von Claudia Sobich, Cornelia S. Große, Rolf Drechsler und Lutz Mädler

Mit dem Ziel, frühzeitig Interesse an Technik und Naturwissenschaften zu fördern, kooperiert der Sonderforschungsbereich SFB 1232 „Farbige Zustände“, Universität Bremen, mit einer Oberschule. Für eine Profilklasse gestalten Lehrkräfte und Wissenschaftler*innen gemeinsam forschendes Lernen. Die Ergebnisse der Evaluation zeigen, dass durch dieses innovative Lehrformat erreicht werden kann, Interesse für Technik und Forschung zu fördern und zu Beginn bestehende Geschlechtsunterschiede zu nivellieren.

1. Die Ausgangslage

Der Bedarf an ingenieurswissenschaftlichen und technischen Fachkräften steigt mit der Technisierung unserer modernen Welt. Dennoch steigen die Anwahlzahlen technischer Studiengänge nur langsam, der Anteil an Frauen in diesen Studiengängen liegt konstant knapp über 20% (Statistisches Bundesamt, 2015/16-2017/18). Das Ausbildungsstellenangebot im technischen Bereich übersteigt die Nachfrage, und auch hier finden sich deutliche Geschlechtsunterschiede: 2018 war unter den 20 meistgewählten Ausbildungsberufen von Frauen kein einziger uneingeschränkt technischer Beruf vertreten (Datenportal BMBF).

Gründe hierfür liegen auch in der Technikvermittlung an Schulen. Technik ist in vielen Bundesländern nicht im Curriculum festgeschrieben und oft fehlen Lehrkräfte und Ausstattung. Hinzu kommt ein negatives Image dieser Fachrichtung, die in der Regel als schwierig und abstrakt gilt. Nicht selten wird dies auch auf die Menschen übertragen, die in diesen Berufen arbeiten: Informatiker*innen haftet die Aura von Hardwarefreaks und Kellerkindern an (Jaglo, 2013); Ingenieur*innen gelten als technikverliebte Kopfmenschen mit gering ausgeprägtem Kommunikationsvermögen (Staufenbiel Institut, 2016), technische Ausbildungsberufe werden mit körperlicher Anstrengung und Schmutz verbunden (acatech, 2015). Diese Zuschreibungen klingen nicht attraktiv für junge Menschen, für die die Berufswahl eine Lebensentscheidung ist.

Es gibt zahlreiche Bemühungen, um das Technikinteresse junger Menschen zu fördern. Viele erfolgen aber nur punktuell, bleiben auf der Anwendungsebene oder sind wenig aufeinander abgestimmt. Angesichts der Tatsache, dass Interesse an Technik meist bis zum Alter von zehn bis zwölf Jahren entsteht (acatech, 2011), kommen Konzepte, die erst in der Oberstufe ansetzen, zu spät.

2. Das Projekt

Vor diesem Hintergrund etablierte der DFG-geförderte Sonderforschungsbereich (SFB) 1232 „Farbige Zustände“ an der Universität Bremen eine Kooperation mit der Wilhelm-Focke-Oberschule in Bremen zur Förderung von Technikinteresse.

Langfristiges und regelmäßiges forschendes Lernen und eine Ansprache beider Geschlechter sind dabei grundsätzliche Eckpunkte. Kern der Kooperation ist der wöchentliche Unterricht in einer Profilklasse ab dem 5. Jahrgang durch Teams aus Wissenschaftler*innen und Lehrkräften. Der Themenwahl liegt der Bildungsplan zugrunde, darüber hinaus werden Forschungsinhalte aus dem SFB durch Forschendes Lernen vermittelt. Regelmäßig werden die Universität und angrenzende Forschungsinstitute besucht (Abb. 1).

Der SFB „Farbige Zustände“ (https://www.uni-bremen.de/farbige-zustaende.html) erarbeitet eine neuartige experimentelle Methode der Werkstoffentwicklung. Mehr als 50 Wissenschaftler*innen aus den Bereichen Fertigungstechnik, Verfahrenstechnik, Werkstofftechnik, Mathematik und Informatik forschen daran, zielgerichtet Zusammensetzungen und Prozessketten zur Entwicklung neuer metallischer Konstruktionswerkstoffe zu finden, die bestimmten Anforderungsprofilen entsprechen.

Durch die persönliche Begegnung mit Wissenschaftler*innen werden Hemmschwellen gesenkt, sich mit Wissenschaft und Technik zu beschäftigen. Insbesondere für Mädchen agieren Wissenschaftler*innen als Vorbilder, um einen Gegenentwurf zu verbreiteten Rollenmodellen zu schaffen.

Beim Schulwechsel von Grund- auf weiterführende Schule konnte die Profilklasse gewählt werden; aufgrund der hohen Anwahl wurden im Losverfahren 14 Mädchen und 14 Jungen ausgewählt. In einigen Unterrichtsteilen wird eine reflexive Koedukation realisiert, um unterschiedliche Herangehensweisen von Mädchen und Jungen an Problemstellungen zu berücksichtigen. Tatsächlich waren die Mädchen zu Beginn des Schuljahres in technikgeprägten Unterrichtsteilen zurückhaltend und zeigten sich in geschlechtshomogenen Gruppen offener und motivierter.

3. Module und Befragungen

Die unterrichtenden Teams bestehen aus einer Lehrkraft, die für didaktische Aufbereitung und Organisation zuständig ist, und zwei Wissenschaftler*innen zur fachlichen Unterstützung. Ein wesentlicher Aspekt der Kooperation besteht darin, Technik als ein Thema darzustellen, das alle Lebensbereiche betrifft (Tab. 1). Berichte über Einzelstunden finden sich unter http://blog.sfb1232.de/category/schule-in-farbigen-zustaenden/. Zu Schuljahresbeginn und -ende wurde der gesamte Jahrgang zum Interesse an Technik und Forschung befragt. Die Fragen waren auf einer 5-stufigen Skala zu beantworten, dabei wurde ja mit 1 codiert und nein mit 5.

Modul	Fachdisziplin	Schulfach
Werkstoffdetektive	Werkstofftechnik	Naturwissenschaft – Stoffe
Programmieren mit Arduinos	Informatik	Mathematik – Exkurs: elektronische Schaltungen
Metallzeit – Evolution durch Werkstoffe	Verfahrenstechnik / Fertigungstechnik	Gesellschaft und Politik – Bronzezeit
Altmetall – Mach‘ was draus	Verfahrenstechnik / Werkstofftechnik	Wirtschaft, Arbeit, Technik – Recycling
Märchenhaftes Material – ein Videoprojekt	Werkstofftechnik / Medientechnik	Deutsch – Märchen

Tabelle 1: Module

4. Ergebnisse

An der Befragung zu Schuljahresbeginn nahmen 99 Schüler*innen des Jahrgang 5 teil (28 aus der Profilklasse, 71 aus Normalklassen). Aus technischen Gründen liegen in den Normalklassen nur von 14 Befragten Angaben zum Geschlecht vor, so dass hier auf eine getrennte Auswertung von Mädchen und Jungen verzichtet wurde. An der Befragung am Schuljahresende nahmen 95 Schüler*innen teil (27 aus der Profilklasse, 68 aus Normalklassen). Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 sowie in Abbildungen 2, 3 und 5 dargestellt.

In Bezug auf die Frage „Findest du Forschung spannend?“ ergab sich zu Schuljahresbeginn wie erwartet ein signifikanter Unterschied zwischen Profil- und Normalklassen, der zeigt, dass die Profilklasse von Kindern angewählt wurde, die sich besonders für Forschung interessieren. In der Profilklasse wurde Forschung von Jungen und Mädchen gleich attraktiv eingeschätzt. In der Befragung am Ende des Schuljahres wurde erneut in der Profilklasse Forschung als spannender eingestuft. Während sich in der Profilklasse keine signifikanten Geschlechtsunterschiede zeigten, fanden in den Normalklassen Mädchen Forschung weniger spannend als Jungen, wenn auch knapp nicht signifikant.

Zu Schuljahresbeginn wurden die Kinder gefragt, ob sie Technik spannend finden. Es zeigte sich kein signifikanter Unterschied zwischen Profil- und Normalklassen. Nach einem Jahr Technikunterricht war das Technikinteresse in der Profilklasse allerdings deutlich höher. Im gesamten Jahrgang zeigte sich zu Schuljahresende ein deutlicher Unterschied zwischen Mädchen und Jungen. Der Unterricht in der Profilklasse konnte also nicht das Ziel erreichen, das Technikinteresse zwischen Mädchen und Jungen zu nivellieren. Interessant ist in diesem Zusammenhang allerdings, dass sich das Interesse der Mädchen deutlich verbesserte. Auch wenn die Intervention bestehende Geschlechtsunterschiede nicht ausgleichen konnte, zeigen sich doch Entwicklungen in die gewünschte Richtung.

In Bezug auf die Frage „Interessiert dich, wie ein Smartphone funktioniert?“ ergab sich zu Schuljahresbeginn kein signifikanter Unterschied zwischen Profil- und Normalklassen; am Schuljahresende zeigte die Profilklasse signifikant mehr Interesse als die Normalklassen. In der Profilklasse interessierten sich Mädchen zu Schuljahresbeginn weniger dafür als Jungen; dieser Effekt war knapp nicht signifikant. Am Schuljahresende war das Interesse ausgeglichen; demgegenüber zeigte sich in den Normalklassen ein signifikanter Unterschied zwischen Mädchen und Jungen. In der Profilklasse steigerte sich das Interesse der Mädchen deutlich, während das Interesse der Jungen auf hohem Niveau verblieb. In Bezug auf die Jungen kann argumentiert werden, dass es sich um einen Decken-Effekt handelt (wer schon zu Beginn sehr hohes Interesse zeigt, kann sich kaum steigern); bei den Mädchen lässt sich ein positiver Effekt der Kooperation zwischen Schule und Universität beobachten.

Die Antworten auf die Frage „Findest du es spannend, wie technische Geräte von innen aussehen?“ (Abb. 4) unterschieden sich zu Schuljahresbeginn nicht signifikant zwischen Profil- und Normalklassen. In der Profilklasse ergab sich ein deutlicher Geschlechtsunterschied: Jungen fanden das Innenleben von technischen Geräten deutlich spannender als Mädchen. Insgesamt bestand also in Bezug auf das Interesse für Technik zu Schuljahresbeginn kein deutlicher Unterschied zwischen Profil- und Normalklassen. Am Schuljahresende zeigten sich jedoch große Unterschiede: Die Kinder in der Profilklasse fanden das Innenleben von technischen Geräten signifikant spannender als die der Normalklassen. Bemerkenswert ist, dass sich das Interesse in der Profilklasse gegenüber dem Schuljahresbeginn kaum verändert hat, während in den Normalklassen ein deutlicher Abfall zu verzeichnen ist. Interessant sind in diesem Zusammenhang Beobachtungen, dass sich Interessenschwerpunkte von Kindern mit dem Alter verschieben. In Bezug auf das Interesse für naturwissenschaftliches Arbeiten, technische Inhalte und mathematisches Denken ist bei Mädchen ein Umbruch zwischen dem Alter von 10 bis 12 Jahren und höheren Altersgruppen zu beobachten (Kompetenzzentrum Technik-Diversity-Chancengleichheit, 2007), was dahingehend interpretiert wird, dass Mädchen sich mit Beginn der Adoleszenz von technischen und naturwissenschaftlichen Inhalten abwenden und sich auf Tätigkeiten mit weiblicher Konnotation konzentrieren. Während sich auch in den hier untersuchten Normalklassen dieser deutliche Unterschied zwischen Mädchen und Jungen zeigte, nivellierten sich die zu Beginn bestehenden Geschlechtsunterschiede in der Profilklasse.

Aufgrund der engen Verbindung der Module mit dem Werkstoff Metall wurde am Ende des Schuljahres gefragt: „Wenn du Handwerkerin oder Handwerker wärst, würdest du lieber mit Holz oder mit Metall arbeiten?“. Das Interesse für Metall war in der Profilklasse deutlich erhöht. Während in den Normalklassen die Mehrheit der Mädchen Holz wählte, war die Wahl unter den Jungen ausgeglichen. Demgegenüber verschob sich das Votum in der Profilklasse unter den Mädchen hin zu einem ausgeglichenen Resultat, während alle Jungen (bis auf einen) Metall wählten. Möglicherweise kann eine länger andauernde Beschäftigung mit dem Werkstoff Metall dazu beitragen, dessen Präferenz zu erhöhen.

Die Kinder wurden gefragt: „Was ist an einem Beruf für dich besonders wichtig?“. Am häufigsten nannten sie Aspekte, die mit Spaß und Begeisterung zu tun haben (Profilklasse: 8 Mädchen, 6 Jungen; Normalklassen: 25 Mädchen, 13 Jungen). Von Bedeutung war auch das Gehalt (Profilklasse: 7 Mädchen, 5 Jungen; Normalklassen: 14 Mädchen, 13 Jungen), während soziale Kriterien kaum erwähnt wurden (Profilklasse: 4 Mädchen, 4 Jungen; Normalklassen: 8 Mädchen, 7 Jungen). Es stellt sich die Frage, ob der Anteil an Mädchen, die technische Berufe wählen, so gering ist, weil diese aus ihrer Sicht kaum mit positiven Attributen besetzt sind. Sollte sich diese Vermutung erhärten, würde als Konsequenz folgen, dass nicht nur das Interesse der Mädchen an technischen Inhalten gestärkt werden sollte, sondern auch am Image dieser Berufe gearbeitet werden müsste. Ein erster Schritt in diese Richtung könnte darin bestehen, Programme wie beispielsweise den Girls‘ Day zu stärken, um Mädchen direkte Einblicke in diese Berufe zu ermöglichen. Basierend auf dieser Annahme wurde das Angebot „AG MINTfarbige Zustände – so bunt sind Technik und Naturwissenschaften“ ausschließlich für Mädchen erprobt. Das Pilotprojekt lief über ein Halbjahr und bot in verschiedenen Modulen Schnupperangebote aus dem MINT-Bereich für Mädchen der Jahrgangsstufen 5 bis 7, eine detailliertere Beschreibung findet sich unter http://blog.sfb1232.de/category/schule-in-farbigen-zustaenden/mintfarbige-zustaende-die-ag-in-der-schule/. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass hier eine große Zahl an Interessentinnen angesprochen werden kann, es jedoch in Bezug auf die älteren Schülerinnen eine Herausforderung ist, in diesem Format die Motivation aufrechtzuerhalten. Auch diese Beobachtung unterstreicht die Bedeutung einer frühzeitigen Intervention zur Förderung des Technikinteresses von Mädchen.

5. Ausblick

Schon im frühen Kindesalter ist bei Jungen eine größere Wettbewerbsbereitschaft zu beobachten als bei Mädchen (Niessen-Ruenzi & Ruenzi, 2018). Meier, Niessen-Ruenzi und Ruenzi (2017) konnten zeigen, dass die Wettbewerbsbereitschaft von Frauen gesteigert werden kann, wenn diese zuvor erfolgreiche, kompetitive Frauen beobachten konnten. Sich an Rollenmodellen orientieren zu können, scheint von großer Bedeutung zu sein – das hier beschriebene Projekt versucht, dies für Schülerinnen greifbar zu machen. Die Ergebnisse der Evaluation zeigen, dass bereits ein wöchentlicher Termin zum Thema Technik über einen Zeitraum von einem Jahr ausreichen kann, um das Interesse zu fördern. Insbesondere konnte der in der Altersentwicklung üblicherweise stattfindende Abfall des Technikinteresses bei Mädchen verhindert werden. Da die hier untersuchte Stichprobe aber keinesfalls repräsentativ ist, werden bereits erste Schritte unternommen, um die Datenbasis zu vergrößern und verschiedene Kontexte und sozioökonomische Hintergründe einzubeziehen. So wurde bereits ein Modul in einem Bremer Gymnasium umgesetzt. Größer angelegte Evaluationen sind geplant: Alle Module werden in Form eines Handbuchs veröffentlicht und die Umsetzungen nachverfolgt.

Wenn Technik ein hoher Stellenwert im Unterricht eingeräumt wird, kann dies Kindern die Chance eröffnen, Technik als ein faszinierendes Thema zu begreifen und selbstverständlich in mögliche Berufsoptionen einzuschließen. Bei der Berufswahl spielen Schule und Familie eine gleichermaßen wichtige Rolle, und beide sind in der Verantwortung, wenn es darum geht, Jungen und Mädchen darin zu unterstützen, technische Berufe in ihre eigene Zukunftsplanung mit einzubeziehen.

Dank

Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Förderung des SFB 1232 „Von farbigen Zuständen zu evolutionären Konstruktionswerkstoffen“ (Projektnummer 276397488). Diese Arbeit entstand in einer Kooperation mit der Wilhelm-Focke-Oberschule in Bremen. Wir bedanken uns bei der Schulleitung, den beteiligten Lehrkräften und bei der Profilklasse, die mit Engagement und Lernbereitschaft sehr zum Gelingen des Projekts beiträgt.

Literatur:

• acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften (2011). Monitoring von Motivationskonzepten für den Techniknachwuchs (MoMo­Tech). Berlin: Springer.
• acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften (2015). MINT-Nachwuchsbaromenter. Deutsche Akademie der Technikwissenschaf­ten und Körber-Stiftung.
• Datenportal BMBF. Online: http://www.datenportal.bmbf.de/portal/de/B2.html, Bild 39, Tabelle 2.4.39.
• Jaglo, M. (2013). „Hardwarefreaks und Kellerkinder“ – Klischeevorstellungen über Informatik und die Auseinandersetzung der Studierenden damit. Informatik-Spektrum, 36(3), 274-277.
• Kompetenzzentrum Technik-Diversity-Chancengleichheit (2007). Ingenieurin statt Germanistin und Tischlerin statt Friseurin? Evaluationser­gebnisse zum Girls‘ Day Mädchen-Zukunftstag (Schriftenreihe 6). Online: https://www.kompetenzz.de/Unser-Portfo­lio/Publikationen/Schriftenreihe.
• Meier, K., Niessen-Ruenzi, A., & Ruenzi, S. (2017). The Impact of Role Models on Women’s Self-Selection in Competitive Environments. Working Paper, University of Mannheim.
• Niessen-Ruenzi, A., & Ruenzi, S. (2018). Zurückscheuen: Warum Frauen den Wettbewerb meiden. Forschung & Lehre, 25(3), 244-245.
• Statistisches Bundesamt. Online: https://www.destatis.de/DE/ZahlenFakten/GesellschaftStaat/BildungForschungKultur/Hochschulen/Tabellen/StudierendeMintFaechern.html
• Staufenbiel Institut (2016). Fünf Mythen über Ingenieure. Online: https://www.staufenbiel.de/magazin/joballtag/mythen-ueber-ingenieure.html

Über die Autor*innen:

Claudia Sobich arbeitet im Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien – IWT und ist Referentin für Öffentlichkeitsarbeit im SFB „Farbige Zustände“.

Dr. Cornelia Große (FB 3) ist Diplom-Psychologin und arbeitet als wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Arbeitsgruppe Rechnerarchitektur. Zusätzlich ist sie im Studienzentrum Informatik tätig.

Prof. Dr. Rolf Drechsler ist Professor für Rechnerarchitektur (FB 3) und Wissenschaftlicher Direktor des Forschungsbereichs „Cyber-Physical Systems“ des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI).

Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Mädler ist Professor für Mechanische Verfahrenstechnik (FB 4) und Direktor des Leibniz-Instituts für Werkstofforientierte Technologien – IWT.

Bildnachweise:

Autor*innenfotos, Abbildung 1 bis 5 und Tabelle 1 und 2: Claudia Sobich; Cornelia S. Große; Rolf Drechsler; Lutz Mädler