中学生在自然科学和数学上的表现更好，并且在教学中使用数字工具时，他们的动力更强。但是，成功取决于所使用工具的设计。根据有关该主题的规模最大的一项调查得出的结论，评估大约90项单独研究，当儿童和年轻人不独自学习时，或者数字指导与纸质教材一起使用时，成功率更高。

多年来，学校教学的数字化一直是热门话题。教师应该在计算机上使用什么程序，何时以及多久使用一次?辩论的特点是研究项目充满挑战。慕尼黑工业大学(TUM)的国际学生评估中心(ZIB)现已评估了自2000年以来全球发表的92篇研究。

元数据研究显示，在使用数字教学工具的班级中，中学生的表现要好于仅在传统基础上讲授的班级中的儿童和年轻人。此外，这些学生受到各自学科的激励。这适用于中学所有年级以及所调查的所有学科，即数学，生物学，化学和物理学。

但是，仅数字工具并不能保证成功。它们对性能的影响取决于在教学中如何使用它们：

当儿童和年轻人成对工作而不是单独工作时，他们将从数字教学工具中受益更多。研究人员认为，计算机程序在激发学生之间的讨论中起着特殊的作用，这可以对学习过程产生积极的影响。

在老师陪同下使用数字工具时，中学生的表现会更好。当他们完全单独使用计算机程序时，其积极作用很小。

当数字工具不能完全替代经典课堂材料时，其积极作用会更大。一种有前途的方法是将它们用作模拟方法的补充。

数字工具可以提高性能，尤其是在对教师进行了专业培训后，如何将其纳入课程中之后。

甚至精心制作的程序也无法取代老师

ZIB负责人兼TUM教育学院院长Kristina Reiss教授说：“应该在节制的教学中使用数字工具。” “摆脱久经考验的模拟格式将走得太远。此外，我们看到，即使是非常完善的学习程序也无法取代老师。”

在精心计划的应用中，可以充分利用数字工具的优势，特别是对于自然科学和数学中复杂而抽象的内容，例如化合物和几何形状的可视化。

Reiss指出：“如果新的教学方法可以进一步增加中学生的学习动机，那么这将是STEM科目的绝佳机会。”

一些数字工具比其他工具更有用

元研究还表明哪种类型的数字工具最有前途。最大的积极效果来自所谓的智能导师系统，这些程序以小单元形式传送内容，还可以进行单独的练习。决定性的因素是，这些程序会根据用户的技能调整速度，难度级别和帮助量。另一方面，配置为使用视频，音频和文本材料进行自由探索的超媒体系统未能定义学习目标，效果相对较差。