Christoph Thyssen/Johannes Huwer/Moritz Krause

Digital Devices als Experimentierwerkzeug

Jugendliche nutzt ein Tablet im Biologieunterricht.
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Christoph Thyssen/Johannes Huwer/Moritz Krause

Potenziale digitalen Experimentierens mit Tablet und Smartphone

Über den Mehrwert digitaler Medien oder generell von Tablets und Smartphones im Unterricht wird intensiv diskutiert. Eine Analyse aus unterrichtlicher Perspektive sollte klar zwischen methodischen und didaktischen Aspekten unterscheiden. Im Bereich der methodischen Entscheidungsfelder ist eine Betrachtung im Sinne des Mediums und des Einflusses seines Einsatzes auf Sozialformen von Bedeutung. Populär ist hierbei der Einsatz zur unterrichtlichen Integration von (Lern-)Videos sowie ihrer Herstellung (Huwer/Seibert, 2017) als z.B. Stop-Motion-Filme (Krause/Eilks, 2017; 2018) oder die Förderung von kollaborativen Arbeitsformen mittels geeigneter Software. Auch im didaktischen Bereich lassen sich mehrere Entscheidungsfelder abgrenzen: Erstens können digitale Devices didaktisch die Erschließung von Inhalten und fachgemäßen Arbeitsweisen ermöglichen, die ohne sie gar nicht zugänglich gemacht oder nicht als vollständiger Prozess in angemessener Zeit schulisch bearbeitet werden könnten. Zweitens können die digitalen Medien/Werkzeuge selbst zum Inhalt gemacht werden, wie es dieKMK in den Standards der Strategie „Bildung in der digitalen Welt fordert. Die folgenden Betrachtungen adressieren Ersteres zur Förderung der Erkenntnisgewinnung im Biologieunterricht, durch z.B. eine Verbesserung der Möglichkeiten zur Integration labortechnischer Verfahren in den Unterricht. Ursachen für die limitierte Zugänglichkeit dieser Verfahren im Unterricht können vielfältig sein. Zentral sind hier sicherlich die ausstattungsbedingten Rahmenbedingungen. Diese definieren über die Verfügbarkeit von Laborgeräten und -materialen die prinzipiell anwendbaren Methoden und über die vorhandene Anzahl an Geräten auch die Möglichkeiten der unterrichtlichen Einbindung, z.B. als praktische Schülerübung oder Lehrerdemonstration. Darüber hinaus bedingen zeitliche Vorgaben, die aus den in der Regel auf 45 oder 90Minuten begrenzten Unterrichtsstunden resultieren, dass typische Verfahren und Vorgehensweisen des Experimentierens nicht in allen Schritten, also nur ausschnitthaft, vermittelt werden können. In solchen Fällen können digitale Werkzeuge, die einzelne Schritte beschleunigen, eine Betrachtung des ganzen Prozesses ermöglichen. So kann eine Datenaufnahme digital häufig um ein Vielfaches schneller absolviert werden als voll analoge Vorgehensweisen, bei denen zuerst Ablesungen vorgenommen werden, die dann manuell zeitaufwendig und fehleranfällig gesichert werden. Die sich anschließende Auswertung umfasst häufig Berechnungen und z.T. genau wie die finale Darstellung von Ergebnissen die Erstellung von Graphen. Beides sind bei analoger Durchführung sehr zeitaufwendige Arbeitsschritte, die, wenn sie nicht zentraler Bestandteil der innerhalb der Stunde adressierten Ziele sind, keinen Mehrwert für den eigentlichen Prozess der Erkenntnisgewinnung zur Lösung einer initialen Fragestellung leisten. Als Beispiele für einen zielführenden Einsatz von digitalen Devices beim Experimentieren sollen im Folgenden deshalb ein Smartphone-Photometer und ein Tablet-basiertes Tool zur Erfassung von Daten und ihrer Echtzeitdarstellung als Denkanstöße beschrieben werden. Beide Ansätze können für die Unterrichtskonzeption neue Perspektiven eröffnen und Grundlage für die Weiterentwicklung entsprechender Tools sein. Die gezeigten Ansätze gehen hierbei über den bisher in der Literatur publizierten Einsatz digitaler, mobiler Devices hinaus. Ohne spezifische Sensoren zu verwenden, werden mit und auf der Oberfläche der digitalen Devices Messdaten erhoben. Aus dem Ansatz über Ortskoordinaten des Displays Daten zu erheben, resultiert ein potenziell sehr breites Spektrum möglicher Einsatzfelder, was beispielhaft im Kontext der Enzymatik beleuchtet werden soll.
Digital Devices als Photometer
Enzyme übernehmen im Körper eine wichtige Aufgabe, indem sie...
Unterricht Biologie
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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Biologie Nr. 451 / 2020

Chronobiologie

Beitrag aus Zeitschrift Unterricht Biologie Methode & Didaktik Schuljahr 5-13