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TIMSS-Studie 2019 und Stärkung der MINT-Fächer

Drucksache
20/7712

Kleine Anfrage  Christoph Degen (SPD) und Nina Heidt-Sommer (SPD)

Vorbemerkung:

2019 wurde die letzte „Trends in International Mathematics and Science Study“ (TIMSS) durchgeführt, an welcher Deutschland seit 2007 teilnimmt, um die mathematischen und naturwissenschaftlichen Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern der vierten Jahrgangsstufe zu erfassen. Zuletzt zeigte sich, dass die Kompetenzen der Viertklässlerinnen und Viertklässler im Fach Mathematik und in den Naturwissenschaften zwar über dem internationalen Mittelwert aller teilnehmenden Staaten liegen. Jedoch im Vergleich zu den teilnehmenden OECD-Staaten liegen die Kompetenzwerte unterhalb der durchschnittlichen Vergleichswerte in beiden Domänen. Was das Fach Mathematik betrifft, liegen die Kompetenzen der deutschen Schülerinnen und Schüler hinter denen der teilnehmenden EU-Staaten. Da seit Veröffentlichung der Studie Anfang Dezember 2020 genügend Zeit war, sich mit den Ergebnissen zu beschäftigen, wollen die Fragestellenden einen Überblick über die Ergebnisse und Schlussfolgerungen erhalten. Im Koalitionsvertrag haben sich CDU und BÜNDNIS 90/DIE GRÜNEN darauf verständigt, die sogenannten MINT-Fächer (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik) zu forcieren. Weiter heißt es dort:“ Wir werden daher weitere Profilschulen mit ausgeweiteter Stundentafel in diesen Fächern einrichten.“

Wir fragen die Landesregierung:

1.    Wie viele hessische Grundschulen haben an der TIMSS-Studie von 2019 teilgenommen?
2.    Wie bewertet die Landesregierung die Ergebnisse der TIMSS-Studie von 2019?
3.    Welche langfristigen Maßnahmen sind seit 2019 zur Verbesserung der mathematisch und naturwissenschaftlichen Kompetenzen von Grundschülerinnen und Grundschülern neu gestartet worden?
4.    Welche Maßnahmen sind in diesem und im nächsten Schuljahr dazu - ohne das Aufholpaket „Löwenstark“ - geplant?
5.    Wie viele Lehrkräfte haben seit dem Erscheinen der Studie (8.12.2020) an den speziellen Fortbildungen zu Mathematik und Naturwissenschaften teilgenommen?
6.    Wie viel MINT-Profilschulen bestehen in Hessen aktuell und wie viele dieser sind seit 2019 jährlich hinzugekommen? (Darstellung nach Schulform)
7.    Wie viele MINT-freundliche Grundschulen gibt es in Hessen?
8.    Welche zusätzlichen Ressourcen erhalten MINT-Profilschulen?
9.    Welche MINT-Regionen gibt es in Hessen, in denen sich Akteure aus Schule, Wirtschaft, Wissenschaft und Kommune vernetzen können?

Antwort der Landesregierung

Anlage
zu Ka 20/7712

 

 

Vorbemerkung Kultusminister:

Die Erhebungen des Trends in der International Mathematics and Science Study
(TIMSS) aus dem Jahr 2020 zeigen, dass die Ergebnisse Deutschlands seit 2007
stabil geblieben sind. Bei der Interpretation der Studienergebnisse muss allerdings im
internationalen Vergleich berücksichtigt werden, dass die Ergebnisse teilweise nicht
miteinander vergleichbar sind, etwa weil die methodischen Standards der Studie durch
einzelne Teilnehmerstaaten nicht eingehalten worden sind. Im TIMSS-Bericht 2019
trifft das auf 22 von 58 Teilnehmerstaaten zu. Am Beispiel Englands wird die bedingte
Vergleichbarkeit besonders deutlich, weil hier Schülerinnen und Schüler zwar im
gleichen Alter, aber — im Gegensatz zu Deutschland — erst in der fünften
Jahrgangsstufe getestet werden, da sie ein Jahr früher eingeschult werden. In Bezug
auf andere Länder ist die Vergleichbarkeit nicht gegeben, da etwa in Japan die
erforderliche Teilnehmerquote nicht erreicht wird. Werden nur die teilnehmenden
Mitgliedstaaten der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung
(OECD) zum Maßstab genommen, für die eine methodische Vergleichbarkeit gegeben
Ist, liegt Deutschland mit einem Wert von 521 genau im OECD-Schnitt.
Diese Vorbemerkungen vorangestellt, beantworte ich die Kleine Anfrage wie folgt:

Frage 1. Wie viele hessische Grundschulen haben an der TIMSS-Studie von 2019
teilgenommen?

An der TIMSS-Studie 2019 haben 18 hessische Grundschulen teilgenommen.

Frage 2. Wie bewertet die Landesregierung die Ergebnisse der TIMSS-Studie von
2019?

Deutschland nimmt an der TIMSS-Studie auf gesamtstaatlicher Ebene teil, weshalb
die Ergebnisse nur für Deutschland insgesamt repräsentativ sind, nicht aber für
einzelne Länder der Bundesrepublik Deutschland.
Der Bildungstrend des Instituts für Qualitätsentwicklung im Bildungswesen (IQBBildungstrend)
zeigt aber, dass für Hessen die Ergebnisse von hoher Kontinuität
geprägt sind. Hier liegen hessische Schülerinnen und Schüler beispielsweise in den
mathematischen Kompetenzen im Mittelfeld und in den Kompetenzbereichen des
Fachs Deutsch im oberen Drittel. Die Stabilität der Testergebnisse ist speziell im
Hinblick auf den Testzeitraum von 2015 bis 2019 positiv zu bewerten, da das deutsche
Bildungssystem in den Jahren 2015 und 2016 vor der zusätzlichen Herausforderung
stand, in Folge der verstärkten Fluchtbewegung nach Deutschland eine große Zahl
von Seiteneinsteigerinnen und Seiteneinsteigern zu integrieren. Hessen begegnete
dieser Herausforderung mit dem Förderangebot Bildungssprache Deutsch, um allen
Kindern, aber auch gezielt Flüchtlingskindern, einen möglichst schnellen Übertritt in
den Regelunterricht und guten Kontakt zu Mitschülerinnen und Mitschülern zu
ermöglichen. Dies hat auch direkte Auswirkung auf die Ausbildung mathematischer
Kompetenzen, da ohne ausreichende Deutschkenntnisse ein aktives Mitarbeiten im
Mathematikunterricht nicht stattfinden kann.
Das mittelmäßige Abschneiden Deutschlands bei der TIMSS-Studie im EU- und
OECD-Vergleich ist aber grundsätzlich nicht zufriedenstellend. Aus diesem Grund hat
das Hessische Kultusministerium im Sommer 2020 die Qualitätsoffensive Mathematik
auf den Weg gebracht, in der die Rahmenbedingungen des Mathematikunterrichts in
Hessen von acht Expertinnen und Experten sorgfältig analysiert werden. Aus dem
analysierten Ist -Zustand werden sodann konkrete Handlungsempfehlungen abgeleitet,
die das Potential haben, den Mathematikunterricht — und damit die Leistungen der
Lernenden — nachhaltig und langfristig zu verbessern.

Frage 3. Welche langfristigen Maßnahmen sind seit 2019 zur Verbesserung der
mathematisch und naturwissenschaftlichen Kompetenzen von
Grundschülerinnen und Grundschülern neu gestartet worden?

Das Kultusministerium legt großen Wert auf die Verbesserung der mathematischen
und naturwissenschaftlichen Kompetenzen von Grundschülerinnen und
Grundschülern. In diesem Sinne werden bereits seit längerer Zeit langfristige
Maßnahmen durchgeführt, die stetig weiterentwickelt und den aktuellen
Anforderungen angepasst werden.
Gemeinsam mit dem Verband der Chemischen Industrie e. V. Landesverband Hessen
(VCI Hessen) und dem Arbeitgeberverband Chemie und verwandte Industrien für das
Land Hessen e. V. (HessenChemie) führt das Hessische Kultusministerium zu diesem
Zweck alle zwei Jahre die Fortbildungsveranstaltung „Experimente" durch. Die
Fortbildung verfolgt das originäre Ziel, den Teilnehmenden das Experimentieren in der
Grundschule näher zu bringen und durch die Umsetzung im Unterricht die
Schülerinnen und Schüler zu befähigen, Wissen im Bereich der Naturwissenschaften
zu erwerben sowie Handlungskompetenzen zu entwickeln und zu erweitern.
Hessen war bundesweit außerdem das erste Land, das gemeinsam mit der Stiftung
„Haus der kleinen Forscher" ein Fortbildungsangebot exklusiv für Lehrkräfte an
Grundschulen zur Verfügung gestellt hat, das zum Thema „Energiebildung in der
Grundschule" entwickelt und in einer ersten Pilotphase in den Schuljahren 2019/2020
und 2020/2021 umgesetzt wurde. Dabei lag der Fokus auf dem Ansatz des
entdeckenden und forschenden Lernens zum Thema „Energie". Aufgrund der Corona-
Virus -Pandemie wurden bereits begonnene Fortbildungen im Online -Format zu Ende
geführt. •
Zudem werden die Fortbildungsmaßnahmen „Mathematik im Anfangsunterricht
vorwiegend für fachfremd unterrichtende Lehrkräfte" und „Mathematik im dritten und
vierten Schuljahr" von der Lehrkräfteakademie angeboten. Sie werden
unterrichtsbegleitend über ein Jahr lang durchlaufen, und es nehmen jeweils rund 100
Lehrkräfte pro Durchgang daran teil.
Eine weitere Maßnahme befasst sich mit der Qualifizierung zur schulischen
Ansprechperson für die Förderung leistungsschwacher Schülerinnen und Schüler im
Fach Mathematik. Die Qualifizierungsmaßnahme, die sich an Lehrkräfte aus dem
Grundschul- und Förderschulbereich sowie der Sekundarstufe I richtet, umfasst,
verteilt über ein Jahr, insgesamt sieben ganztägige Fortbildungen zu
wissenschaftlichen Hintergründen und insbesondere zu tragfähigen Diagnose- und
Förderkonzepten sowie zur praktischen Arbeit mit Kindern mit mathematischen
Schwierigkeiten durch die Förderung in einer Kleingruppe an der eigenen Schule. Die
Förderarbeit wird dokumentiert und in regelmäßigen Reflexionstreffen diskutiert. Die
Teilnehmerinnen und Teilnehmer werden hierbei von zwei Fachberaterinnen bzw.
Fachberatern begleitet, die sie zudem dabei unterstützen, die erworbenen
Kompetenzen in der Schul- und Unterrichtsentwicklung ihrer Schulen zu verankern.
Die Lehrkräfte können im Anschluss an die Qualifizierung nicht nur qualifizierten
Förderunterricht erteilen, sondern auch als Multiplikatorinnen bzw. Multiplikatoren tätig
werden.
Die Fachtage Mathematik im Übergang von Klasse vier zu Klasse fünf für Lehrkräfte
an Grundschulen, lernzielgleich unterrichtenden Förderschulen und an
weiterrührenden Schulen stellen darüber hinaus Aspekte des produktiven Förderns
zwischen Grundschule und Sekundarstufe und die mathematischen Fähigkeiten und
Schwierigkeiten im Übergang sowie verschiedene mathematische Schwerpunkte in
Bezug auf den Übergang in den Vordergrund. Die Fachtage finden an drei Tagen
jeweils im Online -Format am Nachmittag statt.
Die Hessische Landesregierung hat außerdem mit der Implementierung des Bildungsund
Erziehungsplans für Kinder von null bis zehn Jahren (BEP) und den zahlreichen
aktiven Tandems aus Kitas und Grundschulen gute Voraussetzungen für eine vertiefte
Fortbildung der pädagogischen Fach- und Lehrkräfte im Bereich der frühen
naturwissenschaftlichen, mathematischen und technischen Bildung geschaffen. Unter
anderem bilden sich Tandems aus Fach- und Lehrkräften von Schulen und
Kindertagesstätten gemeinsam im Bereich der frühen naturwissenschaftlichen,
mathematischen und technischen Bildung fort. So wird u. a. eine zweiteilige
Modulfortbildung zur MINT -Bildung und zu digitalen Bildung angeboten. Zur
Qualitätsentwicklung werden alle Fortbildungsangebote kontinuierlich evaluiert und
weiterentwickelt. Pandemiebedingt werden alle Fortbildungsmaßnahmen mittlerweile
als Online -Module angeboten.
Für die Entwicklung der erforderlichen Kompetenzen zur Teilhabe an der digitalen Welt
spielen Grundschulen eine wichtige Rolle, da hier frühzeitig elementare Bedienungs-,
Coding- und Medienkompetenzen verankert werden. Als Impulsgeber besucht
deswegen der Digital -Truck seit Oktober 2021 Grundschulen für jeweils eine Woche
verteilt über ganz Hessen, um dort mit anschaulichen Mitteln die Neugier der
Schülerschaft auf die vielfältigen Möglichkeiten der Digitalisierung zu wecken. In fünf
verschiedenen Workshops werden digitale Grundkenntnisse für Grundschulkinder
vermittelt (Programmierung, Robotik, künstliche Intelligenz, Erstellung von Videos und
digitalen Büchern). Während des einwöchigen Besuchs des Digital -Trucks finden an
zwei Tagen jeweils zweieinhalbstündige Fortbildungen für das Kollegium der
teilnehmenden Schule zu den Themen „Programmieren in der Schule" und „Einsatz
von Tablets im Unterricht" statt. Auch die Eltern werden mittels eines Elternabends
einbezogen und dabei beraten, wie sie ihre Kinder in der digitalen Welt begleiten
können.
Um die Qualität der Ausbildung von Lehrkräften im Fach Mathematik zu fördern, ist
geplant, dass das Fach auch im neuen Hessischen Lehrkräftebildungsgesetz (HLbG)
Pflichtfach im Grundschullehramtsstudium bleibt. Studierende werden mit dem neuen
Gesetz zusätzlich die Möglichkeit haben, sich durch die Wahl von Mathematik als
Langfach tiefgehender als bisher in diesem Fach zu qualifizieren. Um die Qualität der
Ausbildung für Grundschullehrkräfte zu sichern und die Kompetenzen in Mathematik
zu fördern, soll mit Inkrafttreten des neuen HLbG Mathematik verpflichtend im
Vorbereitungsdienst für das Lehramt an Grundschulen ausgebildet werden. Zuvor
mussten sich die Lehrkräfte im Vorbereitungsdienst zwischen Deutsch und
Mathematik in der Ausbildung entscheiden.
Das Kultusministerium hat darüber hinaus im August 2021 ein wissenschaftliches
Gutachten zum Mathematikunterricht in Auftrag gegeben, dessen Veröffentlichung in
diesem Jahr geplant ist. Es handelt sich um eine umfassende Bestandsaufnahme des
Mathematikunterrichts und seiner Rahmenbedingungen in Hessen. Ein besonderes
Augenmerk liegt hierbei auf dem Mathematikunterricht an den Grundschulen. Auf
Basis dieser Analyse und der Handlungsempfehlungen der unabhängigen
Expertenkommission sollen konkrete Maßnahmen ergriffen werden, um die Qualität
des Mathematikunterrichts nachhaltig zu verbessern.

Frage 4. Welche Maßnahmen sind in diesem und im nächsten Schuljahr dazu - ohne
das Aufholpaket „Löwenstark" - geplant?

Die in der Antwort auf Frage 3 aufgeführten Maßnahmen werden fortgeführt und
ergänzt.
Pandemiebedingt wurde die alle zwei Jahre stattfindende Großveranstaltung
„Experimente" zu einer Online -Veranstaltung entwickelt, die nunmehr mehrmals im
Jahr in modularer Form stattfindet. Sie bietet seit Mai 2021 Online -Module zum Thema
„Nachhaltigkeit — Mit uns gelingt Zukunft" an.
Aktuell in der Entwicklung befinden sich auch weitere Fortbildungsvorhaben in
Kooperation mit Vertreterinnen und Vertretern der Wissenschaft, die einen digital
gestützten Mathematikunterricht in allen Bildungsgängen fokussieren sollen.
Schließlich soll Programmieren die traditionellen Kulturtechniken Lesen, Schreiben
und Rechnen ergänzen und bereits in der Grundschule vermittelt werden. Aktuell wird
in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern daran gearbeitet,
ein dauerhaftes VVorkshopangebot für Schülerinnen und Schüler sowie für Lehrkräfte
in den Grundschulen zu implementieren.

Frage 5. Wie viele Lehrkräfte haben seit dem Erscheinen der Studie (8. Dezember
2020) an den speziellen Fortbildungen zu Mathematik und
Naturwissenschaften teilgenommen?

Seit dem 8. Dezember 2020 wurden folgende Teilnahmezahlen hessischer Lehrkräfte
für die einzelnen Fächer registriert:
- Biologie: 282
- Chemie: 359
- Informatik: 656
- Mathematik: 2.873
- Physik: 200
- Naturwissenschaften (allgemein): 451

Frage 6. Wie viel MINT -Profilschulen bestehen in Hessen aktuell und wie viele dieser
sind seit 2019 jährlich hinzugekommen? (Darstellung nach Schulform)

Den Begriff „MINT -Profilschulen" gibt es in dieser Art nicht; es muss differenziert
werden zwischen MINT -freundlichen Schulen und Schulen im MINT -Excellence-
Schulnetzwerk (MINT -EC Schulen). Während sich als MINT -freundliche Schule alle
Schulformen bewerben können, die bestimmte Voraussetzungen erfüllen (zum
Beispiel Verankerung von MINT im Schulprogramm), können nur Schulen mit einer
Sekundarstufe II in das MINT -Excellence -Schulnetzwerk aufgenommen werden.
Sowohl MINT -freundliche Schulen als auch MINT -EC Schulen stehen unter der
Schirmherrschaft der Kultusministerkonferenz.
Eine entsprechende Auflistung kann der Anlage entnommen werden.

Frage 7. Wie viele MINT -freundliche Grundschulen gibt es in Hessen?

Zurzeit sind 15 Grundschulen von der bundesweiten Initiative der deutschen Industrie
als „MINT -freundliche Schule" ausgezeichnet. Zudem können alle allgemein bildenden
Schulen (auch die Grundschulen) seit August 2021 im Rahmen des Antragsverfahrens
zur Umwandlung in eine selbstständige Schule oder in eine pädagogisch
selbstständige Schule Zentrum für digitale Unterrichtspraxis werden. Auch die Anzahl
der zertifizierten Schulen mit dem Gütesiegel „Internet ABC-Schule" ist beachtlich. So
konnten 2021 insgesamt 119 Grundschulen und 13 weitere Schulen mit einer
Grundstufe die Kriterien erfüllen und sich als „Internet ABC-Schule" zertifizieren
lassen.

Frage 8. Welche zusätzlichen Ressourcen erhalten MINT -Profilschulen?

MINT -freundliche und MINT -EC Schulen profitieren von einer bundesweiten
Vernetzung mit anderen zertifizierten Schulen, durch die es ihnen ermöglicht wird,
auch an Veranstaltungen anderer Netzwerk -Schulen teilzunehmen. Darüber hinaus
gibt es exklusive MINT -EC -Angebote, bei denen Schülerinnen und Schüler durch
Camps (etwa zur Physik oder Pflanzenforschung) und Förderprogramme wie die
MINT -Excellence -Akademie oder Wettbewerbe individuell unterstützt werden oder
MINT -Lehrkräfte besondere Fortbildungen besuchen können. Zudem entsteht durch
einen engen Kontakt zu Partnern und Förderern aus Wirtschaft und Wissenschaft im
Rahmen des MINT -EC -Netzwerkes eine enge Bindung an neueste wissenschaftliche
Entwicklungen.
Schließlich besteht für MINT -EC Schulen die Möglichkeit, zusätzlichen, über das
normale Maß hinausgehenden Unterricht in MINT -Fächern anzubieten.

Frage 9. Welche MINT -Regionen gibt es in Hessen, in denen sich Akteure aus
Schule, Wirtschaft, Wissenschaft und Kommune vernetzen können?

In Hessen gibt es vier MINT -Regionen:
- MINT im Werra -Meißner -Kreis e. V. in Witzenhausen,
- MINT Forum Nordhessen in Kassel,
- MINTmachClub Fulda und
- MINT -Region Südhessen in Darmstadt.
Darüber hinaus gibt es noch mehrere grenznahe MINT -Regionen, von denen zwei von
hessischen Akteuren mitgetragen werden. Am „Netzwerk der Rhein -Main-
Schülerlabore" an der Johannes Gutenberg -Universität Mainz ist die Johann Wolfgang
Goethe -Universität Frankfurt am Main beteiligt und am Netzwerk „Metropolregion
Rhein -Neckar" das Zentrum für Chemie e.V. aus Bensheim.

Wiesbaden, 08. April 2022
Prof. Dr. R. Aleexänder Lorz
Staatsminister

 

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