Schüler*innen lernen selbstständig das Modellieren mit Exponentialfunktionen: Binnendifferenzierung im Mathematikunterricht durch digitale gestufte Lernhilfen

In dem Forschungsprojekt „Bielefelder Binnendifferenzierung in den MINT-Fächern“ (BiBi-MINT) am Oberstufen-Kolleg Bielefeld zur Verzahnung von Mathematikunterricht und Naturwissenschaftsunterricht mit gleichzeitiger Binnendifferenzierung sind im Anwendungskontext „Corona“ digitale gestufte Lernhilfen zur Erstellung und Prognose von Exponentialfunktionen entwickelt und evaluiert worden. Sie sind dazu geeignet, dass Schüler*innen eigenverantwortlich das Modellieren mit Exponentialfunktionen erlernen. In diesem Beitrag wird anhand der konkreten Unterrichtseinheit in das Konzept der gestuften Lernhilfen eingeführt, und es werden die Materialien zum Nacherfinden als Online-Supplements zur Verfügung gestellt. Neben der Verwendung im Schulunterricht kann dieses Unterrichtsbeispiel exemplarisch in der Lehrer*innenbildung eingesetzt werden

Schüler*innen wiederholen selbstständig lineare Funktionen: Binnendifferenzierung im Mathematikunterricht durch gestufte Lernhilfen

In dem Forschungsprojekt „Bielefelder Binnendifferenzierung in den MINT-Fächern“ (BiBi-MINT) am Oberstufen-Kolleg Bielefeld zur Verzahnung von Mathematikunterricht und Naturwissenschaftsunterricht mit gleichzeitiger Binnendifferenzierung sind unter anderem zwei gestufte Lernhilfen zur Wiederholung linearer Funktionen entstanden und evaluiert worden. Sie sind dazu geeignet, dass Schüler*innen eigenverantwortlich lineare Funktionen wiederholen und vertiefen und können ebenfalls als exemplarisches Beispiel in der Lehrer*innenbildung dienen

Experimentelle Fähigkeiten in der Grundschule diagnostizieren und individuell fördern

Bereits im Grundschulalter sollen Schülerinnen und Schüler experimentelle Fähigkeiten erwerben. Dazu gehört u. a. die Variablenkontrollstrategie (VKS). Untersuchungen konnten zeigen, dass die VKS bereits in der Grundschule vermittelbar ist. Allerdings sind der Erwerb und die Anwendung mit einer hohen kognitiven Belastung verbunden. Zur Reduzierung der kognitiven Belastung bieten sich als Unterstützungsangebote beispielsweise gestufte Lernhilfen oder Lösungsbeispiele an. Eine Gemeinsamkeit dieser Unterstützungsangebote ist, dass beide die Selbstregulationsfähigkeit der Schülerinnen und Schüler fördern. Unterschiede liegen insbesondere in dem Ausmaß der Autonomie, die die Schülerinnen und Schüler bei der Nutzung der Unterstützungsangebote erleben können. Daher werden beide Unterstützungsangebote hinsichtlich ihrer Wirkung auf die individuelle Förderung experimenteller Fähigkeiten, differenziert nach Lernvoraussetzungen (z. B. Leseverständnis, Selbstregulationsfähigkeit, Vorwissen), in der Grundschule kontrastierend untersucht. Dafür wurde ein Testinstrument zur Erfassung der VKS bei Grundschulkindern entwickelt, das neben einem schriftlichen Teil auch einen hands-on Teil enthält

Lernprozessbegleitende Diagnostik und Fachdidaktik: Gestufte digitale Lernhilfen als Professionalisierungskonzept für adaptiven Unterricht (DiLernProfis)

In inklusiven Settings sind Differenzierungen der Lerninhalte für ein adaptives Unterrichten unabdingbar. Diagnostische Erkenntnisse für die Planung, Durchführung und Reflexion von Unterricht sind von herausgehobener Bedeutung. In dem hier vorgestellten Verbundprojekt „DiLernProfis“ sollen die Praxen und Gelingensbedingungen der Verknüpfung von Diagnostik und adaptivem Unterricht analysiert werden. Dies erfolgt entlang der Konzeption und des Einsatzes von binnendifferenziert gestuften Lernhilfen, die in Form einer App für den naturwissenschaftlichen Unterricht erprobt werden. Dies erfolgt im Rahmen einer Fortbildung, die auf Lehrkräfteprofessionalisierung im Spannungsfeld von Diagnostik und Förderung zielt und in der die beteiligten Lehrpersonen als Community of Practice (CoP) organisiert sind. Die wissenschaftliche Begleitung des Projekts umfasst qualitative und quantitative Erhebungen. Die Befunde münden in einem zertifizierten Konzept zur Lehrpersonen-Professionalisierung. Dies umfasst lerndiagnostisch-adaptiven Unterricht in der Aus- und Weiterbildung zum Fachunterricht der Sekundarstufe. Der fachdidaktisch fundierte Praxistransfer wird über eine interdisziplinäre Community of Research (CoR) von universitären Fachdidaktiken des Forschungs- und Entwicklungszentrums (FuE-Zentrums) für inklusionssensible Lehrer*innenbildung sowie Lehrpersonenforscher*innen der Versuchsschulen „Oberstufen-Kolleg“ und „Laborschule“ gewährleistet

Experimentelle Fähigkeiten in der Grundschule diagnostizieren und individuell fördern

Bereits im Grundschulalter sollen Schülerinnen und Schüler experimentelle Fähigkeiten erwerben. Dazu gehört u. a. die Variablenkontrollstrategie (VKS). Untersuchungen konnten zeigen, dass die VKS bereits in der Grundschule vermittelbar ist. Allerdings sind der Erwerb und die Anwendung mit einer hohen kognitiven Belastung verbunden. Zur Reduzierung der kognitiven Belastung bieten sich als Unterstützungsangebote beispielsweise gestufte Lernhilfen oder Lösungsbeispiele an. Eine Gemeinsamkeit dieser Unterstützungsangebote ist, dass beide die Selbstregulationsfähigkeit der Schülerinnen und Schüler fördern. Unterschiede liegen insbesondere in dem Ausmaß der Autonomie, die die Schülerinnen und Schüler bei der Nutzung der Unterstützungsangebote erleben können. Daher werden beide Unterstützungsangebote hinsichtlich ihrer Wirkung auf die individuelle Förderung experimenteller Fähigkeiten, differenziert nach Lernvoraussetzungen (z. B. Leseverständnis, Selbstregulationsfähigkeit, Vorwissen), in der Grundschule kontrastierend untersucht. Dafür wurde ein Testinstrument zur Erfassung der VKS bei Grundschulkindern entwickelt, das neben einem schriftlichen Teil auch einen hands-on Teil enthält

Schüler*innen werten selbstständig ein Experiment zur Bestimmung der Zellsaftkonzentration (Osmose) aus: Binnendifferenzierung im naturwissenschaftlichen Unterricht durch den Einsatz gestufter Lernhilfen

In dem Forschungsprojekt „Bielefelder Binnendifferenzierung in den MINT-Fächern“ (BiBi-MINT) am Oberstufen-Kolleg Bielefeld zur Verzahnung von Mathematikunterricht und Naturwissenschaftsunterricht mit gleichzeitigem Fokus auf die Binnendifferenzierung sind unter anderem gestufte Lernhilfen zur Auswertung eines Experimentes zur Bestimmung der Zellsaftkonzentration entwickelt, angewendet und evaluiert worden. Sie sind dazu geeignet, Schüler*innen eigenverantwortlich die Auswertung und Interpretation des Experimentes durchführen zu lassen. Das Untersuchungsprinzip des Experimentes ist das Bestimmen der Masse von Gemüsestreifen vor und nach dem Einlegen in verschieden konzentrierten NaCl-Lösungen. Die Lernhilfen beinhalten dabei sowohl eine wiederholende Hinführung zur Bestimmung der relativen Massendifferenz als auch eine mathematische Auswertung und Bestimmung der Zellsaftkonzentration. Zur Interpretation werden Inhalte der biologischen Unterrichtsreihe zur Osmose vermittelt bzw. wiederholend bearbeitet

Anspruch und Wirklichkeit evidenzorientierter Materialentwicklung und eines interdisziplinären Austauschs von Lehrmaterialien: Editorial zum zweiten Jahrgang der Zeitschrift Die Materialwerkstatt – Zeitschrift für Konzepte und Arbeitsmaterialien für Lehrer*innenbildung und Unterricht

Im Editorial zum zweiten Jahrgang der Zeitschrift Die Materialwerkstatt – Zeitschrift für Konzepte und Arbeitsmaterialien für Lehrer*innenbildung und Unterricht soll neben der Orientierungsfunktion für die Leser*innen durch einen Überblick über die Beiträge auch den beiden weiteren, weniger offensichtlichen Funktionen von Zeitschrifteneditorials, der Reflexions- und Legitimationsfunktion, entsprochen werden. Das Open-Access-Journal ist ein Publikationsort für den interdisziplinären und phasenübergreifenden Austausch von und über Materialien für Hochschullehre in der Lehrer*innenbildung, für die Fortbildung von Lehrpersonen und für den Schulunterricht und hat sich den Anspruch gesetzt, sich bei seiner Qualitätssicherung an einem breiten, pragmatischen Konzept der Evidenzbasierung zu orientieren. Im Editorial wird eruiert, inwiefern diesen Ansprüchen in den ersten beiden Jahrgängen entsprochen werden konnte

Fächerübergreifender Unterricht zwischen den Basiskursen Naturwissenschaften und Mathematik

Das Forschungsprojekt BiBi-MINT am Oberstufen-Kol­leg Bielefeld („Bielefelder Binnendifferenzierung in den MINT-Fächern“) verfolgt das Ziel eines Fächerübergriffes zwischen dem Naturwissenschafts- und dem Mathematikunterricht. Schüler*innen sollen unterstützt werden, naturwissenschaftliche Phänomene mathematisch zu beschreiben und gleichzeitig mit anwendungsbezogenen naturwissenschaftlichen Kontexten im Mathematikunterricht zu arbeiten. Neben einer zeitlichen Verzahnung des Naturwissenschafts- und Mathematikunterrichts wird auf binnendifferenzierende Maßnahmen in Form von gestuften Lernhilfen zurückgegriffen. Dieser Beitrag führt somit ein fächerübergreifendes und binnendifferenzierendes Gesamtkonzept zwischen Naturwissenschafts- und Mathematikunterricht an, welches sowohl im schulischen Kontext als auch in der universitären Lehrer*innenbildung Anwendung finden kann

Interaktive Lernmaterialien mit dem tiptoi-Stift

Digitale Vorlesestifte wie z.B. tiptoi, ting oder Anybook Reader sind bei Kindern beliebte Text-Audio-Lerninstrumente. Tippt man mit solchen Stiften auf Stellen in speziellen Büchern oder auf Objekte, werden z.B. Wörter, Sätze oder ganze Texte vorgelesen. Die Technologie beruht auf kleinen optischen Codes (OID-Codes), die durch eine Kamera in den Stiften erfasst werden. Als Rückmeldung auf den Scan eines Codes oder einer bestimmten Kombination von Codes können die Stifte in ihrem Speicher hinterlegte Audiodateien wiedergeben.Weil zusätzliche Informationen auditiv in unterschiedlichem Umfang und in verschiedenen Sprachen als Reaktion auf einfache Algorithmen wiedergegeben werden, sind interaktive Lernmaterialien mit digitalen Vorlesestiften zur Unterstützung von Lernprozessen sowie als Selbstlernmaterialen sehr interessant. In diesem Beitrag werden diesbezügliche Konzepte für den Physikunterricht sowie erste Ergebnisse aus dem Praxiseinsatz vorgestellt