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Naturwissenschaftlicher Unterricht
Mathematisch-naturwissenschaftlicher Unterricht
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TectoYou

TectoYou ist eine Initiative der HANNOVER MESSE und „Deutschland – Land der Ideen“ in Zusammenarbeit mit zahlreichen Verbänden und Unternehmen. Schirmherrin ist die Bundesministerin für Bildung und Forschung, Prof. Dr. Annette Schavan.

Einfallsreichtum, Kreativität und visionäres Denken – das sind die Stärken am Hightech-Standort Deutschland. In einem sind sich Politik, Wirtschaft und Wissenschaft einig: Um das jetzige Niveau zu halten, braucht Deutschland auch morgen qualifizierte Fachkräfte, insbesondere Techniker und Ingenieure. Die HANNOVER MESSE stellt dafür die perfekte Plattform dar und die Initiative TectoYou eröffnet jungen Menschen den Zugang zu diesem weltweit einzigartigen Technologieevent.

Etwa 30 Prozent der Studierenden brechen ihr Studium ab. Rund ein Fünftel der Ausbildungsverträge werden vorzeitig aufgelöst. Um diesen Zahlen, die häufig in unzureichendem Informationsstand der Jugendlichen begründet liegen, entgegenzuwirken, müssen junge Menschen bei der Berufswahl stärker unterstützt werden. TectoYou kann an dieser Stelle einen Beitrag leisten - indem Schülern und ihren Lehrern die vielfältige Welt die Industrie eröffnet wird.

Vom 4. bis 8. April 2011 können junge Menschen ab 15 Jahren die moderne Industrie hautnah erleben. In den Pavillons 33 - 35 wird wieder ein spannendes Aktions- und Dialogprogramm stattfinden. Dort kann man sich gezielt mit Vertretern von Verbänden, Institutionen, Initiativen und Unternehmen über die gemeinsame Aufgabe der Unterstützung der Jugendlichen bei Ihrem Übergang in die Arbeitswelt austauschen!

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Dieses Papier stellt den Ansatz vor, der dem SINUS-Programm zur Steigerung der Effizienz des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts zugrunde liegt und zeigt seine Übertragung auf den Bereich der Grundschule.
Beschrieben werden Hintergrund und Zielsetzung des Programms, Besonderheiten der Grundschule, Leitlinien, Module, Arbeitsschritte und Rahmenbedingungen bei der Qualitätsentwicklung.

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Die Aktivitäten des Projekts SINUS-Transfer sind in Module gegliedert. Das elfte Modul befasst sich mit schulinterner Qualitätsentwicklung und Bildungsstandards. Die Qualitätsentwicklung soll schulinterne Stärken und Schwächen aufdecken und zu einem gemeinsamen Konzept der Qualitätsentwicklung führen. Die Seite enthält neben der Beschreibung von Bildungsstandards auch Informationen zum Stand der Umsetzung. Auf der Seite verlinkt findet man sämtliche Unterlagen zu diesem Modul (teilw. als PDF-Download) wie Modulbeschreibung aber auch Unterseiten mit Fachartikeln, Literaturtipps und und Erläuterungen.

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Die Aktivitäten des Projekts SINUS-Transfer sind in Module gegliedert. Das zehnte Modul beschäftigt sich mit der Frage, welche Kompetenzen Schülerinnen und Schüler im Mathematik- und naturwissenschaftlichen Unterricht erwerben sollen. Dazu werden die unterschiedlichen Bedeutungen des Begriffs ´´Kompetenz´´ dargestellt (Kompetenzmodell). Nachgegangen wird auch der Frage, wie man Leistung bewerten und den Zuwachs von Leistung messen kann. Auf der Seite verlinkt findet man sämtliche Unterlagen zu diesem Modul (teilw. als PDF-Download) wie Modulbeschreibung aber auch Unterseiten mit Fachartikeln, Arbeitsanleitungen und Erläuterungen zu den Themen ´´Kompetenzmodell``, ´´Leistung bewerten`` und ´´Kompetenzzuwachs``.

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Die Aktivitäten des Projekts SINUS-Transfer sind in Module gegliedert. Das neunte Modul befasst sich mit den vielfältigen Möglichkeiten, Schülerinnen und Schüler eigene Wege gehen zu lassen. Unterrichtsprojekte, Lernzirkel, Freiarbeit oder Planarbeit sind erprobte Unterrichtsformen, die über einen längeren Zeitraum hinweg eigenverantwortliches, selbstorganisiertes und kooperatives Arbeiten ermöglichen. Auf der Seite verlinkt findet man sämtliche Unterlagen zu diesem Modul (teilw. als PDF-Download) wie Modulbeschreibung aber auch Unterseiten mit Unterrichtsmaterialien, Fachartikeln, Arbeitsanleitungen und Erläuterungen zu den Themen ´´EVA im Unterrichtsalltag``, ´´Dialogischer Unterricht`` und ´´Problemlösen``.

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Kooperative Arbeitsformen werden im Unterricht häufig aus pragmatischen Gründen vernachlässigt. Ob befürchtete 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. Die Aufgabenstellungen müssen so angelegt sein, dass Kooperation sinnvoll wird und die Schülerinnen und Schüler durch das Zusammenarbeiten für ihr Lernen profitieren.
Die Seite beschreibt Grundelemente, Methoden und die Lehrerrolle beim Kooperativen Lernen. Angeboten wird außerdem weiterführendes Material wie Erläuterungen zum Modul, Informationen zur Entwicklung von Aufgaben für die Kooperation von Schülerinnen und Schülern und Material zur Kooperation von Lehrkräften. Auf der Seite verlinkt findet man sämtliche Unterlagen zu diesem Modul (teilw. als PDF-Download) wie Modulbeschreibung aber auch Unterseiten mit Fachartikeln, Arbeitsanleitungen und Erläuterungen zu den Themen ´´Grundelemente``, ´´Methoden`` und ´´Lehrerrolle``.

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PISA-Längsschnittstudie zur Entwicklung mathematisch-naturwissenschaftlicher Kompetenzen vorgestellt.
<br>Der Sprecher des PISA-Konsortiums Deutschland, Prof. Dr. Manfred Prenzel vom Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN) in Kiel, hat die Ergebnisse einer neuen PISA-Studie vorgestellt. Die Längsschnittstudie zu PISA 2003 untersucht, wie sich die mathematisch-naturwissenschaftlichen Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern im Verlauf eines Schuljahres entwickeln.<br>
Die Kultusministerkonferenz hat das Angebot des PISA-Konsortiums aufgegriffen, im Rahmen von PISA 2003 das Querschnittdesign durch eine Längsschnittkomponente mit zwei Messzeitpunkten zu ergänzen. Auf diese Weise werden<br>
• Entwicklungen in der mathematischen und der naturwissenschaftlichen Kompetenz der Schülerinnen und Schüler im Verlauf eines Schuljahres beschrieben und<br>

• Bedingungsfaktoren im Elternhaus, im Unterricht und in der Schule festgestellt, die Einfluss auf die Kompetenzentwicklung der Schülerinnen und Schüler haben.<br>

Im Kern geht es um die zentralen Fragen, wie effektiv mathematisch-naturwissenschaftlicher Unterricht im Verlauf eines Schuljahres tatsächlich ist. Zudem wird thematisiert, welche Unterschiede sich in der Kompetenzentwicklung auf die Gestaltung des Unterrichts und auf unterschiedliches Lehrer-, Schüler- oder Elternverhalten zurückführen lassen.<br>

Für diese PISA-I-plus genannte Längsschnittuntersuchung wurden zusätzlich zur internationalen Stichprobe der Fünfzehnjährigen zwei per Zufall ausgewählte vollständige Klassen der 9. Jahrgangsstufe in die Untersuchung einbezogen. Ein Jahr nach der Hauptstudie, im Frühjahr 2004, wurden die Jugendlichen in der 10. Klasse ein zweites Mal getestet und mit Lehrkräften und Eltern zu Unterrichtsmerkmalen und möglichen Einflussfaktoren befragt.<br><br>

Ergebnisse der Studie:<br>
• Mathematik: 60 Prozent der Schülerinnen und Schüler konnten ihre mathematischen Leistungen deutlich verbessern. Acht Prozent zeigen schwächere Leistungen, und bei etwa einem Drittel der Jugendlichen stagniert sie. Betrachtet man die Klassenebene, dann verbessern sich 89 Prozent der Klassen deutlich.<br>

• Naturwissenschaften: 44 Prozent der Schülerinnen und Schüler konnten ihre naturwissenschaftliche Kompetenz im Verlauf des Schuljahres erheblich steigern, 19 Prozent schneiden schlechter ab. Auf die Klassenebene bezogen konnten rund 70 Prozent der Klassen ihre durchschnittliche Naturwissenschaftsleistung verbessern.<br>

• Einfluss des Computers auf die Entwicklung der Mathematikkompetenz:
Die PISA-Längsschnittstudie zeigt, dass es keine eindeutigen Zusammenhänge zwischen der Entwicklung mathematischer Kompetenzen und der häuslichen Computernutzung bzw. der Computererfahrung der Jugendlichen gibt.<br>

• Merkmale des Mathematikunterrichts: Die vertiefenden Analysen zeigen, dass ein kognitiv anregender und effektiv strukturierter Unterricht sowie eine Anpassung an das individuelle Leistungsniveau die Kompetenzentwicklung der Schülerinnen und Schüler wesentlich unterstützt.<br>

• Soziale Herkunft: Die erheblichen Kompetenzunterschiede zwischen sozialen Gruppen bleiben im Verlauf des Schuljahres unverändert bestehen. Vertiefende Analysen zeigen, dass die elterliche Unterstützung - unabhängig von der sozialen Lage der Familie - wichtig ist.<br>

• Migrationshintergrund: In der Mathematik steigern Jugendliche unterschiedlicher Migrationsgruppen ihre Kompetenz im Verlauf des Schuljahres genauso wie Jugendliche ohne Migrationshintergrund. In den Naturwissenschaften verbessern die zugewanderten Jugendlichen ihre Leistungen deutlich stärker als ihre Mitschüler ohne Migrationshintergrund.<br>

• Schulische Faktoren
Für die Kompetenzentwicklung der Schülerinnen und Schülern spielt die Zusammensetzung der Lehrerschaft an einer Schule eine wichtige Rolle. Wenn an den Schulen vorwiegend aktive oder disziplinorientierte Lehrkräfte unterrichten, ist die Leistungssteigerung erkennbar höher.<br><br>

Die Befunde zeigen, dass die laufenden Projekte zur Entwicklung des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts, wie beispielsweise die SINUS-Programme, konsequent fortgesetzt und weiter entwickelt werden müssen. Aus diesem Grund haben sich die Länder darauf geeinigt, dass zukünftig an jeder Schule in der 3. Klasse (in Deutsch und Mathematik) und 8. Klasse (Deutsch, Mathematik, Englisch) gemeinsame Lernstandserhebungen durchgeführt werden.<br><br>

KMK-Präsidentin Ute Erdsiek-Rave: “Die Befunde beschreiben zuverlässig und ungeschminkt den Status Quo, von dem wir ausgehen müssen. Die aus der Studie gewonnenen Informationen sollen dazu genutzt werden, Schülerinnen und Schülern gezielter zu fördern. Denn genau darin liegt eine zentrale Folgerung aus dem Bericht: Einen individuell fördernden wie fordernden Unterricht zu entwickeln, der heterogene Lernvoraussetzungen angemessen berücksichtigt. Nur so sind wir auf dem richtigen Weg.“<br><br>

<a href=http://pisa.ipn.uni-kiel.de>ZUSAMMENFASSUNG DER STUDIE</a>

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Die PISA-I-plus genannte Längsschnittuntersuchung gibt Aufschluss darüber, wie sich die mathematisch-naturwissenschaftlichen Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern einer 9. Jahrgangsstufe im Verlauf eines Schuljahres entwickelt haben. Die Ergebnisse der Studie zu PISA 2003 sind erneut besorgniserregend. Zwar konnten sich etwa 60 Prozent der untersuchten Schülerinnen und Schüler in Mathematik deutlich verbessern, aber ein Drittel stagnierte und acht Prozent zeigen sogar schlechtere Leistungen. In den Naturwissenschaften sieht es noch verheerender aus. Die vorliegende Onlineressource gibt einen Überblick über die Reaktionen auf diese Studie. Das Dossier enthält Dokumente, Pressemitteilungen, Stellungnahmen der Bundestagsfraktionen sowie Pressebeiträge.

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Nach fünf Jahren Laufzeit geht das von der Bund-Länder-Kommission für Bildungsplanung und Forschungsförderung (BLK) geförderte Programm “SINUS-Transfer Grundschule“ zu Ende. “Bildung + Innovation“ sprach mit dem Leiter des Projekts, Professor Dr. Manfred Prenzel, von der Koordinierungsstelle am Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN) über erste Ergebnisse, die Arbeit mit den Modulen und das Nachfolgeprojekt SINUS an Grundschulen.