1MINT Nachwuchsbarometer - Körber-Stiftung
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MINT
2021
Nachwuchsbarometer
Eine Studie von
MINT
2021
Nachwuchsbarometer
In Zahlen
Das »MINT Nachwuchsbarometer 2021 – In Zahlen« gibt
mit interaktiven Grafiken Einblick in die Daten, die der
Studie zugrunde liegen, und ist abrufbar unter:
Daten zur Studie von
www.acatech.de/projekt/mint-nachwuchsbarometer
www.koerber-stiftung.de/mint-nachwuchsbarometer
b MINT Nachwuchsbarometer 2021
Vorwort
W
ir stehen vor enormen Aufgaben: Pandemie-Bekämpfung, Klima-
schutz und digitale Transformation sind die Themen der Gegenwart,
für die innovative Lösungen und MINT -Expertise (Mathematik,
Informatik, Naturwissenschaften und Technik) gefragt sind. Um diesen und
zukünftigen Herausforderungen mit Wissen, Kreativität und Engagement begeg
nen zu können, benötigen wir in Deutschland mehr junge Menschen, die sich
für MINT begeistern.
Das MINT Nachwuchsbarometer blickt jährlich auf den aktuellen Stand der
MINT -Bildung in Deutschland. Neben den wichtigsten Zahlen, Daten und Fakten
entlang der Bildungskette von der Kita bis zur Hochschule haben wir vor dem
Hintergrund der Covid-19-Pandemie insbesondere das »Lernen im Lockdown«
fokussiert. Die Schulen in Deutschland haben einen enormen Digitalisierungs-
schub erfahren. Jetzt gilt es, digitale Infrastruktur und Innovation in den Schulen
konsequent weiter auszubauen. Das MINT Nachwuchsbarometer zeigt zum
Beispiel, dass Schülerinnen und Schüler – gerade auch lernschwächere – stark
von KI -basierten adaptiven Lernsystemen profitieren können.
Diese Chance sollte in Deutschland – nicht nur in den MINT -Fächern – genutzt
werden. Bereits vor der Krise zeigten Schulleistungsstudien, dass die Gruppe lern-
schwacher Kinder und Jugendlicher im MINT -Bereich groß ist und sie einer nur
sehr kleinen leistungsstarken Gruppe gegenübersteht. Auch die aktuellen Zahlen
bestätigen, dass rund ein Viertel der Grundschulkinder mit unzureichenden
mathematischen und naturwissenschaftlichen Kompetenzen auf die weiter
führende Schule wechselt. Die Folgen der Schulschließungen sind für die Kinder
und Jugendlichen noch nicht absehbar – aber die Förderung gerade bildungs
benachteiligter Kinder wird eine zentrale Aufgabe sein.
Zukunft beginnt heute: Für die Förderung und Stärkung des MINT -Nach
wuchses von morgen benötigen wir die Anstrengung aller Akteure aus Politik,
Bildungspraxis, Wissenschaft und Wirtschaft. Mit dem MINT Nachwuchsbaro
meter 2021 zeigen wir Handlungsbedarfe und Lösungsansätze auf. Gemeinsam
können wir die Nachwuchssicherung im MINT -Bereich erfolgreich gestalten.
Tatjana König Prof. Dr.-Ing. Jan Wörner
Vorständin Präsident acatech – Deutsche Akademie
der Körber-Stiftung der Technikwissenschaften
Inhalt Das Wichtigste in Kürze 3 In frühe Bildung investieren: Kita, Vor- und Grundschule 4 Motivieren und Kompetenzen fördern: Sekundarstufe I 6 Orientierung geben: Sekundarstufe II 8 Lernen im Lockdown: Digitale Schule holt auf 10 Bildungsforschung im Fokus: Digitale Tools im Unterricht 13 Ausbildung stärken: Berufliche Bildung 16 Entscheidung für MINT : Hochschule 18 Impulse zur Stärkung der MINT -Bildung 20 Literatur und statistische Daten 22 2 MINT Nachwuchsbarometer 2021
Das Wichtigste in Kürze
Kernbefunde Impulse
Die mathematischen und naturwissenschaftlichen Frühe Bildung stärken
Kompetenzen der Grundschulkinder liegen unter dem • MINT -Fortbildungsangebote für Fachkräfte im Kita- und
EU - und OECD -Durchschnitt. Rund ein Viertel von ihnen Grundschulbereich ausbauen.
ist leistungsschwach – in den Naturwissenschaften ist diese • Verbindliche MINT -Bildungsstandards für Sachunterricht
Gruppeseit 2015 deutlich angewachsen. definieren und umsetzen.
• Lernerfahrungen und Kompetenzen von Kindern im Umgang
Im internationalen Vergleich besuchen Lehrkräfte deutscher mit digitalen Medien sowie Verständnis für digitale Techno-
Grundschulen seltener Fortbildungen zu digitalen logien und ihre Wirkungsweisen fördern.
Medien im Unterricht: Nur acht Prozent der Kinder werden
von entsprechend fortgebildeten Grundschullehrkräften in Chancen- und talentgerechtes Lernen fördern
Mathematik unterrichtet (EU : 27 Prozent). • Kinder und Jugendliche an beiden Enden des Leistungs
spektrums systematisch fördern: additive Angebote für
Werden adaptive digitale Tools im Unterricht eingesetzt, Leistungsschwache, Wettbewerbe für Leistungsstarke und
bewirken diese einen Kompetenzzuwachs von bis zu einem Interessierte.
Lernjahr. Kinder mit mathematikspezifischen Lernschwierig- • Klischeefreie MINT -Bildung muss Teil der Lehrkräftebildung
keiten können von solchen Tools profitieren. sein, dabei Rollenvorbilder und kontextualisierte MINT -
Themen einbeziehen.
Technische Bildung führt ein Schattendasein – mit regio- • Übergänge zwischen Grundschule und weiterführender
nalen Ausnahmen: Sachsen-Anhalt bietet als einziges Bundes- Schule unterstützen: Kindern mehr Lernzeit für das Vertiefen
land ein eigenständiges Fach Technik für alle Klassenstufen an. und Sichern ihrer Kompetenzen geben.
Die genderspezifische Fächerwahl hat sich seit Jahren Potenzial der Digitalisierung nutzen
kaum verändert: In Physik oder Technik dominieren Jungen. • Erfahrungen aus der Covid-19-Situation in Schulkollegien,
Physik wird als Leistungskurs nur zu 25 Prozent von Mädchen Schulaufsicht sowie Landesinstituten für Lehrkräftebildung
angewählt, eine MINT -Ausbildung nehmen nur zu 11 Prozent aufarbeiten und nutzen. Austausch digitaler Lehr- und Lern-
junge Frauen auf, und ein ingenieurwissenschaftliches konzepte mittels Open Educational Resources (OER ) stärken.
Studium beginnen nur zu 25 Prozent Studentinnen. • Digitale Strukturen an Schulen ausbauen, in adaptive digitale
Tools investieren und gemeinsame Entwicklungsarbeit von
Mehr als jedes fünfte MINT -Ausbildungsverhältnis wird Wissenschaft, Bildungspraxis und Software-Unternehmen
abgebrochen. Im Jahr 2020 wurden zudem 21.000 MINT - vorantreiben.
Ausbildungsverträge weniger als im Vorjahr abgeschlossen • Der Umgang mit digitalen Tools und Lernplattformen, infor
(etwa 25 Prozent davon Covid-19-bedingt). mations- und computerbezogenen Inhalten und Methoden
sowie Data Literacy muss Teil der Lehrkräftebildung sein.
MINT -Studiengänge machen bei Studienanfängerinnen und • Digitale Expertisen außerschulischer Partner nutzen und
Studienanfängern einen Anteil von 38 Prozent aus. Die Hälfte Kooperationen mit Hochschulen, Unternehmen und
von ihnen beginnt ein ingenieurwissenschaftliches Studium. Projekten ausbauen.
MINT Nachwuchsbarometer 2021 3
In frühe Bildung investieren:
Kita, Vor- und Grundschule
MINT spielt in der frühen Bildung eine zunehmend wichtige Rolle und wird durch
gezielte Fortbildungsangebote für pädagogische Fachkräfte gestärkt. In der
Grundschule ist ein Viertel der Kinder in Mathematik und Naturwissenschaften
am Ende der vierten Klasse leistungsschwach.
K
inder machen erste MINT -Erfahrungen be- Kompetenzen in der Grundschule
reits in der Kita (Kindertagesstätte, Krippe, In der Grundschule vertiefen die Kinder ihre
Vorschule) unter Begleitung von frühpä MINT -Erfahrungen: Mathematik wird als eigen-
dagogischen Fachkräften. Um diese genauso wie ständiges Fach unterrichtet, Naturwissenschaften
Grundschullehrkräfte bei der Weiterentwicklung und Technik sind im mehrperspektivischen Fach
ihrer professionellen Kompetenzen zu unterstüt- Sachunterricht integriert. Den Umgang mit digi
zen, bedarf es entsprechender Fortbildungen. Sol- talen Medien sollen Grundschulkinder fächer
che werden beispielsweise von der Stiftung »Haus übergreifend im Rahmen der Medienbildung
der kleinen Forscher« (HdkF) im Rahmen eines lernen. Die »Trends in International Mathematics
wachsenden bundesweiten Netzwerks angeboten. and Science Study« (TIMSS ) untersucht mathe
Die Stiftung unterstützt damit seit 15 Jahren die matisch-naturwissenschaftliche Kompetenzen
frühkindliche MINT -Förderung; seit 2021 wird sie von Viertklässlerinnen und Viertklässlern im
institutionell vom Bund gefördert. internationalen Vergleich. Im Jahr 2019 wurde
Das HdkF bietet die Zertifizierung von Einrich- TIMSS erstmalig anhand computerbasierter Auf-
tungen an: Seit 2012 steigt die Anzahl zertifizier- gaben durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass
ter Einrichtungen von rund 2.900 auf über 5.200 diese den deutschen Schülerinnen und Schülern
Kitas (2021). Bundesweit sind dies etwa zehn Pro- durchschnittlich etwas schwerer fallen als papier-
zent aller Kitas, die ihre pädagogische Qualität bei basierte Aufgaben, da Grundschulkinder in der
der Umsetzung von guter MINT -Bildung nach- Regel noch wenig Übung in der Bearbeitung von
weislich steigern. Aufgaben am Computer haben.
50 %
Wie bereits in TIMSS 2015 liegen die mathe-
matischen Kompetenzen der deutschen Schü
lerinnen und Schüler im Durchschnitt mit 521
Punkten leicht unter dem EU - bzw. OECD -Mittel-
aller Kitas in Deutschland nehmen wert (EU : 527, OECD : 529). Auch die naturwissen-
an MINT -Fortbildungen der Stiftung schaftlichen Kompetenzen der Schülerinnen und
»Haus der kleinen Forscher« teil. Schüler fallen mit 518 Punkten niedriger aus als
der EU - und OECD -Mittelwert (EU : 522, OECD :
Zählt man auch die Einrichtungen hinzu, die zu- 526). Sowohl im mathematischen als auch im
mindest mehrmals an Fortbildungen, wenn auch naturwissenschaftlichen Bereich ist ein Viertel
nicht am Zertifizierungsprogramm teilnehmen, der Schülerinnen und Schüler leistungsschwach.
erreicht das HdkF mit seinem Angebot etwa 50 Pro Sie befinden sich auf den untersten Kompetenz-
zent aller Kitas in Deutschland. Neben Präsenz- stufen – im Vergleich zu 2015 mit negativer
fortbildungen entwickelt die Stiftung seit 2017 Tendenz: Mathematik 25 Prozent (2015: 23 Pro-
auch ein breites digitales Angebot, das während zent), Naturwissenschaften 28 Prozent (2015:
der Covid-19-Pandemie großen Zuspruch findet. 22 Prozent). Sie starten dementsprechend mit
4 MINT Nachwuchsbarometer 2021
Rund 25 %
der Grundschulkinder befinden
sich in Mathematikauf den
untersten Kompetenzstufen,
nur 6 % sind leistungsstark.
schlechten Voraussetzungen in den MINT -Unter
richt der weiterführenden Schulen. Gleichzeitig
zählen nur sechs Prozent der Schülerinnen und
Schüler in Mathematik zur leistungsstarken
Gruppe, in den Naturwissenschaften sind es sie-
ben Prozent. Dies macht deutlich: Die wesent
liche Herausforderung besteht in der spezifischen
Förderung von Kindern an beiden Enden des
Leistungsspektrums. Ein wichtiger Ansatzpunkt
sind strukturell verankerte und stärker syste
matisch aufgebaute Angebote, wie zum Beispiel in
der Nachmittagsbetreuung. Auch außerschulische
Angebote können einen wertvollen Beitrag für die
Breiten- und Spitzenförderung leisten.
Zunehmend heterogene Lerngruppen
Das Bildungssystem wird in den letzten Jahren
unter anderem durch Inklusion und eine migra
tionsbedingt immer heterogener werdende Schü-
lerschaft geprägt. Die Lehrkräfte stehen zuneh-
mend vor der Herausforderung, Schülerinnen
und Schüler mit sehr unterschiedlichen sozialen
und kulturellen Hintergründen individualisiert Fortbildungen teilnehmen. Zudem haben deut-
zu fördern. Hinzu kommt, dass insbesondere in sche Grundschullehrkräfte erheblichen Nach
Großstädten bildungsbenachteiligte Kinder und holbedarf an Fortbildungen zum Einsatz digitaler
Jugendliche bestimmten Schulen regional zuge- Medien im mathematisch-naturwissenschaft
wiesen werden. lichen Unterricht: Nur acht Prozent (im Fach
Mathematik) beziehungsweise 13 Prozent (in Sach
Nachholbedarf an Fortbildungen k unde) der Grundschulkinder werden von ent-
Zur Bewältigung dieser vielfältigen Anforderun- sprechend fortgebildeten Lehrkräften unterrich-
gen sollten Lehrkräfte gezielt durch Fortbildun- tet (EU -Durchschnitt: 27 Prozent in Mathematik,
gen unterstützt werden, um binnendifferenziert 28 Prozent in Sachkunde). Welche Rolle Fort
unterrichten zu können. Die TIMSS -Ergebnisse bildungen für den Unterrichtserfolg zukommt
zeigen, dass Grundschullehrkräfte deutlich weni- und unter welchen Bedingungen sie wirk
ger oft als im europäischen Durchschnitt an ma- sam sind, erörtert auch das MINT Nachwuchs
thematik- oder naturwissenschaftsspezifischen barometer 2020.
MINT Nachwuchsbarometer 2021 5
Motivieren und Kompetenzen
fördern: Sekundarstufe I
Die Anzahl der MINT -Unterrichtsstunden wirkt sich positiv auf die Kompetenzen
der Kinder und Jugendlichen aus. Wettbewerbe sind ein motivierendes
Instrument, um leistungsstarke Schülerinnen und Schüler zu fördern, aber
auch zur Breitenförderung geeignet.
3,25
Wochenstunden Mathematik
pro Schuljahr in Klasse 7–10
(wie EU -Staaten, PISA -Vorreiter
Japan: 5 Wochenstunden).
D
ie Ergebnisse der jüngsten PISA -Studie als im OECD -Durchschnitt (Mathematik: 24 Pro-
2018 zeigen: 21 Prozent der 15-Jährigen zent, Naturwissenschaften: 22 Prozent). Förder
in Deutschland gehören zu den Leis- maßnahmen für leistungsschwache Schülerinnen
tungsschwächsten in Mathematik, in den Natur- und Schüler strebt die im Januar 2021 gestartete
wissenschaften sind es rund 20 Prozent. Mit die- Bund-Länder-Initiative »Schule macht stark« an.
sen Kenntnissen sind Schülerinnen und Schüler Sie unterstützt Schulen in sozial-räumlich be-
kaum anschlussfähig für eine MINT -Ausbildung nachteiligten Gebieten unter anderem mit dem
oder den Übergang in die Sekundarstufe II . Im Ziel der Aufarbeitung fehlender Basiskompeten-
internationalen Vergleich ist der prozentuale An- zen in Deutsch und Mathematik.
teil der deutschen Jugendlichen, die zur Gruppe Zu den leistungsstärksten Schülerinnen und
der Leistungsschwachen gehören, etwas geringer Schülern zählen in Mathematik rund 13 Prozent,
6 MINT Nachwuchsbarometer 2021
in den Naturwissenschaften 10 Prozent (OECD - Deutschland auf demselben Niveau wie die EU -
Mittelwert: rund 11 bzw. 7 Prozent). Um diese zu Staaten und etwas über dem OECD -Durchschnitt
fördern und es mehr MINT -Talenten und -Interes- (drei Stunden). International führend ist Japan mit
sierten zu ermöglichen, ihre Stärken weiterzuent- durchschnittlich fünf Mathematikstunden pro
wickeln, sind beispielsweise MINT -Wettbewerbe Schuljahr. In den Naturwissenschaften erhalten
oder Projekte im Rahmen von Schul-Hochschul- Deutschlands Kinder und Jugendliche mit 2,75
kooperationen geeignet. Wochenstunden pro Schuljahr etwas weniger
Unterricht als die Schülerinnen und Schüler der
Digitale Bildung im Ländervergleich EU - und OECD -Staaten (drei Stunden).
Die »International Computer and Information
Literacy Study« (ICILS) 2018 zeigt, dass etwa 33 Pro- Naturwissenschaftliche Wettbewerbe
zent der Achtklässlerinnen und Achtklässler in Leistungsstarke und interessierte Kinder und
Deutschland nicht über ausreichende Fertigkeiten Jugendliche können durch ihre Teilnahme an
verfügen, digitale Medien zielgerichtet einzuset- nationalen und internationalen naturwissen-
zen. Im Vergleich mit den EU -Ländern (rund 38 schaftlichen Wettbewerben motiviert und geför-
Prozent) sind Deutschlands Schülerinnen und dert werden. Bei solchen Wettbewerben bearbei
Schüler etwas besser; im Vergleich zu Spitzenlän- ten sie in mehreren Auswahlrunden anspruchs
dern wie Dänemark (Anteil der Leistungsschwa- volle Aufgaben, bis die Besten von ihnen in den
chen: 16 Prozent) allerdings deutlich schlechter. Finalr unden Preise beziehungsweise Medaillen
Die Covid-19-Pandemie verdeutlicht, wie wichtig erhalten. Im Jahr 2020 fielen die internationalen
digitale Kompetenzen für das Lernen und Lehren Wettbewerbe aufgrund der Covid-19-Pandemie
sind, umso mehr, wenn es um Bildungsbetei vielfach aus, und nationale Ausscheidungswett
ligung in Zeiten des Distanzlernens geht. Die bewerbe fanden digital statt. Nichtsdestotrotz
Verbesserung der informations- und computer waren die Teilnahmezahlen der Jugendlichen an
bezogenen Kompetenzen und der Fähigkeiten Wettbewerben so hoch wie nie zuvor, zum Bei-
im Umgang mit digitalen Medien bleibt eine spiel an den naturwissenschaftlichen Olympiaden
wesentliche Aufgabe für schulische Bildung. oder am Bundesumweltwettbewerb.
Der Informatik-Monitor 2021 offenbart mit
53 %
Blick auf digitale Bildung in Deutschland große
regionale Unterschiede: Lediglich Mecklenburg-
Vorpommern bietet in der Sekundarstufe I bereits
ab der 5. Klasse verbindlich Informatikunterricht
an, Sachsen immerhin ab der siebten Klasse, der Teilnehmenden an naturwissen-
Bayern und Baden-Württemberg in einzelnen schaftlichen Olympiaden
Klassenstufen der Sekundarstufe I. Ein insgesamt in Deutschland sind Mädchen.
günstigeres Bild zeigt sich in der Sekundarstufe II ,
in der alle 16 Länder Informatikunterricht an Erstmalig seit Beginn der naturwissenschaft
bieten: In 12 Ländern kann Informatik auf grund- lichen Wettbewerbe haben die Mädchen mit
legendem oder erhöhtem Anforderungsniveau 53 Prozent unter den Wettbewerbsteilnehmenden
gewählt werden, lediglich Bayern, Baden-Würt- die Jungen mit 47 Prozent überholt. Sie nehmen
temberg, Sachsen und Sachsen-Anhalt bieten das insbesondere an der Biologie-Olympiade (68 Pro-
Fach nur auf grundlegendem Niveau an. zent) und Chemie-Olympiade (52 Prozent) teil. Die
Siege erringen über alle Wettbewerbe hinweg
MINT im Stundenplan jedoch noch immer mehr männliche Teilnehmer.
Forschungsbefunde zeigen, dass sich die Anzahl Beim Bundeswettbewerb »Jugend forscht«, bei dem
der Wochenstunden erwartungsgemäß positiv Jugendliche nicht Aufgaben bearbeiten, sondern
auf die Kompetenzen der Kinder und Jugend eigene Forschungsprojekte einreichen, liegt der
lichen auswirkt. Schülerinnen und Schüler der Mädchenanteil hingegen bei knapp unter 40 Pro-
Klassen 7 bis 10 erhalten in Deutschland durch- zent. Hier sind weitere Anstrengungen nötig, um
schnittlich 3,25 Wochenstunden Mathematik mehr Mädchen auch für das Format des For-
unterricht pro Schuljahr (Stand: 2019). Damit liegt schungswettbewerbs zu begeistern.
MINT Nachwuchsbarometer 2021 7
Orientierung geben:
Sekundarstufe II
Technik und Informatik führen im allgemeinbildenden Schulsystem ein Schatten
dasein. Abiturientinnen und Abiturienten verfügen über entsprechend geringe
informations- und computerbezogene Kompetenzen – selbst diejenigen, die
ein MINT -Studium anstreben.
E
ine wichtige Weichenstellung für die be Vorjahren, wenig vertreten. In Chemie und
rufliche Orientierung im Anschluss an Mathematik kommen die Mädchen auf 45 bzw.
die Schule treffen die Schülerinnen und 46 Prozent. Es bleibt demnach ein Desiderat, vor
Schüler bereits mit ihrer Kurswahl für die Sekun- allem die Fächer Physik und Informatik für die
darstufe II , vor allem mit ihrer Wahl der Leis- Mädchen attraktiver zu gestalten.
tungskurse und Profilfächer. Demografiebedingt
sinkende Zahlen von Schülerinnen und Schülern Digitale Kompetenzen
in der Oberstufe sorgen aktuell dafür, dass weni- Für ihre Teilhabe an einer digitalisierten Lern-
ger Abiturientinnen und Abiturienten für ein und Arbeitswelt benötigen junge Menschen infor-
MINT -Studium zur Verfügung stehen. mations- und computerbezogene Kompetenzen.
Seit dem Schuljahr 2014 / 15 nehmen die Zah Jedoch verfügt jede fünfte Abiturientin bezie-
len der Jugendlichen, die ein MINT -Fach auf hungsweise jeder fünfte Abiturient beim Start in
erhöhtem Anforderungsniveau wählen, ab. Im das Studium nur über geringe Fähigkeiten im
Schuljahr 2019 / 20 entschieden sich beispiels Umgang mit digitalen Medien und besitzt wenig
weise über 135.000 Schülerinnen und Schüler in Know-how über ihre Funktionsweise und Anwen-
der Qualifikationsphase für Mathematik auf er- dungen. Dies bedeutet, dass sie als Studienan
höhtem Anforderungsniveau. Vor fünf Jahren fängerinnen und -anfänger nicht systematisch
waren es noch über 193.000 Jugendliche. Dieser nach Informationen im Netz suchen und diese
Rückgang betrifft aber alle Fächer. Biologie wird hinsichtlich ihrer Glaubwürdigkeit beurteilen
nach wie vor am häufigsten angewählt, gleich- können. Auf der höchsten Kompetenzstufe gelingt
wohl sind die absoluten Zahlen auch in Biologie dies rund 14 Prozent der jungen Erwachsenen.
gegenüber dem vorherigen Schuljahr zurück Im ersten Semester der MINT -Studiengänge
gegangen. Allein Informatik stemmt sich gegen gehören in den Ingenieurwissenschaften mit
den Trend, wenn auch auf insgesamt niedrigem rund 19 Prozent und in den mathematisch-natur
Niveau. Hinsichtlich der Geschlechtsdifferenzen wissenschaftlichen Fächern mit rund 17 Prozent
ergibt sich unverändert ein stereotypes Bild. weit mehr Studienanfängerinnen und -anfänger
zur digital kompetenten Spitzengruppe als in
Genderstereotype Fächerwahl den Sprach- und Kulturwissenschaften (rund sechs
setzt sich fort: Mädchen dominieren Prozent). Jedoch fehlen selbst in den Ingenieur-
in Biologie, Jungen in Physik wissenschaften rund 14 Prozent sowie 15 Prozent
und Informatik. in Mathematik und Naturwissenschaften grund-
legende informations- und computerbezogene
Mädchen (61 Prozent) wählen deutlich häufiger Kompetenzen (in den Sprach- und Kulturwissen
als Jungen Biologie auf erhöhtem Anforderungs- schaften betrifft dies sogar rund 30 Prozent der
niveau. In Physik (25 Prozent) und Informatik Studierenden im ersten Semester). Um die Fähig-
(15 Prozent) sind sie dagegen, wie schon in den keiten der Schulabsolventinnen und -absolventen
8 MINT Nachwuchsbarometer 2021auszubauen und zu fördern, bedarf es in der
Sekundarstufe II einer gezielteren Vermittlung
von informations- und computerbezogenen Kom-
petenzen. Zweifelsohne müssen den Lehrkräften
dafür qualitativ hochwertige Angebote für ihre
Fortbildung bereitgestellt werden.
Technische Bildung
Technikunterricht spielt in vielen Bundesländern
eine geringe Rolle. Allein in Sachsen-Anhalt haben
Schülerinnen und Schüler aller Klassenstufen
der weiterführenden Schule ein eigenständiges Sachsen-Anhalt bietet als einziges
Unterrichtsfach Technik. In Baden-Württemberg Bundesland für alle Klassenstufen ein
und Thüringen vermitteln Lehrkräfte Technik eigenständiges Fach Technik an.
als Wahlpflichtfach in den Klassen 5 bis 10, nicht
aber in der Oberstufe. In einigen Bundesländern Dies sind bundesweit 2,5 Prozent aller Abiturien-
wie beispielsweise Berlin, Rheinland-Pfalz und tinnen und Abiturienten beziehungsweise 8.430
Hessen wird Technik nicht als eigenständiges Schulabsolventinnen und -absolventen. Tech
Fach angeboten, sondern in den naturwissen- nische Gymnasien stellen nach den Wirtschafts-
schaftlichen Unterricht integriert. Spezifische gymnasien die zweitstärkste Fachrichtung unter
didaktische Prinzipien des Technikunterrichts den beruflichen Gymnasien dar. Der Anteil der
wie etwa die Problem- und Handlungsorientie Schülerinnen an technischen Gymnasien liegt
rung werden dadurch vermutlich wenig berück mit 26 Prozent deutlich unter dem der Schüler.
sichtigt und umgesetzt. Um die Technikperspektive in den weiter
An beruflichen Gymnasien mit Fachrichtung führenden Schulen zu stärken, sollten verschiede-
Technik können sich Jugendliche in der Ober ne Wege beschritten werden, etwa das flächen
stufe für Technikunterricht auf erhöhtem Anfor deckende Angebot von Technik im Wahlpflicht
derungsniveau entscheiden. Insgesamt streben bereich, die systematische und fachdidaktisch
im Schuljahr 2019 / 20 rund 17 Prozent der Schü fundierte Integration von Technik in den Fächern
lerinnen und Schüler an Fachgymnasien ein Abi Biologie, Chemie und Physik sowie die Fortbil-
tur mit dem Schwerpunkt Technik an. dung der Lehrkräfte in Technikdidaktik.
MINT Nachwuchsbarometer 2021 9Lernen im Lockdown:
Digitale Schule holt auf
Die Probleme beim Lernen und Lehren im pandemiebedingten Distanzunterricht
zeigen die Bedeutung computer- und informationsbezogener Kompetenzen.
Neben infrastrukturellen Maßnahmen muss in Open-Educational-Resources,
digitale Tools und Lehrkräftebildung investiert werden.
D
ie Covid-19-Pandemie stellt die Bildungs- 2020 waren an Eltern und Lehrkräfte unter
einrichtungen in Deutschland vor enor- schiedlicher Fächer und Schulformen gerichtet:
me Herausforderungen. Im Frühjahr 2020 Sie gaben an, dass Materialien mehrheitlich per
sowie mehrfach im darauffolgenden Schuljahr E-Mail versendet wurden. Digitale Lernplatt
mussten die Schulen und Kitas ganz oder teilweise formen sowie Konferenztools zur Durchführung
geschlossen werden. Das deutsche Schulsystem eines virtuellen Unterrichts konnten jedoch noch
mit seinem Fokus auf Lehren und Lernen in Prä nicht genutzt werden.
senzwar auf diese Situation nicht vorbereitet. IT - Dies änderte sich im Mai und Juni 2020: Vielen
Infrastrukturen, digitale Lernumgebungen sowie Schulen war es in kurzer Zeit gelungen, deutlich
die notwendigen Kompetenzen der Lehrenden mehr und verschiedene digitale Angebote bereit-
und Lernenden fehlten vielerorts, so dass erfolg- zustellen. Die Befunde der Elternbefragung des
reiches Distanzlernen kaum möglich war. Andere Leibniz-Instituts für Bildungsverläufe von Acht-
europäische Länder wie Dänemark forcieren seit klässlerinnen und Achtklässlern zeigen, dass viele
Jahren die Digitalisierung ihres Bildungssystems Schulen in wenigen Monaten einen Transfer der
und konnten auf die Herausforderungen der Schule ins Digitale umsetzen konnten: Eltern von
pandemiebedingten Schulschließungen deutlich Kindern an Gymnasien bestätigten mit 69 Prozent
besser reagieren. die Bereitstellung von Material zum Download,
In Deutschland führte die Schulschließung zu Eltern von Kindern anderer Schulformen mit
einem spürbaren Digitalisierungsschub an den 58 Prozent. Die Befragung zeigt auch, dass ins
Schulen. Auf Initiative des BMBF und der Kultus- besondere im Gymnasialbereich nach dem Lock-
ministerkonferenz schlossen sich rund 50 MINT - down häufiger als zuvor virtuell-rezeptive Lern
Akteure zur »Allianz für MINT -Bildung zu Hause« angebote wie Lernvideos oder Lernsoftware be
zusammen und stellten Online-Angebote bereit. reitgestellt (61 Prozent), aber auch interaktive
Die Körber-Stiftung bot über ihr Netzwerk der Angebote wie Videokonferenzen eingesetzt wur-
MINT -Regionen eine Vielzahl an Webinaren unter den (50 Prozent). Im Hinblick auf die IT -Ausstat-
anderem zu digitalen Tools, virtueller Netz tung zu Hause berichteten 89 Prozent der Eltern
werkarbeit und Lernplattformen an, Schüler mit akademischem Hintergrund beziehungsweise
forschungszentren und Schülerlabore stellten 85 Prozent der nicht-akademischen Familien, dass
vielfältige digitale Angebote für Schülerinnen und die Ausstattung für das digitale Lernen ausreiche.
Schüler zur Verfügung. Demnach war die technische Ausstattung nur
bei etwa 10 bis 15 Prozent der Familien ein Pro
Herausforderung Homeschooling blem, allerdings ein sehr grundlegendes: Denn
Die Schulen waren gezwungen, ad hoc Angebote um einen chancengerechten Bildungszugang zu
für das Lernen zu Hause zu entwickeln und be gewährleisten, müssen alle Schülerinnen und
reitzustellen. Umfragen des Sozio-oekonomische Schüler über eigenedigitale Endgeräte verfügen.
Panels (SOEP ) und der Vodafone Stiftung im April Befragungen von Schulleitungen unterstützen
10 MINT Nachwuchsbarometer 2021den Befund der genannten Elternbefragung, dass Digitale Schule in Dänemark
in weiterführenden Schulen sowohl analoge als In Dänemark wurde bereits im Jahr 2000 mit der
auch digitale Kanäle der Materialienübermittlung Digitalisierung des Schulbetriebs begonnen. Die
verwendet wurden. In Grundschulen nutzten die internationale Schulleistungsstudie ICILS 2018
Lehrkräfte überwiegend die traditionelle Über- weist das Land als europäischen Vorreiter aus, der
mittlung per Post oder persönlich. auch Deutschland wertvolle Impulse geben kann:
Dänische Schulen verfügen flächendeckend über
Täglich aufgebrachte Zeit für Internetanschluss und haben nahezu alle eine IT -
Schule halbiert sich bei Kindern Fachkraft für den technischen Support sowie
und Jugendlichen während Zugang zu Lernmanagementsystemen (jeweils 83
des Lockdowns. Prozent). Lehrkräfte erhalten hier in der Regel ein
mobiles Endgerät; sie räumen der Verwendung
Während des Lockdowns verbrachten die Schü digitaler Endgeräte im Unterricht eine hohe Prio-
lerinnen und Schüler täglich nur noch halb so viel rität ein (97 Prozent Zustimmung). Über die Nut-
Zeit mit schulischen Aktivitäten (durchschnittlich zung digitaler Lernanwendungen im Unterricht
3,6 statt 7,4 Stunden) – Kinder und Jugendliche tauschen sich zwei Drittel der Lehrkräfte regel
aus Akademikerfamilien ebenso wie aus Nicht- mäßig aus. Die meisten Schülerinnen und Schüler
Akademikerfamilien. Dabei brachten leistungs- bringen ihre eigenen digitalen Endgeräte mit in
schwächere Schülerinnen und Schüler täglich den Unterricht (90 Prozent), die übrigen nutzen
rund eine halbe Stunde weniger für schulische Geräte vor Ort. Sie arbeiten überwiegend gemein-
Aktivitäten auf als die leistungsstarken. Um die sam online an Aufgaben (85 Prozent).
durch die Schulschließung entstandenen Lern
defizite auszugleichen, ist insbesondere eine Ver-
stärkung der Förderangebote für leistungsschwä-
chere Kinder und Jugendliche nötig.
Krise als Chance:
Schulschließung bewirkt
Digitalisierungsschub.
MINT Nachwuchsbarometer 2021 11Maßnahmen für ein resilientes Schulsystem
Die Schulen haben 2020 / 21 den Ausbau der digitalen Infrastruktur beschleunigt. Sie können
jedoch noch nicht flächendeckend einen digitalen Unterricht anbieten. Noch immer gibt es große
infrastrukturelle Herausforderungen zu meistern, auch fehlen erprobte didaktisch-methodische
Konzepte zum sinnvollen Einsatz digitaler Tools und auch datenschutzrechtliche Fragen sind
noch zu klären. Mit dem Einsatz der Mittel aus dem DigitalPakt Schule müssen, soweit noch nicht
geschehen, vielfältige Maßnahmen angestoßen und vertieft werden.
1 IT -Infrastruktur 3 Intelligente Lernsoftware
Neben der Bereitstellung verlässlicher Internet Die Bereitstellung und Entwicklung intelligenter
anbindungen benötigen Schulen elementare digitaler Tools für die Nutzung im Unterricht
Hard- und Software, beispielsweise mobile digi- erfordert länderübergreifende Strategien und
tale Endgeräte für Lehrkräfte und Schülerinnen Pilotprojekte, in welche Akteure aus Schule,
und Schüler, Lernplattformen und Konferenz- Bildungspolitik, Wissenschaft und Wirtschaft
tools. Zudem benötigen Schulen auch personelle aktiv eingebunden werden müssen, etwa Vertre-
Unterstützung: IT -Fachkräfte müssen die digi terinnen und Vertreter der Kultusministerkon
tale Infrastruktur betreuen und die Einhaltung ferenz, der Schulbuchverlage und der Software
der Datenschutz-Grundverordnung sichern. entwicklung und Expertinnen und Experten aus
Wesentlich ist außerdem die Sicher ung von der KI - sowie Lehr- und Lernforschung.
Hardwarestandards durch die Schulaufsicht.
2 Open-Educational-Resources (OER ) 4 Lehrkräftebildung
OER -Plattformen bieten digital frei verfügbare Informations- und computerbezogene Grund-
Unterrichtsmaterialien, die Schulen und Lehr- kompetenzen müssen systematisch in die Lehr
kräften kostenlos zur Verfügung stehen. Um die kräfteausbildung und -weiterbildung integriert
Qualität der Materialien sicherzustellen, bedarf werden. Die Erweiterung der Qualitätsoffensive
es der Etablierung eines Zertifizierungs- bezie- Lehrerbildung zu einer Förderung von fach
hungsweise Evaluierungssystems. didaktischen Ausbildungsangeboten sollte ver-
stärkt digitale Tools miteinbeziehen. Zudem
müssen die Landesinstitute für Lehrkräftebil
dung ein breites Angebot zur Nutzung digitaler
Tools für Lehre und Lernen aufbauen – fächer
übergreifend sowie fachspezifisch.
OER -Plattformen für MINT -Bildung: Von der Vorschule bis zur Oberstufe
• Medienportal für den MINT- • Edulabs: Die Plattform unterstützt • Digital.learning.lab: Das Portal
Unterricht: Im Portal finden Lehr- fachunabhängig Lehrkräfte dabei, bietet fachbezogene Bausteine
kräfte über 4.000 offene Bildungs informations- und computerbe für den digitalen oder hybriden
medien für den naturwissenschaft- zogene Kompetenzen aufzubauen, Unterricht und orientiert sich am
lich-technischen Unterricht; für sie entwickelt Lern-Apps, liefert Kompetenzrahmen der Kultus
Schülerinnen und Schüler werden Unterrichts- und Projektideen und ministerkonferenz »Bildung in
interaktive Lernmedien angeboten. lädt zum Mitmachen ein. der digitalen Welt«.
12 MINT Nachwuchsbarometer 2021Bildungsforschung im Fokus:
Digitale Tools im Unterricht
Digitale Tools wirken positiv auf den Kompetenzzuwachs von Kindern und Jugend-
lichen im MINT -Unterricht. Gerade für heterogene Lerngruppen haben sie großes
Potenzial durch ihre Anpassungsfähigkeit an individuelle Lernvoraussetzungen.
W
elchen Mehrwert und Nutzen haben die einzelnen Lernenden. Damit können digitale
digitale Tools im Unterricht? Um die Tools insbesondere das Lernen in heterogenen
Wirksamkeit und den Einsatz inter- Gruppen besonders wirksam unterstützen.
aktiver Lernprogramme zu untersuchen, hat die
Wissenschaftlerin Delia Hillmayr mit Kolleginnen Passgenaue Angebote für einzelne
und Kollegen 2020 eine Metastudie veröffentlicht: Schülerinnen und Schüler bieten
Sie analysieren darin Erkenntnisse zum Lernen adaptive digitale Tools.
mit digitalen Tools im mathematisch-naturwis
senschaftlichen Unterricht in der Sekundarstufe Die Ergebnisse der Metastudie verdeutlichen das
I und II . Die Grundlage für die Metastudie bilden große Potenzial adaptiver digitaler Tools für das
92 Studien aus den Jahren 2000 bis 2018. Die Ana- Lernen. Lehrkräfte können damit passgenaue
lyse zeigt, dass der Einsatz von digitalen Tools im Angebote für einzelne Schülerinnen und Schüler
Mathematik- und Naturwissenschaftsunterricht in den Unterricht integrieren.
einen signifikant positiven Effekt auf den Kom In einer weiteren Metastudie untersuchte die
petenzzuwachs von Schülerinnen und Schülern Wissenschaftlerin Silvia Benavides-Varela mit
hat. In der Betrachtung der einzelnen Studien Kolleginnen und Kollegen 2020 die Wirksamkeit
unterscheidet sich dieser Effekt jedoch enorm – digitaler Tools für die Lernentwicklung von Kin-
er hängt erwartungsgemäß vom spezifischen dern mit Lernschwierigkeiten in Mathematik im
Einsatz der jeweiligen Tools ab. Vor- und Grundschulalter.
Es gibt eine Vielzahl digitaler Tools (siehe
Überblick S. 14). Die größte positive Wirkung auf Kinder mit mathematikspezifischen
den Kompetenzzuwachs der Schülerinnen und Lernschwierigkeiten profitieren
Schüler haben Simulationen und intelligente vom Einsatz adaptiver digitaler
tutorielle Systeme. Sie sind im Vergleich etwa zu Tools im Unterricht.
Hypertexten deutlich interaktiver gestaltet.
Die Ergebnisse zeigen, dass Kinder mit mathema-
Lernförderliche Merkmale digitaler tikspezifischen Lernschwierigkeiten von solchen
Tools sind dieselben wie im analogen Tools profitieren, was vermutlich auch auf ältere
Unterricht: Aktivierung von Vorwissen, Kinder und Jugendliche übertragen werden kann.
Feedback und Adaptivität. Weitere Befunde der erstgenannten Metastu-
die zeigen, dass sich die Nutzung digitaler Tools
Die Eigenschaften der besonders wirksamen digi- im Unterricht nicht nur auf die Leistungsentwick-
talen Tools weisen dieselben lernförderlichen lung positiv auswirkt, sondern auch auf die Moti-
Merkmale auf wie die des analogen Unterrichts: vation der Schülerinnen und Schüler. Jedoch sind
Aktivierung von Vorwissen der Lernenden, Feed- die Effekte hier geringer als die Effekte auf die
back an die Lernenden und Adaptivität der Tools, Steigerung der Kompetenz. Auch nimmt die posi-
also die Anpassungsfähigkeit der Lerninhalte an tive Wirkung digitaler Tools auf die Motivation
MINT Nachwuchsbarometer 2021 13und das Lernengagement der Schülerinnen und um die digitalen Tools im Unterricht als didak
Schüler mit der Zeit etwas ab. Dies hängt in der tisch sinnvolle Ergänzung zu anderen Maßnah
Regel mit dem sinkenden Neuigkeitswert digitaler men einzusetzen. Die Metastudie betont in diesem
Tools zusammen. Um diesem Effekt entgegenzu- Kontext auch die zentrale Rolle von Fortbil
treten und positive Anreize zu setzen, bedarf es dungen: Der Einsatz digitaler Tools ist im Unter
integrierter Belohnungs- und Verstärkerfaktoren, richt erwartungsgemäß deutlich effektiver, wenn
wie sie etwa in Computerspielen zu finden sind. Lehrkräfte in Fortbildungen gezielt geschult und
darauf vorbereitet werden.
Kollaboration wirkt: Besonders das Eine grundsätzliche Herausforderung besteht
gemeinsame Lernen im Team vor allem darin, in die Entwicklung von adaptiven
oder zu zweit an einem Computer digitalen Tools zu investieren und den Transfer
unterstützt das Lernen. KI -basierter Lernsysteme in die schulische Praxis
zu unterstützen. Denn bislang sind digitale Tools
Für die Schülerinnen und Schüler ist insbeson trotz ihres großen Potenzials für das Lehren und
dere das gemeinsame Lernen in Kleingruppen Lernen kaum im Schulalltag vorhanden. Um digi-
oder zu zweit an einem Computer hilfreicher als tale Tools, die den Mehrwert solcher KI -basierten
das Arbeiten alleine, hier wird der Nutzen kolla- Lernsysteme tatsächlich nutzen, für die Unter-
borativen Arbeitens für den Lernprozess deutlich. richtspraxis anwendbar zu machen, benötigen
Daneben spielt die Lehrkraft eine wichtige Rolle, Schulen qualitätsgeprüfte Angebote.
Digitale Tools im Überblick
• Intelligente Tutorielle Systeme (ITS ) passen sich adaptiv an den Lernstand der Nutzerinnen
und Nutzer an, justieren die individuellen Aufgaben entsprechend dem Vorwissen der Lernenden
und geben ein qualitatives Feedback mit erklärenden Elementen. Sie bieten Lernenden eine
individuelle Lernstrategie an.
• Simulationen unterstützen Schülerinnen und Schüler dabei, komplexe Zusammenhänge zu
verstehen. Lehrkräfte können im Unterricht beispielsweise Simulationen nutzen, mit denen
die Jugendlichen geometrische Figuren nachbilden oder in virtuellen Laboren experimentieren.
• Lernprogramme und einfache tutorielle Systeme bieten neue Inhalte an und binden dazu
Fragen und Übungen ein. Die Fortsetzung des Programms mit bestimmten Aufgaben ist
abhängig von den Antworten der Lernenden.
• Hypertexte verlinken Lerninhalte mit Hintergrundinformationen. Sie wirken sich nur in
geringem Maße positiv auf den Lernzuwachs aus, weil sie keinerlei adaptive Merkmale oder
Feedback-Eigenschaften aufweisen.
14 MINT Nachwuchsbarometer 2021Intelligente Tutorielle Systeme (ITS ) sogar einen deutlichen Kompetenzzuwachs errei-
Die Entwicklung intelligenter Lernsoftware stellt chen, für den sie sonst ein weiteres Lernjahr
eine große Herausforderung dar. Erste Intelligente benötigen würden.
Tutorielle Systeme sind bereits in den 1970-er Jah- Zu den wenigen aktuellen und in der schuli-
ren entwickelt worden. Unter »ITS « sind digitale schen Praxis angewandten Intelligenten Tuto
Tools zu verstehen, die Schülerinnen und Schü- riellen Systemen gehört das an der Universität
lern Lernumgebungen zur Verfügung stellen, Tübingen mit einem Schulbuchverlag entwickelte
in denen sie individualisiert arbeiten können. webbasierte FeedBook für den Spracherwerb
Der individuelle Zuschnitt der Programme auf Englisch in der Jahrgangsstufe 7. Für den MINT -
einzelne Lernende zeigt sich insbesondere durch Bereich fehlen solche Entwicklungen weitest
Inhalt und Form der Aufgaben und Hinweise, die gehend, erste Ansätze bietet für das Fach Mathe-
an den Lernstand der Lernenden angepasst sind. matik das Angebot »Bettermarks«, für das Schulen
beziehungsweise schulübergreifend die kommu-
Bis zu einem Lernjahr Kompetenz nalen Behörden Lizenzen erwerben müssen.
zuwachs durch unterrichts DamitLehrkräfte das Potenzial Intelligenter Tuto-
begleitenden Einsatz von ITS . rieller Systeme im Unterricht nutzen und Kom
petenzen der Schülerinnen und Schüler gezielt
Durch den ergänzenden Einsatz von ITS im Prä- vertiefen können, bedarf es noch grundlegender
senzunterricht können Schülerinnen und Schüler Entwicklungsarbeit für den MINT -Bereich.
ITS wirken positiv auf die Lernerfolge,
indem sie Rückmeldungen und
Lösungshinweise zu den bearbeiteten
Aufgaben geben.
MINT Nachwuchsbarometer 2021 15Ausbildung stärken:
Berufliche Bildung
Die Covid-19-Pandemie verschärft die Probleme am Ausbildungsmarkt und
forciert den starken Rückgang der Neuabschlüsse von MINT -Ausbildungs
verträgen. Gleichzeitig wird jedes fünfte Ausbildungsverhältnis im MINT -
Bereich aufgelöst.
I
m Jahr 2020 wurden ähnlich wie in den Vor-
21.000
jahren 34 Prozent aller neuen Ausbildungs
verträge im MINT -Bereich geschlossen. Unter
den beliebtesten MINT -Ausbildungsberufen 2020
finden sich KFZ -Mechatronik (Platz 3), Fachinfor-
matik (Platz 7) und Industriemechanik (Platz 9).
Verträge weniger wurden im Jahr
Vor allem für junge Männer sind MINT -Berufe
2020 in der dualen MINT -Ausbildung
attraktiv – der geringe Frauenanteil in dem
abgeschlossen.
Bereichbleibt weiterhin bestehen.
Die absolute Anzahl der abgeschlossenen
MINT -Ausbildungsverträge ist 2020 stark zurück- Die seit über zehn Jahren abnehmende Anzahl
gegangen: Im Vergleich zum Vorjahr wurden der Bewerberinnen und Bewerber pro dualem
rund 21.000 Verträge weniger abgeschlossen (2019 MINT -Ausbildungsplatz resultiert unter anderem
noch über 181.000, 2020 nur rund 160.000). aus der demografischen Entwicklung. Außerdem
16 MINT Nachwuchsbarometer 2021wächst der Anteil junger Menschen mit Hoch- den Ausbildungen mit einem mathematischen
schulzugangsberechtigung: Immer mehr Abi Schwerpunkt finden sich rund 10 Prozent der
turientinnen und Abiturienten entscheiden sich weiblichen MINT -Auszubildenden. In den techni-
für ein Studium, dabei verlangsamt sich der schen Ausbildungsberufen – unter den MINT -
Trend. Die Anzahl der vakanten Ausbildungs Ausbildungen von Frauen rund 82 Prozent – ent-
plätze lag Ende 2020 bei 12.000, ein Anstieg um scheiden sich viele Frauen für Ausbildungen in
rund zehn Prozent gegenüber 2019. der Gesundheitstechnik und in der Landtechnik
(Frauenanteil 59 bzw. 31 Prozent). Um das Inte
Ausbildungsabbrüche resse an MINT -Ausbildungsberufen zu steigern,
Hohe Abbruchzahlen beziehungsweise aufgelöste sollten technische Themen stärker in den MINT -
Ausbildungsverträge von jungen Erwachsenen Unterricht der allgemeinbildenden Schulen ein-
sind in allen Berufssparten der dualen Ausbildung bezogen und dabei die Relevanz von Technik für
ein Problem. Rund ein Drittel aller Abbrüche fin- die Gesellschaft aufgezeigt werden.
det bereits in den ersten vier Monaten der Aus
bildung statt, ein weiteres Drittel im ersten Jahr. Covid-19 und der Ausbildungsmarkt
Die Abbrüche in den ersten vier Monaten gehen Trotz des Rückgangs des Gesamtbedarfs an MINT -
in der Regel auf eine fehlende Passung zwischen Fachkräften sind laut IW gerade im IT -Bereich
Berufsinteressen und Tätigkeiten in der Ausbil- sowie für Elektro-, Energie- und Bauberufe mehr
dung zurück. Spätere Abbrüche sind oftmals auf qualifizierte Arbeitskräfte notwendig, um dem
die Ausbildungsanforderungen zurückzuführen, Fachkräftemangel entgegenzuwirken. Im IT -Be-
welche die Auszubildenden nicht bewältigen reich fällt die Fachkräftelücke 2020 krisenbedingt
können. Der MINT -Herbstreport des Instituts für mit 26.000 fehlenden Arbeitskräften deutlich
deutsche Wirtschaft (IW ) stellt für 2019 sogar geringer aus als im Vorjahr (2019: rund 52.000),
einen leichten Trend zu steigenden Abbrüchen die Lücke bleibt aber signifikant.
fest. Auszubildende wechseln dabei aber auch
zum Teil ihren Ausbildungsberuf und schließen Covid-19-Pandemie verschärft die
erneut einen Ausbildungsvertrag ab. Probleme am Ausbildungsmarkt.
Ausbildungsabbruch: Bei dem Rückgang der 2020 neu abgeschlosse
Mehr als jedes fünfte nen dualen MINT -Ausbildungsverträge um rund
MINT -Ausbildungsverhältnis 21.000 ist nach Schätzung der Bundesagentur für
wird aufgelöst. Arbeit ein Viertel auf die Covid-19-Pandemie
zurückzuführen. Bereits vor Beginn der Covid-
Im MINT -Bereich wird mehr als jedes fünfte 19-Krise gingen Prognosen davon aus, dass sich
Ausbildungsverhältnis aufgelöst. Diese Zahlen die Zahl der angebotenen Ausbildungsplätze um
schwanken allerdings zwischen den unterschied- etwa sieben Prozent reduzieren werde. De facto
lichen Berufssparten beträchtlich. Vor allem in sind die abgeschlossenen Ausbildungsverhältnisse
den technischen Berufen liegt die Abbruchquote im MINT -Bereich 2020 sogar um rund 21.000 und
teilweise sogar bei über 30 Prozent, zum Beispiel damit um über 11,5 Prozent zurückgegangen.
in der Metallbau- oder Elektronik-Ausbildung (36 Sowohl ging die Anzahl der gemeldeten Aus
und 34 Prozent). bildungsstellen zurück als auch die der Bewer
berinnen und Bewerber.
Frauen in der MINT -Ausbildung Um Ausbildungsbetriebe zu ermutigen, auch
Ein weiteres Kernproblem bleiben die Geschlech- in der pandemiebedingt zugespitzten Wirtschafts
terdifferenzen in der MINT -Berufswahl. Im Jahr lage Ausbildungsplätze zu erhalten und das Niveau
2020 wurden erneut nur rund elf Prozent der auszubauen, wurde das Programm »Ausbildungs-
neuen MINT -Ausbildungsverträge von jungen plätze sichern« des Bundesbildungs- und Bundes-
Frauen abgeschlossen. Im Informatikbereich, mit arbeitsministeriums ausgeweitet, das ausbilden-
einem Frauenanteil von rund acht Prozent, wird den Unternehmen und Einrichtungen unter
am ehesten noch die Wirtschaftsinformatik (rund anderem Ausbildungsprämien zukommen lässt –
14 Prozent weibliche Auszubildende) gewählt. Bei ein wichtiger Impuls auch für den MINT -Bereich.
MINT Nachwuchsbarometer 2021 17Entscheidung für MINT:
Hochschule
Die Zahl der MINT -Studierenden ist weiterhin auf hohem Niveau und der Anteil
der Frauen auf 32 Prozent gestiegen. Trotz eines Anstiegs bei den Lehramts
studierenden ist ein wachsender Lehrkräftemangel absehbar.
F
ür die Aufnahme eines MINT -Studiums Die Zahl der MINT -Absolventinnen und -Absol-
(ohne Lehramt) entscheiden sich 38 Prozent venten ist seit 2011 von 137.000 auf über 187.000
aller Studienanfängerinnen und -anfänger. im Jahr 2019 gestiegen und bildet einen Anteil
Aufgrund geburtenschwächerer Jahrgänge sind von 35 Prozent aller Studienabschlüsse. Im OECD -
die absoluten Zahlen seit 2018 leicht rückläufig. Vergleich nimmt Deutschland damit eine Spit
Die Abbruch- und Wechselquote ist in den MINT - zenposition ein. Allerdings gilt es zu berücksich-
Studiengängen mit rund 48 Prozent noch immer tigen, dass viele Ausbildungen im Erziehungs- und
hoch. Bei der Fächerwahl der MINT -Studienan Gesundheitswesen in Deutschland, anders als in
fängerinnen und -anfänger dominieren im Stu anderen Ländern, nicht an Hochschulen absol-
dienjahr 2019 / 20 mit 50 Prozent die Ingenieur viert werden, was im Verhältnis den prozentualen
wissenschaften, wobei ihr Anteil seit 2015 stetig Anteil für MINT erhöht. Grundsätzlich ist abzu
abnimmt (2015: rund 55 Prozent). Es folgen die sehen, dass sich der demografische Wandel und
Naturwissenschaften und Informatik (22 und 21 die damit verbundenen abnehmenden Zahlen der
Prozent). Für ein Mathematikstudium entschei- MINT -Studienanfängerinnen und -anfänger auch
den sich nur rund sechs Prozent der MINT -Stu auf die MINT -Abschlüsse auswirken werden.
dienanfängerinnen und -anfänger.
Frauen im MINT -Studium
Mit 32 Prozent ist der Anteil der Frauen an den
MINT -Abschlüssen so hoch wie nie zuvor. 2019
50 %
haben erstmals Frauen die Hälfte aller Abschlüsse
aller MINT -Studienanfängerinnen
und -anfänger beginnen ein
ingenieurwissenschaftliches Studium.
18 MINT Nachwuchsbarometer 2021in den Naturwissenschaften erzielt (Mathematik: amtsstudium ab (zum Vergleich: in den Naturwis-
47 Prozent Frauenanteil). Anders in den Inge senschaften über 5.500). Damit wird es in abseh-
nieurwissenschaften und der Informatik: Der barer Zeit schwer möglich sein, der Informatik
Anteil der Absolventinnen liegt bei nur 25 bezie- flächendeckend einen festen Platz im Curriculum
hungsweise 21 Prozent. der weiterführenden Schulen zu geben. Schon
heute fehlen viele MINT -Lehrkräfte an Schulen.
Höchster Stand: Rund ein Drittel Aufgrund demografiebedingt sinkender Zahlen
von Studienanfängerinnen und -anfängern und
aller MINT -Abschlüsse von
zugleich wachsender Zahlen der Schülerinnen
Frauen, in den Naturwissenschaften
und Schüler wird sich dieser Mangel an MINT -
sogar die Hälfte.
Lehrkräften in den nächsten zehn Jahren noch
verstärken. Allein in Nordrhein-Westfalen werden
Um mehr Frauen für diese Studiengänge zu be- laut Gutachten der Deutsche Telekom Stiftung
geistern, sollten geschlechtsbezogene Zugangs- zwei Drittel der MINT -Lehrkräfte fehlen.
barrieren an Hochschulen identifiziert und ab
gebaut werden. Die Forschung zeigt, dass häufig Studieren digital
neben fachlichen Interessen auch gesellschaft Im Gegensatz zu Schulen verfügten Hochschulen
liche, soziale und ökologische Kontexte der Stu bereits vor der Covid-19-Pandemie über eine digi-
dienrichtungen wichtige Beweggründe bei der tale Infrastruktur, die einen zügigen Umstieg auf
Studien- und Berufswahl sind. Es ist leichter, das Distanzlernen erleichtert hat. Seit dem Som-
Frauen für Studiengänge wie Umwelttechnik zu mersemester 2020 fanden die Lehrveranstaltun-
gewinnen, wo das Studienfach bereits im Namen gen fast ausschließlich digital statt, Ausnahmen
einen klaren Bezug zum gesellschaftlichen Nut- gab es teilweise für Praxiseinheiten in Laboren
zen vermittelt. Dies hilft allerdings nicht allein, oder für Prüfungen. Eine bundesweite Umfrage
um stereotype Vorstellungen von und Einstellun- der Universität Konstanz und des Deutschen Zen-
gen gegenüber MINT -Berufen aufzubrechen. Erfor trums für Hochschul- und Wissenschaftsforschung
derlich ist vielmehr ein grundsätzlicher Kultur unter Studierenden zeigt, dass der Umstieg auf
wandel, der die geschlechtsbezogene Zuschrei- das Distanzlernen grundsätzlich gut funktioniert
bung von Berufen und Studienfächern beendet. hat. Als problematisch bewerteten Studierende
vor allem den fehlenden persönlichen Austausch
MINT -Lehramtsstudiengänge mit Kommilitoninnen und Kommilitonen sowie
Die Anzahl der Studienanfängerinnen und -an Lehrenden (79 bzw. 63 Prozent Zustimmung).
fänger im MINT -Lehramt steigt seit 2015 in allen
45 %
Fächern durchgehend. Physik und Informatik
werden weiterhin selten angewählt und ver
bleiben trotz Zunahmen (Informatik: 20 Prozent
Zuwachs) auf geringem Niveau. In beiden Fächern
sind Frauen mit 37 (Physik) bzw. 33 Prozent (Infor- der Studierenden bewerten die
matik) unterrepräsentiert. Obwohl 2019 bis 2020 digitalen Kompetenzen ihrer
leichte Anstiege des Frauenanteils von einem Dozenten und Dozentinnen als hoch.
bzw. drei Prozent zum Vorjahr zu verzeichnen
sind, bleiben die beiden Fächer weit hinter den Die digitalen Kompetenzen der Lehrenden wur-
anderen MINT -Fächern zurück (zum Vergleich den von 23 Prozent der Befragten als eher gering,
Chemie: 52 Prozent). von 31 Prozent als mittelmäßig und von 45 Pro-
Der Anteil der MINT -Absolventinnen und zent als eher hoch eingeschätzt. Zur Weiterbil-
-Absolventen von allgemeinen und berufsbilden- dung der Lehrenden bieten viele Hochschulen
den Lehramtsabschlüssen steigt und liegt mit 22 Fortbildungen zu digitalen Tools und Methoden
Prozent so hoch wie nie zuvor. Differenziert man an. Fortbildungen sind auch an Hochschulen eine
nach Fächern, so werden die geringen Zahlen in wichtige Maßnahme, um das wissenschaftliche
der Informatik sichtbar: Hier schlossen im Jahr Lehrpersonal zu unterstützen und damit die
2019 bundesweit lediglich 159 Personen ein Lehr- Lehre zu professionalisieren.
MINT Nachwuchsbarometer 2021 19Sie können auch lesen
