Um Schüler und Schülerinnen studien- und berufsorientiert vorzubereiten, bedarf es anregender Lernumgebungen, die digitale Innovationen im Forschungs- und Berufskontext behandeln und sich digitale Werkzeuge für die Unterrichtsgestaltung zu Nutze machen. (Digitalisierte) Schülerlabore können beim Kompetenzerwerb zum Forschenden Lernen im fächerübergreifenden Unterricht den Forschungsprozess unterstützen. Auf Grundlage unserer Erfahrung mit Schülerlaboren werden fächer- und lernortübergreifende Fortbildungsreihen für Lehrkräfte initiiert, die geeignete Kontexte (z.B. Ernährung/Gesundheit) horizontal und vertikal über die Schullaufbahn (Grundschule, weiterführende Schulen/Berufsbildung) thematisieren und dabei die Möglichkeiten technischer Innovationen (z.B. Augmented Reality oder Künstliche Intelligenz) und deren Einsatz zur Förderung wichtiger Kompetenzen in den Fokus nehmen. In Kooperation mit dem IPN Kiel und der Universität Hamburg (Leitungen: Ilka Parchmann; Mirjam Steffensky) wurde ein modular-aufgebautes Fortbildungsprogramm initiiert, das auf dem digital-gestützten Forschenden Lernen fußt und sich an MIN-Lehrkräfte zur Erweiterung ihres technologiebezogenen Professionswissens richtet. Als Basismodul konzentriert sich der erste Fortbildungstag auf dem digital-gestützten Experimentieren an MIN-Kontexten (hier: alkoholische Gärung). Auf Basis eines Schwerpunktpakets, z.B. Digitale Messwertdatenerfassung, wird ein Experiment geplant, durchgeführt und reflektiert. Es folgt die Entwicklung eines digital-gestützten Unterrichtskonzepts, welches im Fachunterricht eingesetzt und in Modul 2 eruiert wird. Zudem führt Fortbildungstag 2 (Vertiefungsmodul) in das Thema „Data Science“ ein und nimmt sich den Potenzialen und Grenzen Künstlicher Intelligenz für das naturwissenschaftliche Arbeiten an. Entsprechend werden die Möglichkeiten KI-basierter Lehr- und Lernszenarien zur Unterrichtsvorbereitung und -gestaltung erprobt und diskutiert.

Lernziele der Fortbildung

Die Lehrpersonen…

• nennen diverse digitale Lehr- und Lernanwendungen zum fächerübergreifenden MIN-Lernen;

• erstellen selbstständig innovative Lernumgebungen und gestalten evidenzbasiert digital-gestützte Aufgaben und Versuche zur Förderung des deduktiven Erkenntnisgewinnungsprozesses beim Experimentieren;

• untersuchen verschiedene methodische und didaktische Zugänge von unterschiedlichen digitalen Lehr- und Lernanwendungen 

• evaluieren das Potential digitaler Lehr- und Lernanwendungen (vor dem Hintergrund des Forschenden Lernens im MIN-Unterricht und ihrer gesellschaftlichen Relevanz;

• konzipieren digitale Unterrichtskonzepte für das fächer- und lernorteverbindende MINT-Lernen und setzen diese reflektiert in ihrem Fach- und oder Projektunterricht ein;

• entwickeln die eingesetzten digitalen Unterrichtskonzepte vor dem Hintergrund des naturwissenschaftlichen Arbeitens und Data Science weiter;

• setzen die finalen Unterrichtskonzepte in den Unterricht derart ein, dass die digitalen Kompetenzen von den SuS gezielt weiterentwickelt werden (KMK; 2017)

Hinweis: Die digitalen Anwendungen umfassen insbesondere AR-Lernumgebungen, digitale Messsonden zur Datenerfassung und KI-gestützte Apps wie ChatGPT

Kultusministerkonferenz. (2017). Strategie der Kultusministerkonferenz „Bildung in der digitalen Welt“.