Als ich meinen Söhnen Wavhudi und Rivhavhudi dabei zusah, wie sie vor dem Schlafengehen Spiele auf meinem Handy spielten, war ich fasziniert von ihrer Begeisterung und ihrem großen Engagement – besonders, wenn es um Mathematik oder Naturwissenschaften ging. Beide Jungen hatten Sprachverzögerungen und ich hoffte, dass die Spiele ihnen helfen würden, ihre Sprachkenntnisse zu entwickeln. Und es hat funktioniert.
Was ich zu Hause sah, wurde durch die Forschung immer wieder unterstrichen: Eine frühe Auseinandersetzung mit Konzepten aus den Bereichen Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik (STEM) durch interaktive Werkzeuge kann tiefgreifend verbessern Kinder- visuelle Kompetenz (Lesen, Schreiben und Bilder erstellen) und konzeptionelles Verständnis (Erfassen von Ideen).
Für meinen Master-Abschluss hatte ich untersucht, wie es den Studierenden der Molekularbiologie aufgrund mangelnder visueller Kompetenz schwerer fiel, komplexe wissenschaftliche Konzepte zu verstehen. Diese akademische Grundlage, kombiniert mit dem neu entdeckten Elan meiner Jungs, inspirierte meine Doktorarbeit: Untersuchung der Auswirkungen einer frühen MINT-Ausbildung auf die visuelle Kompetenz und die Fähigkeit kleiner Kinder, wissenschaftliche Konzepte zu erfassen.
In einem kürzlichen, damit zusammenhängenden Studiehabe ich untersucht, wie unterschiedliche Arten der Vorschulerziehung das naturwissenschaftliche Verständnis von Kindern und ihre Fähigkeit, visuelle Informationen zu interpretieren, beeinflussen. An der Studie nahmen Kinder im Alter von 4 oder 5 Jahren teil, die die Vorschulklasse (das Schuljahr vor der 1. Klasse) verschiedener Privatschulen in Bloemfontein, Südafrika, besuchten. Ich habe beobachtet, dass die Kinder, die MINT-Unterricht erhielten, räumliche Visualisierung besser beherrschten als ihre Altersgenossen. Diese Kinder schnitten bei Aufgaben, bei denen sie sich visuelle Details merken und sie bearbeiten mussten, wie z. B. die genaue Wiedergabe von Bildelementen, hervorragend ab, während ihre Altersgenossen außerhalb des MINT-Unterrichts oft Schwierigkeiten hatten.
Manche Menschen fragen sich vielleicht, warum alle Kinder mit MINT-Konzepten in Berührung kommen sollten, da nicht jeder ein weiterführendes Studium oder eine Karriere in den Bereichen Naturwissenschaften, Technologie, Ingenieurwesen oder Mathematik anstrebt.
Doch diese Fähigkeiten schon in jungen Jahren zu vermitteln, bedeutet nicht nur, Kinder auf bestimmte Bereiche vorzubereiten. Meine Erkenntnisse unterstreichen die tiefgreifenden Auswirkungen einer frühen MINT-Ausbildung auf die kognitive Entwicklung, wie etwa die Förderung von kritischem Denken, Problemlösungsfähigkeiten, Kreativität, Innovation, logischem Denken und Anpassungsfähigkeit. Diese Eigenschaften sind in vielen Facetten unseres Lebens von Vorteil, unabhängig von unserem Berufsweg.
Die Fähigkeiten der Kinder testen
In Südafrika haben Privatschulen oft mehr Spielraum als staatliche Schulen, spezielle MINT-Lehrpläne und innovative, auf die frühkindliche Bildung zugeschnittene Lehrmethoden einzuführen. Dazu können praktische Experimente wie das Mischen von Farben oder das Beobachten des Pflanzenwachstums, Problemlösungsaufgaben und interaktives Lernen gehören, zum Beispiel durch Zählspiele und Formerkennung.
Öffentliche Schulen folgen einem nationalen Lehrplan, der vom Ministerium für Grundbildung festgelegt wird. Dieser umfasst zwar grundlegende MINT-Konzepte, aber nicht alle Schulen verfügen über die erforderlichen Ressourcen, sodass Umfang und Tiefe des MINT-Unterrichts von Schule zu Schule erheblich variieren können.
Obwohl es sich bei den nicht-MINT-Schulen in meiner Studie um private Einrichtungen handelte, folgten sie dem nationalen Lehrplan und der Bewertungsrichtlinie des Ministeriums für Grundbildung für die Klasse R. Darin wird MINT-Fächern kein expliziter Schwerpunkt beigemessen. Die an dieser Studie beteiligten MINT-Schulen, die ebenfalls private Einrichtungen waren, hatten ihre eigenen Lehrpläne entwickelt, die naturwissenschaftliches und verwandtes Lernen betonten.
Zeichnung aus Studienmethoden gebraucht anderswo auf der Welthabe ich einen speziellen Test mit zwei Hauptteilen erstellt, um die Fähigkeiten meiner Teilnehmer zu messen.
In einem Teil wurde ihr Fachwissen getestet. In diesem Teil wurde beurteilt, wie gut die Kinder grundlegende wissenschaftliche Konzepte verstanden, wie etwa die Unterscheidung zwischen lebenden und nicht lebenden Dingen. Im zweiten Teil wurde die Fähigkeit der Kinder beurteilt, visuelle Informationen zu interpretieren, einschließlich des Verständnisses räumlicher Zusammenhänge und der Lösung visueller Probleme.
Die Unterschiede zwischen den Menschen mit und ohne MINT-Ausbildung waren sofort deutlich zu erkennen.
Ich habe den Kindern beispielsweise ein Bild von einigen Bauklötzen gezeigt und sie gefragt, wie viele Bauklötze sie gesehen haben. Ein Kind mit MINT-Bildung sagte, es seien neun Bauklötze, „weil sich auf dem Bild einige hinter den anderen verstecken“. Ein Kind ohne MINT-Bildung sah „sechs Bauklötze, weil ich sie gezählt habe“.
Das Kind mit MINT-Kenntnissen nutzte fortgeschrittene Denkfähigkeiten, um sich vorzustellen, wo die versteckten Bausteine sein könnten, während sein Altersgenosse nur die Bausteine zählte, die es direkt sehen konnte.
In einer anderen Übung zeigte ich den Kindern ein Bild mit einem Hund, einem Ball, einem Baum, einem Schreibtisch, einem Jungen, einer Schultasche, einem Buch und einem Huhn und bat sie, zu erkennen, welche davon Lebewesen waren.
STEM-Kind: „Der Junge, der Hund und das Huhn leben, weil sie atmen können und Wasser zum Wachsen brauchen.“ Das Kind verstand, was etwas lebendig macht, indem es Ideen wie Atmen und Wasser brauchen verwendete.
Nicht-MINT-Kind: „Nur der Junge lebt, weil der Hund und das Huhn nicht sprechen können.“
Dies ist ein grundlegenderes und weniger genaues Konzept dessen, was ein Lebewesen ausmacht.
Bahnbrechendes Lernen
Aufgrund meiner Erkenntnisse ermutige ich Pädagogen, MINT-Aktivitäten in die frühkindlichen Lehrpläne zu integrieren, um räumliches Denken, visuelle Kompetenz und wissenschaftliches Verständnis zu fördern. Digitale Lernspiele und interaktive Lernerfahrungen können in den Unterricht integriert werden.
Politiker sollten der frühen MINT-Ausbildung Priorität einräumen und den langfristigen Nutzen erkennen, den sie für die Vorbereitung von Kindern auf akademischen und beruflichen Erfolg hat. Dazu gehört es, in Ressourcen zu investieren, Pädagogen auszubilden und Lehrpläne zu entwickeln, die MINT-Prinzipien von Beginn der formalen Ausbildung an verankern.
Meine Doktorarbeit entstand aus meiner persönlichen Erfahrung mit meinen Söhnen. Diese Reise der Liebe, des Lernens und der unermüdlichen Entschlossenheit spiegelt mein tiefstes Streben wider: in anderen die gleiche Leidenschaft und Neugier zu wecken, die ich bei meinen eigenen Kindern erlebt habe.
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