Profil der ETH Youth Academy

Das Profil dieser Angebote zeichnet sich durch die folgenden Punkte aus:

1. Anwendungsbezug und Bezug zu mathematisch-naturwissenschaftlichen Forschungsthemen der ETH Zürich
Es ist gut belegt, dass der Bezug auf konkrete Anwendungen unterstützend wirkt, wenn es darum geht, Schülerinnen und Schüler für mathematisch-naturwissenschaftliche Themen zu interessieren. Zudem soll mit den Angeboten der Youth Academy das Interesse der Schülerinnen und Schüler an Studiengängen der ETH Zürich geweckt werden. Die Angebote der Youth Academy bieten deshalb anwendungsbezogene Einstiege in mathematisch-naturwissenschaftliche Themen über ETH-spezifische Inhalte.

2. Technikbezug. Wir stärken das „T“ in „MINT“
Eine besondere Stärke der ETH Zürich in Forschung und Lehre ist die technische Umsetzung mathematisch-naturwissenschaftlichen Wissens. Das kommt auch in den Angeboten für der Youth Academy zum Ausdruck – und zwar einerseits, um den Schülerinnen und Schülern über technische Anwendungen den Einstieg in mathematisch-naturwissenschaftliche Themen zu erleichtern. Andererseits sollte Technik aber nicht einseitig unter dem Anwendungsaspekt gesehen werden. Denn der Nutzen von Technik kann auch im Erkenntnisgewinn bestehen. Zu neuen wissenschaftlichen Einsichten kommen wir nämlich auch Dank der Technik wie zum Beispiel Davisson und Germer, die bei der Optimierung von Telefonsignalen die Wellennatur von Elektronen experimentell nachgewiesen haben. Technische Themen sollten darum in das mathematisch-naturwissenschaftliche Wissen integriert werden.

3. Mathematische Formalisierung und Modellierung in allen Inhaltsbereichen
Der Erfolg in naturwissenschaftlichen Fächern hängt in hohem Masse von den Mathematikkenntnissen ab. Dies wurde beispielsweise für die Unterrichtsfächer Biologie und Physik durch die Dissertationen von Annie Champaigne bzw. von Andreas Lichtenberger belegt, die an der ETH Zürich unter anderem von Elsbeth Stern angeleitet wurden. Aus diesem Grund stehen die mathematische Formalisierung und Modellierung in allen Inhaltsbereichen der Angebote der ETH Youth Academy an zentraler Stelle.

4. Forschungsbasierte Unterrichtsmethoden: Aktive Wissenskonstruktion unterstützen
Die Unterrichtsmaterialien der ETH Youth Academy sind unter Gesichtspunkten der Lehr- und Lernforschung optimiert. Es kommen kognitiv aktivierende Lernformen zum Einsatz, die die Schülerinnen und Schüler bei der aktiven Umgestaltung ihres Wissens unterstützen. Die Wirksamkeit dieser Lernformen wird durch zahlreiche Vergleichsstudien belegt. Diese Optimierung auf der Grundlage der Lehr- und Lernforschung ist ein besonderes Merkmal der Angebote der Youth Academy.

Zum Beispiel sind Mädchen bzw. junge Frauen eher bereit, sich mit Physikthemen zu beschäftigen, wenn man ihnen zuvor die Grundkonzepte gut erklärt. Diese durch mehrere Studien gestützte Behauptung konnten wir auch mit unseren eigenen Forschungen belegen. In unserer Untersuchung zum Mechanik-Unterricht haben die überdurchschnittlich intelligenten Mädchen bzw. jungen Frauen besonders stark vom Unterricht profitiert – und zwar sowohl beim konzeptuellen Verständnis als auch bei den rechnerischen Fähigkeiten. Dies wird damit erklärt, dass unsere Unterrichtsmaterialien mit kognitiv aktivierenden Lernformen das konzeptuelle Verständnis fördern und intelligente Mädchen bzw. junge Frauen motivieren, ihre Intelligenz in naturwissenschaftliche Fächer zu investieren. Während der gängige Unterricht mit dem zu frühen Fokus auf Formalisierung Mädchen bzw. junge Frauen eher davon abhält, ihr Potential in den Naturwissenschaften zu entfalten, kann eine stärkere Fokussierung auf konzeptuelles Verständnis hier Abhilfe schaffen. Einen kurzen Bericht über unsere Mechanik-Studie finden Sie hier:

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Um lernwirksam unterrichten zu können, benötigen Lehrpersonen nicht nur solides Inhaltswissen in ihrem jeweiligen Fach, sondern auch umfassende Kenntnisse von dem Vorwissen und den Alltags- bzw. Fehlvorstellungen der Schülerinnen und Schüler. Nur so können sie die Unterrichtsinhalte an den Kenntnisstand der Lernenden anpassen und dabei Vorstellungen aufgreifen und berücksichtigen, die dem Verständnis hinderlich sind. Diese Kenntnisse werden als pädagogisches Inhaltswissen bezeichnet. Die Angebote der Youth Academy werden daher von den qualifizierten Lehrpersonen des MINT-Lernzentrums unterrichtet, die in besonderem Masse über pädagogisches Inhaltwissen verfügen und im Einsatz kognitiv aktivierender Lernformen erfahren sind.

5. Wissenschaftliche Begleitung der Angebote
Alle Unterrichtsangebote werden mit Vor- und Nachtests begleitet, um ihre Lernwirksamkeit zu garantieren und um Anhaltspunkte für ihre fortlaufende Optimierung zu erhalten. Die Ergebnisse dieser Tests werden auch den Schülerinnen und Schülern mitgeteilt, damit sie einschätzen können, wie viel sie in unseren Kursen gelernt haben.