Chemie

Das Thema Digitalisierung gewinnt in unserem Alltag, sowie im politischen, wirtschaftlichen und vor allem im schulischen Kontext stetig an Bedeutung. Whiteboards, Tablets, Smartphones und weitere digitale Medien sind Kennzeichen der fortschreitenden technischen Innovationen in unseren Schulen. Daher entwickelten sowohl die KMK (2016) als auch das Landesmedienzentrum Bayerns (MEBIS; s. ISB, 2017) unterschiedliche Kompetenzbereiche zum Umgang mit digitalen Medien, die Schüler*innen neben fachspezifischen Fähigkeiten und Fertigkeiten erwerben sollen. Demzufolge ist die gesamte Schulgemeinschaft inklusive Bildungsadministration von Bedeutung, um die Lernenden bei der Entfaltung ihrer digitalen Fähigkeiten und Fertigkeiten zu unterstützen (Forschungsgruppe Lehrerbildung Digitaler Campus Bayern, 2017) und eine Implementierung von Medienkonzepten zu ermöglichen (KMK, 2017). Hierbei wird der Lehrkraft eine wichtige Funktion zugeschrieben. Neben dem Professionswissen aus fachwissenschaftlichem, pädagogisch-psychologischem und fachdidaktischem Wissen, werden die Kompetenzerwartungen um technisches Wissen erweitert (Borowski et al., 2010; Valtonen et al., 2015). Die von den Lehrkräften geforderten Fähigkeiten und Fertigkeiten können durch das TPACK-Modell beschrieben werden (Koehler & Mishra, 2009). Digitale Medien können bei gezielter Verwendung durch selbstgesteuerte, kooperative Lernumgebungen lernwirksam sein (Hense, Mandl und Gräsel, 2001). Dies hat zur Folge, dass (angehende) Lehrkräfte an der Schnittstelle von fachdidaktischem und technologischen Wissen mediendidaktische Lehrkompetenzen erwerben sollten, die dem lernwirksamen Einsatz von digitalen Medien im Fachunterricht zugrunde liegen (Forschungsgruppe Lehrerbildung Digitaler Campus Bayern, 2017).

Angesichts dessen beforscht die Professur für Fachdidaktik Life Sciences der Technischen Universität München das Lehren und Lernen mit digitalen Medien im naturwissenschaftlichen Unterricht. Dabei wird untersucht, wie digitale Medien kompetenzfördernd im Biologie- und Chemieunterricht eingesetzt werden können. Auch werden die professionellen Kompetenzen von (angehenden) Lehrkräften zum Umgang mit Fachsprache und Repräsentationen unter Berücksichtigung der Digitalisierung näher betrachtet. Um die Umsetzung digitaler Innovationen im Unterricht zu fördern, bietet die TUM School of Social Sciences and Technology Fortbildungsreihen für Lehrkräfte zum Thema „Digitale Medien im MINT-Unterricht“ an (vgl. Forschungsgruppe Lehrerbildung Digitaler Campus Bayern, 2017; KMK, 2012) und ist Kooperationspartner des BMBF finanzierten Verbundprojekts DigitUS.

Mithilfe schulübergreifender Lerngemeinschaften möchte DigitUS Schulen unterstützen und dabei die Gelingensbedingungen zur Implementierung digitaler Medien im MINT-Unterricht mit Schwerpunkt Chemie untersuchen. Diese Lerngemeinschaften arbeiten mit ihren verschiedenen Expertisen an Medienkonzepten, die auf die medialen Voraussetzungen der Schulen zugeschnitten sind und exemplarisch den Chemieunterricht in den Fokus nehmen. Eine derartige schulübergreifende, arbeitsteilige Kooperationsstruktur kann sich positiv auf die Zusammenarbeit der Fachlehrkräfte an der Schule auswirken (Gräsel et al., 2006). Gemeinsam entwerfen die multiprofessionellen Teams realistische Lösungen, um den Chemieunterricht in den beteiligten Schulen hinsichtlich der Digitalisierung weiterzuentwickeln. Dabei zielt das Projekt auf eine Verknüpfung bereits bestehender Strukturen zu einer nachhaltigen professionellen Unterstützung bei der Reflexion und Überarbeitung der schuleigenen Unterrichtskonzepte für das Lernen mit digitalen Medien ab. Teilnehmende Schulen erhalten Zugriff auf bestehende hochwertige Unterrichtskonzepte und -materialien, die in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern entwickelt und evaluiert wurden. Es schließen sich Vergleiche zwischen analogen und digitalen Medien als Kennzeichen der kritischen Auseinandersetzung mit dem Thema Digitalisierung im Chemieunterricht an. Durch Erproben unterschiedlicher digitaler Lernzugänge wird der Nutzen diverser digitalen Werkzeuge hinterfragt und fachdidaktisch herausgearbeitet. Überdies werden digitale Aufgaben unter Berücksichtigung von Gestaltungskriterien erstellt. Fachliche und mediendidaktische Inputs von kompetenten Wissenschaftler*innen zum digital gestützten Chemieunterricht kennzeichnen die Zusammenarbeit. Auf Lehrer- und Schülerebene werden Anregungen zur tieferen Verankerung des digitalen Lehrens und Lernens gegeben mit dem Ziel der Konzipierung eines Medienkonzepts und dessen Implementierung im Schulalltag.

Literatur

• Borowski, A., Neuhaus, B.J., Tepner, O., Wirth, J., Fischer, H.E., Leutner, D., Sand-mann, A., Sumfleth, E. (2010). Professionswissen von Lehrkräften in den Naturwis-senschaften (Pro-wiN) – Kurzdarstellung des BMMF-Projekts. In. Zeitschrift für Di-daktik der Naturwissenschaften. Jg. 16., 341-349.
• Gräsel, C.; Fussangel, K.; Parchmann, I. (2006). Lerngemeinschaften in der Lehrerfortbildung. Kooperationserfahrungen und -überzeugungen von Lehrkräften. Zeitschrift für Erziehungswissenschaft, 9. Jahrg., Heft 4/2006, S. 545-561.
• Hillmayr, D., Reinhold, F., Ziernwald, L., & Reiss, K. (2017). Digitale Medien im ma-thematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufe: Einsatzmöglich-keiten, Umsetzung und Wirksamkeit. Münster, New York: Waxmann. Retrieved from https://content-select.com/de/portal/media/view/5aa25a06-c3bc-4392-9caa-27cab0dd2d03
• Kultusministerkonferenz. (2005). Bildungsstandards im Fach Chemie für den Mittle-ren Schulabschluss. Verfügbar unter: http://www.kmk.org/fileadmin/Dateien/veroeffentlichungen_beschluesse/2004/2004_12_16-Bildungsstandards-Chemie.pdf.
• Kultusministerkonferenz. (2012). Medienbildung in der Schule: Beschluss der Kul-tusministerkonferenz vom 8. März 2012.
• Kultusministerkonferenz. (2016). Bildung in der digitalen Welt - Strategie der Kul-tusministerkonferenz. Verfügbar unter: https://www.kmk.org/fileadmin/Dateien/pdf/PresseUndAktuelles/2016/Bildung_digitale_Welt_Webversion.pdf.
• Koehler, M.J. & Mishra, P. (2009). What Is Technological Pedagogical Content Knowledge? Contemporary Issues in Technology and Teacher Education, 9(1), 60-70.
• Sailer, M.; Murböck, J.; Fischer, F. (2017). Digitale Bildung an bayerischen Schulen – Infrastruktur, Konzepte, Lehrerbildung und Unterricht. Studie. Hrsg.: vbw Vereini-gung der Bayerischen Wirtschaft e. V.
• Staatsinstitut für Schulqualität und Bildungsforschung (ISB). (2017). mebis macht Bildung digital. Hrsg. Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus. Ver-fügbar unter: https://www.mebis.bayern.de/impressum/ (02.10.2018).
• Staatsinstitut für Schulqualität und Bildungsforschung (ISB). (2017). Bayern macht große Schritte in der digitalen Bildung – Wissenschaftliche Studie.
• Verfügbar unter: https://www.km.bayern.de/eltern/meldung/5579/bayern-macht-grosse-schritte-in-der-digitalen-bildung.html (18.10.2019).
• Valtonen, T., Sointu, E., Mäkitalo-Siegl, K., Kukkonen, J. (2015). Developing a TPACK measurement instrument for 21st century pre-service teachers. In. Semi-nar.net - International journal of media, technology and lifelong learning. 11. 87-100.