The International Space Station (ISS) is orbiting Earth at the altitude of 400 km It has been continuously inhabited since November 2000 by alternating crew and serves as a plattform for microgravity and space environment research
Mission Zero
Children write a simple program to take a reading from a sensor and to display a picture on the LED screen.
Their code runs on orbit for 30 sec, they receive the coordinates of the ISS at the time their code ran.
The Astro Pi is a Raspberry Pi computer equipped with sensors, LED matrix and camera Two Astro Pis are on board the ISS and present unique opportunity for pupils and students to engage with coding and space science
The Astro Pi Challenge is launched by the European Space Agency (ESA) every academic year Participants (up to 19 years old) create and submit computer programs in Python to perform scientific experiments or display data on the Astro Pi at the ISS.
Mission Space Lab
Teams write a program to solve a scientific task in space. Sensor measurements and/or photos taken from the window of the ISS are collected by the program.
After downlink to Earth, the teams analyse their data and make a scientific conclusion
Teacher training developed by the team of HSLU and PH Luzern helps teachers to integrate the challenge in their lessons
Classroom resources to learn basic Python commands and to compare Python and Scratch have been developed
Teachers in Switzerland integrate the Astro Pi Mission Zero in their lessons – in ateliers for gisted children, informatics, STEMs, space topics in physics.
Submission from Switzerland in 23/24
Mission Zero: 255 submission by 399 participants
Mission Space Lab: 4 teams representing 14 participants
To enhance motivation, classes and teams from Switzerland participating in the Astro Pi Challenge have the possibility to visit the Swiss ESA support center BIOTESC at HSLU in Hergiswil, Nidwalden
They learn more about the the ISS, the work of the ground teams and different jobs in the space sector
Both Astro Pi missions offer authentic learning context and can be embeded in STEM subjects starting with grade 4
In the context of the Lernplan 21, the elective subjet “Walpflichtfach MINT ” (grade 9) was indetified as suitable to embed the challenge. Addtionnaly the following subjects were indentified:
Programming, Media and Informatics, Nature und Technonoly,
Project work in Physics, Ateliers for gifted children, Extracurricular STEMs activities
Conclusion
The Astro Pi Challenge is an influential and beneficial asset for comprehensive STEMs education in primary and secondary schools
Total of 80 teachers and coaches of extracurricular clubs were introduced to the Astro Pi Challenge in the frame of the presented project between September 2021 and June 2024.
The participation in the Astro Pi Challenge in Switzerland has steadily increased:
Mission Zero: from 52 teams in 2019/20 to 255 teams in 2023/24
Mission Space lab: 2 teams in 2019/20, 8 teams in 2022/23, 4 teams in 2023/24
Das Ziel des CAS IEIMC ist es, Lehrpersonen der Sekundarstufe I mit soliden fachlichen und didaktischen Kompetenzen im Bereich der Informatik auszubilden. Sie sollen in der Lage sein, das neue Fach «Medien und Informatik» gemäss Lehrplan 21 fachgerecht und zukunftsorientiert zu unterrichten.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Förderung von Medienkompetenz und der Integration digitaler Technologien im Unterricht.
Zielgruppe:
Lehrpersonen der Sekundarstufe I (Zyklus 3), die das Fach «Medien und Informatik» unterrichten möchten.
Ergebnisse:
Über 25 Lehrpersonen haben das CAS IEIMC erfolgreich abgeschlossen und sind nun in der Lage, das Fach «Medien und Informatik» kompetent zu unterrichten.
Das Besondere an unserem Projekt:
• Innovative Ansätze:
Der praxisorientierte Einsatz von Robotik, Programmierung und Physical Computing ermöglicht Lehrpersonen einen tieferen Zugang zur Informatik, der über Theorie hinausgeht und bei Schüler*innen Begeisterung auslöst.
• Integration in den Schulalltag:
Die Lehrpersonen setzen das Gelernte direkt in die Praxis um, indem sie eigene Projekte mit Schüler*innen durchführen, was zu einer nachhaltigen Implementierung digitaler Bildung führt.
• Herausforderungen:
Die ständige Anpassung an neue Technologien und die Einführung der Informatik als Fach, in dem oft Vorkenntnisse fehlen, sind zentrale Herausforderungen.
• Gewonnene Erkenntnisse: Der praxisorientierte Ansatz steigert die Lernmotivation und verankert Inhalte tief. Lehrpersonen müssen kontinuierlich ihre digitalen Kompetenzen weiterentwickeln.
Sebastian Stuppan1, Roland Christen2, Ruedi Arnold2, Andrea Maria Schmid1 & Markus Wilhelm1 Pädagogische Hochschule Luzern1, Hochschule Luzern2
Projektbeschreibung
• «MINT unterwegs» ist eine MINT-Werkstatt (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik) für 3.- bis 6.-Primarklassen mit speziellen Projekttagen, an denen jede Schulklasse im Kanton Luzern teilnehmen kann.
• Es stehen diverse Exponate in einem Zelt, themenspezifische Klassenboxen mit Aufgabensets und Expert*innen-Inputs zur Verfügung
• Begleitend finden pro Projektschule zwei Weiterbildungshalbtage für Primarlehrpersonen statt.
• Durch Referate von Expert*innen der Hochschule Luzern und der didaktischen sowie kompetenzorientierten Aufbereitung von lehrplanrelevanten MINT-Themen durch die PH Luzern sollen Lehrpersonen in der Unterrichtsgestaltung für Primarlernende fachlich und fachdidaktisch unterstützt sowie aus- und weitergebildet werden
• Die Neukonzeption dieses durch die Dienststelle Volksschulbildung des Kantons Luzern unterstützten Projekts basiert auf der Begleitforschung der Förderperiode 2017–2020, setzt einen stärkeren Fokus auf Gendersensibilität, die digitale Transformation und beinhaltet eine Ausweitung auf weitere Kantone
Einblicke
Abb. 2 Beispielplanung einer «MINT unterwegs» Woche
Outcomes
Abb. 1 Stimmen zum «MINT unterwegs»-Projekt
Abb. 3 Online Beispielaufgabenset aus der Themenbox: Optik
Abb. 3 Weiterbildung II, Onlineberatung und asynchrone Inputs u.a. zur Gendersensibilität
• rund 1’500 Lehrpersonen jeweils an 2 Halbtagen weitergebildet sowie rund 500 Lehramtsstudierende ausgebildet
• über 15’000 Schülerinnen und Schüler an den MINT-Projektwochen teilgenommen
• seit 2022 unterwegs im Kanton Bern als «MINT mobil» (u.a. übersetzt auf Französisch) >> https://mint-mobil.ch/wsp
• Lehr-Lernmaterialien für Lehrpersonen/Studierende der Kantone Luzern, Basel-Stadt, Bern, Nidwalden, Zug und Thurgau frei zugänglich >> https://mint-erleben.lu.ch
• 25 Publikationen & Vorträge Vier Double-Blind-Review Fachartikel, ein Skalenbuch, drei Buchkapitel, eine Hochschulschrift, 13 Präsentationen an wissenschaftlichen Tagungen, drei Veröffentlichungen von Forschungsdaten. >> siehe u.a. https://www.phlu.ch/forschung/projekte/11892/aufgaben-analysieren-und-kategorisieren.html
Praxisnahe MINT-Bildung durch eigenständige Experimente für zukünftige Lehrpersonen.
Nachhaltige Verankerung von MINT-Kompetenzen im Schulalltag durch innovative Unterrichtsmaterialien.
Das Besondere an unserem Projekt:
• Praxisorientierter Ansatz: Studierende und Lehrpersonen sammeln durch eigenständige Experimente wertvolle Erfahrungen.
• Nachhaltigkeit: Materialentwicklung zur Förderung der Nachhaltigkeit über den Besuch der MINTworld hinaus
• Vielfältige Angebote: Einführung in verschiedene MINTBereiche durch interaktive Stationen wie Robotik und Laborarbeiten
Herausforderungen und Erkenntnisse:
Herausforderungen: Anpassung der didaktischen Konzepte an die sich verändernden MINT-Anforderungen und Sicherstellung der langfristigen Nutzung der MINTworld.
Erkenntnisse: Praxisorientierte Ansätze fördern sowohl die Motivation als auch das Verständnis für komplexe MINT-Themen.
Ausblick:
Ziele für die Zukunft: Weiterer Ausbau des Projekts zur intensiveren Zusammenarbeit mit naturwissenschaftlichen Fächern und der Einführung neuer Technologien wie KI. Langfristige Wirkung: Weiterbildungsunterlagen, die langfristig im Schulalltag Anwendung finden und Lehrpersonen nachhaltig unterstützen.
Author(s): Falcade Rossana, Guatieri Stefano, Negrini Lucio
Projektbeschreibung
In diesem Projekt wurde ein „MINT Activity Tracker“ entwickelt, didaktische Aktivitäten, die mit diesem Gerät durchgeführt werden können, sowie eine Weiterbildung für Lehrpersonen
Das „MINT Activity Tracker“ ist ein elektronisches Gerät, das in der Lage ist, Ereignisse durch den Einsatz verschiedener Sensoren (Temperatur, Fotozelle, Schallintensität, Herzschlag,…) in verschiedenen realen Situationen und Lernkontexten zu zählen. Es kann verwendet werden um MINT Aktivitäten durchzuführen.
Weiterbildung
Die Weiterbildung für Lehrpersonen ermöglicht es den Teilnehmern, sich Kenntnisse und Fähigkeiten für die Gestaltung von Lehraktivitäten mit dem MINT Activity Tracker anzueignen. In einer interdisziplinären Perspektive, die Funktionslogik und die Einsatzmöglichkeiten dieses Geräts ermöglichen die Entwicklung interessanter Aktivitäten, die den Kompetenzzuwachs in verschiedenen, im Lehrplan vorgesehenen Bereichen, ermöglichen.
Didaktische Aktivitäten
Eine Arbeitsgruppe bestehend aus Forschenden der SUPSI (DFA und DTI) und einigen Lehrpersonen der Sekundarstufe hat gemeinsam mehrere didaktische Aktivitäten entwickelt und in den Schulklassen getestet. Es wurden drei verschiedene „Kits“ vorbereitet, die von Lehrpersonen ausgeliehen werden können. Diese Kits enthalten die didaktischen Aktivitäten sowie alle Materialien, die für die Durchführung notwendig sind
Zielgruppe
Ausgebildete und angehende Lehrpersonen der Sekundarstufe I
Ergebnisse
• Entwicklung des MINT Activity Tracker
• Entwicklung von drei didaktischen Aktivitäten
• unsere Sinne entdecken
• Wie schlägt unser Herz?
• Mathematik mit Zahnrädern
• Kit mit Aktivitäten und Materialien ausleihbar
• Weiterbildung für Lehrpersonen
Ausblick
• Aktivitäten verbessern und testen.
• Weiterbildung für Lehrpersonen im Herbstsemester 24/25
Bild: MINT Activity Tracker und die Aktivität «Mathematik mit Zahnrädern»
Falcade Rossana, rossana.falcade@supsi.ch
Guatieri Stefano, stefano.guatieri@supsi.ch
Negrini Lucio, lucio.negrini@supsi.ch
Bild: Einige Lehrpersonen während der Weiterbildung
Author(s):
CAS Robotik in der obligatorischen Schule
Babazadeh Masiar, Bernaschina Sandra, Giang Christian, Guidi Roberto, Negrini Lucio
Projektbeschreibung
Das Projekt ist eine Weiterführung und Weiterentwicklung des « CAS Robotik in der Grundschule», welches in der Beitragsperiode 2017–2020 konzipiert und durchgeführt wurde. Im Rahmen des CAS werden die teilnehmenden Lehrpersonen, die keine spezifischen Kenntnisse im Bereich der eingesetzten Technologie besitzen, ausgebildet und begleitet.
Die Inhalte der Weiterbildung umfassen:
• das Konzept des Computational Thinking (Wing, 2006)
• die Methode des Projektunterrichts (Crivelli, 2013)
• die Funktionsweise der verwendeten Roboter und der digitalen Technologien
Zielgruppen
Ausgebildete und angehende Lehrpersonen.
• Kindergarten
• Primarstufe
• Sekundarstufe I
Module
Modul 1: Theoretische Grundlagen (3 ECTS)
• das Konzept des Computational Thinking (Wing, 2006)
• die Methode des Projektunterrichts (Crivelli, 2013)
Modul 2: Roboter und Programmierung (3 ECTS)
• CS unplugged Aktivitäten
• Lego EV3 oder Thymio II
Modul 3: Anwendung/Diplomarbeit (4 ECTS)
Ergebnisse
• 4 CAS Editionen
• 40 Lehrpersonen haben das CAS abgeschlossen
• 25 Sek I, 15 Primarschule
• 50% Lehrerinnen
• Weitere 26 Lehrpersonen haben einzelne Module besucht
• Ca. 350 Bachelor-Studierende (für die Primarschule) und ca. 30 Master-Studierende (für die Sekundarstufe I) haben Lerneinheiten zur Bildungsrobotik besucht
• Gründung der Arbeitsgruppe Bildungsrobotik der SUPSI
• Ein departmentsübergreifender Mitarbeiter (50% DFA und 50% DTI)
• Ein Doktorand in Bildungsrobotik
Ausblick
• Robotik in der Grundausbildung der angehenden Lehrpersonen verankern
• CAS im Bereich „Medien und Technologien“, in dem auch Inhalte des CAS Robotik einfliessen Video Robotik Aktivitäten mit Studierenden
Babazadeh Masiar, masiar.babazadeh@supsi.ch
Bernaschina Sandra, sandra.bernaschina@supsi.ch
Giang Christian, christian.giang@supsi.ch
Guidi Roberto, roberto.guidi@supsi.ch
Negrini Lucio, lucio.negrini@supsi.ch
23.10.2024
Robotikcamp I &II
Author(s):
Projektziele
• Organisation eines Robotikcamps als Weiterbildung für Lehrpersonen zur Förderung praxisnaher MINT-Kompetenzen.
• Lehrpersonen befähigen, eigenständige Bildungsrobotik- und Computational-Thinking-Aktivitäten im Unterricht umzusetzen.
• Aufbau einer nationalen Lehrpersonen-Community zur Stärkung der Mehrsprachigkeit und zur Förderung des Austauschs in der Schweiz.
Das Robotikcamp
Das Robotikcamp ist ein intensiver dreitägiger Kurs, der bereits zweimal durchgeführt wurde, einmal in Airolo und einmal in Fiesch. Vor dem Camp absolvierten die Teilnehmer*innen online Theorieeinheiten. Während des Camps setzten sich die Lehrpersonen mit unplugged Computeraktivitäten auseinander und lernten den Einsatz verschiedener Roboter wie Thymio, LEGO Spike, Makey Makey, micro:bit und Calliope mini kennen, sowie deren Integration in den Unterricht. Der praxisorientierte Ansatz des Camps legt den Fokus auf aktives Lernen durch Handeln, wobei Wissen durch die Interaktion mit Objekten aufgebaut wird.
Mehrsprachigkeit
Ein herausragendes Merkmal des sprachliche und kulturelle Vielfalt mehrsprachigen Land wie der Schweiz. Das Camp wurde in den drei wichtigsten Landessprachen organisiert: Italienisch, Deutsch und Französisch.
Zielgruppen
Ausgebildete und angehende Lehrpersonen der Primarstufe, Sekundarstufe I
Ergebnisse
Zwei Robotik-Camps wurden organisiert: Das erste fand vom 27. bis 29. Mai 2023 in Airolo im Tessin statt, das zweite vom 1. bis 3. Juli 2024 in Fiesch im Wallis.
Weitere Camps in Zukunft organisieren.
Zitate der Teilnehmenden
: Workshop in Airolo 2023
Workshop in Fiesch 2024
„Ich fand es wahnsinnig inspirierend, mich mit anderen Leuten auszutauschen. [...] Ich würde es allen Lehrpersonen weiterempfehlen.”
„Ich fand den Austausch zwischen den Kantonen und Sprachregionen sehr interessant, es hat gut getan ein bisschen über den Tellerrand zu schauen und zu erfahren, wie andere Lehrpersonen aus verschiedensten Stufen die Robotik in ihren Unterricht einfliessen lassen.”
„Auch die Stimmung ist mega, denn es waren Menschen aus der ganzen Schweiz hier. Man fühlt sich viel mehr durchmischt als in unserem Schulhaus. Also ja, es ist der Hammer. Kann ich nur empfehlen.”
Zielgruppen: : Lehramtsstudierende und Lehrpersonen Zyklus 2 und 3 mit Schwerpunkt Zentralschweiz, erweitert Schüler*innen
Zielsetzungen:
Vernetzung der Robotikaktivitäten beider Hochschulen für Luzern und Zentralschweiz
Vernetzung in der Bildungslandschaft Schweiz fördern
Förderung von Robotikangeboten für angehende und amtierende Lehrpersonen und ihre Schüler*innen sowie interessierte Fachexpert*innen
Edukative Robotiksysteme und –Unterrichtsmaterial zur Verfügung stellen und beraten
Ein- und Ausblick
Vernetzungen intern & extern
2x jährlich Austausche zwischen MINT-Koordinator*innen der Hochschulen
Bekanntmachung der Angebote in Fachteams und unter Studierenden MI / NW, Master Fachdidaktik MI
Vernetzung & Umsetzung Roberta-Basis-Schulung an der PH Zug
Austausch mit anderen Roberta Coaches, Roberta Zentrale
Roberta Teacher Day and Friends
Die erste Durchführung am 29.4.2023 verzeichnete 16 Anmeldungen aus diversen Regionen der Schweiz mit Schwerpunkt Zentralschweiz.
Roberta Teacher Day and Friends künftig im 2-jahres-Rhythmus
Ausblick Folgeantrag Vernetzung
Roberta+-Antrag «Vernetzung mit Skalierung in der Zentralschweiz und der Deutschschweiz» im Sommer 2024 eingereicht (Interessensbekundung PHSZ, PHZG, PHBE, PHSG, PH FHNW)
Aktivitäten, Ergebnisse und Wirkung
über 10 Anlässe FFL/WRO, Roberta Teacher Day and Friends
rund 100 Lehramtsstudierende Sek I MI als Roberta Teacher bzw. Scouts ausgebildet & über 600 Lehramtsstudierende Primar in Schnupperkurs ausgebildet
Teilnahme von über 1‘000 Schüler*innen an Aktivitäten
diverse Lehr-Lernmaterialien für Lehrpersonen/Studierende
Ausleihmöglichkeiten für Lehrpersonen/Studierende an beiden Hochschulen
Projekt – Ansprechperson
PH Luzern
Andrea Maria Schmid
Sentimatt 1
CH-6003 Luzern
E-Mail: andrea.schmid3@phlu.ch
> Erfahren Sie mehr über das RRZ Luzern.
< Erfahren Sie mehr über die Aktivitäten und deren Wirksamkeit.
Hochschule Luzern, Departement Informatik
Roland Christen
Suurstoffi 1
CH-6343 Rotkreuz
E-Mail: roland.christen@hslu.ch
Gesamtleitung Region Luzern: Dorothee Brovelli, PH Luzern & René Hüsler, HSLU Departement Informatik
Andrea
Roberta Teacher Day and Friends, 2023
23.10.2024
Verknüpfung ausserschulischen Lernens mit dem Regelunterricht
Projektrationale und Anlage
Besuch ausserschulischer Lernorte
• zentraler Bestandteil von Unterricht (z. B. LP21)
• Einbindung in den Unterricht tw. nicht befriedigend durch
• Rückgriff auf Arbeitsblattbatterien
motivational negative Beeinflussung des Besuchs
• Besuch ohne konkrete Vorbereitung / Aufträge
keine adäquate Nutzung von Lernzeit
• fehlende Nutzung der Potenziale durch Lehrpersonen
Erwartungen von Lehrpersonen an Besuche unbekannt
• Verzicht auf Arbeitsblätter (Coll, Coll & Treagust, 2018)
Publikationen im / zum Projekt Avanzino, N. (2023). Ausserhalb des Schulzimmers die Welt entdecken. Akzente (3), 8–13. Emden, M.; Hannich, F.; Duff, A.; Kaia, T.; Leuschen, L.; & Nef, D. (2024). Juicy Questions verbinden außerschulische Lernorte mit dem Unterricht. In H. van Vorst (Hrsg.), Frühe Naturwissenschaftliche Bildung (S. 342-345). Essen: Universität Duisburg.-Essen.
Durchführung und Weiterentwicklung LWB Format und Arbeitsteilung
• Ganztägige LWB im Lehrgang „Unterricht als Abenteuer“
• Planung und Vorbereitung LWB: PHZH, ZHAW, SSCT
• Durchführung: PHZH, SSCT
• Begleitende Evaluation: ZHAW, SSCT
• Reflexion und Anpassung: PHZH, ZHAW, SSCT
Entwicklung der Rückmeldungen
Anpassungen des Programms – zentrale Entscheide
• Organisieren in Inverted Classroom ab Termin 2
• Einführen in eine konkrete Methode ab Termin 2
• Reduzieren/Schieben fachdidaktischer Input ab Termin 2
• Aufteilen fachdidaktischer Input in 5‘-flashes ab Termin 4
Emden, M.; Hannich, F.; Duff, A.; Kaya, T.; Leuschen, L.; & Nef, D. (2024) Ausserschulisches Lernen mit dem Regelunterricht verknüpfen. Zur Entwicklung einer Weiterbildung zwischen Fachdidaktik, Customer Management und Science Center. Beiträge zur Lehrerinnen- und Lehrerbildung 42(2), im Druck. Leuschen, L.; Kaya, T.; Emden, M.; & Hannich, F. (angenommen). Kulturräume als außerschulische Lernorte. Einsichten aus der Entwicklung einer Lehrpersonenfortbildung. Im Design-Thinking-Verfahren Kultur Management Network Magazin, 26(178), 39-46.
dnef@technorama.ch
Markus Emden; Pädagogische Hochschule Zürich, Lagerstrasse 2, 8090 Zürich, markus.emden@phzh.ch Frank Hannich; ZHAW School of Management and Law, Theaterstrasse 17, 8400 Winterthur, frank.hannich@zhaw.ch
• Erreichen/Gewinnung von Lehrpersonen gelingt zu oft nicht
• Gewählte Kanäle: WB-Katalog der PHZH, educamint, Wocheninformation des VSA, private Netzwerke, E-Mail-Versand an alle Sekundarschulleitungen im Kanton Zürich, Flyer am SWiSE-Innovationstag
Markus Emden; Pädagogische Hochschule Zürich, Lagerstrasse 2, 8090 Zürich, markus.emden@phzh.ch
Christoph Gut; Pädagogische Hochschule Zürich, Lagerstrasse 2, 8090 Zürich, christoph.gut@phzh.ch
Ivo Kaelin; ZHAW Life Sciences and Facility Management, Schloss 1, 8820 Wädenswil, ivo.kaelin@zhaw.ch
Marc Bornand; ZHAW Life Sciences and Facility Management, Schloss 1, 8820 Wädenswil, marc.bornand@zhaw.ch
Wir danken für die Mitwirkung bei Gestaltung und Durchführung der Module: Wolfgang Bührer (PHZH), Achim Ecker (zhaw), Christa Gufler (zhaw), Christoph Koller (zhaw), Olivier Mero (zhaw), Livia Murer (PHZH), Andri Schütz (zhaw)
Markus Emden, Marc Bornand, Christoph Gut, Ivo Kaelin
Kontexte aus der technischen Forschung für das Lehramtsstudium
Pädagogische
Zielgruppen, Zielsetzungen
Zielgruppen: Lehramtsstudierende und Lehrpersonen der Sekundarstufe I, erweitert Schüler*innen der Sekundarstufe I
Zielsetzungen:
Anregungen zu konkreten Unterrichtsideen aus physikalischtechnischen Forschungskontexten
Förderung der Kompetenz zur Entwicklung lernförderlicher, lehrplanrelevanter und gendersensibler
Unterrichtsarrangements zu aktuellen MINT-Themen
Förderung von MINT-Interesse und -Selbstkonzept
Änderung der Einstellungen zu Naturwissenschaften und Technik
Ein- und Ausblick
Modulkonzeption und Ablauf
Weiterentwicklung ab 2024/25
Kombination von BNE / Physik + Technik anhand aktueller Forschungsthemen im Bereich Netto Null
Erfahren Sie mehr über Netto-Null Forschung an der HSLU T&A:
Aktivitäten, Ergebnisse und Wirkung
Kooperation zwischen Pädagogischen Hochschulen und Fachhochschulen (Technik & Architektur sowie Informatik)
Potenzial von Lernen mit Kontexten im Lehr-Lern-Labor für den MINT-Bereich: Steigerung Lehrund Lernmotivation sowie Leistung interdisziplinär transdisziplinär
Lehramtsstudierende & Schüler*innen der Sekundarstufe I
Auf den Lehrplan 21 NT abgestimmte Forschungsprojekte
Nissan Second Life Batterien
GEAS – Gedämmtes Abdichtungssystem für saisonale Wärmespeicherung
Bruchversuche an Stahlbeton-Bauteilen
SmartHelio
Deklaration Schulzimmer-Lüftungsgeräte
CuTAWAY – Konservierungs- und Materialanalyse von archäologischem Holz
Erhalten Sie Einblick in die Begleitforschung:
143 Lehramtsstudierende haben das Semestermodul zwischen 2021-2024 absolviert (2021: 36, 2022: 26, 2023: 36, 2024: 45).
6 Forschungsprojekte, die von insgesamt 11 wissenschaftlichen Mitarbeitenden und 1 Fachdidaktikerin betreut wurden.
48 Konzeptionen von Unterrichtsminiaturen inkl. Nachbereitungsvorschlägen, die von den Lehramtsstudierenden entwickelt und insgesamt 288 durchgeführt wurden.
25 Schulklassen mit rund 50 Lehrpersonen und 471 Schüler*innen, die zwischen 2021-2024 an den Präsentationsmorgen teilgenommen haben (2021: 4/101, 2022: 5/90, 2023: 8/143, 2024; 8/137).
13 Publikationen & wissenschaftliche Vorträge sind zwischen 2021-2024 entstanden.
Projekt – Ansprechperson
PH Luzern
Andrea Maria Schmid
Sentimatt 1
CH-6003 Luzern
E-Mail: andrea.schmid3@phlu.ch
Hochschule Luzern, Departement Technik & Architektur
Eveline Thaler
Technikumstrasse 21
CH-6048 Horw
E-Mail: eveline.thaler@hslu.ch
Andrea Maria Schmid1, Eveline Thaler2, Dorothee Brovelli1 & René Hüsler2
Hochschule Luzern1, Hochschule Luzern2
23.10.2024
Material und Konstruktion aus nachhaltiger Perspektive
Authors: Moritz Gubler, Joachim Huber, Roland Roher, Mattihas Bigler, Sebastian Siep, Karin Hodel, Patrick Bürgy
Leitfrage: Was braucht es, um bei (angehenden) Lehrpersonen, und in der Folge bei Schüler*innen, Interesse an neuartigen Materialien / Werkstoffen / Konstruktionsverfahren rund um das nachhaltige Bauen als Unterrichtsthema zu wecken, um so exemplarische MINT-Inhalte gendergerecht zu vermitteln?
Ziel: Etablierung von Lerneinheiten an der PHBern in Zusammenarbeit mit der Berner Fachhochschule BFH zum Thema «Material und Konstruktion aus nachhaltiger Perspektive».
Konzept: Die Kreislaufwirtschaft wurde als zentrales Element bestimmt. Jede Phase des Kreislaufs wurde mit einer Lerneinheit verbunden. Als Orientierungsrahmen wurde nachfolgende Prezi erstellt.
Prezi Kreislaufmodell
Als informatorischer Rahmen wurde eine interaktive Prezi erstellt, welche einerseits Grundlagen zur Kreislaufwirtschaft und anderseits Verlinkungen zu den Veranstaltungen, welche jeweils einer Phase zugeordnet sind, enthalten.
Die Prezi wird in allen verknüpften Veranstaltungen zum Einstieg in das Thema Kreislaufwirtschaft verwendet und bietet den Studierenden die Möglichkeit ihr Curriculum anhand der Themen zu erweitern.
Modell der Kreislaufwirtschaft zwecks Information und Orientierung. Hier im Beispiel als Orientierung zur Lerngelegenheit «Design, Planung Beschaffung» «Urban Futures»
Lerneinheit
Urban Futures
Das Seminar „Urban Futures“ führt Studierende in die nachhaltige Stadtentwicklung ein, mit Fokus auf die Planung einer zukunftsorientierten Vision für das Meinen-Areal in Bern. Es kombiniert innovative didaktische Methoden und fördert die Auseinandersetzung mit ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Herausforderungen urbaner Räume. Zu Beginn erhalten die Studierenden Personas, die zukünftige Bewohnerinnen und Bewohner des Areals repräsentieren. Diese Personas begleiten den gesamten Planungsprozess und fördern eine nutzerzentrierte Perspektive. Eine Besichtigung des Meinen-Areals sowie ein Bestrahlungsexperiment zur Wärmeaufnahme von Materialien und Farben vertiefen das Verständnis für klimatische und bauliche Herausforderungen. Eine Exkursion ins Warmbächli-Areal bietet Einblicke in partizipative
Planungsprozesse und kooperative Wohnformen.
Auf Grundlage dieser Erkenntnisse entwickeln die Studierenden ein Manifest, das ihre Planungen leitet. Anschliessend entwerfen sie nachhaltige Konzepte für die Überbauung des Areals und setzen diese in Modellen um. Die Ergebnisse werden vor einer Fachjury präsentiert. Zum Abschluss vergleichen die Studierenden ihre Entwürfe mit dem realen Siegerprojekt und reflektieren ihre Visionen im Dialog mit dem verantwortlichen Architekten.
Das Seminar verbindet Theorie und Praxis, fördert interdisziplinäres Denken und kreatives Problemlösen und bietet ein Beispiel für langfristig verankerte, hochschulübergreifende Lehre im Bereich nachhaltiger Stadtentwicklung.
Sebastian Siep BFH, www.bfh.ch/de/sebastian-siep
Moritz Gubler PHBern, https://www.phbern.ch/ueber-die-phbern/personen/moritz-gubler
Karin Hodel PHBern, https://www.phbern.ch/ueber-die-phbern/personen/karin-hodel
Pete Patrick Bürgy PHBern, https://www.phbern.ch/ueber-die-phbern/personen/patrick-buergy
QR-Code zu Prezi
KomMINT
Kommunikationstechnologie im Unterricht
Digitaler Unterrichtskommentar für Lehrpersonen
Hauptprodukt des KomMINT-Projekts ist ein digitaler Unterrichtskommentar in Form einer Webseite, den Lehrpersonen zum Vorbereiten und Unterrichten einsetzen können.
Meilensteine der Kommunikationstechnik
In den «Meilensteinen» werden Themen der Kommunikationstechnologie für den Unterricht auf Sek I aufgearbeitet. Darunter finden sich zum Beispiel:
• Ein optischer Telegraph zum selber basteln.
• Ein Radio inkl. Sender, um Daten zu übermitteln.
• Ein Postenlauf, der zeigt, wie Satellitennavigation funktioniert.
Unterricht mit Nature of Science (NOS)
Die Meilensteine sind didaktisch nach dem Prinzip der Nature of Science (Wesen der Naturwissenschaften; NT.1 / Lehrplan 21) aufgearbeitet. Dabei sollen die Lernenden möglichst die reale Arbeitsweise der Forschung erleben. Dabei werden viele Aspekte berücksichtigt, welche die Wesen der Naturwissenschaften ausmachen:
Hardware für den Unterricht
Für die meisten Meilensteine wurde spezifische Hardware an der OST entwickelt, die sich zum Bau und Einsatz im Klassenzimmer eignet.
Aus- und Weiterbildung für Lehrpersonen
Die folgenden Weiterbildungen (WB) wurden durchgeführt:
• WB-Kurs Radio (3 Kurse / 38 Teilnehmende)
• WB-Kurs Satellitennavigation (2 Kurse / 21 Teilnehmende)
• WB-Kurs elektrische Telegraphie (1. Kurs geplant) Diese umfassen jeweils zwei Teile:
• Teil 1: Die Lehrpersonen bauen selbständig die Hardware.
• Teil 2: Funktion, Geschichte und Unterrichtseinsatz der entsprechenden Kommunikationstechnologie werden behandelt. Zusätzlich wird auch noch ein Vertiefungsseminar «Die Technologie der Kommunikation» an der PHSG (2 Kurse / 23 Teilnehmende) angeboten
Fazit
Aus dem Projekt gingen tolle, vielseitige Erfahrungen hervor:
• Tolle Zusammenarbeit zwischen OST und PHSG mit entsprechendem Wissensaustausch.
• Verschiedene Pilotierungen der Unterrichtseinheiten mit Schülerinnen und Schülern.
• Weiterbildungen mit Lehrpersonen und Ausbildungseinheiten mit Studierenden oder neue didaktische Konzepte im Unterrichtsalltag erproben.
Dominik Tschirky, Georg Tinner, Selina Malacarne, Michel Nyffenegger und Heinz Mathis
Digitaler Kommentar: www.kommint.ch
Dimensionen der Nature of Science nach den Associated Approaches (Buber & Coban, 2022)
Radiosendung im Unterricht
Klatschschalter mit Radio
GPS-Empfänger
Weiterbildung zum Meilenstein Radio Hardwarebau beim Weiterbildungskurs
Elektrischer Telegraph
23.10.2024
Systemdenken fördern in MINT – SysteMINT
Karin Güdel, Matthias von Arx und Angela Thomasius
Ziele des Projektes
Angehende Lehrpersonen werden befähigt, mittels moderner MenschUmwelt-Technik Systeme Systemkompetenzen der Lernenden in den MINT-Fächern zu fördern, zu begleiten und zu evaluieren.
Systemdenken in der Ausbildung angehender Primar- und SekundarLehrpersonen an der PH FHNW und bei Interesse auch an anderen PHs in Lehrveranstaltungen verankern.
Digitale Applikationen zur Vermittlung des Systemdenkens und der Förderung von BNE zum Thema Mikroverunreinigungen im Gewässer entwickeln, testen und optimieren.
Zielgruppe: angehende Lehrpersonen und Schüler:innen der Primarstufe und Sekundarstufe I der Fächer NMG, NT und RZG.
Interessenskonflikte aufzeigen und Handlungsentwürfe beurteilen mithilfe eines Fake Social Media Netzwerkes
Mensch-Umwelt-Technik System
Produktion, Verteilung und Nutzung von Mikroverunreinigungen und ihre Eintrittswege ins Gewässer
Medikamente, Kosmetika, Pestizide, Industrieprodukte etc.
Den Menschen als Teil des Systems «Mikroverunreinigun gen im Gewässer» erfahrbar machen
Mikroverunreinigungen in einem Dorf digital simulieren
Produkte
Skript zum Systemdenken für angehende Lehrpersonen Sek I Arbeitsheft und Lehrpersonenheft zum Thema «Mikroverunreinigungen»
Digitale Applikationen für den Erwerb von Systemkompetenzen:
WaterSim App – eine dynamische Simulation von Sonnencrème, Pestiziden und Medikamenten im urbanen Wasserkreislauf
Bubbla App – ein Fake Social Media Netzwerk mit Beiträgen von Biobauer, Chefin Kosmetika-firma, Pharmachef, Abwasserspezialist, Gewässerökologin, Gemeindepräsidentin etc.
Wirkung
Das Interesse und die Selbstwirksamkeit in Bezug auf Systemdenken konnte bei angehenden Lehrpersonen gesteigert werden, bei Primarlehrpersonen stärker als bei Sekundarlehrpersonen.
Mit digitalen Applikationen die Dynamik eines Systems und Interessenskonflikte aufzeigen
Weiterführende Fragen, Projekte
Wie können Systemkompetenzen von angehenden Lehrpersonen und von Schüler:innen gemessen werden?
Welche BNE-Kompetenzen können durch digitale Apps gefördert werden?
Wie kann das Fake Social Media Netzwerk in einem Folgeprojekt für das Thema «Kreislaufwirtschaft» genutzt werden?
Prof. Dr. Karin Güdel, Dr. Matthias von Arx & Dr. Swaantje Brinkmann & Dr. Esther Bäumler Pädagogische Hochschule FHNW, Muttenz. Kontakt: karin.guedel@fhnw.ch
Dr. Nadia Schillinger & Dr. Rita Hochstrat, Hochschule für Life Sciences FHNW, Muttenz. Kontakt: Michael Thomann, michael.thomann@fhnw.ch
Dr. Beate Weickgenannt, Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik, Muttenz. Kontakt: beate.weickgenannt@fhnw.ch
Angehende Lehrpersonen werden befähigt, mittels moderner MenschUmwelt-Technik Systeme Systemkompetenzen der Lernenden in den MINT-Fächern zu fördern, zu begleiten und zu evaluieren.
Systemdenken in der Ausbildung angehender Primar- und SekundarLehrpersonen an der PH FHNW und bei Interesse auch an anderen PHs in Lehrveranstaltungen verankern.
Digitale Applikationen zur Vermittlung des Systemdenkens und der Förderung von BNE zum Thema Mikroverunreinigungen im Gewässer entwickeln, testen und optimieren.
Zielgruppe: angehende Lehrpersonen und Schüler:innen der Primarstufe und Sekundarstufe I der Fächer NMG, NT und RZG.
Interessenskonflikte aufzeigen und Handlungsentwürfe beurteilen mithilfe eines Fake Social Media Netzwerkes
Mikroverunreinigungen in einem Dorf digital simulieren
Produkte
Skript zum Systemdenken für angehende Lehrpersonen Sek I Arbeitsheft und Lehrpersonenheft zum Thema «Mikroverunreinigungen»
Digitale Applikationen für den Erwerb von Systemkompetenzen:
WaterSim App – eine dynamische Simulation von Sonnencrème, Pestiziden und Medikamenten im urbanen Wasserkreislauf
Bubbla App – ein Fake Social Media Netzwerk mit Beiträgen von Biobauer, Chefin Kosmetika-firma, Pharmachef, Abwasserspezialist, Gewässerökologin, Gemeindepräsidentin etc.
Wirkung
Das Interesse und die Selbstwirksamkeit in Bezug auf Systemdenken konnte bei angehenden Lehrpersonen gesteigert werden, bei Primarlehrpersonen stärker als bei Sekundarlehrpersonen.
Mensch-Umwelt-Technik System
Produktion, Verteilung und Nutzung von Mikroverunreinigungen und ihre Eintrittswege ins Gewässer
Medikamente, Kosmetika, Pestizide, Industrieprodukte etc.
Den Menschen als Teil des Systems «Mikroverunreinigun gen im Gewässer» erfahrbar machen
Mit digitalen Applikationen die Dynamik eines Systems und Interessenskonflikte aufzeigen
Weiterführende Fragen, Projekte
Wie können Systemkompetenzen von angehenden Lehrpersonen und von Schüler:innen gemessen werden?
Welche BNE-Kompetenzen können durch digitale Apps gefördert werden?
Wie kann das Fake Social Media Netzwerk in einem Folgeprojekt für das Thema «Kreislaufwirtschaft» genutzt werden?
Prof. Dr. Karin Güdel, Dr. Matthias von Arx & Dr. Swaantje Brinkmann & Dr. Esther Bäumler Pädagogische Hochschule FHNW, Muttenz. Kontakt: karin.guedel@fhnw.ch
Dr. Nadia Schillinger & Dr. Rita Hochstrat, Hochschule für Life Sciences FHNW, Muttenz. Kontakt: Michael Thomann, michael.thomann@fhnw.ch
Dr. Beate Weickgenannt, Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik, Muttenz. Kontakt: beate.weickgenannt@fhnw.ch
Karin Güdel, Matthias von Arx und Angela Thomasius
(Bollmann et al. 2010)
Systemdenken fördern in MINT – SysteMINT
Ziele des Projektes
Angehende Lehrpersonen werden befähigt, mittels moderner MenschUmwelt-Technik Systeme Systemkompetenzen der Lernenden in den MINT-Fächern zu fördern, zu begleiten und zu evaluieren.
Systemdenken in der Ausbildung angehender Primar- und SekundarLehrpersonen an der PH FHNW und bei Interesse auch an anderen PHs in Lehrveranstaltungen verankern.
Digitale Applikationen zur Vermittlung des Systemdenkens und der Förderung von BNE zum Thema Mikroverunreinigungen im Gewässer entwickeln, testen und optimieren.
Zielgruppe: angehende Lehrpersonen und Schüler:innen der Primarstufe und Sekundarstufe I der Fächer NMG, NT und RZG.
Interessenskonflikte aufzeigen und Handlungsentwürfe beurteilen mithilfe eines Fake Social Media Netzwerkes
Mensch-Umwelt-Technik System
Produktion, Verteilung und Nutzung von Mikroverunreinigungen und ihre Eintrittswege ins Gewässer
Medikamente, Kosmetika, Pestizide, Industrieprodukte etc.
Den Menschen als Teil des Systems «Mikroverunreinigun gen im Gewässer» erfahrbar machen
Mikroverunreinigungen in einem Dorf digital simulieren
Produkte
Skript zum Systemdenken für angehende Lehrpersonen Sek I Arbeitsheft und Lehrpersonenheft zum Thema «Mikroverunreinigungen»
Digitale Applikationen für den Erwerb von Systemkompetenzen:
WaterSim App – eine dynamische Simulation von Sonnencrème, Pestiziden und Medikamenten im urbanen Wasserkreislauf
Bubbla App – ein Fake Social Media Netzwerk mit Beiträgen von Biobauer, Chefin Kosmetika-firma, Pharmachef, Abwasserspezialist, Gewässerökologin, Gemeindepräsidentin etc.
Wirkung
Das Interesse und die Selbstwirksamkeit in Bezug auf Systemdenken konnte bei angehenden Lehrpersonen gesteigert werden, bei Primarlehrpersonen stärker als bei Sekundarlehrpersonen.
Mit digitalen Applikationen die Dynamik eines Systems und Interessenskonflikte aufzeigen
Weiterführende Fragen, Projekte
Wie können Systemkompetenzen von angehenden Lehrpersonen und von Schüler:innen gemessen werden?
Welche BNE-Kompetenzen können durch digitale Apps gefördert werden?
Wie kann das Fake Social Media Netzwerk in einem Folgeprojekt für das Thema «Kreislaufwirtschaft» genutzt werden?
Prof. Dr. Karin Güdel, Dr. Matthias von Arx & Dr. Swaantje Brinkmann & Dr. Esther Bäumler Pädagogische Hochschule FHNW, Muttenz. Kontakt: karin.guedel@fhnw.ch
Dr. Nadia Schillinger & Dr. Rita Hochstrat, Hochschule für Life Sciences FHNW, Muttenz. Kontakt: Michael Thomann, michael.thomann@fhnw.ch
Dr. Beate Weickgenannt, Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik, Muttenz. Kontakt: beate.weickgenannt@fhnw.ch
Karin Güdel, Matthias von Arx und Angela Thomasius
(Bollmann et al. 2010)
MINTfluence
MINT-Weiterbildungen für Lehrpersonen
MINtfluence
- richtet sich an praktizierende Lehrpersonen der Volksschule (Z1-Z3), unterstützt sie beim Bildungsauftrag, bei Schüler:innen MINT-Kompetenzen und verbundene Fachkompetenzen zu fördern.
- zeigt auf und stellt zur Diskussion, welchen Einfluss und Stellenwert die „MINT-Welt“ in der Geselschaft, Wirtschaft und Umwelt hat.
Entwicklung zyklusspezifischer und zyklenübergreifender Konzepte von Weiterbildungsangeboten
Entwicklung, Erbrobung und Evaluation erster Weiterbildungselemente zur MINT-Förderung an der Volksschule
MINTiaturen
Erfindungsclub TCG und TxG MINT-Rituale
MINT ist mehr als M+I+N+T Problemlösekompetenz Kreativität
Handlungskompetenz und Transformationswissen
Denk-, Arbeits- und Handlungsweisen 21st Century Learning urs.wagner@phbern.ch; peter.baumann@bfh.ch; https://www.phbern.ch/mint
MINT-Welten
Aebi
S3C Optik Baupraxis Vision Wood
MINT-Fokus
Begabtenförderung
Raumvorstellung
TechBridge
Digitale Math
Sprachhandeln
Gamekultur
New Work
Urs Wagner (PHBern), Peter Baumann (BFH) Sina Schärer
Hänni
Nathalie Glauser
Niederhäusern
Christoph Meier
Markus Romani
Alexander Lehmann
Timea Rusz
Dahlia Holzer
Tim Luginbühl
Margret Scherrer
André Ourednik
Marc Lüthi - Simon JunkerMichael Buser
Tetiana Tverdushka
STEAM: Naturwissenschaft trifft Kunst
PH Bern: Elisabeth Jahnke, Urs Wildeisen, Lukas Jordi, Natalia Funariu, Philippe Sasdi BFH: Peter Baumann, Alex Valach, Norman Baier, Lorin Jenkel
«When you take technology and mix it up with art, you always come up with something innnovative.»
Robert Rodriguez, Regisseur
STEAM: Naturwissenschaft trifft Kunst
Das Studienprofil bietet eine umfassende Erkundung der STEAM-Disziplinen (Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics). Dabei stehen die Synergien zwischen diesen Bereichen im Vordergrund. Wir vereinen Naturwissenschaften und Kunst, um gesellschaftliche Herausforderungen innovativ zu meistern. Das könnten mögliche Lerngelegenheiten sein:
Kreatives Planen und Umsetzen von zielstufengerechten Projektarbeiten
Fächerverbindendes Erkunden von Natur, Kunst und Roboter
Diskriminierungskritisches und gendersensibles Lehren und
Lernen Meine Welt mit und durch Daten erfahrbar machen, visualisieren und kommunizieren
Planung Modul „Natur und Roboter“
Aktivitäten: Umsetzung eines eigenen Projektes im Bereich STEAM (Wahlmodul «Natur und Roboter», FS24
• Ausgangslage: In dem Wahlmodul «Natur und Roboter» an der PHBern haben 8 Studierende aus dem 5. Semester aus dem Zyklus 1 und 2 die Möglichkeit, ein einem kooperativen Team ein eigenes Projekt im Bereich STEAM zu planen, durchzuführen und zu evaluieren.
• Setting: Das Modul (6 Einheiten zu 4 Stunden) besteht aus einer Einführung zu STEAM unter Berücksichtigung von Projektarbeit, Genderaspekte, Einbindung von Kunst / Kreativität, Verordnung LP21 und dem forschenden Zugang. Das eigentliche Projekt (Stratosphärenflug) mit Messdatenerfassung wird in zwei Gruppen geplant, durchgeführt und evaluiert.
• Begleitung: Unterstützt werden die Studierenden von einem Dozenten aus dem Bereich «Medien und Informatik» (PHBern), einer Dozentin aus dem Bereich NMG (PHBern / PHLuzern) und einem Dozenten aus dem Bereich «Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften» (BFH).
• Methode: Der Projektarbeit ist gegliedert nach dem Ablauf der «Planungshilfe MINT-Anlässe».
Ergebnisse
Sicht aus ca. 35‘000 Meter Richtung Westen auf Genfersee. Der Himmel ist auch bei Tag schwarz ohne Atmosphäre. Kamera: GoPro
Datenauswertung siehe QR-Code unten
Bildquellenverzeichnis:
Befüllen des Stratosphärenballons mit Helium. Die Messwerkzeuge, Experimente und Kameras befinden sich in der kleinen weissen Styroporbox. Startort Seeland (Kerzers)
DECLIC
(Dispositif Enseignants de Co-création de Leçons Intégrant la Culture numérique)
Passeraub, J., Kappeler, G., & Bolli, L.
Pour accéder aux documents du Kit :
Déroulement de la séquence DECLIC (figure 1)
Le kit DECLIC – destiné au Cycle 1
1. Le kit DECLIC comprend : une caisse d’objets débranchés pour les élèves, un catalogue explicatif et du matériel d’aide à l’observation et à la planification pour les enseignant·es.
2. L’objectif est de répondre aux défis de l’enseignement dans les premiers degrés en alliant activité à l’initiative de l’enfant (jeu) et activité à l’initiative de l’enseignant·e Les enseignant·es choisissent les contenus disciplinaires MINT à travailler avec les élèves L’enseignant·e concilie ainsi l’intérêt de l’élève avec des objectifs au plus près des connaissances et du développement des enfants
3. Au total, 18 enseignant·es de 12 établissements différents ont été formé·es à l’utilisation du kit DECLIC Plus de 280 enfants ont joué et développé des compétences MINT.
4. Le kit se voudra en libre-accès pour les enseignant·es Pour augmenter sa portée, des journées de formation autour des recommandations édictées dans le catalogue sont et seront organisées à la HEPL.
1. Une séquence DECLIC s’articule sur deux intentions : le recours à des activités initiées par les enfants (losange bleu) ; la mise en place d’activités initiées par l’enseignant·e (losange orange)
2. Dans un premier temps, les enfants explorent et jouent avec le matériel. Les enfants intègrent ce matériel dans des scénarios qu’ils actualisent au 21ème siècle En explorant et en jouant, les élèves donnent de précieuses indications à l’enseignant·e sur leur compréhension du monde numérisé, ainsi que d’autres connaissances
3. Dans un deuxième temps, les enfants sont invités à définir, avec l’aide de l’enseignant·e., un défi en lien avec le scénario qu’ils jouent Ils explorent de nouvelles possibilités et sont invités à identifier la meilleure solution au défi posé
Des enfants (4-6 ans) jouent au zoo : un groupe contrôle l’espace depuis une tour et communique avec l’autre groupe en avion pour récupérer les animaux échappés.
Figure 1 : Séquence DECLIC
Gabriel Kappeler – gabriel.kappeler@hepl.ch
Marilena Cuozzo – marilena.cuozzo@hepl.ch
Daniel Rappo – daniel.rappo@heig-vd.ch
Laurent Bolli – laurent.bolli@heig-vd.ch
Yoann Douillet – yoann.douillet@heig-vd.ch
Jérémie Passeraub – jeremie.passeraub@hepl.ch
Des enfants (4-6 ans) explorent le matériel débranché à leur disposition.
DECLIC
(Dispositif Enseignants de Co-création de Leçons Intégrant la Culture numérique)
Y., Bolli, L.
Captures d’écrans du jeu Declic - Declicapp
Le jeu DECLIC – destiné au Cycle 3
1.Co-création d’un jeu physique (cartes) et numérique (application) d’évaluation de la culture numérique à destination des enseignant·es du cycle 3.
2.Ce jeu a été conçu par des enseignant·es du cycle 3 à l’aide de méthodes et d’outils de design. L’objectif est de permettre aux participant·es de tester et de renforcer leurs connaissances en lien avec le numérique.
3.Au total, 300 questions-réponses ont été créées par les enseignant·es participant·es au projet, réparties en neuf thématiques. Le jeu sera accessible en libre accès via une plateforme en ligne.
4.Ce jeu permet à une communauté d’enseignant·es de partager leurs résultats et de se défier autour de séries de questions. Des mécaniques ludiques, telles que des bonus et des défis, ainsi que des liens vers des sources documentaires, ont été intégrées pour motiver les joueur·ses à progresser et à améliorer leurs connaissances.
5.Dans le futur, d’autres modalités de jeu, au-delà des simples questions-réponses, seront développées afin de favoriser la rejouabilité, de maintenir la motivation, et d’apprendre de nouvelles notions liées au numérique, tout en jouant.
Exemples de questions :
◆ Le réseau 3G existera-t-il encore en 2030?
◆ Qu’est-ce que le « Phubbing » ?
◆ Quelles sont les capacités cognitives de l’IA ?
Pour accéder à la plateforme en ligne Déclic (version beta):
Gabriel Kappeler – gabriel.kappeler@hepl.ch
Marilena Cuozzo – marilena.cuozzo@hepl.ch
Jérémie Passeraub – jeremie.passeraub@hepl.ch
Daniel Rappo – daniel.rappo@heig-vd.ch
Laurent Bolli – laurent.bolli@heig-vd.ch
Yoann Douillet – yoann.douillet@heig-vd.ch
Douillet,
23.10.2024
Algorithmisches Denken in der Sekundarstufe I
Author(s): Barbara Amstalden Morard, Melanie Kieber & Ruedi Arnold
• Zielsetzung:
In diesem Projekt sollen Algorithmisches Denken Aus- und Weiterbildung von Lehrpersonen der Sekundarstufe I in der Region Luzern übertragen werden. Der Schwerpunkt soll dabei auf der Ausbildung für die Fächer Mathematik sowie Medien und Informatik liegen. Dabei wurden verschiedene Angebote für die Vermittlung von "algorithmischen Denken" entwickelt und erprobt. Ebenfalls wurde ein online-(Weiterbildungs)angebot für Lehrpersonen mit Unterrichtsmaterial für den Praxiseinsatz konzipiert. Das Projekt knüpfte dabei an ein Vorgängerprojekt der Region Graubünden (Förderperiode 2017–2020) an. Wir präsentieren hier ausgewählte Resultate.
• Zielgruppen: Ausbildung, Weiterbildung
• Schulstufe: 3. Zyklus
Computational Thinking auf der SEK-I-Stufe fördern
Design-Based-Research Ansatz zur Konzipierung eines Online-(Weiterbildungs)angebots für
Computational Thinking bezeichnet die informatikgeprägte Problemlösekompetenz, welche spezifische Denk- Arbeits- und Handlungsweisen der Informatik zur (allgemeinen) Problemlösung nutzt und damit als fachübergreifende Brücke zwischen Informatik und fachspezifischen Inhalten anderer Fachbereiche fungiert (in Anlehnung an Csizmadia et al., 2015)
Masterarbeit –Ausgangslage & Erkenntnisse
Rhyddm: Interaktive Online Lernumgebung zu rhythmischen Notationen (https://logictraffic.ch/)
LogicTraffic: Interaktive Online Lernumgebung zur Aussagenlogik (https://logictraffic.ch/)
https://ct-inhalte.weebly.com
Exemplarische Beispiele –Onlineangebot mit Unterrichtsmaterial
Deutsch WAH RZG
Einblick in die Primarstufe
Als Teil eines F&E -Projekts im Rahmen des Praktikums des Fachdidaktik Masters “Medien und Informatik” wurde eine Lernumgebung entwickelt, die darauf abzielt, Computational Thinking Kompetenzen bei Kindern der 3./4. Klasse zu fördern. Mit spannenden Aufgaben in einem Dschungel-Setting lernen die Schülerinnen und Schüler spielerisch wichtige Problemlösungsstrategien und kritisches Denken.
Quellen & Referenzen:
• "Enhancing the Role of Computational Thinking in Primary and Secondary Education in Switzerland". Ruedi Arnold, Barbara Amstalden, and Jörg Bader. Poster Abstract in the Proceedings of the 17th Workshop in Primary and Secondary Computing Education (WiPSCE 22), Morschach, Switzerland October 2022 "Computational Thinking auf der Sek-I Stufe fördern". Barbara Amstalden Morard, Masterarbeit PHSZ, 2023 https://doi.org/10.5281/zenodo.10784976
"Computational Thinking: A guide for teachers. Computing At School." Csizmadia, A., Curzon, P., Dorling, M., Humphreys, S., Ng T., Selby, C., & Woollard, J.. 2015. http://computingatschool.org.uk/computationalthinking
• Rhyddm". Online Lernumgebung für rhythmische Notation. https://rhyddm.ch/ LogicTraffic". Online Lernumgebung für boole'sche Aussagenlogik. https://logictraffic.ch/
Kontakt: Prof. Dr. Ruedi Arnold Hochschule Luzern – Informatik Suurstoffi 1 6343 Rotkreuz ruedi.arnold@hslu.ch
Gesamtleitung Region Luzern: Dorothee Brovelli, PH Luzern & René Hüsler, HSLU Departement Informatik
Die fachliche und fachdidaktische Auseinandersetzung im Bereich MINT ist aufgrund der generalistischen Ausbildung von Primarlehrpersonen zeitlich sehr begrenzt.
Ein fokussiertes Angebot zur MINT-Förderung im Rahmen der Ausbildung in der Fachdidaktik Natur, Mensch, Gesellschaft (NMG) ist deshalb sehr bedeutsam
Zielsetzungen
1. Förderung des MINT-Unterrichts
2. Gender-Gap in der MINT-Bildung entgegentreten
3. Kompetenzen und Kräfte bündeln
4. Produkte mit hoher Praxistauglichkeit hervorbringen
Zielgruppe
300 angehende Primarlehrpersonen
MINT-Förderung
Gender-Gap
Produkte
Im Gespräch mit Ingenieurinnen
Instrumente/Angebote
Veranstaltung 1
Ergebnisse/Ausblick
• Die beiden entwickelten
Veranstaltungen wurden ins Curriculum des Ausbildungsmodules NM01.04-PS Perspektivische Welterschliessung: NT und RZG der PH Luzern aufgenommen
• Das Projekt wurde an der Tagung Gendersensibilisierung in der Ausbildung von Natur- und Techniklehrpersonen vorgestellt
• Auszüge aus Veranstaltung 1 finden sich als Publikation* im Sammelband Gendersensibilisierung in der Ausbildung von Natur- und Techniklehrpersonen
Gesamtleitung Region Luzern: Dorothee Brovelli, PH Luzern & René Hüsler, HSLU Departement Informatik
* Hoesli, M., Studhalter, U. & Thaler, E. (2024). Gendersensibilisierung in der Natur-Mensch-Gesellschaft-Ausbildung von Primarlehrer*innen an der Pädagogischen Hochschule Luzern. In M. Hoesli, D. Brovelli & M. Elderton (Hrsg.), Gendersensibilisierung in der Ausbildung von Natur- und Techniklehrpersonen: Beiträge aus Praxis und Forschung (S. 209-219). Bern: hep verlag ag.
Der Traum vom Fliegen
Faszination Fliegen als Hebel für MINT-Bildung
Dimitri Chryssolouris2, Saskia Drossaart van Dusseldorp1, Simon Litschi3, Silvan Wanner2, Tobias Zihlmann1, Franziska Stahl1 , Sebastian Bradford2, Mara Figini2, Gabriele Brand3, Patric Brugger3, Julien Anet1, Matthias Stucki2, Christina Colberg3
Zielsetzung
Über verschiedene Angebote zum Thema «Aviatik» bei Lehrpersonen und somit auch Schülerinnen und Schülern (SuS) Freude an technischen und umweltsystemischen Fragestellungen wecken.
Besonderheit des Projekts
Faszination und Realität des Fliegens
5 Module für Lehrplan unterschiedlicher Zyklen
1. Effizientes Flugdesign
Wie finde ich das optimale Design für mein Flugzeug?
Hier lernen die SuS den Designthinking Prozess kennen und entwickeln einen Prototyp für ein innovatives Flugobjekt unter Berücksichtigung von Aerodynamik und Leichtbauweise. Mit Baumaterial und einer Abschussrampe planen, bauen, testen und überarbeiten sie das Flugobjekt iterativ.
machen.
Projektteam
Das Projektteam aus Fachpersonen zu Aviatik, Didaktik und Ökobilanzierung.
Reichweite
Insgesamt nahmen über 200 Personen an verschiedenen Anlässen teil, an Weiterbildungskursen, Workshops, ausserschulischen Aktivitäten sowie auch Testphasen mit Schulklassen. Dabei wurden 30 Lehrpersonen, 50 Studierende, 75 SuS, 8 Forschende sowie etwa 40 weitere Interessierte erreicht.
2.
Drohnen
Welche Chancen und Risiken birgt die neue Technologie für die Gesellschaft?
Im Drohnen Modul erkunden die SuS das Thema Drohne aus verschiedenen Blickwinkeln. Der Fokus liegt dabei auf der eigenständigen Lernerfahrung. Es wird ihr Einsatzbereich betrachtet und anhand haptischer Materialien die technischen Aspekte erarbeitet.
3.
Fussabdruck des Fliegens
Welche Auswirkungen aufs Klima hat mein Reiseverhalten?
Die SuS berechnen ihren persönlichen Klimafussabdruck, untersuchen den Anteil des Fliegens daran und lernen spielerisch die Auswirkungen von Reisen mit unterschiedlichen Verkehrsmitteln zu beurteilen
4. Alternative Antriebssysteme
Kann eine Airline gleichzeitig gewinnbringend und nachhaltig planen?
Mit Hilfe eines Kartenspiels lernen die SuS in diesem Modul verschiedene Antriebsarten von Luftfahrzeugen kennen. Der Fokus liegt auf dem spielerischen Erarbeiten der Einsatzgebiete und Limitationen. Dabei wird strategisches und unternehmerisches Denken gefördert und für Nachhaltigkeit sensibilisiert.
5. Flughafen
Wie muss der Flughafenbetrieb organisiert sein, um auf (unerwartete) Ereignisse reagieren zu können?
Am Beispiel des Flughafens werden komplexe Systeme und MINT-Berufe vorgestellt. Die SuS übernehmen Berufsrollen, lösen interdisziplinäre Challenges und diskutieren Diversität und Nachhaltigkeitskonzepte.
1Zentrum für Aviatik, ZHAW Technikumstrasse 71, 8400 Winterthur
2Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen, ZHAW Grüentalstrasse 14, 8820 Wädenswil
processus de conception pour une innovation technologique responsable à l’école obligatoire
Auteur·e·s : Delphine Schumacher, Patrick Roy, Anja Küttel, Bernard Masserey, Mario Ramalho, Stanislas Baudin, Helene Kolly
L’écoquartier comme thème fédérateur d’une culture du bâti pour une société durable (CH)
Attributs caractéristiques d'un écoquartier :
Sobriété énergétique
Gestion optimale des ressources
Bâti durable
Valorisation du vivant
Bien-être et vivre-ensemble
Economie responsable
Niveau de durabilité forte
(Norton,2005;Sterling,2011)
N1: Changements conformatifs
N2: Changements réformatifs
N3: Changements transformatifs
Phase 5
Coanalyse de situations d’enseignementapprentissage
Phase 4
Mise en œuvre/à l’épreuve de situations d’enseignementapprentissage
Echanges avec des ingénieur·e·s, visite du site en présence d’un architecte, utilisation d’un cahier de charge, mise en œuvre d’un master plan, modélisation numérique, etc
Phase 1
Cosituation d’un problème d’enseignementapprentissage
Outils culturels et sémiotiques (OCS) (Jaubert et al., 2004)
Phase 2
Coconstruction d un problème d’enseignementapprentissage
Phase 3
Conception de situations d enseignementapprentissage
Comment engager des élèves dans une démarche d’enquête inter(trans)disciplinaire visant la conception d’un écoquartier?
Projet de réhabilitation du site de la caserne militaire de la Poya en quartier durable
Intention: Développer des compétences MINT chez des élèves
➢ Comprendre l'impact social des développements technologiques
➢ Approche globale d’un problème (identification des différentes facettes d’un problème complexe et formulation de questions à investiguer)
➢ Imaginer de nouveaux possibles (formulation de propositions ciblées/pistes de solutions locales tenant compte des tensions globales existantes)
➢ Passer d’une idée à sa mise en forme concrète (choix, modélisation et/ou mise en œuvre d’une solution opérationnelle)
➢ Intelligence collective (collaborer, communiquer, partage des tâches dans la collecte d’information et l’opérationnalisation des solutions)
HEP/PH FR Haute Ecole pédagogique Fribourg Delphine.schumacher@edufr.ch I Patrick.roy@edufr.ch I anja.kuettel@edufr.ch I helene.kolly@edufr.ch
HEIA Haute école d’ingénierie et d’architecture Fribourg bernard.masserey@hefr.ch I stanislas.baudin@hefr.ch
EMF Ecole des Métiers Fribourg Mario.ramalho@edufr.ch
MINTo the mountains
MINT-Bildung: Praxisnah und interdisziplinär
Mit dem Projekt «MINTo the Mountains» verfolgt die Pädagogische Hochschule Graubünden in Kooperation mit der Fachhochschule Graubünden das Ziel, das bestehende MINT-Förderprogramm «MINTmobil» weiterzuentwickeln. Den Lehrpersonen aller drei Zyklen werden die neuen Technologien vorgestellt und es wird ihnen exemplarisch aufgezeigt, wie sie die MINT-Inhalte aus dem Lehrplan 21 kompetenzorientiert und fächerverbindend vermitteln können Dies anhand problemorientierter Aufgabenstellungen aus der Lebenswelt der Kinder sowie aktueller Unterrichtsthemen (z B «Folgen» in Mathematik oder «Programmieren» in Medien und Informatik oder dem Thema «Fliegen» in NMG) Dabei werden einerseits das Fachwissen und andererseits die Future Skills wie Kooperation, Kommunikation, Kreativität und kritisches Denken gefördert.
Lehrkräfte stärken: Fortbildung und praktische Erfahrung
Die Weiterbildungsangebote sind auf die beteiligten Lehrpersonen abgestimmt und verbinden theoretische Informationen und praktische Erfahrungen Dozierende der Fachstelle MINT der PHGR bzw. der FHGR schulen die Lehrpersonen vor Ort und arbeiten zudem mit deren Klassen. Die Beobachtung und Umsetzung exemplarischer Unterrichtseinheiten in der eigenen Klasse ist damit – neben der Auseinandersetzung mit aktuellen Theorien – ein wesentlicher Bestandteil der Weiterbildung Dieses Konzept ermöglicht eine praxisnahe Reflexion und Weiterentwicklung des eigenen Unterrichts Die Lehrpersonen bringen ihre Fähigkeiten und Bedürfnisse ein und gestalten die Weiterbildung aktiv mit. Im Anschluss agieren sie als Multiplikatorinnen/Multiplikatoren im Schulhausteam. Parallel können sie sich beispielsweise im CAS Pädagogischer ICT-Support, CAS Informatik oder im CAS Bildung im digitalen Wandel weiter spezialisieren
Effektive Lehrerfortbildung: Passgenaue Unterrichtseinheiten direkt in der Schule
Mit dem vorliegenden Projekt werden Weiterbildungsangebote für Lehrpersonen konzipiert, welche mit dem MINTmobil zu den Schulen gebracht und direkt vor Ort durchgeführt werden
Aktuell beteiligt am Projekt: (Stand Juni 2024)
Reto Cadosch, Michael Dunst, Ulrich Hauser, Dominik Jörg, Tanja Jud, Petra Klingenstein, Bernhard Matter, Alexandra Maximova, Lilian Ladner, Pascal Lütscher, Rico Puchegger, Ursin Solèr Martin Studer
Die Lehrperson kann die Umsetzung in der Klasse beobachten
Lehrpersonen und Dozierende analysieren die Phänomene, Themen und Aufgabenstellungen
Schüler und Schülerinnen erklären ihre Lösungswege der Lehrperson
Lilian Ladner, Martin Studer
MINTo the mountains
MINT-Bildung: Praxisnah und interdisziplinär
Mit dem Projekt «MINTo the Mountains» verfolgt die Pädagogische Hochschule Graubünden in Kooperation mit der Fachhochschule Graubünden das Ziel, das bestehende MINT-Förderprogramm «MINTmobil» weiterzuentwickeln. Den Lehrpersonen aller drei Zyklen werden die neuen Technologien vorgestellt und es wird ihnen exemplarisch aufgezeigt, wie sie die MINT-Inhalte aus dem Lehrplan 21 kompetenzorientiert und fächerverbindend vermitteln können Dies anhand problemorientierter Aufgabenstellungen aus der Lebenswelt der Kinder sowie aktueller Unterrichtsthemen (z B «Folgen» in Mathematik oder «Programmieren» in Medien und Informatik oder dem Thema «Fliegen» in NMG) Dabei werden einerseits das Fachwissen und andererseits die Future Skills wie Kooperation, Kommunikation, Kreativität und kritisches Denken gefördert.
Lehrkräfte stärken: Fortbildung und praktische Erfahrung
Die Weiterbildungsangebote sind auf die beteiligten Lehrpersonen abgestimmt und verbinden theoretische Informationen und praktische Erfahrungen Dozierende der Fachstelle MINT der PHGR bzw. der FHGR schulen die Lehrpersonen vor Ort und arbeiten zudem mit deren Klassen. Die Beobachtung und Umsetzung exemplarischer Unterrichtseinheiten in der eigenen Klasse ist damit – neben der Auseinandersetzung mit aktuellen Theorien – ein wesentlicher Bestandteil der Weiterbildung Dieses Konzept ermöglicht eine praxisnahe Reflexion und Weiterentwicklung des eigenen Unterrichts Die Lehrpersonen bringen ihre Fähigkeiten und Bedürfnisse ein und gestalten die Weiterbildung aktiv mit. Im Anschluss agieren sie als Multiplikatorinnen/Multiplikatoren im Schulhausteam. Parallel können sie sich beispielsweise im CAS Pädagogischer ICT-Support, CAS Informatik oder im CAS Bildung im digitalen Wandel weiter spezialisieren
Effektive Lehrerfortbildung: Passgenaue Unterrichtseinheiten direkt in der Schule
Mit dem vorliegenden Projekt werden Weiterbildungsangebote für Lehrpersonen konzipiert, welche mit dem MINTmobil zu den Schulen gebracht und direkt vor Ort durchgeführt werden
Aktuell beteiligt am Projekt: (Stand Juni 2024)
Reto Cadosch, Michael Dunst, Ulrich Hauser, Dominik Jörg, Tanja Jud, Petra Klingenstein, Bernhard Matter, Alexandra Maximova, Lilian Ladner, Pascal Lütscher, Rico Puchegger, Ursin Solèr Martin Studer
Die Lehrperson kann die Umsetzung in der Klasse beobachten
Lehrpersonen und Dozierende analysieren die Phänomene, Themen und Aufgabenstellungen
Schüler und Schülerinnen erklären ihre Lösungswege der Lehrperson
Lilian Ladner, Martin Studer
TEILPROJEKT MATHEMATIK
DR. BERNHARD MATTER | DR. PETRA KLINGENSTEIN | TANJA JUD | DOMINIK JÖRG
ENTWICKLUNG EINES WEITERBILDUNGSANGEBOTS ZUM MATHEMATISCHEN ARGUMENTIEREN
Vor dem Hintergrund eines ko-konstruktivistischen Lernverständnisses ist die Förderung inhalts- und prozessbezogener Kompetenzen ein zentrales Anliegen des Mathematikunterrichts auf allen Schulstufen. Die Erfahrung zeigt jedoch, dass die ausgewogene Förderung aller prozessbezogenen Kompetenzen anspruchsvoll ist und im Mathematikunterricht oft das Operieren und Benennen dominiert Vor allem Phasen des Erforschens und des Argumentierens finden wenig Platz (vgl Benz, Peter-Koop u Grüssing, 2015; Brunner, 2014; Erziehungs-, Kultur- und Umweltschutzdepartement Graubünden, 2016; Krauthausen, 2018; Wittmann, Erich Ch u Müller, 2012)
An diesem Punkt setzt das vorliegende Teilprojekt an. Es wird ein Weiterbildungsangebot entwickelt, welches Lehrpersonen darin unterstützt, mathematisches Argumentieren in ihrem Unterricht zu implementieren.
Kick-off
| Kennenlernen Projektteam und Lehrpersonen
| Darlegung des Projekts
| Ziele und Ablauf
Exemplarische Unterrichtseinheit
| Durchführung einer exemplarischen Unterrichtseinheit zum mathematischen Argumentieren durch das Projektteam in jeder Klasse
| Gemeinsame Reflexion der Unterrichtseinheit
| Diskussion der Ziele der Lehrperson
Team-Teaching
| Gemeinsame Planung einer Unterrichtseinheit zum mathematischen Argumentieren (Doppellektion) aus dem Curriculum durch eine Lehrperson und ein Projektmitglied
| Gemeinsame Durchführung der geplanten Unterrichtseinheit
| Reflexion
| Festlegung nächster Ziele
Eigener Unterricht
| Entwicklung und Durchführung von Unterrichtseinheiten zum mathematischen Argumentieren durch Lehrperson mit Beratung durch Projektmitglied
| Dokumentation
| Diskussion und Reflexion der gemachten Erfahrungen mit dem Projektmitglied
| Festlegung nächster Ziele
Beratungsangebot
| Implementierung des mathematischen Argumentierens im eigenen Unterricht
| Freiwilliges Beratungsangebot nach dem Hol-Prinzip
ARGUMENTATIONSPROZESSE
Entdecken
Beschreiben
Hinterfragen
Verallgemeinern
(vgl. Bezold, 2010; Brunner 2020)
ARGUMENTIEREN FÖRDERN
▪ Geeignete Aufgaben auswählen
▪ Zum Entdecken anregen und den Entdeckungen Raum geben
▪ Warum-Fragen stellen und Weil-Antworten einfordern
▪ Verallgemeinerungen suchen
▪ Interaktion fördern
▪ Forschertipps und Forscherwerkzeuge thematisieren
WEITERBILDUNGSANGEBOT FÜR LEHRPERSONEN: ESCAPE-SPIELE IM NMG-UNTERRICHT
IM RAHMEN DES MINT-PROJEKTS DER PHGR WURDE EIN WEITERBILDUNGSANGEBOT ENTWICKELT, UM LEHRPERSONEN PRAXISNAH IN INNOVATIVEN
LERNMETHODEN ZU SCHULEN DABEI LIEGT DER FOKUS AUF DEM EINSATZ VON ESCAPE-CLASSROOM-SPIELEN, DIE NATURWISSENSCHAFTLICHE INHALTE AUS DEM LP21 SPIELERISCH UND INTERAKTIV VERMITTELN
ZIEL DIESER FORTBILDUNG IST ES, LEHRPERSONEN DABEI ZU UNTERSTÜTZEN, IHRE FACHKOMPETENZEN IM BEREICH DER NATURWISSENSCHAFTEN ZU ERWEITERN. DAZU WURDEN SPEZIELLE ESCAPE-BOXEN ENTWICKELT, DIE FACHSPEZIFISCHE INHALTE MIT DEN 4K-KOMPETENZEN (KRITISCHES DENKEN, KREATIVITÄT, KOMMUNIKATION, KOOPERATION) VERKNÜPFEN UND DEN SCHÜLER EIN SPANNENDES, MOTIVIERENDES UND LEHRREICHES ERLEBNIS BIETEN.
IN DEN KURSEN LERNEN DIE TEILNEHMENDEN, EIGENE THEMEN NACH DEM ESCAPE-BOX-PRINZIP ZU GESTALTEN UND IN IHREM UNTERRICHT EINZUSETZEN
Einstieg
| Kennenlernen der Lehrpersonen, Bedürfnisse klären
| Darlegung des Projekts
| Ziele und Ablauf
Exemplarische Unterrichtseinheit
| Durchführung einer exemplarischen Unterrichtseinheit zu einem obligatorischen LP21-Thema
| Diskussion der Erfahrungen der Lehrpersonen
Reflexion der Erfahrungen
| Was macht guten Unterricht aus?
| Wie kann man SchülerInnen zum Lernen begeistern?
| Wie kann man sinnvolle Fachinhalte vermitteln?
I Welche fachlichen und überfachlichen Kompetenzen werden geschult?
Eigener Unterricht
| Entwicklung einer eigenen Escape-Box und Durchführung von eigenen Unterrichtsthemen durch Lehrpersonen mit Beratung
Beratungsangebot
| Implementierung des Wissens in den eigenen Unterricht
| Freiwilliges Beratungsangebot nach dem Hol-Prinzip
ZIEL DER ESCAPE-BOXEN:
✓ SPIELERISCH WICHTIGE KOMPETENZEN WIE KREATIVES PROBLEMLÖSEN, KRITISCHES DENKEN, KOMMUNIKATION UND KOLLABORATION IM KLASSENZIMMER FÖRDERN.
✓ SCHÜLERINNEN FÜR INTERESSANTE INHALTE BEGEISTERN.
✓ FREUDE AM LERNEN WECKEN
TEILPROJEKT NT „RAKETEN“
URSIN SOLÈR, MSC ETH & LEHRDIPLOM IN PHYSIK
„RÖHRLI“-RAKETE
1. Ausschneiden und Formen des Raketenkörpers mit Hilfe eines Bleistifts
2. Schneide die Flossen aus und bringe sie an
3. Biege die Flossen
4. Anfertigen der Raketenspitze durch Verdrehen und zukleben
5. Bereite dich auf den Start vor: Stecke die Rakete auf ein Röhrli und suche einen freien Startplatz
4 Raketen = 4 Lerneinheiten die aufbauend oder einzeln unterrichtet werden können und an Vorwissen in den Themenfeldern Spiel/Freizeit, Mechanik/Transport und Energie/Elektrizität anknüpft in Deutsch & Rumantsch Grischun
Die SuS werden anwendungsorientiert durch verschiedene Bereiche der Geometrie (Winkel, Distanz/Länge/Strecke), Bewegung, Position/Höhe, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Energie, Luftwiderstand, Auftrieb, („Kraft“ nicht als physikalischer, sondern als Alltagsbegriff) geführt und die Lerninhalte motiviert.
Anhand von Gruppenarbeit (Hands-On, mit Predict-ObserveExplain und Productive Failure Komponenten) wird ein kontinuierlicher Austausch und zwischen den SuS und Innovation bei der Aufgabenlösung gefördert.
Die Lerneinheit wurde zusätzlich mit Hintergrundinformationen ergänzt, welche den Lehrpersonen zusätzliches Material für erweiterte Aufgabenstellungen bieten.
Allgemeine Vorkenntnisse wie Messen, Daten interpretieren, Schätzen, Zahlenverständnis, Geometrie und räumliches Vorstellungsvermögen, Trigonometrie sind hilfreich und werden in diesem Unterricht gefördert.
Damit stellen diese Unterrichtseinheiten den Bezug zum Lehrplan 21 her und schafft eine Verbindung von Natur, Mensch, Gesellschaft (NMG), Mathematik, Design & Technik sowie Töne und Geräusche, führt ein in das wissenschaftliche, technische Arbeiten und fördert die Bewegung im Freien und die Beschäftigung mit Natur und Naturwissenschaften.
Flugbahn
Flugbahn
TEILPROJEKT TECHNIK
ENTWICKLUNG EINES WEITERBILDUNGSANGEBOTS ZUM THEMA „WARUM FLIEGT EIN FLUGZEUG“
Das MINT-Projekt soll unter anderem das Interesse und die Faszination für Natzrwissenchaft und Technik fördern. Deshalb wurde ein Weiterbildungsprogramm entworfen, das ein komplexes Thema so aufbereitet, dass es auch an Primarschulen Platz finden kann.
Wie beim Mint-Mobil üblich erfolgt die Weiterbildung direkt in den Unterricht integriert, indem zu Zeiten, in denen die Lehrkraft von einem Experten/einer Expertin geschult wird, eine andere Lehrperson die Klasse übernimmt
Um ein Flugzeug zum Fliegen zu bringen, muss man viele Einzelaspekte kombinieren Die wichtigsten und grundlegenden davon werden Schritt für Schritt mit einfachsten Experimenten eingeführt.
Im weiteren Verlauf des Unterrichts werden dann die Einzelkomponenten kombiniert, um am Ende ein eindrücklich flugfähiges Gerät in den Händen zu halten.
Kick-off
| Kennenlernen Projektteam und Lehrpersonen
| Darlegung des Projekts
| Ziele und Ablauf
Exemplarische Unterrichtseinheit
| Durchführung einer exemplarischen Unterrichtseinheit zu Grundlagen der Aerodynamik mit Hauptfokus auf Praktische Versuche
| Gemeinsame Reflexion der Unterrichtseinheit
Team-Teaching
| Gemeinsame Planung einer Unterrichtseinheit zu Grundlagen der Aerodynamik durch eine Lehrperson der PHGR und einen Dozenten der FHGR
| Gemeinsame Durchführung der geplanten Unterrichtseinheit
| Reflexion
| Festlegung nächster Ziele
Eigener Unterricht
| Anpassen, Ergänzen und Erweitern der Unterrichtseinheit durch Lehrperson mit Beratung durch Projektmitglied
| Dokumentation
| Diskussion und Reflexion der gemachten Erfahrungen mit dem Projektmitglied
Beratungsangebot
| Freiwilliges Beratungsangebot nach dem Hol-Prinzip
PROF -DR. ULRICH HAUSER-EHNINGER | RICO PUCHEGGER
ILLUSTRATIONEN
EXPLORATIVES
MINTO THE MOUNTAINS
TEILPROJEKT INFORMATIK ZYKLUS 1&2
| MARIO CONRAD | PASCAL LÜTSCHER | RICO PUCHEGGER |
ENTWICKLUNG EINES WEITERBILDUNGSANGEBOTS ZU "BE-GREIFBARER" INFORMATIK
Gemäss Lehrplan 21 wird Informatik oft als abstrakte Materie wahrgenommen. Um dies zu überwinden, sollen Informatikkonzepte anschaulich und praxisnah vermittelt werden. Der Einsatz von Sensoren, Aktoren und Robotern verbindet theoretische Informatik mit der realen Welt der Schülerinnen und Schüler. (vgl. Lehrplan21 | Medien und Informatik | Didaktische Hinweise)
In diesem Teilprojekt wurde ein Weiterbildungsangebot entwickelt, das Lehrpersonen dabei unterstützt, «Begreifbare Informatik» durch den Einsatz von educational robots im Unterricht umzusetzen Diese Roboter dienen als vielseitige didaktische Hilfsmittel, um Informatik fächerübergreifend und praxisnah umzusetzen.
Gemeinsamer Start mit der Klasse:
Die Weiterbildung beginnt im Klassenzimmer, wo die Lehrperson gemeinsam mit den Schülerinnen und Schülern in das Thema eingeführt werden. Dies schafft einen authentischen Kontext für die anschliessende Fach- und Methodenschulung.
Fach- und Methodenschulung:
In einem separaten Raum erfolgt eine intensive Auseinandersetzung mit den Grundlagen der "be-greifbaren Informatik" und dem im Unterricht eingesetzten Robotik-System. Die Lehrperson erprobt das LEGO SPIKE Essential Set und entwickeln ein Verständnis für dessen Potenzial im Unterricht.
Praxiseinblick und Reflexion:
Die Lehrperson hat die Möglichkeit, ihre Klasse während der Umsetzung zu beobachten und die Lernprozesse der Schülerinnen und Schüler zu reflektieren. Dies bietet wertvolle Einblicke in die Lernfortschritte und Herausforderungen der Kinder.
Entwicklung und Anpassung eigener Unterrichtseinheiten:
Die Lehrperson wird befähigt, eigene, dem Lehrplan 21 entsprechende Unterrichtseinheiten zu entwickeln und die "begreifbare Informatik" nachhaltig in ihrem Unterricht zu integrieren.
Nachhaltigkeit und Vernetzung:
Nach Abschluss der Weiterbildung agieren die teilnehmenden Lehrpersonen als Multiplikatoren innerhalb ihrer Schulen. Sie teilen ihr Wissen und ihre Erfahrungen mit Kolleginnen und Kollegen, fördern so den Schulentwicklungsprozess und stärken die MINTKompetenzen des gesamten Kollegiums.
LITERATUR / MATERIAL
DIDAKTISCHER ANSATZ
Hohe Anforderungen und Weiterentwicklung
Breite Entfaltungsmöglichkeiten
Niedrige Einstiegshürden
DIE IDEE DES KONSTRUKTIONISMUS
Der LEGO SPIKE Roboter wurde im Geiste des Konstruktionismus von Seymour Papert entwickelt, der auf dem Konstruktivismus aufbaut. Dieser Ansatz besagt, dass Menschen am besten lernen, wenn sie etwas mit persönlicher Bedeutung selbst konstruieren und dabei das nötige Wissen erwerben und anwenden. Der LEGO SPIKE Roboter fördert genau dieses aktive, praktische Lernen, indem Schülerinnen und Schüler durch Bau und Programmierung eigene Ideen umsetzen und dabei Informatikkonzepte begreifbar machen
Papert, S. (1980). Mindstorms: Children, computers, and powerful ideas. Basic Books. Resnick, M. (2017). Lifelong Kindergarten: Cultivating Creativity through Projects, Passion, Peers, and Play. MIT Press.
und Naturwissenschaften verstehen und erklären – eine Chance für Sachunterricht, Gendergerechtigkeit und Sprachförderung
Author(s): Svantje
Schumann
Zielsetzung und Relevanz
Wir alle sind heutzutage konfrontiert mit vielen Film-Angeboten im edukativen Bereich – wichtig ist das Einschätzenkönnen der Qualität sowie das Bewusstsein für Verständnisprozesse der Kinder und die Bedeutung von Gender- und Sprachaspekten –hier setzt das Projekt an im Bereich Schulbildung (Schwerpunkt Primarstufe), Lehrpersonenaus- und weiterbildung und Forschung.
Bildungspotential von Filmen
Filme lassen sich im individuellen Tempo anschauen, d. h. man kann sie beliebig stoppen, Teile wiederholen oder auch überspringen. Zudem ergeben sich Möglichkeiten, Unterricht zu individualisieren, da spezifische Filme für spezifische Kinder bereitgestellt werden können – auch in verschiedenen Sprachen! Werden Filme von Schülerinnen und Schülern selbst erstellt, bieten sie eine hervorragende Möglichkeit, Wissen zu verarbeiten und Erkenntnisse darzustellen.
Thema und Frage zur Diskussion
Verständnisaufbau ist dann begünstigt, wenn an Erfahrungen, über die Sich-Bildende verfügen, angeknüpft werden kann. Über welche technischnaturwissenschaftlichen Grunderfahrungen verfügen Kinder in verschiedenen Altersstufen heutzutage und wie ist das Interesse der Kinder selbst an diesen Erfahrungen?
Bildungspotential von Dialogen
Wichtig ist, über dem Erklären die Kinder nicht zu vergessen –also nicht die Kinder zu passiven Rezipienten von fertigen Erklärungen werden zu lassen, sondern zu überlegen, wie Kinder in ihrem Verständnisaufbau mit Filmen aber auch mit Klassengesprächen bzw. Dialogen unterstützt werden können. Hier sensibilisiert das Projekt: wie kann man Klassengespräche bzw. Dialoge mit Kindern führen? Wie an die Erfahrungen der Kinder anknüpfen?
Materialien für Lehrpersonen
Vielfältige Materialien wurden und werden entwickelt und bereitgestellt, u.a. Filme zu verschiedenen Phänomenen/Themen, Anleitungen für das Erstellen von Filmen mit Kindern oder Einblicke in Dialoge mit Kindern:
Wagenscheintagung (anerkannte Weiterbildung)
Auf den jährlich stattfindenden Wagenscheintagungen gibt es Workshops, in denen die jeweils über 200 Dozierenden, Lehrpersonen sowie Studierenden gemeinsam versuchen, Phänomene zu erschliessen
Weiterführende Forschung und Entwicklung
Auch in 2025 bleiben wir am Ball und werden weiter zu den Themen Verständnisaufbaufilme, Klassengespräche zum Verständnisaufbau und Erfahrungen von Kindern als Grundlage von MINT-Verständnis (Stichwort: Anschlussfähigkeit) forschen und didaktische Materialien entwickeln. Bei Interesse nehmen Sie sehr gerne Kontakt mit uns auf via email: svantje.schumann@fhnw.ch
für Technik: Prof. Dr. Christian Rytka (christian.rytka@fhnw.ch), Hochschule für Life Sciences: Prof. Dr. Christoph Hugi (christoph.hugi@fhnw.ch) & Victor Misev, Pädagogische Hochschule: Prof. Dr. Svantje Schumann (svantje.schumann@fhnw.ch), Prof. Dr. Thomas Lindauer, Dr. Matthias von Arx, Lorenz Möschler, Roger Mäder, Natalie Brügger, Corinne Ruesch Schweizer, Anne-Françoise Gilbert
Hochschule
Kettenreaktion
PHLU: Peter Bussmann, Stefanie Kocherhans, HSLU T&A: Marco de Angelis, Christian Spathelf, Eveline Thaler, Markus Thalmann
In Zusammenarbeit mit der PHLU und der HSLU T&A wurde in einer Zeitspanne von 3 Jahren ein Kettenreaktion-Workshop erarbeitet. Die Bedingung war, dass die 3 Disziplinen Maschinentechnik, Elektrotechnik und Bauingenierwesen, sowie die Kompetenzen des LP21 vom Fach TTG vertreten sind.
Dieser Workshop wird mit Studierenden im Rahmen der Primarausbildung im 4. Semester im Fach TTG durchgeführt und ermöglicht physikalischen Phänomene, wie Elektrizität, Bewegung und Statik, durch einfache Experimente erfahr- und begreifbar zu machen.
Die Offenheit der Anlage und das breite Experimentierfeld fördern Kreativität, Kommunikationsverhalten und persönliches Engagement.
Allgemeines Material
Elektrotechnik Maschinentechnik
Peter Bussmann peter.bussmann@phlu.ch
Stefanie Kocherhans stefanie.kocherhans@phlu.ch
Bauingenieurwesen
Eveline Thaler eveline.thaler@hslu.ch
Natürliche Regelkreise überall
Regelkreise – Circuits logiques
Wir treffen, ohne es zu merken, an verschiedensten Stellen dieser Welt geregelte Systeme an. Ökosysteme, chemische Gleichgewichte, Hormonhaushalte und der freie Markt haben alle etwas gemeinsam. Sie bilden Dazu braucht es nur zwei Grössen die sich gegenseitig beeinflussen, und zwar einmal negativ und einmal positiv.
Die Populationen verschiedener Spezies in einem Ökosystem bleiben stabil. Verantwortlich ist ein Regelkreis von Räubern und Beutetieren.
Aktivierung verschiedenen Reaktionen
Negative Rückkopplung→ das System wird nicht überlastet
Die Populationen verschiedener Spezies in einem Ökosystem bleiben stabil. Verantwortlich ist ein Regelkreis von Räubern und Beutetieren.
Nachhaltige Produkte:
1. Webseite zu Regelkreisen mit zahlreichen interaktiven OnlineAktivitäten
2. Feedback-Loop-Simulator-App
3. Unterrichtsmaterial für Lehrpersonen
4. Materialboxen mit Klassensätzen an
Weitere Achievements
1. Sechs halbtägige Lehrpersonen-Weiterbildungen durchgeführt
2. Sieben selbst gebaute Verstärker gebaut
3. Zehn Klassensätze mit elektronischen Bauteilen
4. LEGO-ähnliches Bauklotz-System für Regelkreise entwickelt
Co-Leiter Professur
Ziele des Projekts Regelkreise
1. Die Lücke zwischen Lehrplan-Erwartung und LehrpersonenKompetenzen schliessen.
2. Das wichtige Thema Regelkreise in seiner ganzen Breite und Tiefe für die Sekundarstufe I aufbereiten.
3. Online-Selbstlernkurs mit interaktiven Aktivitäten für interessierte Lehrpersonen anbieten.
4. Unterrichtsmaterial und Klassensätze an Elektronischen Bausätzen zum direkten Einsatz im Klassenzimmer bereitstellen.
5. Niederschwellige Weiterbildungskurse nach dem Konzept «La main à la pâte» aufgleisen.
6. Hands-On-Experimente für die Sekundarstufe I und für die Lehrpersonen-Weiterbildung entwickeln.
Technische Regelkreise überall
In unserer direkten Umgebung treffen wir ebenso an zahlreichen Stellen geregelte Systeme an. Die Heizung hält das Haus warm, aber nicht heiss, der Kühlschrank hält das Bier kalt aber gefriert nicht und selbst fahrende Autos bleiben dank einem Regelkreis schön auf der Mitte der Strasse.
Die Grundbausteine moderner Regelsysteme sind einfach zu verstehen und mit wenig ElektronikBauteilen kann in der Schule leicht ein eigener Regelkreis gebaut werden.
Fortgeschrittene Lehrpersonen sowie Schülerinnen und Schüler können mit unserem Material ihren eigenen Audio-Verstärker bauen.
Studiengangleiter Elektro- und Naturwissenschaftsdidaktik Informationstechnik
Tibor Gyalog
Sebastian Gaulocher
Tibor Gyalog, Sebastian Gaulocher, Jonathan Jost ,Anna Veston, Miklos Lenner, Thomas Besselmann, Achim Dannecker
