Kreative Wissensvermittlung mit digitalen Elementen

Mediale Lernanreize

MINT-Lehrer stellten Ende März auf dem 110. MNU-Bundeskongress
in Hannover ihre Erfahrungen mit dem digitalen Lernen vor. Zur Förderung
eines innovativen Unterrichts wurde zum bereits achten Mal der Preis
für die besten MINT-Unterrichtsideen verliehen

Zwei Kinder bauen und programmieren ein kleines Robo-Fahrzeug
Digital gestützter MINT-Unterricht muss Kreativität nicht ausschließen – im Gegenteil. Wird die Technik richtig eingesetzt, erzeugt sie zusätzliche Motivation. ©Monkey Business - stock.adobe.com

Wir müssen die Schüler in der digitalisierten Alltagswelt abholen, um sie nach draußen zu bringen.“ Das fordert Christian Dietz, einst Biologielehrer und heute als wissenschaftlicher Mitarbeiter an de Abteilung für Didaktik der Biowissenschaften der Uni Frankfurt/Main Ausbilder von angehenden Lehrkräften. Wie das gehen kann, stellte er am Beispiel der Otto-Hahn-Schule Hanau auf dem Bundeskongress des Vereins zur Förderung des mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterrichts (MNU) in Hannover vor.
 Mit der von einer Berliner Firma entwickelten App Actionbound können Schüler bei einer digitalen Schnitzeljagd Naturschätze rund um ihre Schule entdecken. Wie beim Geocaching bekommen sie Aufgaben, um die nähere Umgebung zu erforschen: Wie hoch ist der große Baum auf dem Schulhof? Um was für einen Baum handelt es sich? Wie sieht der Flechtenbewuchs aus? Für welche Vogelarten wurden Nistkästen angebracht? Welche Pflanzen und Lebewesen findet man in Mauerritzen des Schulgebäudes? „Mit dem Smartphone kann man über verschiedene Apps Bestimmungshilfen bekommen, Messungen durchführen und vieles mehr, um solche Aufgaben zu lösen“, sagt Dietz. „Mit Lehrerunterstützung können Schüler zudem selber Aufgaben für eine Rallye für andere Klassen gestalten und so ihre eigenen Interesse einbringen“, ergänzt Dietz‘ Kollege Sebastian Nolof. Dabei sollten Aufgaben so gestellt werden, dass sie zu verschiedenen Zeiten und wetterunabhängig gelöst werden können und weder Tiere noch Pflanzen dabei zu Schaden kommen. „Durch Biocaching, also die biologische Schatzsuche, wird die Motivation der Schüler erhöht und ihr Blick für die tägliche Umwelt geschärft“, ist Dietz überzeugt – ob sie im Vergleich mit dem herkömmlichen Unterricht zusätzliche Dinge lernen, hänge von der jeweiligen Aufgabe ab.

Lernszenarien im Escape-Room

Die Spielidee der Escape-Rooms zählt zu den sogenannten Adventure Games. Man kann sie im Grunde überall veranstalten, wo mindestens ein verschließbarer Raum vorhanden ist. Kommerzielle, mit allerlei Effekten ausgestattete, Escape-Rooms gibt es mittlerweile in jeder größeren Stadt.
Das Konzept: Für eine Gruppe geht es darum, sich innerhalb einer vorgegebenen Zeit aus einem verschlossenen Raum (oder einer Kette mehrerer Räume) zu befreien. Grundlage ist meist eine Geschichte, mal fiktiv, mal wahr. Sie enthält Rätsel, die das Team lösen muss, um aus dem Raum zu gelangen. Dort verstecken sich Hilfsmittel und Hinweise zur Lösung der Rätsel.
Escape-Rooms im schulischen Bereich (dort auch Breakouts genannt) sind natürlich nicht verschlossen; das Spielprinzip ist ansonsten sehr ähnlich. Es förder t das kollaborative Arbeiten und eine strategische Denkweise. Die Schüler arbeiten im Team an den gestellten Rätseln und haben dabei ein bestimmtes Zeitlimit.
Zu Beginn eines Breakouts ist es sinnvoll, ein thematisches Szenario für das jeweilige Spiel zu entwerfen, wie die Lebensgeschichte des Mathematikers Cantor (siehe Haupttext).
Dabei lassen sich auch digitale Hilfsmittel einbauen, um die Medienkompetenz der Schüler zu fördern. QR-Codes etwa und Online-Angebote, die zur Lösung der Rätsel Hinweise geben. Mögliche Rätsel sind beispielsweise klassische Multiple-Choice-Fragen, Lückentexte oder Kreuzworträtsel, die jeweils Buchstaben für ein neues Passwort ergeben. Ebenso können Podcasts, Videos oder Texte zum Herausfiltern von einzelnen Antworten genutzt werden.

Spielerische Kompetenzförderung


Auch Jenny Charon und Nils Manuel Krause präsentierten auf dem MNU-Kongress ein populäres Spielprinzip: Sie nutzen Escape-Rooms (siehe Kasten) für den Mathematikunterricht. Die beiden Lehrer berichteten von ihren Mathe-AGs an den Gymnasien in Landsberg bzw. in Halle / Saale, in denen Zehntklässler Escape-Rooms für jüngere Schüler entwickelt und gebaut haben. Ziel war es, dass die Schüler etwas über das Leben und Werk des Mathematikers Georg Cantor erfahren. Sie mussten unter anderem den Raum als Koordinatensystem begreifen, Ideen für die Entschlüsselung von Symbolen entwickeln oder durch entsprechende Hinweise das Licht ausschalten, um einen Artikel in Leuchtschrift lesen zu können und so Informationen über das Cantorsche Diagonalverfahren zu bekommen.
„Die AG-Teilnehmer haben viel zu Cantor recherchiert und sich sehr viele Gedanken gemacht, welche Inhalte sie auf welche Weise vermitteln wollen und wie die jüngeren Schüler diese Aufgaben in 30 Minuten schaffen können“, erzählt Charon. Es geht nicht darum, mathematische Aufgaben zu lösen – vielmehr müssen die Schüler zusammenarbeiten, um überhaupt verstehen zu können, worin die genaue Aufgabe besteht. „Escape-Rooms fördern Kollaboration, Kommunikation, Kreativität und kritisches Denken. Der große Reiz für die Schüler liegt darin, dass sie ein Rätsel lösen wollen, das können wir für die Mathematik nutzen“, sagt Krause und Charon fügt an: „Gerade Schüler mit einer Mathe-Unlust waren besonders engagiert im Escape-Room dabei und haben später im normalen Unterricht mehr mitgearbeitet als vorher.“

Zwei aufmerksame Kinder über eine Aufgabe gebeugt
Kollaboration, Kommunikation und kritisches Denken: Vor allem darum geht es in Escape-Rooms, unabhängig vom untersuchten Thema ©Viacheslav Iakobchuk - stock.adobe.com

Für sie ist es besonders interessant, mit welchen Strategien die Schüler vorgehen: „Durch die Beobachtung verstehen wir besser, wie sie denken.“ An Krauses Georg-Cantor-Gymnasium ist der Escape-Room eine dauerhafte Einrichtung und wird für viele Klassen eingesetzt. Alternativ könne auch ein digitaler Escape-Room angelegt und mit dem Smartphone genutzt werden.

Digital muss sein – aber in Maßen Monika Möschke, Stefan Krämer und Reimund Goss vom Institut für Biologie der Uni Leipzig gehen in einem MNU Journal-Aufsatz der Frage nach, ob die Mikro-Fotografie mit dem Smartphone eine Alternative zur Zeichnung von mikroskopischen Objekten im Unterricht ist. Sie haben festgestellt, dass die hohe Qualität der Bilder beim Einsatz des Smartphones bei Studierenden die Motivation erhöht hat, pflanzliche Objekte intensiver über einen längeren Zeitraum zu beobachten. Vor übertriebenen Erwartungen warnen die Autoren: Das Fotografieren könne genauso lange dauern wie das Mikroskopieren und Zeichnungen seien weiterhin nötig, da sie das Verständnis förderten. „Digital ist nicht automatisch besser“, sagt Ira Diethelm, Professorin für Didaktik der Informatik an der Uni Oldenburg, die auf dem Kongress in Hannover mit Kollegen über die MINT-Bildung im Zeitalter der Digitalisierung diskutierte. Martin Fugmann ist Leiter des Evangelisch Stiftschen Gymnasiums Gütersloh, an dem jeder Schüler ein digitales Endgerät im Unterricht einsetzt. „Gerade in mathematisch-naturwissenschaftlichen Fächern sollte ein digitaler Unterricht für Entdeckungsreisen genutzt werden. Allerdings muss die Lehrerausbildung dafür im Kern reformiert werden“, fordert er. Nach
seiner Überzeugung brauchen Schüler heute grundlegende Kenntnisse über Informationstechnologien, damit sie zum Beispiel Algorithmen beurteilen und auch darüber entscheiden können, wann sie eingesetzt werden sollen und wann nicht.

Um Schülerinnen und Schüler nachhaltig für die naturwissenschaftlichen Fächer zu motivieren, entwickeln Lehrkräfte zahlreiche methodisch und didaktisch innovative Unterrichtsstunden. Dass sie auch oft auf digitaler Basis stehen, liegt nahe. Diese zu identifizieren und anderen Lehrkräften bekannt zu machen, das ist Ziel des Nachwuchs-Wettbewerbs „Innovative MINT-Unterrichtsideen“, zu dem der Ernst Klett Verlag und der Bundesverband MNU in diesem Jahr bereits zum achten Mal aufgerufen hatten. Den ersten Platz erzielt hat die netzwerkbasierte
Lernumgebung „InstaHub“ für das Fach Informatik, in dem praxisnah der sichere Umgang mit Daten und Datenbanken vermittelt wird.