Perspektiven Technischer Bildung im internationalen Kontext – Wo wir stehen und wo wir hin wollen PD. Dr. phil. habil. Helmut Meschenmoser Prof. Dr. Ing. Walter E. Theuerkauf

Agenda Agenda des Vortrages Folgende Punkte werden näher beleuchtet: Ausgangssituation Historische Reflexion Kompetenzen technischer Bildung Themenbereiche technischer Bildung Authenzität technischer Bildung Qualitätssicherung Zusammenfassung und Fazit

Ausgangssituation Ausgangssituation Derzeitige Situation des Schulfaches Technik: Abbau des Technikunterrichtes in den Schulen Mangelnde curriculare Konzepte im Gymnasium insbesondere Sek. II Reduzierung der universitären Standorte für Lehrerbildung Mangel an qualifizierten Lehrern für die Vermittlung von Technik Mangel an qualifizierten wissenschaftlich ausgebildeten Nachwuchs Divergierende Auffassungen über Konzepte Technischer Bildung

Historische Reflektion Historie des Fachs Historische Reflektion Manual Training Neuorientierung Technische Bildung Quelle: S. Petrina Kanada

Historie des Fachs Global Situation of Learning Technology in School Internationale Nationale Bemerkungen Technology Literature Technikunterricht (TU) ITEA/DGTB Career and Techn. Education Arbeitslehre , Arbeit //Wirtschaft/Technik(AWT) ASEE/GATWU Design and Technology Evtl. Gestaltendes Werken England/Skan- dinavien Engineering Education „Polytechnik“ USA/(DDR) Informatik und Technik _______ Polen/ Slowakai usw. Science/Technology/ Engineering /Mathematics (STEM; TIDE) USA Mathem., naturwiss. und technischer Unterricht GE/NRW/Sek. II

Historie des Fachs Entwicklung Technischer Bildung in Deutschland Werkunterricht Marx`s Bildungstheorie Techn.Bildung Arbeitslehre Ing. Wissen. Polytechnik Abel Wiemann Oberliesen Kledzik Sellin u. a. Haupt Sanftleber Wagner Rohpohl u. a. Blandow Wolffgramm Frankiewic u. a. Mehrgardt Wilkening Sachs Schulte Träbert u. a. Systemtheorie Mehrperspektivität Arbeitsorientierung Allgemeine Technologie Konstruktionswissenschaft

Kompetenzen Globales Verständnis technischer Bildung Generieren eines globalen Verständnisses bedeutet Einigung auf Kompetenzen für eine technische Bildung Ableitung von Standards Behandlung von global bedeutenden und invarianten Inhalten Bedingung zur Überprüfung des Verständnisses Technik wird nur in Verbindung mit den Naturwissenschaften in PISA erfasst. Um eine Vergleichbarkeit sicherzustellen erscheint es geboten eine formale Orientierung bei den prototypischen Aufgaben an PISA vor- zunehmen und die Methoden der Erfassung und die Auswertung der Ergebnisse von Kompetenzen usw. analog durchzuführen

(Erkenntnisgewinnung) Kompetenzen Kompetenzen Technischer Bildung - Konstrukte Technische Prozesse und Sachsysteme analysieren (Fachwissen) Dies erfordert Fachwissen über der Prozesse und Systeme zum Stoff-, Energie- und Informationsumsatz sowie deren Verkettung zu technischen und nicht technischen Technologien Technisch Handeln (Erkenntnisgewinnung) Dies erfordert ein Verständnis für Strukturen technischen Handelns, die Beherrschung von konstruktivem Gestalten sowie fachpraktisches Handeln Technisch Kommunizieren Dies erfordert den fachgerechten Umgang mit der technischen Fachsprache, der normgerechten Beschreibung von technischen Sachverhalten sowie zielgerichtetes Kommunizieren Technische und sozio-technische Prozesse bewerten (Erkenntnisgewinnung Dies erfordert die Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen Technik, Mensch, Natur und Gesellschaft unter Berücksichtigung ökonomischer und ökologischer Gesichtspunkte Inhaltliche Dimension Handlungsdimension

Themenbereiche technischer Bildung Schlüsselthemen Themenbereiche technischer Bildung Forderung. Die Vermittlung von soziokulturellen Bezüge der Technik kommen im Schulalltag nur begrenzt vor (s. acatech ). Daher Orientierung an der Lebenswirklichkeit und Sicherung der Authenzität die gleichsam grundlegende technische Kenntnisse und Fähigkeiten der Ingenieurwissenschaften integriert bzw. sicherstellt. Umsetzung Lebenswirklichkeit Inhaltliche Orientierung an Basic Needs/ globale Schlüsselprobleme sowie Schlüsseltechnologien und deren soziokulturelle Einflüsse Schlüsselprobleme sind in der Regel prozessorientiert und als hybrid/ transdisziplinär zu vermitteln Qualitative und quantitative ingenieurwisssenschaftlicher Abbilder von technischen Sachverhalten (Modelle, Petri Netze, Ersatzschaltbilder, Simulationen, Zeigerbildern, Vektoren, Gleichungen usw.) ,

Key Content for Technological Literacy Schlüsselthemen Key Content for Technological Literacy Key Problems PISA KECALL Individual Household Social Infrastructure Global Companies Industrialization ------ Intelligent house Changes of the structures of jobs Cross-linked structures of employment Automatization Cross-linked household goods Control of circulation International cooperation in manufacturing Personal Live e.g. residing and building ----- Apartment/Detached house Public transportation International communication e. g. data interchange Food Nutrition Optimize preparation of food Structures of supply Food production Sources of Energy and basic materials Natural Sources Economical consumption of resource Transportation of Energy Opening up of Energy Preservation of the world around. Environment Ecological friendly behavior Reduction of the level of CO2 Change of climate Nursing Health Medical equipment Hospital equipment Avoidance of epidemics

Delphi Study – Context of Technology Education (NSF/USA) Schlüsselthemen Delphi Study – Context of Technology Education (NSF/USA) Nr. Context Description 1 Energy in society Includes generation, use, and storage of energy. 2 Biotechnology Technology based on biology especially when used in agriculture, food science and medicine 3 Sustainable Technology Sustainable use of resources, environmental stewardship, and recycling. 4 Transportation Mobility Includes all forms of traveling by people, and the transportation of goods. Concerns both the vehicles and the infrastructure. 5 Medical technologies Includes going to the doctor or hospital, medical diagnostics, receiving medicine, undergoing an operation, technologies for disabled etc. 6 Food Includes production, processing and preservation of food and includes global food issues. 7 Industrial Production Includes working in an industrial company, commerce, marketing, and manufacturing. 8 Water resource Management Includes water harvesting, storage, distribution, quality, use and conservation.

Hybride Prozesse – Modell als authentisches Abbild Authentizität Hybride Prozesse – Modell als authentisches Abbild Hybride Prozessketten /Anlagen Operation 2 Operation n Operation 1 Applikationen Transformation Wasseraufbereitung Nahrungsmittelherstellung Biotechnologie Pharmazie Petrochemie Papierindustrie Baustoffe, Glas u. a. Filtern Mischen Trennen Extrudieren Reinigen Dosieren Operand/Medium Flüssigkeiten Feste Stoffe Gasförmige Stoffe

Technischer Wandel - Ableitung der soziokulturellen Variabeln Authentizität Technischer Wandel - Ableitung der soziokulturellen Variabeln Vorgegebenes Prozessabbild: Herstellen von Brot Quelle: Wickepedia 13 13

Qualitätssicherung Qualitätssicherung in der technischen Bildung Ausgangslage Um quantitative Aussagen über Qualität der Vermittlung von Technik und deren Effektivität zu machen, müssen empirische Untersuchungen durchgeführt werden. Vorbedingungen Fachwissenschaftlich und didaktisch begründete Curricula Festlegung von Anforderungen bei einzelnen schulischen Übergänge Konkretisiert durch prototypische Aufgaben Untersuchungen Empirisch im Sinne der Qualitätssicherung sind u. a. zu überprüfen Kompetenzen von Probanden unterschiedlichen Alters Kompetenzen und Standards Kompetenzmodelle Fachpraktische Fertigkeiten

Auswertung und Zuordnung Kompetenzen – BELLA Qualitätssicherung Auswertung und Zuordnung Kompetenzen – BELLA Item-Response-Theory Model equation Item function of the Rash model Quelle: Meschenmoser et. al.

Zusammenfassung und Fazit In über 29 Ländern findet ein Leistungsvergleich in den Naturwissenschaften statt, den wir auch in der technischen Bildung erreichen wollen. Daher ist unsere Intention, dass eine globale Verständigung über Kompetenzen erreicht wird, eine Orientierung an disziplinären und transdisziplinären Problemen der Lebenswirklichkeit inhaltlich im Vordergrund steht, dabei aktuelle fachwissenschaftiche Erkenntnisse/Modelle sowie Schlüsselinovationen berücksichtigt werden, der Kern von Technik definiert wird, um notwendige valide empirische Untersuchungen zur Qualitätssicherung zu den Variablen der Lernprozesse sowie zu Lerndiagnosen technischer Bildung durchführen zu können.

Wir bedanken uns für Ihre Geduld!

U World Council of Associations for Technology Education Workshop zum Thema „Erfassung fachlicher Basiskompetenzen zur Qualitätssicherung Technischer Bildung“ am 29. und 30.10.2010 im Landesinstitut für Schule und Medien Berlin-Brandenburg (LISUM) Als Vortragende werden auf der Veranstaltung internationale und nationale Vertreter von bedeutenden Verbänden, außeruniversitären Forschungsinstituten aus dem Bildungsbereich und Vertreter der Kultusministerien vom Bund und den Ländern vortragen. Unterstützt von: