Effects of out-of-school learning site visits on students: A systematic review of literature for STEM-subjects

Abstract

Hintergrund: Ausserschulische Lernorte sind in den vergangenen Jahren auch für den MINT-Bereich entstanden (Baar & Schönknecht, 2018) und haben zunehmend an Bedeutung gewonnen (Kuske-Janßen et al., 2020), sodass aktuell eine Stärkung ausserschulischer Angebote gefordert wird (Anger et al., 2024). Eine aktuelle Forschungsaufgabe besteht in der datenbasierten Weiterentwicklung ausserschulischer Lernangebote (Beyer et al., 2020).  Ziel: Zur Darstellung empirischer Daten wurde ein systematisches Literaturreview angefertigt, die Auswirkungen des Besuchs eines ausserschulischen Lernorts im MINT-Bereich auf Schüler:innen betrachtet sowie weiterführende Forschungsdesiderate hergeleitet. Methode: Im Zuge des systematischen Literaturreviews wurde ein mehrschrittiges Vorgehen verfolgt. Zunächst wurde in den Datenbanken ‚Web of Science‘ und ‚FIS Bildung‘ eine Literaturrecherche mit festgelegten Suchbegriffen durchgeführt. Anschliessend wurden die Publikationen anhang festgelegter Ausschlusskriterien in mehreren Durchgängen selektiert. Dies fand zunächst anhand einer Betrachtung des Titels, anschliessend durch eine Begutachtung des Abstracts sowie abschliessend einer Sichtung des Volltextes statt. Es verblieben 28 Publikationen, die im Volltext analysiert wurden. Ergebnisse: Es zeigte sich, dass der Besuch eines ausserschulischen Lernorts affektiv-motivationale Konstrukte meist positiv beeinflusste und darüber hinaus zu einem Fachwissensgewinn führen konnte, der in der Schule meist nachhaltiger, aber kurzfristig meist geringer oder nicht unterschiedlich ausfiel. Insbesondere in Bezug auf affektiv-motivationale Konstrukte blieb unklar, inwiefern der Besuch eines ausserschulischen MINT-Lernorts zu positiveren Änderungen als schulischer Unterricht führt. Es zeigte sich jedoch meist, dass ausserschulischer Unterricht auf Schüler:innen positivere Auswirkungen als schulischer Unterricht besitzt oder keine Unterschiede zu schulischem Unterricht ausgemacht wurden. Insbesondere hingen die Auswirkungen des Lernortbesuchs von der Art der Einbindung in den Regelunterricht ab und waren in Bezug auf praktische Arbeitsweisen positiver als schulischer Unterricht. Schlussfolgerungen: Besuche ausserschulischer Lernorte im MINT-Bereich eignen sich auf Grundlage der analysierten Publikationen weniger zu Steigerung des Fachwissens von Schüler:innen. Um die positiven Auswirkungen eines solchen Besuchs auf affektiv-motivationale Konstrukte zu nutzen, empfiehlt sich eine Einbindung des Besuchs in den Regelunterricht sowie eine Fokussierung praktischer Arbeitsweisen am ausserschulischen Lernort. Es zeigte sich überdies, dass wenig Publikationen das Potenzial ausserschulischer Lernorte zu Steigerung MINT-bezogener Berufswünsche von Schüler:innen untersuchen und methodische Schwächen aufweisen. Diese Forschungslücke sollte in weiteren Forschungsvorhaben geschlossen werden.Background: Over the last years, out-of-school learning sites have been established for the STEM-sector (Baar & Schönknecht, 2018) and have gained considerable importance (Kuske-Janßen et al., 2020) leading to current calls for strengthening of out-of-school learning opportunities (Anger et al., 2024). The data-based development of out-of-school learning opportunities can thus be considered as a current research task in the field (Beyer et al., 2020). Objectives: For this contribution, a systematic review of literature was conducted to present empirical data. Additionally, the effects of the visit of an out-of-school STEM learning site on students were investigated and further research desiderata were derived. Methods: In the course of the systematic review of literature, a multi-step procedure was followed. First, a literature search was carried out in the databases ‘Web of Science’ and ‘FIS Bildung’ using defined search terms. The publications were then selected in several rounds according to defined exclusion criteria. This was initially done by looking at the title, followed by a review of the abstract and finally a review of the full text. This left 28 publications that were analyzed in depth. Results: It turned out that the visit of out-of-school learning sites mostly positively impacted students’ affective-motivational constructs and led to increased content knowledge even though this learning gain mostly was more lasting but usually lower or not different in the short term in school interventions. Especially in relation to affective-motivational constructs it remained unclear whether visiting an out-of-school learning site leads to more positive effects than lessons at school. Nevertheless, it was usually found that the visits of out-of-school learning sites showed more positive effects on students compared to school lessons or that no differences to school lessons were found. In particular, the effects of the out-of-school learning site visits depended on the type of integration into regular school lessons and were more positive than those lessons in terms of practical working methods. Conclusion: Based on the publications analyzed, visits to out-of-school learning sites in the STEM field are less recommended for increasing students' content knowledge. In order to utilize the positive effects of such a visit on affective-motivational constructs, it is advisable to integrate the visit into regular lessons and to focus on practical working methods at the learning site. It also emerged that few publications investigate the potential of out-of-school learning sites to increase STEM-related career aspirations of students and that these publications have methodological weaknesses. This research gap should be closed in further research projects.