• Schulstufe
  • Klassenstufe
  • Schulform
  • Fach
  • Materialtyp
  • Quelle1
Sortierung nach Datum / Relevanz
Kacheln     Liste

Digital unterrichten, ohne über die Werkzeuge nachdenken zu müssen: Wie können…

Fachartikel

In diesem Fachartikel skizziert der Gymnasiallehrer Raimund Neumann schulische Anforderungen an einen digital gestützten Unterricht entlang fünf zentraler Thesen, die für den Digitalisierungserfolg an Schule für ihn maßgeblich sind. Mit Samsung Neues Lernen hatte Raimund Neumann die Gelegenheit, diese Thesen hinsichtlich adäquater Lösungen zu diskutieren. Im Fokus seiner Überlegungen steht die Frage, welche Service- und Supportleistungen angebotene Lösungspakete zur digitalen Unterrichtsgestaltung inkludieren müssen, damit die Lehrkraft sich auf das Wesentliche ihrer Arbeit konzentrieren kann – nämlich die Pädagogik und die methodisch-didaktische Vermittlung von Fachinhalten. Im derzeitigen Ausnahmezustand der Corona-Pandemie machen Lehrkräfte allesamt einschlägige Erfahrungen, welche Herausforderungen, aber auch welche Chancen ein sinnvoll eingeführter, digital gestützter Unterricht mit sich bringt. Der Lernort Schule steht uns nur eingeschränkt zur Verfügung, die Kommunikation mit den Lernenden erfolgt vermehrt auf digital vermittelten Wegen – für einige Lehrkräfte ist dies immer noch ein Novum. Sie merken, dass im Distanzlernen der aus der Not geborene Behelf, die Lernenden per E-Mail mit Aufgabenstellungen und Rückmeldungen zu versorgen – schnell an Grenzen stößt. Bandbreite, Bandbreite, Bandbreite Es ist eine alte Forderung, die jedoch nichts von ihrer Gültigkeit verloren hat. Für zeitgemäßen Unterricht, der interaktive Lernvideos und Streaming-Medien einschließt, dürfen wir im Bereich der benötigten Bandbreite mittelfristig von einer Richtgröße von 1 MBit pro Schülerin beziehungsweise Schüler einer Schule ausgehen. Tendenz steigend. Wir können sinngemäß keine mediendidaktischen Springbrunnen sprudeln lassen, wenn der Druck in der Wasserleitung nicht ausreicht! Diese Voraussetzungen müssen geschaffen werden, um nicht begrenzt zu werden, bevor das Lernen mit digitaler Unterstützung überhaupt beginnen kann. Eine weitere Herausforderung, die bewältigt werden muss, ist die Art und Weise der digitalen Kommunikation. Hier können gut erreichbare und ergonomisch gestaltete Lernplattformen Abhilfe schaffen. Eine weitere Grenze ist die Verfügbarkeit und die Nutzungskompetenz mobiler, digitaler Endgeräte auf Schülerseite. Viele Haushalte können den Kindern und Jugendlichen im Homeschooling entsprechende Werkzeuge zur Verfügung stellen oder zumindest eine Mitnutzung auf familiären Geräten ermöglichen. Viele – aber nicht alle. Die Verfügbarkeit von geeigneter Hardware zum Lernen wird leider zu einem gesellschaftlichen Distinktionsmerkmal. Hier muss Abhilfe geschaffen werden. Wie viel und welche Hardware? Unabhängig von der Corona-Sondersituation stellen wir fest, dass sich die meisten positiven Lern- und Kompetenzerwerbseffekte bei den Schülerinnen und Schülern einstellen, wenn sie ihr eigenes digitales Endgerät als situationsunabhängiges Lernwerkzeug einsetzen können – in der Schule, am häuslichen Arbeitsplatz, in Bus und Bahn. Mobile Klassensätze in den Schulen haben für den recherchierenden und produzierenden Schnellzugriff sicherlich ihre Berechtigung. Eine Nutzung, in der die Technik in eine unterstützende Funktion zurücktritt, ja gar nicht mehr eigens thematisiert werden muss, weil sie einfach funktioniert, dürfte jedoch mit einer 1:1-Ausstattung aller Prozessbeteiligten leichter zu erreichen sein. Mit geeigneten Endgeräten in der Hand der Lernenden und zu deren dauerhafter Verfügung können auch höhere Lernziel-Taxonomien des Produzierens und Interagierens, der oft geforderten Kooperation und Kollaboration, der Verständigung und des Austausches über Lerngegenstand, Lernprozess und Lernprodukte leichter umgesetzt werden. Wenn die Digitalnutzung selbstverständlich, etabliert und eingeübt ist, senkt sie die erforderliche Aufmerksamkeit und Anstrengung zu ihrem Betrieb und setzt Ressourcen für den Lernprozess frei. Egal, ob dieser persönlich oder digital vermittelt wird, ob er instruktional oder konstruktivistisch angelegt ist, ob individuell oder in Gruppen gelernt wird. Eine solche Selbstverständlichkeit in der Nutzung der Systeme kann derzeit noch nicht durchgängig als Ist-Zustand bezeichnet werden. Umfangreiche Fortbildungsinitiativen sind bis auf Weiteres erforderlich, um technisch-didaktische Systeme im gewünschten Maß zu etablieren. Für die Lehrkräfte ist es wichtig, nicht zum/zur Systembetreuenden avancieren zu müssen, sondern sich auf verlässliche externe Supportpartner verlassen zu können. Deshalb etabliert Samsung mit dem Lösungspaket "Samsung Neues Lernen" eine Reseller-Struktur mit regionalen Fachfirmen für die Schulen vor Ort. Diese Partner sind auf die Schule und ihre Anforderungen spezialisiert und bieten umfangreichen Service bei auftretenden Fragen – per Fernzugriff und vor Ort. Betriebsbedingungen aus schulischer Sicht: fünf Thesen Wenn wir einen solche Ausstattungsgrad für das mediengestützte Unterrichten an unseren Schulen in den Blick nehmen wollen, ergeben sich einige Betriebsbedingungen aus schulischer Sicht, die nachstehend in fünf Thesen zusammengefasst und mit dem Team von Samsung Neues Lernen diskutiert wurden: 1. Finanzierungsmodelle: Beschaffung erleichtern Die Fördermittel des DigitalPakts der Bundesregierung sollen sinnvollerweise vorrangig der Verbesserung der "digitalen Infrastruktur" dienen. Die Schulgebäude benötigen neben den "digitalen Klassenzimmern" mit den entsprechenden Visualisierungsmöglichkeiten sinnvolle Netzwerksysteme, die in der Lage sind, die Datenlast des Unterrichtsbetriebs bewältigen zu können. Für die Finanzierung der ins Auge gefassten Endgeräte müssen also weitere Geldquellen herangezogen werden – es sollen ja nicht nur die Lernenden der ersten Generation ausgestattet werden, sondern es müssen auch Geräte beschafft werden, wenn die Fördermittel einmal nicht mehr fließen. Auch die Schulträger können diese Aufgabe nicht bewältigen. Von daher sind hier die Systemhäuser gefragt, attraktive Finanzierungsmodelle zu entwickeln, die Leasing- und Mietkaufmodelle einschließen – inklusive Versicherungsschutz sowie Wartungs- und Supportaufwendungen für den Unterhalt der Geräte. Samsung Neues Lernen: Adäquate Finanzierungsmodelle und umfangreiche Service- und Supportleistungen sind beides ganz zentrale Punkte – sowohl auf Beschaffer- als auch Anwenderseite. Mit "Samsung Neues Lernen" wurde ein Lösungspaket geschnürt, das über reine Hardware hinausgeht und sich den schulischen Herausforderungen stellt. Dazu wurden kompetente Partner gesucht. Eine Bedarfsanalyse durch unsere Reseller vor Ort ermöglicht abgestimmte Lösungen sowie eine schnelle und sichere Implementierung der neuen Geräte im Unterricht. Zur Verfügung stehen dabei unterschiedliche Finanzierungsmodelle wie Kauf, Miete oder Leasing. Technik vermietet unter anderem die Grover Group. Sowohl für die Hardware als auch die Knox Software-Lösungen bietet Samsung Bildungsrabatte, die über die offiziellen "Samsung Neues Lernen" Vertriebspartner bezogen werden können. Dazu zählen unter anderem die Bechtle AG, heinekingmedia GmbH, Jambo GmbH, KOMSA Enterprise Services GmbH, MAIKS Datenverarbeitungs GmbH, Media-Saturn Deutschland GmbH, MR Datentechnik Vertriebs- und Service GmbH sowie visunext International GmbH & Co. KG. 2. Support: Viel hilft viel! Digitale Klassenzimmer und mobile Endgeräte in Lehrer- und Schülerhand werden den Hardware-Einsatz in unseren Schulen massiv erhöhen. Damit einher gehen Anforderungen an Wartung und Pflege der wertvollen Geräte. Die schulischen Systembetreuerinnen und Systembetreuer können diesen enormen Mehraufwand keineswegs schultern, zumal ihre Aufgabe eher im Bereich der Entscheidungsberatung bei Anschaffungen sowie in der Entwicklung pädagogischer Konzepte für den Einsatz der digitalen Lerninfrastruktur liegen sollte. Benötigt werden also externe Support-Dienstleister, die mit geeigneten Fernwartungssystemen und vor Ort den reibungsarmen Betrieb der Werkzeuge ermöglichen. Hierzu gehört ein externes Device-Management, welches dafür sorgt, dass die beteiligten Geräte ihren Nutzungsanforderungen entsprechend mit der benötigten Software ausgestattet werden und online vernetzt sind. Samsung Neues Lernen: Wir glauben, dass der Erfolg unserer Lösung und auch der Erfolg einer nachhaltigen Digitalentwicklung im schulischen Bereich ganz wesentlich von diesem Punkt abhängt. Lehrkräfte sind keine Systemadministratoren! Daher bieten wir umfangreiche Service- und Supportleistungen durch unsere Vertriebspartner an, die sich mit schulischen Anforderungen auskennen. Sie übernehmen nach einer ausführlichen Bedarfsanalyse vor Ort nicht nur die Zusammenstellung des Lösungspakets, sondern auf Wunsch auch die Implementierung und konstante Betreuung mit allen Service-Leistungen wie zum Beispiel der Wartung. Durch die auf Android basierende, offene Systemarchitektur und die vielseitigen Einstellungsoptionen von Samsung Knox wird ein hohes Maß an Kompatibilität und Interoperabilität geboten. Dies ermöglicht hohe Flexibilität bei der Integration neuer Samsung Tablets und Hardware in die bestehende Schulinfrastruktur. Alternativ stehen hier aber auch mit Samsung Knox Manage und MobiControl zwei kostengünstige Management-Optionen zur Verfügung, um den Gegebenheiten vor Ort Rechnung tragen zu können. In jedem Fall können die Tablets bequem drahtlos konfiguriert werden, wobei die Inbetriebnahme, Wartung und Administration auf Wunsch durch unsere Vertriebspartner übernommen werden können. 3. Datenschutz ist kein Selbstzweck In der digitalen Schule haben alle Mitwirkenden selbstverständlich einen Anspruch darauf, dass ihre persönlichen Daten und die Lernprodukte, die sie auf ihren Geräten hinterlegen, in Unterrichts-Clouds oder Lernplattformen hochladen und teilen, mit großer Sorgfalt und unter vollständiger Einhaltung europäischer und nationaler Datenschutznormen verarbeitet werden. Europäische beziehungsweise deutsche Server-Standorte, gängige Verschlüsselungstechnologien und korrekte Auftragsdatenverarbeitungsverträge dürfen keine exotischen Forderungen, sondern müssen integrative Kernbestandteile der Kooperation zwischen Schule und Unternehmen sein. Samsung Neues Lernen: Kompatibilität, Interoperabilität und die damit einhergehende Flexibilität mit Blick auf die Systemintegration gegenwärtiger und zukünftiger Systemkomponenten gehen hier nicht zulasten der datenschutzrechtlichen Verantwortung von Schulen! Wir wissen, dass der Schutz personenbezogener Daten insbesondere im Umfeld Schule ein sehr sensibles und voraussetzungsreiches Thema ist. Aus diesem Grund setzen wir auch hier auf einen kompetenten Partner. Über unseren IT-Sicherheitsspezialisten "Datenschutz 4" unterstützen wir die Schulen bei ihren DSGVO-Pflichten. So gibt es beispielsweise ein umfassendes Datenschutzhandbuch, hilfreiche Vorlagen zum Verzeichnis der Verarbeitungstätigkeiten und sicherheitsrelevante Einstellungsempfehlungen für Samsung Knox. Nach dem Prinzip "Datenschutz durch Technikgestaltung" wollen wir Schulen in die Lage versetzen, die Privatsphäre ihrer Schülerinnen und Schüler zu schützen und Datenschutzgrundsätze durch datenschutzfreundliche Voreinstellungen einzuhalten. 4. Lerninhalte zusammenführen In zeitgemäßen Unterrichtsszenarien kommt eine Vielzahl von lernrelevanten Medien zum Einsatz. An erster Stelle ist hier immer noch und bis auf Weiteres das Schulbuch zu nennen beziehungsweise seine digitale Weiterentwicklung im E-Book. Neben weiteren digitalen Lernmaterialien aus den Bildungsverlagen finden jedoch inzwischen auch Open Educational Resources (OER) Anwendung, die innerhalb einer ehrenamtlichen Benutzercommunity auf der Basis von Creative-Commons-Lizenzen zur Verfügung gestellt und geteilt werden. Darüber hinaus ist beispielsweise auch noch an die AV-Medien aus den Mediatheken der öffentlich-rechtlichen Rundfunkanstalten zu denken, et cetera, et cetera. In einer abgerundeten Lernplattform fließen all diese Medien, egal ob sie käuflich erworben werden müssen oder gemeinfrei genutzt werden können, über unterschiedliche Schnittmengen zusammen und können unter Beachtung aller Urheberrechte genutzt werden. Auch diese ordnen sich dem Unterrichtsmodell unter und können punktgenau für den jeweiligen Veranschaulichungs- und Erarbeitungszweck abgerufen werden – und zwar in einer Vermittlungsinstanz, in einem Repositorium, an das man sich mit einer Benutzerkennung anmeldet und alles findet, was benötigt wird. Samsung Neues Lernen: Die Technik steht im Dienst der Pädagogik. Lernmedien können nur dann den Bildungsprozess anregen, wenn die Bedingungen der Lernsituation dies erlauben! Damit ist für uns ganz klar, dass der Einsatz von Tablets im Unterricht nur dann von Lernerfolg gekrönt sein kann, wenn Lehrkräfte mit ihrer pädagogischen Kompetenz über Art und Umfang eingesetzter Lernmedien situativ entscheiden können. Was sie dazu brauchen, sind qualitativ hochwertige Bildungsinhalte, die in der jeweiligen Unterrichtssituation zuverlässig auffindbar, nutzbar und bearbeitbar sind. Das stellt hohe Ansprüche an die Distributionsinfrastruktur – zumal der Schutz personenbezogener Daten in Schule höchste Priorität hat. Ein wichtiger Bestandteil unserer Lösung ist daher das Distributionssystem für digitale Bildungsinhalte unseres Partners Antares Project, das die gesamte Distributionskette vom Publishing, über die Medienverwaltung bis hin zur Online- und Offlinenutzung der Inhalte durch Lehrkräfte und Schüler abbildet. Schulen erhalten damit Zugriff auf potentiell über 110.000 Bildungsprodukte, sicher gehostet auf deutschen Servern. Ob Lehrvideos der Landes- und Kreismedienzentren, digitale Arbeitsblätter, Apps oder Lehrbücher – eine Mediennutzung ohne Nutzertracking ist wichtiger Bestandteil unserer Lösung. Damit entfällt die Prüfung von Nutzungsrechten für den Unterricht und Lehrkräfte können sich auf den methodisch-didaktischen Einsatz digitaler Lehrmedien konzentrieren, um Lernziele effizient und nachhaltig verfolgen zu können. 5. Digitale Klassenräume organisieren Tablets in Schülerhand sind mächtige Werkzeuge und müssen pädagogisch verantwortet und zielführend eingesetzt werden. Hierbei helfen Classroom Management-Systeme, die einen unkomplizierten und geschützten Austausch von lernrelevanten Materialien und Schülerarbeiten zwischen den Geräten der Lernenden und mit der Lehrkraft ermöglichen und die eine Content-Filterung beim Online-Zugang sowie die pädagogische Steuerung der Nutzung von Apps vorsehen. Samsung Neues Lernen: Der Einsatz der Technik muss in allererster Linie pädagogisch verantwortbar sein! Damit sprechen Sie einen weiteren wichtigen Punkt an, denn Tablets und andere Endgeräte haben in der Lebenswirklichkeit von Heranwachsenden oftmals zunächst einen Freizeit- und Unterhaltungswert. Ein medienreflexiver und lernförderlicher Umgang hingegen ist selbst Gegenstand des Lernens. Daraus resultierend befürchten einige Lehrkräfte, dass der Einsatz von Tablets im Unterricht mit einem Kontrollverlust einhergeht und gewissermaßen gegen ihre Unterrichtsplanung und intendierten Unterrichtsziele läuft. Aus diesem Grund haben wir zusammen mit Lehrkräften, Medienberaterinnen und -beratern, Bildungsexpertinnen und -experten sowie Datenschützerinnen und -schützern Samsung Classroom Management entwickelt – eine App-basierte Management-Lösung, die Lehrkräfte mit der Möglichkeit einer effizienten Unterrichtsorganisation entlastet. Die Lösung erlaubt bei einfacher Handhabung und hohen IT-Sicherheitsstandards eine kontrollierte und lernförderliche Mediennutzung im Klassenverbund. Von ihrem Tablet aus haben Lehrkräfte schnellen Zugriff auf alle Schüler-Tablets, können Geräte sperren, Apps starten, Unterrichtsmaterialien teilen oder den Bildschirm einzelner Schülerinnen oder Schüler freigeben, damit sie Arbeitsergebnisse ihren Mitschülerinnen und Mitschülern präsentieren können. Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten – von der einfachen Recherche bis hin zur experimentellen Nutzung der eingebauten Sensorik im naturwissenschaftlichen Unterricht – können so zielgerichtet in die eigene Unterrichtsplanung integriert und bedarfsorientiert im Unterricht genutzt werden. Durch eine solche kontrollierte Nutzung können digitale Medien ihr didaktisches Potential in einem offenen, forschenden und projektbezogenen Unterricht gut entfalten. Fazit und Ausblick Insgesamt ist zu hoffen, dass die Anstrengungen zur Bewältigung der Corona-Krise im pädagogischen Bereich immerhin als Katalysator dafür wirken können, die Digitalisierung in der schulischen Bildung beherzt weiterzuentwickeln, ohne Berührungsängste und ohne Scheuklappen – zur Stärkung des selbstorganisierten Lernens und damit zum Nutzen für alle am Unterrichtsprozess Beteiligten, vor allem natürlich für die Schülerinnen und Schüler.

  • Fächerübergreifend

Schulen als Makerspace gestalten – Potentiale der digitalen Unterrichtsgestaltung

Fachartikel

In diesem Fachartikel werden die Potentiale des "Samsung Neues Lernen" Lösungspakets als Ökosystem für eine schulische Hard- und Softwareausstattung diskutiert. Es deckt nicht nur viele Unterrichtsszenarien ab, sondern bietet durch seine offene Architektur auch unterschiedliche Möglichkeiten in einem Makerspace-Szenario. Potentiale des Unterrichtens mit digitalen Medien Neben dem Einüben der Grundkompetenzen im Umgang mit digitalen Medien kann und muss moderner Unterricht auch die kreativen und produktiven Potentiale der immer leistungsfähigeren Soft- und Hardware der aktuellen Gerätegeneration nutzen und Lernenden Anregungen bieten, sich zu kompetenten und selbstbestimmten Gestalterinnen und Gestaltern ihrer Umwelt zu entwickeln. Durch die Möglichkeiten aktueller Makerspaces mit 3D-Druckern, Lasercuttern und CNC-Fräsen, die sich mittlerweile nicht nur in Fablabs sondern immer häufiger auch an Schulen finden, werden dabei die Grenzen zwischen der digitalen und der analogen Sphäre immer durchlässiger. Gerade in den Naturwissenschaften kann so die Freude am Forschen und Entdecken, aber auch kreativem Gestalten nachhaltig gefördert werden. Sei es beim wissenschaftlichen Experimentieren, beim Steuern und Programmieren von Robotern und Mikrocontrollern, beim App-Programmieren, beim Erstellen von komplexen Anwendungen, etwa im Bereich von Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR), bis hin zum Designen und Drucken eigener Roboterteile mit CAD und 3D-Drucker. Anforderungen an schulische Hard- und Software Ein schulisches Ökosystem aus Hard- und Software sollte daher zur Unterstützung solcher Anwendungen leistungsfähige mobile Endgeräte bieten, die sich flexibel in den unterschiedlichsten Unterrichtsszenarien einsetzen lassen, mit einer einfachen und sicheren Verwaltung von Apps und Nutzern, Erweiterungsmöglichkeiten wie einem Classroom-Management und mit einem einfachen Zugang zu umfangreichen Materialien, Apps und Anwendungen passend für den Unterricht. Nützlich ist ein offenes System, das nicht nur die Entwicklung von Third-Party-Anwendungen unterstützt sondern auch die Werkzeuge bereitstellt, mit denen Schülerinnen und Schüler im System selbst auch komplexere Anwendungen programmieren können. Das Samsung Neues Lernen Lösungspaket Das Samsung Neues Lernen Lösungspaket bietet ein solches Ökosystem. Für das Open-Source-Betriebssystem Android Enterprise sind eine Vielzahl von etablierten und leistungsfähigen Entwicklungsumgebungen verfügbar und die Hardware lässt sich bis auf die Schnittstellenebene, wie USB-Eingang und WLAN-Adapter, ansprechen. Die Möglichkeit, Apps direkt und ohne den Umweg über einen Appstore zu entwickeln, zu testen und zu verteilen kann die App-Programmierung erleichtern und den Einstieg einfach machen, auch für jüngere Schülerinnen und Schüler. Die Hardwaregrundlage ist das neue Galaxy Tab S6 Lite mit aktueller Technik. Ein Highlight für den schulischen Einsatz ist dabei, wie seit Jahren, der batterielose, sehr präzise digitale Stift mit Wacom-Technologie, mit dem die Schülerinnern und Schüler die seit der Grundschule eingeübten stiftbasierten Arbeitsweisen nahtlos in die digitale Sphäre übertragen können. Das sehr weit­verbreitete Betriebssystem Android ist mit einer Vielzahl von gängigen browserbasierten Lehr- und Lernplattformen kompatibel und nahezu überall anschlussfähig. Mit Samsung Knox Manage gibt es ein sehr leistungsfähiges Werkzeug zur Administration der Tablets, das die Nutzerverwaltung und das Pflegen der installierten Apps unterstützt und mit dem sich verschiedene Nutzer- und Sicherheitsszenarien bis hin zum Kioskmode realisieren lassen. Insgesamt spielen Datenschutz und Sicherheit eine zentrale Rolle bei Samsung Neues Lernen. Die Anbindung an das Antares Project bietet außerdem Zugriff auf die mit mehr als 110.000 Inhalten sehr umfangreichen Lehr- und Lernmaterialien der Landes- und Kreismedienzentren. Diese sind auf deutschen Servern gehostet und es gibt kein Nutzertracking. Auf der Geräteseite bietet die mehrfach von staatlichen Organisationen, wie der Common Criteria oder FIPS140-2, zertifizierte Plattform Samsung Knox Sicherheit gegenüber Angriffen von außen. Einsatz im Unterricht: Erfahrungsbericht und Fazit In den vergangenen fünf Jahren habe ich in einer Vielzahl von Schülerprojekten im Unterricht, in Wahlkursen und in P-Seminaren die Flexibilität, Offenheit und Sicherheit der Android-Plattform schätzen gelernt. Sei es beim Einsatz in Tabletklassen im Physik-Unterricht als Messsystem und zur Dokumentation von Experimenten, in der RoboAG beim Programmieren und Steuern der Roboter und dem Designen und 3D-Drucken von Bauteilen oder beim Erstellen von aufwändigen Augmented und Virtual Reality Anwendungen. Vor allem das letzte Projekt zeigt die Bandbreite der Möglichkeiten der Android-Plattform: Mittels 3D-Scanning-Apps wurden von den Schülerinnen und Schülern von realen Objekten, zum Beispiel einem Herzmodell aus der Biologie-Sammlung, einem Augenmodell oder einem Modell eines Kopfes, ein digitales 3D-Modell erstellt, skaliert und dann auf einem 3D-Drucker im Klassensatz ausgedruckt. In der Entwicklungsumgebung Unity3D wurde eine Android-App erstellt, die diese Modelle augmentiert (anreichert), das heißt beim Blick durch ein Mobile Device werden zum realen Objekt weitere Informationen, virtuelle Modelle oder Ähnliches eingeblendet (beim Herz etwa Schnittbilder durch das Herz und ein animiertes, schlagendes Herz, das den Blutfluss zeigt). Die Modelle und die App sind seither im Unterricht im Einsatz. Die beteiligten Schülerinnen und Schüler haben sich und ihre Arbeit bei diesem Projekt als sehr wirksam erlebt, da sie nahezu alles von Grund auf selbst erstellt haben. Daher plädiere ich dafür, dass ein Hard- und Softwarekonzept für eine Schule neben üblichen Unterrichtsszenarien auch ein solches "Makerspace-Szenario" ermöglichen sollte. Samsung kann mit dem Neues Lernen Lösungspaket und mit seinen mobile Endgeräten dazu beitragen.

  • Astronomie / Biologie / Chemie / Geographie / Informatik / Mathematik / Physik / Technik

Webtalk: Medienscouts in Xanten

Fachartikel / Video-Tutorial

Neben der Beratung bei der Mediennutzung bieten die Medienscouts Unterstützung bei der Lösung von Problemen mit und um die digitale Welt. Das Medienscout-Projekt Xanten wird in diesem Webtalk vorgestellt. Webtalks werden bei Lehrer-Online vom Learning Lab der Universität Duisburg Essen regelmäßig angeboten; sie stellen Einsatzmöglichkeiten (privater) mobiler Geräte im Unterricht vor. Die Medienscouts in Xanten informieren über Cybermobbing, jugendgefährdende Inhalte im Netz, Computerspielsucht, Spam-Mails, Viren und vieles mehr. Sie bieten Beratung und Schulungen für Schülerinnen und Schüler der Klassen 5 bis 10, für Lehrkräfte und Eltern, eine Hardware-Ausleihe und Unterstützung bei der Lösung von Problemen mit und um die digitale Welt. Im folgenden Video stellen Alina Schankweiler, Julius Dertinger und Matthias Fitting das Medienscout-Projekt in Xanten vor und erklären, warum BYOD (Bring your own device) aus Schülersicht viele Vorteile bietet.

  • Pädagogik / Fächerübergreifend

360-Grad-Video: Informationselektroniker/-in

Video

Ein E-Zubi nimmt Lernende in diesem 360-Grad-Video mit und zeigt, wie sein erster Arbeitstag als Informationselektroniker aussieht. Ganz egal, ob die Hardware eines PC repariert, das Computernetzwerk in einem Bürogebäude gewartet oder die Sicherheitstechnik in einer Firma überprüft werden muss – dies sind nur drei und der Aufgaben von Informationselektronikerinnen und Informationselektroniker. Wie ein typischer Arbeitstag aussieht und welche Voraussetzungen man für eine Ausbildung mitbringen sollte, wird in diesem Clip erklärt. Der Clip ist Teil der Unterrichtseinheit "Meine Zukunft im E-Handwerk" . Dort kann er vor allem im Rahmen der Erabeitungsphase für die Auseinandersetzung mit den unterschiedlichen Ausbildungsberufen genutzt werden, die das E-Handwerk bietet. Ergänzend stehen Arbeitsblätter und eine Bilderstrecke bereit. Sie bietet zusammen mit dem Videoclip die Möglichkeit, Informationen über Bilder zu erfassen. So können die in im Informationsblatt vermittelten Informationen über die Ansprache eines weiteren Sinneskanals zusätzlich gefestigt werden. Darüber hinaus bieten sowohl Bilderstrecken als auch Videoclip zusätzlich Einsatzmöglichkeiten im Rahmen der inneren Differenzierung. Der Clip als Teil der Unterrichtseinheit „Meine Zukunft im E-Handwerk“ kann im schulischen Kontext vor allem im Rahmen der Berufsorientierung und Berufsvorbereitung eingesetzt werden. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf den Fächern Arbeitslehre, Wirtschaft, Sozialkunde, Technik und Soziales in den Klassenstufen 8 und 9 an Haupt-, Real- und Gesamtschulen sowie in der Klassenstufe 10 an Gymnasien. Darüber hinaus bietet er Einsatzmöglichkeiten in Projektwochen sowie im fachübergreifenden und fächerverbindenen Unterricht, in dem Themen wie Berufswahl und Berufsorientierung oder Zukunft der Arbeitswelt im Mittelpunkt stehen.

  • Fächerübergreifend
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Wissensspiel für den EDV-Unterricht

Unterrichtseinheit

Der Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologie sowie der elektronischen Datenverarbeitung in den Gesundheitsberufen schreitet immer mehr voran. Ein motivierendes und sehr effektives Mittel der Lernerfolgskontrolle ist die "Magische Wand".Diese spielerische Methode dient der Wiederholung, Überprüfung und Festigung der Themeninhalte der elektronischen Datenverarbeitung für die Gesundheitsberufe. Die Schülerinnen und Schüler aus diesem Bereich (Arzthelferinnen, Zahnmedizinische Fachangestellte und andere) lernen durch dieses Quiz eine neue Art der Stoffwiederholung kennen, die ihnen Spaß am Lernen vermitteln soll. Der Schwerpunkt der Stunde liegt auf der Wiederholung und Übung der bisherigen Lerninhalte zur EDV als Vorbereitung auf die anstehende Klassenarbeit.Der hier vorgestellten Unterrichtsstunde ging die Behandlung folgender Inhalte voran: Einteilung der Hardware nach dem EVA-Prinzip Einteilung der Software in Betriebssysteme, Anwendungsprogramme, Branchensoftware Internet und E-Mail Office, DIN-Richtlinien, Word, Excel Unterrichtsablauf Auf dieser Seite finden Sie die Beschreibung des Unterrichtsverlaufs mit den dazugehörigen Arbeitsmaterialien. Die Schülerinnen und Schüler sollen ihr theoretisches Wissen zur elektronischen Datenverarbeitung und Kommunikation wiederholen und vertiefen. überprüfen, ob sie die für die Klassenarbeit relevanten Inhalte beherrschen. durch die gemeinsame Beantwortung der Fragen ihr Sozialverhalten durch die Vorgabe beziehungsweise Einhaltung der Spielregeln üben und gemeinsam eine Lösungsentscheidung treffen. das Spiel "Magische Wand" als Methode des Lernens kennen lernen. Thema Wissenspiel für den EDV-Unterricht - im Gesundheitsbereich Autor Josef Schwickert Fach EDV / Kommunikation Zielgruppe Berufsschülerinnen und Berufsschüler im Gesundheitsbereich (Arzthelferinnen, Zahnmedizinische Fachangestellte) Zeitumfang 1 Unterrichtsstunde Technische Voraussetzungen 1 Lehrer-PC, bzw. Laptop mit Beamer Die Aufgaben und Fragen sind so konstruiert, dass sie innerhalb einer Unterrichtsstunde bearbeitet werden können. Die Gruppeneinteilung sollte durch die Lehrperson vor dieser Unterrichtsstunde erfolgen, damit eine gleichmäßige Leistungsstärke der Gruppen sichergestellt wird. Alternativ kann dies auch zufällig mithilfe eines Kartenspiels erfolgen. Als Vorbereitung auf das Wissensspiel werden die Spielregeln und der Arbeitsauftrag besprochen. Die Themengebiete des Wissensspiels spiegeln die Inhalte der letzten Unterrichtsstunden wieder. Es spielen zwei Gruppen gegeneinander. Jedes Gruppenmitglied muss mindestens einmal eine Frage beantworten. Bestimmen sie deshalb im Vorhinein die Reihenfolge der Gruppensprecher. Die erste Gruppe wählt eine Frage (nach gewünschtem Schwierigkeitsgrad) aus - für die Beantwortung der Frage beraten sich die Gruppenmitglieder kurz miteinander - der Gruppensprecher gibt für seine Gruppe die Antwort. Die erste Antwort gilt! Ist die Antwort richtig, erhält die Gruppe die entsprechende Punktzahl (wird in € angegeben). Ist die Antwort falsch, bekommt die Gruppe keine Punkte und die andere Gruppe erhält die Möglichkeit, die Frage zu beantworten. Die Lernenden haben selbst die Möglichkeit zu bestimmen um welchen Punktwert gespielt werden soll. Zum einen soll die Spannung der Spielsituation bis zum Ende erhalten bleiben, zum anderen werden dadurch gruppendynamische Prozesse aufgrund der Entscheidungsfindung gefördert. Während die beiden Schülergruppen im Rahmen eines Wettbewerbs gegeneinander antreten, wird das Spiel von der Lehrperson geleitet. Die beiden Gruppen wechseln sich mit der Beantwortung der Fragen ab. Dabei wird die Bearbeitung der Aufgaben aber in beiden Gruppen gleichzeitig erfolgen, so dass zum einen bei einer Falschantwort die andere Gruppe die Möglichkeit hat, die Aufgabe zu lösen; zum anderen wird somit auch für die andere Gruppe der Übungscharakter sichergestellt. Der Punktgewinn und -verlust wird in Excel für jede Gruppe separat festgehalten. Der Spielstand errechnet sich aus den hinterlegten Excel-Formeln automatisch und ist für alle Spielteilnehmer ersichtlich. Nach Spielablauf wird die Siegergruppe ermittelt und der Beobachtungsbogen analysiert. Nach Beendigung des Wissensspiels werden in einer Wiederholungsphase alle nicht beantworteten Fragen aus dem gesammelten Themenspeicher gemeinsam gelöst. Zusätzlich werden die Fragen und Musterlösungen zur Sicherung ausgeteilt. In der Reflexion sollen die Lernenden dann beurteilen, ob sie die Form der "Magischen Wand" für eine geeignete Methode halten, um Inhalte zu wiederholen.

  • Orga / Bürowirtschaft
  • Sekundarstufe II

Pädagogische Bewertung von Musik-Computerspielen

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit beschäftigen sich die Lernenden mit Fragen wie: Geht der Einsatz von Musik in Computer-Musikspielen über die bloße Unterhaltung hinaus? Und gibt es einen echten (musik-)pädagogischen "Mehrwert" solcher Spiele? "Guitar Hero", "Singstar" und "Wii Music" sind Beispiele für elektronische Musikspiele, die nicht nur die Computerspielbranche umkrempeln, sondern auch die Musikindustrie, die von illegalen Downloads und sinkenden Verkaufszahlen gebeutelt ist. Plattenlabels verdienen heute nicht mehr nur mit CDs und Konzerten, sondern auch mit Musik-Computerspielen Millionenbeträge. Auch aktuelle Spiele wie Grand Theft Auto IV bringen den Plattenfirmen enorme Umsätze, da alle Titel, die man im Spiel in virtuellen Radiosendern hört, aus dem Spiel heraus gekauft werden können. In dieser Unterrichtssequenz finden Sie Vorschläge, wie man kostenlos erhältliche Musikspiele am Computer in den Schulunterricht integrieren kann. Die Schülerinnen und Schüler setzten sich mit der Fragestellung auseinander, ob elektronische Musikspiele "pädagogisch wertvoll" sein können. Dafür bewerten sie Computerspiele, in denen Musik eine zentrale Rolle spielt. Im Mittelpunkt steht dabei ein Fragebogen, der die Lernenden dazu anregen soll, sich genauer mit dieser Sorte Spiel zu beschäftigen. Alle für diese Unterrichtseinheit benötigten Spiele lassen sich legal und kostenlos im Internet herunterladen. Die Auswertung des Fragebogens sollte idealerweise mit dem ebenfalls kostenfrei erhältlichen Statistikprogramm GrafStat erfolgen. Ablauf der Unterrichtssequenz Die Schülerinnen und Schüler bewerten verschiedene Musik-Computerspiele anhand eines Fragebogens. Die Ergebnisse werden präsentiert und kritisch reflektiert. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler werten Fragebögen aus, erstellen eine Statistik und präsentieren diese. bilden Urteilsfähigkeit und Ästhetikbewusstsein in Bezug auf Computerspiele aus. gehen der Frage nach, ob Musikspiele die klassische Musikalität fördern. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler reflektieren ihren Medienkonsum kritisch. denken in einer zunehmend virtuellen Medienwelt über die Realität und Authentizität von Musik nach. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler werten arbeitsteilig ihre Ergebnisse aus. üben Diskussionsverhalten und die Meinung der Mitschülerinnen und Mitschüler zu respektieren. Musikalität und Musikspiele Die Stunde beginnt mit der Frage, was die Schülerinenn und Schüler unter dem Begriff "Musikalität" verstehen. Die Ergebnisse werden an der Tafel gesichert und anschließend mit einem Lexikonartikel verglichen. Anschließend werden die Lernenden gefragt, ob sie bereits Erfahrungen mit Musikspielen am Computer gesammelt haben und ob diese ihrer Meinung nach die Musikalität fördern. Auch die Namen dieser Spiele werden an der Tafel notiert. Dance Dance Revolution Guitar Hero Singstar PaRappa the Rapper Audiosurf Wii Music Anschließend findet ein kurzer Austausch über Erfahrungen mit diesen Spielen statt. Leitfragen hierbei können beispielsweise sein: Spielst du Musikspiele am Computer alleine oder mit Freundinnen und Freunden? Was gefällt dir besonders an Musikspielen? Wäre das Spielprinzip auch ohne den Einsatz von Musik umsetzbar? Bringen dich diese Spiele dazu, selbst ein Instrument zu lernen oder in einem Chor zu singen? Sollte man die Zeit, die man in Musikspiele wie "Guitar Hero" investiert, nicht besser mit dem Erlernen eines echten Instruments verbringen? Bewertung einzelner Musikspiele In der zweiten Stunde sollen die Schülerinnen und Schüler sich mit den vier ausgewählten Musikspielen am Computer beschäftigen und sie bewerten. Am einfachsten ist es, die Spiele mithilfe eines Beamers vom Lehrerrechner aus vorzuführen und jeweils ein oder zwei Lernende zu bitten, das Spiel zu spielen. Möglich ist jedoch auch, die Spiele auf den Schülerrechnern zu installieren, was jedoch aufgrund der notwendigen Hardware (Mikrofon, Lautsprecher et cetera) etwas aufwändig ist. Ausfüllen des Fragegebogens Pro Spiel sollen circa 15 Minuten veranschlagt werden; in dieser Zeit sollten die Schülerinnen und Schüler die jeweiligen Spalten auf dem Fragebogen ausfüllen. Am Ende der Präsentation sollen sie in Gruppenarbeit unter dem Punkt "Fazit" auf dem Fragebogen die Vor- und Nachteile des Spielens von Musikspielen und des Erlernens eines Instruments sammeln. Auswertung und Präsentation der Ergebnisse Die Auswertung der Fragebögen erfolgt idealerweise mit dem kostenlosen Programm GrafStat. Die Bedienung des Programms ist sehr einfach; wenn die Lernenden jedoch noch nie damit gearbeitet haben und keine Zeit für eine Erläuterung der Funktionen zur Verfügung steht, kann die Auswertung auch "per Hand" vorgenommen werden. Hierbei bietet es sich an, die Gruppe der Instrumentenspieler getrennt zu betrachten, um herauszufinden, ob sie die Computerspiele anders bewerten. Anschließend sollen die Gruppen ihre Ergebnisse kurz präsentieren. Kritische Reflexion und Abschlussdiskussion Das pädagogische Fazit, das Sie unter die Unterrichtseinheit setzen möchten, hängt natürlich vom Ausgang der Umfrage ab. Es empfiehlt sich jedoch auf jeden Fall, die Schülerinnen und Schüler in einer Abschlussdiskussion ausgiebig zu Wort kommen zu lassen, um ihnen eine kritische Reflexion des eigenen Medienkonsums zu ermöglichen.

  • Musik
  • Sekundarstufe I

Der DigitalPakt Schule: Chance und Herausforderung

Fachartikel
5,99 €

Dieser Fachartikel zum Thema DigitalPakt geht der Frage nach, was Schulen und Lehrkräfte bundesweit brauchen, damit die Digitalisierung an Schulen nachhaltig gelingt. Schülerinnen und Schüler wachsen heutzutage wie selbstverständlich mit optischen und akustischen Reizen wie Foto, Videofilm und Sound auf. In jedem gesellschaftlichen Bereich unseres Lebens werden junge Menschen mit diesen Reizen konfrontiert und zum Teil überflutet. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass die Schülerinnen und Schüler schnellstmöglich in der Schule den gezielten Umgang mit audiovisuellen Medien lernen, um einer unkontrollierten Reizüberflutung frühzeitig und vor allen Dingen auch eigenverantwortlich entgegenzuwirken. Ein erster, in unserem Land längst überfälliger Schritt in diese Richtung ist der beschlossene DigitalPakt Schule, der die Digitalisierung an Schulen mit Milliardenhilfen vorantreiben soll. Entscheidend dabei ist allerdings nicht die bloße Willens- und Absichtserklärung, sondern eine schnellstmögliche Umsetzung in allen Bundesländern, um allen Schulen einen motivierenden Start in die gegenwärtige digitale Zukunft zu ermöglichen. Um nun die Absichtserklärungen und Beschlüsse der Bundesregierung effektiv umzusetzen, müssen folgende Voraussetzungen diesbezüglich schnellstmöglich geschaffen werden. Klare Vorgaben für Medienentwicklungspläne (MEP) Um Mittel aus dem DigitalPakt beantragen zu können, muss jede einzelne Schule ein technisch-pädagogisches Konzept vorlegen (Medienentwicklungsplan). Obwohl die Länder ihre Förderrichtlinien gerade erst erarbeiten, können Schulen bereits mit der Erarbeitung entsprechender Pläne beginnen. Dabei bedarf es entsprechender klarer Planungs- und Umsetzungsvorgaben für sämtliche Lehrkräfte in den jeweiligen Schulen. Getreu dem Motto: Erst die Pädagogik, dann die Technik! Für jedes Fach und für jeden Jahrgang wird ein möglicher Einsatz entsprechender digitaler Werkzeuge klar strukturiert aufgelistet und ausführlich beschrieben (Hardware und Apps). Dabei ist entscheidend, dass ein richtiger Umgang mit audiovisuellen Reizen für die Schülerinnen und Schüler in digitalen Lernprozessen sowie ein deutlicher Zuwachs an Medienkompetenz gewährleistet sind. Schnellstmögliche technische Ausstattung aller Schulen Schulen können die Mittel aus dem DigitalPakt zum Beispiel für den WLAN-Ausbau, digitale Lernplattformen, Anzeigegeräte in Klassenräumen wie zum Beispiel interaktive Tafeln, aber auch für digitale Arbeitsplätze nutzen. Die Schulen listen also in einem ersten Schritt auf der Basis des Medienkonzeptes den notwendigen Bedarf an fester Hardware-Ausstattung in der Schule (WLAN) und in den Klassenräumen auf: zum Beispiel einfache Projektionsflächen (Wände), Beamer, Set-Top-Boxen (zum Beispiel Apple TV), Interactiv-Boards, Router und so weiter. In einem weiteren Schritt stellen die Schulen in Verbindung mit dem Medienkonzept einen entsprechenden Antrag beim Schulträger. Nachhaltige Fortbildungsverpflichtung für alle Lehrkräfte Eine der wichtigsten Voraussetzungen für das Gelingen des DigitalPakts ist die flächendeckende Qualifizierung von Lehrkräften. Die Länder sind verpflichtet, allen Lehrkräften entsprechende Fortbildungen zu ermöglichen und darauf zu achten, dass diese auch wahrgenommen werden. Eine Nachhaltigkeit, aber auch eine damit verbundene Vertiefung, kann durch eine verbindliche schulinterne Lehrerfortbildungsverpflichtung gewährleistet werden. In den Bundesländern werden Fortbildungen zum Thema "Lernen mit digitalen Medien" von unterschiedlichen Institutionen angeboten, beispielsweise von den Landesinstituten für schulische Fort- und Weiterbildung. Zum Beispiel bietet das Bildungswerk der Niedersächsischen Wirtschaft (BNW) seit diesem Jahr Lehrerfortbildungsseminare mit dem Thema "Mobiles Lernen mit digitalen Medien" an. Unterstützung der Schulen Selbstverständlich benötigen Schulen gerade bei einem digitalen Neuanfang beziehungsweise in der schwierigen Übergangssituation dringend Hilfe. In den einzelnen Bundesländern können Schulen bei verschiedenen Anlaufstellen Unterstützung beantragen: Medienberaterinnen und Medienberater (zum Beispiel über 90 in Niedersachsen, regional verteilt), Medienzentren, aber auch Referentinnen und Referenten zum Thema digitale Bildung. Entscheidend ist in jedem Fall das Interesse und die Bereitschaft seitens der Schulen, Hilfe anzufordern und sich helfen zu lassen.

  • Fächerübergreifend

Die Gezeiten – woher kommt der zweite Flutberg?

Unterrichtseinheit

Wissen Sie eigentlich wie Ebbe und Flut entstehen? Irgend etwas mit dem Mond? Oder wegen der Drehung der Erde? Keine Sorge. Selbst der große Galileo Galilei (1564-1642) lag mit seiner Gezeiten-Theorie falsch. Also mal ganz von vorne ...Die hier vorgestellte Unterrichtseinheit zur Gezeitenwirkung des Monds basiert auf interaktiven Webseiten mit dynamischen GeoGebra-Applets. Animierte Simulationen schaffen Visualisierungsmöglichkeiten, die auf dem Papier und an der Tafel nicht realisierbar sind und das Verständnis erleichtern. Lehrende oder Lernende können mithilfe der Maus am Computer die Zeichnungen und Konstellationen kontinuierlich verändern und so bestimmte Fragestellungen verfolgen und dynamisch überprüfen. Dies ermöglicht einen aktiv-entdeckenden Zugang zu den geophysikalischen Sachverhalten. Interaktive Animationen verdeutlichen das Prinzip der Umwälzbewegung Anlass für die Erstellung dieser Lerneinheit waren wiederholte Anfragen interessierter Schülerinnen und Schüler, wie die Gezeiten und speziell der "mondabgewandte Flutberg" entstünden. Die dabei zu Tage tretenden Fehlvorstellungen sind auch in manchen Büchern und im Internet zu finden. Prinzipiell lassen sich zwei verschiedene Ansätze zur Erklärung der Gezeitenkräfte unterscheiden: Das Modell der Umwälzbewegung, bei dem Erde und Mond ihren gemeinsamen Schwerpunkt umkreisen, und das Modell der Fallbewegung, bei dem die (ausgedehnte) Erde im inhomogenen Gravitationsfeld des Monds "frei fällt". Die hier vorgestellte Lernumgebung verdeutlicht das Prinzip der Umwälzbewegung mithilfe von interaktiven Animationen, die sich bei der Veranschaulichung der grundlegenden Sachverhalte als sehr hilfreich erwiesen haben. Erneuerbare Energien aus Gezeitenkraftwerken Die Beschäftigung mit den Gezeiten ermöglicht einen interessanten "Haken" zum Thema Erneuerbare Energien: Die starke Strömung bei Ebbe und Flut lässt sich zum Antrieb von Turbinen und damit für die Produktion von elektrischem Strom nutzen. Das älteste Gezeitenkraftwerk wurde bereits 1968 an der Nordküste der französischen Bretagne gebaut. Das Kraftwerk liefert jährlich 600 Millionen Kilowattstunden an elektrischer Energie. Damit kann immerhin eine Stadt wie Mannheim mit Strom versorgt werden. Einsatzmöglichkeiten und Gestaltung der Materialien Die dynamischen Arbeitsblätter können zur Einführung, Wiederholung oder selbstständigen Erarbeitung des Stoffs eingesetzt werden. Die Schülerinnen und Schüler sollen Fachbegriffe im Zusammenhang mit den Gezeiten kennen und genau differenzieren können. das Prinzip der Umwälzbewegung ("Revolution ohne Rotation") verstehen. die Entstehung der Gezeitenkräfte des Monds und das Zustandekommen von zwei Flutbergen erklären können. verbreitete Fehlvorstellungen und unzulängliche Erklärungen der Gezeiten entlarven können. didaktisch reduzierte Modelle von der Komplexität der realen Sachverhalte unterscheiden können. Hilfreiche physikalische Lernvoraussetzung für das Verständnis sind Grundkenntnisse über Kräfte. Insbesondere deren Addition kann über eine weitere dynamische Lernumgebung, die auch in den Materialien zur Entstehung der Gezeiten verlinkt ist, demonstriert werden: GeoGebra.org: Addition von Kräften Die Lernumgebung verdeutlicht die Addition von Kräften und schafft damit eine Grundlage für das Verständnis der Gezeitenentstehung. Die Problematik der Verwendung von Zentri fugal kräften und den damit einhergehenden Wechsel in das rotierende Bezugssystem wurde aufgrund eines erfahrungsgemäß leichteren Zugangs in Kauf genommen (zum Beispiel Demonstration der "fliegenden Haare zweier sich umtanzender Schülerinnen). Einige der gerade bei diesem Thema zahlreich auftretenden, verkomplizierenden und weiterführenden Aspekte wurden in das abschließende Kapitel der Lernumgebung "Darf's ein bisschen mehr sein?" ausgelagert. Für die Lerneinheit bieten sich zwei Einsatzmöglichkeiten an: Begleitende dynamische Visualisierung der Erklärung geophysikalischer Sachverhalte während der Neudurchnahme im Unterricht Selbständige, aktiv-entdeckende Erarbeitung des (eventuell bereits im Unterricht thematisierten) Stoffs durch die Lernenden Textgestaltung, "Mouse-Over-Effekte" Erläuternde Texte wurden bewusst prägnant gehalten, um eine zügige und selbstständige Erarbeitung zu unterstützen. Bei Präsentationen können die Texte als Leitfaden dienen. Wichtige Begriffe sind farblich hervorgehoben. Zeigt man mit der Maus auf die dunkelrot markierten, werden eine kurze Definition oder Zusatzinformationen eingeblendet (Mouse-Over-Effekte). Zur Gewährleistung eines möglichst linearen Lernablaufs wurden Hyperlinks nur sehr sparsam eingesetzt. Interaktive GeoGebra-Applets Auf eine Bedienungsanleitung der Applets wurde verzichtet. Erfahrungsgemäß entdecken Schülerinnen und Schüler die interaktiven Möglichkeiten bei einer ernsthaften Beschäftigung mit den Darstellungen schnell selbst. Der kleine Abspielknopf (meist links unten; Abb. 1 zur Vergrößerung bitte anklicken) in den Applets erlaubt eine kontinuierliche Animation der Zeichnungen. Für das Einstellen bestimmter Konstellationen erweist sich aber auch die manuelle Justierung des Zeitreglers (Schieberegler) als hilfreich. Parameter oder Einblendungen können jederzeit auch während der Animation verändert werden (bei dem in Abb. 1 gezeigten Screenshot eines Applets zum Beispiel die Darstellung der verschiedenen Kräfte). Für die Größe der Applets wurde ein Kompromiss zwischen Übersichtlichkeit und hardwaretechnischen Voraussetzungen (zum Beispiel in Schulen weit verbreitete alte Beamer und Monitore mit kleinen Auflösungen) angestrebt, was bei Darstellungen astronomischer Dimensionen nicht immer einfach ist. Tipp: Nutzen Sie die Taste F11 zur Vollbild-Darstellung der Webseiten.

  • Physik / Astronomie / Geographie / Jahreszeiten
  • Sekundarstufe I

Kein interaktives Whiteboard ohne Methodik und Didaktik

Fachartikel

Der Run auf die interaktiven Whiteboards hat begonnen. Zahlreiche Klassenzimmer werden derzeit mit digitalen Tafeln ausgestattet, und Lehrkräfte erhalten Einführungen in die individuelle Boardsoftware. Doch die methodisch-didaktische Ausbildung am neuen Medium bleibt bislang gänzlich auf der Strecke. Das interaktive Whiteboard ist zweifelsohne das multimediale Werkzeug der Zukunft für Lehrende und Lernende gleichermaßen. Ein Medium, das alle bisher eingesetzten Medien vereint. Es bietet unerschöpfliche Möglichkeiten, einen zeitgemäßen Unterricht und gleichzeitig eine neue Art der Wissensvermittlung anzugehen. Doch wie sollen Lehrerinnen und Lehrer diese Form der Wissensvermittlung umsetzen, wenn es bisher keinerlei methodisch-didaktische Ausbildungskonzepte und Anleitungen dazu gibt? Neue Medien fordern neue Lehr- und Lernmethoden in der Aus- und Weiterbildung von Pädagoginnen und Pädagogen. Surfen, chatten und E-Mails schreiben allein genügt nicht Traurig aber wahr: Der Großteil unserer Lehramtsstudierenden erfährt während der gesamten Ausbildung kaum etwas über den Einsatz digitaler Medien im Unterricht im jeweiligen Studienfach oder in den fachübergreifenden Disziplinen - geschweige denn etwas über den Einsatz interaktiver Whiteboards. Die digitale Tafel ist aber ein neues, zentrales Medium, das in allen fachdidaktischen und schulpädagogischen Lehrstühlen schon längst Beachtung hätte finden müssen. Hier sind Universitäten und Pädagogische Hochschulen gleichermaßen gefordert, Medienkompetenzen von unseren zukünftigen Pädagoginnen und Pädagogen zu fordern und diese zu fördern. Referendarinnen und Referendare ans Board Ähnlich wie im Studium verhält es sich in der zweiten Phase der Lehrerausbildung. Interaktive Whiteboards gehören auch hier nicht mit ins Ausbildungskonzept. Doch gerade hier bestünde eine gute Chance, das interaktive Medium im Einsatz an den Schulen oder gemeinsam im Seminar zu erproben und neue methodisch-didaktische Möglichkeiten für einen im konstruktivistischen Sinne vielschichtigen und abwechslungsreichen Unterricht in Hinsicht auf die Lehr- und Lernmethoden zu erarbeiten. Auch wenn die Schulen noch nicht damit ausgestattet sind, so sollten zumindest die Lehrerseminare mit diesem Medium arbeiten, um für den zukünftigen Unterricht vorbereitet zu sein. Denn früher oder später kommt das Whiteboard in das Klassenzimmer. Softwareschulung und dann Schluss? Schulen, die in der glücklichen Lage sind, sich heute ein oder mehrere Boards anschaffen zu dürfen, erhalten in der Regel vom Hersteller oder Händler eine Einführung in das interaktive Whiteboard für die Lehrerinnen und Lehrer. Das sind Schulungen, die die Hardware und die Bedienung der mitgelieferten Software anbelangen und einen ersten Einstieg in das Medium geben können. Anhand von Beispielen werden einzelne Funktionen der Software erklärt und demonstriert. Doch oftmals sind diese Beispiele völlig losgelöst vom Lehrplan, Unterricht, und von der Methodik und Didaktik. Das soll kein Vorwurf gegen die Boardhersteller sein - das ist auch nicht ihre Aufgabe. Hier sind die länderspezifischen Institute und Einrichtungen der Lehrerausbildung gefragt, Konzepte und Angebote schnellstmöglich zu erstellen und anzubieten. Bislang werden Lehrerinnen und Lehrer alleine gelassen. Projekte wie in Thüringen und zukünftig auch in Hamburg sind diesbezüglich Ausnahmen und gelten als Leuchttürme, die uns Hoffnung geben. Keinen zweiten Sprachlabor-Effekt verursachen, bitte! Was sich nicht entwickeln darf, sind Zustände, wie wir sie bei den Anschaffungen von teuren Sprachlabors in den 1970er Jahren und Klassenzimmer-Computern Anfang der 1990er Jahren erlebt haben. Diese Medien wurden gekauft und später entweder nicht mehr genutzt oder die Lehrerinnen und Lehrer mit der Frage allein gelassen, wie sie den Computer sinnvoll in ihren Unterricht integrieren sollten. Der Computer hat zwischenzeitlich eine Renaissance erlebt, wird ernst genommen und gehört mittlerweile zum Schulalltag - wenn auch noch nicht in allen Schularten und Klassen. Doch bei den interaktiven Whiteboards sind wir noch Lichtjahre davon entfernt, von einer überzeugten Akzeptanz und einem methodisch-didaktischen Weg zu sprechen. Auch die Medienkompetenz der Lehrerinnen und Lehrer muss hierfür neu angebahnt, gestärkt und gefestigt werden, damit ein für den Lernprozess gewinnbringender Einsatz des interaktiven Whiteboards zukünftig gelingen kann.

  • Fächerübergreifend

Tabellenkalkulation

Unterrichtseinheit

Mit der ersten Tabellenkalkulation VisiCalc für den Apple II begann 1979 der Siegeszug des Personalcomputers. Tabellenkalkulationen sind sehr mächtige Werkzeuge, die nicht nur mit Zahlen rechnen und Texte verarbeiten, sondern auch Daten verwalten und visualisieren können. Die Einsatzfelder für den Unterricht reichen von der Schulverwaltung über den kaufmännischen Unterricht bis hin zum naturwissenschaftlich-technischen Bereich. Mit Tabellenkalkulationen kann man Notenlisten aufstellen und berechnen, Stundenpläne erstellen, Rechnungen schreiben, Buchbestände verwalten, Daten präsentieren, einfache Formeln berechnen oder komplizierte Auswertungen vornehmen. Wenn das Tabellenblatt einmal vorbereitet ist, lässt sich dies alles sehr schnell und ohne mathematischen oder programmiertechnischen Ballast umsetzen. Für viele dieser Aufgaben gibt es Spezialprogramme, die leichter bedienbar und auf ihrem Gebiet leistungsfähiger sind, aber auch Geld und Einarbeitungszeit kosten. Dagegen sind Tabellenkalkulationen vielseitiger, leicht erlernbar und gleichzeitig in ihren Grundfunktionen ausgereift, ihre Kenntnis ist somit langfristig nützlich. Welche Tabellenkalkulation man verwendet, spielt für Schulen keine große Rolle, da sich die großen Programme in ihren Grundfunktionen kaum unterscheiden. Dabei stellen Tabellenkalkulationen kaum Ansprüche an die Hardware und sind für alle Betriebssysteme kostenlos verfügbar, zum Beispiel OpenCalc als Teil von OpenOffice. Zellen und Bezüge Eine Tabellenkalkulation besteht aus tabellenförmig angeordneten Zellen. Jede Zelle hat eine eindeutige Adresse, zum Beispiel C5 . Der Inhalt einer Zelle kann aus Zahlen, Text oder Funktionen (Formeln) bestehen. Eine Zahl ist pro Zelle einsetzbar, wobei diese sich vielfältig präsentieren, zum Beispiel als Datum oder Zeit. Die Texte können ähnlich wie in einer Textverarbeitung formatiert werden, wenn auch mit Einschränkungen. Funktionen verarbeiten die Inhalte (Texte oder Zahlen) aus anderen Zellen. Es werden zahlreiche mathematische, logische und textliche Funktionen angeboten, die beliebig kombiniert werden können und so jede Auswertung ermöglichen. Die Schreibweise der Funktionen lehnt sich an die manuell gewohnte Schreibweise an und wird durch Assistenten unterstützt. Sie ist leicht erlernbar. Rechnungen und Darstellung Die Berechnungen erfolgen automatisch. Sobald ein Eingangswert geändert wird, passen sich alle abhängigen Ergebnisse sofort an. Alle Zahlen und Rechenergebnisse können in verschiedenen Diagrammtypen visualisiert werden. Auch die Diagramme reagieren sofort auf Änderung der Daten. Allzweckprogramm Über die Zellen können weitere Elemente gelegt werden, zum Beispiel Diagramme, Bilder, Zeichnungen, Flussdiagramme, ClipArts, WordArts, Formeln aus dem Formeleditor, Java-Applets et cetera. Die Entwicklung der "großen" Tabellenkalkulationen tendiert zu Allzweckprogrammen. Aktuelle Versionen können schon Musik- und Filmdateien einbinden und abspielen. Auf den folgenden drei Unterseiten werden die verschiedenen Möglichkeiten des Einsatzes der Tabellenkalkulation im Unterricht dargestellt. Zu den einzelnen Bereichen und Funktionen werden Beispiele aus der Unterrichtspraxis benannt und verlinkt. Merkmale und Unterrichtseinsatz (1) Inhalt: Kombination von Zahlen, Texten und Daten; Tabellenstruktur; Funktionen Merkmale und Unterrichtseinsatz (2) Inhalt: Vorbereitete Tabellenblätter; Serienweise und iterative Berechnungen durch Kopieren von Funktionen Merkmale und Unterrichtseinsatz (3) Inhalt: Diagramme; Tabellenblätter als Standard; Plakate drucken; Weitere Funktionen Unterrichtseinheiten Hier finden Sie eine Übersicht der Unterrichtseinheiten aus den verschiedenen Portalen bei Lehrer-Online zum Einsatz von Tabellenkalkulationen. Das Wort Tabellenkalkulation deutet auf Rechnen mit Zahlen und Datenbanken hin. Tabellenkalkulationen können aber auch Texte verarbeiten und Daten visualisieren. Keine dieser Fähigkeiten ist so ausgeprägt wie auf diese Funktionalitäten spezialisierte Programme, aber für viele Zwecke und Anwendungen ausreichend. Wenn eine Kombination der Fähigkeiten gefragt ist, die an Textverarbeitung oder Datenbank keine hohen Ansprüche stellt, oder Berechnungen im Spiel sind, ist in aller Regel eine Tabellenkalkulation zu bevorzugen. So entfallen auch der Einarbeitungsaufwand und die Kosten für mehrere spezielle Programme. Rechnungen: Mit einer Tabellenkalkulation können Sie Briefkopf und Rechnungstext schreiben, Preise aus einer Preisliste übernehmen und Bruttopreise, umsatzabhängige Rabatte oder Rechnungsbeträge errechnen und zuletzt alles ausdrucken. Klassenverwaltung: Legen Sie eine Klassenliste in einer Tabellenkalkulation an. Daraus können Sie automatisch Listen für Noten, Sammelbestellungen, Schülerzusatzversicherungen oder ähnliches erstellen. In die Notenliste müssen Sie nur noch Noten und die Gewichtungsfaktoren eingeben, die Durchschnitte ermittelt die Tabellenkalkulation. Sie können auch die zu den Verrechnungspunkten gehörigen Notenpunkte aus einer anderen Tabelle heraussuchen. Mit ihrer tabellarischen Struktur sind Tabellenkalkulationen wie geschaffen für alle Formen von Tabellen, Listen, Formularen oder ähnliches (siehe Abbildung 1). Dabei ist man nicht an das strenge rechteckige Raster gebunden, sondern kann es durch Zusammenfassen von Zellen verbergen. Gegenüber Tabellen in Textverarbeitungen sind Tabellenkalkulationen unproblematischer zu handhaben und in ihrer Größe kaum beschränkt. Sie können Daten aus anderen Tabellen übernehmen, nummerieren, sortieren, Zellen inhaltsabhängig automatisch einfärben oder aussortieren, Verrechnungspunkte in Notenpunkte ummünzen, Postleitzahlen mit dem Ortsnamen ergänzen und die Daten auswerten beziehungsweise weiter verarbeiten. Dabei sind die Ausdrucke von Tabellenkalkulationen nicht auf die Blattgröße des Druckers beschränkt. Stundenpläne, Raumbelegungspläne, Klassenlisten, Notenlisten Bestandslisten, Preislisten Kalender Formulare Mit Funktionen oder Formeln sind hier Anweisungen zur Verarbeitung von Zahlen und Texten gemeint, die eine Tabellenkalkulation verstehen kann. Sie sind nicht zu verwechseln mit Formeln, die mit einem Formeleditor für den Ausdruck gesetzt werden. Solche Formeln kann man zwar auch in eine Tabellenkalkulation einbinden, aber sie können von ihr nicht gelesen werden. Gängige Tabellenkalkulationen bieten ein umfangreiches Repertoire an Funktionen zur Verarbeitung von Zahlen, Texten und Daten zur Verfügung. Dazu gehören: Betriebswirtschaftliche und naturwissenschaftlich-mathematische Formeln (zum Beispiel Zins, Abschreibung, Winkelfunktionen, Matrizenrechnung, Statistik) Logische Entscheidungen (zum Beispiel wenn .. dann .. sonst ..): Viele Funktionen von Tabellenkalkulationen machen ihre Tätigkeit von Bedingungen abhängig, denn nur so können Auswertungen wirklich flexibel sein. Funktionen zur Manipulation von Texten: Während eine Textverarbeitung eigentlich nur das Aussehen eines Textes verändert, behandelt eine Tabellenkalkulation Texte als Zeichenketten, die zerstückelt und zusammengesetzt werden können. Für ein Sprachübersetzungsprogramm wird es nicht reichen, aber eine Anrede an das Geschlecht des Adressaten anzupassen, ist möglich. Funktionen von Datum und Zeit: Tabellenkalkulationen können auch mit Datum und Zeit rechnen. Dies kann für eine Lohnabrechnung genutzt werden. Funktionen zum Anlegen und Auslesen von Datenbanken. Wenn eine Funktion nicht vorhanden ist, kann sie aus den vorhandenen Funktionen kombiniert werden. Der Komplexität der Kombinationen sind kaum Grenzen gesetzt. Alle Funktionen können Eingabewerte aus anderen Zellen verarbeiten. Wird ein Eingabewert geändert, passen sich die Ergebnisse aller abhängigen Funktionen sofort an (Abbildung 2 bitte anklicken). Das gilt auch für die Diagramme, die Ein- und Ausgangswerte grafisch darstellen. Man kann also Tabellenblätter erstellen, in denen sehr komplexe Auswertungen sofort nach Eintrag der Eingangsdaten erfolgen. Wenn diese Tabellenblätter vorbereitet sind, können die Schülerinnen und Schüler ohne umfangreiche Mathe- und Programmierkenntnisse sehr einfach und schnell viele Auswertungen vornehmen. Die Tabellenblätter lassen sich so schützen, dass Lernende keine Formeln löschen können. Notenlisten mit Berechnung der Durchschnittsnote: Dabei ist es auch möglich, die Noten zu gewichten, die schlechteste Note aus der Wertung zu nehmen oder ähnliches. Statistik: Auswertung normalverteilter Messreihen nach allen denkbaren Gesichtspunkten. Eine Stärke von Tabellenkalkulation sind gleich bleibende Berechnungen mit wechselnden Eingangsdaten. Neben der händischen Änderung der Eingangsdaten kann man Formeln auch leicht kopieren. Je nach Art der Adressierung können die Eingangsdaten aus feststehenden oder fortlaufenden Zellen entnommen werden. Die fortlaufenden Zellen können einer Tabelle entstammen, zum Beispiel einer Preisliste oder Zahlenreihe, die man automatisch erzeugt. Man kann auch iterative Verfahren durchführen, indem man die Ergebnisse der jeweils letzten Formel als Eingangswert für die neue Formel verwendet. (Abbildung 3 bitte anklicken, Animation zur Darstellung eines Funktionsverlaufs) Kopierte Formeln mit Eingangswerten aus Zahlenreihen kann man verwenden, um viele Punkte eines Funktionsverlaufes zu berechnen und anschließend grafisch darzustellen. Kopierte Formeln mit Eingangswerten aus Tabellen sind geeignet, um Bruttopreise zu einer langen Liste von Nettopreisen zu berechnen. Mit iterativen Formeln kann man Zinseszinsen berechnen, Nullstellen ermitteln, Populationsdynamiken simulieren, Differentialgleichungen näherungsweise lösen oder ähnliches. Die iterative Zinseszinsberechnung mit sehr einfachen Formeln öffnet dem Lernenden das Tor zur Welt der numerischen Mathematik und ermöglicht neue Ansätze im Unterricht. Mit Tabellenkalkulationen können Daten auch visualisiert werden. Geboten werden vor allem die in geschäftlichen Bereichen üblichen Darstellungen. Säulen (zum Beispiel für Histogramme oder Paretodiagramme) Balken (zum Beispiel für Gantt-Diagramme) Linien Kreise (zum Beispiel für Tortendiagramme) Punkte (zum Beispiel für Streudiagramme) Netze (zum Beispiel für Radarbilder) 6.2. Graphen und Funktionsverläufe XY-Wertepaare können als Punkte oder als Linienzüge dargestellt werden. Da die Wertepaare schnell durch Kopieren einer Funktion erzeugt werden können, eignen sich Tabellenkalkulationen gut, um Funktionsverläufe darzustellen. Mit XY-Wertepaaren und Linienzügen können mit etwas Aufwand viele weitere grafische Darstellungen erzeugt werden, zum Beispiel: Spannungs-Dehnungs-Diagramme Zustandsdiagramme von Zweistofflegierungen grafische Lösungen von Statikaufgaben T,s-Diagramm von Wasser Die Vorteile von Tabellen sind so offensichtlich, dass viele Programme Daten als Tabellenblätter im- und exportieren können oder sogar in Tabellenblättern verwalten. Hier wird meistens das Format von MS-Excel verwendet, weil es den größten Verbreitungsgrad hat. MS-Outlook kann seine Adressdaten als Tabellenblatt exportieren. Das CAD-Programm Inventor von Autodesk kann Konstruktionsdaten in Excel-Tabellen verwalten. So ist es möglich, eine Konstruktion, die einmal erstellt wurde, durch Änderung der Maße innerhalb der Excel-Tabelle in verschieden Baugrößen zu konstruieren. Wenn große Tabellen ausgedruckt werden, teilen Tabellenkalkulationen die Tabellen in für den Drucker handliche Größen. Das klappt nicht nur mit Tabellen, sondern unter anderem auch mit eingefügten Bildern. Man kann also mit gewöhnlichen Druckern große Plakate erzeugen, die man allerdings zusammenkleben muss. Wem dies alles noch nicht genügt, dem stellen die gängigen Tabellenkalkulationen noch zusätzliche Hilfen in Form von Zirkelbezügen, Szenarien, Mehrfachbezügen, Pivottabellen und nicht zuletzt vielseitige Makrosprachen zur Verfügung.

  • Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co.
  • Sekundarstufe II

Dank einer Classroom Management Lösung erfolgreich digital unterrichten

Fachartikel

Dieser Fachartikel zum Thema Classroom Management beschäftigt sich mit den Möglichkeiten, in direkten Kontakt mit den mobilen Endgeräten von Schülerinnen und Schülern zu treten, sie bei ihrem Lernen zu unterstützen und somit den modernen Unterricht effizienter zu gestalten. Viele Lehrerinnen und Lehrer in allen Bundesländern sehen sich mit der Herausforderung konfrontiert, mobile Endgeräte wie Tablets oder Smartphones im Unterricht als Lernmittel einzusetzen. Hiermit ist stets Euphorie verbunden, aber auch die Frage, inwieweit Hard- und Softwareanbieter auf Wünsche und Anforderungen von Schulen eingehen können. DigitalPakt – und nun? Der DigitalPakt und die damit verbundene Aufbruchsstimmung in eine neue, digitale Zukunft der Schule schürt allerdings auch Bedenken und Ängste. Viele befürchten, die mobilen Endgeräte, die man oftmals nur aus der Freizeit kennt, nicht gewinnbringend einsetzen zu können. Die Angst, dass die neue Technik das Leben nicht vereinfacht, sondern Unruhe im bewährten Unterricht stiftet, ist allgegenwärtig. Eine weitere Angst, die man als Lehrkraft angesichts der neuen Technik oft hat, ist die des Kontrollverlusts. Natürlich kann man auch im klassischen Unterricht nie sicher sein, dass alle Schülerinnen und Schüler gerade dem Inhalt folgen und nicht in Gedanken bereits in der nächsten Pause oder der nächsten Episode von "Germanys Next Topmodel" sind. Man wiegt sich allerdings in einer gewissen Sicherheit, da man Seitengespräche schnell unterbinden und sichtbaren Briefverkehr abfangen kann. Der Einsatz moderner mobiler Endgeräte bedeutet auch, dass man als Lehrkraft nicht immer mitbekommen kann, was Schülerinnen und Schüler gerade mit den Geräten während Arbeitsphasen tun. Wird wirklich an der lang überlegten und aufwendig als Lehrpfad angelegten Aufgabe gearbeitet, oder wird gerade die Internetverbindung der Schule zum Schauen der nächsten Episode "Krass Schule" auf YouTube genutzt? Nutzen die Schülerinnen und Schüler gerade die Kommunikationsfunktionen der Endgeräte zum Austausch über Goethes "Faust", oder wird gerade der neueste Pausenhof-Gossip geteilt? Wie mobil ist mobiles Lernen? Aber auch arbeitsrelevante Fragen stellen sich. Wie kann ich schnell Arbeitsaufträge verteilen? Wie kann ich gelungene Arbeitsergebnisse mit allen Schülerinnen und Schülern schnell und einfach teilen? Eine Antwort auf diese Fragen ist eine sogenannte Classroom Management Software. Die Idee ist nicht neu: Es geht darum, die Geräte, sofern sie sich im selben (Schul-)Netzwerk aufhalten, miteinander im Klassenverbund für die Dauer des Unterrichts zu vernetzen und so den Datenaustausch und die Kommunikation zu erleichtern. Das Ganze wird durch ein Tablet mit einer Lehrersoftware gesteuert. Eine solche Möglichkeit bietet die Firma Samsung mit dem Samsung Classroom Management, das Teil des Samsung Neues Lernen Lösungspakets für den DigitalPakt Schule ist. Bereits vor über fünf Jahren hat Samsung erste Versionen einer solchen Software erprobt. Damals waren allerdings die Endgeräte noch verhältnismäßig langsam, Speicherkapazitäten begrenzt und auch die frühen Versionen des Betriebssystems noch nicht optimiert. Das hat sich mittlerweile gebessert, die bewährten Grundfunktionen hingegen sind quasi unverändert. Doch was kann diese Lösung alles leisten? Datenschutz an erster Stelle Natürlich müssen Datenschutzregeln beachtet werden, vor allem in den datensensiblen Bereichen wie der Geräteverwaltung und dem eigentlichen Classroom Management. Dies ist mittlerweile die erste Frage, die Schulen aber auch Eltern stellen. Das erscheint zwar in der heutigen Zeit trivial, aber oftmals ist es bei genauer Betrachtung unklar, inwieweit ein Nutzertracking betrieben wird. Je mehr wir uns dabei auf einen einzigen Anbieter für Mediennutzung und -verwaltung, Steuerung und Hardware verlassen, desto kritischer muss dies im Rahmen des DigitalPaktes betrachtet werden. Nicht zuletzt auch aus einem Interoperabilitätsgedanken heraus. Die Lösung von Samsung erscheint hier ein sinnvolles Angebot, in der Datenschutzbelange und Datensparsamkeit bewusst in den Vordergrund gesetzt werden, ohne der Nutzerfreundlichkeit Abbruch zu tun. Gerade in Hinblick auf ein Mobile Device Management System bleibt hier auch die Plattform-Offenheit zu erwähnen. Vertrauen ist gut, Kontrolle ist einfach! Die Lösung muss in der Lage sein, die Schülergeräte, die in der Klasse aktiv sind, jedenfalls in groben Zügen steuern zu können. Samsung Classroom Management ist darüber hinaus in der Lage, zum Beispiel Geräte von Schülerinnen und Schülern zeitweise zu sperren oder Funktionen einzuschränken, die den Unterrichtsverlauf stören oder Schülerinnen und Schüler ablenken könnten. So einfache Dinge wie die Benutzung der eingebauten Kameras einzuschränken oder gar komplett zu unterbinden kann meiner Erfahrung nach schon sehr hilfreich sein, gerade bei jüngeren Schülerinnen und Schülern. Auch die Funktion der Bedienelemente, wie die Lautstärkeregelung am Gerät, kann eingeschränkt werden. Ebenso kann gesteuert werden, welche Apps gestartet und welche Webseiten besucht werden dürfen. Wohlgemerkt aber nur, solange sich die Schülerinnen und Schüler im selben Netzwerk, wie dem Schulnetzwerk, befinden. Internetzugang ist hier nicht erforderlich und eine heimische Nutzung der Geräte kann unkontrolliert stattfinden. Kollaboratives Arbeiten Aber es soll hier nicht in erster Linie um Kontrolle und Überwachung gehen, sondern vielmehr das kollaborative Arbeiten erleichtert und in vielen Situationen überhaupt erst ermöglicht werden. So können Lehrkräfte Kurse erstellen, an denen Schülerinnen und Schüler durch simples Scannen eines Barcodes teilnehmen können. In dem Kurs kann die Lehrkraft den Bildschirm des Lehrer-Tablets auf die Geräte der Schülerinnen und Schüler spiegeln, eine klassische Tafel kann so obsolet werden, so dass man auf klassische Unterrichtsräume verzichten kann. Aber auch die Bildschirminhalte der Schülerinnen und Schüler können so auf allen Geräten geteilt werden. So kann die Klasse die Arbeitsergebnisse, die vorgetragen werden, besser nachvollziehen. Rechenwege im Mathematik-Unterricht oder Versuchsergebnisse im naturwissenschaftlichen Unterricht, die man vielleicht sogar per Bild dokumentiert hat, aber auch den langen Deutsch-Aufsatz, den eine Schülerin oder ein Schüler vorliest und den nicht alle in der Klasse akustisch verstehen können, sind hier nur ein paar wenige Beispiele aus der Praxis. Aber auch das gezielte und zeitgleiche Öffnen von (Web-)Inhalten auf allen Geräten ist möglich, sodass man effizient mit der Arbeit beginnen kann und nicht umständlich lange Internetadressen an die Tafel schreiben muss, die die Hälfte der Klasse, wer kennt das nicht, falsch abtippt. Schulen mit offenem Lehr- und Lernkonzept können hier sogar so weit gehen, dass Lehrkräfte ihre Kurse anbieten und sich Schülerinnen und Schüler gezielt in die für sie notwendigen Kurse einwählen können und dabei nicht einmal im selben Raum sein müssen, sofern sie im selben WLAN sind. Plattformübergreifende Anwendung Man sieht also, Hersteller von Hardware wie Samsung haben durchaus langjährig erprobte Softwarelösungen für die Herausforderungen bei der Arbeit mit digitalen Endgeräten parat. Diese sollen in Zukunft auch für Geräte anderer Hersteller geöffnet werden, so wie das bei der MDM-Lösung Samsung Knox zur Verwaltung von unterschiedlichen digitalen Endgeräten bereits möglich ist, wodurch "bring-your-own-device" Ansätze realisierbar sind. Außerdem arbeitet Samsung an einer Lösung, die nicht mehr auf dasselbe WLAN beschränkt ist und somit Homeschooling-Szenarien unterstützt. So sieht die digitale Zukunft an Schulen und der erfolgreiche und erlebnisreiche Einsatz von digitalen Endgeräten an Schulen vielversprechend aus.

  • Fächerübergreifend

Die Erfindung des Computers – Zuses Z3

Unterrichtseinheit

Vor 100 Jahren – am 22. Juni 1910 – wurde Konrad Zuse geboren. Das Zuse-Jahr 2010 soll dieses Jubiläum gebührend ehren. In dieser Unterrichtseinheit erhalten Schülerinnen und Schüler Einblicke in die Erfindung des Computers durch Konrad Zuse und in die Funktionsweise seines ersten Rechners - den Z3.Was sind Dualzahlen und warum rechnen Computer mit ihnen? Wie funktioniert binäre Logik und was sind logische Gatter? Wie arbeitete Konrad Zuses Z3? Die Antworten auf diese Fragen können Schülerinnen und Schüler mit einer zum Zuse-Jahr 2010 entwickelten Lernumgebung finden. Die dynamischen Arbeitsblätter enthalten interaktive Übungen und Veranschaulichungen, die mit LogiFlash erstellt wurden. Dieser Logiksimulator für die Darstellung von digitalen Schaltungen wurde am Lehrstuhl für Technische Informatik der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main entwickelt und steht kostenfrei zur Verfügung. Würdigung der Leistung Konrad Zuses Die hier vorgestellte Lernumgebung kann im Rahmen des Lehrplans genutzt werden. Konzipiert wurde sie vom Autor aber insbesondere zur Würdigung von Konrad Zuse (1910-1995) im Zuse-Jahr 2010. Hier bietet sich ihr Einsatz im Rahmen eingeschobener Unterrichtsstunden an (eine Doppelstunde sollte reichen). Im Verlauf des Unterrichtsgesprächs kann ferner auf die Begriffe Verarbeitungsbreite (Bit) und Speichergröße (Bit und Byte) eingegangen werden. Einführung der Lernumgebung per Beamer Schülerinnen und Schüler der Klasse 7 sind den Einsatz interaktiver Arbeitsblätter oft noch nicht gewohnt. Daher sollte der Umgang damit zunächst von der Lehrperson per Beamer gezeigt werden. Insbesondere der Umgang mit den interaktiven LogiFlash-Simulationen kann so demonstriert werden. Hinweise zu den Übungen Ein Hinweis auf die Notwendigkeit einer korrekten Zahleneingabe bei den Übungen führt zu erhöhter Konzentration und damit zu weniger Frusterlebnissen. Diese entstehen, wenn Fragen inhaltlich richtig, aber formal fehlerhaft (zum Beispiel durch Leerstellen) in die Arbeitsblätter eingegeben werden. Die Angaben werden dann als falsch bewertet. Auch Partnerarbeiten zwischen Schülerinnen und Schülern mit guten Deutschkenntnissen und Lernenden, denen die deutsche Sprache schwer fällt (Integrationskinder), kann zur Vermeidung von Frusterlebnissen beitragen. Aufbau und Inhalte der Lernumgebung Die Themen der Lernumgebung werden kurz vorgestellt. Screenshots zeigen Ausschnitte aus den interaktiven Übungen. Green IT Von der Erfindung des Computers kann ein Bogen geschlagen werden zum heutigen rasanten Wachstum der Datenströme im Internet, die einen signifikanten Beitrag zum Kohlenstoffdioxidausstoß leisten werden, wenn die Energieeffizienz der heutigen Technologie nicht stark verbessert wird. "Green IT" ist das Schlagwort. Computer Gestern - Heute - Morgen: "Green IT" In Zeiten drastisch wachsender Datenströme muss die Nutzung von Informations- und Kommunikationstechnologie umwelt- und ressourcenschonend gestaltet werden. Die Schülerinnen und Schüler sollen im Lernbereich "Computer verstehen: Daten und Strukturen" den grundlegenden Aufbau eines Computers kennen (Hardware, Prozessor, Bus, Speicher). das Blockschaltbild eines Computers verstehen. das Prinzip "Eingabe - Verarbeitung - Ausgabe" verstehen. die Auswirkungen der Rechentechnik aus historischer Sicht bewerten. ein Modell für Informatiksysteme kennenlernen. im Wahlpflichtbereich "Computer Gestern - Heute - Morgen" die Leistung eines Rechners anhand verschiedener Kriterien beurteilen können. die Lernumgebung für das Fach Mathematik zur Prüfungsvorbereitung zum Thema Stellenwertsysteme (Klasse 10) nutzen. Thema Die Erfindung des Computers - Zuses Z3 Autor Jens Tiburski Fächer Informatik, Mathematik (Stellenwertsysteme) Zielgruppe ab Klasse 7 (Informatik), Klasse 10 (Mathematik) Zeitraum 1-2 Stunden Technische Voraussetzungen Computer in ausreichender Zahl (Einzel- oder Partnerarbeit); aktiviertes Java-Script, Flash Player Zuerst werden die Schülerinnen und Schüler darauf aufmerksam gemacht, dass die Rechenmaschinen vor der Erfindung des Computers noch mechanisch funktionierten. Doch selbst herausragende Konstruktionen demonstrierten lediglich die Unmöglichkeit, analytische Maschinen von hoher Komplexität technisch zu verwirklichen. Das macht die Genialität Zuses deutlich, der mit zwei revolutionären Ideen die Entwicklung des modernen Computers ermöglichte: Durch den Vergleich mit Anlagen aus der Nachrichtentechnik kam er zu dem Schluss, dass Rechenmaschinen ebenfalls elektronisch funktionieren müssten - durch den Einsatz von Relais als Schalter. Da Relais nur zwei Schaltzustände kennen - High und Low - erkannte Zuse, dass Rechenmaschinen auf dem Dualsystem basieren müssten. Boolesche Logik Also stellte er seine Experimente mit mechanischen Rechenmaschinen ein (der Zuse Z1 war noch ein mechanischer Rechner) und arbeitete an der Umsetzung der Rechenregeln für Dualzahlen mittels logischer Operatoren. Dass es die Boolesche Logik schon gab, wusste Konrad Zuse nicht. Er entwickelte jedoch unabhängig dieselben Schlussfolgerungen. Die interaktiven Arbeitsmaterialien der Unterrichtseinheit beginnen mit der Erforschung der Rechenregeln für das Dualsystem (also das Zahlensystem auf der Basis 2). Nach grundsätzlichen Erläuterungen haben die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, ihr erworbenes Wissen in interaktiven Aufgabenstellungen zu testen. Nach der Konvertierung von Dezimalzahlen in Dualzahlen (Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken) und umgekehrt sind Additions- sowie eine Multiplikationsaufgabe zu lösen. Die Lernumgebung gibt den Schülerinnen und Schülern Rückmeldungen zum Erfolg ihrer Bemühungen. Den nächsten inhaltlichen Schwerpunkt bildet das Verständnis sogenannter logischer Gatter. Es wird gezeigt, wie solche Gatter aufgebaut sind und welche Funktion sie erfüllen. Dabei beschränkt sich die Lernumgebung auf die wesentlichen Gatter: And-Gatter Or-Gatter Xor-Gatter Nand-Gatter Nor-Gatter Xnor-Gatter Interaktive Übungen Mithilfe von Flash-Simulationen logischer Schaltungen (erstellt mit LogiFlash ) können die Schülerinnen und Schüler die Erklärungen nachvollziehen und eigene Überlegungen visualisieren. Das Kapitel enthält interaktive Übungen zu Wahrheitstabellen logischer Gatter. In verschiedenen Aufgaben können die Schülerinnen und Schüler Wahrheitstabellen vorgegebener Gatter erkunden sowie Gatter anhand ihres Verhaltens zuordnen. Abb. 2 zeigt ein Beispiel: In der Übung muss die Wahrheitstabelle ermittelt und dem entsprechenden Gatter zugeordnet werden. Danach werden - mithilfe der Gatter - die Rechenregeln für Dualzahlen digital umgesetzt. Der 1-Bit-Addierer bildet die Grundlage für das Verständnis des Zusammenhangs zwischen Rechenregeln und logischen Gattern. Wenn dieses Funktionsprinzip verstanden wurde, geht es mit dem 8-Bit-Addierer weiter. Hier liegt der Schwerpunkt auf der Weitergabe des Übertrags. Es kann zwar nur der Übertrag 1 entstehen, aber dieser muss gegebenenfalls über mehrere Stellen weitergegeben werden. Die sich daraus ergebenden Überlegungen zum Einsatz verschiedener Gatter führen auf eine schon recht komplexe Schaltung mit einer Vielzahl von Gattern, die - zur optischen Abgrenzung - in verschiedenen Reihen angeordnet sind (Abb. 3, Platzhalter bitte anklicken). Dieser 8-Bit-Addierer ist nun das eigentliche Rechenwerk des Z3. Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass es sich um ein stark vereinfachtes Modell des Rechenwerks von Konrad Zuse handelt. Im Gegensatz zu Konrad Zuses Rechner wird unser Rechenwerk nun aber noch mit Wandlern zur Ein- und Ausgabe von Dezimalziffern ausgestattet: Dezimal-Dual-Wandler Dieser Wandler basiert komplett auf Or-Gattern, die dafür sorgen, dass eingegebene Dezimalziffern über die Lampen am Ausgang als Dualzahlen weitergegeben werden. Dual-Dezimal-Wandler Dieser Wandler verwendet zwei Gattertypen, das And-Gatter und das Nor-Gatter. Das jeweilige And-Gatter testet die gesetzten richtigen Bits, während das Nor-Gatter falsch gesetzte Bits "herausfiltert". So wird zum Beispiel die Lampe mit der Nummer 7 nur dann auf High-Level gesetzt, wenn die Bits 1, 2 und 3 aktiviert sind und gleichzeitig die Bits 4 und 5 deaktiviert sind (Abb. 4). Wenn man nun den 8-Bit-Addierer mit zwei Dezimal-Dual-Wandlern zur Eingabe von Dezimalziffern und einem Dual-Dezimal-Wandler zur Anzeige der Ergebnisse in Dezimalform ausstattet, erhält man einen einfachen Rechner, der zwei Dezimalziffern addiert und das Ergebnis anzeigt. Der Informationsfluss kann dabei anhand der türkis eingefärbten Hervorhebungen von den Schülerinnen und Schüler nachvollzogen werden, sodass das Funktionsprinzip deutlich wird (Abb. 5) Die Schaltung in Abb. 5 wirkt auf den ersten Blick sicher verwirrend. Deshalb wird dieser Rechner nun modular umgestaltet. Die Hauptbaugruppen werden in Module zusammengefasst. Dann erfolgt die Verdrahtung und man erhält ein Funktionsschema, das wesentlich übersichtlicher wirkt als das vollständige Modell. Dass es sich jedoch um dieselben Schaltungen handelt, kann man durch das Anklicken des Lupen-Symbols sehen. Das Lupensymbol erscheint, wenn Sie den Cursor über die linke oder rechte untere Ecke (4-Bit-Addierer) der Module führen (siehe roter Kreis in Abb. 6). Aufgaben Im letzten Übungsteil sollen die Schülerinnen und Schüler ihr erworbenes Wissen über die logischen Schaltungen testen. Drei vorgegebene Schaltungen sind zu komplettieren: 1-Bit-Addierer Die beiden passenden Logik-Gatter sollen an die richtigen Stellen gezogen und die Schaltungen korrekt verdrahten werden. Per Klick auf das Fragezeichen-Symbol lassen sich Tipps aufrufen. Der Test-Button prüft die Schaltung - das kann bei umfangreichen Schaltungen einige Sekunden dauern - und gibt dann das Ergebnis in Form einer Messagebox aus. 4-Bit-Addierer Neben den vier 1-Bit-Addierern muss die Weiterleitung des Übertrags fehlerfrei funktionieren. Die Aufgabe besteht in der korrekten Verdrahtung der logischen Gatter der Übertragsweiterleitung. Modul-Rechner Der letzte Schaltplan beinhaltet zwei Dezimal-Dualwandler, einen 4-Bit-Addierer sowie einen Dual-Dezimal-Wandler. Die Aufgabe ist es nun, die fertigen Module richtig zu verdrahten, sodass der Modul-Rechner fehlerfrei funktioniert. Im Themenbereich "Computer Gestern - Heute - Morgen" bietet sich ein Ausblick auf die Bestrebungen an, die Nutzung von Informationstechnik (IT) beziehungsweise aller Informations- und Kommunikationstechnologie umwelt- und ressourcenschonend zu gestalten. Dies betrifft die Produktion der Komponenten (Energieeinsatz, Materialien, Produktionsmittel). das Design der Systeme (Energieverbrauch im Betrieb). die Entsorgung oder das Recycling der Geräte. Der letztgenannte Aspekt schließt insbesondere die Schadstoffthematik mit ein, also ob schädliche Stoffe in der Produktion anfallen oder ob Gifte wie Blei oder Brom im Endprodukt enthalten sind und bei dessen Betrieb oder Entsorgung freigesetzt werden. Der Begriff Green IT umfasst auch die Energieeinsparung durch die Nutzung von Informations- und Kommunikationstechnologie. So kann zum Beispiel der Ersatz von Dienstreisen durch Videokonferenzen zur Energie- und Emissionsreduzierung beitragen. Der Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. (VDE) hat im Jahr 2009 eine Green-IT-Studie veröffentlicht, die "Aspekte der Reduzierung des Energieverbrauchs und der Verbesserung der Energieeffizienz in Kommunikationsnetzwerken" darstellt. Angesichts des dramatisch ansteigenden Datenverkehrs muss, so die Studie, dem damit zusammenhängenden Energieverbrauch aus Umweltgesichtspunkten (Kohlenstoffdioxidausstoß) - aber auch im Hinblick auf die Betriebskosten für Netzbetreiber und private Kunden - entschieden gegengesteuert werden. Nur wenn Forschung und Entwicklung einen essenziellen Beitrag zur Verbesserung der Energieeffizienz der Informations- und Kommunikationstechnologie leiste, sei das Wachstum des Internets ohne einen signifikanten Beitrag zum Kohlenstoffdioxidausstoß möglich. Auch dies gehört zum Erbe Konrad Zuses … Interessierte Lehrkräfte können die nicht ganz günstige Studie (250 Euro) direkt beim VDE bestellen: VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. Stresemannallee 15 60596 Frankfurt am Main Kontakt: itg@vde.com

  • Mathematik / Rechnen & Logik / Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co.
  • Sekundarstufe I
ANZEIGE