Informatik im Herstellungs- und Nutzungskontext : ein technikbezogener Zugang zur fachübergreifenden Lehre

Dieter EngbringPaderborn, Univ., Diss., 200

Does Intervention Influence Systemic Thinking?

Um Biodiversität flächendeckend erfassen und verstehen zu können, sind Interdisziplinarität, Partizipation, Kommunikation sowie systemisches Wissen erforderlich. In der Schule wird das komplexe Thema Biodiversität häufig eher „stiefmütterlich“ behandelt und nicht ganzheitlich betrachtet. Doch die Fähigkeit, systemisch zu denken, muss gefördert werden, da es in der Natur keine monokausalen Zusammenhänge gibt. Auch der partizipative Auftrag der Schulen, die Schülerinnen und Schüler am Ende der Schulzeit als mündige Bürger zu entlassen, wird nicht immer mit Engagement umgesetzt. Darüberhinaus sollte den Lernenden die Chance gegeben werden, über den Tellerrand zu schauen und fächerübergreifend zu arbeiten, damit sie später selbst befähigt sind, interdisziplinär zu forschen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, fächerübergreifende Unterrichtsmaterialien zum Thema Biodiversitätsmonitoring zu erarbeiten und zu untersuchen, welchen Einfluss eine Intervention mit diesen Materialien auf das systemische Denken der Schülerinnen und Schüler hat. Die vier fächerübergreifend konzipierten und miteinander verbundenen Forscherhefte zu den Subthemen Tiere, Pflanzen, Boden und Meteorologie wurden mit der partizipativen Datenbank-App „anymals+plants“ verknüpft und auf Kompatibilität zu den Berliner Rahmenlehrplänen überprüft. Die Rahmenlehrplananalyse hat ergeben, dass die fächerübergreifenden Forscherhefte thematisch und methodisch in viele Unterrichtsfächer der Doppeljahrgangsstufen 7/8 sowie 9/10 integriert werden können. Um die Entwicklung des systemischen Denkens bzw. Strukturwissens beobachten zu können, wurde die Methode Concept Mapping als Pre-Post-Test gewählt, d. h. Schülerinnen und Schüler der 8. und 9. Klasse konstruierten vor und nach der Intervention mit der Arbeit an den Forscherheften jeweils in Gruppen ein Concept Map. Das Projekt und die Materialien wurden im Anschluss von den Probandinnen und Probanden sowie den Lehrkräften mit Hilfe von Fragebögen evaluiert. Durch die Auswertung der Concept Maps konnte gezeigt werden, dass sich durchschnittlich sowohl das qualitative und quantitative Fachwissen als auch das Strukturwissen vom Messzeitpunkt I zum Messzeitpunkt II erhöht hat. Außerdem konstruierten die Schülerinnen und Schüler vermehrt netzartige und weniger zerklüftete Concept Maps. Die Ergebnisse der Fragebogenevaluierung haben bestehende Probleme und Fehler bei der Durchführung des Projekts identifiziert, die optimiert werden konnten, aber auch die positiven Seiten der Forscherhefte sichtbar gemacht. Die signifikanten Unterschiede der Komplexitätsindizes in den Pre- und Post- Tests deuten darauf hin, dass das Bearbeiten der Forscherhefte das systemische Denken fördert. Außerdem können die erarbeiteten Materialien fächerübergreifend eingesetzt und mit den Berliner Rahmenlehrplänen vereinbart werden. Die Evaluierung des Projekts durch Fragebögen für Lehrkräfte sowie Schülerinnen und Schüler hat dazu beigetragen, die Forscherhefte zu verbessern. Obwohl die App „anymals+plants“ nicht optimal für den Einsatz in der Schule geeignet ist, hat den Schülerinnen und Schülern das Design und die Idee gefallen, dass man immer und überall eine Sichtung von Tier- und Pflanzenarten mit Belegfotos in eine Datenbank hochladen kann. Damit nicht nur eventartig fächerübergreifend in der Schule unterrichtet wird, müssen die Rahmenlehrpläne interdisziplinär(er) gestaltet werden und auch in der Schulkultur ein Paradigmenwechsel vom linearen zum systemischen Denken stattfinden.To conceive and understand biodiversity extensively, interdisciplinarity, participation and communication are necessary as well as systemic knowledge. Only little attention is frequently paid to the complex topic of biodiversity in school and it is mostly not looked at the subject in its entirety. However the ability to think in a systemic way needs to be encouraged because there are no monocausal relations in nature. In addition the participative task of schools to release the pupils as responsible be given the chance not to be restricted in only one's thinking and work interdisciplinary, to enable them to carry out research in this way later on. Aim of the present work is to develop interdisciplinary teaching materials for biodiversity monitoring and survey which impact an intervention with these materials has on the systemic thinking of the pupils. The four interdisciplinary conceptualized and interconnected Scientist Books with the subtopics animals, plants, soil and meteorology were linked to the participative database smartphone application “anymals+plants” and have been reviewed on their compatibility with the framework curriculum of Berlin. The framework curriculum analysis has shown that interdisciplinary Scientist Books can be integrated thematically and methodically in different subjects of the double academic years 7/8 and 9/10. For the development monitoring of systematic thinking respectively structural knowledge the method of Concept Mapping was chosen as a Pre-Post-Test. This means that pupils of the 8th and 9th form designed a Concept Map before and after the intervention of working with the Scientist Books. The project itself and the teaching materials were evaluated with the aid of questionnaires by the students and teachers afterwards. The average qualitative and quantitative specialised knowledge has increased as well as the structural knowledge shown by the Concept Maps at the different times of designing. Additionally, the students designed more net like and less jagged Concept Maps. The results of the questionnaire evaluation not only revealed existing problems and identified mistakes which can be optimised, but also outpointed positive aspects of the Scientist Books. The significant differences in the complexity indices between pre and post test indicate that working with the Scientist Books encourages systemic thinking. Moreover, the developed materials can be used interdisciplinary within the framework curriculum of Berlin. The Scientist Books could have been improved because of the evaluation of the students and teachers. Even though the application “anymals+plants” is not totally suitable for school use, the pupils liked the design and idea to upload animals and plants with photographies of them to a database without matter of time and place. Framework curricula need to be organised in a more interdisciplinary way to bring interdisciplinary teaching from an event to everyday school. In addition a change of paradigm in school culture from linear to systemic thinking is necessary for this

Zur Motivierung im Informatikunterricht: eine Charakterisierung unterrichtspraktischer Einstiege aus der Perspektive von Lehrenden und Lernenden

Motivierungen ermöglichen es, Lernende für Unterrichtsinhalte zu interessieren und zu begeistern. Diese Arbeit untersucht Motivierung im Informatikunterricht anhand von unterrichtspraktischen Einstiegen. In einer explorativ angelegten Studie werden 12 Typen motivierender Unterrichtseinstiege herausgearbeitet, die eine Bandbreite von Themenbereichen des Informatikunterrichts abdecken. Die Typen motivierender Unterrichtseinstiege werden beschrieben, durch Beispiele illustriert und klassifiziert. Die Hauptuntersuchung erfolgt sowohl aus Lehrer- als auch aus Schülerperspektive. Als theoretische Grundlage dient das um eine didaktische Komponente erweiterte ARCS-Modell der Motivierung nach Keller. Mit Hilfe von Vignetten in Text- und Videoform wird eine Charakterisierung der ermittelten Typen anhand ihrer motivierenden Eigenschaften vorgenommen. Dabei können Top-Gruppen nachgewiesen werden, die einzelne Motivierungsfaktoren in besonderer Weise verkörpern. Hervorzuheben ist, dass die Motivierungstypen Aktuelle Sachverhalte erörtern, Entwicklung von Informatiksystemen als Ziel vorgeben und der Kopplungstyp Entwicklung von Informatiksystemen aus dem Alltag als Ziel vorgeben alle untersuchten Motivierungsfaktoren in hoher Ausprägung in sich vereinen (können). Lehrende und Lernende schätzen das Motivierungspotenzial derjenigen Typen als besonders hoch ein, die allgemeinbildende Informatikaspekte verkörpern. Dem Entwickeln von Informatiksystemen aus dem Alltag als vorgegebenes Ziel der Unterrichtseinheit wird von beiden Teilnehmergruppen insgesamt das höchste Motivierungspotenzial beigemessen. Insgesamt kann geschlussfolgert werden, dass Motivierungen im Informatikunterricht erfolgreich auf Schülerinnen und Schüler wirken, wenn sie flexibel mit den Interessen der Jugendlichen arbeiten, sie den Sinn und Zweck der Lernhandlung verkörpern und Möglichkeiten für die Arbeit mit und an Informatiksystemen (er)schaffen

Kids unterwegs im WWW: "Digital Natives" oder "Digitale Analphabeten"? Internetkompetenz bei Kindern und Jugendlichen zwischen Anspruch und Wirklichkeit - Eine Bestandsaufnahme

Die digitalen Medien sind seit Jahren auf dem Vormarsch. So ist ein versierter Umgang mit Computer und Internet - beruflich, aber auch privat - immer wichtiger geworden. Deshalb haben Politik und Wirtschaft unter dem inflationär gebrauchten Schlagwort „Digitale Medienkompetenz“ jahrelang und zu jeder Gelegenheit angemahnt, vor allem die Heranwachsenden mögen doch schnellstens lernen, wie man Google, Wikipedia, Facebook und Co. bewusst, kritisch, verantwortungsvoll und aktiv nutzt. Mit der Zeit ist diese populäre Forderung jedoch ziemlich in den Hintergrund gerückt, denn in der allgemeinen Wahrnehmung ist mittlerweile nicht nur alle Welt online, sondern auch medientechnisch fit. Vor allem den jungen Mediennutzern unterstellt man inzwischen gerne, dass sie durch ihre frühe Mediensozialisation selbstredend alle wahre PC- bzw. Online-Experten sind. Diese Sichtweise ist sehr verbreitet und wird kaum hinterfragt. Aber spiegeln diese gängigen Annahmen tatsächlich die digitale Medienrealität hierzulande wider oder klafft hier nicht eine große Lücke zwischen Anspruch und Wirklichkeit? Wie steht es wirklich um das digitale Medien-Know-how der Erwachsenen und insbesondere der Kinder und Jugendlichen? Ausgehend von diesen Fragen lautet die Kernthese der vorliegenden Dissertation, dass die Mehrheit der Mediennutzer noch weit davon entfernt ist, über ausreichende informations- bzw. kommunikationstechnische Kenntnisse zu verfügen, um den komplexen Anforderungen, die eine moderne Informationsgesellschaft an ihre Bürger stellt, zu genügen. Das trifft explizit auch auf die Mehrheit der jungen Nutzer zu. Aus dieser zentralen These ergeben sich dann zwangsläufig weitere Fragen: Wieso ist denn das IT-Know-how bei vielen noch so ausbaubedürftig? Welche Gründe stecken speziell hinter der unzureichenden IT-Kompetenz der Heranwachsenden? Gab es bisher denn keine entsprechenden Qualifizierungsmaßnahmen für die Kinder und Jugendlichen bzw. warum haben diese offensichtlich versagt? Um all diese Fragen zu klären wurden die relevantesten Medien-Nutzungsstudien analysiert. Ganz zentral für die Suche nach den Gründen für die unterstellten IT-Defizite des Nachwuchses war jedoch eine umfangreiche Online-Erhebung, in der hunderte Lehrkräfte zum Thema Internetkompetenz und zur Praxis der Medienkompetenzvermittlung in den Schulen befragt wurden. Im Ergebnis zeigen die Auswertungen der Nutzungsstudien und der Lehrer-Befragung tatsächlich die erwartete Kluft zwischen Anspruch und Wirklichkeit: Kinder und Jugendliche nutzen zwar ganz selbstverständlich die digitalen Medien, mit denen sie als sogenannte „Digital Natives“ heutzutage aufwachsen. Dieser unbefangene und spielerische Medienumgang darf aber nicht a priori mit einer kompetenten Nutzung gleichgesetzt werden. Ein „Digital Native“ zu sein, bedeutet eben nicht automatisch medienkompetent zu sein. Selbst wenn in den Medien also gerne das Bild der medienversierten Jugend vermittelt wird – Tatsache ist, neben den Erwachsenen verfügen auch etliche Heranwachsende noch nicht über das IT-Know-how, das man von einem medienkompetenten Nutzer erwartet. Das Gegenteil ist der Fall. Oft fehlt es den jungen Usern schon an grundlegenden Basiskenntnissen. Die Gründe für diese weitverbreiteten Kompetenzdefizite sind nun vielfältig, wie die vorliegende Untersuchung zeigt: Die Heranwachsenden in Deutschland nutzen die digitalen Medien bislang vor allem zuhause, vorzugsweise in ihrer Freizeit, vor allem zu Unterhaltungs- und Kommunikationszwecken. Das heißt, Spiel, Spaß und Entspannung stehen im Vordergrund. Bei einer derartig eingeschränkten Mediennutzung erlernen die Teenager die geforderte Medienkompetenz natürlich nicht – erst Recht nicht, wenn sie sich das notwendige, umfangreiche Know-how selbstständig, allein durch Learning-by-Doing, aneignen sollen. Das kann nicht funktionieren. Was fehlt, ist eine systematische IT-Qualifizierung für alle Schüler: Bis heute findet an vielen deutschen Schulen noch keine regelmäßige digitale Mediennutzung im regulären Unterricht und damit auch keine methodische Medienkompetenzvermittlung statt. Dafür sind die oftmals nach wie vor ungünstigen Rahmenbedingungen vor Ort, wie bspw. eine veraltete Technik oder zu große Klassen, verantwortlich. Aber auch das föderale Bildungssystem an sich stellt eine große Hürde dar. So fehlt es etwa an länderübergreifenden, verbindlichen und konkreten Lehrplanvorgaben, an praxistauglichen Lehr- und Lernmaterialien, an ausreichend qualifizierten Lehrkräften. Nur wenn diese systemimmanenten Probleme behoben werden, und somit alle Schüler - bundesweit - die Chance bekommen, gezielt an den Schulen zu lernen, wie man die neuen Medien in ihrer ganzen Bandbreite kompetent beherrscht, kann der Schritt vom „Digitalen Analphabeten“ zum wahren „Digital Native“ gelingen.Nowadays the information and communication technologies are an integral part of our so-called information society. For this reason media literacy, computer and internet competence are key qualifications, are as important as the traditional key qualifications reading, writing and calculating. This means, kids and teenager should learn how to handle the digital media in a critical, responsible and active way as early as possible. – Now, as the adolescents are growing up with the digital media, it is often assumed, that today all kids are little IT Experts, so they already have all required e-skills. This dissertation questions this common opinion. The central thesis is, that the vast majority of the digital media users is still far away of a sufficient IT knowledge. This concerns the adult users as well as most of the children and teenager. Growing up with digital media and use those in a playful and impartial way doesn’t mean a priory to be media competent. Being a ‘Digital Native’ doesn’t imply by default a qualified media use. So, the crucial question is, how IT skilled are the young people really? Through the analyses of the relevant media using research studies and particularly through an online-survey of hundreds teachers, who have been asked about the use of digital media in school lessons and the teaching of media literacy, the presumed discrepancy between the demand for media competence and the IT reality can be verified: Most of the young people don’t use the computer, respective the internet, in such a professionally way, so you could speak of an sufficient IT know-how. Quite the opposite – many kids have already problems with basic IT skills, so you thing rather about ‘Digital Analphabets’ than of ‘Digital Natives’. The dissertation explains the diverse reasons for this widespread IT incompetence in detail and shows, what has to be changed, so that all adolescents could learn the necessary media know-how