Lehr-Lern-Labore und Digitalisierung (eBook)

Vorwort 6
Förderhinweis 9
Inhaltsverzeichnis 10
Herausgeber- und Autorenverzeichnis 14
Lehr-Lern-Labore und Digitalisierung 24
Strömungen in der Lehr-Lern-Labor-Landschaft als Folge der Digitalisierung 24
Digital gestützte Lehr-Lern-Labore (Teil I in diesem Band) 26
Digitale (Lehr-Lern-)Labore (Teil II in diesem Band) 27
Innovative digitale Labor-Lehrformate (Teil III in diesem Band) 29
Lehr-Lern-Labore in der Corona-Pandemie (Teil IV in diesem Band) 30
Veränderungen der Merkmale von Lehr-Lern-Laboren infolge des Einbezugs von Digitalisierungsaspekten 31
Strukturelle Ebene: Lernorte und Curricula 31
Einbindung von Schülerinnen und Schülern 33
Komplexität in Lehr-Lern-Laboren 34
Fazit 36
Literatur 37
Digitalisierung als Inhalt von Lehr-Lern-Laborarbeit 40
Computational Playground 41
Problemaufriss 41
Theoretischer Bezugsrahmen 42
Forschungsstand 45
Forschungsfragen und Forschungsdesign 46
Stichproben 48
Ergebnisse 48
Literatur 50
Simulieren und mathematisches Modellieren mit digitalen Werkzeugen im Lehr-Lern-Laborseminar 54
Einleitung 54
Theoretischer Hintergrund 55
Mathematisches Modellieren mit digitalen Werkzeugen 55
Aufgabenkompetenz zum Lehren des Simulierens und mathematischen Modellierens mit digitalen Werkzeugen 56
Ein Lehr-Lern-Laborseminar zum Simulieren und mathematischen Modellieren mit digitalen Werkzeugen 58
Forschungsfrage 61
Methodik 61
Studiendesign und Stichprobe 61
Testinstrument 63
Ergebnisse 63
Diskussion 64
Literatur 66
Förderung von digitalisierungsbezogenen Kompetenzen von angehenden Physiklehrkräften mit dem SQD-Modell im Projekt DiKoLeP 68
Einführung 69
Theoretischer Hintergrund 69
Professionelle Handlungskompetenz 69
Professionswissen 70
Motivationale Orientierung 70
SQD-Modell zur Vorbereitung von Lehramtsstudierenden auf den Einsatz digitaler Medien 71
Charakteristika der Seminare 72
Gemeinsamkeiten der Standorte 72
Spezifika des Seminars in Tübingen und Graz 74
Spezifika des Lehr-Lern-Labor-Seminars in Aachen 74
Fragestellungen 75
Evaluation 75
Quantitative Erhebungen 76
Stichprobe 76
Erhebungsinstrumente 76
Qualitative Erhebungen 77
Stichprobe 77
Durchführung 78
Ergebnisse 78
Quantitative Ergebnisse 78
Qualitative Ergebnisse 79
Diskussion und Ausblick 80
Literatur 81
Das Lehr-Lern-Labor als Baustein zum Aufbau digitalisierungsbezogener Kompetenzen im Physik-Lehramtsstudium 84
Einleitung 84
Konzeption des fachdidaktischen Experimentierpraktikums 85
Die technologiebezogenen Inhalte der Lernarrangements 86
Das Lehr-Lern-Labor-Setting 88
Forschungsfragen zum Lehr-Lern-Labor-Setting 90
Methodik 90
Ergebnisse der ersten Durchführung des Lehr-Lern-Labor-Settings 92
Weiteres forschungsmethodisches Vorgehen 94
Literatur 95
Experimentierfähigkeiten stärken, Diagnostizieren lernen und digitalgestützt Feedback geben 97
Theoriebezogene Herleitung 97
Konzeption eines differenziert-situierten LLL-Seminars 99
Forschungsfragen 101
Methodik 102
Design und Stichprobe 102
Instrumente 102
Ergebnisse 103
Varianten in der Praxisnähe 103
Situierung und Lernmotivation 104
Selbstwirksamkeit & Motivation zum Einsatz digitaler Medien
Fazit & Ausblick
Literatur 109
Lern – und Erlebnislabor Industrienatur (LELINA) 111
Projektziele 112
Industrienatur – Rückgrat der Biodiversität der Metropole Ruhr 112
Didaktisches Konzept von LELINA 113
Theoretisch-konzeptionelle Rahmung 113
Zielgruppe Schülerinnen und Schüler: Lern- und Erlebnismodule 115
Zielgruppe Lehramtsstudierende: Lehr-Lern-Labor 117
Empirische Studie 118
Fragestellungen 118
Design, Stichprobe und Instrument 118
Ergebnisse der quantitativen Befragung 119
Ergebnisse der qualitativen Befragung und der teilnehmenden Beobachtung 121
Diskussion und Ausblick 122
Literatur 124
Language Learning Futures 126
Introduction 126
Teaching-Learning-Lab TEFL 127
Theoretical Framework 128
Methods 129
Instrument 130
Participants 131
Results 131
Discussion 134
References 136
Lehr-Lern-Labor-Seminare mit Oberstufenschülerinnen und -schülern 139
Lehr-Lern-Labore in den Bildungswissenschaften 139
Wissenschaftspropädeutisches Arbeiten und argumentative Kompetenzen 140
Kooperatives Arbeiten mit digitalen Tools 141
Konzeption des Lehr-Lern-Labors 141
Evaluation des Lehr-Lern-Labors 142
Stichprobe 142
Mehrperspektivische Unterrichtswahrnehmung 143
Erfassen der fachlichen und fachdidaktischen Kompetenzen der Studierenden zum Thema schriftliches Argumentieren 143
Erfassen der pädagogischen und technologischen Kompetenzen der Studierenden 146
Erste Ergebnisse 146
Fazit 148
Literatur 149
Innovative Lehr-Lernräume für Digitalisierung 152
Das TUM-DigiLLab: Lehr-Lernraum sowie Forschungs- und Entwicklungsumgebung zur Förderung digitaler Kompetenzen 153
Theoretischer Hintergrund 153
Lehr-Lernraum 154
Forschungs- und Entwicklungsumgebung 155
Aus der Praxis: KI als Lehr-/Lerngegenstand 156
Literatur 156
Lernräume erfahren und gemeinsam „praktisch“ erleben in der Didaktischen Werkstatt 158
Einleitung 158
Didaktische Zielsetzungen 159
Hybrider Lehr-Lernraum als Parcours 160
Aus der Praxis: Parcours im Einsatz 161
Diskussion und Ausblick 162
Literatur 162
Konzeption eines transdisziplinären Makerspace für die Primarstufe an der HU Berlin 163
Einführung 163
Ziel und Konzeption des Makerspace 164
Einbindung in Aus- und Fortbildungsmaßnahmen für Lehrkräfte 165
Aus der Praxis: Fächerverbindende Lehre 165
Literatur 166
DigiLLabs@JMU an der Professional School of Education der Julius-Maximilians-Universität Würzburg 168
Konzeption 169
Ziele 170
Einbindung 170
Literatur 172
Die digitalen Lehr-Lern-Labore der Universität Bamberg als Bindeglied zwischen Theorie, Praxis und Forschung 173
Das Bamberger Modell zur Lehrerinnen- und Lehrerbildung in der digitalen Welt 173
Ziele der Labs 174
Einbindung in die Lehramtsbildung 175
Aus der Praxis: Lehre im Sprachen-LLab 176
Literatur 177
P18: Vom Seminarraum zum HSE Digital Teaching and Learning Lab 178
Genese und Konzeption 178
Ausstattung und Ziele: Das Lab als Ermöglichungsraum 179
Aus der Praxis: Virtual Reality und Geschichtsvermittlung am Beispiel der Geschichte des Nationalsozialismus 181
Literatur 181
Analoger Raum für digitale Bildung an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg 183
Allgemeines 183
Ziel 184
Zielgruppe 184
Aufbau und Ausstattung 185
Evaluation 185
Aus der Praxis: Selbstlernstationen 186
Literatur 187
Theorie- und Praxisverzahnung im ilab@KU 188
Kontext 188
Konzeption 189
Raumkonzept 189
Ziele und Zielgruppen 190
Aus der Praxis: Lernstationen zur Informationstechnik 190
Literatur 191
Experimentelle Escape Games im Lehr-Lern-Labor Ex3-Lab des Fachbereichs Chemie 193
Einleitung 193
Konzeptionelle Beschreibung des Labs 194
Ziele des Labs 195
Einbindung in die Lehramtsausbildung 195
Aus der Praxis: Baustein eines Escape Games 196
Literatur 197
Das DigiLLab der Universität Bayreuth 198
Ziele und Voraussetzungen 198
Umsetzung und Labore 199
Aus der Praxis: Lehre im InnovativeLearningLab 200
Ausblick 201
Literatur 202
DigiLLab der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 203
Konzeptionelle Beschreibung 203
Zielstellungen 204
Einbindung des DigiLLabs der FAU in die Lehrkräftebildung 205
Aus der Praxis: Onlinemodule 206
Literatur 206
The Basement – ein Klassenraum der Zukunft am Leibniz-Institut für Bildungsmedien 208
Konzeption und Zielsetzung 208
Das kulturwissenschaftliche Profil 209
Verbindendes Lernen 210
Aus der Praxis: Über Social Media lernen 211
Literatur 212
Digitale Transformation von Lehr-Lern-Laboren 213
Entwicklung und Einsatz von VR-Lernszenarien für den Lehrkompetenzaufbau 214
Einleitung 214
Theoriebezogene Herleitung 216
Konzeption zum Lehr-Lern-Labor(-Seminar) 218
Die VR-Klassensimulation ‚CLASIVIR 1.0‘ 218
VR-Lehr-Lern-Labor-Seminar mit ‚CLASIVIR 1.0‘ 219
Pilotierung und Erste Befunde zu CLASIVIR 1.0 220
Design und Stichprobe 220
Erste Befunde der Pilotstudie 221
Implikationen und Ausblick 222
Literatur 224
„Es erschien mir eine unüberwindbare Mauer zu sein.“ 228
Ozeane digital im Lernlabor Wattenmeer erforschen 228
Struktur des Seminars 229
Topia als virtueller Praktikumsraum mit integrierbaren digitalen Tools 231
Erprobte Lerneinheiten unter besonderer Berücksichtigung der digitalen Tools 232
Plastik in unseren Ozeanen 232
Öl im Meer 235
Studierende reflektieren digitale Medien und Kompetenzen – ein Ergebnisauszug 236
Lehr-Lern-Labor digital und analog im Vergleich 240
Ausblick 240
Literatur 241
Das Seminar ‚Digitale Aufgaben‘ 242
Einleitung 242
Theoretische Rahmung 243
Das Lehr-Lern-Labor-Seminar ‚Digitale Aufgaben‘ 245
Die digitale Technologie STACK 245
Struktur und Ziele des Lehr-Lern-Labor-Seminars ‚Digitale Aufgaben‘ 245
Ergebnisse des Lehr-Lern-Labors: Eine digitale STACK-Aufgabe einer Studentin und ihre Reflexion 249
Diskussion und Fazit 251
Diskussion der konzeptionellen Besonderheiten 251
Fazit und Ausblick 253
Literatur 254
Fach- und mediendidaktische Verschränkung digitaler Lern- und Arbeitsmittel 257
Medienkompetenzanforderungen an Berufsschullehrkräfte 257
Virtuelle Klassenräume als Lerninstrumente 258
Enterprise-Resource-Planning Software als Arbeits- und Lerninstrument 259
Systematische Entwicklung eines medienkompetenzfördernden Seminarkonzeptes 260
Methodologischer Zugang auf Projektebene 260
Erster Prototyp des Seminarkonzeptes 261
Methodisches Vorgehen der ersten (Teil-)Evaluation 262
Ergebnisse der Evaluation 264
Diskussion und weiteres Vorgehen 266
Literatur 267
Lehr-Lern-Laborarbeit unter Bedingungen der Corona-Pandemie 271
Mathe ist mehr @everywhere 272
Lehr-Lern-Labore als Impulsgeber für Mathematikunterricht in Distanz 272
Lernumgebung zu funktionalen Zusammenhängen 274
Ein Konzept zu Funktionen entwickeln 274
Experimente fördern funktionales Denken 275
Konzeptentwicklung auf zwei unterschiedlichen Wegen 275
Das Baumhaus-Projekt 276
Die Varianten des Lehr-Lern-Labors 276
Vorteile und Hürden der Varianten 278
Empirische Begleitstudie 280
Stichprobe und Auswertungsmethoden 281
Ergebnisse der Begleitstudie 282
Diskussion der Ergebnisse 283
Fazit 284
Literatur 285
„Man kann beim Experimentieren nicht über die Schulter schauen.“ 288
Einleitung 288
Lerngelegenheiten im Lehr-Lern-Labor 289
Zielsetzung der Studie 290
Das Projekt Forschen@Home 290
Vorbereitungsphase 291
Praxisphase 291
Digitaler Lehr-/Lernraum 292
Stichprobe und Methodik 293
Ergebnisse 294
Herausforderung für die Studierenden in der Vorbereitungsphase 294
Herausforderungen für die Studierenden in der Praxisphase 294
Kommunikation 295
Herausforderungen für die Schülerinnen und Schüler aus Studierendensicht 296
Einschätzungen zu tet.folio 296
Zusammenfassung und Einordnung 297
LLLS zu Pandemiezeiten – Lessons Learned 298
Implikationen für das Format Lehr-Lern-Labor 299
Literatur 300
Hybrides Lehr-Lern-Praktikum 302
Grundvorstellungen fördern im Mathematik-Labor ‚Mathe ist mehr‘ 302
Herausforderungen der Pandemie als Lehr-Lern-Gelegenheit 303
Konzept des hybriden Lehr-Lern-Praktikums (MatheLead) 304
Förderung digitaler Kompetenzen der Lehrenden durch das hybride Lehr-Lern-Praktikum 307
Implikationen für die Lehre 309
Umsetzungsbeispiel für von Studierenden selbst erstellten digitalen Lernangeboten 310
Literatur 312
Digital oder konventionell? 314
Einleitender Kontext 314
Theoretischer Hintergrund 315
Motivation, Flow-Erleben und Lernemotionen 315
Digitale Medien und Computerselbstkonzept 317
Forschungsfragen 318
Methoden 318
Zielgruppe und Studiendesign 318
Erhebungsinstrumente und Datenauswertung 319
Ergebnisse 320
Erwartungshaltungen im Lehr-Lern-Labor (LLL) 320
Motivation, Flow-Erleben und Lernemotionen 321
Erwartungshaltungen und Computerselbstkonzept im digitalen Lehr-Lern-Labor (LLL) 322
Diskussion und Fazit 324
Literatur 326
Motivational Orientations in Teaching-Learning Laboratories in Chemistry 329
Introduction 329
Theoretical Background 330
Teacher Self-Efficacy 330
Interest 332
Research Aims and Research Questions 332
Method 333
Sample 333
Study Design 334
Data Analysis 335
Results 336
Teacher Self-Efficacy 336
Situational Interest (SI) 337
Discussion 337
Teacher Self-Efficacy 337
Situational Interest 338
Conclusion and Implication for Further Research and Practice 338
References 339