Können die Vereinigten Staaten die wissenschaftliche Führungsrolle zurückgewinnen?

Von JOHN RICHARD SCHROCK

Unsere neuesten NAEP-Ergebnisse in Naturwissenschaften zeigen, dass unser viertes Jahr um weitere zwei Punkte zurückgegangen ist, während die durchschnittlichen Ergebnisse in Naturwissenschaften für die Klassen 8 und 12 keine Veränderung gegenüber unseren extrem schlechten Leistungen zeigten. Die Wissenschaftskompetenz in den Vereinigten Staaten ist seit über 40 Jahren rückläufig. Inzwischen haben andere Industrieländer ihre Anforderungen an naturwissenschaftliche Studiengänge erhöht und erhebliche Fortschritte gemacht. Ein Land kann nicht nur ein paar Wissenschaftler ausbilden. Der wissenschaftliche Kenntnisstand der gesamten Bevölkerung ist entscheidend. Dies wurde letztes Jahr sehr deutlich, als die Pandemie weit verbreitete Unwissenheit offenbarte.

Die BBC und die DW sendeten ‘R’-Werte, die die Ansteckungsrate beschrieben und ihr britisches und deutsches Publikum verstanden. Großbritannien bildet Grundschullehrer in den ersten Klassen zu naturwissenschaftlichen Spezialisten aus. Deutsche Staatsbürger lernen genug über die menschliche Anatomie und Physiologie, um selbst ärztlichen Rat einzuholen. Die USA haben 2017 ihren Vorsprung gegenüber den Autoren wissenschaftlicher Zeitschriftenartikel verloren. Wir sind seit 2019 nicht mehr das führende Land bei internationalen Patenten.

1978 lebten fast 40 Prozent der Wissenschaftler und Ingenieure der Welt in den Vereinigten Staaten. Heute sind es weniger als 15 Prozent. Mehr als die Hälfte der heute in den USA tätigen Absolventen von Naturwissenschaften und Ingenieurwissenschaften kommt aus anderen Ländern. Früher haben wir viele unserer Wissenschaftler aus Übersee gekauft, aber jetzt sind ihre Volkswirtschaften gewachsen und unsere nicht.

Der Impfstoff Astrazeneca wurde an der Universität Oxford entwickelt. Pfizer-BioNTech kommt aus Deutschland. Die heutigen Atombeschleuniger, die Kernfusionsforschung, modernste Astronomie, neue chirurgische Verfahren und eine breite Palette chemischer und biologischer Durchbrüche sind heute in anderen Ländern zu finden.
Internationale Tests bestätigen unsere Bildungsschwäche. Der wissenschaftliche Test des Program for International Student Assessment (PISA) richtet sich hauptsächlich an asiatische Länder. Kanada belegt Platz 10. Die Vereinigten Staaten sind 32. Da die Mainstream-Wissenschaftskompetenz sowie der wissenschaftliche Output das zentrale Problem sind, erfordert die Lösung mehr als eine Verdreifachung des naturwissenschaftlichen Unterrichts in der amerikanischen K-12.

1 – Derzeit haben Abiturienten in asiatischen Ländern mehr naturwissenschaftliche Kurse belegt und wissen mehr als amerikanische Grundschullehrer mit Hochschulabschluss. Wir müssen die Wissenschaft, die potenzielle zukünftige Grundschullehrer in der Mittelschule belegen, verdreifachen, um praktische Labor- und Feldaktivitäten einzubeziehen, die in ihren Klassenzimmern durchgeführt werden können.

2-So wie es spezialisierte Kunst- und Musiklehrer gibt, sollte es spezialisierte Grundschullehrer für Naturwissenschaften mit mindestens 32 Kreditstunden in Hochschulwissenschaften geben, einschließlich realer Labore.

3- Der Unterricht muss mit realer Labor- und Feldarbeit konfrontiert werden. Vielmehr verringert die Verwendung von Bildschirmmedien das Verständnis und erfordert 14 Jahre, um 12 Jahre echte Bildung zu absolvieren.

4-Die Anforderungen an den High School Abschluss müssen dreimal so viel Naturwissenschaften umfassen. Jeder belegt einen ganzjährigen Kurs in Anatomie und Physiologie des Menschen (kein “Gesundheitskurs”). Weitere Studiengänge umfassen einen Kurs in Zoologie / Botanik / Ökologie, Geowissenschaften (ES), Chemie und Physik. Dies fügt mathematische Anforderungen hinzu.

5 – Nur elf Bundesstaaten verlangen derzeit von Hochschullehrern für Naturwissenschaften, sich auf Biologie, Chemie, Physik oder ES zu spezialisieren. Der Rest sind kaum ausgebildete Allzwecklehrer für Naturwissenschaften, die Hochschulwissenschaften unterrichten. Für Biologie sind mindestens 50 Semesterwochenstunden (mit Labor / Feld) und für andere naturwissenschaftliche Fächer 36 Semesterwochenstunden erforderlich. Dabei handelt es sich um naturwissenschaftliche Kurse, die in naturwissenschaftlichen Fakultäten der Universitäten angeboten werden, nicht um Kurse in Lehrmethoden, die sich alle paar Jahre ändern.

6 – Da viele Bundesstaaten ihre Schulen nicht konsolidieren konnten, sind sie zu klein, um ihren Schülern moderne Einrichtungen zu bieten. Viele Staaten müssen sich auf konsolidierte Gymnasien konzentrieren, die einen modernen Lehrplan und Fachlehrer in allen Fächern, nicht nur in den Naturwissenschaften, aufnehmen können.

7 – Um den naturwissenschaftlichen Lehrplan zu verdreifachen, brauchen Sie dreimal so viele qualifizierte naturwissenschaftliche Lehrer, einen längeren Tag und ein längeres Schuljahr. Obwohl wir derzeit engagierte Lehrer für Naturwissenschaften haben, haben wir derzeit nicht genügend qualifizierte Lehrer für Naturwissenschaften, um unsere anämischen Bedürfnisse zu unterrichten. Wir müssen verwandte Wissenschaftler einstellen und sogar Lehrer importieren. Aber „anerkannte“ Lehrkräfte, die nicht über eine vollständige akademische Qualifikation verfügen, sollten als „auf Zeit“ anerkannt bleiben.

8 – Da nach dem Abschluss eines neuen Lehrers eine neue Wissenschaft entsteht, ist Weiterbildung unerlässlich, um diese Lehrer auf dem neuesten Stand zu halten. Es beinhaltet praktische Arbeit mit neuen Technologien und kann nicht online bereitgestellt werden.

9 — Und schließlich müssen die Vereinigten Staaten sofort zum metrischen System übergehen und unsere nicht-metrische Komplexität aufgeben, die amerikanische Studenten der Naturwissenschaften behindert.

Es hat Jahrzehnte gedauert, bis wir in der Wissenschaft Analphabeten wurden. Es wird Jahrzehnte dauern, bis ich wiedergewinne, was wir verloren haben. Währenddessen bewegt sich der Rest der Welt vorwärts.

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John Richard Schrock bildete über 30 Jahre lang Biologielehrer in Kansas aus. Außerdem hat er auf 20 Reisen nach China an 27 Universitäten gelehrt. Er hält die Auszeichnung „Faculty Emeritus“ der Emporia State University.