Naturwissenschaftlicher Unterricht umfasst eine schulische Bildung mit Schwerpunkt der Naturwissenschaften. Das kann in getrennten Einzelfächern oder im Integrationsfach geschehen. Der englische Begriff dafür ist science education.
Historisches In der historischen Einteilung der allgemeinbildenden höheren Schulen (Gymnasien und (Ober-)Realschulen) in humanistische (altsprachlich), neusprachliche und realistische Schulen bildete der naturwissenschaftliche Unterricht einen der wichtigen Schwerpunkte, der sich erst allmählich gegen die altsprachliche Dominanz durchsetzte. Noch später entstanden wirtschaftskundliche Schulen wie das Wirtschaftsgymnasium. Während Mathematik und Astronomie im Schulwesen seit jeher zur grundlegenden Allgemeinbildung (Artes liberales) gehörte, gelangte erst mit der Geografie durch die Aufklärung ein empirisch-weltkundliches Fach in den Bildungskanon. Der naturwissenschaftliche Unterricht seit dem 19. Jahrhundert umfasste speziell den Fokus auf separate Fächer wie Biologie, Chemie und Physik sowie Grundlagen der Technik.Vergl. Andrea Grafendorfer, Herbert Neureiter: Unterricht in Naturwissenschaft. 9.1 in Lit. Schreiner, Schwantner: PISA 2006. (, bifie.at). Entstanden ist das Leitbild einer naturwissenschaftlichen Bildung im Zeitalter der Aufklärung durch die wissenschaftliche RevolutionVergl. Lit. Duit, 1996, S. 3, Sp. 2 f (pdf S.1). (Gründung der Ingenieurhochschule École polytechnique in Frankreich 1794), konnte sich aber gegen den Neuhumanismus in Deutschland zuerst nicht durchsetzen. Der moderne naturwissenschaftliche Schulunterricht mit drei klassischen Fächern entstand während des 19. Jahrhunderts im Zuge der Industrialisierung, setzte sich im Gymnasium immer mehr durch und drang im 20. Jahrhundert auch in die Volksschule vor.
Durch die Reform der gymnasialen Oberstufe 1972 ist die Typisierung der Gymnasien hinsichtlich der Fächer entfallen. Es hat seither Bestrebungen der Profilbildung durch das Angebot von naturwissenschaftlichen Leistungskursen in Profilklassen gegeben. Dabei spielen auch Schultraditionen eine große Rolle.
Die Naturwissenschaften und der Informatikunterricht gehören zur Gruppe der MINT-Fächer. Doch erfüllt Informatik nicht die Anwahlauflagen für die Naturwissenschaften in der gymnasialen Oberstufe, das Fach ist allenfalls zusätzlich zu einem der drei klassischen Fächer zu belegen.
Didaktik und Methodik Grundlegendes Bildungsziel ist das Vermitteln wissenschaftlicher methodischer Untersuchungen.Grafendorfer, Neureiter: Unterricht in Naturwissenschaft. 9.1 in Lit. Schreiner, Schwantner, Abschnitte Experimentieren im Unterricht und Naturwissenschaftliche Untersuchungen. Charakteristisch für den naturwissenschaftlichen Unterricht ist die experimentale Erfahrung, auch der Kontakt mit Laboren. Dabei wird das grundlegende wissenschaftliche Arbeiten im Dreischritt Hypothese – experimentelle Überprüfung – Schlussfolgerung vermittelt. In den höheren Klassen können insbesondere auch praktische Prüfungen und berufliche Praktika in den Unterricht integriert werden.
Durch die Bildungsstandards der KMK (2024) sind die zu erwerbenden Kompetenzen und Basiskonzepte zur Vermittlung der Naturwissenschaften festgelegt worden. Für bspw. die Biologie lauten diese • Struktur und Funktion • Stoff- und Energieumwandlung • Information und Kommunikation • Steuerung und Regelung • Individuelle Entwicklung • Evolutive Entwicklung.
Den Einfluss von Präkonzepten auf die naturwissenschaftlichen Vorstellungen der Kinder und Jugendlichen im Alltag untersucht die Didaktik, um davon ausgehend Fehldeutungen anzugehen. Das Wissen muss so organisiert sein, dass ein faktisches Wissen gründlich angelegt, Fakten und Begriffe in einen konzeptuellen Rahmen gebracht werden und das Wissen leicht aufzugreifen und anzuwenden ist. Durch Metakognition lernen sie die kritische Überprüfung ihrer Kenntnisse.
Ein besonderer Fokus liegt in jüngerer Zeit auch auf der Mädchenförderung, die im deutschsprachigen Raum in naturwissenschaftlichen Tätigkeiten bis heute deutlich unterrepräsentiert sind.Vergl. Grafendorfer, Neureiter: Unterricht in Naturwissenschaft. 9.1 in Lit. Schreiner, Schwantner, Abschnitt Einschätzung des Naturwissenschaftsunterrichts von Mädchen und Burschen. Eines von vielen Beispielen ist der Girls’ Day oder bildet das FTC-Programm des Stuttgarter Königin-Katharina-Stift-Gymnasiums.
In einer Fachbeliebtheitsstudie 2025 zeigte sich, dass die Naturwissenschaften bei den Schülern der Sek. I oft zu den unbeliebteren Fächern zählen, besonders Physik. In der Oberstufe nach freiwilliger Anwahl durch im Fach eher leistungsstärkere Schüler verbesserte sich das Bild, allerdings nicht in der Biologie.
Fächerverbünde Neben getrennten Fächern gibt es zum Gewinn von mehr Unterrichtszeit auch integrierte Formen in Fächerverbünden, beispielsweise: Natur und Technik (NuT), allgemein als einführendes Fach in der unteren Sekundarbildung in Bayern Naturphänomene (NPh), in den Jahrgängen 5/6 der Gymnasien in Baden-Württemberg Naturwissenschaftliches Arbeiten (NWA), in der Realschule in Baden-Württemberg (anfangs als Fächerverbund) Naturwissenschaft und Technik (NwT), wählbares Profilfach der Gymnasien G8 in Baden-Württemberg Naturwissenschaft, Informatik und Technik (NIT), künftiges Fach der Gymnasien G9 in Baden-Württemberg ab 2028
Aus dem Bedürfnis nach Fächerverbünden entstand das Fach Naturwissenschaften (Nawi) als Integrationsfach, zuerst an den Gesamtschulen. Inzwischen ist diese Form häufig in der Orientierungsstufe Klasse 5/6 und teilweise auf die ganze Sekundarstufe I außerhalb der Gymnasien, also Mittel- und Realschulen sowie Förderschulen, ausgedehnt worden. In Bremen und NRW gibt es Nawi in der Oberschule/Gesamtschule bis Klasse 8, in Schleswig-Holstein in den Gemeinschaftsschulen teils obligatorisch, teils durch Entscheidung der Schule. Dieser Unterricht ist für das Gymnasium umstritten, weil die Lehrkraft selten eine Lehrerausbildung in allen drei Naturwissenschaften absolviert hat und sich daher die fehlenden Inhalte selbst erarbeiten muss.
Siehe auch Biologieunterricht Chemieunterricht Physikunterricht MINT-Fächer OECD (2025): PISA 2025 Science Framework. KMK (2024): Bildungsstandards für die Naturwissenschaften – Biologie, Chemie und Physik Universität Osnabrück: Literatur Tim Billion-Kramer: Nature of Science. Lernen über das Wesen der Naturwissenschaften. Wiesbaden: Springer VS. 2021.
Reinders Duit: Ziele für den naturwissenschaftlichen Unterricht – Anspruch und Realität. (1996) In: Fachportal Pädagogik. Claudia Schreiner, Ursula Schwantner (Hrsg.): PISA 2006: Österreichischer Expertenbericht zum Naturwissenschafts-Schwerpunkt. Leykam-Verlag, Graz 2009. () Einzelnachweise
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