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Lern-Management-Systeme (LMS) in der Berufsschule am Beispiel von Moodle

Fachartikel

Dieser Fachartikel zum Thema Lern-Management-Systeme (LMS) in der Berufsschule zeigt Vorteile eines digitalen Tools zur Organisation von Wissen sowie zur Unterstützung kooperativer Lehr- und Lernmethoden auf. Exemplarisch wird dabei in die Arbeit mit Moodle eingeführt. Der Beitrag entstand im Rahmen des von der Deutschen Telekom Stiftung geförderten Projekts "Berufsschule digital". Digitaler Wandel und Kompetenzorientierung Im Rahmen der zunehmenden Digitalisierung hat die Kultusministerkonferenz (KMK) die Herausforderungen des Wandels in der Bildung angenommen und mit der Strategie "Bildung in der digitalen Welt" ein Handlungskonzept für die zukünftige Entwicklung der Bildung in Deutschland vorgelegt. Damit müssen auch in den berufsbildenden Schulen die Lehr- und Lernprozesse künftig digital gestützt gestaltet werden. "Die Zielsetzung beruflicher Bildung – der Erwerb einer umfassenden Handlungskompetenz – bedingt, dass der Kompetenzerwerb im Kontext von digitalen Arbeits-und Geschäftsprozessen als fächerübergreifende Querschnittsaufgabe angelegt sein muss." ( KMK 2016 , S. 20f.) Fähigkeiten wie Selbstmanagement, internationales Denken und Handeln sowie die projektorientierte Kooperation werden in diesem Zusammenhang bedeutsam. Gemäß dem Modell der vollständigen Handlung soll das Lernen in der Berufsschule der Praxis im Berufsleben entsprechen und handlungsorientiertes Lernen ermöglichen. Ziel ist es dabei, dass die Auszubildenden die erworbenen Handlungskompetenzen im späteren Berufsleben selbständig auf andere Arbeitsprozesse übertragen können. Im Zentrum steht die Gestaltung eines Lernprozesses , der den Lernenden dabei hilft, sich nach der Ausbildung selbst zu organisieren. Konkret für den Unterricht bedeutet das, dass insbesondere die Evaluation und Reflexion vermehrt Beachtung finden müssen. Darüber hinaus kommt neben der inhaltlichen und institutionellen auch der curricularen und methodischen Öffnung des Unterrichts vermehrt Bedeutung zu. Um Aspekte der Lernerorientierung , Inhaltsorientierung , Prozessorientierung sowie der Handlungs- und Produktorientierung zu integrieren, können digitale Werkzeuge einen großen Vorteil für die Lernenden aber auch die Lehrenden bringen, indem sie Selbstwirksamkeit zum Beispiel im Projektunterricht, der Freiarbeit oder dem Lernen durch Lehren ermöglichen. Lern-Management-Systeme in der Schule In diesem Zusammenhang ist ein LMS daher nun eine Möglichkeit, die von der KMK angestrebte Kompetenzorientierung in der Berufsschule zielorientiert umzusetzen. Generell ist es nur sinnvoll, ein LMS in der Schule einzuführen, wenn gewisse Voraussetzungen zum digitalen Arbeiten gegeben sind. Idealerweise ist mindestens eine gute Breitbandanbindung vorhanden und stabiles WLAN am Standort ausgebaut. Je nach Ausstattung der Schule kann der Ansatz Bring Your Own Device dabei helfen, dass den Lernenden die entsprechen Geräte zur Verfügung stehen. Die Nutzung von einfachen Programmen und Apps sollte bekannt sein oder entsprechend vorab thematisiert werden. Grundsätzlich muss bei der Arbeit mit digitalen Werkzeugen der Lernprozess im Vordergrund stehen. Die Tools können den Unterricht nur dann bereichern, wenn sie sinnvoll und zielführend eingesetzt werden. Lernplattformen beziehungsweise Lern-Management-Systeme (LMS) sind komplexe Content-Management-Systeme, die der Bereitstellung von Lerninhalten sowie der Organisation von Lernvorgängen dienen. fungieren als Katalysator der Kommunikation zwischen Lernenden und Lehrenden und ermöglichen den Austausch von Daten (ohne übliche Grenzen) und der Kollaboration in der Arbeit als auch im Vorbereiten und Nacharbeiten von Unterricht. bilden die Schnittstelle zwischen Bildungsanbieter und lernender Person. Arbeiten mit Moodle im Unterricht Funktionen von Moodle Exemplarisch wird nun das Arbeiten mit Moodle als bekanntes LMS, das auch international eine weitrechende Anwendung in Schulen und Universitäten findet, erläutert. Als LMS bietet Moodle unter anderem folgende Funktionen: Benutzerverwaltung (Anmeldung mit Verschlüsselung) Kursverwaltung (Kurse, Verwaltung der Inhalte und Dateien) Rollen- und Rechtevergabe mit differenzierten Rechten Kommunikationsmethoden (Chat, Foren) Integration des interaktiven Whiteboards Notizbuch und Kalender Darstellung der Kursinhalte, Lernobjekte und Medien in einem netzwerkfähigen Browser Erweiterbarkeit durch Plug-Ins Fazit zu Moodle Es lässt sich zusammenfassen, dass man mit Moodle alle Akteurinnen und Akteure (Lehrende und Lernende / Teilnehmerinnen und Teilnehmer) sowie deren Tätigkeiten "managen" kann. Moodle ist ein komplexes Content-Management-System, das speziell auf Bildung ausgerichtet ist. Es ermöglicht die Bereitstellung von Lerninhalten und der Organisation von Lernvorgängen, schafft eine Schnittstelle zwischen Bildungsanbieter und lernender Person sowie die Möglichkeit zur Kommunikation der Akteurinnen und Akteure. Auf der anderen Seite liefert es aber keine Bildungsinhalte wie übliche Webpräsenzen oder -portale im Internet. Diese Inhalte müssen selbst erstellt oder entsprechend eingekauft werden. Der Vorteil eines LMS oder konkret von Moodle ist eine Entlastung im Lehrbetrieb , die Regelung des Informationsflusses zwischen den Akteuren und die Vereinfachung des kompetenzorientierten Lernens – vor allem wenn Individualisierung, Selbststeuerung, Selbstorganisation eine wichtige Rolle spielen. Moodle übernimmt zum Teil Verwaltungsaufgaben wie zum Beispiel die Abgabe von Aufgaben, Benotung oder Weiterleitung von Informationen. Als freies objektorientiertes Kursmanagementsystem bietet Moodle zudem Unterstützung von kooperativen Lehr- und Lernmethoden für den Unterricht durch eine große Menge an Erweiterungen, die bereits existieren oder durch den quelloffenen Ansatz auch selbst entwickelt werden können. Wie Moodle aufgebaut ist und welche Funktionen die Software für den Einsatz im Unterricht im Einzelnen bietet, wird im folgenden zum Download angebotenen Dokument ausführlich beschrieben.

  • Fächerübergreifend

Ein Datenschutz-Konzept für Schulen gemäß der EU-DSGVO

Fachartikel
5,99 €

Der Fachartikel "Ein Datenschutzkonzept für Schulen" informiert Schulleitende und Lehrkräfte über die Erstellung eines Verfahrensverzeichnisses gemäß der EU-Datenschutzgrundverordnung (DSGVO). Das Recht auf Vergessenwerden Artikel 17. Abs.1 der EU-DSGVO stellt die Schulleitungen und Verantwortlichen in der Auftragsdatenverarbeitung vor vielfältige Aufgaben, denn personenbezogene Daten sind künftig unverzüglich zu löschen, wenn die personenbezogenen Daten für die Zwecke, für die sie erhoben oder auf sonstige Weise verarbeitet wurden, nicht mehr notwendig sind. Dabei müssen die Löschungsfristen für alle Schüler-Lehrer- und Elterndaten eingehalten werden. Das gilt für Klassenarbeiten, Notenhefte, Fotos, Zeugnisse und so weiter. die betroffene Person ihre Einwilligung widerruft und es an einer anderweitigen Rechtsgrundlage für die Verarbeitung fehlt. Sind zum Beispiel irrtümlich Fotos von Personen auf Schulfesten erstellt worden oder gab es Einwilligungen für die Unterschriften auf Klassenlisten, die die betroffene Person zurückziehen möchte, so muss die Schulleitung diesem Ansinnen Folge leisten. die betroffene Person Widerspruch gegen die Verarbeitung einlegt und keine vorrangigen berechtigten Gründe für die Verarbeitung vorliegen (siehe oben). die personenbezogenen Daten unrechtmäßig verarbeitet wurden (keine Einwilligungserklärung vorlag). die Löschung der personenbezogenen Daten zur Erfüllung einer rechtlichen Verpflichtung nach dem Unionsrecht oder dem Recht der Mitgliedstaaten erforderlich ist (Verbot von Direktwerbung und so weiter). die personenbezogenen Daten eines Kindes in Bezug auf angebotene Dienste der Informationsgesellschaft , das heißt Internetangebote wie Webshops oder Online-Spiele, erhoben wurden (ein besonders sensibler Bereich, auf den die Schulleitung zu achten hat). Voraussetzungen für die Umsetzung des Rechtes auf Vergessenwerden in der Schule Die Umsetzung des Artikels 17. Abs. 1 kann aber nur erfolgen, wenn die Schulleitung, als für den Datenschutz Verantwortliche, darüber informiert ist, welche Daten von wem zu welchem Zweck erhoben und verarbeitet werden. Weiterhin ist entscheidend, ob von den Betroffenen (Lehrkräfte, Eltern, Schülerinnen und Schüler) Einwilligungen zur Datenverarbeitung eingefordert wurden. Deshalb ist es zwingend erforderlich, dass die Schulen ein internes Verfahrensverzeichnis erarbeiten, aus dem Folgendes ersichtlich ist: der Name und die Kontaktdaten aller Verantwortlichen, deren Vertreter sowie eines etwaigen Datenschutzbeauftragten der Zweck der Verarbeitung die Kategorien betroffener Personen und die Kategorien personenbezogener Daten die Kategorien von Empfängern , gegenüber denen die personenbezogenen Daten offengelegt worden sind oder noch offengelegt werden, einschließlich Empfängern in Drittländern oder internationalen Organisationen gegebenenfalls Übermittlungen von personenbezogenen Daten an ein Drittland und die Dokumentierung geeigneter Garantien für den Datenschutz sowie, wenn möglich, vorgesehene Fristen für die Löschung der verschiedenen Datenkategorien Dieses Verfahrensverzeichnis dient der Dokumentation aller Verarbeitungstätigkeiten und kann der Schulaufsichtsbehörde zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus sollte sichergestellt werden, dass auch die oder der Auftragsverarbeitende die Verpflichtungen erfüllt, die sich aus Artikel 17 Abs. 1 EU-DSGVO ergeben. Für die Schulleitung stellt sich die Frage, ob alle von den Datentransfers betroffenen internen Funktionsträger und Abteilungen beteiligt wurden. Weiterhin ist auf die Einhaltung der Grundsätze der Datenverarbeitung zu achten. Das sind bei der Erhebung und Verarbeitung personenbezogener Daten: 1. die Zweckbindung, 2. die Datensparsamkeit, 3. die Richtigkeit, 4. die Transparenz, 5. die Begrenzung der Speicherdauer, 6. die Integrität und 7. die Vertraulichkeit der Datenverarbeitung. Vorschläge zur Umsetzung des Rechtes auf Vergessenwerden Lernplattformen Die Nutzung von pädagogischen Lernplattformen, wie zum Beispiel Moodle, ist in manchen Schulen das zentrale Kommunikationsmedium für die Beschäftigten, die Schulleitungen, für Schülerinnen und Schüler und auch Eltern. Hierauf werden Stunden- und Vertretungspläne, sonstige dienstliche Mitteilungen, unter Umständen Anweisungen, Unterrichtsprogramme, Arbeitsmaterialien für den Unterricht (die zum Teil durch Urheberrechte geschützt sind) und anderes veröffentlicht und gespeichert. Oft gibt es keine Löschroutinen und persönliche Daten, wie sie zum Beispiel in Vertretungsplänen erscheinen, sind noch lange einsehbar. Damit wird es zum Beispiel ermöglicht, Fehlzeiten von Kolleginnen und Kollegen, aber auch das Arbeits- und Leistungsverhalten nachzuzeichnen. Die Arbeitsschritte jedes Users können von den Administratoren, teilweise auch von Usern mit Teiladministrationsrechten, genau verfolgt werden. Die Auswahl der Administratoren und die Zugriffsrechte sind teilweise völlig willkürlich geregelt. Daher ist die strikte Trennung von pädagogischer Lernplattform und schulorganisatorischen Verwaltungsaufgaben vorzunehmen . Die Zustimmung zur Datenerhebung und Datenverarbeitung muss bei allen Betroffenen schriftlich eingeholt werden. Vordrucke und Hinweisblätter für Lehrkräfte, Lernende und Erziehungsberechtigte finden sich zum Download auf den verschiedenen Landesbildungsservern der 16 Bundesländer. Personenbezogene Daten dürfen nur zeitlich begrenzt gespeichert werden und müssen nach einem gesetzlich vorgegebenen Zeitraum gelöscht werden. Log-Dateien müssen in einem entsprechend festgelegten Intervall automatisch gelöscht werden. Der Zugang von außen auf die Schul-Lernplattform sollte gegenüber fremden Usern abgeschottet werden. Der Administrator vergibt passwortgeschützte Zugangsrechte. Es sollte keine Möglichkeit der Selbsteinschreibung geben. Nur der Einsatz von Open-Source-Lernplattformen wie Moodle ermöglicht die Nutzung der Auftragsdatenverarbeitung durch kommunale Rechenzentren, die Schulen das Hosten der Lernplattformen anbieten. Hier ist Datenschutz sowie Service (Sicherungen, Beratung und so weiter) gewährleistet. Auf keinen Fall darf ein solcher Server auf einem privaten Rechner einer Lehrkraft laufen. Administratoren von Lernplattformen können unter Umständen die dortige Lehrer-Schüler-Kommunikation ohne deren Wissen einsehen. Um die Gefahr zu verringern, dass so gewonnene Daten zur Überprüfung des Lehrerverhaltens oder zur Bewertung der Lehrerleistung herangezogen werden, sollte schulintern vereinbart werden, dass Schulleitende auf Administrationsrechte in Lernplattformen verzichten. Schulhomepage Die Veröffentlichung von personenbezogenen Daten auf der Schulhomepage beziehungsweise im Internet ist nur mit (schriftlicher) Einwilligung der Betroffenen zulässig . Die betroffenen Lehrerinnen und Lehrer können diese Einwilligung jederzeit zurückziehen. Bei der Veröffentlichung eines Vertretungsplans sollte nur der Ort, das Fach und der Zeitraum der Veranstaltung angegeben werden (Fotos, private Kontaktadressen et cetera) sind besonders sensible Daten . Hierzu muss vor der Veröffentlichung grundsätzlich eine (schriftliche) Einwilligung der Betroffenen eingeholt werden, die jederzeit widerrufen werden kann. Eine pauschale Abfrage oder eine Zustimmung per Konferenzbeschluss sind keine wirksamen Einwilligungen. Soziale Netzwerke In den Zeiten von Smartphones mit Internet-Flatrats sind viele Schülerinnen und Schüler permanent online und kommunizieren zunehmend in sozialen Netzwerken oder Internet-Plattformen wie Instragram oder Facebook. Dementsprechend erhalten auch Lehrkräfte, die sich in sozialen Netzwerken aufhalten, öfters sogenannte Freundschaftsanfragen von Lernenden. Aufgrund der Vermischung von privater Kommunikation mit schulischen beziehungsweise dienstlichen Belangen birgt der Umgang mit sozialen Netzwerken für Lehrkräfte aus der Sicht des Datenschutzes eine Reihe von Risiken und Gefahren . Die Nutzung dieser Angebote ist von Bundesland zu Bundesland anders geregelt. Hier sollten sich die Lehrerinnen und Lehrer umfänglich informieren, um nicht das Dienstrecht des jeweiligen Bundeslandes zu verletzen. Zusammenfassung Für die Umsetzung des Artikels 17 Abs. 1 der EU-DSGVO ist die Erstellung eines Verfahrensverzeichnisses dringend erforderlich. Hierbei kann die Schulleitung die Beratung durch behördliche Datenschutzbeauftragte in Anspruch nehmen. Bei der Erstellung des Verfahrensverzeichnisses sind die Grundsätze der Datenverarbeitung zu beachten. Die strikte Trennung von pädagogischem und Verwaltungsnetz sollte unbedingt beachtet werden. Hierfür sollten Administratoren gewählt werden, die nicht der Schulleitung angehören.

  • Fächerübergreifend

Energie.Transfer – Moodle-Kurse zum phänomenorientierten Physik-Unterricht

Unterrichtseinheit

In diesen auf Project-Based Learning basierenden Moodle-Kursen untersuchen und erklären Schülerinnen und Schüler interessante und relevante naturwissenschaftliche Phänomene. Bei jeder dieser sogenannten Curriculum Replacement Units (CRU) handelt es sich um eine kontextorientierte, vernetzende, digitale Unterrichtseinheit zum Basiskonzept Energie. Naturwissenschaftlicher Unterricht soll Schülerinnen und Schüler dazu befähigen, naturwissenschaftliche Phänomene zu erklären und Probleme zu lösen. Häufig können Schülerinnen und Schüler jedoch nur auswendig gelerntes, isoliertes Faktenwissen wiedergeben. Für die Erklärung von Phänomenen und die Lösung von Problemen braucht es aber eine vernetzte Wissensbasis, in der Ideen miteinander verknüpft statt isoliert sind. Zentrale Ideen verknüpfen verschiedene Teilbereiche und unterstützen daher den Aufbau einer vernetzten Wissensbasis. Die Betonung von zentralen Ideen für den Aufbau einer vernetzten Wissensbasis findet sich auch in den KMK-Bildungsstandards durch die Einführung von Basiskonzepten wieder. Mithilfe der Basiskonzepte sollen Sachgebiete der Physik stärker miteinander verbunden werden, um kumulatives Lernen zu erleichtern. Eines der Basiskonzepte und zudem eine der zentralen Ideen in Physik ist das Energiekonzept. Es lassen sich insbesondere durch die vielfältigen Manifestationen von Energie, den Energieformen, und deren Umwandlungen ineinander, unterschiedliche Sachgebiete der Physik miteinander verknüpfen. Beispielsweise können in einem elektrischen Stromkreis die Stromstärke und die Temperatur eines stromdurchflossenen Leiters über die Umwandlung von elektrischer in thermische Energie verknüpft werden Die hier zur Verfügung gestellten zehn digitalen Unterrichtseinheiten (CRUs) im Umfang von 4 bis 6 Unterrichtsstunden können zur Verknüpfung von Sachgebieten mithilfe des Basiskonzepts Energie verwendet werden. Die Links und Hinweise zu allen CRUs finden Sie am Ende dieser Seite. Beispiel einer CRU Um die elektrische Energie auf Grundlage der thermischen Energie im Anfangsunterricht der Sekundarstufe I zu vertiefen, wurde für eine der Unterrichtseinheiten die Fragestellung "Warum wird ein Laptop manchmal heiß?" identifiziert. Die Erarbeitungsphase gliedert sich nach den drei Unterfragen: Wo wird ein Laptop heiß? Wann wird ein Laptop heiß? Wie lässt sich die Erhitzung eines Laptops verhindern? Anhand von Experimenten im einfachen Stromkreis und der Erhitzung der stromdurchflossenen Leiter werden unter Einsatz einer Wärmebildkamera die ersten zwei Fragestellungen beantwortet. Zur Beantwortung der dritten Fragestellung werden die zuvor durchgeführten Experimente in Kombination mit einem Wärmerohr durchgeführt und auf diese Weise auf den (thermischen) Energietransport fokussiert. In der Reflexionsphase wird schließlich das Erlernte auf die Erhitzung eines Smartphones transferiert und mögliche Kühlungsmöglichkeiten diskutiert. Die auf dem Ansatz von Project-Based Learning basierenden Unterrichtseinheiten lassen sich in die drei Phasen Einleitung, Erarbeitung und Reflexion zerlegen. Wobei für die Einleitung eine Unterrichts-stunde, für die Erarbeitung zwei bis vier Unterrichtsstunden und für die Reflexion nochmal eine Unterrichtsstunde eingeplant werden sollte. In der Einleitungsphase sollen sich die Schülerinnen und Schüler zunächst noch keine neuen Inhalte erarbeiten, sondern sich insbesondere mit einem Phänomen und einer damit verbundenen Leitfrage beschäftigen. Gleichzeitig dient die Einleitungsphase zur Strukturierung der Unterrichtseinheit entlang der Beantwortung der Leitfrage durch die Entwicklung und Strukturierung von Unterfragen. Jede Erarbeitungsphase einer Unterrichtseinheit beginnt im ersten Schritt mit der Wiederholung der für das Phänomen beziehungsweise die Leitfrage wichtigen Energieformen. Im zweiten Schritt findet auf inhaltlicher Ebene die Vernetzung von Inhalten verschiedener physikalischer Sachgebiete über das Prinzip der Umwandlung zweier Energieformen statt. Im dritten Schritt, der Vertiefung , wird schließlich die Vernetzung durch das Aufgreifen weiterer Energieaspekte (Transfer, Entwertung und Erhaltung) vertieft und verstärkt. Passend zu den drei Schritten in der Erarbeitungsphase werden jeweils drei Unterfragen zur Leitfrage je CRU entwickelt und untersucht. Während die Einleitung der Unterrichtseinheit entsprechend vorstrukturiert ist, sind die Lernaktivitäten in der Erarbeitung bewusst variabel gehalten. Die Wahl der Lernaktivität unterscheidet sich je nach Inhalt, Klassenstufe beziehungsweise der curricularen Vorgabe und der Unterfragen. Zum Abschluss der Unterrichtseinheit werden in einer Reflexionsphase entweder die Leitfrage und die Unterfragen selbstständig durch die Schülerinnen und Schüler beantwortet. Die Schülerinnen und Schüler sollen so die Fragen nacheinander und auf diese Weise kumulativ die Leitfrage. Oder es wird eine Concept Map von den Schülerinnen und Schülern entwickelt, in der die Inhalte der Einheit grafisch von den Schülerinnen und Schülern geordnet und miteinander verbunden werden sollen. Auf diese Weise sollen die Wissensnetzwerke der Schülerinnen und Schüler expliziert und so noch nicht vorhandene Verbindungen zwischen physikalischen Ideen identifiziert werden. Digitale Kompetenzen, die Lehrende zur Umsetzung der Unterrichtseinheit benötigen (nach dem DigiCompEdu Modell) Die Lehrenden … … müssen sich die Moodle-Kurse unter dem jeweiligen Link herunterladen und in das Moodle der Schule hochladen. (2.1 Digitale Ressourcen auswählen) … sollten in der Lage sein, die digitale Lernumgebung so in ihren Unterricht einzubetten, dass die Lernenden einen möglichst großen Lerneffekt haben. Sie können dazu unter anderem in den einzelnen Phase der Unterrichtseinheit zwischen verschiedenen Optionen auswählen. Zum Beispiel entscheiden sie je nach Lerngruppe und lokalen Gegebenheiten zwischen Demonstrationsexperiment, Lernendenexperiment oder Video. (2.2 Digitale Ressourcen erstellen und Anpassen). Es wird empfohlen, die jeweilige Einheit wenigstens einmal selbst getestet oder im besten Fall komplett durchlaufen zu haben. Zudem ist ein grundlegendes Verständnis für den Umgang mit dem jeweiligen Endgerät (Computer, Mobiles Device,…) nötig. … sollten gewährleisten, dass allen Lernenden unabhängig von ihrer digitalen Affinität zu den eingesetzten Endgeräten oder von anderen besonderen Bedürfnissen ein Zugang zu der digitalen Lernumgebung ermöglicht wird (5.1 Lerner-Orientierung - Digitale Teilhabe). Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler ordnen Alltagsbeispiel darin auftretende Energieformen zu. beschreiben und analysieren Vorgänge in denen Energie umgewandelt wird. analysieren im Sachzusammenhang vorhandene Energieformen und deren Umwandlung. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erfassen, speichern und organisieren Daten und Informationen. nutzen digitale Werkzeuge zum Lernen, Arbeiten und Problem lösen. 21st Century Skills Die Schülerinnen und Schüler lösen Probleme, indem sie zum Verständnis von Phänomenen wesentliche Leitfragen entwickeln und diese in Unterfragen aufteilen und beantworten. denken kritisch, in dem sie die Antworten auf die Unterfragen zusammenfassen und hinsichtlich der Phänome und Leitfragen reflektieren. organisieren Wissen, in dem sie verschiedene Teilbereiche der Physik durch zentrale Ideen vernetzen und so eine vernetzte Wissensbasis konstruieren. Fischer, Julian Alexander; Steinmann, Tatjana; Kubsch, Marcus et al.: Die Rettung der Phänomene! Durch Leitfragen sinnstiftendes Lernen initiieren und strukturieren. in: MNU Journal, Jahrgang 74, Nr. 2, 03.2021, S. 140–145. Weßnigk, Susanne; Neumann, Knut; Kerres, Michael: Energie unterrichten über eine digitale Lehr-Lernplattform – Konzeption von Unterrichtseinheiten mit digitalen Medien und Werkzeugen. in: Unterricht Physik 179, 2020, S. 31–36 *Die Hauptenergieform ist die Energieform, die in der letzten Stunde eingeführt wurde. Diese soll mit Bezug zur Bezugsenergieform, die zuvor unterrichtet wurde, vertieft werden.

  • Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe I

Assoziationen in UML-Klassendiagrammen

Unterrichtseinheit

Die Unified Modeling Language (UML) ist eine standardisierte Sprache zur Modellierung von Software und anderen Systemen. Als Modellelement bestimmt eine Assoziation das Verhältnis von Klassen. Die folgende Unterrichtseinheit vermittelt anhand solcher Assoziationen wichtige statische Elemente zur Software- und Datenbankentwicklung. Bei der Entwicklung komplexer Software wird eine gute Planung notwendig und so ist es inzwischen zum Standard geworden, objektorientierte Programme und Datenbanken in UML zu planen und zu dokumentieren. Binäre Assoziationen dienen in UML-Klassendiagrammen der Abbildung von Interaktionen zwischen Klassen: Welche Klasse muss also welche Instanzen von anderen Klassen enthalten? Die Unterrichtsstunde veranschaulicht dies am konkreten Beispiel des Auftrags eines Mainboardherstellers zur Abbildung seiner Kundenbeziehungen . In der Unterrichtsstunde werden durch die Assoziationen wichtige statische Elemente zur Software- und Datenbankentwicklung vermittelt. Im Anschluss bieten sich die Behandlung der Generalisierung, der Aggregation und der Komposition an. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten sich in die Darstellung von Assoziationen in Expertengruppen ein. In Stammgruppen werden die Informationen aus den Expertengruppen weitergegeben. Unterschiedliche Leistungsstände werden in den Gruppen kompensiert. Die Darstellung der Leserichtung, der Eigenschaft und der Einschränkung ist in "Objecteering" nicht direkt umsetzbar. Die Navigierbarkeit ist auch in UML nicht eindeutig umsetzbar. Diese offenen Probleme sind bewusst eingeplant, um Diskussionen anzuregen. Problematisch ist die Arbeitsteilung in den Expertengruppen: Auf dem Arbeitsauftrag wird daher der bewusste Informationsaustausch gefordert, damit jede Expertin in der Stammgruppe allen anderen Gruppenmitgliedern die Ergebnisse vermitteln kann. In jeder Stammgruppe wird nur je ein PC verwendet, um die Aufmerksamkeit zu kanalisieren. Obgleich die Darstellung der Assoziationen in "Objecteering" vom UML-Standard abweicht, wird die Anwendung genutzt, um einen Praxisbezug herzustellen und Detailfragen zu diskutieren. Unterrichtsablauf und Einsatz der Materialien Der Ablauf der Unterrichtsstunde und die Einbindung der Materialien werden hier von der Problemstellung bis zur Anknüpfungsmöglichkeit der Folgestunde erläutert. Die Schülerinnen und Schüler können eine Assoziation mit Leserichtung, Rolle, Sichtbarkeit, Eigenschaft, Einschränkung und Navigierbarkeit in einem UML-Klassendiagramm (Version 2.0) darstellen und erläutern. vertiefen die Schreibweise und Darstellung einer Assoziation mit Assoziationsnamen und Multiplizität in einem UML-Klassendiagramm (Version 2.0). können in "Objecteering" eine Assoziation mit Assoziationsnamen, Multiplizität, Rolle und Sichtbarkeit umsetzen. Titel Assoziationen in UML-Klassendiagrammen - Auftrag eines Mainboardherstellers zur Abbildung seiner Kundenbeziehungen (Gruppenpuzzle) Autor Alexander Biehounek Fächer Mathematik, Technische Informatik Zielgruppe Technisch orientierte Bildungsgänge Zeitumfang 1 Unterrichtsstunde Technische Voraussetzungen Lehrerrechner mit Beamer, ein Computer pro 2-3 Schülerinnen und Schüler, mindestens Word 2000, Acrobat Reader (kostenloser Download), Objecteering , Lernplattform (z. B. lo-net² , Moodle) Planung Assoziationen in UML-Klassendiagrammen Der Einstieg in den Unterricht erfolgt über den Auftrag eines Mainboardherstellers zur Abbildung seiner Kundenbeziehungen in UML (Version 2.0) und in "Objecteering". Die Schülerinnen und Schüler lesen das Schreiben mit dem Anhang und formulieren die Problemfrage in fachlichem Zusammenhang. Methodik Zur Bearbeitung in Gruppen wird die neue Methode "Gruppenpuzzle" kurz vorgestellt. Auf diese Weise wird die Differenzierung und Zusammenstellung deutlich. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in den Stammgruppen regulär zu dritt, in den Spezialistengruppen regulär zu viert. Da aus jeder Stammgruppe mindestens ein Mitglied in eine Spezialistengruppe entsendet wird, muss die Anzahl der Gruppen im Vorfeld geplant werden. In der Stammgruppe erhalten die Lernenden zunächst jeweils einen Arbeitsauftrag. Danach sollen sich die Schülerinnen und Schüler aus jeder Stammgruppe eine Spezialistenrolle suchen. In der Spezialistengruppe erhalten sie ein Arbeitsblatt und einen Lösungsvordruck. Mit diesem kann der Arbeitsauftrag für diese Spezialistengruppe als Transfer gelöst werden. In den Stammgruppen werden die Ergebnisse der Spezialisten ausgetauscht und auf einem Lösungsvordruck eingetragen. Arbeitsblätter In den folgenden Downloads finden Sie die Konkretisierung des Auftrags, die detaillierte Zusammenstellung von Assoziationen und ein Lösungsvordruck zur vereinfachten Darstellung der Beziehungen. Exemplarisch stellt eine Stammgruppe ihre Lösung am Whiteboard und über den Beamer vor. Abweichende Ergebnisse der anderen Stammgruppen werden besprochen. Die Schülerinnen und Schüler notieren die entwickelten Lösungen. Zur Übung und Festigung des neu Erlernten sollte eine Hausaufgabe aufgegeben werden. Für die Folgestunde bietet sich die Behandlung der Generalisierung, der Aggregation und der Komposition in UML-Klassendiagrammen an.

  • Informationstechnik
  • Sekundarstufe II

Entwicklung einer AJAX-Webanwendung: dreiteilige Einheit

Unterrichtseinheit

Im Rahmen einer dreiteiligen Unterrichtssequenz soll eine komplexe AJAX-unterstützte Web-2.0-Anwendung handlungsorientiert entwickelt werden.Als Beispiel dient das Spiel Tic Tac Toe, das nach erfolgreicher Implementierung der Anwendung von jeweils zwei Spielenden an beliebigen Computern über das Internet gespielt werden kann. Zielgruppe der Unterrichtssequenz ist die Oberstufe eines Bildungsganges für Informationstechnische Assistentinnen und Assistenten. Bei dem Lerngegenstand handelt es sich um eine typische Web-2.0-Anwendung. Sie ist für die Schülerinnen und Schüler der Zielgruppe praktisch relevant, weil die Bedeutung von AJAX-unterstützten Webanwendungen in der Informationstechnik in Zukunft weiter zunehmen wird.Die Schülerinnen und Schüler sind bereit und in der Lage, eine komplexe Webanwendung zu implementieren, indem sie moderne Internet-Technologien und Software-Werkzeuge zielorientiert miteinander kombinieren und anwenden. Sie orientieren sich bei der Entwicklung an dem Model-View-Controller-Prinzip, um das Datenmodell der Anwendung von der Benutzerschnittstelle zu trennen. Dreiteilung der Unterrichtseinheit Die Schülerinnen und Schüler sollen die Demoanwendung weitgehend selbstständig reproduzieren. Der gesamte Entwicklungsprozess wird in drei Hauptabschnitte gegliedert, die sich im Wesentlichen an der MVC-Architektur orientieren (Teil 1 behandelt die Ansicht, Teil 2 das Modell und Teil 3 die Steuerung). Auf diesem Wege werden sich die Schülerinnen und Schüler das Wesen und die Merkmale der Model-View-Controller-Architektur sukzessive selbstständig erschließen. AJAX I: Realisierung der grafischen Benutzerschnittstelle Der erste Teil der dreiteiligen Unterrichtssequenz befasst sich mit der Erstellung der aktiven grafischen Benutzerschnittstelle mithilfe von XHTML, CSS und JavaScript. AJAX II: Implementierung der serverseitigen Komponenten Der zweite Teil der AJAX-Unterrichtssequenz hat die serverseitigen Elemente der Anwendung zum Thema. AJAX III: Clientseitige Funktionen Der dritte und letzte Teil der Unterrichtsreihe beschäftigt sich mit den clientseitigen Funktionen der Webanwendung. Häusliche Entwicklungsarbeit Um das Projekt zu einem erfolgreichen Ergebnis zu führen, ist es unabdingbar, dass sich die Schülerinnen und Schüler auch zu Hause mit dem Projekt befassen. In der Praxis bedeutet das, dass im wöchentlichen Unterricht lediglich die Grundlage für die häusliche Entwicklungsarbeit der jeweils folgenden Woche gelegt wird. Nützlich ist dabei, wenn die Lerngruppe auch während dieser Zeit Gelegenheit hat, Fragen zu stellen und Probleme zu diskutieren (etwa via E-Mail oder mithilfe einer Lernplattform wie Moodle . Es ist unerlässlich, dass für die Unterrichtsgespräche ein gemeinsames Vokabular zur Verfügung steht, das sowohl Lehrkraft als auch Schülerinnen und Schüler sicher beherrschen. Insbesondere handelt es sich dabei um die folgenden Begriffe: Klassen, Objekte, Attribute und Methoden Der Punktoperator zum programmatischen Zugriff auf Attribute und Methoden eines Objekts Ereignisse (Events) und Ereignis-Behandlungsroutinen (Event Handler) Darüber hinaus ist es erforderlich, dass die Schülerinnen und Schüler über praktische Kenntnisse in der prozeduralen Programmierung (vorzugsweise mit C) verfügen. Elemente und Begriffe wie die folgenden dürfen keine Fremdwörter sein, sondern sollten von den Schülerinnen und Schülern aktiv für die Implementierung von Algorithmen angewendet werden können. Datentypen, globale oder lokale Variablen, Wertzuweisungen Arrays Funktionen for-, while- und do-, while-Schleifen if-, else if-, else- und switch-/case-Kontrollstrukturen Diese Kenntnisse stellen eine notwendige Grundlage für die erfolgreiche Arbeit mit JavaScript und PHP im Rahmen der gesamten Unterrichtssequenz dar. Demoversion Eine Demoversion liegt vor und muss vor Beginn der Unterrichtssequenz auf dem Lehrerarbeitsplatz funktionsfähig installiert sein. Dazu gehört auch die weiter unten beschriebene Entwicklungssoftware. Zeitplanung Insgesamt orientiert sich der Unterricht am Modell der vollständigen Handlung . Besonders für die verschiedenen Planungsphasen (Beschaffung und Konfiguration der Entwicklungswerkzeuge, Analyse der Funktionalitäten der Demoanwendung) sollte hinreichend viel Zeit eingeplant werden. Entwicklung und Implementierung der Webanwendung Die folgenden Ausführungen, Informations- und Arbeitsblätter sind der Versuch, die Entwicklung und Implementierung der Webanwendung sowohl fachlich als auch didaktisch in möglichst folgerichtige Schritte aufzuteilen, so dass die Anwendung von den Lernenden innerhalb von etwa 40 Unterrichtsstunden programmiert werden kann. In Hinblick auf die Zweckmäßigkeit der gewählten Aufteilung kann es durchaus unterschiedliche Meinungen geben. Da der gesamte, weitgehend kommentierte Quellcode der getesteten und funktionsfähigen Demoanwendung vorliegt, kann jederzeit von dem vorgeschlagenen Weg abgewichen werden. Lehrkraft als Berater Unabdingbar ist allerdings, dass die Lehrperson den Code und die Funktionsweise der Demoanwendung sehr gut kennt, um den Lernenden nötigenfalls Hinweise und Hilfestellungen geben zu können. Freier Aufbau der Implementierungen möglich Es ist dagegen nicht notwendig, dass die Schülerinnen und Schüler den Code der Demoanwendung 1:1 reproduzieren. Sowohl serverseitig als auch clientseitig sind, bedingt durch den Sprachumfang von JavaScript und PHP, viele unterschiedliche Implementierungen denkbar.

  • Informationstechnik

Bausteine und Nutzen kooperativer Lernformen

Fachartikel
5,99 €

Dieser Artikel befasst sich mit dem Konzept des Kooperativen Lernens und erläutert die Grundbestandteile eines kooperativ ausgerichteten Unterrichts. Vorteile kooperativer Lernformen werden thematisiert und Verweise auf digitale Anwendungen zur Strukturierung kooperativer Lernarrangements gegeben. Kooperatives Lernen Schule ist nicht nur ein Ort, an dem Wissen vermittelt wird, sondern vor allem ein Raum, in dem Lernende mit unterschiedlichen Voraussetzungen zusammenkommen, um gemeinsam an der Lösung eines Problems zu arbeiten und Lernziele zu erreichen. Auf diesen Überlegungen beruht das Konzept des Kooperativen Lernens, das nicht als reine Unterrichtsmethode zu verstehen ist, sondern vielmehr als eine ganze Organisationsform, "bei der die beteiligten Personen gemeinsam und im wechselseitigem Austausch Kenntnisse und Fertigkeiten erwerben" (Konrad und Traub 2010: 5). Bei Betrachtung dieser Begriffsbestimmung wird deutlich, dass sich hinter dem Konzept des Kooperativen Lernens ein konstruktivistischer Lernbegriff verbirgt, der das Lernen als einen aktiven Prozess der Wissenskonstruktion auffasst. Dabei wird bereits vorhandenes Wissen mit neuem Wissen assoziiert, wobei diese Verknüpfung durch unmittelbares Erfahren und Handeln in sozialen Situationen angeregt wird. Lernen beinhaltet somit sowohl eine kognitive als auch eine soziale Dimension und eben diese beiden Dimensionen bilden die Grundlage kooperativer Lernformen: "Kooperatives Lernen ist eine strukturierte Form des Lernens, die gleichermaßen der Erarbeitung fachbezogener Lerninhalte wie der Einübung kooperativen Sozialverhaltens dient" (Hammoud und Ratzki 2009: 6). Ein Unterricht, der den Prämissen des Kooperativen Lernens Rechnung trägt, bietet Schülern und Schülerinnen die Möglichkeit, beim Lernprozess miteinander zu interagieren, Unterrichtsinhalte mit ihrem Vorwissen zu vernetzen und Bedeutungen in konkreten Situationen auszuhandeln, um sich gemeinsam ein konstruktivistisches Verständnis des erworbenen Wissens aufzubauen. Bausteine des Kooperativen Lernens Kooperatives Lernen lässt sich im Unterricht durch die Anwendung sogenannter kooperativer Verfahren anregen. Darunter fällt eine Reihe von Mikromethoden, die vor allem aber nicht ausschließlich in der Sozialform Gruppenarbeit durchführbar sind und meistens nach dem Think-Pair-Share-Schema ablaufen. Jedoch ist nicht jede Gruppenarbeit mit einer kooperativen Lernform gleichzusetzen. "Gruppenarbeit bezeichnet lediglich die Tatsache, dass Schüler zu einer bestimmten Zeit etwas zusammen erledigen, sie können dabei kooperieren, müssen es aber nicht" (Woolfolk 2008: 508). Eine kooperative Gruppenarbeit folgt strengeren Regeln als traditionelle Gruppenarbeit (Hammoud und Ratzki 2009: 5). Johnson, Johnson und Holubec (2005) sprechen von fünf Bausteinen, die eine Gruppenarbeit aufweisen muss, um als kooperative Lernform gelten zu können: Positive gegenseitige Abhängigkeit: Der Beitrag jedes Einzelnen ist erforderlich, um gemeinsam die Lernaufgabe bestmöglich zu bewältigen. Die Lernziele der Gruppenmitglieder sind eng miteinander verbunden. Individuelle Verantwortung: Jedes Mitglied der Gruppe ist verantwortlich für seine Aufgabe und ist sich darüber bewusst, dass ohne seinen persönlichen Anteil die Lernaufgabe nicht gelöst werden kann. Direkte Interaktion: Um zum Gruppenergebnis zu kommen, müssen die Lernenden miteinander interagieren, über inhaltliche Fragestellungen diskutieren, Positionen aushandeln und Ergebnisse reflektieren. Die Gruppe selbst bildet die Lernumgebung, die zum kommunikativen Handeln anregt. Reflexion und Evaluation: Arbeitsschritte und Lösungsstrategien müssen untereinander ausgehandelt und festgelegt werden. Die Gruppenmitglieder werten ihre Arbeitsweise aus und besprechen Möglichkeiten zur effektiven Gestaltung des gemeinsamen Lernprozesses. Interpersonale Fähigkeiten: Die Lernenden unterstützen sich gegenseitig und gehen miteinander respektvoll um. Sie erwerben dabei soziale Kompetenzen und Interaktionsfähigkeiten wie aktives Zuhören, konstruktive Konfliktlösung, Kompromissfindung und gegenseitige Akzeptanz. Nutzen kooperativer Lernformen Finden die vorher genannten Bausteine im Unterricht Anwendung, stellt sich eine kooperative Lernumgebung ein, die sich nicht nur positiv auf den Lernprozess, sondern auch auf das Unterrichtsklima auswirkt. Folgende Vorteile bringt das Lernen in kooperativer Form mit sich: Alle Schüler und Schülerinnen nehmen gleichermaßen am Lernprozess teil, nutzen ihr eigenes Vorwissen und ihre persönlichen Fähigkeiten und leisten einen individuellen Beitrag zum Gesamtergebnis der Gruppe. "Kooperatives Lernen ermöglicht, dass sich auch schwächere Lernende einbringen und nicht die stärksten Schüler und Schülerinnen die Gruppenarbeit dominieren" (Hammoud und Ratzki 2009: 5). Durch die Beteiligung aller Schüler und Schülerinnen am Unterricht steigern sich die Redeanteile jedes Einzelnen. Ein größerer Interaktionsraum entsteht, in dem Bedeutungen intensiver ausgehandelt (Bonnet, Decke-Cornill und Hericks 2017: 173) und neue Inhalte stärker mit vorhandenen Wissensbeständen verknüpft werden können. Kooperatives Lernen ermöglicht die Gestaltung des Unterrichts im Sinne der neokommunikativen Grundprinzipien. Durch Aktivierung der Lernenden wird zum Beispiel das Prinzip der Handlungsorientierung realisiert. Auch Lernerorientierung findet Anwendung, indem auf die individuellen Lernvoraussetzungen jedes Einzelnen eingegangen und Lernerautonomie gefördert wird. Die Reflexion über Arbeitsorganisation und Lösungsstrategien steht in Übereinstimmung mit dem Prinzip der Prozessorientierung. Die Schaffung einer authentischen Lernumgebung, in der die Lernenden reale Interaktionserfahrungen machen, kommt dem Prinzip der Ganzheitlichkeit nahe. Die bewusste Aktivierung von Vorwissen führt dazu, dass die behandelten Inhalte unter Umständen mit Wissen aus anderen Fächern verknüpft werden und somit fächerübergreifend gelernt wird (Vesga 2018). In einer kooperativen Lernumgebung entstehen neue Rollen. Die Lehrperson wird stärker zum Begleiter und die Lernenden können durch die direkte Interaktion unter Einhaltung sozialer Regeln ihre Beziehungen zueinander neu definieren. Eine gemeinsame Gruppenidentität stellt sich ein und das Wir-Gefühl wird gestärkt. Digitale Anwendungen zur Gestaltung kooperativer Lernumgebungen Digitale Medien bieten eine sinnvolle Unterstützung, um kooperative Lernarrangements zu strukturieren und ein vernetztes Zusammenarbeiten zu fördern. Hier wird eine kleine Auswahl interessanter Tools präsentiert, die zum kooperativen Arbeiten anregen: Padlet : Dieses Mindmapping-Tool ermöglicht die Gestaltung digitaler Pinnwände zur Sammlung von Informationen und Darstellung von Gruppenergebnissen. Moodle : Diese Lernplattform ist ein Kursmanagementsystem, mit dem gesamte Unterrichtsabläufe organisiert werden können. Etherpad : Dieses Werkzeug ermöglicht die Erstellung digitaler Texte, an denen mehrere Autoren gleichzeitig arbeiten können. Literaturverzeichnis Bonnet, Andreas, Helene Decke-Cornill und Uwe Hericks (2017): "Kooperatives Lernen". In: Suhrkamp, Carola (Hrsg.). Metzler Lexikon Fremdsprachendidaktik . Ansätze, Methoden, Grundbegriffe. 2. Auflage. Stuttgart: J. B. Metzler. Hammoud, Antje und Antje Ratzki (2009): "Was ist Kooperatives Lernen?". In: Fremdsprache Deutsch 41. 5-13. Johnson, David W., Roger T. Johnson und Edythe Holubec (2005): Kooperatives Lernen - Kooperative Schule. Tipps, Praxishilfen und Konzepte . Mühlheim a. d. Ruhr: Verlag an der Ruhr. Konrad, Klaus und Silke Traub (2010): Kooperatives Lernen. Theorie und Praxis in Schule, Hochschule und Erwachsenenbildung . Baltmannsweiler: Schneider Verlag Hohengehren. Scholz, Daniel (2013): "Kooperatives Lernen". Inklusion Lexikon. Online-Portal . Online (abgerufen 09.04.2019) Vesga, Diana (2018): "Der neokommunikative Unterricht im digitalen Zeitalter". Lehrer-Online. Online (abgerufen 09.04.2019) Woolfolk, Anita (2008): Pädagogische Psychologie . 10. Auflage. München: Pearson Studium. Weiterführende Literatur Sawatzki, Dennis, Bastian Becker, Tanja Ewering, Jürgen Friedrich und Christine Preuß (2016): Kooperatives Lernen. Das Praxisbuch. Profi-Tipps und Materialien aus der Lehrerfortbildung . Augsburg: Auer Verlag.

  • Fächerübergreifend
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