STEM-Pipeline

Die STEM-Pipeline beschreibt den Bildungsweg für Schülerinnen und Schüler in den Bereichen Naturwissenschaften, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik (STEM). Der genaue Beginn und das Ende dieser Pipeline sind umstritten, doch wird sie häufig in der frühen Bildung beginnend und bis zum Studienabschluss oder einer beruflichen Tätigkeit im STEM-Bereich reichend betrachtet. ^{[ 1 ]} Neuere Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass Schülerinnen und Schüler weniger einer linearen Pipeline folgen, sondern vielmehr einem Bildungsweg mit mehreren Ein- und Ausstiegspunkten. ^{[ 2 ]}

Die Metapher der „Pipeline“ basiert auf der Idee, dass für eine ausreichende Anzahl an Absolventen sowohl genügend Studierende zu Beginn ihres Studiums benötigt werden als auch deren Bindung bis zum Abschluss des Studiums. ^{[ 3 ]} Die STEM-Pipeline ist ein Schlüsselelement für Vielfalt am Arbeitsplatz und für die Personalentwicklung , das sicherstellt, dass genügend qualifizierte Kandidaten für wissenschaftliche und technische Positionen zur Verfügung stehen.

Die Förderung von Nachwuchskräften in den MINT-Fächern begann in den Vereinigten Staaten in den 1970er Jahren, da „das Drängen auf eine MINT-Ausbildung (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik) offenbar aus der Sorge um die geringe Anzahl zukünftiger Fachkräfte für MINT-Berufe und -Karrieren sowie um die wirtschaftliche und bildungspolitische Wettbewerbsfähigkeit entstanden ist.“ ^{[ 4 ]}

Heute wird diese Metapher häufig verwendet, um die Abbrecherquote in den MINT-Fächern zu beschreiben, die als „Lecks“ im Bildungssystem bezeichnet wird. So berichtete das Weiße Haus 2012, dass 80 % der Studierenden aus Minderheitengruppen und Frauen, die sich für ein MINT-Studium einschreiben, während ihres Bachelorstudiums in ein anderes Fach wechseln oder das Studium abbrechen. ^{[ 5 ]} Diese Abbrecherquoten variieren oft je nach Fachrichtung, Geschlecht, ethnischer Zugehörigkeit, sozioökonomischem Hintergrund und anderen Faktoren und lenken die Aufmerksamkeit auf strukturelle Ungleichheiten in der MINT-Bildung und -Karriere.

Das STEM-Pipeline-Konzept ist ein nützliches Instrument für Programme zur Steigerung der Absolventenzahlen und besonders wichtig für die Förderung von Minderheiten und Frauen in den MINT-Fächern. ^{[ 6 ] [ 7 ]} Mithilfe der STEM-Methodik können Bildungspolitiker die Anzahl und den Verbleib von Schülerinnen und Schülern in allen Phasen der Schulbildung (K-12) und darüber hinaus untersuchen und Programme und Maßnahmen zur Verbesserung von Bildungsprozessen und -ergebnissen entwickeln. STEM-Programme konzentrieren sich auf die Stärkung der sozialen und akademischen Unterstützung von Schülerinnen und Schülern. Sie können auch darauf abzielen, Schülerinnen und Schüler mit Fachkräften aus ihrem jeweiligen Bereich zusammenzubringen, um Mentoring, Vorbilder und Lernmöglichkeiten in der Industrie zu bieten. ^{[ 8 ]}

Die Sicherstellung eines gesunden und vielfältigen Nachwuchses in den MINT-Fächern ist in mehreren Industrieländern, wie beispielsweise Großbritannien, den USA und Deutschland, ein Anliegen. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

In den Vereinigten Staaten wurden zwar seit Längerem Anstrengungen unternommen, den Anteil von Frauen und Afroamerikanern in den MINT-Fächern zu erhöhen, doch die Ergebnisse wurden noch 2010 als „mangelhaft“ bewertet. ^{[ 12 ] [ 13 ]} Ein Bericht aus dem Jahr 2014 stellte fest, dass „traditionell unterrepräsentierte Gruppen weiterhin unterrepräsentiert sind“ ^{[ 14 ],} während ein anderer Artikel anmerkte: „Man kann sein gesamtes Informatikstudium absolvieren, ohne ein einziges farbiges Gesicht zu sehen“, wobei „farbig“ sich auf Afroamerikaner bezieht. ^{[ 15 ]}

In den USA wurden STEM-Förderprogramme auf verschiedenen Ebenen eingerichtet. Beispiele hierfür sind: das Technology Leadership Institute der University of Pittsburgh auf College- und Universitätsebene ^{[ 16 ]} , das Nevada STEM-Förderprogramm auf Landesebene ^{[ 17 ]} , die Women in Data Science Initiative der Stanford University, die Workshops und Bildungsressourcen für weiterführende Schulen und Universitäten anbietet, sowie die Broadening Participation in Computing Alliances auf nationaler Ebene ^{[ 18 ] .}

Das Vereinigte Königreich hat Förderprogramme für Nachwuchskräfte ins Leben gerufen, darunter ein Botschafterprogramm. Dieses Programm ermöglicht es Lehrkräften, mit Fachleuten aus der Wirtschaft zusammenzuarbeiten, um Schülerinnen und Schüler zu betreuen und über mögliche Karrierewege zu informieren. Alle Mentorinnen und Mentoren im Programm sind ehrenamtlich tätig, und Lehrkräfte im Vereinigten Königreich können über ein Portal Unterstützung von Freiwilligen anfordern. ^{[ 19 ]} Die Ursprünge des Programms lassen sich auf ein Schreiben des Wissenschafts- und Technologierats an den Premierminister aus dem Jahr 2012 zurückführen. Darin wurden die Kernwerte dargelegt, die den Zugang zu MINT-Fächern erleichtern sollen. Diese Kernwerte wurden als „integrierte Vermittlung, Steuerung und Rechenschaftspflicht im gesamten Lehrplan, Unterricht, Prüfungen, Zugang zu MINT-Fächern sowie Berufsberatung und -orientierung“ definiert. ^{[ 20 ]}

Der Rat für Wissenschaft und Technologie hat auch Bildungsmethoden erforscht, die Schüler mit spezifischen Lernschwierigkeiten (SLS) im MINT-Bereich besser unterstützen. Eine Studie des Rates aus dem Jahr 2020 identifizierte drei Bereiche, in denen das Bildungssystem die Förderung von Schülern mit SLS in den MINT-Fächern verbessern kann. ^{[ 21 ]} Das erste Problem war die Diagnose: Schulen suchten nach Schülern mit Lernschwierigkeiten, um eine Diagnose zu erhalten, was dazu führte, dass viele Schüler unentdeckt blieben. Der zweite identifizierte Bereich betraf die Verbesserung des Unterstützungssystems. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass das Unterstützungssystem durch die Einbeziehung der Eltern verbessert werden kann. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Ressourcen wie Workshops für Eltern zur besseren Unterstützung ihrer Kinder ein guter nächster Schritt zur Verbesserung der Unterstützung sind. Schließlich untersuchten sie auch technologiebasierte Interventionen, kamen aber zu dem Schluss, dass weitere Arbeit erforderlich ist, bevor diese effektiv eingesetzt werden können. ^{[ 21 ]}

An US-amerikanischen High Schools wird ein STEM-Förderprogramm umgesetzt, das einen zweigleisigen Ansatz zur Stärkung mathematischer, ingenieurwissenschaftlicher und naturwissenschaftlicher Kompetenzen mit einem unterstützenden Umfeld kombiniert. Dieses Programm zielt darauf ab, unterrepräsentierte Schülerinnen und Schüler auf ihrem Weg zu Führungspositionen im STEM-Bereich zu begleiten. Die Schüler profitieren von der moralischen Unterstützung und den motivierenden Fähigkeiten, die Mentorinnen und Mentoren für eine optimale akademische Vorbereitung vermitteln. Lehrkräfte und studentische Mentorinnen und Mentoren werden zu wichtigen Wegweisern auf dem Weg der Schülerinnen und Schüler zur nächsten Generation von Führungskräften. Darüber hinaus tragen die Mitarbeitenden dazu bei, dass sich die Schülerinnen und Schüler integriert und um ihr Wohlbefinden gekümmert fühlen. ^{[ 22 ]} Auf ihrem Weg zu einem Hochschulstudium im STEM-Bereich erhalten unterrepräsentierte Studierende Stipendien, die sie während ihres gesamten Studiums unterstützen. Stipendien ermöglichen es ihnen, sich auf ihr Studium zu konzentrieren und dieses erfolgreich abzuschließen. ^{[ 23 ]}

Das STEM-Förderprogramm bietet zahlreiche Workshops und außerschulische Aktivitäten zur Förderung der sozialen und beruflichen Entwicklung. Darüber hinaus ermöglicht es die Vernetzung mit ehemaligen Teilnehmern aus Minderheitengruppen, die heute in den Bereichen Wissenschaft oder Gesundheitswesen tätig sind. Zusätzlich zu den Vorteilen, die das Alumni-Netzwerk des Programms bietet, wird jeder Teilnehmer dazu eingeladen, sich in seinem Umfeld für die Erhöhung des Anteils unterrepräsentierter Studierender in den MINT-Fächern einzusetzen ^{[ 24 ].}

Die Förderung von Programmen wie dem STEM-Pipeline-Programm zielt darauf ab, die Diversität am Arbeitsplatz zu erhöhen und ein inklusives, sicheres Umfeld zu schaffen, in dem alle Teammitglieder zur Entwicklung innovativer Ideen in ihrem jeweiligen Fachgebiet beitragen können. Darüber hinaus verbessert die Vielfalt der Zusammenarbeit mit unterschiedlichen Ideen das Erreichen der angestrebten Ziele des Teams und ermöglicht eine bessere Planung des Zeitplans. ^{[ 25 ]}

Das Konzept der STEM-Nachwuchsförderung stieß aufgrund seiner pragmatischen Ausrichtung auf Widerstand. Kelvin Droegemeier, stellvertretender Vorsitzender des National Science Board, plädiert dafür, den Fokus weg von der Betrachtung der notwendigen Anzahl von STEM-Fachkräften hin zu den notwendigen Kenntnissen und Fähigkeiten für den Erfolg aller Arbeitnehmer zu richten. ^{[ 26 ]}

Die Linearität des STEM-Pipeline-Konzepts wurde kritisiert, da es die Vielfalt möglicher Karrierewege vernachlässigt, darunter interdisziplinäre Studiengänge, intermittierende Karrieren und STEM-basierte Tätigkeiten in nicht-technischen Bereichen. Ein Kommentar aus dem Jahr 2015 in Inside Higher Ed legte nahe, dass die Metapher der „undichten Pipeline“ als abwertend gegenüber Personen aufgefasst werden könnte, die die akademische Laufbahn verlassen, um eine Berufstätigkeit aufzunehmen, oder ihren technischen Hintergrund als Grundlage für eine Karriere in einem nicht-technischen Bereich nutzen. ^{[ 27 ]}

In einem Kommentar in Science aus dem Jahr 2015 wurde festgestellt, dass Margaret Thatcher und Angela Merkel als zwei „Lecks“ in der Pipeline betrachtet werden könnten. ^{[ 28 ]}

Manche argumentieren, dass die Erhöhung des Anteils von Nachwuchskräften in den MINT-Fächern allein nicht ausreiche, um die Vielfalt am Arbeitsplatz zu fördern. Befürworterinnen von Frauen und Minderheiten in den MINT-Fächern, wie beispielsweise Tracy Chou, halten es für notwendig, dass sich MINT-Unternehmen auch auf interne Reformen konzentrieren, etwa auf die Überprüfung ungleicher Einstellungspraktiken und einer nicht unterstützenden Unternehmenskultur. ^{[ 29 ]}

• Strukturelle Ungleichheit im Bildungswesen
• Frauen in der Wissenschaft
• Frauen in MINT-Bereichen
• Rassenvielfalt und Diskriminierung in den MINT-Fächern