Themenhefte: Deutsch – Raspi – Coding – iPad

In meinem heutigen Blogpost möchte ich mit Tobias Hübner eine Lehrkraft vorstellen, die sich auf die Fahnen geschrieben hat, Geisteswissenschaften und Technik näher zusammenzubringen. Die ZEIT Online Redaktion schreibt weiter1:

Im Rahmen eines Förderprojekts für begabte Schüler hat Deutschlehrer Hübner schon mit eine KI trainiert, zu erkennen, ob eine menschliche Hand Schere, Stein oder Papier zeigt. Im Deutschunterricht bespricht er Narrative aus Computerspielen. Eines seiner neuesten Projekte ist eine Unterrichtsreihe zum Roman Zero des österreichischen Schriftstellers Marc Elsberg. In dem Krimi geht es unter anderem um Netzaktivisten, Datenschutz und Hacker. Diese nutzen immer wieder einen Minicomputer namens Raspberry Pi, den es auch in Wirklichkeit gibt. Hübners Schüler*innen lesen immer ein Kapitel des Romans und lösen dann dazu passende Aufgaben, manche davon mit einem solchen Raspberry Pi. Mal sollen sie per Tabellenkalkulation Daten über ihr Social-Media-Verhalten analysieren, mal in Python einen eigenen Chatbot programmieren. (Übrigens gibt es dazu auch ein Lehrer*innenheft. Einfach eine Mail an den Autor.)

 

Neben klassischen Deutschunterrichtthemen wie sprachliche Mittel, Inhaltsangaben und Textanalyse thematisiert er anhand der Lektüre unter anderem Open-Source-Software, Verschlüsselungsmechanismen und Heideggers Position zu Technologie. „Meine Idee ist es, (…) Informatik zu verbinden mit gesellschaftlichen Fragen, mit Kunst und Literatur und dadurch den Schülerinnen und Schülern zu zeigen, was das alles mit ihrem Leben zu tun hat, das ist auch die große Chance des Medienkompetenzrahmens.

Das ist doch eine gute Gelegenheit, ein fächerübergreifendes Unterrichtsangebot zu gestalten (Deutsch – Informatik/ Physik), oder?

Weiterhin bietet er in seiner Schule eine Computer AG an, an der offensichtlich Jung und Alt Gefallen finden, wie ein Fernsehbeitrag im ZDF Morgenmagazin zeigt. Tobias Hübner erstellt – auch mit Unterstützung seiner Schüler*innen – regelmäßig sogenannte Themenhefte, mal für Nerds und Freaks, mal – s. o. mit Bezug zu den Geisteswissenschaften. Eine Übersichtsseite fasst seine Themenheftsammlung zusammen.

Die Hefte sind in allen gängigen Formaten zu Verfügung: pdf, pages und doc abrufbar. Änderungen, Ergänzungen stehen unter der OER Lizenz CC BY SA.

Bildnachweis: @wikimedia

Computational Thinking

Erstmals wurden in der viel diskutierten ICILS 2018 Studie u.a. auch die Kompetenzen der Achtklässler im Bereich des ‚Computational Thinking’ ausgewiesen.

Was ist das eigentlich, ‚Computational Thinking‘?

Birgit Eickelmann hat das in einem ZEIT ONLINE Interview sehr anschaulich beschrieben: Es handelt sich um die Fähigkeit, mithilfe von digitalen Medien und Algorithmen Probleme zu bearbeiten. Beim ICILS-Test müssen die Achtklässler zum Beispiel einen selbstfahrenden Schulbus steuern, oder sie müssen eine landwirtschaftliche Drohne so programmieren, dass Saatgut passgenau auf die Felder ausgebracht wird.1

Tolle Aufgabenstellungen, wie ich finde. Und: Wer sich mit einem Abschlussjahr eines Abiturjahrgangs 2025 auseinandersetzt, findet erste Antworten auf die zukünftigen Herausforderungen der dann in die Berufswelt entlassenen Schülerinnen und Schüler: Die hier beschriebenen Anwendungen befinden sich bereits in der Umsetzung, manche sogar schon in der Produktreife…

Ergebnisse der Studie: Deutsche Achtklässler international im unteren Drittel

Da es sich bei ‚Computational Thinking‘ noch um einen vergleichsweise neuen Kompetenzbereich handelt, der noch nicht überall Eingang in die Lehrpläne gefunden hat, ist es für den Vergleich der Kompetenzergebnisse von nicht unerheblicher Bedeutung, zu untersuchen, in welchem Umfang Schülerinnen und Schüler überhaupt die Möglichkeit haben, damit verbundene Fähigkeiten zu erwerben und entsprechende Aufgaben im Unterricht zu bearbeiten. Gleichzeitig scheint vor diesem Hintergrund die Untersuchung des Aspektes, mit wie viel Nachdruck Lehrpersonen die Kompetenzen ihrer Schülerinnen und Schüler im Bereich ‚Computational Thinking‘ fördern, relevant. (…) Die Studie weist aus, dass der mittlere Kompetenzstand der Achtklässlerinnen und Achtklässler hierzulande signifikant unter dem internationalen Mittelwert liegt. (…) Immerhin deuten [die Ergebnisse] darauf hin, dass die Interpretation visualisierter Daten bereits in weiten Teilen in die verschiedenen Fachcurricula der Sekundarstufe I Einzug genommen hat und dort auch umgesetzt wird. Für andere betrachtete Aspekte, die sich beispielsweise auf das Modellieren oder aber die Algorithmisierung beziehen, wird jedoch im internationalen Vergleich ein deutlicher Nachholbedarf ersichtlich, der sowohl auf notwendige Veränderungen in den Lehrplänen als auch hinsichtlich der Entwicklung der Aus- und Fortbildung von Lehrinnen und Lehrern hinweist. 

Zusammenfassend lässt sich – trotz der unterschiedlichsten Konzepte und Ansätze auf nationaler und internationaler Ebene – ‚Computational Thinking‘ als zunehmend wichtiger und zukunftsrelevanter  Kompetenzbereich beschreiben, den mit steigender Relevanz von Algorithmen und künstlicher Intelligenz möglicherweise zukünftig alle Schülerinnen und Schüler im Laufe ihrer Schulzeit zur aktiven, reflektieren, kreativen und erfolgreichen Teilhabe an der Gesellschaft erwerben sollten, so schließen die Evaluatoren in ihrer ICILS Studie2.

Material zur Lehrplanentwicklung? Ja, die gibt es…

Wer sich nun auf den Weg machen will, Lehrpläne zu modifizieren bzw. geeignet zu erweitern, kann bereits auf elaborierte Materialien zurückgreifen. Ich habe bereits in der Vergangenheit auf einige aufmerksam gemacht: Versuche und Experimente NaWi 5/6 sowie VR – Experimente. Das anmoderierende Bild (s.o.) stammt aus einer Publikation, die bereits seit knapp einem Jahr auf dem Markt ist: Digitale Bildung in der Sekundarstufe: Computational Thinking mit BBC micro:bit

In dem Vorwort heißt es: Die Welt, in der wir leben, die Art und Weise, wie wir arbeiten und unsere Freizeit gestalten, die Möglichkeiten, wie wir miteinander kommunizieren und uns informieren, ändern sich rasant. Neue Technologien überholen sich innerhalb kürzester Zeit. Welche Innovationen in zehn Jahren bereits Teil unseres Alltags sind, ist heute kaum abzuschätzen. Wie bereiten wir uns als Gesellschaft darauf vor? Welche Fähigkeiten, welches Wissen erfordert die Arbeitswelt von morgen? (…)  Aufgabe der Schule ist es, unseren Kindern und Jugendlichen das nötige Werkzeug an die Hand zu geben, um auf die zukünftigen Entwicklungen und Herausforderungen vorbereitet zu sein.

Dem ist – auch mit Blick auf die o.g. Studie – nur zuzustimmen. Das Buch steht digital zur Verfügung, kann wegen der cc by Lizenz vervielfältigt, verbreitet und verändert werden. Das kommt insbesondere den Schulen entgegen, die calliope mini eingeführt haben. Die Beispiele lassen sich nach Aussagen des Herausgebers auch auf diesem Micro-Computer programmieren. Da es aber kleine Unterschiede gibt, empfiehlt Sandra Schön (Medienpädagogik Praxis-Blog) bei Maria Grandl (<maria.grandl@tugraz.at>) nachzufragen, wenn das notwendig erscheint – sie kenne nämlich Calliope und Micro:bit aus dem ff.

Link zum Buch Digitale Bildung in der Sekundarstufe: Computational Thinking mit BBC micro:bit 

Bildnachweis: Cover aus Digitale Bildung in der Sekundarstufe: Computational Thinking mit BBC micro:bit. Aus: „Bachinger, A., Teufel, M. (Hrsg.). (2018). Computational Thinking mit BBC micro:bit. Grieskirchen, Austro.Tec“. Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz. creativecommons.org/licenses/by/4.0

 

 

Virtuelle Reality Experimente

Vielfach sind naturwissenschaftliche Versuche ins Deutschlands Schulen nicht möglich, sei es auf Grund fehlender Räume, Restriktionen durch Sicherheitsanforderungen, in Anschaffung und Pflege kostenintensive Geräte bzw. Instrumente. Vielfach greifen NaWi Lehrkräfte auf App gesteuerte (virtuelle) Experimente zurück, wie sie z.B. von PhET angeboten werden. PhET Simulationen sind sehr flexible Werkzeuge, die in vielerlei Art und Weise genutzt werden können. Hier findet man Videos und andere Hinweise, wie PhET Simulationen in den Unterricht integriert werden können.

Der Fachverband für Strahlenschutz e.V. hat eine Unterrichtsanwendung zur Bestimmung der Halbwertszeit von Ba-137m online gestellt. Sie schreiben in ihrer Einleitung: Der hier in Form eines virtuellen Experiments beschriebene Versuch entspricht einem realen Versuch, der über viele Jahre und Jahrzehnte verwendet wurde, um an Schulen in Deutschland das Konzept der Halbwertszeit in der Sekundarstufe 1 experimentell zu vermitteln. (…) Mit der Novellierung der Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) im Jahr 2001 wurden die Anforderungen an die Bauartzulassung von radioaktiven Stoffen deutlich verschärft, so dass eine erneute Zulassung der Bauart seit dem nicht mehr möglich war. Spätestens mit Auslaufen der Übergangsvorschrift in § 117 StrlSchV im Jahr 2011 ist deswegen der Erwerb und die anschließende Verwendung dieses Isotopengenerators an Schulen genehmigungspflichtig, da die Cs-137 Aktivität deutlich oberhalb der Freigrenzen gemäß Anlage 3, Tabelle 1 Spalte 2 der StrlSchV liegt.
Die Universität Mainz hat deswegen mit der finanziellen Unterstützung und der fachlichen Beratung des Fachverbandes für Strahlenschutz ein Virtual Reality Experiment (VRE) entwickelt, das die Lernsituation des realen Experiments so gut wie möglich abbildet. Ziel ist, Lehrkräften ein attraktives Angebot zur Vermittlung des Konzeptes der Halbwertzeit zur Verfügung zu stellen, wenn reale Experimente nicht möglich sind.
Hier geht es zum Angebot.

Bildnachweis: https://fs-ev.org/arbeitskreise/ausbildung/virtuelles-reality-experiment/