Berufs- und Abivorbereitung: MINT

Ich habe Mitte des Jahres über Berufsaussichten von MINT-Berufen berichtet. Software-Spezialistinnen und -Spezialisten sind mit Abstand am gefragtesten. Dahinter folgen IT-Projektmanager*innen beziehungsweise IT-Projektkoordinator*innen, IT-Anwendungsbetreuer*innen beziehungsweise IT-Administrator*innen und Data Scientists beziehungsweise Big Data Experts. Schließlich sind aktuell Stellen für Datenschutz-Profis mit IT-Qualifikation sowie IT-Sicherheitsexpertinnen und -experten vakant. Heute geht es um die Aufnahme eines MINT-Studiums und ich stelle dazu eine Initiative der Hamburg Open Online University (HOOU) vor. Sie fördert die Erstellung innovativer digitaler Lernangebote und bietet diese frei zugänglich an. Mit ihrer Bildungsplattform unterstützt die HOOU die Öffnung von Hochschulen und schafft einen digitalen Raum für Kollaboration und Kooperation. Bevor ich das MINT-Angebot näher vorstelle, will ich zu Beginn die bemerkenswerten Leistungen der Stadt/des Landes würdigen.

Bildungsregion HH

Mit Hamburg verbinde ich seit jeher eine engagierte und innovative Bildungsszene. Das zeigt nicht zuletzt der ZEIT-Artikel über den Erfolg der Hamburger Schulen. Meine ersten Eindrücke habe ich im SiNUS-Projekt sammeln können. Dieses MINT-Projekt hat bundesweit Lehrkräfte miteinander vernetzt mit dem Ziel, voneinander zu lernen. Mein „Aha“ Erlebnis waren hier die elaborierten und anwendungsorientierten Materialien der Bildungsbehörde zur Unterstützung der Schulen, die fächerübergreifende Ansätze verfolgten und umzusetzen ermöglichten. Gleichzeitig entstand die Idee, den Schülerinnen und Schülern gleich beide Leistungskurse in einer Kombination anzubieten, wie z. B. Mathematik/Musik oder Mathematik/Geographie. Das heißt, die beiden unterrichtenden Lehrkräfte haben sich fächerübergreifend untereinander abgestimmt. Ich habe gerade einmal nachgeschaut, was meine damalige Referenzschule, die Max Brauer Schule heute anbietet. Keine Überraschung: Eine deutliche Weiterentwicklung, unter Einhaltung der verbindlichen KMK Regelungen (siehe Kategorie Abschlüsse). 

Im Rahmen der Würdigung der 10-jährigen Hamburger Schulinspektion kam ich Jahre später erneut in Kontakt mit der Max Brauer Schule. Sie hatte in der Gesamtkonferenz einen Beschluss über die Einführung neuer Unterrichtsmethoden unter der Voraussetzung gefasst, dass sich der Ansatz einer externen Evaluation stellen musste. Die dazugehörigen Verfahren sind Hamburg weit verbindlich vereinbart, in mehrjährigem Abstand durch Schulinspektionen und jährlich durch Kermit, einer Lernstandserhebung in den Jahrgängen 2/3, 5, 7, 8 und 9.  

Darüber hinaus wirbt die Stadt schon lange (seit 2010) für den Besuch außerschulischer Lernorte. Kürzlich wurde ein gleichnamiges Portal dazu frei geschaltet. Den anderen Kommunen zur Nachahmung empfohlen …

viaMINT an der HAW Hamburg

Es lohnt sich also, immer mal wieder dorthin zu schauen. Das habe ich nun anlässlich eines Podcasts Studienvorbereitung für MINT-Fächer mit OER getan. Und bin erneut beeindruckt. Anlass für neue Überlegungen zur MINT-Ausbildung in der Hamburger Uni waren die hohen Abbrecher*innenquote in den naturwissenschaftlichen Fächern. Man entwickelte (und entwickelt noch) Vorlaufkurse, die zukünftigen Studierenden einen Einstieg in ihr Fach erleichtern sollen. Sie eignen sich darüber hinaus zur Abklärung, ob man sich für das angestrebte Fach/Studium eignet. Oder man nutzt sie zur bevorstehende Abiturvorbereitung. Oder die Lehrkräfte nutzen sie für den Einsatz im Unterricht. Und was besonders bemerkenswert ist, die Materialien stehen in Form von Moodlekursen jeder/jedem und – wer will – anonym zur Verfügung. Im sehr zu empfehlenden Podcast wurde folgende Vorlaufkurse näher vorgestellt, die sich übrigens für MINT-Leistungskurse eignen dürften:

  • Komplexe Zahlen 
  • Bewegung und Kraft
  • Elektrizität erleben in Kooperation mit dem Miniatur Wunderland
  • Regenerative Energien
  • Einführung in das Experimentelle Arbeiten
  • Wie erstelle ich ein Protokoll?

Ich habe mir den Kurs >>Komplexe Zahlen<< einmal näher angeschaut

Was mir gefällt:

  • Einführung durch eine Verknüpfung mit anderen Fächern, hier Physik und Musik
  • Systematische Entwicklung der Inhalte durch Videosequenzen mit Zwischenfragen zur Verständnisabsicherung
  • Abschlusstest

und nicht zuletzt die Wahl einer Präsentatorin. Vermutlich wurde so entschieden, um vor allem Abiturientinnen zu motivieren, sich auf ein MINT Studium einzulassen. Das gilt auch für den Kurs >>Regenerative Energien<<, der in Kürze freigeschaltet und von zwei Moderatorinnen begleitet werden wird. 

Schlussbemerkungen

    Übrigens gibt es in Hamburg

    auf Youtube den Beitrag Mathe studieren JA/NEIN und SPIEGEL-Online einen Beitrag von Alice Rolf mit einigen Hinweisen zum Mathestudium. 

    Wer noch immer die Lust hat und motiviert ist, das Studium aufzunehmen, der/dem sei auf die Angebote der TU Braunschweig und Uni Paderborn aufmerksam gemacht. Die Mathematikkolleg*innen diese Unis bieten sogenannte Brückenkurse OMB bzw. studiVEMINT an, die folgende Ziele verfolgen:

    • Verbesserung der Rechensicherheit
    • Erhöhung der Rechengeschwindigkeit
    • Schließen von Wissenslücken

    … Stay tuned …

    Bildnachweis: Ausschnitt aus der Podcastseite der HOOU

     

     

    Mathalaxie – DiA:GO – Python trifft Pythagoras

    Wie im letzten Beitrag angekündigt, werde ich immer mal wieder über Entwicklungen in der Mathematikdidaktik berichten. Schön, dass es aktuell so viel über neue Erkenntnisse zu berichten gibt. Darum soll es hier gehen. Und auch um Tipps, wie man vor allem stärkeren Schüler*innen gerecht werden kann. Denn auch diese Gruppe hat ein Recht auf Förderung, oder?

    Dazu ganz zu Beginn eine didaktische Idee, der ich letzte Woche begegnet bin: Die Seminarmethode [1]https://www.cultofpedagogy.com/classroom-seminars/.

    Grundsätzlich sind Seminare Kleingruppenunterricht. Meehan erläutert in einem Podcast, dass sie die Bezeichnung Seminar ganz bewusst gewählt habe, eben weil die Kinder es lieben. Die Seminare dauern sieben bis zehn Minuten, wobei jedes Seminar ein kleines, fokussiertes Thema abdeckt. Sie werden in Zeiten angeboten, in denen die Lernenden selbstständig an Aufgaben arbeiten. Während einer Unterrichtsstunde (45-60 Minuten) bietet Meehan normalerweise ein oder zwei Seminare an. Grundsätzlich kann dieses Format in allen Fächern angeboten werden: Das können beliebige Lernziele sein, die die Einheit verfolgt. Es können Aufgaben sein, die sich aus Rückmeldungen der Lernenden ergeben. Idealerweise, so Meehan, werden Seminare für Gruppen von vier bis fünf Schüler*innen angeboten. Wenn sich mehr für ein Seminar anmelden, werden zwei separate Sitzungen angeboten. Oder, wenn viele Lernenden Interesse an einem Thema zeigen, entwickelt sie einen Organisationsrahmen gleich für die ganze Klasse.

    Viele Didakter*innen machen sich Gedanken, wie sie das Mathe-ist-doof Image auflösen können. Wie man Schüler*innen für die Mathematik begeistern kann. Darum wird es nun im Folgenden gehen. Die erste Anregung habe ich einer Sendung des SWR2 entnommen [2] … Continue reading:

    Mathalaxie

    Die Ungarin Marta Vitalis stellte sich schon früh die Frage: Wie sollte man Mathematik vermitteln, sodass es Kindern Spaß macht, ganz ohne Angst? Ihre Antwort: Verpackt in einer Abenteuergeschichte.

    Das Spiel “Mathalaxie” verpackt Grundschul-Mathematik in eine Abenteuerreise in den Weltraum. Die Idee: Die Kinder wollen ein Alien besuchen. An zehn Stationen bereiten sie sich auf die abenteuerliche Reise vor und lösen jede Menge Aufgaben: Sie bauen einen Roboter und ein Raumschiff, berechnen Flugrouten, basteln, zeichnen, schrauben. Dass viele Aufgaben mit Mathematik zu tun haben, merken sie nicht. Das sei der große Unterschied zum Unterricht, sagt Marta Vitalis. Denn hier haben sie bei jeder Aufgabe ein klares Ziel vor Augen.

    Aus der Forschung weiß man mittlerweile, dass gerade Kinder im angeleiteten Spiel genauso gut lernen wie im traditionellen Unterricht. Bei “Mathalaxie” arbeiten sie außerdem in Gruppen, sind emotional dabei und motiviert – auch das sind Faktoren, die dem Lernen guttun. Sie erleben eine rundum positive Mathe-Erfahrung. Momentan arbeiten Marta Vitalis und zwei Kollegen an “Mastory”, einem Algebra-Kurs für die 8. und 9. Klasse an Highschools in den USA.

    Der nächste Vorschlag stammt von einer Forschungsgruppe in Tübingen. Sie haben sich überlegt, wie digitale Medien den Matheunterricht unterstützen können. Herausgekommen sind aktuell drei Lernumgebungen [3]https://eldorado.tu-dortmund.de/bitstream/2003/40440/1/BzMU21_PLICHT_AdaptiverUnterricht.pdf:

    Adaptives Unterrichtskonzept

    Was ist das überhaupt, eine adaptive Lernumgebung?

    Adaptiv gestaltete Lernräume bieten gerade in heterogenen Lerngruppen besondere Potenziale Unterrichtsprozesse so zu realisieren, dass die aktuellen Unterrichtsinhalte und -methoden an die Voraussetzungen der Schülerinnen und Schüler angepasst sind. Zentrale Bestandteile adaptiven Unterrichts ist die Adaption auf Makro- (z. B. Gruppendifferenzierung nach Leistungsniveau) und Mikroebene (z. B. individuelle Unterstützungsmaßnamen), als auch die formative Diagnose. Eine regelmäßige Diagnostik ist Voraussetzung, um die Lernmaterialien und das Unterrichtsgeschehen fortwährend sowohl auf Makro- als auch auf Mikroebene anzupassen. Formative Diagnose als auch angepasste Adaptionen werden als wichtige Methoden angesehen, um das individuelle Lernen der SchülerInnen gezielt zu fördern, wie auch ihre metakognitiven Selbsteinschätzungen zu unterstützen, welche eine zentrale Rolle im Lernprozess spielen. Digitale Medien dienen hierbei als didaktische Werkzeuge, um diese Unterrichtsprozesse zu realisieren. Sie können sowohl auf Mikroebene für instruktionale Unterstützungsmaßnahmen wie z. B. computergestütztes Feedback als auch auf der Makroebene zur Organisation und Bereitstellung von differenziertem Unterrichtsmaterial eingesetzt werden. Zudem können Audience Response Systeme oder Online-Quizze für eine formative Diagnose mit unmittelbarer Ergebnisauswertung verwendet werden (vgl. hierzu meine Themenseite).

    Das Projekt DiA:GO (Digitale Medien im adaptiven Unterricht der gymnasialen Oberstufe der Gemeinschaftsschule) ist ein Kooperationsprojekt der Eberhard Karls Universität Tübingen und der Gemeinschaftsschule West Tübingen, welches auf die Etablierung eines didaktisch sinnvollen Einsatzes digitaler Medien im adaptiven Unterricht abzielt. Im bisherigen Projektzeitraum wurden drei Unterrichtseinheiten für das Fach Mathematik in der Sekundarstufe II entwickelt, durchgeführt und evaluiert (mit Klick auf das Bild kommt man zu den Materialien):

     

    Die Ergebnisse zeigten einen Leistungszuwachs der Schülerinnen und Schüler (große Effekte). Die Schülerinnen und Schüler bewerteten die Unterrichtseinheiten über die Durchführungsphase hinweg gleichbleibend als hoch adaptiv, kognitiv aktivierend und motivierend. In ihrem Fazit schreiben die drei Forscher*innen:

    Die Unterrichtseinheiten zeigen einen tragfähigen Ansatz auf, um digitale Medien für die Orchestrierung adaptiver Unterrichtsinhalte bereitzustellen, da sowohl die Lernleistungen als auch Selbstregulationsprozesse innerhalb der Unterrichtseinheit gefördert wurden.

    Abschließend und einen Bogen zur eingangs vorgestellten Seminaridee spannend gehe ich auf ein Buch ein, das den stärkeren Lernenden der Sekundarstufe I und II zusätzliche Impulse geben kann:

    Python trifft Pythagoras

    Auch wenn Computerbeweise bei einigen Mathematiker*innen umstritten sein mögen, sind sie heute nicht mehr wegzudenken. Bedeutende mathematische Beweise, die durch interaktive Theorembeweiser überprüft wurden, sind der Beweis des Vier-Farben-Satzes durch Georges Gonthier [4]https://eldorado.tu-dortmund.de/bitstream/2003/40440/1/BzMU21_PLICHT_AdaptiverUnterricht.pdf sowie der formalisierte Beweis der Keplerschen Vermutung durch das Flyspeck-Projekt. [5]https://arxiv.org/abs/1501.02155. Vielfach werden Computer gerne eingesetzt, um Aussagen zu falsifizieren. Denn dann braucht man sich ja erst gar nicht auf die Suche begeben. 

    Was liegt näher, als bereits frühzeitig die (starken) Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit zu geben, sich in dieses Thema einzuarbeiten?  Die Fähigkeiten, die benötigt werden, um guten, logisch kohärenten Code zu schreiben, ähneln stark dem Wissen, das unsere Lernenden auch zur Lösung mathematischer Probleme brauchen. Sie erfahren nicht nur, wie Probleme elegant mit (hier) Python modelliert werden und welche wissenschaftlichen Zusatzmodule ihnen viel Arbeit abnehmen, sondern sie bauen auch selbst Algorithmen nach und verstehen durch diesen konkreten Ansatz mathematische Zusammenhänge, die sonst abstrakt und kompliziert blieben.

    Zunächst wird man im Buch mit der Python-Programmierung vertraut gemacht. Es werden in einem kurzen Python-Kurs wichtige Datentypen und Programmierkonstrukte vermittelt. Und als ein erstes Kennzeichen späterer Erfahrungen im Informatikunterricht: Man lernt Bibliotheken zu nutzen; mit Informationen über NumPy, Matplotlib, SymPy und SciPy.

    Im Buch werden Themen angesprochen, die im Seminarsetting (s. o.) von der Lehrkraft angesprochen werden können, um sie dann von den Schüler*innen weiterbearbeiten zu lassen. Viele im Mathematikstudium wichtige Fragestellungen kommen im Unterricht kaum noch vor. Im Buch schon, wie z. B. der Begriff der Stetigkeit (nicht streng wissenschaftlich versteht sich, aber doch noch hinreichend formalisiert), Differenzialgleichungen, Ausgleichsrechnungen, Fraktale, Implementierung von RSA-Algorithmen und vieles mehr. Somit werden vor allem Schüler*innen aus der gymnasialen Oberstufe angesprochen, insbesondere diejenigen, die Informatik belegt haben.

    In der Sekundarstufe I bieten sich zumindest der Python-Kurs und erste Übungen an, dem Buch (Sieb des Eratostenes) oder aus dem täglichen Unterrichtsgeschehen entnehmend. Iterationsverfahren gibt es ja genügend: z. B. das Heronverfahren zur Berechnung der Quadratwurzel einer (positiven) Zahl oder das Näherungsverfahren von Archimedes zur Bestimmung der Zahl π. Oder man bedient sich der Rückmeldungen der Schüler*innen, wenn sie selbst auf eine Idee, auf eine Anwendung stoßen und umsetzen wollen. Via eines Seminarformats (s.o.) …

    Zu jedem der im Buch angesprochenen Themen findet man im Downloadbereich Codebeispiele sowie Übungen mit kommentierten Lösungen. So können Lehrende wie Lernende alle Beispiele komfortabel ausprobieren, die beschriebenen Lösungswege nachvollziehen und auf eigene Probleme anwenden.

    Fazit: Ein Buch, das den laufenden Unterricht ergänzen kann. Ein Buch, das eine erste Kontakaufnahme mit Python ermöglicht; einer Programmiersprache, die dank ihrer Syntax und Lesbarkeit leicht zu erlernen ist und sich sehr vielseitig einsetzen lässt. Besonders zu empfehlen für fächerübergreifende Ansätze, indem man z. B. den Begriff des Algorithmus innermathematisch einführt und anschließend im MINT-Spektrum nach weiteren Anwendungsmöglichkeiten sucht.

    Schlussbemerkungen

    Wer meinen Beiträgen folgt, weiß um meine Affinität zur evidenzbasierten Bildungsforschung. Auch, weil vor allem die Mathematikdidakter*innen in ihren Beiträgen immer mit Ideen aufwarten, wie man in der Praxis mit den Ergebnissen umgehen kann, wie man z. B. der Inhomogenität in unseren Lerngruppen gerecht werden kann. Und: Weil die Ergebnisse helfen, Erfahrungen aus dem eigenen Unterricht besser einzuordnen. Nicht frustriert zu sein, wenn [6]https://www.waxmann.com/index.php?eID=download&buchnr=4257, S. 23 ff

    Differenzierungsmaßnahmen nicht immer für alle Schülergruppen mit unterschiedlichen Leistungsniveaus gleich wirksam sind und Merkmale der Schule (z. B. durchschnittlicher sozioökonomischer Status oder Leistung der Schülerinnen und Schüler) entscheidend sein können.

    (…)

    (Gleichwohl zeigt) die Forschungssynthese mit ihrer vergleichenden Untersuchung von Differenzierungsmaßnahmen auf internationaler Ebene: Es ist Erfolg versprechend, verstärkte Anstrengungen zu unternehmen, um Schülerinnen und Schülern Möglichkeiten zu eröffnen, sich im Regelunterricht in ihrer je eigenen Geschwindigkeit und entsprechend ihren individuellen Fähigkeiten Wissen anzueignen und Fähigkeiten zu erlernen. Hierbei sollte jedoch folgender Grundsatz beachtet werden, welcher auch von einer Lehrkraft mit viel Erfahrung im Bereich Förderung leistungsstarker Schülerinnen und Schüler genannt wurde:

    „Es ist ja auch nicht jeder Schüler für jede Maßnahme geeignet. Also, da muss man dann schon immer individuell gucken, was passt.“

    Abschließend will ich gerne aus dem zitierten Themenheft die abschließenden Reflexionsfragen (S. 25) empfehlen, eben weil die empirischen Befunde an den jeweiligen Kontext angepasst werden müssen.

    … Stay tuned …

    Bildnachweis: Gert Altmann @pixabay

    SmartQuiz – Gedankenlesen – Rapunzel

    Schon eine Weile her, dass ich mich mit fachdidaktischen Überlegungen zum Mathematikunterricht beschäftigt habe, standen Pandemie bedingt eher Schlussfolgerungen für eine geeignete (fächerübergreifende) Unterrichts- und Schulentwicklung im Fokus der pädagogischen Diskussionen. Transformation analog – digital: Mathematikunterricht erschien Anfang März 2020 und da war von Pandemie beginnend und von Digitalpakt noch gar nicht die Rede. Mittlerweile sind weit mehr Lehrende und Lernende mit Endgeräten ausgestattet. Inklusive neuer Angebote und Ideen für einen Medien gestützten Matheunterricht. Davon werde ich heute und immer wieder mal in den nächsten Wochen berichten.

    SMART-Test

    Den Anfang macht ein Angebot des Deutschen Zentrums für Lehrkräftebildung Mathematik. Einige Kollegen arbeiten schon seit geraumer Zeit an einer Online-Diagnostik für die Jahrgangsstufen 5-9. Im Rahmen der Vorstudie SMART[alpha] untersuchen sie Potenzial und Einsatzmöglichkeiten der sogenannten SMART-Tests. Die Organisator:innen suchen interessierte Lehrkräfte, die mit ihren Schüler:innen an diesem Piloten teilnehmen wollen. Die Erprobung ist geplant für November 2022 bis Januar 2023 und soll während einer Unterrichtseinheit zu Variablen und Termen in Klasse 7 oder 8 stattfinden (der genaue Zeitraum kann durch die Lehrkräfte im Rahmen dieser drei Monate selbst gewählt werden). Die Durchführung soll aus Gründen der Vergleichbarkeit in Präsenz stattfinden. Die Schüler:innen benötigen für die Testdurchführung PCs/Tablets mit Internetzugang.

    Ich habe mir die Beispieltests einmal angeschaut und bin davon überzeugt, dass sie Lehrenden wie Lernenden eine gute Rückmeldung über Kompetenzstände geben können. Hier eine Vorschau auf die ersten Übersetzungen:

    Zum besseren Verständnis der ersten Aufgabe aus dem Test „Graphen interpretieren“ hier eine Ergänzung, die die Optionen anzeigt:

    Interessierte teilnehmende Lehrer:innen werden gebeten, zu drei Zeitpunkten Ihre Rückmeldung via Fragebögen zu geben und gegebenenfalls an zwei Fortbildungen teilzunehmen (je 2 Stunden via Zoom).

    Hier der Link zu weiteren Informationen inkl. Anmeldung zur Teilnahme

    Gedankenlesen

    Wer eine Vermittlungsidee zum besseren Verständnis einer Terminterpretation sucht, der/dem empfehle ich die von Janina Brüggemann auf Edutwitter vorgestellte 90-minütige Unterrichtseinheit. Bevor ich weitere Details nenne, zunächst das von ihr im Unterricht eingesetzte Experiment:

     

     

     

    Mich hat es – wie vermutlich auch Janinas Schüler:innen – sofort motiviert, mich hinzusetzen und den Term hinter diesem Experiment zu entwickeln. Und das sei schon vorweg verraten, erst dann beginnt die wahre Interpretationsarbeit. Die Kollegin (@jabrgmn) hat die Idee in einem Blogartikel ausführlich und inkl. Material beschrieben.

    Rapunzel: Faktencheck

    Abschließend noch ein Vorschlag für die Kolleg:innen aus dem Primarbereich: Michael E. Luxner (@MichaelELuxner) hat sich mit Grimms Märchen Rapunzel „kritisch“ auseinandergesetzt:

    Rapunzel: Faktencheck in Mathematik

    Seinem Fazit ist uneingeschränkt zuzustimmen:

    Fest steht: Mathematik hilft uns, Geschichten, Erzählungen und Aussagen zu überprüfen, um Wahrheit von Lüge unterscheiden und um eigene Schlüsse ziehen zu können. Und das ist etwas Großartiges!

    In diesem Sinne:

    … Stay tuned …

    Bildnachweis: Gerd Altmann @pixabay

    @Berufsorientierung (i): MINT

    Das Schuljahr neigt sich dem Ende entgegen. Letzte Abiturprüfungen finden statt. Und dann beginnt für die zukünftigen Studierenden und Auszubildenden eine schwierige Phase: Welchen Beruf strebe ich an? Was erwartet mich nach Studium und Ausbildung? Klar, viele der Absolventen haben in der Schule berufsorientierende Angebote erhalten. Von Berufsmessen über Praktika bis hin zu Uniwochen war sicher einiges dabei. Dieser Beitrag befasst sich mit Aussichten der MINT-Berufe im Allgemeinen und im Besonderen: in Wort und Bild an die abgehenden Schülerinnen gerichtet. Dazu gleich mehr …

    Keine Frage: Die Zukunft gehört den zukünftigen MINTler*innen. Und ebenfalls keine Frage: Die Ausbildung – egal ob in Uni, Unternehmen oder Betrieben – ist kein Zuckerschlecken. Im Gegenteil. Ich habe in einem älteren Beitrag auf die Klippen im Mathematikstudium hingewiesen. Und doch: Es lohnt sich, wie die im Folgenden beschriebenen Aussichten nach erfolgreichem Abschluss zeigen werden …
     

    Marktanalyse

    Lassen wir zunächst Fakten sprechen: Laut BITKOM[1]https://www.bitkom.org/Presse/Presseinformation/IT-Fachkraefteluecke-wird-groesser#:~:text=Branchen%C3%BCbergreifend%20ist%20die%20Zahl%20freier,zum%20Arbeitsmarkt%20f%C3%BCr%20IT%2DFachkr%C3%A4fte fehlt für die Digitalisierung der Wirtschaft immer mehr Personal. Zu diesem Ergebnis kommt die neue Bitkom-Studie zum Arbeitsmarkt für IT-Fachkräfte. Grundlage ist eine repräsentative Befragung von mehr als 850 Unternehmen aller Branchen. „Digitalisierung ist die Antwort auf Pandemie, Standortwettbewerb und Klimakrise, aber es fehlt an Expertinnen und Experten, um die Digitalisierung zu gestalten und zu treiben. Der IT-Fachkräftemangel trifft im Übrigen nicht nur die Wirtschaft, sondern auch den Staat, der bei der Besetzung von IT-Jobs oft das Nachsehen hat“, sagt Bitkom-Präsident Achim Berg. „Die angespannte Situation auf dem IT-Arbeitsmarkt bremst die Digitalisierung. In Corona-Zeiten ist überall spürbar geworden, dass wir an Tempo zulegen müssen. Umso ernüchternder ist es, dass dafür an vielen Stellen Fachkräfte und Know-how fehlen.“

    Software-Spezialistinnen und -Spezialisten sind mit Abstand am gefragtesten. Dahinter folgen IT-Projektmanager*innen beziehungsweiser IT-Projektkoordinator*innen, IT-Anwendungsbetreuer*innen beziehungsweise IT-Administrator*innen und Data Scientists beziehungsweise Big Data Experts. Schließlich sind aktuell Stellen für Datenschutz-Profis mit IT-Qualifikation sowie IT-Sicherheitsexpertinnen und -experten vakant. Interdisziplinär sind viele dieser Kompetenzen zunehmend im Bildungsbereich gefragt, wie diese Ausschreibungen zeigen/andeuten:

    Viele Ausschreibungstexte müssen an die heutigen wie auch zukünftigen Anforderungen noch angepasst werden. Das gilt auch für den Gehaltsrahmen. Unter A10 und vergleichbare Entgeltgruppen wird eine staatliche wie kommunale Stelle schwer zu besetzen sein. Nicht staatlich organisierte Unternehmen und Betriebe liegen weit oberhalb dieser aktuellen Grenze. Gute Perspektiven für die zukünftigen Berufsanfänger*innen also. Zunächst steht, und das soll nicht verheimlicht werden, ein(e) anspruchsvolle(s)
     

    Studium – Ausbildung im dualen System

    an. Voraussetzung ist ein Interesse an Technik und Naturwissenschaft. Evidenzbasiert bestätigt, benötigt ein erfolgreicher Berufseinstieg eine weitere Anforderung: die Teamfähigkeit. Es ist eben nicht der Technikfreak im Kapuzenpullover, der die Szene beherrscht, sondern es sind junge Menschen mit der Fähigkeit gefragt, in unterschiedlichen Disziplinen zu interagieren. Nicht selten kommen in einem IT-Projekt Mitarbeiter*innen aus der Informatik, Rechtswissenschaft (Jura), Betriebswirtschaft, Psychologie, Öffentlichkeitsarbeit u. v. m. zusammen. Und genau das wird bereits in der Ausbildung vorbereitet und vermittelt. So beschreibt Prof. Hauswirth (Informatikbereich Open Contributed Systems, TU Berlin) das Studium so [2]https://www.welt.de/wirtschaft/karriere/plus239155359/Informatiker-oder-Programmierer-Das-muessen-Sie-fuer-die-Ausbildung-wissen.html: „Sowohl während des Studiums als auch als Absolventen arbeiten ITler in kleinen bis mittelgroßen Gruppen zusammen. Ein klassisches Programmierteam umfasst fünf bis zehn Leute, die für verschiedene Bereiche zuständig sind.“ Dazu gehörten, so Hauswirth weiter, Gebiete wie Sicherheit, Design und Implementierung von Prototypen oder Benutzer-Interfaces. Die Arbeitsprozesse verliefen dabei meistens nach der „Scrum“-Methode in sogenannten „Sprints“ ab: Für einen kurzfristigen Bedarf werden kleine Zwischenziele vereinbart, an der die Gruppenmitglieder verschiedener Bereiche gleichzeitig, aber selbstständig arbeiten. „Dieses Arbeiten kann mitunter sehr intensiv sein“, berichtet Hauswirth. Abläufe wie Codieren und Testen von Programmabschnitten laufen dann teils parallel ab. Die Hauptaufgabe von Informatiker*innen sei aber in den seltensten Fällen das Programmieren an sich. Das komme aber mitunter in speziellen Bereichen wie der Automobilbranche oder der Künstlichen Intelligenz vereinzelt auch vor. [3]ebda.

     

    Frauen in Technikberufen

    Dieser Beitrag richtet sich auch und vor allem an die jungen Frauen, die vor einer Berufsentscheidung stehen. Zu männerdominiert zeigt sich das Bild von der Wissenschafts- und Technikwelt. Ein lesenswerter und motivierender ZEIT-Artikel Frauen in Technikberufen widmet sich dieser Zielgruppe. Die Autorinnen: „Frauen werden da schon mal wegdegradiert. Wer Mitte 2020 >>Özlem Türeci<< googelte, bekam als Ergebnis angezeigt: „Ehefrau von Uğur Şahin“. Ihren Mann bezeichnete die gleiche Suchmaschine als “Vorstandsvorsitzenden BioNTech”. Türeci ist eine erfolgreiche Molekularmedizinerin und hat maßgeblich an der Entwicklung des Corona-Impfstoffs mitgewirkt.“[4]https://www.zeit.de/2022/23/frauen-technikberufe-naturwissenschaft-it/komplettansicht

    Prof.’in Julia Arlinghaus, Leiterin des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung, bestätigt Hauswirth: [5]https://www.zeit.de/2022/23/frauen-technikberufe-naturwissenschaft-it/komplettansicht

    ArlinghausJulia@twitter

    Um die großen gesellschaftlichen Herausforderungen bewältigen zu können, braucht man mehr Zusammenarbeit zwischen den Disziplinen. Das bedeutet auch mehr Kommunikation an deren Schnittstellen. Das erlebe ich so gut wie jeden Tag. Das ist die Chance für Frauen mit ihrer Kommunikationsstärke. Sie schauen nicht allein auf die Technik, sondern zugleich auf den Menschen, der damit umgehen, davon profitieren soll. Technische Innovationen werden sich nur dann durchsetzen, wenn man die Nutzer mitnimmt. Hier haben Frauen mit ihrer kommunikativen Herangehensweise einen Vorteil, den sie auch selbstbewusst vertreten sollten.

    Und dann ist da noch eine Miniserie im Netz:

    Klaus Diepold (TU München) hatte dazu die Anregung gegeben, auch weil er die Notwendigkeit für mehr Normalität in Ansprache wie in öffentlichen Bildern gesehen hat. Technically Single ist kein flammendes Plädoyer für Gleichberechtigung. Wie in jeder Vorabend-Soap geht es ganz einfach um Liebe. Nur dass die Geschichte an der Technischen Universität spielt, Maria Furtwängler im Physik-Hörsaal doziert. [6]https://www.zeit.de/2022/23/frauen-technikberufe-naturwissenschaft-it/komplettansicht

    Der Film ist übrigens ein Ergebnis einer Arbeit in der Hochschule für Fernsehen und Film der TU München. Eindrucksvoll, welche Kompetenzen die Studierenden erwerben und einzubringen in der Lage sind. Und schön auch, dass sich etablierte Schauspieler*innen zur Verfügung gestellt haben. Und dann sind ja noch die coolen Sprüche, die es allein lohnen, sich den Film anzuschauen …

    Und hier noch ein Angebot für Schülerinnen und Schüler: 

    MINTFIT bietet Online-Tests für MathePhysikChemie und Informatik zum Überprüfen Deines Wissensstands und zugehörige E-Learning-Angebote zum Schließen etwaiger Wissenslücken. Eine optimale Vorbereitung aufs Studium – im Bereich Mathe auch fürs Abitur geeignet!

    Die ist der erste Teil. Nächste Woche geht es um eine weitere Berufsperspektive: den Journalismus …

    … Stay Tuned …

    Update (30.06.22): Berufsbilder von Menschen in #MINT-Berufen

    Bildnachweis: Nattanan Kanchanaprat @Pixabay

    MINT – interessant gestalten (viii)

    Anfang des Jahres hat Prof. Klemm in den MINT Fächern ein Lehrkräftemangel „in einem dramatischen Ausmaß“ prognostiziert. „Eine Analyse für Nordrhein-Westfalen, die auf die übrigen Bundesländer tendenziell übertragbar ist, hat gezeigt, dass 2030 nur für ein Drittel der Stellen für MINT-Lehrkräfte, die dann neu besetzt werden müssen, neu ausgebildete Lehrerinnen und Lehrer verfügbar sein werden.“[1]https://www.welt.de/politik/deutschland/plus236447613/Schulen-So-hart-trifft-der-Lehrermangel-Deutschland.html

    Zum einen liegt es sicher daran, dass die Kultusministerkonferenz wiederholt den Bedarf falsch einschätzt (vgl. etwa die Bertelsmann-Studie aus dem Jahr 2018). Zum anderen treffen die (wenigen) MINT-Studierenden nach Abschluss ihres Studiums auf ein breites Berufsangebot. Was not tut, ist neben einer Anreizschaffung des MINT-Lehramts eine Werbung für ein MINT-Studium durch Interesse fördernde Unterrichtsangebote. Nachdem ich über „Erfolgsformeln – Anwendungen in Mathematik“ informiert habe, geht es nun um den Chemieunterricht.

    Didaktik der Chemie

     

    In der Arbeitsgruppe unter Leitung von Prof. Dr. Verena Pietzner forschen die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter an aktuellen und zukünftigen Schlüsselproblemen des Chemieunterrichts. In enger Kooperation zwischen Forscherinnen und Forschern, Studierenden, Schülerinnen und Schülern sowie Lehrerinnen und Lehrern entstehen neue Erkenntnisse für die zukünftigen Chancen und Herausforderungen des Chemieunterrichts.

    Aktuelle Arbeitsgebiete und Projekte der AG Chemiedidaktik sind u. a.:

    • Citizen Science
    • Lebensmittelchemie in der Schule
    • Sprachsensibler Chemieunterricht
    • Strukturelle Analyse der LehrerInnenbildung
    • Digitalisierung
    • Berufsorientierung

    Die Schülerlabore ChemOL und ChemOL2 bieten Studierenden sowie Schülerinnen und Schülern u.a. Einblicke in aktuelle Arbeitsgebiete der Chemiedidaktik.

     

    Die auf dieser Seite zur Verfügung gestellten Videos sind im Rahmen eines Projektseminars mit Lehramtsstudierenden der Chemie entstanden. Die Videos richten sich an Chemielehrer*innen und Schüler*innen, um diese auch bei einem außerunterrichtlichen Einsatz (Blended Learning) zu unterstützen. Die Videos und Materialien dürfen im Sinne von OER (Open Education Resources) frei verwendet werden. Die Experimente sind so konzipiert, dass diese zu Hause mit Alltagsmaterialien durchgeführt werden können.
     

     
    Wer sich einmal mit Lernchancen via AR auseinandersetzen möchte, der/dem empfehle ich der Einladung von Melanie Ripsam (Chemiedidaktik der TUM) zu folgen:

    Sie hat kürzlich via Twitter ihr Interesse an weiteren Probanden erneuert. Interessierende melden sich am besten direkt bei Melanie.
     

    Publikation

     

    Abstrakt:

    Interesse ist ein wichtiges unterrichtliches Ziel und positiv mit weiteren Konstrukten wie Leistung und Selbstkonzept assoziiert. Eine Abnahme des Interesses von Lernenden in den Naturwissenschaften allgemein und insbesondere im Chemieunterricht über den Verlauf der Sekundarstufe wurde wiederholt festgestellt. Um Interesse im Schulkontext zu fördern, bietet sich gemäß des Vier-Phasen-Modells der Interessenentwicklung insbesondere das zeitlich instabile situationale Interesse an. Die Befundlage zu möglichen Triggern für situationales Interesse ist sehr vielfältig, jedoch teilweise uneindeutig. Zudem werden bislang in den Untersuchungen zum situationalen Interesse zentrale Qualitäts- und Gestaltungsmerkmale von Unterricht wie die Klassenführung oder Unterrichtsphasierung nicht systematisch berücksichtigt. Dieses Desiderat adressiert die vorliegende Beobachtungsstudie im Fach Chemie, indem sie den Zusammenhang zwischen Unterrichtsqualität sowie -gestaltung mit dem situationalen Interesse von Lernenden der Sekundarstufe I mittels einer Mehrebenenanalyse untersucht. Die Ergebnisse bestätigen empirisch, dass in der vorliegenden Studie praktische Erarbeitungsphasen in positiver Relation zum situationalen Interesse der Lernenden stehen, während theoretische Erarbeitungsphasen damit negativ verknüpft sind. Einstiegs- und Sicherungsphasen weisen keinen systematischen Zusammenhang mit dem situationalen Interesse auf. Im Bereich der Unterrichtsqualität zeigen sich negative Zusammenhänge zwischen dem situationalen Interesse und Klassenmanagement bzw. Verständnisorientierung, während zwischen dem situationalen Interesse und Strukturierung bzw. Förderung positive Zusammenhänge festgestellt wurden. Mögliche Ursachen sowie Implikationen für Forschung und Praxis werden diskutiert.

     

    Darüber hinaus empfehle ich noch die Materialien von MINTec. Der Verein „kümmert“ sich – wie der Name bereits andeutet – um unterrichtliche Innovation in den naturwissenschaftlichen Fächern. Mit Fokus auf Chemie sind hier in Zusammenarbeit mit der EVONIK Industries AG eine Materialsammlung entstanden, die mit den jeweiligen Schwerpunkten bundesweit in allen Schulen nutzbar ist. Dabei handelt es sich um Kernelemente des Chemieunterrichts, die für jeden weiteren beruflichen Weg im Feld der Chemie essentiell sind.

    Abschließend noch ein Tipp an diejenigen unter Ihnen, die interdisziplinär und vor allem fächerübergreifend denken und arbeiten:

    Erneut zeigt sich in diesem Beitrag der Mehrwert einer kollegialen Vernetzung in den sozialen Netzwerken …

    … Stay tuned …

    Update (09.02.22):

     
    Update (22.05.22): Tipp aus BZT092: App, die chemische Experimente nachbaut
     
    Update (19.09.22):


     

    Bildnachweis: PublicDomainPictures @Pixabay

    Raspberry Pi – Schnelleinstieg

    Vor gut zwei Jahren habe ich einen Blogbeitrag iPAD, Surface oder doch Chromebook? verfasst. Viele meiner Aussagen passen noch heute ganz gut zur aktuellen bestehenden Hardwarelandschaft. Nun hat ein neuer „Player“ den Markt betreten: Raspberry PI! Viel werden sagen, das ist doch eher ein Spielzeug als ein ernst zu nehmender Wettbewerber. Ich denke, es kommt auf einen Versuch an …

    Und wer es probieren möchte, dem empfehle ich den Leitfaden von Herbert Hertramph. Zum einen, weil einige Inhalte aus Rückmeldungen aus #twlz Lehrkräften zustande gekommen sind, zum anderen, weil dem Autor praxisnahe Rückmeldungen eines 6.- Klässlers zur Verfügung standen:

     

    Der Verlag bewirbt das Buch so:

    Der Raspberry Pi 400 ist ein minimalistischer „All-in-one“-PC zu einem unschlagbaren Preis. Die gesamte Technik ist in der Tastatur verbaut und die gesamte Software auf einer SD-Karte gespeichert.

    Mit diesem Buch erhalten Sie eine einfache und kompakte Einführung für den Einsatz des Raspberry Pi 400 und erfahren alles, was Sie brauchen, um mit dem Betriebssystem, der Arbeitsumgebung und der Software zu arbeiten. Herbert Hertramph zeigt Schritt für Schritt, wie Sie den Raspberry Pi 400 einrichten, um ihn im Alltag, Homeoffice oder für das Homeschooling optimal einzusetzen. Außerdem erhalten Sie jede Menge Tipps und Tricks für Streaming, Fotobearbeitung und vieles mehr.

    Alle notwendigen Linux-Grundlagen werden für Ein- und Umsteiger ganz einfach erläutert. Der Autor erklärt die Vorteile des Systems und geht besonders auf Sicherheit und Back-ups ein.

    Mit diesem Buch werden Sie die Möglichkeiten des Raspberry Pi 400 voll ausschöpfen und den Mini-PC optimal an die eigenen Bedürfnisse anpassen.

    Neben der Beteiligung von erfahrenen IT-Lehrkräften und eines Schülers gefällt mir darüber hinaus Herberts lockerer Schreibstil und die mit vielen Screenshots ausgestattete Publikation. Sie erleichtern deutlich den Zugang zum Raspberry und laden zu eigenen Tests und Basteleien ein.

    Apropos:

     
    Der Raspberry Pi® verfügt über eine große Entwickler- und Anwender-Community. Lehrkräfte wie auch Schülerinnen und Schüler finden deshalb in den entsprechenden Foren schnelle und professionelle Hilfe. Microsoft® unterstützt die Weiterentwicklung mit einer Integration in ihr aktuelles Betriebssystem Windows® 10, d. h. man kann die Platine über Windows® 10 und entsprechenden Schnittstellen(z. B. USB) „ansprechen“. Stockinger stellt in einem Beitrag weitere Vorzüge heraus:[1]https://pubshop.bmbwf.gv.at/index.php?rex_media_type=pubshop_download&rex_media_file=632_cda_sonderheftbmb.pdf

    Der Raspberry Pi bietet günstige Einstiegsmöglichkeiten in den Educational-Robotics-Bereich. Laufend werden neue Modelle angeboten wie z. B. der ZeroBorg (www.piborg.org/zeroborg), der auch mit dem Rasperry Pi Zero® (dem ersten Modell der Foundation) kompatibel ist. Mit einer H-Brücke für nur wenige Euros können ferngesteuerte Autos aus Pappkarton selbst gebastelt werden (siehe dazu die Anleitungen von Ingmar Stapel (custombuild-robots.com/).

    Wie der Autor in einem kurzen Abschnitt anmoderiert, gelingt mit Rasperry Pi® eine skalierte Einführung von Programmiersprachen, z. B. von einer visuellen Programmiersprache Scratch zu einer textbasierten Programmiersprache wie Python.  In der Schweiz wurde dazu speziell für den Unterricht mit TigerJython® (www.tigerjython.ch/) eine Plattform entwickelt, die entsprechende Lehrmittel für einen sinnvollen Einstieg in die Python Programmierung bereitstellt. TigerJython® ist für den Einsatz ab der vierten oder fünften Schulstufe konzipiert.

    Für den Raspberry Pi® steht inzwischen eine große Menge an Weiterbildungsmaterial zur Verfügung. Neben zahlreichen Büchern werden eigene Zeitschriften angeboten. The MagPi, das offizielle Pi-Magazin, kann in der digitalen Version kostenlos herunterladen werden und enthält neben grundlegenden Informationen Berichte über teils skurrile Anwendungen, wie z. B. eine automatische Katzenfütterungsanlage. Darüber hinaus lohnt der Besuch des Blogs t3n: Neue Erweiterung verbindet den Bastelrechner mit Lego-Motoren und das dazugehörige HackSpaceMagazine (49), frei zum Download.

    Hilfreich vielleicht auch der Praxisbericht: Machen Raspberry Pis Bock? Ich teste 3 Anfänger-Projekte | Selbstexperiment (youtube) …

    Und abschließend noch ein Handbuch mit Making Aktivitäten: Programmieren lernen mit dem Raspberry Pi und Minecraft
     

    Viele Anregungen, liebe (MINT-)Lehrkräfte, die nur darauf warten, ausprobiert zu werden …

    Update (08.05.22): DIGILAB PI400 Videotutorials

    … Stay tuned …

    Titelbild: Photo by Wonderlane on Unsplash