Didaktisches Konzept

Smartphones und Tablets unterstützen unterschiedliche Schritte des Forschungsprozesses

In unserer heutigen Zeit sind digitale Geräte für wissenschaftliche Forschung in vielerlei Hinsicht unverzichtbar: beispielsweise für wissenschaftliche Messungen, die Datensammlung und Datenanalyse. Daher ist es erforderlich, dass Schülerinnen und Schüler auf die Anforderungen des digitalen Zeitalters vorbereitet werden und sowohl ihre Kompetenzen im Umgang mit digitalen Medien als auch die kritische Reflexion ihrer Nutzung geschult wird. Schüler/-innen mit den Möglichkeiten von digitalen Geräten und Anwendungen vertraut zu machen ist zudem höchst relevant für eine wissenschaftliche Arbeitsweise und letztlich auch für die berufliche Laufbahn.

Smartphones und Tablets können unterschiedliche Phasen des wissenschaftlichen Forschungsprozesses und der pädagogischen Ansätze des forschenden Lernens unterstützen wie die folgende Tabelle verdeutlicht:

 

Phase des wissenschaftlichen Arbeitens

Unterstützung durch Smartphones und Tablets

Informationsbeschaffung,

Literaturrecherche

Smartphones und Tablets bieten verschiedene Möglichkeiten zur Informationsbeschaffung. Sogar auf Exkursionen und in der Natur können Informationen über diverse Internetquellen, Geoportale und über auf dem Smartphone oder Tablet installierte Apps abgerufen werden. Die ‘Map of Life’-App beispielswiese kann Schülerinnen und Schülern helfen, Insekten-, Vogel- oder Pflanzenarten in der Natur zu identifizieren und zugleich nützliche Informationen über jede Art zu gewinnen.

Formulierung von Forschungsfragen und Hypothesen

Bei Ansätzen des Forschenden Lernens stellen die Schüler/-innen u.a. Forschungsfragen auf und formulieren Hypothesen. Digitale Apps wie die App ‘Socrative’ oder Social Media Plattformen können helfen, Fragen innerhalb einer Klasse zu sammeln und gemeinschaftlich die bedeutensten Forschungsfragen und Hypothesen auszuwählen, die die Schülerinnen und Schüler dann untersuchen können.

Durchführung von Experimenten

Smartphones und Tablets eignen sich gut als Hilfsmittel für praktische Experimente, insbesondere wenn sie außerhalb des Klassenraums durchgeführt werden.

Ergebnisse können in unterschiedlichen digitalen Formaten gespeichert werden.

Außerdem ermöglichen spezielle Senoren an Smartphones und Tablets die Aufzeichnung verschiedener physikalischer und chemische Parameter (z.B. mit der ’Sensor Kinetic’- App). Es ist möglich, die Messdaten von sensorgestützten Messungen verschiedenster Art über Datenaustausch-Apps, wie Vernier Graphical Analysis zu erfassen, graphisch darzustellen und zu analysieren. Im Physik- oder Chemieunterricht können Schüler/-innen die durchgeführten Experimente mit ihren Smartphones oder Tablets filmen und zu einem späteren Zeitpunkt erneut anschauen, um Details oder problematische Phasen des Experiments zu analysieren oder das Experiment zu überprüfen

Datenanalyse

Schlussfolgerungen ziehen

Für die Datenanalyse sind diverse Apps verfügbar um die Datenauswertung und –interpretation zu unterstützen (z.B. die App ‘Statistics and Sample Size’). Darüberhinaus kann im Internet recherchiert werden, um Referenzdaten für einen Vergleich der Ergebnisse zu gewinnen.

Präsentation

Über graphische Apps wie die ‘SlideShare’- App können Schüler/-innen ihre Forschungsergebnisse auf (Powerpoint) Folien darstellen und diese mit anderen Schülerinnen und Schülern über soziale Netzwerke teilen.

Social Media Formen wie Blogs oder Foren ermöglichen zusätzlich die Verbreitung und Diskussion von wissenschaftlichen Ergebnissen. Auf diese Weise können Schüler/-innen wissenschaftliche Beweisführung und Evidenz basierte Dokumentation in den sozialen Netzwerken üben. Außerdem ist die Möglichkeit gegeben, über mobile Geräte wissenschaftliche Experten zu kontaktieren um diese nach ihrer Meinung zu fragen, z.B. über Twitter.

Visualisierung/Digitale Modelle/ Simulationen

Die Visualisierung wissenschaftlicher Inhalte durch Animationen, Bilder oder digitale Modelle kann Schülern abstrakte Prozesse und Konzepte besser verständlich machen. Zudem können auch Phänomene anschaulich dargestellt werden, die in natura auf einer sehr kleinen (z.B. mikroskopischen) oder sehr großen (z.B. geologischen) Skala erfolgen. Ein gutes Beispiel ist die iCell-app.

 

Unterstützung durch Smartphones und Tablets 

Die Verwendung von Smartphones oder Tablets im naturwissenschaftlichen Unterricht wird aller Vorraussicht nach die Motivation der Schülerinnen und Schüler fördern. Digitale Geräte sind Teil ihres privaten Alltags und werden hier oft im Zusammenhang mit Hobbys und Freizeitinteressen verwendet.

Daher werden die Schüler/-innen sich wohl fühlen und möglicherweise besonders engagiert sein, die Smartphone- oder Tablet-bezogenen Aufgaben zu erfüllen. Schüler/-innen berichten, dass sie anfänglich zwar ein wenig überrascht waren, ihr Smartphone in der Klasse benutzen zu dürfen, dass dieser Umstand dann aber dazu geführt hätte, sich intensiver und engagierter mit der jeweiligen Aufgabenstellung auseinanderzusetzen. 

Kompetenzen

Die Integration von Smartphones und Tablets im Unterricht kann zu einem breiten Spektrum an Kompetenzen führen, wie:

  • Informationen beschaffen und selektieren
  • Förderung kommunikativer Fähigkeiten
  • Mehrdimensionales Lernen: Lernen in einem breiten Spektrum (Umfragen, Videos, Bilder, Audiodateien, GIS, GPS)
  • Situiertes und individuelles Lernen: zum Beispiel die Verwendung eines Smartphones im Wald, während etwas über den Wald gelernt wird
  • Visualisierung von Daten, Strukturen und Prozessen (Graphen, Diagramme)
  • Wissenschaftliche Datenanalyse und Datenauswertung mit Unterstützung spezieller EDV-Anwendungen