Cooperative learning at industry-related out-of-school-laboratories

In den letzten Jahren haben sich Schülerlabore als Teil der Bildungsinnovation für die Förderung von naturwissenschaftlichen und technischen Bildungsprozessen etabliert. Während diese außerschulischen Lernorte zunächst an naturwissenschaftlichen Vorgehensweisen unter wissenschaftlichen Gesichtspunkten ausgerichtet waren, hat sich mittlerweile der Fokus auf die Berufsorientierung und auf Bezüge zur Wirtschaft verschoben. Erfahrungsbasierte Zugänge zu naturwissenschaftlichen Entwicklungs- und Forschungsprozessen vermitteln Schülerinnen und Schülern das Zusammenspiel verschiedener Kompetenzen aus Naturwissenschaft, Technik, Wirtschaft und Industrie und verschaffen Einblicke in verschiedene Berufsfelder. Neben der Interesseförderung für Naturwissenschaften als Hauptziel aller Schülerlabore sollen mit dieser Herangehensweise auch mehr Jugendliche für naturwissenschaftliche Berufe begeistert werden. Eine Ursache, sich bei der Berufswahl gegen naturwissenschaftliche Berufe zu entscheiden und sich insbesondere von den Fächern Physik und Chemie zu distanzieren, liegt im negativen Image der Fächer. Beide gelten als schwierig, abstrakt, anspruchsvoll und trocken. Für die Berufsorientierung ist neben dem Image eines Faches auch ein positives Fähigkeitsselbstkonzept in diesem Fach von Bedeutung. Es hat sich als Prädiktor für eine in diese Fachrichtung orientierte Berufswahl herausgestellt. Zusammengefasst folgt daraus, das Fähigkeitsselbstkonzept in Physik und Chemie zu steigern und das Image dieser Fächer zu verbessern. Ein Ziel dieser Arbeit bestand darin zu untersuchen, welche Effekte der Besuch eines industrienahen Schülerlabors auf das Image, das Fähigkeitsselbstkonzept von Physik und Chemie und auf die naturwissenschaftliche Berufsorientierung erzielt. Thematisch gesehen ist das evaluierte Labor im interdisziplinären Feld von Physik, Chemie und Materialwissenschaft ein-zuordnen. Die Jugendlichen arbeiten kooperativ in verschiedenen Teams an dem komplexen realweltlichen Problem, ein Kunststoffprodukt zu designen, produzieren und zu vermarkten. In diesem Zusammenhang interessierte, welche Schülertypen welches Team bevorzugten und welche besonders von dem Laborbesuch profitierten. Eine unabhängig von den unter-suchten Konstrukten durchgeführte Schülertypisierung auf Basis verschiedener Berufsinteresseskalen trug zur Klärung dieser Fragen bei. Ein weiterer Schwerpunkt der vorliegenden Untersuchung lag in der Charakterisierung der stattfindenden Teamarbeit. Dabei wurden die Merkmale des kooperativen Arbeitens als besonderes Kennzeichen des Labors erfasst. Die Datenerhebung erfolgte mit einer pre-post-follow-up Befragung als Papier-und-Bleistift-Test. Den Ergebnissen zufolge kann das Konzept dieses industrienahen Schülerlabors, in dem Jugendliche kooperativ arbeiten und Einblicke in ein Industrieunternehmen mit seinen zahlreichen Berufsfeldern erhalten, als erfolgreich bezeichnet werden. Sowohl das Image der ‚harten‘ Naturwissenschaften als auch das Fähigkeitsselbstkonzept der Schülerinnen und Schüler verbessert sich signifikant kurz- bis längerfristig. Das erfahrungsbasierte Arbeiten und die Einblicke in verschiedene Berufe tragen dazu bei, dass sich die Einstellung gegenüber einer naturwissenschaftlichen Berufswahl signifikant positiv verändert. Dabei werden nicht nur die naturwissenschaftlich orientierten Jugendlichen angesprochen, sondern auch die, die ihre Hauptinteressen in anderen Gebieten haben. Tendenziell profitieren die Mädchen stärker von dem Laborbesuch als die Jungen. Der Geschlechterunterschied bei relevanten Variablen wie beispielsweise der naturwissenschaftlichen Berufsorientierung wird verringert. Die vorliegende Evaluierung beleuchtet das kooperative Arbeiten in einem industrienahen Schülerlabor unter verschiedenen Gesichtspunkten. Es gelingt, die Teamarbeit im Labor ausführlich zu charakterisieren und verschiedene Schülertypen mit ihren bevorzugten Tätigkeiten zu spezifizieren. Die Wirkung des Laborbesuchs auf die Konstrukte ‚Image‘, ‚Fähigkeitsselbstkonzept‘ und ‚Berufsorientierung‘ wird in allen Einzelheiten erfasst. Zudem kann festgestellt werden, welche Schülertypen am meisten von dem Laborbesuch profitieren. Eine Schülertypisierung bestätigt, dass die Jugendlichen ihre Tätigkeiten im Schülerlabor nach ihren Interessen und Neigungen auswählen. Dabei wird auch deutlich, dass die naturwissenschaftlich positiv eingestellten jungen Leute ebenfalls im besonderen Maß von dem Laborbesuch profitieren: insbesondere die technisch versierten und interessierten Schülerinnen und Schüler zeigen stabile signifikante Änderungen im Fähigkeitsselbstkonzept und der naturwissenschaftlichen Berufsorientierung. Insgesamt bestätigt die Arbeit die Rolle von Laboren, die komplementär zum Unterricht wichtige berufsorientierende Funktionen erfüllen.In recent years, out-of-school-laboratories have been established as part of the educational innovation for promoting scientific and technical educational processes. Initially, these learning laboratories were mainly set up from a science point of view using scientific approaches. Meanwhile, the focus has now shifted to career orientation and economic issues. Experience-based access to natural sciences processes in research and development convey to students the interplay between different competencies, such as natural science, technology, economy and industry. In addition, they provide an insight into various professional fields. Besides promoting interest in the natural sciences as a primary aim for all out-of-school-laboratories, this career-oriented approach is intended to inspire more young people to pursue a profession in the natural sciences. One reason for students to decide against such a career choice and to dissociate themselves in particular from the subjects, physics and chemistry, is the negative image attached to both subjects. All too frequently, students consider these subjects as difficult, abstract, demanding and dry. In addition to a subject’s image, a positive self-concept for the subject also influences career orientation in the specific field. Positive self-concept has turned out to be a predictor for a career choice in these professions. Thus, an improved self-concept for physics and chemistry and an enhanced image are decisive factors for future developments in these fields. One aim of this study was to examine the effects of a visit to an industry-related out-of-school-laboratory on the following aspects: image, self-concept of physics and chemistry and career orientation. Thematically, the evaluated lab belongs to the interdisciplinary field of physics, chemistry and material science. The students worked cooperatively in different teams on the complex and real-life-related task of designing, producing and marketing a plastic product. In this context, it was interesting to investigate which students choose a special team and which students benefited most from the lab visit. Therefore, a student classification was carried out based on different occupational interest scales. Another focus of the investigation was profiling the teamwork. Thus, the features of the cooperative project determined the special characteristics of the laboratory visit. The survey was carried out with a pre-post-follow-up questionnaire using a pencil-and-paper test. The results revealed that the industry-oriented lab approach is effective: the concept of working cooperatively and procuring insights into an industrial enterprise with its manifold occupational fields was successful. The image of the ‘hard’ natural sciences physics and chemistry as well as the students’ self-concept improved significantly both – on a short and long term basis. The experience based project and the insights into different occupations contributed to a significant attitudinal turnaround for career choices in natural sciences. In this context, not only the scientifically oriented students were activated, but also those who have their main interests in other areas. Especially the girls tend to have profited more from the lab visit than the boys. Accordingly, the gender gap for relevant variables e.g. career orientation has been reduced. The present evaluation explores the cooperative work in an out-of-school-laboratory closely affiliated to industry under different points of view. Characterization of teamwork operations and extensive profiling of different student types regarding their preferential activities was concluded successfully. The effect of the lab visit on constructive elements such as ‘image‘‚ ‘self-concept’, and ‘career orientation‘ were also analyzed in detail. Furthermore, the analysis revealed which type of students can benefit most from this lab visit. A students’ classification confirmed that the students selected their lab activities according to their interests and affinities. In this context, it became evident that the scientifically oriented students also profited from the lab visit; in particular, technically experienced and keen students showed stable significant changes in their self-concept and career orientation. In summary, the study emphasizes an extended role for out-of-school laboratories: the project made evident that labs complement school education when helping students with carrier orientation decisions

Was kann ein Schülerlabor leisten? Konzeptionierung des Schülerlabors teutolab-biotechnologie als Lehr-Lern-Labor mit Angeboten zur Breiten- und zur Begabtenförderung von Schülerinnen und Schülern

Röllke K. Was kann ein Schülerlabor leisten? Konzeptionierung des Schülerlabors teutolab-biotechnologie als Lehr-Lern-Labor mit Angeboten zur Breiten- und zur Begabtenförderung von Schülerinnen und Schülern. Bielefeld: Universität Bielefeld; 2019.Seit der Jahrtausendwende hat sich in Deutschland eine stetig steigende Anzahl von Schülerlaboren etabliert. In diesen Bildungsinnovationen wird das Interesse an den MINT-Fächern gefördert, indem Schülerinnen und Schüler dort eigenständig experimentieren. So soll die naturwissenschaftliche Grundbildung und der Nachwuchs für die MINT-Berufe unterstützt werden. Es werden klassische Schülerlabore zur Breitenförderung von Schülerforschungszentren zur Begabtenförderung unterschieden. Zudem können Schülerlabore als Lehr-Lern-Labore zur Ausbildung von Lehramtsstudierenden dienen, indem sowohl das Unterrichten als auch das Experimentieren praktisch umgesetzt werden. In bisherigen Arbeiten konnten bereits positive Effekte klassischer Schülerlabore auf motivationale Variablen und das Wissen von Schülerinnen und Schülern nachgewiesen werden. Jüngste Arbeiten beschäftigten sich auch mit den Spezifika von Schülerforschungszentren und Lehr-Lern-Laboren. Auf dieser Ausgangssituation basierend wurde im teutolab-biotechnologie an der Universität Bielefeld ein aus drei Säulen bestehendes umfassendes Schülerlaborkonzept entwickelt. Die Angebote zur Breitenförderung (Säule A), zur Ausbildung von Lehramtsstudierenden (Säule B) und zur vertieften Förderung besonders interessierter Schülerinnen und Schüler (Säule C) wurden in einer Design-Based-Research-Studie mit quantitativen und qualitativen Methoden untersucht. Bei diesem Forschungsrahmen stehen die theoriebasierten Neu- und Weiterentwicklungen von Bildungsangeboten im Zentrum der Betrachtungen, um Innovationen in die Praxis zu übertragen. In der Entwicklungssäule zur Breitenförderung (Säule A) wurden zunächst ergänzend zu dem Workshop ‚Dem Lambda-Phagen auf der Spur‘ die eintägigen Workshops ‚Barcoding von Orchideen‘ und ‚Molekulargenetische Tierartendifferenzierung‘ entwickelt. In allen Kontexten werden abiturrelevante molekularbiologische Methoden angewendet. Es wurde gezeigt, dass die Praktikumstage und deren schrittweise Fortentwicklungen der didaktischen Konzeption zu positiven Effekten führen: Die Laborbesuche erfahren eine hohe Akzeptanz und werden intrinsisch motiviert und mit hohem situationalem Interesse erlebt. Die Schülerinnen und Schüler erzielen einen großen Wissenszuwachs, der auch langfristig gut erinnert wird. Eine stärkere Akzentuierung des Forschenden Lernens in Kombination mit der Erstellung eigener Abbildungen zu den angewendeten Methoden führt zu höherem Wissenserwerb während der Workshops. Die Verwendung von Materialien zur Einbindung in den Unterricht wirkt sich förderlich auf das Vorwissen, den Wissensbehalt und die intrinsische Motivation aus. Durch den Einsatz neuer Medien in Form eines Life-Feedback-Systems wiederum werden der Wissenserwerb, die intrinsische Motivation und das situationale Interesse gesteigert. Das Lernsetting wird als konstruktivistisch, jedoch mit nur teilweiser Selbststeuerung wahrgenommen. Die Schülerinnen und Schüler stimmen zu, autonomieförderlich und auch forschend gelernt zu haben. Ihre Fähigkeiten stimmen weitestgehend mit den Anforderungen überein, so dass ein Flow-Erleben entsteht. In der Entwicklungssäule zum Lehr-Lern-Labor (Säule B) konnte gezeigt werden, dass ein im teutolab-biotechnologie im Bachelorstudium durchgeführtes Praktikum nachweislich zur Professionalisierung der Studierenden beiträgt. Der außerschulische Lernort bietet eine gute Möglichkeit, Teamteaching umzusetzen, intensiv zu reflektieren und den Umgang mit unterschiedlichen Voraussetzungen der Schülerinnen und Schüler zu trainieren. In der Säule zur Begabtenförderung (Säule C) wurden vier Entwicklungen zur Unterstützung besonders interessierter Schülerinnen und Schüler untersucht. Mit der CeBiTec-Schülerakademie und der teutolab-Akademie wurden zwei unterschiedliche Konzepte für Veranstaltungen in den Schulferien angeboten. Bei dem Lab2Venture-Projekt und dem Erasmus-Projekt wurden schuljahresbegleitende Projektarbeiten umgesetzt. Die Analyse der Fazits der Schülerinnen und Schülern belegt unterschiedliche Schwerpunkte in Bezug auf die experimentellen Anteile und den sozialen Austausch. Trotz der unterschiedlichen Konzepte konnten für alle Veranstaltungen eine hohe Akzeptanz, ein großes situationales Interesse und der Erwerb von Schlüsselkompetenzen nachgewiesen werden. Dabei nutzen die Schülerinnen und Schüler die Angebote intensiv zur Studien- und Berufsorientierung. Die theoriegeleitet entwickelten Unterrichtsmaterialien und die Analyse des Gesamtkonzeptes verdeutlichen, wie gewinnbringend Schülerlabore sowohl in der Breiten- und Begabtenförderung von Schülerinnen und Schülern als auch in der Ausbildung Lehramtsstudierender genutzt werden können. Die vorliegende Arbeit leistet somit einen praxisorientierten Beitrag zum schulischen und zum universitären Bildungssystem

Technology Entrepreneurship : A Treatise on Entrepreneurs and Entrepreneurship for and in Technology Ventures. Band 2

The treatise is the first coherent and comprehensive presentation of the important sub-field of "technology entrepreneurship" emphasizing the science and engineering perspectives. It is a presentation of technology entrepreneurship as an inter-cultural approach referring to the US and Germany. It integrates micro- and macro aspects referring to numerous cases of firms\u27 foundations. The book provides also a new semi-quantitative approach to growth of new technology ventures