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nur ein Schulfach.“
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Mathematische und naturwissenschaftliche Kompetenzen

Indikator: Entwicklung der mathematischen und naturwissenschaftlichen Kompetenzen in Deutschland seit 2000; Quelle: Klieme et al., 2010; PISA-Konsortium Deutschland, 2003, 2006; Stanat et al., o. J.

Die Entwicklung in Deutschland seit dem Jahr 2000

Das "Programme for International Student Assessment" (PISA) ist eine Studie der OECD im Dreijahreszyklus, welche die Kompetenzen 15-jähriger Schüler in vier verschiedenen Bereichen misst. Vor dem Hintergrund des MINT-Mangels und der damit verbundenen Notwendigkeit, eine größere Anzahl an Schülern an ein technisch-naturwissenschaftliches Studium heranzuführen, sind aus diesen vier Bereichen – Lesekompetenz, mathematische Grundbildung, naturwissenschaftliche Grundbildung und fächerübergreifende Kompetenzen –insbesondere die mathematischen und naturwissenschaftlichen Kompetenzen von Interesse. Untersucht wird in der PISA-Studie dabei nicht nur, inwieweit 15-jährige Schüler sich Wissen in bestimmten Bereichen angeeignet haben, sondern auch, inwieweit sie dazu in der Lage sind, dieses erlernte Wissen anzuwenden. Das Wissen soll nicht nur passiv bei den Schülern vorhanden sein, sondern ebenso aktiv als "Werkzeug" in unterschiedlichen Situationen – wie auch dem Alltag – gebraucht werden. 


Wie die obere Grafik zeigt, haben die deutschen Schüler sich seit der ersten PISA-Erhebung im Jahr 2000 sowohl in den mathematischen als auch in den naturwissenschaftlichen Kompetenzen stetig verbessert. Diese positive Entwicklung fand nicht nur im Hinblick auf das Erreichen höherer Durchschnittspunktzahlen statt, sondern schlug sich auch in der Positionierung im internationalen Vergleich nieder. Im Durchschnitt weisen die 15-jährigen deutschen Schüler somit ein signifikant ansteigendes Kompetenzniveau im mathematischen und naturwissenschaftlichen Bereich auf. Gegenüber dem Vergleichsjahr 2003 haben sie insbesondere in den Naturwissenschaften zugelegt, während die Verbesserung im Hinblick auf die mathematischen Fähigkeiten eher gering ausfiel.

Ein Blick auf die Bundesländer

Da die Bildungspolitik in den Kompetenzbereich der Bundesländer fällt, ist insbesondere der Blick auf das Abschneiden der einzelnen Bundesländer in der PISA-Studie von Interesse. Zwischen dem Bundesland mit der höchsten Durchschnittspunktzahl – Sachsen –  und dem mit der niedrigsten Punktzahl –  Bremen – liegt in den PISA-Ergebnissen des Jahres 2006 eine sehr breite Spannweite von 45 Punkten in den mathematischen Kompetenzen und 56 Punkten in den naturwissenschaftlichen Kompetenzen. Dennoch ist es als positiv zu bewerten, dass sich der überwiegende Teil der Bundesländer gegenüber der OECD-Schulleistungsstudie von 2003 verbessert hat. So hat sich im Bereich der naturwissenschaftlichen Grundbildung sogar jedes Bundesland gesteigert. Signifikant waren diese Veränderungen in den ostdeutschen Bundes-ländern mit Ausnahme von Sachsen-Anhalt sowie in Hamburg, Hessen, Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz. In den mathematischen Kompetenzen konnten immerhin noch vier der sechzehn Bundesländer eine signifikante Verbesserung gegenüber der PISA-Studie des Jahres 2003 verzeichnen: Berlin, Brandenburg, Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz.


Indikator: Mathematische Kompetenzen nach Bundesländern; Quelle: PISA-Konsortium


 Indikator: Naturwissenschaftliche Kompetenzen nach Bundesländern; Quelle: PISA-Konsortium

MINT-Fächer bis zum Abitur

Auch nach dem Alter von 15 Jahren gibt es in den Bundesländern Unterschiede hinsichtlich der MINT-Fächer. Baden-Württemberg, Bayern, Brandenburg, Sachsen, Schleswig-Holstein und Thüringen sehen drei MINT-Fächer bis zum Abitur vor. In den übrigen Bundesländern sind für diesen Abschluss lediglich Mathematik und ein naturwissenschaftliches Fach Voraussetzung.


Bundesland Mathematik 1. Naturwissenschaft 2. Naturwissenschaft
BW X X X
Bayern X X X
Berlin X X  
Brandenburg X X X*
Bremen X X  
Hamburg X X  
Hessen X X  
Meckl.-Vorpommern X X  
Niedersachsen X X  
NRW X X  
Rheinland-Pfalz X X  
Saarland X X  
Sachsen X X X
Sachsen-Anhalt X X  
Schleswig-Holstein X X X
Thüringen X X X

Quelle: Oberstufenverordnungen der Länder; *1 Fach aus Aufgabenfeld 3 (Biologie, Chemie, Physik, Informatik, Technik, Bautechnik, Chemietechnik, Elektrotechnik, Gestaltungs- und Medientechnik, Maschinentechnik, Wirtschaftsinformatik)

Internationale Einordnung

Um möglichst viele Schüler für ein Studium in einem der MINT-Fächer zu begeistern, ist es erforderlich, möglichst früh die dafür notwendigen Kompetenzen zu schaffen. Daher ist eine Durchschnittspunktzahl in den mathematisch-naturwissenschaftlichen Kompetenzen, die deutschen Schülern im internationalen Vergleich einen Platz unter den besten Ländern einbringt, anzustreben. Unter Berücksichtigung des Durchschnittswertes der "Top 4" der aktuellsten PISA-Studie dürfte eine Durchschnittspunktzahl im Bereich von 540 Punkten in den mathematischen und naturwissenschaftlichen Kompetenzen eine angemessene Zielgröße sein. Bislang liegt Deutschland sowohl im mathematischen als auch im naturwissenschaftlichen Bereich unter dieser Zielsetzung, wie auch der internationale Vergleich der PISA-Punktzahlen in den beiden unteren Grafiken zeigt. Bezüglich der mathematischen Kompetenzen fehlen 36, bezüglich der naturwissenschaftlichen Kompetenzen 24 Punkte.


Indikator: Durchschnittliche Punktzahl in PISA (Mathematik); Quelle: Klieme et al., 2010; PISA-Konsortium Deutschland, 2003, 2006; Stanat et al., o. J.


Indikator: Durchschnittliche Punktzahl in PISA (Naturwissenschaftliche Kompetenzen); Quelle: Klieme et al., 2010; PISA-Konsortium Deutschland, 2003, 2006; Stanat et al., o. J.

Fazit

Deutschland belegt mit Blick auf die in der internationalen PISA-Studie erreichten durchschnittlichen Punktzahlen in mathematischen und naturwissenschaftlichen Kompetenzen allenfalls einen Rang im oberen Mittelfeld. Dabei geben die Kompetenzen Auskunft über das zukünftige MINT-Potenzial der Volkswirtschaft. Soll der Fachkräftenachwuchs im MINT-Bereich gefördert und erhöht werden, so sollte bereits in den Schulen verstärkt angesetzt werden. Zur Stärkung der MINT-Kompetenzen in den Sekundarstufen ist es aus langfristiger Sicht besonders wichtig, dass

  • alle Schüler zwei naturwissenschaftliche Fächer bis zum Abitur belegen,
  • die naturwissenschaftlich-technische Elementar- und Primarbildung gestärkt
  • und die MINT-Lehraus- und Weiterbildung reformiert wird.

Forderungen an Politik

Um diese Ziele zu erreichen, sollte die Politik:

  • Einsparpotenziale durch rückläufige Schülerzahlen nicht realisieren sondern reinvestieren,
  • die Zahl der Lehrerstellen in den MINT-Bereichen erhöhen,
  • den naturwissenschaftlichen Unterricht bis zum Abitur verankern,
  • zusätzliche MINT-Studienplätzen aufbauen.
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