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Mikroelektronik im Unterricht

Dossier

Die Mikroelektronik spielt in der immer moderner werdenden Welt eine zunehmend wichtige Rolle. Mikroelektronik ist in (fast) allen elektronischen Geräten enthalten: zum Beispiel in Smartphones, Monitoren, Schultaschenrechnern, WLAN-Radios, Bluetooth-Lautsprechern, elektronischen Küchen- oder Körperwaagen oder Displays mit Anzeigen von Zug- oder Bus-Verspätungen. In Computern und Smartphones befinden sich Mikroprozessoren , die alle möglichen Berechnungen durchführen können. Für konkrete Anwendungen gibt es außerdem flexible Mikrocontroller und spezielle anwendungsspezifische integrierte Schaltungen. Alle Bausteine der Prozessoren und Controller werden auf Mikrochips vereint. Die Bedeutung des Mikroelektronik-Chipdesigns beziehungsweise der Hardware-Entwicklung soll mit dieser Themensammlung auch Schülerinnen und Schülern im Unterricht vermittelt werden. Lehrkräfte finden hier also Informationen, Anregungen und Unterrichtsmaterialien zur Einführung in die Mikroelektronik . Ergänzend stehen Arbeitsblätter und Unterrichtsanregungen zu mit der Mikroelektronik verwandten Unterrichtsthemen wie der Halbleiterphysik zur Verfügung. Die Materialien sind im MINT-Unterricht der Sekundarstufen einsetzbar, zum Beispiel in den Fächern Physik, Informatik oder Technik. Schülerwettbewerb "INVENT a CHIP" Herausgeber dieser Themensammlung ist der Verband der Elektrotechnik Elektronik und Informationstechnik e. V. (VDE). Dieser setzt sich seit vielen Jahren für die praxisorientierte Nachwuchsförderung ein, mit dem Ziel junge Menschen für Zukunftstechnologien zu gewinnen. Mit zahlreichen Initiativen weckt der VDE Begeisterung für Technik und engagiert sich für eine moderne Ingenieursausbildung. Eine herausragende Initiative der Nachwuchsförderung stellt der Schülerwettbewerb "INVENT a CHIP" dar, der seit 2006 vom VDE jährlich durchgeführt wird, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und mit wissenschaftlicher Unterstützung des Instituts für Mikroelektronische Systeme der Uni Hannover (IMS). Zielgruppe des Wettbewerbs sind Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 9 bis 13 , die über ihre Lehrkräfte beziehungsweise den Unterricht erreicht werden sollen.

  • Fächerübergreifend
  • MINT: Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik

Programmieren mit dem Arduino

Unterrichtseinheit

Diese Unterrichtsreihe stellt Berufsschulen Materialien zur Verfügung, die eine Einführung in die Mikrocontroller-Programmierung am Beispiel des Arduino ermöglichen. Dabei kann gänzlich auf Hardware verzichtet werden, denn die Simulation bietet eine vollständige und leicht bedienbare Virtualisierung. Der Beitrag entstand im Rahmen des von der Deutsche Telekom Stiftung geförderten Projekts "Berufsschule digital". Der Arduino ist ein Mikrocontroller und Open Source-Projekt von Massimo Banzai und David Cuartielles aus dem Jahr 2005. Hard- und Software sind im Internet unter einer Creative-Commons-Lizenz frei verfügbar. Ein Mikrocontroller besteht aus einem Prozessor und verschiedenen Peripherie-Elementen. In vielen Haushaltsgeräten oder Maschinen werden Mikrocontroller für zahlreiche Aufgaben eingesetzt. So findet man diese in Waschmaschinen, Fernsehgeräten, Fernbedienungen, Druckern, aber auch in Fahrzeugen, zum Beispiel für die Steuerung von Fensterhebern, Airbags oder Klimaanlagen. Dieses Unterrichtsmaterial für die Berufsschulfächer Elektrotechnik und Metalltechnik umfasst eine Einführung für die Lehrkraft sowie die Schülerinnen und Schüler in Form einer PowerPoint-Präsentation. Vorbereitet sind sieben Unterrichtseinheiten , für die lediglich pro Schülerin oder Schüler ein Computer mit Internetverbindung benötigt wird. Die Programmier-Aufgaben lassen sich komplett am Bildschirm bearbeiten. Die Unterrichtseinheiten orientieren sich an einem Pkw, der mit Sensoren und Programmen in seinen Funktionen erweitert wird , zum Beispiel durch ein automatisches Abblendlicht, einen Parksensor und eine automatische Abstandsregelung. Vorkenntnisse Die Lernenden benötigen keine Vorkenntnisse in Programmierung. Sie sollten aber über grundlegende Computerkenntnisse verfügen. Didaktische Analyse Das Thema Programmieren ist generell von Relevanz für alle Schülerinnen und Schüler, denn die Digitalisierung bringt immer mehr Automatisierung und Künstliche Intelligenz (KI) in den Alltag der Menschen. Die Schülerinnen und Schüler von heute sollten im Hinblick auf ihre Zukunft grundlegende Zusammenhänge der Programmierung kennen, um die Möglichkeiten aber auch Beschränkungen von Software zu erfassen. Heutiges Programmieren findet kaum noch auf einem leeren Blatt Papier statt. Programmcode wird heute aus dem Internet geladen, analysiert, wiederverwendet und abgeändert. Wichtig ist es, wiederverwendeten Programmcode vollständig verstanden zu haben, um ihn für eigene Projekte zu benutzen. Die Lehrkraft sollte die Schülerinnen und Schüler zu dieser Vorgehensweise anhalten. Mithilfe einer detaillierten Kommentierung des Programmcodes kann sichergestellt werden, dass bei den Lernenden das notwendige Verständnis vorhanden ist. Methodische Analyse Die Lerneinheiten sowie die Lösungen sind auf tinkercad.com vorbereitet und werden auch dort von den Lernenden bearbeitet. Die Lehrkraft kann die Schülerinnen und Schüler bei TinkerCAD als Klasse einladen oder Einzel-Accounts durch die Schülerinnen und Schüler erstellen lassen, die dann auch zuhause genutzt werden können. Weiterhin ist es möglich, die Aufgaben mit realen Bauteilen und Mikrocontrollern zu bearbeiten, weil sowohl Programmier-Code als auch Hardware identisch in der Simulation abgebildet werden. Entsprechende Hardware-Sets sind kostengünstig frei erhältlich. Für Schülerinnen und Schüler mit Vorkenntnissen enthält jede Unterrichtseinheit eine Aufgabe für "Profis". Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen grundlegende Programmier-Techniken kennen. lernen einen Mikrocontroller (Arduino) kennen. nutzen eine Virtualisierung für Programmierzwecke (tinkercad.com). Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen digitale Werkzeuge für die Lösung alltäglicher Aufgaben mithilfe von Elektronik. erkennen Algorithmen und ändern diese für die Lösung der Aufgaben ab. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen selbstorganisiert mit vorbereitetem Material. unterstützen sich gegebenenfalls in Partnerarbeit bei der Lösung der Aufgaben.

  • Informationstechnik
  • Berufliche Bildung, Sekundarstufe II

Erste Schritte mit Astro Pi: Programmiersprache mithilfe von Raspberry Pi kennenlernen

Unterrichtseinheit

Diese Unterrichtseinheit führt in die Programmierung des Raspberry Pi mit Python ein. Anhand verschiedener Aufgaben werden die Schülerinnen und Schüler einen Raspberry-Pi-Computer einrichten und programmieren. Ziel ist es, erste Programmierkenntnisse zu erlangen. Ein AstroPi ist ein Mini-Computer, der mit der Unterstützung der UK Space Agency und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) von der Raspberry Pi Foundation entwickelt wurde. Es gibt zwei ganz besondere AstroPi-Computer: Sie heißen Ed und Izzy und wurden extra für einen Flug ins Weltall gebaut. Beide befinden sich nun auf der Internationalen Raumstation ISS und stehen Schülerinnen und Schülern zur Verfügung. Die vorliegende Unterrichtseinheit führt in die Programmierung des AstroPi ein: Unter Verwendung verschiedener Datenstrukturen in Python steuern die Schülerinnen und Schüler die Farben von LEDs an und erzeugen so unterschiedlich starke farbige und weiße Lichter. Im letzten Arbeitsblatt simulieren sie das System der Luftfeuchtigkeitsregulierung auf der ISS und sammeln Umgebungsdaten wie die Temperatur, die Beschleunigung der ISS und die Richtung der Schwerkraft. Die Unterrichtsmaterialien sind Teil der Astro Pi Challenge. Durch den Wettbewerb haben Schülerinnen und Schüler die einmalige Chance, wissenschaftliche Untersuchungen im All durchzuführen, indem ihre selbstgeschriebenen Computerprogramme auf Astro Pis speziellem Raspberry Pi Computer auf der Internationalen Raumstation (ISS) ausgeführt werden. Altersklasse: 10 bis 16 Jahre Fächer: Informatik, Technik, danach sind weitere Anwendungen in anderen MINT-Fächern möglich Schwierigkeitsgrad: leicht Ort: drinnen (Klassenraum) Erforderliche Materialien: AstroPi-Bausatz; Monitor, USB-Tastatur und USB-Maus Diese Unterrichtseinheit ist der erste Teil einer Reihe von drei Lernhilfe-Sets, die vom ESA Education Office, der Bildungsorganisation der ESA, und ihren Partnern für die erste "European Astro Pi Challenge" entwickelt wurden. Durch das Abarbeiten der Übungen dieser Lektion in der angegebenen Reihenfolge erlernen die Schülerinnen und Schüler die grundlegenden Programmierkenntnisse, die sie für die ersten Schritte mit Raspberry Pi benötigen. Weitere Materialien, die vom ESA Education Office für die "European Astro Pi Challenge" entwickelt wurden: Der Sense Hat: Einrichtung des Sense HAT und visuelle Ausgabe über die Sense HAT-LED-Matrix Datenerfassung mit dem Astro Pi: Erfassung von Daten aus der Umgebung mithilfe von Sense-HAT-Sensoren Die Schülerinnen und Schüler lernen, was ein Raspberry Pi ist, kennen seine Hauptfunktionen und wissen, wie man ihn einrichtet und benutzt. lernen den Unterschied zwischen Hardware und Software kennen. lernen, was eine Programmiersprache ist. lernen, wie sie mit Python programmieren können. lernen, wie sie mit Eingabe- und Ausgabemeldungen, Variablen, Datentypen, "if"-Anweisungen und Schleifen umgehen müssen. lernen, wie sie mit dem Turtle-Modul von Python geometrische Formen zeichnen können.

  • Physik / Astronomie / Technik / Sache & Technik
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Haustiere filmen, fotografieren und präsentieren

Unterrichtseinheit
14,99 €

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Mein Haustier in der heimischen Umgebung" beobachten die Schülerinnen und Schüler intensiv ihr eigenes Haustier oder ein Nachbarschaftstier, fotografieren und filmen es und erstellen anschließend eine Präsentation oder ein Plakat zu seinen Merkmalen. Nicht alle Schülerinnen und Schüler besitzen ein eigenes Haustier, aber alle kennen den Begriff Haustier aus ihrer heimischen Nachbarschafts- und Verwandtschaftsumgebung. Dabei verfügen sie oft nur über sehr oberflächliches Wissen zum Thema Haustiere. In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler mithilfe digitaler Werkzeuge umfangreiche Fachkompetenzen in diesem Themenbereich. Ihre intensiven Beobachtungen filmen und fotografieren sie, speichern sie auf Datenträgern und teilen sie mit anderen in Form von Plakaten oder Präsentationen. Vorkenntnisse Die Lehrkraft sollte sich grundsätzlich mit dem Themenkomplex Tiere/Haustiere auskennen, der bundesweit in Lehrplänen für die Grundschulen verankert ist. Weiterhin sollten sowohl Lehrkraft als auch Schülerinnen und Schüler die benötigten digitalen Werkzeuge kennen und beherrschen können: Hardware: Computer, Notebook, Tablet, Smartphone, eventuell Fotokamera Software: digitale Werkzeuge zur Foto- und Video-Bearbeitung (zum Beispiel iMovie), zur Vertonung von Filmen sowie zur Erstellung von Präsentationen (zum Beispiel Keynote/PowerPoint) Didaktische Hinweise zur Durchführung der Arbeitsaufträge Der zu erwartende Zeitumfang hängt von den Vorkenntnissen, den Erfahrungen sowie den Fertigkeiten der Schülerinnen und Schüler bezüglich ihrer digitalen Kompetenzen ab: Eine einfache digitale Darstellung durch die Schülerinnen und Schüler ist ebenso möglich wie eine komplexere digitale Präsentation von frei zu bildenden Schüler-Teams, bestehend aus "Kameramännern und -frauen", "Ton-Verantwortlichen", Redakteurinnen und Redakteuren sowie Regisseurinnen und Regisseuren. In jedem Fall ist es bedeutsam, stets auf das Alter und die Belastungsfähigkeit der Grundschülerinnen und -schüler Rücksicht zu nehmen. Die Lehrkraft fungiert als Mentor und Coach und steht den Kindern mit permanenter Betreuung und Beratung zur Seite. Methodische Analyse Durch die Teilverlagerung des Arbeitsauftrages in den häuslichen Bereich und in die Teamarbeit in Kleingruppen wird das freie Reden und Beschreiben von Sachverhalten trainiert. Gleichzeitig wird das eigenverantwortliche Lernen in Verbindung mit kreativen Gestaltungsmöglichkeiten geübt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erweitern ihr Wissen zu den körperlichen Merkmalen von Haustieren. beschäftigen sich mit den Verhaltensweisen von Haustieren. erwerben Wissen über die Ernährung von Haustieren. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler üben den Umgang mit audio-visuellen digitalen Geräten zum Fotografieren, Filmen und Vertonen (vergleiche KMK-Kompetenzbereich 3 – Produzieren und Präsentieren, Kompetenzbereich 5 – Problemlösen und Handeln). trainieren die Erstellung eines Plakates oder einer Präsentation mit digitalen Geräten und Apps (vergleiche KMK-Kompetenzbereich 3 – Produzieren und Präsentieren). üben in der Zusammenarbeit die Absprachen von Lösungsstrategien (vergleiche KMK-Kompetenzbereich 2 – Kommunizieren und Kooperieren). Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler üben effektives Arbeiten im Team. trainieren durch kreatives Agieren in Teams auch ihr eigenverantwortliches Lernen.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co.
  • Primarstufe

Von der Idee zum Microchip

Interaktives / Kopiervorlage

Mikrochips sind in fast allen elektronischen Geräten zu finden, doch wie kommt man von der Idee zum Chip? Diese Reihe beleuchtet das Umsetzen einer Idee durch das Chip-Design auf einem FPGA und den Prozess des Testens, bevor die sehr teure Chipproduktion beginnt. Zum Abschluss wird noch ein Blick in die Zukunft der Elektronik geworfen. Unser Alltag ist von elektronischen Geräten geprägt. Fast alle enthalten heutzutage Mikrochips. Dies können Mikrocontroller, firmeneigene Chips oder Komponenten zur Verbindung der analogen mit der digitalen Welt sein. Doch wie entwickelt man überhaupt einen neuen Chip und wie kann man diese Entwicklung vor der Produktion testen? Eine Möglichkeit dazu sind Field Programmable Gate Arrays (FPGA) und die Hardwarebeschreibungssprache VHDL. Dass man Chips quasi "programmieren" und sich das Ergebnis dann anschauen kann, dies ist Thema dieser Unterrichtsreihe. Zum Schluss wird noch ein Ausblick in die Zukunft und ein Einblick in die Entwicklungslabore gewagt, wo die scheinbar ferne Zukunft teilweise schon Realität geworden ist. Außerdem können die Lernenden mithilfe der folgenden interaktiven Übung ihr Wissen über das FPGA testen. Chipdesign und Hardwarebeschreibung sind wichtige Themen für die Entwicklung unserer digitalen Welt. Was sich dahinter verbirgt und wie Ingenieure heutzutage arbeiten, dies soll schülergerecht vermittelt werden. Vorkenntnisse zu Logikgattern und deren Verknüpfungen sind hilfreich. Die Arbeitsblätter können im Unterricht auch einzeln und in beliebiger Reihenfolge eingesetzt werden. Die Themen sind an der Alltagswelt der Schülerinnen und Schüler orientiert. Die Neugierde, wie man von der Idee zur Produktion von Mikrochips kommt, die in vielen unserer elektronischen Geräte verbaut sind, lässt sich leicht wecken. Die interaktiven Übungen fragen das erworbene Wissen in spielerischer Weise ab. Besonders interessierte Schülerinnen und Schüler können die weiterführenden Links nutzen. Die Lehrkräfte benötigen keine weitreichende Vorbereitung. Die Themen lassen sich mit den Arbeitsblättern auch selbst erarbeiten. Für die interaktiven Übungen wird ein Internetzugang und ein Internetbrowser benötigt. Die Arbeitsblätter selbst können sowohl digital als auch in Papierform im Unterricht eingesetzt werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler durchdringen die Schritte von der Idee bis zum fertigen Chip. kennen das FPGA als Instrument zum Chipentwurf. kennen die grundlegenden Bestandteile eines FPGAs. berechnen den Strombedarf eines MOSFETs. bekommen einen Einblick in die Zukunft der Technik. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren sinnvolle Quellen im Internet. werten verschiedene Quellen aus. verstehen technische Grafiken. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler hinterfragen wirtschaftliche Aspekte der "neuen digitalen Welt". setzen sich mit der Globalisierung auseinander. entwerfen gemeinsam ein einfaches Chipdesign auf der Grundlage von LUTs. reflektieren den Gebrauch von Internetangeboten hinsichtlich des Energiebedarfs und des CO 2 -Fußabdrucks. diskutieren über Chancen und Gefahren der neuen Technologien.

  • Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co. / Physik / Astronomie / Technik / Sache & Technik
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Einführung in die Mikroelektronik

Unterrichtseinheit

Elektronik-Chips sind aus unserem Alltag kaum noch wegzudenken, in fast jedem Gerät findet man sie inzwischen. Diese Unterrichtsreihe beleuchtet modular die Anfänge und die Entwicklung, erläutert das Mooresche Gesetz und wagt einen Blick in die Zukunft. Das Material kann zur Vorbereitung für den "INVENT a Chip"-Wettbewerb verwendet werden. #inventachip Die Elektronik hat unsere Lebens- und Arbeitswelt grundlegend verändert. Computer, Haushaltsgeräte, Unterhaltungselektronik – überall werden dafür elektronische Schaltungen benötigt. Dabei kommt den Chips (auch ICs genannt) eine Schlüsselfunktion zu. Doch wie hat alles angefangen und sich entwickelt? Und warum entwickeln Firmen immer mehr spezielle Chips, während andererseits die Mikrocontroller ihren Siegeszug fortsetzen? Was beschreibt das Mooresche Gesetz und behält es auch in Zukunft seine Gültigkeit? Dies sind nur einige Fragestellungen, die im ersten Teil dieser Reihe beantwortet werden sollen. Dabei werden die elektronischen Bauteile immer kleiner. Das schont nicht nur die Ressourcen, es macht auch immer leistungsfähigere Chips möglich, die sogar weniger Energie benötigen als ihre Vorgänger. Doch es gibt da auch Grenzen, die die Physik setzt. Später soll es auch um das Design eines Chips auf einem FPGA gehen. Dafür gibt es eine ganz eigene Programmiersprache, die die Hardware beschreibt und nicht die Software. Ein kleiner Schnupperkurs soll erste Einblicke gewähren. Auch die Nachhaltigkeit im Bereich Mikroelektronik wird beleuchtet, denn viele stromsparende Geräte enthalten nicht weniger, sondern mehr Elektronik, die uns beim Einsparen von Wasser, Strom und Rohstoffen hilft. Zuletzt soll noch ein Blick in die Zukunft gewagt werden. Die Verbindung von Mensch und Maschine ist ein Forschungsfeld der Zukunft. Ergänzend zu den modular einsetzbaren Arbeitsblättern finden Sie hier noch interaktive Übungen , um das Gelernte zu festigen und zu vertiefen. Das Thema Mikroelektronik ist sowohl in der Alltagswelt als auch in der Schule von erheblicher Bedeutung. Ob im Smartphone, Computer, Tablet, im Fernseher oder der Unterhaltungselektronik – überall ist Mikroelektronik zu finden. Wie diese grundlegend aufgebaut ist und wie sie sich entwickelt haben und sich entwickeln werden, sind spannende Themen. Vorkenntnisse für die Reihe sind nicht erforderlich. Die Arbeitsblätter können im Unterricht auch einzeln und in beliebiger Reihenfolge eingesetzt werden. Die Themen sind an der Alltagswelt der Schülerinnen und Schüler orientiert. Die Neugierde, wie denn das eigene Smartphone oder Tablet aufgebaut ist, lässt sich leicht wecken. Die interaktiven Übungen fragen das erworbene Wissen in spielerischer Weise ab. Besonders interessierte Schülerinnen und Schüler können die weiterführenden Links nutzen. Die Lehrkräfte benötigen keine weitreichende Vorbereitung. Die Themen lassen sich mit den Arbeitsblättern auch selbst erarbeiten. Für die interaktiven Übungen wird ein Internetzugang und ein Internetbrowser benötigt. Die Arbeitsblätter selbst können sowohl digital als auch in Papierform im Unterricht eingesetzt werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erkennen den Unterschied zwischen analog und digital. verstehen, warum unsere Welt immer "digitaler" wird. lernen, was "integrierte Schaltungen" sind. erörtern das Mooresche Gesetz. bekommen einen Einblick in die Leistungsfähigkeit moderner Chips. lernen den Unterschied zwischen ASIC und Mikrocontroller kennen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen Videos als Informationsquelle. vertiefen ihr Wissen mit interaktiven Übungen . Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler reflektieren ihre Alltagswelt, die von der Mikroelektronik geprägt wird. recherchieren im eigenen Lebensumfeld. simulieren eine Teamentscheidung in einer fiktiven Firma.

  • Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co. / Technik / Sache & Technik
  • Sekundarstufe I

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

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
  • Sekundarstufe II, Berufliche Bildung

Webtalk: Medienscouts in Xanten

Fachartikel

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.

  • Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co. / Informationstechnik / Pädagogik
  • Primarstufe, Sekundarstufe I, Sekundarstufe II, Spezieller Förderbedarf, Berufliche Bildung

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

KI verstehen

Kopiervorlage / Interaktives

Künstliche Intelligenz ist inzwischen ein Schlagwort in fast allen Lebens- und Arbeitsbereichen der Menschen weltweit geworden. Doch was steckt dahinter, welche Vorteile gibt es und welche Gefahren gehen von KI aus? Das ist Thema dieses Arbeitsmaterials. Was bedeutet "Künstliche Intelligenz" überhaupt und wie lernen Maschinen? Diesen Fragen soll in der Reihe "KI verstehen" nachgegangen werden. Bis jetzt beherrschen Algorithmen die Welt der Informatik und der Computer. Noch beruhten nahezu jedes Programm und jede Steuerungselektronik auf Algorithmen. Doch die KI bietet ganz neue Möglichkeiten jenseits von Algorithmen und das nicht nur in der Informatik oder in der Elektrotechnik, sondern auch in der Kunst und in der Literatur. Jedoch hat, wie jede neue Technologie, auch die KI ihre Schattenseiten und Gefahren. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die technischen Zusammenhänge einer KI kennen. beschäftigen sich mit der Hardware und den Auswirkungen des KI-Hypes. verstehen und berechnen Neuronale Netzwerke. verstehen, wie Rassismus in eine KI gelangen kann. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen Internetquellen zur Weiterbildung und zur Recherche. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler reflektieren ihr Nutzungsverhalten in Bezug zur KI. erstellen in Gruppenarbeit eigene Neuronale Netzwerke. reflektieren Nutzen und Gefahren von KI in Gruppenarbeit.

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

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
  • Sekundarstufe II
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