistungsvergleichen schneiden die Schülerinnen im Durchschnitt in diesen Fächern schlechter ab als die Schüler. Dieser Unterschied wird jedoch nicht durch Geschlechterdifferenzen in kognitiven Fähigkeiten bedingt.
Die Distanz der Mädchen zur Mathematik und vor allem zur Physik und zur Chemie stellt eine aktuelle Herausforderung für den mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht dar. In verschiedenen, größer und kleiner angelegten Projekten wurden in der letzten Zeit Konzepte und Materialien zur speziellen Förderung von Mädchen im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht entwickelt. Dabei wurden Möglichkeiten erarbeitet, den mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht so an den Interessen der Mädchen zu orientieren, daß ihr Interesse und ihr Lernerfolg gefördert wird, ohne das Lernen der Jungen zu beeinträchtigen.
Die Expertengruppe regt an, in einem unterrichtsbezogenen Schwerpunkt des Modellprogramms an der Umsetzung dieser Konzepte weiterzuarbeiten. Zur Unterstützung sollten die verfügbaren Materialien und Anregungen zur differentiellen Förderung von Mädchen im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht dokumentiert und unterrichtsbezogen aufbereitet werden.

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Modul 8:  Entwicklung von Aufgaben für die Kooperation von Schülern

In den auf die gegenständliche Welt bezogenen mathematisch-naturwissenschaftlichen Fächern wird die Bedeutung sozialer Prozesse auch für das Lernen nicht selten unterschätzt. Deshalb empfiehlt es sich, das Augenmerk unter anderem auch auf soziale Aspekte des Unterrichts zu richten: auf die sozialen Umgangs- und Arbeitsformen, vor allem auf das Kooperieren zwischen Schülern. Kooperatives Lernen kann nicht nur zu einem produktiven Arbeitsklima und zu einem abwechslungsreichen Unterricht beitragen. Es unterstützt den Aufbau sozialer Kompetenzen und unter bestimmen Rahmenbedingungen, die im Abschnitt 3 dieser Expertise skizziert wurden, auch fachliche Lernprozesse. Kooperative Arbeitsformen veranlassen die Schülerinnen und Schüler dazu, Gedachtes sprachlich verständlich zu fassen, zu argumentieren, andere Perspektiven einzunehmen und mit diskrepanten Ansichten und Urteilen umzugehen. Kooperation schafft die Grundlage für das Gefühl, in eine Gemeinschaft einbezogen und Teilnehmer einer Gruppe zu sein, die an bestimmten inhaltlichen Problemstellungen arbeitet. Für die Motivierung des Lernens spielt die soziale Einbindung durch Kooperation eine wichtige Rolle.
Kooperative Arbeitsformen werden im Unterricht häufig aus pragmatischen Gründen vernachlässigt. Ob die von Lehrkräften befürchteten Probleme wie Unruhe, Aufwand oder unsicherer Lerngewinn tatsächlich auftreten, hängt von der Gestaltung sozialer Arbeitsformen ab. Kooperatives Lernen kommt nicht schon dadurch zustande, daß Schüler Aufgaben in Gruppen bearbeiten. Kooperation bedarf der Übung, um die erforderlichen sozialen Routinen einzuschleifen und Zeitverluste zu minimieren. Vor allem aber müssen die Aufgabenstellungen so angelegt sein, daß Kooperation sinnvoll wird und die Schülerinnen und Schüler durch das Zusammenarbeiten für ihr Lernen profitieren. Die inhaltlichen Besonderheiten des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts erfordern fachspezifische Skripts für soziale Arbeitsformen. Im Rahmen des Modellprogramms können auch hier wiederum die Strukturen und Routinen der bisherigen Gruppenarbeit überprüft und geeignete Aufgaben für erfolgreiches Kooperieren im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht entwickelt und erprobt werden.

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Modul 9: Verantwortung für das eigene Lernen stärken

Der mathematisch-naturwissenschaftliche Unterricht konfrontiert mit schwierigen Inhalten und anspruchsvollen Problemstellungen, die Anstrengungen von den Schülerinnen und Schülern verlangen. Nennenswerte Erkenntnis- und Lernfortschritte erzielen die Schülerinnen und Schüler nur dann, wenn sie systematisch, konzentriert, beharrlich und nachdenklich vorgehen. Um die notwendige Ausführungssicherheit zu gewinnen, muß das Neugelernte wiederholt und auch selbständig geübt werden. Effektives Üben, das über ein bloßes Memorieren von Routinen hinausgeht, setzt kognitive und motivationale Strategien voraus.
Die Bereitschaft und die Fähigkeit, selbstverantwortlich und selbstreguliert zu lernen und dabei wirksame Strategien zu verwenden, müssen in der Schule und im Fachkontext entwickelt werden. Der mathematisch-naturwissenschaftliche Unterricht kann zur Entwicklung dieser Kompetenz beitragen, indem den Schülerinnen und Schülern Gelegenheiten gegeben werden, eigenständig Lösungen zu erarbeiten sowie unterschiedliche Übungsformen zu erproben und ihr Lernen selbst zu strukturieren und zu überwachen. In welcher alters- und vorwissensangemessenen Form Schülern größere Verantwortung für das eigene Lernen abverlangt werden kann und welcher Hilfen und Unterstützung Schüler dafür bedürfen, dazu fehlt es bislang an systematischen Erfahrungen. Die Expertengruppe regt an, im Rahmen des Modellprogramms zu prüfen und zu erproben, welche Gelegenheiten im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht besonders für selbstverantwortliches und selbstgesteuertes Lernen geeignet sind und wie dieser Prozeß der allmählich wachsenden Übernahme von Verantwortung altersadäquat und schulformangemessen unterstützt werden kann.

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Modul 10:  Prüfen: Erfassen und Rückmelden von Kompetenzzuwachs

Die Verknüpfung von Zeugnissen mit Berufs- und Ausbildungschancen hat zu einer problematischen Entwicklung geführt. Eltern wie Schüler neigen dazu, dem formalen Prüfungserfolg mehr Bedeutung beizumessen als dem inhaltlichen Lerngewinn. Im Zweifelsfall bestimmt nicht das, was gelehrt, sondern das, was geprüft wird, das Lernen. Prüfungsaufgaben, die durch simples Memorieren und schematisches Einsetzen erfolgreich bestanden werden können, gefährden ein Unterrichtskonzept, das auf gründliches Nachdenken, auf Problemlösekompetenz und auf eine Motivierung des Lernens durch die Bedeutung der Sache abzielt.
Um unbeabsichtigte Rückwirkungen der Prüfungsanforderungen auf das Lernen im Unterricht auszuschließen, sollten im Rahmen des Modellprogramms Leistungsüberprüfungen mit den Zielen und der Konzeption des Unterrichts abgestimmt werden. Das verlangt, daß Prüfungsaufgaben, die im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht verwendet werden, kritisch auf ihre Validität hin überprüft werden: Erfassen die Prüfungsaufgaben wirklich die Anliegen des Unterrichts in ihrer ganzen Breite? Wahrscheinlich bedarf es variationsreicherer Klassen-(Schul-)Arbeiten, die abgestuft Routinewissen, die Kombination des neuerworbenen Wissens mit früherem Stoff und die Übertragung und Anwendung auf neue Situationen überprüfen. Offen ist auch die Frage, ob sich Prüfungsaufgaben entwickeln lassen, die besonders geeignet sind, um Schülerinnen und Schülern Rückmeldung über individuelle Leistungsfortschritte zu geben.

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Modul 11: Qualitätssicherung innerhalb der Schule und Entwicklung schulübergreifender Standards

Professionelles Handeln schließt ein, die geleistete Arbeit kritisch zu prüfen. Für Lehrkräfte ist es selbstverständlich, daß sie über ihren Unterricht und über ihre Wirkungen auf das Lernen der Schüler nachdenken. Sie sprechen auch im Kollegenkreis über die Leistungen ihrer Schüler. Aber es ist bisher noch nicht üblich, daß sich Lehrkräfte oder Fachgruppen an Schulen systematisch einen Eindruck vom Leistungsstand in den mathematisch-naturwissenschaftlichen Fächern verschaffen. Es bleibt den einzelnen Lehrkräften überlassen, ob und wie sie sich über den Leistungsstand und über Leistungsfortschritte ihrer Schüler Rechenschaft geben wollen. Gemeinsame Anstrengungen zur Verbesserung der Qualität des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts setzen jedoch eine Bestandsaufnahme voraus.
Im Rahmen des Modellprogramms könnten an den Schulen Verfahren für eine entsprechende Bestandsaufnahme im mathematisch-naturwissenschaftlichen Bereich entwickelt werden. Dazu müßten Kriterien diskutiert, abgestimmt und konkretisiert werden, die aus der Sicht der Fachgruppe geeignet sind, den Stand des Wissens und Könnens in Mathematik und in den Naturwissenschaften zu erfassen. Mit Hilfe von Aufgaben, die gemeinsam in der Fachgruppe erarbeitet wurden, könnten sich die einzelnen Lehrkräfte dann über den Leistungsstand und die Leistungsfortschritte ihrer Schüler vergewissern. Mit der Diskussion über Leistungskriterien wird ein erster Schritt der Qualitätssicherung vollzogen, mit der Diskussion über die Ergebnisse der Leistungsüberprüfungen ein wichtiger zweiter. Mit einer Diskussion über mögliche Bedingungen beginnt der Einstieg in die Qualitätsentwicklung.
Für die Entwicklung schulübergreifender Qualitätsstandards, die im Rahmen des Modellversuchs ebenfalls angestrebt werden sollte, liefern die schulinternen Leistungskriterien und Erhebungsverfahren eine konkrete Grundlage. Die Verfahren geben die Möglichkeit zu Leistungsvergleichen unter verschiedenen Bezugssystemen und zur Entwicklung gemeinsamer Instrumente zur Qualitätssicherung.

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