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Naturwissenschaftliches Experimentieren mit eLearning unterstützen Dr. Peter Ferdinand, Mark Klasen, Viola Pohl Medienkompetenz macht Schule 3. Arbeitstagung.

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1 Naturwissenschaftliches Experimentieren mit eLearning unterstützen Dr. Peter Ferdinand, Mark Klasen, Viola Pohl Medienkompetenz macht Schule 3. Arbeitstagung vom 22. September 2009

2 Agenda I:Problemkontext PISA & Co. II:Blended Learning Ansatz III: Effekte des Ansatzes IV:Perspektive des Schulträgers V:Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch VI:Demonstration

3 Problemkontext PISA & Co. Das kognitive Potential der SchülerInnen wird nur unzureichend genutzt Indikator = Problemlösekompetenz der SchülerInnen -In PISA stets höher als die curricular verankerten Kompetenzleistungen Hohes naturwissenschaftliches Potential am Ende der Grundschulzeit wird unzureichend weitergeführt -s. Befunde IGLU-E

4 Problemkontext PISA & Co. Interesse der SchülerInnen wird zu wenig angesprochen In Grundschule noch günstige Interessenbasis Interesse an Naturwissenschaften nimmt in Sek. I rapide ab -am massivsten in Fächern Physik und Chemie -insbesondere bei Mädchen Interesse ist wichtige emotional-affektive Bedingung für das (Weiter-)Lernen

5 Problemkontext PISA & Co. Aktuelle Anforderungen an Unterricht Frühzeitige Förderung von leistungsschwächeren Schülern bzw. ungünstigen Lernvoraussetzungen selbstgesteuertes, motiviertes Lernen Realitäts- und Problemorientierung Heterogene Gruppen & Geschlechtsspezifika

6 Agenda I:Problemkontext PISA & Co. II:Blended Learning Ansatz III: Effekte des Ansatzes IV:Perspektive des Schulträgers V:Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch VI:Demonstration

7 Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Der Blended Learning Ansatz Online- Modus: Individuelle Recherche

8 Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Der Blended Learning Ansatz

9 F2F-Modus: Experimentieren Beobachten Dokumentieren Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Der Blended Learning Ansatz Online- Modus: Individuelle Recherche

10 Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Der Blended Learning Ansatz

11 Online-Modus: Experiment erfolgreich? Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Der Blended Learning Ansatz F2F-Modus: Experimentieren Beobachten Dokumentieren Online- Modus: Individuelle Recherche

12 Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Der Blended Learning Ansatz

13 Online-Modus: Deutung des Beobachteten & Bewertung Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Der Blended Learning Ansatz F2F-Modus: Experimentieren Beobachten Dokumentieren Online-Modus: Experiment erfolgreich? Online- Modus: Individuelle Recherche

14 Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Der Blended Learning Ansatz

15 Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Der Blended Learning Ansatz F2F-Modus: Experimentieren Beobachten Dokumentieren Online-Modus: Experiment erfolgreich? Online-Modus: Deutung des Beobachteten & Bewertung Online- Modus: Individu elle Recher che Neues Experiment? Reales Experimentieren wird durch eLearning unterstützt

16 Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Didaktische Charakteristika Freiheitsgrade des Lernens Interesse und Motivation statt Zwang und Leistungsdruck Experimente werden zunehmend interessanter & anspruchsvoller Personalisiertes Lernen durch eLearning

17 Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Technische Grundlagen der Online-Lernumgebung Spezifische relationale Datenbank (PostgreSQL) für die Experimente-Daten -Online-Autorenoberfläche als Front-End für Datenbank -Formatunabhängige Kodierung der Inhalte in XML -On-the-fly Darstellung der Experimente im html bzw. pdf-Format -Logging-Funktionen für Evaluationszwecke Spezifische Funktionen der Lernumgebung (PHP) -Integrierbar in gängige eLearning-Systeme (hier: Ilias)

18 Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Die Startseite der Online-Lernumgebung

19 Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Online-Werkzeuge für selbstgesteuertes Lernen Suche erlaubt Experiment-Recherchen mit verschiedenen Freiheitsgraden Persönl. Arbeitsbereich gestattet einen Überblick über individuelles Experimentieren Top Ten zeigt die populärsten Experimente der Peers

20 Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen

21

22

23 Experiment praktisch erproben -> aus dem System abmelden Glossareintrag

24 Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Relevanz des Blended Learning Ansatzes Relevanz von SGL für schulisches Lernen knüpft an konkrete Thesen zur Verbesserung der Unterrichtsqualität im Kontext von PISA an -soll gleichermaßen Wissenserwerb & Interesse fördern -bietet Anschlussfähigkeit und Lebensweltbezug fürs Lernen -schafft eine offene Lernsituation: kognitiv aktivierend -bietet authentische und für den Lerner relevante Lernanlässe

25 Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Verfügbare Experimente 132 Freihand-Experimente in der Datenbank Themengebiete: Wasser, Wald, Energie, Luft

26 Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Erfahrungen und Feedback aus GTS-Pilotprojekt 191 SchülerInnen der Klassen 3 bis 10 von Oktober 2003 bis Juni 2004 Anzahl vollständiger Experimentbearbeitungen: 1187 Male -Einige SchülerInnen bearbeiteten mehr als 60 Experimente Keine größeren Probleme im Umgang mit den webbasierten Werkzeugen

27 Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Erfahrungen und Feedback Uneingeschränkt positives Feedback der ProjektlehrerInnen -Arbeit mit altersgemischten und leistungs- heterogenen Schülergruppen möglich -Hohe Motivation der SchülerInnen, aber z.T. Probleme durch mangelnde Lesekompetenz -Angemessene Unterstützung fachfremder LehrerInnen

28 Agenda I:Problemkontext PISA & Co. II:Blended Learning Ansatz III: Effekte des Ansatzes IV:Perspektive des Schulträgers V:Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch VI:Demonstration

29 Wissenschaftliche Studie zu Wirkungen des Ansatzes Fragestellung der Studie Welcher Beitrag zur Verbesserung der naturwissen- schaftlichen Kompetenz der SchülerInnen wird geleistet? Zwei Hauptuntersuchungsebenen -Kognitiver Lernerfolg -Interesse und Motivation

30 Wissenschaftliche Studie zu Wirkungen des Ansatzes Stichprobe 153 Schüler aus 3 Realschulen Klasse 9 Parallelisierung d. Störvariablen -Vorwissen, Computervorerfahrung, Intelligenz, Lernmotivation, Selbstkonzept, Sachinteresse, Geschlecht Gruppenaufteilung -Experimentalgruppe (n = 76), davon 45 Jungen, 31 Mädchen -Kontrollgruppe (n = 77), davon 46 Jungen, 31 Mädchen

31 Wissenschaftliche Studie zu Wirkungen des Ansatzes Mehrebenenansatz der Interventionsstudie

32 Wissenschaftliche Studie zu Wirkungen des Ansatzes Befunde: Schüler, die selbstgesteuert lernen, erzielen höhere Lernerfolge als Schüler im Frontalunterricht

33 Wissenschaftliche Studie zu Wirkungen des Ansatzes Befunde: Das aktuelle Interesse wird durch das selbstgesteuerte Lernen stärker gefördert als durch den Frontalunterricht

34 Wissenschaftliche Studie zu Wirkungen des Ansatzes Befunde: Schüler, die selbstgesteuert lernen, sind stärker motiviert

35 Wissenschaftliche Studie zu Wirkungen des Ansatzes Resüme: Naturwissenschaftliche Grundbildung kann mit dem untersuchten Blended Learning Ansatz umfassend gefördert werden

36 Wissenschaftliche Studie zu Wirkungen des Ansatzes Nachtrag zum Einsatz an Grundschulen Studie wurde nicht mit Grundschülern vorgenommen -keine einfache 1:1-Übertragbarkeit der Befunde! Aus Erfahrungen des Pilotprojekts -Angebot fördert Erwerb u. Ausbau von Medienkompetenz -A. fördert und fordert Erwerb von Selbstorganisationskompetenzen -A. gibt Anlass und Motivation zur Erweiterung der Lesekompetenz d. SchülerInnen -A. fördert Neugier und Interesse an naturwissenschaftlichen Fragen Zentral dafür in Grundschule Lehrerinnen und Lehrer als Moderator und Unterstützer des selbstgesteuerten Lernens ihrer SchülerInnen

37 Agenda I:Problemkontext PISA & Co. II:Blended Learning Ansatz III: Effekte des Ansatzes IV:Perspektive des Schulträgers V:Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch VI:Demonstration

38 Perspektive des Schulträgers Situation 1 Regionale Schule 4Kommunale Grundschulen 1Ganztagsschule 1Private Grundschule 4Kommunale Kindertagesstätten 3Katholische Kindertagesstätten 2Private Kindertagesstätten

39 Perspektive des Schulträgers Das Pädagogik Team Region Kaisersesch als regionales Bildungsteam steuert die vielfältigen Aktivitäten und Kooperationen aller Kindergärten aller Grundschulen der Integrierten Gesamtschule der Kinderprojekte der Generationen-Bildung der Kooperationen mit Hochschulen und der TGZ-Akademie Dieses Netzwerk ist zusammengefasst unter WISSENschaffen

40 Perspektive des Schulträgers Gestiegene Bildungsansprüche in Kitas/GS gestiegene Anforderungen in der Wirtschaft Veränderte Schullandschaften Schulische Kenntnis nach Abschluss der jeweiligen Schule Demographischer Wandel Bildungsregion Kaisersesch

41 Perspektive des Schulträgers Bildungsschwerpunkte Naturwissenschaften und Medienkompetenz Einsatz in den Grundschulen und der Regionalen Schule Kaisersesch Das Angebot kann auch außerhalb der Schulzeiten genutzt werden Wissensvermittlung im Nachmittagsunterricht ExeLeNz in Schulen der VG Kaisersesch

42 Perspektive des Schulträgers Interesse am ExeLeNz Programm? Wir richten Ihnen einen Testzugang ein Kontakt: Mark Klasen Verbandsgemeinde Kaisersesch Tel.: 02653/ ExeLeNz in Schulen der VG Kaisersesch

43 Agenda I:Problemkontext PISA & Co. II:Blended Learning Ansatz III: Effekte des Ansatzes IV:Perspektive des Schulträgers V:Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch VI:Demonstration

44 Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch Wöchentlich vier Tage Ganztagsschulangebot (GTS) Schülerzahl: 182 Schülerinnen und Schüler Lehrkräfte: 11 Lehrpersonen 2 pädagogische Fachkräfte 7 Unterstützungspersonen GTS Grundschule Kaisersesch

45 Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch Grundschule Kaisersesch Zeit1. Schuljahr2.Schuljahr 8:00 – 12:00 Vormittagsunterricht 12:00 – 13:00 Mittagspause Essen, Spiel-, Ruhe und Bewegungszeit Mittagspause Essen, Spiel-, Ruhe und Bewegungszeit 13:00 – 14:00 Angeleitete Lernzeit Hausaufgabenbetreuung Angeleitete Lernzeit Hausaufgabenbetreuung 14:00 – 15:00 Projekte Spielpausen, Pädagogische Betreuung Projekte Spielpausen, Pädagogische Betreuung 15:00 – 16:20 Kreative Lernzeit

46 Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch Grundschule Kaisersesch Zeit3. Schuljahr4.Schuljahr 8:00 – 13:00 Vormittagsunterricht 13:00 – 14:00 Mittagspause Essen, Spiel-, Ruhe und Bewegungszeit Mittagspause Essen, Spiel-, Ruhe und Bewegungszeit 14:00 – 15:00 Angeleitete Lernzeit Hausaufgabenbetreuung Angeleitete Lernzeit Hausaufgabenbetreuung 15:00 – 16:20 Projekte Spielpausen, Pädagogische Betreuung Projekte Spielpausen, Pädagogische Betreuung

47 Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch Medienschule Kaisersesch Schulung der medialen Kompetenz Medienbildung Voraussetzungen Rolle der Lehrperson Chancen Risiken

48 Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch Medienschule Kaisersesch mediale Ausstattung der Schule Internetzugang in jedem Klassenraum vier Smartboards gesonderter Experimentierraum mit Internetanschluss Hardware der PC´s zum Teil veraltet

49 Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch Umsetzung des ExeLeNz Programms räumliche Umsetzung Gestaltung des Experimentierraums Anschaffung zusätzlicher PC`s Bereitstellung von Experimentiermaterial für naturwissenschaftliche Forschungen Bereitstellung von Aufbewahrungsbehältnissen

50 Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch Umsetzung des ExeLeNz Programms unterrichtliche Umsetzung Umsetzung während des Schulvormittags wöchentliche Erstellung eines Belegungsplans klassenweise Nutzung des Experimentierraums Nutzung des Experimentierraums in Arbeitsgruppen (AG) Umsetzung während des Schulnachmittags Nutzung des Experimentierraums im Rahmen der Ganztagsbetreuung Überprüfung und Ergänzung der notwendigen Materialien Aktuell in VG Kaisersesch bereits 400 GrundschülerInnen eingeschrieben, IGS Kaisersesch soll folgen

51 Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch Umsetzung des ExeLeNz Programms außerschulische Umsetzung Zugriff auf ExeLeNz Programm vom Home PC Fortführung des ExeLeNz Programms an weiterführenden Schulen

52 Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch Ziel der Umsetzung Förderung des selbständigen Lernens Erwerb von Medien und Sachkompetenz Steigerung des Lerninteresses, Freude am Lernen Leistungsschwächeren Schülern Erfolgserlebnisse ermöglichen

53 Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch ….auch er experimentierte…

54 Agenda I:Problemkontext PISA & Co. II:Blended Learning Ansatz III:Anwendung in der Praxis IV:Studie zu Wirkungen des Ansatzes V:DemonstrationDemonstration

55 Vielen Dank für Ihre____ Aufmerksamkeit! Dr. Peter Ferdinand, Mark Klasen, Viola Pohl Medienkompetenz macht Schule 3. Arbeitstagung vom 22. September 2009


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