Dieser Artikel erschien am 01.03.2020 in der Frankfurter Allgemeinen Zeitung
Autor: Olaf Köller

Sorgenkind Mathe : Nur besserer Unterricht hilft

Matheunterricht, der in der Schule scheitert, hat schwerwiegende Folgen für Studiengänge in den Mint-Fächern. Diese werden oft abgebrochen. Das muss nicht sein.

Schüler am Tablet
Eine Erleichterung? Rechenoperationen mit Tablets nähren die Illusion, sie zu beherrschen.
©dpa

Über kein anderes Schulfach in Deutschland wird so viel diskutiert wie über Mathematik. Mathe sei schwerer als die anderen Fächer, sie sei zu abstrakt, der Mathematik­unterricht benachteilige die Mädchen, nirgends gebe es so viele Versager wie im Fach Mathematik, und Generationen von Auszubildenden und Studenten scheiterten, weil sie nicht hin­reichende Mathematik­kenntnisse in der Schule erworben hätten. An allem schuld, so auch die über 300 Unter­zeichner eines Brandbriefs an die Kultus­minister­konferenz (KMK) vom August 2019, seien die KMK-Bildungs­standards für das Fach Mathematik.

In besagtem Brandbrief führen Lehrkräfte und Hoch­schul­lehrende der Mint-Fächer aus, welche Fehler in den Formulierungen der Mathematik­standards für die Grund­schule, die Sekundar­stufe I und das Abitur gemacht wurden. Folge dieser Fehler sei auch, dass es in den Mint-Fächern aufgrund mangelnder Mathematik­kenntnisse so viele Studien­abbrecher gebe. Abgesehen davon, dass es in der Tat aktuell Diskussionen gibt, die Standards der KMK nicht nur in Mathematik, sondern auch in den anderen Fächern zu Über­arbeiten, verblüfft es, dass Lehr­kräfte, im übrigen fast alles Gymnasial- und Hoch­schul­lehrer, meinen, ohne wissenschaftliche Belege eine klare Ursache für die Mathematik­misere identifiziert zu haben.

Abbrüche häufig im Fach Mathematik

Aus hohen Studienabbruchszahlen und Bildungs­standards plus anekdotischer Evidenz aus Lehr­veranstaltungen zu schließen, dass Standards die Ursache für gescheiterte Universitäts­karrieren seien, ist vor­eilig, vielleicht sogar naiv. Gleich­wohl stimmt es, dass Abiturienten in Deutschland zu erheblichen Anteilen die Ziele des vor­universitären Mathematik­unterrichts nicht erreichen. Glaubt man der 2016 erschienenen LISA-6-Studie des Leibniz-Instituts für die Pädagogik der Natur­wissenschaften und Mathematik (IPN) zu den Abitur­leistungen in Schleswig-Holstein, so scheitern rund zwei Drittel der Abiturienten am Ober­stufen­stoff in Mathematik. Unbestritten sind auch die hohen Abbruch­quoten in den Mint-Studien­gängen, laut Institut der Deutschen Wirtschaft im Jahr 2018 immerhin 50 Prozent mit steigender Tendenz.

In diesem Zusammenhang darf allerdings nicht über­sehen werden, dass sich die Zahl der Mint-Studien­anfänger zwischen 1995 und 2018 mehr als verdoppelt hat, von 115.000 (1995) auf 349.000 (2018). Bei der extremen Expansion der Mint-Studien­gänge ist wie in anderen Studien­fächern auch damit zu rechnen, dass die Anzahl junger Erwachsener ansteigt, die mit unzureichenden fachlichen Vor­aus­setzungen ins Studium gehen. Dazu passen die Analysen des Deutschen Zentrums für Hochschul- und Wissenschafts­forschung, wonach die Abbrüche oder Studien­fach­wechsel im Mint-Bereich auf Über­forderungs­erleben der Studenten, häufig im Fach Mathematik, zurück­zu­führen sind.

Stiefmütterliche Behandlung

Worin die Gründe für unzureichende Mathematik­kenntnisse der Studien­anfänger liegen, ist weit­gehend unklar, nicht zuletzt deshalb, weil es nach wie vor äußerst kompliziert ist, Genehmigungen für wissenschaftliche Unter­suchungen in der Ober­stufe zu erhalten. Schul­auf­sicht und Schul­leitungen legen gern die schützende Hand über die Lehrer und Schüler, die „bei aller Belastung“ nicht auch noch durch empirische Untersuchungen des Unterrichts­geschehens gestört werden dürfen. Ausnahmen von dieser Abschottung gibt es aber. So erlaubte die Inter­nationale Mathematik- und Natur­wissen­schafts­studie (TIMSS) bereits Mitte der neunziger Jahre, die Mathematik­leistungen von Abiturienten in Deutschland zu analysieren.

Damals sprach noch niemand von Bildungs­standards, aber es zeigte sich in einer bundes­weit repräsentativen Stich­probe der gleiche Befund wie 20 Jahre später in Schleswig-Holstein: Zwei Drittel der Absolventen beherrschten die Ober­stufen­mathematik nicht. Es schien so, als sei der Mathematik­unterricht der Ober­stufe spurlos an diesen jungen Erwachsenen vorbei­gegangen. Eine Konsequenz der TIMSS-Befunde war, dass Mathematik in keinem Bundesland in der gymnasialen Ober­stufe mehr abgewählt werden durfte. Rund zehn Jahre später kamen Untersuchungen des Max-Planck-Instituts (MPI) für Bildungsforschung in Baden-Württemberg und Hamburg zu ähnlich enttäuschenden Ergebnissen, die Befunde in Hamburg fielen dabei noch ungünstiger aus als in Baden-Württemberg.

Stiefmütterlich behandelt

In Baden-Württemberg zeigte eine weitere Studie des MPI für Bildungs­forschung, dass selbst die Aufgabe des Kurs­systems mit Grund- und Leistungs­kursen zugunsten von Profil­ober­stufen mit mindestens vier Wochen­stunden Mathematik­unterricht zu keiner Leistungs­verbesserung führte. Wie schon in der Diskussion der TIMSS-Befunde wurde für Hamburg und Baden-Württemberg, später nach dem Erscheinen der LISA-6-Befunde auch für Schleswig-Holstein, spekuliert, dass die geringen Leistungen etwas mit der Unterrichts­qualität zu tun haben könnten. Diese Vermutung hält sich bis heute hart­näckig, es fehlt ihr leider an empirischer Evidenz. Dennoch ist sie plausibler als die Vermutung, es läge an den KMK-Standards. Lehrpläne, Standards und sonstige Dokumente über die Ziele von Unterricht mögen Rahmen­bedingungen schaffen, über den Lern­erfolg entscheiden sie nicht; darüber entscheidet die Professionalität der Lehr­kräfte und damit verbunden ihre Unterrichts­qualität.

Was folgt daraus? Aus wissenschaftlicher Sicht ergibt sich zualler­erst das Desiderat, die gymnasialen Oberstufen für empirische Unter­suchungen zu öffnen. Die 16 Länder tun sich keinen Gefallen, ihre Gymnasien im Ober­stufen­bereich gegenüber entsprechenden Studien abzuschotten. Wer ein Problem beseitigen möchte, darf sich nicht davor drücken, seinen Ursachen auf den Grund zu gehen. Da es noch nie geschadet hat, die Unterrichts­qualität zu steigern, lohnt es sich bereits jetzt, darüber nach­zu­denken, wie Programme der Lehrer­fort- und -weiter­bildung aussehen können, um zu besserem Unterricht zu kommen. Schaut man sich die Fort­bildungs­angebote der Landes­institute für Lehrer­aus- und -fort­bildung im Fach Mathematik an, so dominiert der Eindruck, dass bislang die Ober­stufe im Vergleich zur Grund­schule und zur Sekundar­stufe I stief­mütterlich behandelt wird.

Ein bundesweites zentrales Abitur wird nicht helfen

Da Universitäten nicht auf die Verbesserung des voruniversitären Unterrichts warten können, sondern jetzt das Problem in den Mint-Fächern haben, werden sie ihre Aktivitäten in Form von Vor- beziehungs­weise Brücken­kursen ausbauen müssen. Die 2017 vom IPN vorgestellte MaLeMINT-Studie gibt hierzu wichtige Hinweise, welche Inhalte solche Kurse abdecken sollten. Die Studie basiert auf einer Befragung von 664 Hoch­schul­lehrern im Mint-Bereich. Die Befragten sollten angeben, welche mathematischen Fähigkeiten und Fertigkeiten, die in den Sekundar­stufen I und II erworben werden sollten, sie von ihren Studien­anfängern erwarten. Dabei ergaben sich bei vielen mathematischen Inhalten hohe Übereinstimmungen zwischen den Befragten, so dass die dort genannten Inhalte als curriculare Vorgaben für die Vor- beziehungs­weise Brücken­kurse dienen können. Solche Kurse werden aber nur dann erfolgreich sein, wenn sie verpflichtend sind und ihre didaktische Qualität hoch ist. Denn was für die Schule gilt, gilt auch für die Hochschule: Schlechte Lehr­qualität fördert eher Defizite, als sie zu beseitigen.

Ob die vielerorts gängige Praxis, Studenten der verschiedenen Mint-Fächer mit Mathematik-Haupt­fach­studierenden in gemeinsame Lehr­veranstaltungen zu stecken, ein zukunfts­fähiges Modell ist, wird zunehmend bezweifelt. Die Frage, wie ein ziel­führendes hoch­schulisches Mathematik­curriculum beispiels­weise in den ingenieur­wissenschaftlichen Studien­gängen aussehen kann oder wie ein entsprechendes Curriculum für die gymnasialen Lehramts­studien­gänge im Fach Mathematik gestaltet werden sollte, ist bislang weit­gehend unbeantwortet geblieben. Außerhalb des Mint-Bereichs sind Studien­gänge längst den erfolg­reichen Weg eigener mathematischer Lehr­veranstaltungen mit eigenen Professuren gegangen, man denke an die Wirtschafts­wissenschaften, die Medizin und die Psychologie.

Die Weiterentwicklung der KMK-Bildungs­standards wird nicht schaden, aber auch nichts nützen. Ebenso wenig ist zu erwarten, dass ein bundes­weites zentrales Abitur zur Beseitigung der Misere führen wird. Sicherlich würden in solchen zentralen Prüfungen Leistungs­unter­schiede zwischen Ländern sichtbar, allein davon wird aber die Unterrichts­qualität nicht steigen, schon gar nicht in den schwachen Ländern. Der Bildungs­trend des Instituts zur Qualitäts­entwicklung im Bildungs­wesen (IQB) in der Primarstufe und Sekundar­stufe deckt seit 2009 Länder­unterschiede in verschiedenen Fächern, so auch in der Mathematik, auf. Dass dadurch die Lern­erfolge steigen, ist durch nichts belegt.

Dagegen finden sich mittlerweile reichlich Belege für Effekte guten Unterrichts. Werden Schüler durch anspruchs­volle Aufgaben intellektuell gefordert, Bildungs­forscher sprechen gern von kognitiver Aktivierung, lernen sie besser. Kluge Formen der Unter­stützung durch die Lehrkraft bei der Bearbeitung schwieriger Aufgaben sind ebenfalls lern­förderlich. Gelingt es Lehr­kräften, eine störungs­freie Atmosphäre im Unterricht her­zustellen, stellen sich die gewünschten Lern­erfolge ein. Lehrkräfte hierauf in der Aus- und Fortbildung besser vor­zu­bereiten erscheint zielführender, als über Bildungs­standards und das fehlende bundes­weite Abitur zu lamentieren.

Der Autor ist geschäftsführender wissenschaftlicher Direktor des Instituts für die Pädagogik der Natur­wissenschaften in Kiel.