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

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

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 Indikator = Problemlösekompetenz der SchülerInnen In PISA stets höher als die curricular verankerten Kompetenzleistungen bspw. Leistungen im Problemlösen über internat. Durchschnitt vorhandene Potentiale nicht angemessen in domänenspezifische Kompetenz umgesetzt Hohes naturwissenschaftliches Potential am Ende der Grundschulzeit wird unzureichend weitergeführt s. Befunde IGLU-E

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 Interesse ist wichtige emotional-affektive Bedingung von Lernen Interesse bzw. Motivation ist gleichberechtigte Komponente einer zeitgemäßen Vorstellung von naturwissenschaftlicher Grundbildung Kogn. Komponente: Basiskompetenzen nach PISA

Problemkontext PISA & Co. Aktuelle Anforderungen an Unterricht Frühzeitige Förderung von leistungsschwächeren Schülern bzw. ungünstigen Lernvoraussetzungen selbstgesteuertes, motiviertes Lernen Realitäts- und Problemorientierung Heterogene Gruppen & Geschlechtsspezifika Potential von Bildungsstandards (zur Verbesserung von Unterricht) -> wenn denn in Zukunft hinreichend konkretisiert den Unterricht auf das zu konzentrieren, was letztlich sicher beherrscht werden soll durch Ausdifferenzierung auf unterschiedlichen Kompetenzniveaus kumulatives Lernen der Schüler besser fördern Beispielsweise könnten naturwissenschaftliche Arbeitsweisen wie das Experimentieren von Klassenstufe zu Klassenstufe auf einem höheren Niveau eingeführt werden Standards sollen auch diagnostische Hilfestellungen geben für den Lehrer/ die Lehrerin Standards bieten Hilfsmittel als auch Gelegenheit, die Wirksamkeit der eigenen Unterrichtskonzepte zu hinterfragen und anhand der Ergebnisse zu optimieren

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

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

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

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

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

Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Der Blended Learning Ansatz Online-Modus: Experiment erfolgreich?

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

Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Der Blended Learning Ansatz Online-Modus: Deutung des Beobachteten & Bewertung

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

Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Der Blended Learning Ansatz Reales Experimentieren wird durch eLearning unterstützt Neues Experiment?

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

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)

Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen Die Startseite der Online-Lernumgebung Das erscheint nach dem Einloggen in die Lernumgebung Es gibt eine Forscherhierachie, ForscherIn, WissenschaftlerIn, ProfessorIn, NobelpreisträgerIn und Genie Der Schüler wird direkt mit Namen angesprochen

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

Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen

Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen

Ein Blended Learning Ansatz für das naturwissenschaftliche Lernen

Experiment praktisch erproben -> aus dem System abmelden Glossareintrag

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

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

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

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

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

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

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

Wissenschaftliche Studie zu Wirkungen des Ansatzes Mehrebenenansatz der Interventionsstudie

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

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

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

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

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

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

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

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“

Perspektive des Schulträgers Bildungsregion Kaisersesch Gestiegene Bildungsansprüche in Kitas/GS gestiegene Anforderungen in der Wirtschaft Veränderte Schullandschaften Schulische Kenntnis nach Abschluss der jeweiligen Schule Demographischer Wandel www.wissen-schaffen.de

Perspektive des Schulträgers ExeLeNz in Schulen der VG Kaisersesch 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 www.wissen-schaffen.de

Perspektive des Schulträgers ExeLeNz in Schulen der VG Kaisersesch Interesse am ExeLeNz Programm? Wir richten Ihnen einen Testzugang ein Kontakt: Mark Klasen Verbandsgemeinde Kaisersesch Tel.: 02653/999 667 E-Mail: mark.klasen@vg.kaisersesch.de www.wissen-schaffen.de

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

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

Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch Zeit 1. Schuljahr 2.Schuljahr 8:00 – 12:00 Vormittagsunterricht 12:00 – 13:00 Mittagspause Essen, Spiel-, Ruhe und Bewegungszeit 13:00 – 14:00 Angeleitete Lernzeit Hausaufgabenbetreuung 14:00 – 15:00 Projekte Spielpausen, Pädagogische Betreuung 15:00 – 16:20 Kreative Lernzeit Indikator = Problemlösekompetenz der SchülerInnen In PISA stets höher als die curricular verankerten Kompetenzleistungen bspw. Leistungen im Problemlösen über internat. Durchschnitt vorhandene Potentiale nicht angemessen in domänenspezifische Kompetenz umgesetzt Hohes naturwissenschaftliches Potential am Ende der Grundschulzeit wird unzureichend weitergeführt s. Befunde IGLU-E 45

Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch Zeit 3. Schuljahr 4.Schuljahr 8:00 – 13:00 Vormittagsunterricht 13:00 – 14:00 Mittagspause Essen, Spiel-, Ruhe und Bewegungszeit 14:00 – 15:00 Angeleitete Lernzeit Hausaufgabenbetreuung 15:00 – 16:20 Projekte Spielpausen, Pädagogische Betreuung Interesse ist wichtige emotional-affektive Bedingung von Lernen Interesse bzw. Motivation ist gleichberechtigte Komponente einer zeitgemäßen Vorstellung von naturwissenschaftlicher Grundbildung Kogn. Komponente: Basiskompetenzen nach PISA 46

Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch Medienschule Kaisersesch Schulung der medialen Kompetenz Voraussetzungen Rolle der Lehrperson Medienbildung Chancen Interesse ist wichtige emotional-affektive Bedingung von Lernen Interesse bzw. Motivation ist gleichberechtigte Komponente einer zeitgemäßen Vorstellung von naturwissenschaftlicher Grundbildung Kogn. Komponente: Basiskompetenzen nach PISA Risiken 47

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 Interesse ist wichtige emotional-affektive Bedingung von Lernen Interesse bzw. Motivation ist gleichberechtigte Komponente einer zeitgemäßen Vorstellung von naturwissenschaftlicher Grundbildung Kogn. Komponente: Basiskompetenzen nach PISA 48

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 Interesse ist wichtige emotional-affektive Bedingung von Lernen Interesse bzw. Motivation ist gleichberechtigte Komponente einer zeitgemäßen Vorstellung von naturwissenschaftlicher Grundbildung Kogn. Komponente: Basiskompetenzen nach PISA 49

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 Interesse ist wichtige emotional-affektive Bedingung von Lernen Interesse bzw. Motivation ist gleichberechtigte Komponente einer zeitgemäßen Vorstellung von naturwissenschaftlicher Grundbildung Kogn. Komponente: Basiskompetenzen nach PISA 50

Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch Umsetzung des ExeLeNz Programms außerschulische Umsetzung Zugriff auf ExeLeNz Programm vom Home PC Fortführung des ExeLeNz Programms an weiterführenden Schulen Interesse ist wichtige emotional-affektive Bedingung von Lernen Interesse bzw. Motivation ist gleichberechtigte Komponente einer zeitgemäßen Vorstellung von naturwissenschaftlicher Grundbildung Kogn. Komponente: Basiskompetenzen nach PISA 51

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 Interesse ist wichtige emotional-affektive Bedingung von Lernen Interesse bzw. Motivation ist gleichberechtigte Komponente einer zeitgemäßen Vorstellung von naturwissenschaftlicher Grundbildung Kogn. Komponente: Basiskompetenzen nach PISA 52

Fallbeispiel Grundschule Kaisersesch ….auch er experimentierte… Interesse ist wichtige emotional-affektive Bedingung von Lernen Interesse bzw. Motivation ist gleichberechtigte Komponente einer zeitgemäßen Vorstellung von naturwissenschaftlicher Grundbildung Kogn. Komponente: Basiskompetenzen nach PISA 53

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

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