Umgang mit KI bei der Beurteilung: Warum Eigenständigkeit nicht das Ziel ist

Die Frage, wie Lehrpersonen den Einsatz von Künstlicher Intelligenz bei der Bewertung von Leistungen handhaben sollten, ist so dringend wie schwierig zu beantworten. Ich möchte nicht behaupten, die beste Lösung gefunden zu haben, aber ich teile gerne meinen persönlichen Ansatz. Besonders weil ich weiss, dass viele Lehrpersonen selber noch nach einem funktionierenden und konsistenten Ansatz suchen. Beim Thema KI ist unsere erste Reaktion oft eine gewisse Ratlosigkeit, da die für viele LPs wichtigste Frage: „Wie kann ich denn bewerten, ob und was SuS alles eigenständig gemacht haben?“ nie zufriedenstellend beantwortet werden kann. Und da auch ich bis heute keine gute Antwort auf diese Frage gefunden habe, habe ich beschlossen, dass die eigentliche und einzig relevante Frage immer noch dieselbe wie vor dem Aufkommen der KI ist:
„Wie gut konnten die SuS das Lernziel erreichen und wie kann ich das bewerten?“.

Symbolisches Beispiel für eine schlechte Nutzung von KI im Unterricht:
Die KI dient als unnötige Krücke, welche den Kompetenzerwerb behindert.
Das Ziel „Rennen lernen“ wird verfehlt und ist nicht beurteilbar.

Besteht das Ziel im Erwerb einer Grundkompetenz?

  • Wenn das Ziel darin besteht eine Grundkompetenz zu erwerben, z.B. das Schreiben von Textsorte X, ist eine starke Beschränkung oder nur ein sehr gezielter Einsatz von KI angebracht. In diesem Beispiel könnte KI vielleicht am Ende des Themas für erweiterte Übungen eingesetzt werden. SuS könnten einen von einer KI geschriebenen Text auf die erlernten Kriterien überprüfen oder sich Feedback von einer KI zu einem eigenen Text geben lassen. Bei diesem ersten Erwerb einer Grundkompetenz ist die Nutzung von KI durch die SuS im Unterricht eher kontraproduktiv. Auch wenn sich ihr Einsatz im Unterricht als eine Art persönlicher Expertencoach für die SuS so auf den ersten Blick anbieten würde, ist er dem eigentlichen Ziel – dem Erwerb der Grundkompetenz – abträglich. Wenn die SuS eine KI zu Hause einsetzen, um das Unterrichtsthema besser zu verstehen oder die Grundkompetenz zu üben, ist das lobenswert und sollte nicht unterbunden werden.
  • Die KI jedoch in dieser Phase des Kompetenzerwerbs im Unterricht gezielt einzusetzen, halte ich für schwierig. Denn nur wer die Grundkompetenz, einen bestimmten Text eigenständig zu schreiben, erworben hat, ist in der Lage, einer KI effektive Anweisungen zum Schreiben eines solchen Textes zu geben oder die Ausgabe einer KI auf die Kriterien und Qualitäten einer guten Ausführung der eigenen Anweisung zu prüfen. Steht das Erlernen von Grundfähigkeiten im Mittelpunkt der Lerneinheit, eignet sich primär eine Theorie- oder eine Prozessnote, die nicht durch die zusätzliche Hilfe durch KI beeinflusst wurde. Zum Beispiel durch einen Leistungsvergleich der Schreibkompetenz vor und nach der Lerneinheit. Eine solche Bewertung des Lernfortschritts passt zum Ziel, zu lernen, wie man eine gute Textsorte X schreibt. Hierbei liegt der Fokus auf dem Lernprozess, nicht auf der bestmöglichen Qualität des Endprodukts.

Oder die bestmögliche Anwendung dieser Kompetenz?

  • Wenn hingegen das Lernziel darin besteht, eine bereits erworbene Kompetenz anzuwenden, um eine andere Kompetenz zu erwerben (z.B. eine Präsentation im Fach Geschichte erstellen), oder ein Lernprodukt in möglichst guter Qualität zu schaffen, wie zum Beispiel eine möglichst gute Bewerbung zu schreiben, sollte der Einsatz von KI gefördert und gegebenenfalls auch bewertet werden. Lehrpersonen sollten in diesem Fall die SuS ermutigen, KI zu nutzen und ihnen zeigen, wie sie KI zum Schreiben und Verbessern dieser Textsorte einsetzen können. Dies beinhaltet das Erlernen eines kompetenten Einsatzes von KI sowie die Nutzung der durch KI gesparten Zeit für die nötigen zusätzlichen Recherchen, z.B. zu Quellen, dem kritischen Prüfen der KI-Ausgaben, oder dem eigenständigen kreativen Verbessern oder Erweitern der Arbeit.
  • Wenn es also darum geht, dass die SuS ein Lernprodukt in bestmöglicher Qualität schaffen oder eine erworbene Grundkompetenz anwenden sollen, dann wäre es kontraproduktiv und sinnlos, ihnen den Einsatz von KI zu verbieten. Ich würde sogar so weit gehen und behaupten, dass SuS, denen in der Schule in solchen Fällen der Einsatz von KI verboten wird, in Zukunft grosse Nachteile haben werden. In ihrer nachschulischen Karriere wird es keine Rolle spielen, ob sie ihr Ziel mit oder ohne Hilfsmittel erreicht haben; von Bedeutung ist nur, wie gut das Ziel erreicht wurde.
Symbolisches Beispiel für eine gute Nutzung von KI im Unterricht:
Die KI dient als effektives Hilfsmittel, welche den Kompetenzerwerb fördert.
Das Ziel „schnelles Rennen lernen“ wird erreicht und ist beurteilbar.

Unterricht planen lernen vs. Unterricht planen

Um zu verdeutlichen, warum ich glaube, dass dies ein konsistenter Ansatz ist und um uns Lehrpersonen selber nicht von diesen Entwicklungen auszuklammern, möchte ich es an einem Beispiel aus unserem beruflichen Alltag verteutlichen:

  • Beim Erlernen der Unterrichtsplanung für Lehrpersonen ist es entscheidend, die grundlegenden Schritte selbst zu durchlaufen, ohne sich dabei auf KI zu stützen. Dies hilft beim Aufbau und Erwerb essenzieller Planungskompetenzen. Der vorzeitige Einsatz von KI könnte den Lernprozess beeinträchtigen, da das Ziel ist, die Fähigkeit der Unterrichtsplanung selbst zu erlernen und nicht eine bestmögliche Unterrichtsplanung für eine Lektion zu entwickeln. Prüfen könnte man dies z.B. durch eine händische Unterrichtsplanung ohne Hilfsmittel zu vorbestimmten Lernzielen. Auch wenn dies nicht der Praxis entspricht, prüft diese Beurteilungsform ob die Grundkompetenz zur Unterrichtslanung vorhanden ist.
  • Wenn das Ziel darin besteht, eine möglichst gute Lektion zu planen, dann kann der Einsatz von KI zur Unterstützung und Optimierung der Unterrichtsplanung sehr sinnvoll sein. Die KI könnte helfen, passende Lernmaterialien schneller zu finden oder die Lektion besser auf die Bedürfnisse der Schülerinnen und Schüler abzustimmen. Die dadurch gewonnene Zeit könnte genutzt werden, um die geplante Lektion weiter zu verfeinern, zum Beispiel durch das Erstellen zusätzlicher interaktiver Inhalte oder das Einbinden differenzierter Lehrmethoden. Für eine Diplomlektion wäre deshalb der Einsatz von KI sinnvoll und produktiv – da die bestmögliche Qualität der Lektion im Mittelpunkt steht.
  • In diesem Kontext spielt es keine Rolle, ob die Lektion ohne technologische Hilfsmittel geplant wurde. Ob die coole Unterrichtsidee zu 100% von der LP selbst kam oder bei der Arbeit mit einer KI entstanden oder verbessert worden ist. Entscheidend ist die Qualität der Unterrichtsplanung selbst – dass sie gut strukturiert, verständlich, anregend, passend zu den Zielen und effektiv durchzuführen ist. Es ist mir wichtig, nochmals zu betonen, dass die Fähigkeit, etwas ohne KI tun zu können, die Grundlage dafür ist, beurteilen zu können, ob die Ausgabe der KI überhaupt das leistet, was wir möchten. Nur wenn wir die Prozesse und Prinzipien der von uns bei der KI in Auftrag gegebenen Arbeit selbst verstehen und beherrschen, können wir effektiv einschätzen, ob und wie KI-Tools uns dabei helfen können, unsere Ziele zu erreichen.

Empfehlung: Einsatz von KI einmal grundsätzlich und verbindlich zu regeln

Um den Umgang mit KI in Schülerarbeiten zu regeln und sicherzustellen, dass die Schüler KI verantwortungsvoll und kompetent nutzen, habe ich eine Art Bewertungsraster erstellt. Dieses Raster ergänzt die üblichen Bewertungskriterien und dient als ständiger Begleiter, der grundsätzlich regelt, wie wir möchten, dass KI eingesetzt wird, wie eigenständig gearbeitet werden muss, Quellen angegeben und KI-Inhalte kritisch hinterfragt werden sollen.

Mögliche Anweisungen für Lehrpersonen

  1. Bestimme die Lernziele: Überlege, was genau überprüft und gemessen werden soll. Wenn das eigenständige Formulieren von Texten eine Kernkompetenz ist, könnte die Nutzung von KI beschränkt werden, etwa durch einen Prüfungsmodus oder temporäres Deaktivieren des Internets.
  2. Setze klare Bedingungen für KI-Nutzung: Informiere die SuS, dass sie alle Inhalte in eigenen Worten erklären und verstehen müssen. Kläre, dass Kopieren und Einfügen ohne Verständnis zu Punktabzügen führt. Biete die Möglichkeit, Missverständnisse in persönlichen Gesprächen zu klären.
  3. Fordere eine fundierte Quellenarbeit: Erwarte, dass SuS die Ausgegebenen Sachinformationen einer KI immer prüfen und im besten Falle für alle genutzten Informationen 1-2 seriöse Quellen angeben. Stelle Richtlinien zur Quellenangabe bereit und betone, dass ChatGPT oder andere KI-Tools nicht als direkte Quellen gelten.
  4. Ermutige zur kritischen Auseinandersetzung mit KI: Biete die Möglichkeit, Bonuspunkte zu sammeln, wenn SuS in einem separaten Abschnitt Fehler, Falschinformationen oder seltsame Formulierungen in KI-Ausgaben auflisten und korrigieren.

Mögliche Anweisungen an die Schülerinnen und Schüler (SuS):

  • Bei der Nutzung von KI-Tools wie ChatGPT ist es wichtig, dass ihr die Inhalte versteht und in eigenen Worten wiedergeben könnt.
  • Bei dem Eindruck, dass Informationen ohne Verständnis übernommen wurden, gibt es Punktabzug. Die Grundanforderung ist, alles Geschriebene zu verstehen und erklären zu können.
  • Ihr habt die Möglichkeit, Abzüge zu revidieren: Kommt nach der Rückgabe der Bewertung auf mich zu und überzeugt mich in einem Gespräch von eurem Verständnis.
  • Macht die Nutzung von KI transparent, z.B. mit einer Bemerkung wie „Ich habe bei dieser Arbeit folgende KI-Tools eingesetzt:“.
  • Nutzt die durch KI eingesparte Zeit für sorgfältige Recherche und belegt jede Information mit 1-2 seriösen Quellen. ChatGPT zählt nicht als Quelle.
  • Bonuspunkte könnt ihr sammeln, indem ihr eure eingesetzten Prompts listet und aufzeigt, welche Fehler oder Ungereimtheiten ihr in der KI-Ausgabe gefunden und korrigiert habt.

Ihr findet eine kürzere schriftliche Version unter folgender Adresse: https://coda.io/@herrhuber/sekeinshofe-public/umgang-mit-ki-bei-der-beurteilung-19

Wie seht Ihr das? Ähnlich wie ich, oder komplett anders? Was gefällt Euch an meinem Ansatz? Woran stösst ihr euch? Ich freue mich über jedes Feedback!

Wie Künstliche Intelligenz unsere Schule (be)trifft und anregt

Die vielfältigen Möglichkeiten von ChatGPT und anderen KI-Tools haben unsere Schule erreicht. Vieles ist neu, ungeklärt und herausfordernd, aber sehr spannend! Was waren unsere erste Erfahrungen und Annäherungsversuche. Welche Herausforderungen und Chancen haben sich bis jetzt ergeben. Eine Momentaufnahme.

KI und Lehrpersonen
Seit gut einem Jahr sorgt der Chatbot ChatGPT für Schlagzeilen, Beiträge und Diskussionen rund um das Thema Künstliche Intelligenz. Im Februar 2023 hat die Schulleitung das Thema an der Schulkonferenz aufgegriffen. Dabei wurden erstaunliche und faszinierende Möglichkeiten von ChatGPT gezeigt, auf offene Fragen hingewiesen und erste, kurze Diskussionen geführt. Das Ziel war die Lehrpersonen zu sensibilisieren und das Thema mit einer gewissen Gelassenheit proaktiv anzugehen. Der Konsens war und ist breit, dass Verbote sicher der falsche Weg sind und dass es darum geht, die neuen Möglichkeiten auf allen Ebenen zielgerichtet zu nutzen, zu verstehen und zu hinterfragen.
Um das Feld der interessierten Einzelnutzerinnen und -nutzer zu vergrössern, bot der interne pädagogische ICT Support (=picts) bereits im März 2023 für Lehrpersonen erste Workshops zu KI an.
In einigen Klassen bot der picts zusammen mit interessierten Lehrpersonen Unterrichtsreihen mit dem KI-Texter „Neuroflash“ an. Dabei lernten die Schülerinnen und Schüler verschiedene Textarten gezielt mit KI genieren zu lassen. In den Lektionen war es auch ein Anliegen, die Funktionsweise auf eine einfache Art vorstellbar zu machen und über Bedeutung von KI in den Schulen zu diskutieren.
Wie bei den Lehrpersonen gab es einzelne Jugendliche, welche privat z.B. ChatGPT bereits nutzten. Obwohl noch nicht breit gefördert, war es den Schülerinnen und Schülern z. B. erlaubt, KI beim Erstellen ihrer Vertiefungsarbeiten im Frühjahr 2023 zu nutzen. So konnte es z.B. spannend sein, welche Forschungsfragen KI zu einem Thema stellen oder wie die KI das Thema gliedern würde. Wie erwähnt, wurde KI erst von wenigen für die Abschlussarbeit benutzt, zumal mit der Vertiefungsarbeit z. T. schon im Februar begonnen wurde. Die Abmachung war, dass der Einsatz der KI mit der betreuenden Lehrperson abgesprochen und transparent erfolgen sollte.

Einzelne Lehrpersonen nutzen KI für ihre schulischen Zwecke bereits aktiv. Diese wird für Recherche, Fragen und Zusammenfassungen zu Themen, zum Anpassen von Texten, zur Erstellungsunterstützung von Kompetenzrastern usw. eingesetzt. Ebenfalls haben wir einen Poweruser, welcher KI nicht nur in seinen Informatikfächern sehr spannend einsetzt.

Ein aktueller, interner picts-Workshop, welcher zeigt, wie man z.B. im Bildnerischen Gestalten mit Schülerinnen und Schülern mittels KI Bilder generieren und bearbeiten kann, aber auch den Fragen nachgeht, was Kunst ist und wer die eigentliche digitale Künstlerin ist, wurde sehr gut nachgefragt. So steigt das Interesse und die KI-Kompetenz der Lehrpersonen kontinuierlich.

Schülerarbeit aus dem KI Blockwochenkurs

KI und Schülerinnen und Schüler
Wie bei den Lehrpersonen gab es seit Beginn der KI-Welle Jugendliche, welche schon früh mit KI Versuche und Arbeiten machten. Wie z. B. die Unterrichtsreihen mit „Neuroflash“ gezeigt haben, gab es im April Klassen, in denen ChatGPT praktisch nicht genutzt wurde oder bekannt war. In anderen Klassen waren die Tools aber schon vielen bekannt und sie hofften, hier noch eine Weile Vorsprung auf ihre Lehrpersonen zu haben. Die Unterrichtsreihe mit dem KI-Texter Neuroflash haben die Jugendliche interessiert mitgemacht und so verschiedene Textsorten hergestellt. Gerne hätten aber auch sie mit einem umfassenderen Tool wie ChatGPT gearbeitet und die Möglichkeiten breiter ausprobiert und genutzt. Im Rahmen eines von vielen Blockwochenangeboten konnten kürzlich Schülerinnen und Schüler verschiedener Niveaustufen gemeinsam eine Woche zu und mit Künstlicher Intelligenz arbeiten. Das Angebot stiess bei den Jugendlichen auf grosses Interesse. Im Rahmen dieser Blockwoche konnten die Teilnehmenden sich für einmal vertieft und kreativ mit Wissen zur Anwendung, mit Fragen zur Funktionweise von KI und ethischen Fragen auseinandersetzen.

Schülerarbeit aus dem Blockwochenkurs KI

Technische Herausforderungen
Die KI-Verfügbarkeit ist häufig mit dem Anlegen von individuellen Benutzerkonten verbunden. D. h. es müssen E-Mailadressen angeben und Konti eingerichtet werden. Die Angebote sind gratis oft nur eingeschränkt nutzbar und sind Änderungen unterworfen. Was vor zwei Wochen noch gratis verfügbar war, gibt es nur noch im Zahlbereich oder wird in der Nutzung noch stärker eingeschränkt. Gerade mit personalisierten Konten stellen sich Fragen des Datenschutzes, so dass diesbezüglich mit Bedacht gearbeitet werden muss.

Neu ist „Bing Chat Enterprise“ für Lehrpersonen unserer Schule geschützt und gratis verfügbar, was sehr attraktiv ist. Unsere Schülerinnen und Schüler haben auf Bing Chat über ihr Microsoftkonto keinen Zugriff. Dies würden wir als interessante Möglichkeit betrachten, ist aber momentan seitens Microsoft nicht vorgesehen. Auf Umwegen können Jugendliche aber wie alle Internetuser Bing Chat eingeschränkt nutzen. Direkte persönliche Konten bei ChatGPT sind für Schulen nicht sinnvoll und möglich, da dazu z.B. Schülerinnen und Schüler ihre persönliche Handynummer angeben müssten. So gibt es immer mehr kommerzielle Anbieter wie „schulki“ oder „fobizz“, welche kostenpflichtig gezielte und geschützte KI-Leistungen anbieten. Diese Angebote sind bezüglich Datenschutz sehr gut aufgestellt. Leider ist der KI-Gebrauch über diese Kanäle recht teuer. Zudem sind die uneingeschränkten Angebote von Bing Chat Enterprise oder ChatGPT usw. wesentlich breiter und attraktiver in der Nutzung. Als weitere Möglichkeit stellt eine Lehrperson von seinem persönlichen, kostenpflichtigen ChatGPT-Konto eine Schnittstelle teilweise zur Verfügung, so dass die Schülerinnen und Schüler ohne die Bekanntgabe von persönlichen Daten ChatGPT nutzen können.
Als Schule sind wir interessiert, unseren Schülerinnen und Schülern KI gleichberechtigt, geschützt – d. h. unter Bekanntgabe von möglichst wenig personenbezogenen Daten – zur Verfügung stellen zu können.

Wie und wieso Künstliche Intelligenz
Lehrpersonen und Schülerinnen und Schüler sollen KI aktiv nutzen. KI in der jetzigen Verfügbarkeit kann beim Lehren und Lernen durchaus unterstützend sein. So könnten z. B. Jugendliche im Fach RZG der KI den Auftrag zu geben, als Christoph Kolumbus und Kapitän der Santa Maria zu antworten. So könnte eine Schülerin ein Chat-Gespräch mit dem KI-Christoph Kolumbus führen und viel über die Seefahrt und die Entdeckungsreisen der damaligen Zeit auf eine spielerische Weise erfahren und danach erworbenes Wissen vergleichen oder überprüfen.

Nebst diesem Anwendungswissen soll den Schülerinnen und Schülern aber auch vermittelt werden, wie KI auf verständlicher Stufe funktioniert und darum auch viele überzeugende Fehler macht. (Hier kann z.B. soekia.ch ein Sprachmodell wie ChatGPT eindrücklich erklären.) Gemäss der Idee des Dagstuhl-Dreiecks sollen sich Jugendliche auch mit ethischen und gesellschaftlichen Fragen im Zusammenhang mit KI auseinandersetzen.
Auch indirekt gibt es in Schulen z. B. über den Einsatz von adaptiven Lernplattformen, bei Autokorrekturen, bei der Unterstützung von Suchanfragen usw. zunehmend Berührung mit KI.

In diesem Sinne wollen wir die Möglichkeiten von Künstlicher Intelligenz aktiv kritisch nutzen. Wir wollen  unsere Schülerinnen und Schüler für die Welt von morgen oder auch übermorgen vorbereiten. Wir sind gespannt.

Übersichtsplan Blockwoche „Künstliche Intelligenz (KI) nützen und hinterfragen“ Nov 2023

Der Digitale Raum unserer Schule als vierter Pädagoge?

Mehr oder weniger bewusst prägen die digitale Infrastruktur, die Software und die favorisierten Online-Unterrichtstools als vierter Pädagoge resp. vierte Pädagogin unsere Unterrichtskultur. Wie sieht dieser digitale Raum an unserer Schule aus? Wo bestimmt er unsere Schul- und Unterrichtskultur mit?

Bild mittels midjourney: Digitaler Raum, stb

An der 12. Bildungskonferenz im März 2022 hielt Prof. Dr. Beat Döbeli ein spannendes Referat zum Thema «Digidaktik oder Datadaktik – Was machen wir mit der Digitalisierung an den Schulen?». In diesem Rahmen sprach Beat Döbeli auch den digitalen Raum als vierten Pädagogen an. (12. Bildungskonferenz | Zimmerberg Sihltal (zimmerberg-sihltal.ch)

Nebst den Lernenden selbst, den Lehrpersonen und den Schulräumen bestimmt der digitale Raum unser Lehren und Lernen zunehmend mit. Wie Schulräume, welche z. B. in Form eines klassischen Frontalunterrichtszimmers, einer Lernlandschaft oder eines Churer Modells zu einer bestimmten Art des Lernens auffordern resp. bestimmte Formen fördern oder erschweren, so beeinflusst auch der digitale Raum unsere Unterrichtsformen.

Der digitale Raum an der Sek eins Höfe

Kommunikation und Kollaboration unter den Lehrpersonen

Den Lehrpersonen stehen meist eine Feststation und ein mobiles Convertible zur Verfügung. Die Software-Infrastruktur besteht als Basis aus einem Microsoft Sharepoint und Office 365. Diese bekannte Webanwendung und die dazugehörigen Programme implizieren, wie wir als Schulteam auf der technischen Seite zusammenarbeiten. Dokumente, Unterrichtsmaterialien, laufende Entwicklungsdokumente von Arbeitsgruppen werden in onlineverfügbaren Ordnerstrukturen oder in internen Teamsites mit bestimmten Zugriffsrechten abgelegt und sind entsprechend verfügbar. Ebenfalls gibt der Kanton durch den Einsatz der Beurteilungsprogramme «Lehreroffice» oder in Zukunft durch «Pupil» Softwareeinsatz vor.

So erwartet unsere Schule von den Lehrpersonen, dass sie genügend versiert mit diesen Tools umgehen kann. News sollen regelmässig gelesen, Dokumente gefunden und abgelegt werden. Die Technik ermöglicht kollaboratives Arbeiten an gemeinsamen Themen und Projekten. Neuerdings funktioniert auch die ganze Telefonie über MS Teams. Somit liegen auch die Chatfunktion und die Bildung entsprechender Gruppen näher. Durch die Statusangaben lässt sich die Erreichbarkeit von Personen abschätzen.

Was impliziert der beschriebene digitale Raum für die Lehrpersonen:

  • Kompetenzen die Technik zu nützen, werden vorausgesetzt oder sollen angeeignet werden.
  • Die Tools sind in der Anschaffung und im Unterhalt kostspielig und sollen dementsprechend eingesetzt werden.
  • Die an der Schule beteiligten Erwachsenen kommunizieren auch elektronisch untereinander.
  • Gemeinsame Ablagestrukturen laden zum Teilen von Ideen und Materialien ein.
  • Wer die Grenze an der Schulzimmertüre sieht, wird hier stark herausgefordert sein.
  • Orts- und zeitunabhängiges Arbeiten wird teilweise ermöglicht.
  • Austausch, Gespräche können nach Bedarf ortsunabhängig durchgeführt werden und werden zur Zusammenarbeit auch erwartet.
  • Beurteilung, Begleitung und Förderung erfolgt ausgewählt transparent und im Austausch. Sie wird mindestens teilweise elektronisch abgebildet.
  • Die digitale Infrastruktur bringt mehr Transparenz (Erreichbarkeit, Absende- und Speicherdaten…), wirft aber gleichzeitig auch Datenschutzfragen auf.

  • Insgesamt wird ein recht hohes Mass an technisch unterstützter Zusammenarbeit, erwartet und impliziert.
midjourney stb

Unterricht(en)

Technische Ausrüstung

Unseren Schülerinnen und Schülern steht ein persönliches Convertible zur Verfügung. Dies ist offen vorkonfiguriert, so dass Lehrpersonen und auch die Schülerinnen und Schüler zusätzliche Software installieren können. Wir propagieren es als Arbeitsgerät und nicht als Spielkonsole. Ihr Convertible nehmen die Jugendlichen in der Regel mit nach Hause. Die Abdeckung mit persönlichem Smartphone und Internet zu Hause beträgt praktisch 100%.

In den Schulzimmern stehen den Lehrpersonen nebst ihrem Convertible, eine Feststation, ein Presenter und ein grosser Touchscreen zur Verfügung. Die Convertibles können via Miracast auf den Touchscreen geschaltet werden. WLAN-Abdeckung ist in praktisch allen Räumen der Schule vorhanden. Der technische ICT-Support ist gut ausgebaut und sorgt dafür, dass alles (fast) immer funktioniert.

Was wird von der vorhandenen Technik aus- und unausgesprochen erwartet.

  • Lehrpersonen und Lernende eignen sich entsprechende Kompetenzen an, um die (kostspieligen) Geräte einsetzen zu können.
  • Die technischen ICT-Mittel sind für gewisse Unterrichtssituationen (digitale Lehrmittel, vorgegebene Plattformen …) unentbehrlich und sollen im Unterricht eingesetzt werden.
  • Die Schülerinnen und Schüler sind für das eigene Convertible verantwortlich (Sorgfältiger Gebrauch, Ladestand, Aufbewahrung…) und dürfen dieses für die Schule auch privat nützen.
  • Es wird vorausgesetzt, dass die Schülerinnen und Schüler in der Schule und zu Hause (jederzeit) mit ihrem Convertible arbeiten können. Wo dies nicht möglich ist, wird eine Lösung gesucht.
  • Es ist möglich, dass Lehrpersonen mit ihren Klassen und die Lernenden – für die Schule – zusätzliche eigene Software installieren.

Im Unterricht eingesetzte Software und Plattformen

Wie das Lehrpersonenteam sind auch die Schüler in den Microsoft Sharepoint eingebunden und arbeiten mit den Office 365 Programmen.
Seitens einiger Lehrmittel sind die entsprechenden online-Angebote zugänglich und vorgesehen: Dis donc, connected, Prisma, Mathbuch…
Der Kanton gibt uns Lernpass plus vor resp. wir haben auf dieser Plattform die Verpflichtung und Möglichkeit Standortbestimmungen und Orientierungstests durchzuführen. Weiter stehen dort generierte, individualisierte Übungsaufgaben oder von den Lehrpersonen selbst erstellte Aufgaben zur Verfügung. Das Planungstool und das Lernjournal von Lernpass plus können zur individuellen Begleitung genutzt werden.
Daneben unterstützen wir den Einsatz von LearningView als weitere Möglichkeit. In MS Teams sind alle Klassen in Teams und die entsprechenden Fächer dieser Klassen in Kanälen vorgegeben. Für den Klassenchat und weitere elektronische Kommunikation ist ebenfalls Teams vorgesehen. Der Unterricht wird digital durch Dateiablagen in OneDrive oder Teams unterstützt. Ebenfalls können Unterrichtsthemen via Teamsaufgaben oder OneNote begleitet werden. Mathclips unterstützt die Schülerinnen in der Erarbeitung und Vertiefung von Mathematikinhalten. Einzelne Lehrpersonen setzen zusätzlich weitere Online-Angebote oder Software ein. In nicht wenigen Situationen werden auch die persönlichen Smartphones mit den entsprechenden Apps freiwillig im Unterricht eingesetzt und zu Hause genutzt. Die Installation von gewissen Apps empfehlen wir.

Welche Unterrichtsformen werden und sollen durch diese Möglichkeiten unterstützt werden.

  • Der klassische frontale Input-Unterricht ist weiterhin eine wichtige Unterrichtsform.
  • Daneben werden individualisierte und auch kollaborative Unterrichtsformen von der Elektronik unterstützt oder «verlangt».
  • So wird erwartet, dass alle Klassen die Onlineangebote der Lehrmittel nützen.
  • Elektronische dargebotenes Material, elektronisch unterstützte Aufträge, abgelegte Lösungen … unterstützen den individualisierten Unterricht.
  • Die meisten Unterrichtenden einer Klasse bilden auf MS Teams eine indirekte Gruppe, da sie das gemeinsame Klassenteam mit den entsprechenden Kanälen nützen.
  • Bei der Erarbeitung und Bearbeitung von Unterrichtsinhalten sollen die elektronischen Präsentationsmöglichkeiten genutzt werden (Touchscreen mit entsprechender Software, Presenter …).
  • Die Lernenden sollen einen Teil ihrer Arbeiten auch elektronisch erarbeiten. Sie sollen elektronisch kollaborativ arbeiten, Ergebnisse abspeichern, Dokumente abgeben und Ergebnisse präsentieren.
  • Das Convertible und die Onlinemöglichkeiten sollen vielfältig genutzt und als selbstverständliche Werkzeuge eingesetzt werden.

Um diese Ziele zu erreichen, sind entsprechende Prozesse von Lehrenden und Lernenden zu durchlaufen. Neue, sich ändernde Kompetenzen sind notwendig, zusätzliche Ablenkungsmöglichkeiten und Themen wie Datenschutz gilt es zu beachten. Ein guter technischer und pädagogischer ICT-Support ist auf diesem Weg sehr hilfreich.

Somit hat der digitale Raum als «vierter Pädagoge» vielfältige Implikationen auf die anderen «drei Pädagogen». Die Digitalisierung ermöglicht eine stärkere Flexibilität beim Lernen. Der Individualisierung kann besser Rechnung getragen werden. Räumlich nimmt die Flexibilität beim Lehren und Lernen zu.
Das Schulhaus, die Schulzimmer und der Schulraum werden flexibler genutzt. Das klassische Schulzimmer hat z.B. gerade für Inputsituationen immer noch eine grosse Bedeutung. In diesen Schulzimmern setzen wir aber sukzessive flexibleres Schulmobiliar ein, welches leicht umgestellt werden kann und so leichter erweiterte Unterrichtsformen zulässt.
Wir arbeiten auch auf neue flexiblere Schulräume wie Multifunktionszimmer, Gruppenräume und Lernnischen hin. Um diese Räume optimal nutzen zu können, braucht es die digitalen Möglichkeiten. Auch umgekehrt wäre es wenig sinnvoll die elektronischen Geräte nur in den klassischen, schweren, unflexiblen Pultreihen zu nutzen.

Zusammenfassung
Unser digitaler Raum wirkt durchaus als vierter Pädagoge.
Die digitalen Möglichkeiten werden für die Kommunikation und Kollaboration genutzt. Die gekauften Geräte und die nicht billige Infrastruktur verlangen eingesetzt zu werden. Dies führt zwangsläufig zu einem elektronisch unterstützten Unterricht. Vorgegebene Beurteilungsprogramme und Plattformen sowie Online-Angebote der Lehrmittel können dank der guten Infrastruktur gut genutzt werden. Der vielzitierten Individualisierung kann und muss durch diese digitalen Möglichkeiten zu einem gewissen Grad besser Rechnung getragen werden.
Das Zusammenspiel von Schulraum und digitalem Raum ermöglicht und verlangt auch erweiterte Lernformen. Da wir den Vorteil eines gut ausgebauten digitalen Raumes haben, ermöglicht dies uns vielfältige Lernformen. Umgekehrt wäre z. B. ohne eine 1:1 Ausstattung vieles noch nicht möglich.
Unser digitaler Raum gibt uns direkt und indirekt einiges an Unterrichtsformen vor. Trotzdem findet sich innerhalb und ausserhalb dieses Raums noch sehr viel Spielraum für die persönlichen Unterrichtsform-Schwerpunkte der einzelnen Lehrpersonen. Fragestellungen zum Datenschutz und zunehmend auch zu Big Data müssen zunehmend beachtet werden.
Bei der Anschaffung von digitaler Infrastruktur ist es notwendig und lohnend sich Gedanken zum so geschaffenen Raum zu machen und so zu wissen, was der vierte Pädagoge vorhat.

Bild mittels midjourney: Schülerin im Digitalen Raum

Digitale Kompetenz: Entdeckendes Lernen vs. Schritt-für-Schritt-Anleitungen

Wahrscheinlich hat jede Lehrperson schon einmal diese Erfahrung gemacht: Wir zeigen den Lernenden einen einfachen Bedienungschritt z.B. wie sie ihre Bewerbungsunterlagen in einen ZIP-Ordner verwandeln. können und glauben das sei dann innerhalb kürzester Zeit erledigt. Ein-, zwei mal Ziehen mit der Maus, ein Klick hier, ein Klick da, rechte Maustaste und dann noch benennen und Voilà nach einer Minute wir haben es das erste Mal erklärt. Wir schauen in die Klasse und was sehen wir? Leere Blicke, ratlose Stille, die plötzlich von einem „SIEEEE chönd sie das numal zeige?“ unterbrochen wird. Natürlich können wir das nochmals zeigen! Was wären wir denn für Lehrer, wenn wir es nicht tun würden. Also nochmals ein-, zwei Mal Ziehen mit der Maus, ein Klick hier, ein Klick da, rechte Maustaste und dann noch benennen. So, das muss nun aber wirklich reichen. Und tatsächlich, die ratlosen Blicke sind verschwunden, alle sind nun fleissig am Klicken. Doch dann schiessen die ersten Hände Richtung Decke. „SIEEEE chönd sie mal cho ga luege?“ Natürlich komme ich, was wäre ich für ein Lehrer, wenn ich das nicht tun würde? Wir gehen also zum ersten Lernenden, der mit dem Finger auf den Bildschirm zeigt „Was muss ich jetzt mache?“. In aller Ruhe erkläre ich es einigen Schülern ein drittes Mal persönlich. Aus den geplanten 5 Minuten ist mittlerweile eine viertel Stunde geworden, nach der die Mehrheit es mittlerweile zwar geschafft hat, aber einige Lernende immer noch mit ratlosem Blick auf ihren Mauszeiger starren.

Abenteuerlich: Wie sich eine künstliche Intelligenz „Schüler eignen sich digitale Kompetenz selbstentdeckend an.“ vorstellt. #Midjourney

Es sind Momente wie diese, welche einen überzeugten digitalen Autodidakten und Selbstentdecker wieder zu einem Freund von Anleitungen gemacht hat. Es ist eben oft nicht nur einfach schnell schnell etwas zeigen, und selbst herausfinden lassen wie sie etwas das erste Mal tun sollen, ist zu zeitintensiv und mühsam. Konsequenterweise müsste ich dann auch die individuelle Anleitung auf Nachfrage verweigern, um den autodidaktischen Prozess nicht zu sabotieren. Die Problematik beim „Selbstentdecken“ besteht auch schlicht und ergreifend darin, dass sie nur insofern „selber entdecken“, als dass sie selber nach einer Anleitung suchen, statt dass die Lehrperson ihnen diese zur Verfügung stellt. Das ist eine gute Übung, aber oft nicht praktikabel und sinnvoll. Ich persönlich bin deshalb von meiner früheren Begeisterung für das „Selberentdecken“ wieder etwas weggekommen, hin zu visualisierten Anleitungen, welche sich auch viel besser und effizienter in selbstorgansierte Lernformen einbinden lassen. Ich nutze dazu eine App namens „Scribe“. Eine für den Browser kostenlose – für den Desktop kostenpflichtige App, welche für ausgeführte Schritte automatisch Anleitungen mit Text und Bild generiert. Im Prinzip muss ich die Schritte, die ich den Lernenden zeigen möchte, nur einmal selbst ausführen und erhalte dann Bild- und Texterklärungen von dem, was ich getan habe. Diese muss ich dann nur noch ein wenig ergänzen, oder sensible Daten auf den Screenshots zensieren. Die Anleitung kann ich dann als PDF exportieren, oder als Weblink den Lernenden oder auch anderen Lehrpersonen zur Verfügung stellen.

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Beispiel eines mit Scribe erstellten Anwendungsschrittes

Vielleicht habe ich Anleitungen auch deshalb wieder liebgewonnen, weil ich nicht mehr Klassenlehrer bin und mir als Fachlehrer mit vielen verschiedenen Klassen und noch weniger Lektionen einfach zu wenig Zeit zur Verfügung steht, um Lernende jede Anwendung selber entdecken zu lassen. Nach regelmässigem Einholen von Feedback kann ich auch ohne schlechtes Gewissen behaupten, dass die Lernenden die Anleitungen schätzen und mündlichen „Schaut alle mal nach vorne“-Erklärungen vorziehen. Mein Unterricht hat dadurch wieder an Struktur und effektiver Lernzeit gewonnen, da Lernende in ihrem eigenen Wissenstand und Tempo die Anleitungen nachvollziehen können. Wie immer im Dasein einer Lehrperson gibt es keine „One size fits all“-Lösung – sondern nur eine möglichst gute Lösung für eine ganz bestimmte Situation.

Beispiele von mit Scribe erstellten Anleitungen.

sekeinshöfe – Anleitungen | Scribe (scribehow.com)

Turtle Stitch

An den Thementagen an der Schule Leutschen bekam die zweite Sekundarklasse in Zusammenarbeit mit der Pädagogischen Hochschule Schwyz einen Workshop zum Thema Turtle Stitch. In Halbklassen wurde je ein Tag das Projekt durchgeführt. Bei Turtle Stitch handelt es sich um eine Internetseite, auf der blockbasiert programmiert werden kann. Die Jugendlichen mussten sich also nicht mit komplizierten Codes herumgeschlagen, sondern konnten direkt zum spassigen Teil des Programmierens übergehen.

Mit Turtle Stitch können allerlei Formen und Figuren auf dem Bildschirm entworfen werden. Mit einer Stickmaschine kann dieses Muster dann physisch auf Stoff genäht werden. Und genau das ist der interessante Punkt.

Am Vormittag gab es eine angeleitete Einführung ins Programm und es wurden zusammen mit den Jugendlichen verschiedene Beispiele ausprobiert. Da die Schülerinnen und Schüler im Regelunterricht schon mal mit Scratch zu tun hatten, kamen ihnen (oder jedenfalls einigen von ihnen) die Befehle bekannt vor. Nachdem jede Person einen Account erstellt hatte (um die Projekte zu speichern) und die Programmierblöcke kurz vorgestellt wurden, ging es direkt an das Programmieren.

Es wurden zuerst einfache Programme erstellt (geradeaus bewegen), wobei der Schwierigkeitsgrad dann aber stetig zunahm. Schnell wurden auch schon Quadrate, Kreise, mehrere Kreise in sich verschoben (was dann wie eine Blüte aussah), Windräder und Spiralen programmiert. Verschiedeneste Beispiele wurden dann schon mal mit der Stickmaschine auf die vorbereiteten Stoffe gestickt, was bei den Schülerinnen und Schülern ein grossses Staunen auslöste. Die Faszination für die Stickmaschinen war gross.

Am Nachmittag durften die Jugendlichen dann ins freie Arbeiten übergehen und selbst eine Figur programmieren. Ganz vertieft in die Bildschirme wurde wild drauflos programmiert. Die Programme wurden immer wieder, inspiriert von Mitschülerinnen und Mitschülern, verbessert und optimiert.

Das fertiggestellte Projekt mussten die Schülerinnen und Schüler dann auf einer Lernkarte festhalten: Titel setzen, Screenshot des Musters erstellen, was ist besonders am Projekt, Screenshot vom programmierten Code erstellen und beschreiben, wie man vorgegangen ist.

Da das Thema der Thementage „Spuren hinterlassen“ lautete, wurden die einzelnen auf Stoff gestickten Projekte am Schluss zu einem „Wandteppich“ zusammengenäht. Dieser hängt noch heute als „Spur“ im Schulhaus und kann von den neuen Klassen bewundert werden.

Das Projekt ist bei den meisten der Klasse gut angekommen und hat Spass gemacht. Es brauchte viel Konzentration,  Durchhaltevermögen und fürs eigene Projekt Kreativität. Der physische Aspekt, beim Programmieren dann auch noch etwas in den Händen zu halten, war für viele sehr positiv und eindrücklich.

 

Rückblick Physical Computing: Wir bauen uns ein CO2-Messgerät

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In den vergangenen Wochen haben wir uns im Fach Medien und Informatik intensiv mit Physical Computing beschäftigt und zum Ende der Unterrichtsreihe ein eigenes Projekt zum Bau eines CO2-Messgerätes durchgeführt. Den Unterricht haben wir grösstenteils in Doppellektionen gehalten, da so … Continue reading

2. Lektion Physical Computing: Postenarbeit

Die zweite Unterrichtseinheit zum Thema Physical Computing wurde als Doppellektion durchgeführt. Dadurch konnte die Unterrichtszeit deutlich effizienter genutzt werden und die Schülerinnen und Schüler setzten sich intensiv mit den einzelnen Arbeitsstationen zum Kennenlernen der verschiedenen Sensoren und Aktoren auseinander. Sie lernten unter anderem, wie mit der Programmierumgebung Snap4Arduino über Arduino-Mikrocontroller LEDs angesteuert werden und entwarfen gleich erste Ideen für Weihnachtsdekoration, verwendeten Displays und Servomotoren und nutzten unter anderem Schieberegler, Helligkeitssensoren und Kippschalter als alternative Eingaben zu Tastatur und Maus. Damit kamen sie mit vielen Konzepten der Informatik in Berührung:

  • Sie unterschieden zwischen analogen und digitalen Ein- und Ausgaben
  • Sie nutzten grundlegende Programmierkonzepte wie Iteration, Schleifen, Alternativen
  • Sie verwendeten Verlgeichsoperatoren
  • Sie verknüpften einzelne Programmteile um sensorgesteuerte Aktionen auszulösen

Rückblickend verlief der Unterricht gut und zielführend, es fehlte jedoch aufgrund der Vielzahl an Bauteilen die Zeit, alles auszuprobieren. Somit wurden nicht von allen Schülerinnen und Schülern auch alle Posten durchlaufen. Eine Überlegung für die Zukunft wäre, die Anzahl der Teile zu begrenzen und so sicherzustellen, dass im gegebenen Zeitrahmen jeder einmal mit jeder Art Sensor bzw. Aktor in Berührung kommt, anstatt beispielsweise fünf verschiedene analoge Sensoren ausgiebig zu testen – gleichzeitig wurde bei den Schülerinnen und Schülern aber auf die Weise das Interesse und die Motivation hochgehalten. Sie wirkten insgesamt sehr lernbegierig erfreuten sich an ihren Erfolgen.

Es fiel auf, dass die Wenigsten sich an die Anleitungen hielten. Viele wählten ein eher experimentelles Vorgehen und neigten dazu, bei auftretenden Problemen sofort die Lehrperson nach Hilfe zu fragen. Dies legt nahe, dass es für die Zielgruppe angemessener wäre, die textlastigen Anleitungen zu straffen und vielleicht stark ikonisiert bereitzustellen oder aber in Form von Challenge Cards aufzubereiten, die sich in anderen Kontexten bereits als sehr hilfreich erwiesen haben.

In der Nachbesprechung der Unterrichtseinheit ist das Thema fächerübergreifender Unterricht immer wieder ein Thema. Wir sind der Meinung, dass sich insbesondere das Thema Physical Computing sehr gut für einen fächerübergreifenden Unterricht nutzen liesse. Dies insbesondere auch hinsichtlich des grossen Zeitaufwandes, welcher in der regulären Einzellektion zwar bewältigbar ist, aber doch extrem knapp bemessen werden muss. Wenn die Lehrperson, welche das Fach Medien & Informatik unterrichtet, auch ein anderes Fach wie Natur & Technik, oder Technisches Gestaltet erteilt, so lässt sich dies auch ohne grossen, zusätzlichen Koordinationsaufwand organisieren.

So könnte man im Fach Natur & Technik beispielsweise die Informationsübertragung und Verarbeitung beim Thema Elektrizität genauer beleuchten. z.B. Wie messen analoge Sensoren ihre Position? Wie werden die Eingabeinformationen des Sensor zum Prozessor und vom Prozessort zur Ausgabe übertragen? Welche Rolle spielen die Spannung und die Stromstärke bei der Informationsübertragung?
Im Fach Technisches Gestalten könnte man sich wiederum mit der physischen Gestaltung des Gehäuses beschäftigen. Dies je nach Niveau der Klasse auch an tiefergehenden Fragen aufziehen: Was wäre die ideale Position für den Sensor im Gehäuse? Spielt dies eine Rolle? Was wäre das ideale Material für das Gehäuse? Eignen sich alle Materialien gleichermassen? usw.

Damit die Lernenden eine Station als Hausaufgabe erarbeiten konnten, durften sie das Material mit nach Hause nehmen. Aus Erfahrungswerten und „Sicherheitsgründen“ haben wir die Boxen mit dem Material, welches nach Hause genommen wird fotografiert. Das Bewusstsein der Lernenden, dass die Lehrperson weiss, welche Teile sie mit nach Hause genommen haben, fördert erfahrungsgemäss ihre Sorgfalt im Umgang mit den Teilen, welche schnell einmal verloren oder vergessen werden können.

In der kommenden Lektion werden wir uns intensiv mit dem Luftgütesensor MQ135 auseinandersetzen, um uns dann im Anschluss an das Projekt zur CO2-Messung im Klassenzimmer zu machen.

«Minelearning» unter den zehn Gewinnern von educreators.ch

Stefan Huber, gewinnt mit seinem Projekt «Minelearning» einen der begehrten zehn Förderpreise der Stiftung Educreators. Die Stiftung fördert innovative Schulprojekte in der Schweiz, welche in den Bereichen kritisches Denken, Kreativität und Digitalisierung wegweisend sind. Die diesjährigen zehn Gewinnerprojekte wollen alle an der Schule beteiligten Personen inspirieren und aufzeigen, wie viel Spannendes und Zukunfträchtiges an den Schweizer Schulen bereits schon heute vorhanden ist.

Stefan Huber, Klassenlehrer einer 3. Realklasse an der Schule Weid Sek eins Höfe und Lehrer der Projektschule Sek eins Höfe verbindet in seinem Projekt Elemente der Spielwelt Minecraft in der MinecraftEducation Version mit Elementen aus den Fächern Natur und Technik und Informatik.

Die Schülerinnen und Schüler tauchen in der Ich-Perspektive in die Lernwelt ein. Auf eine entdeckende, kreative Weise können sie das Thema «Biodiversität» erleben. Sie erforschen, welche programmierten Lebewesen sich im virtuellen Lebensraum befinden. Gemeinsam entwickeln sie Strategien, wie sie die verschiedenen Tiere zählen können. Nachdem sie sich mit dem Lebensraum vertraut gemacht haben, beginnen sie Veränderungen vorzunehmen. Indem sie z. B. den Bestand von gewissen Lebewesen verringern, können sie die Auswirkungen und gegenseitigen Rückkopplungsmechanismen der programmierten Umwelt beobachten. Das Thema lässt es auf der Metaebene zu, sich spielerisch mit den Unterschieden und Gemeinsamkeiten von virtuellen und natürlichen Realtitäten auseinanderzusetzen und gleichzeitig den Umgang mit den Techniken und Instrumenten der Programmierung zu erlernen.

Kollaboration und Kreativität sind dabei wichtige Aspekte des Projekts. Stefan Huber betont, dass gerade kreative Games wie Minecraft (Education) einen pädagogischen Mehrwert haben und den Kindern die Möglichkeiten geben, auf eine Weise in den Lernstoff einzutauchen, wie es bei der Bearbeitung eines Arbeitsblattes kaum möglich wäre. Die Schülerinnen und Schüler haben begeistert am Projekt mitgearbeitet und auf ganz vielen Ebenen einiges dazugelernt.

Minelearning – Stefan Huber, Sek eins Höfe, Projektschule
Gamen statt Lernen? Der Traum jedes Schülers. Verbindet man Gamen clever mit Lernen, macht man sich die intrinsische Motivation, die stark von Games ausgeht, zu Nutzen. Insbesondere für die Vermittlung komplexer, interaktiver System wie etwa Ökokreisläufe bieten sich Computergames wie «Minecraft» an.

Educreators | Zukunft gestalten
Die Initiative richtet sich an Lehrpersonen und Schulleitungen, welche die digitale Transformation als Chance nutzen, um inspirierende Lernumgebungen zu entwicklen. Auf der Seite finden sich Videos aller zehn Gewinnerprojekte.
Educreators.ch – Shapers of the Future | Shapers of the Future

Mehr zum Projekt und zu Minelearning von Stefan Huber (Seite noch im Aufbau)
www.minelearning.ch

 

P. S. Die Tageszeitung Blick stellt in einer kleinen Serie alle 10 Gewinnerprojekte vor.

Physical Computing: Wir bauen uns ein CO2-Messgerät

Der digitale Wandel schafft nicht nur bei Software, sondern auch bei der Hardware ganz neue Möglichkeiten. Elektronische Sensoren und Teile, die früher für Private unerschwinglich waren, können heute von Schulen für wenig Geld gemietet, oder gar gekauft werden. Während es vor 10 Jahren kaum vorstellbar gewesen ist, Schüler*innen im Schulzimmer ihre eigenen CO2-Messgeräte bauen und programmieren zu lassen, möchten wir zeigen, dass dies bereits heute keine grosse Herausforderung mehr sein muss.

Gut belüftete Innenräume sind wichtig für das Wohlbefinden und die Gesundheit. Dies ist keine neue Erkenntnis, der Einfluss der Raumluft auf die Übertragung von Krankheiten rückt jedoch derzeit in Zusammenhang mit der SARS-CoV-2-Epidemie verstärkt in den Fokus. Daher wollen wir in den kommenden Wochen darauf hinarbeiten, die Schüler*innen eigene CO2-Messgeräte entwickeln zu lassen, die dann im Unterricht rechtzeitig daran erinnern, die Klassenzimmer ausreichend zu belüften.

Auf dem Weg zu gesünderer Luft im Klassenzimmer haben sich Schüler*innen der ersten Oberstufe an der Projektschule Sek Eins Höfe zum Projektauftakt mit einem Baukasten und einer Programmierumgebung für Physical Computing vertraut gemacht. Beim Physical Computing geht es darum, auf kreative Weise interaktive, physische Objekte zu gestalten und entwickeln, die über Sensoren und Aktoren mit ihrer Umwelt interagieren. In den kommenden Wochen werden die Schüler*innen lernen, wie man mit Sensorik Umweltdaten erfassen und auf einem Mikrocontroller verarbeiten kann, um mithilfe von Aktoren verschiedene Ausgabemöglichkeiten zu nutzen. Dabei werden sie in die Rollen von  Erfindern und Entwicklern schlüpfen, Rechercheaufgaben und Untersuchungen im Schulhaus durchführen und natürlich ihre Geräte bauen, programmieren und gestalten.

Am vergangenen Donnerstag 12.11.2020 haben wir mit der ersten Lektion gestartet. Wie immer im Fach Medien & Informatik verging die Zeit wie im Fluge. Die Ziele dieser ersten Lektion bestanden darin, den Lernenden einen Einblick in das Themenfeld Physical Computing zu geben und sie die nötigen technischen Vorbereitungen für das Stationenlernen und die anschliessende Projektarbeit treffen zu lassen. Dies gelang uns auch. Die Lernenden waren sofort sehr interessiert für das Thema und fanden den Gedanken, selber ein CO2 Messgerät programmieren zu können, faszinierend. Sie waren die ganze Lektion über motiviert und voller Tatendrang.

In Zukunft würde es sich jedoch empfehlen, die Lernenden im Vorhinein die Software zu Hause herunterladen zu lassen und sie mittels einer kurzen Videoanleitung anzuleiten. Bei einem Download während der Unterrichtszeit ist das WLAN der Schule aufgrund der grossen Datenmenge des Installationspakets schnell überlastet. Eigentlich wurde der Download und die Installation als Hausaufgabe auf die Lektion erteilt, einige Lernenden waren mit diesem Auftrag jedoch überfordert. Sie haben entweder eine falsche Version des Intsallationsclients (z. B. für ein falsches Betriebssystem) heruntergeladen, oder konnten den Client nicht richtig installieren (Admin-Warnung). Diese Zeit liesse sich im Unterricht effizienter nutzen. Ein weiteres Thema ist das Material-Management: Aufgrund der beschränkten Zeit für das Fach (Einzellektion à 45min) mussten die Lernenden mitten im Bau / den Vorbereitungen für eine Aufgabe aufhören. Um nicht zusätzliche Zeit mit dem Sortieren / Zurückräumen des Materials zu verlieren, haben wir den Lernenden kleine Kartonboxen zur Verfügung gestellt, in welche sie ihr aktuelles Material verräumen und dann in der nächsten Lektion direkt wieder starten zu können.

Diese 1. Lektion haben wir als einen für die Lernenden sehr motivierenden Einstieg in das Thema erlebt, obwohl die Inhalte für die Altersgruppe (7. Klasse) eher anspruchsvoll sind. Die Herausforderungen dieser ersten Lektion gab es primär im Bereich des Zeit- und Materialmanagements. Da die nächste Lektion aufgrund einer Projektwoche ausfällt, werden wir am Donnerstag, d. 19.11. eine Doppellektion Medien & Informatik unterrichten. Wir vermuten, dass dies insbesondere beim Thema Physical Computing den Lernenden einen besseren Flow und Fokus ermöglicht, als dies bei den knappen Einzellektionen der Fall ist.

Stefan Huber & Mareen Przybylla

Rückblick Bewerbungshomepage

Der Beginn des Fernunterrichts war gleichzeitig eine gute Überprüfungsmöglichkeit für die Qualität der konzipierten Materialien zum selbstständigen Erstellen und Designen der Bewerbungshomepage. Folgend werden zentrale Erkenntnisse aus der Arbeit zusammengefasst, wobei ich auch die Lernenden selbst zu Wort kommen lassen möchte.

  • Stichwort: Selbstständiges Arbeiten & Einsatz des Dossiers

Im Grossen und Ganzen gelang es meinen Schülerinnen und Schülern gut, die Aufträge in Eigenregie zu erledigen. Hervorheben möchte ich jedoch, dass es sich hierbei um eine eher leistungsstarke Sekundarklasse Niveau A handelt, die bereits viel Vorwissen im Bereich des selbstständigen Arbeitens mitbringt. Mit anderen Klassen aus tieferen Niveaus hätte ich wohl gewisse Sequenzen geführter gemacht und deutlich weniger Text-Input bei den Aufgaben gegeben.
Die Lernenden orientierten sich am ausgehändigten Dossier und erforschten die Möglichkeiten meist intuitiv. Hie und da wurden Erklärvideos auf YouTube oder die Support-Seite des Webseiten-Anbieters konsultiert.

Die individuellen und anonymisierten Antworten auf die Frage «Wie erging es dir bei der selbstständigen Arbeit mit dem Dossier?» finden Sie hier.

  • Zeitlicher Aufwand

Während des Unterrichts investierten wir zwischen 12-14 Lektionen für das Erstellen der Bewerbungshomepage. Je nach Lern- und Arbeitstempo investierten die Schülerinnen und Schüler zusätzlich Zeit, um die Homepage sprachlich oder gestalterisch zu optimieren. Ungefähr die Hälfte der Klasse wurde während den 12-14 Unterrichtslektionen fertig, ohne zusätzlichen Aufwand (Stichwort: Selbstständige Hausaufgaben gemäss Arbeitsplan).

  • Kompetenzerwerb

Der verantwortungsbewusste und sensible Umgang mit eigenen Informationen im Internet wurde durch das Erstellen der Homepage gefördert. Die Schüler/innen lernten exemplarisch, wie sie sich digital professionell und adressatenorientiert präsentieren können. Die Lernenden konnten dadurch die vorherrschende Medienlandschaft besser verstehen, sie nutzten digitale Werkzeuge eigenständig und kritisch und hinterfragten dabei die sich bietenden Chancen und Risiken.

Zu erwähnen ist hier sicherlich auch, dass die Bandbreite bezüglich der Qualität der eingereichten Arbeiten im Rahmen des Üblichen war. Es zeigte sich schliesslich, wer lediglich das geforderte Minimum investierte und wer sich äusserst motiviert und intensiv engagiert hat. Es gab sowohl qualitativ ungenügende Arbeiten, die man auf diese Weise nicht gewinnbringend für den Bewerbungsprozess nutzen kann, als auch beeindruckende und äusserst professionelle Arbeiten.

Bei der Selbstreflexion zum eigenen Kompetenzerwerb zeigte sich bei vielen Lernenden, dass sie sowohl Kernkompetenzen aus dem Fach Deutsch wie auch aus dem Bereich «Medien und Informatik» erwerben und vertiefen konnten.

Die individuellen und anonymisierten Antworten auf die Frage «Was hast du konkret durch die eigene Arbeit an der Homepage gelernt?» finden Sie hier.

  • Mögliche Stolpersteine und Optimierungsmöglichkeiten

Zu Überprüfen bleibt beim Einsatz des Dossiers die Aktualität der Angaben, da sich die Webseiten-Anbieter ständig weiterentwickeln und die Websites mit neuen Features ergänzen. Das eigentliche Konzept bleibt meist mehrheitlich bestehen.

Unterschiede zeigten sich auch bei der Hardware der Lernenden. Wer an einem eigenen Computer mit grossem Bildschirm arbeiten konnte, hatte es leichter, als die Schüler/innen, die lediglich ihr Tablet zur Verfügung hatten.

Des Weiteren ist das Dossier sehr textlastig und bedingt genaues Lesen und strukturiertes Vorgehen. Gewisse Schüler/innen waren hier bezüglich Lesekompetenz und Selbstständigkeit teilweise überfordert.

Die individuellen und anonymisierten Antworten auf die Frage «Was würdest du optimieren/ändern?» finden Sie hier.

  • Und nun….Wie weiter?

Ob die Homepage und die eigene Visitenkarte schliesslich im Ernstfall eingesetzt werden, wird sich erst noch zeigen. Mehr als die Hälfte der Lernenden wird die Homepage definitiv oder eventuell für den Bewerbungsprozess nutzen. Hier wird sich auch zeigen, ob die Schülerinnen und Schüler die Tipps aus dem kriterienorientierten Schüler- und Lehrpersonenfeedback aufgreifen und umsetzen werden.