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Lernen im Kontext – ein wichtiger Baustein für MINT+

Was gibt es für Konzepte von "Kontextualisiertem Lernen", welche Methoden wurden von der Forschung begleitet und wo gibt es trotzdem noch Herausforderungen?

14. November 2022 Lesedauer: ca. 9 min
Didaktik
MINTvernetzt/Boris Loehrer

Zusammenfassung

MINT-Bildung ist heute wichtiger denn je. Doch viel zu oft fehlt Lernenden der Bezug zum eigenen Leben und zur äußeren Realität. Wissenschaftliche Ansätze zu "kontextualisiertem Lernen" setzen daher auf eine Verknüpfung von MINT-Disziplinen mit gesellschaftlich relevanten Themen. Durch die Einbettung in einen solchen Kontext soll der Nutzen von naturwissenschaftlichen und technischen Fakten besser verständlich und greifbarer werden. Dabei bilden schulische und außerschulische Lernorte aber auch selbst einen Kontext, der den Lernerfolg beeinflussen kann.
Originalartikel vom Originalartikel vom 13. Dezember 2023
Absätze

Klimawandel, Corona-Pandemie, Digitalisierung oder Nachhaltigkeit: Wer die wichtigen Themen unserer Zeit verstehen will, der braucht zumindest ein grundlegendes Verständnis naturwissenschaftlicher Zusammenhänge. Mit MINT-Bildung so früh wie möglich zu beginnen ist also wichtiger denn je. Viele Studien zeigen aber, dass der Unterricht in diesen Fächern immer noch nicht besonders erfolgreich oder beliebt ist.1, 3 Konzepte von „kontextualisiertem Lernen“ können helfen, das zu ändern. Dabei gibt es unterschiedliche Ansätze und Herausforderungen. Wir geben Euch einen Einblick in das Thema.

Es erscheint fast ein bisschen paradox: Bewegungen wie „Fridays for Future“ mobilisieren weltweit hunderttausende junge Menschen – und doch schneiden die Fächer, in denen Wissen über Klimafragen oder Erderwärmung vermittelt wird, in Umfragen oft schlecht ab.1, 3 Der Grund: Der Bezug zwischen Lehrstoff und realer Welt sowie gesellschaftlichen Entwicklungen wird häufig im Unterricht nicht ausreichend hergestellt.3 Vielen Lernenden fehlt der konkrete Nutzen für das eigene Leben, und damit ein Gefühl von Relevanz.1, 3 WARUM soll ich das wissen? WOFÜR ist es gut und WO kann ich es anwenden?

Warum kontextualisiertes Lernen für MINT+ interessant ist

Genau da setzt das Konzept von „kontextualisiertem Lernen“ an. Getreu der Wortbedeutung (lat. contextere = verknüpfen) wird das zu vermittelnde MINT-Wissen mit anderen Themen und Bereichen verknüpft.1 Am bekanntesten ist bislang die Verbindung mit kreativen und künstlerischen Ansätzen – ganz im Sinne unseres Verständnisses von MINT+. Aber auch die Öffnung von MINT-Disziplinen zu anderen Bereichen kann eine Verbindung zur Lebensrealität der Lernenden herstellen.1 Das macht MINT-Themen für viele greifbarer und zeigt gleichzeitig die Bedeutung der naturwissenschaftlichen Erkenntnisse für gesellschaftliche Themen.1, 2, 6

Im Fokus der Forschung zu „kontextualisiertem Lernen“ stehen vor allem zwei Bereiche: der Lerninhalt und die Lernumgebung.1 Was Kontextualisierung in diesen Bereichen genau bedeutet, das haben wir für Euch in einem kurzen Überblick zusammengefasst.

Lerninhalt: vom abstrakten Faktenwissen zum Aha-Effekt

Kerngedanke des kontextbasierten Lernens ist die Verknüpfung von MINT-Wissen mit gesellschaftlichen Themenbereichen. Wie kann das nun am besten umgesetzt werden? Indem die oft abstrakten Fakten und Erkenntnisse in naturwissenschaftlichen und technischen Fächern in Zusammenhänge eingebettet werden, an die die Lernenden aus ihrem eigenen Alltag anknüpfen können.2 Denn je stärker ein Lerninhalt mit alltäglichen Situationen und bereits bekannten Zusammenhängen verknüpft werden kann, desto eher erschließt sich seine sinnstiftende Bedeutung, und er wird plötzlich mehr als ein abstrakter Unterrichtsinhalt.1

„Ein Kontext zeigt zum einen Relevanz auf: Weshalb ist dieser Lerninhalt für mich bedeutsam? Zum anderen wird Grundlagenwissen damit anwendbar, es muss sich sozusagen in einer relevanten Frage als tragfähig bewähren.“
Prof. Dr. Ilka Parchmann
Professorin für Didaktik der Chemie am IPN Kiel

Exkurs: Lernen im Kontext als Weg zur „Scientific Literacy“

Einige pädagogische Ansätze arbeiten mit dem weiterführenden Konzept der «Socio-scientific Issues».1, 3, 6

Socio-scientific Issues (SSI)

Socio-scientific Issues (SSI) sind soziale Probleme mit einer starken Verbindung zu den Naturwissenschaften. Sie sind vielschichtig, schwer zu lösen und oft mit ethischen Fragen verknüpft.

Dabei werden komplexe Herausforderungen unserer Zeit in den Fokus des Unterrichts gestellt. Es sind Themen, die oft keine einfache Lösung bieten, aber die für unsere Zukunft eine entscheidende Rolle spielen – wie Klimawandel, Gentechnik, Kernenergie oder Tierversuche.

Durch die Beschäftigung mit diesen Themen lernen die Jugendlichen neben den naturwissenschaftlichen Fakten, gesellschaftlich relevante Themen besser zu verstehen, komplexe Sachverhalte zu analysieren und zu bewerten. Es versetzt sie in die Lage, sich an Debatten zu sozialen, politischen oder ethischen Fragen zu beteiligen.2, 3 Ein Zustand, der «Scientific Literacy», also «wissenschaftliche Alphabetisierung», genannt wird.6

Scientific Literacy

Scientific Literacy meint neben einem grundlegenden Verständnis wissenschaftlicher Zusammenhänge auch, dass man dieses Wissen auf komplexe, reale Situationen anwenden kann.

One size fits NOT all: warum die Anwendung von kontextualisierten Inhalten schwierig bleibt

In der außerschulischen Praxis werden Konzepte zur Kontextualisierung bei der Gestaltung von Lerninhalten schon häufig bedacht.5 Eine enorme Herausforderung ist jedoch die Ansprache der Lernenden: Nicht alle Kinder und Jugendlichen können mit den gleichen Inhalten und Kontexten gleich gut erreicht werden. Oft sind Gruppen sehr heterogen. Soziale Herkunft, individuelles Vorwissen zu einem Thema und Interessen können sich stark unterscheiden.7 Es ist daher nicht immer einfach, die Inhalte an die individuellen Bedürfnisse anzupassen.

Lernumgebung: Der Ort beeinflusst das Lernen

Die Art und Weise, wie wir Wissen aufnehmen, wird aber nicht nur von den Inhalten bestimmt, sondern auch von der Lernumgebung. Der konkrete Ort, seine Ausstattung und die an der Wissensvermittlung beteiligten Personen stellen einen wichtigen Kontext dar, der das Lernen prägt.1 Dabei haben Schulen und außerschulische Lernorte unterschiedliche Voraussetzungen.

Authentizität und Realitätsbezug: Herausforderungen für den Lernort Schule

Was für die Lerninhalte gilt, gilt auch für die Lernumgebung: je stärker der Bezug zu realen Zusammenhängen, desto besser lässt sich Wissen vermitteln.5 Das ist im Schulunterricht – natürlich – schwierig. Volle Lehrpläne, eng getaktete Unterrichtseinheiten und Prüfungsvorgaben schränken die Möglichkeiten der Lehrkräfte ein.7 Oft fehlt es aber auch an entsprechenden Räumen und Mitteln.5 Eine Möglichkeit, trotzdem authentische Einblicke zu vermitteln, ist die Ergänzung des Unterrichtsstoffs mit medialen Elementen. Studien haben gezeigt, dass sogenannte mediale Kontextanker helfen können, das Lernen in möglichst authentische Szenarien einzubetten – zum Beispiel durch Zeitungsartikel oder Videoclips, die ein reales Problem abbilden, das es zu lösen gilt.4, 6, 8

Gute Ergänzung: MINT-Angebote außerhalb der Schule

Außerschulische Lernorte sind da oft im Vorteil. Sie können Informationen meist authentischer und anschaulicher vermitteln und sind freier in Form und Dauer ihrer Angebote. Zu sehen, wie das theoretische Wissen in der Praxis genutzt wird und wie echte Forschungsstätten aussehen, hilft beim Verständnis.5 Doch auch hier sollte ein Bezug zur Erfahrungswelt der Kinder und Jugendlichen immer im Fokus stehen. Wo kann das Erlernte angewendet werden? Welche weiteren gesellschaftlichen Themen werden durch dieses Wissen sichtbar? Nur so haben die Informationen einen nachhaltigen Wert.7 Lernen im realen Kontext kann also – so die Einschätzung von Forschenden – auch das generelle Interesse der Jugendlichen an MINT-Themen fördern.5, 7, 9

Best Practice: So wird Nanotechnologie lebendig

Ein erfolgreiches Beispiel für außerschulische Wissensvermittlung ist das Schülerlabor-Programm nawi:klick! der Kieler Forschungswerkstatt, wie eine begleitende Untersuchung gezeigt hat.7 Anhand von sechs überschaubaren Experimenten werden Kernthemen der Nanotechnologie vermittelt – immer mit Bezug zum Alltag der Jugendlichen. So wird etwa der Effekt von Nanopartikeln als UV-Filter in Sonnencremes beobachtet oder die wasserabweisende Wirkung verschiedener Oberflächen wie Glas, Wachs oder Markisenstoffen untersucht. Neben dem eigentlichen Fachwissen werden durch Diskussionen über Chancen und Risiken von Nanotechnologie sowie das Arbeiten in Kleingruppen auch soziale Kompetenzen und die Fähigkeit zu argumentieren gefördert. Es wird außerdem deutlich, wie vielfältig der Einsatz von Nanomaterialien in Alltagsprodukten sein kann und welche möglichen Berufsfelder sich auf dem Gebiet ergeben.

Noch mehr und diversere junge Menschen mit außerschulischen Lernangeboten erreichen

Eine Herausforderung für solche Projekte jenseits der Schulen bleibt es jedoch, möglichst viele Lernende zu erreichen. Wie erfahren Kinder und Jugendliche von den Angeboten? Und wie kann eine möglichst breite Zielgruppe angesprochen und wie können die Inhalte für alle verständlich aufbereitet werden? Eine Möglichkeit: eine Orientierung der eigenen Angebote am Lehrplan der jeweiligen Region.7 Das kann die Nutzungschancen erhöhen und dabei helfen, schulisches und außerschulisches Lernen besser zu verzahnen. Eine andere Möglichkeit ist es, kleinere Workshops oder einfachere Schülerlabor-Experimente direkt an die Schulen zu bringen – so kann dort angesetzt werden, wo die Möglichkeiten des Unterrichts aufhören.5, 7

1 Parchmann, I.& Kuhn, J. (2018). Lernen im Kontext. In D. Krüger, I. Parchmann, H. Schecker (Hrsg.), Theorien in der naturwissenschaftsdidaktischen Forschung (S. 193-207). Heidelberg: Springer
https://doi.org/10.1007/978-3-662-56320-5_12
2 Sevian, H., Dori, Y. J., & Parchmann, I. (2018). How does STEM context-based learning work: what we know and what we still do not know, International Journal of Science Education, 40:10, 1095-1107
https://doi.org/10.1080/09500693.2018.1470346
3 Stuckey, M., Hofstein, A., Mamlok-Naaman, R., & Eilks, I. (2013). The meaning of ‹relevance› in science education and its implications for the science curriculum, Studies in Science Education, 49:1, 1-34
https://doi.org/10.1080/03057267.2013.802463
4 Kuhn, J., Müller, A. (2014). Context-based science education by newspaper story problems: A study on motivation and learning effects, Perspectives in Science, 2:1-4, 5-21
https://doi.org/10.1016/j.pisc.2014.06.001
5 Braund, M., Reiss, M. (2006). Towards a more authentic science curriculum: The contribution of out-of-school learning, International Journal of Science Education, 28:12, 1373-1388
https://doi.org/10.1080/09500690500498419
6 Presley et al. (2013). A framework for socio-scientific issues based education, Science Educator, 22:1, 26-32https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1062183.pdf
7 Reimann, M., Herzog, S., Parchmann, I., & Schwarzer, S. (2020). Nanotechnologie in Schülerlabor und Schule – Experimenteller Zugang zu alltagsnahen nanotechnologischen Facetten, Chemkon, 27:5, 215-223
https://doi.org/10.1002/ckon.201900038
8 Stamer et al. (2021). Authentic insights into science: Scientific videos used in out-of-school learning environments, International Journal of Science Education, 43:6, 868-887
https://doi.org/10.1080/09500693.2021.1891321
9 Gardner, T., Leonard, H., Waite, J. & Sentance, S. (2022). What do we know about computing education for K-12 in non-formal settings? A systematic literature review of recent research, Proceedings of the 2022 ACM Conference on International Computing Education Research, 1, 264-281
https://doi.org/10.1145/3501385.3543960

Ansprechpartnerin

Amira Bassim

MINT-Transfer

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