Was heißt und zu welchem Ende Hochschule 4.0 · 2016. 10. 6. · Was heißt und zu welchem Ende...

Hans-Georg Weigand, Jan Wörler, Wolfgang Weigel (Universität Würzburg)

Was heißt und zu welchem Ende führt eLearning in der

Hochschule 4.0 ?

Was heißt und zu welchem Ende

Letztes erhaltenes Originalmanuskript

Schiller Antrittsvorlesung 1789

Schiller Antrittsvorlesung 1789

Beim Studium der Universalgeschichte ….• …. rationale Durchdringung der Geschichte • …. das alleinige Aufzählen von Fakten nützt nichts! • …. es geht um die zentralen Ideen der Entwicklung der Menschheit

Der „Brotgelehrte“ Der„philosophische Kopf“

1. Was heißt (Mathematik) lernen?

Wissensaneignung (Lernen) ist ein individueller, selbsttätiger und konstruktiver Prozess!

Inhalt, Stoff (Mathematik)

Inhalt, Stoff (Mathematik)

Erkennen von Grundstrukturen

Fähigkeit, Probleme zu lösen

Anwendungen kennen

Fachsprache beherr-schen –„Kommunizieren“

können

Beziehungen zu anderen

Wissenschaften

Philosophische, historische,

soziale Aspekte kennen

Selbstständigkeit, Kreativität,

Kritikfähigkeit, …

2. Heute und die Hoffnungen von gestern –bzgl. besseren Lernens

Comenius (1592-1670)

„So sehet hier ein neues Hülffsmittel vor die Schulen!“

„Wird es eine Erfindung seyn/ viel leichter/ als bißhergeschehen/ die Knaben lesen zulehren.“

(Orbis sensualium pictus, 1658).

Didactica magna (1657): „Alle alles ganz zu lehren!“

1972 Erster TRab 1976 TR im MU (1984/85 SR1 im MU der ehm. DDR)

Taschenrechner - GDM-Stellungnahme 1978

1972 – HP 35

• Entdeckendes Lernen, Problemlösen lernen• Wirklichkeitsnähe: Anwendungsaufgaben mit

realitätsadäquaten Zahlen• Entlasten von rein rechnerischen Tätigkeiten • „Tiefgreifende Veränderung der Zielsetzungen des

Mathematikunterrichts“ (Winkelmann 1978)

… Einsatz in der Schule

Erste Personal-Computer ab 1980 …

Commodore 3008 – 8 kB Arbeitsspeicher

1985 Casio fx-7000G

1995 TI-92

Erste ICMI Study (1986)

Technologien werden im Mathematikunterrichtwie ein neuer aktiver Vulkan wirken – der altemathematische Berg wird vor unseren Augendahinschmelzen.”

Erste ICMI Study (1986)

Technologien werden im Mathematikunterrichtwie ein neuer aktiver Vulkan wirken – der altemathematische Berg wird vor unseren Augendahinschmelzen.”

“Niemand kann behaupten, dass sich die vor 20 Jahren geäußerten Erwartungen erfüllt hätten.” (S. 464)

ICMI Study 17 (2010)

OECD 2015

The results also show no appreciable improvements in studentsachievements in reading, mathematics or science in thecountries that had invested heavily in ICT for education.

OECD 2015

„Ein zweiter Schwerpunkt, den ich setzen möchte, ist die Digitalisierung. Da brauchen wir einen großen und guten Schritt nach vorn. Die Debatte der vergangenen Jahre ging in meinen Augen häufig am Thema vorbei, es ging um die Frage, ob alle Kinder in der Schule ein Tablet brauchen. … Ich glaube aber, wir benötigen einen ganzheitlichen Ansatz – dass digitale Bildung nicht nur Technik und den Umgang mit Endgeräten umfasst, sondern auch eine neue Art des Lernens und Arbeitens.“ (C. Bogodan)

SZ vom 8. Jan. 2016 – Claudia Bogedan

3. Lernen und digitale Medien (eLearning)

Was ist eLearning?

„Alle Formen von Lernen, bei denen elektronische oder digitale Medien … zum Einsatz kommen.“ 1)

1) Michael Kerres in: Hohenstein & Wilbers (2016). Handbuch E-Learning

Forschungsergebnisse zu elearning: 1)

• elearning führt nicht automatisch zu besserem oder effektiverem Lernen. Innovative Lehr-Lernprozesse müssen angestoßenwerden.

• elearning kann selbstgesteuertes Lernen fördern und kannAnsätze zu Handlungskonzepten und Lerntransfer unterstützen. (problembasierte Lernen, Lernen mit Fällen und in Projekten)

• Etablierung von elearning erfordert ein Einbetten DT in eine Gesamtstruktur und -strategie des Lehrens und Lernens.

(So auch in Wikipedia!)

Digitale Organisations- und

Kommunikationsplattform

Lernmaterialien

4. eLearning in der (Didaktik der) Mathematik

eLearning in der (Didaktik der) Mathematik – heute!

www.madin.net

www.mathematik-digital.de

CaseTrain

VHB-Kurse

Basketball

VHB-Online-Prüfungen

5. Zwei Beispiele zum Lernen unter Verwendung von Medien/E-Learning

(Dr. Jan Wörler u.

Dr. Wolfgang Weigel)

(m)ein Problem

Beispiel: Übungsaufgabe zum Thema: Satz des Pythagoras

[…] Erläutern Sie einen Ausschnitt aus einer Unterrichtseinheit, in dem ihr gewähltes Thema schülergerecht erklärt und veranschaulicht wird. Begründen Sie Ihr Vorgehen unter didaktisch-methodischen Gesichtspunkten. […]

Beispiellösung - Übungsaufgabe

Lösungsansatz

1. Schriftliche Planung

2. Lehrvideo

3. Bewertung der Lehrvideos

4. Transfer der schriftlichen Planungen

Lösungsansatz – techn. Umsetzung

1. Schriftliche Planung Papier/Stift

2. Lehrvideo Video (Moodle/Stick)

3. Bewertung der Lehrvideos Papier/Stift

4. Transfer der schriftlichen Planungen Papier/Stift

Beispiel: Umsetzung Video

techn. Umsetzung - Variation

1. Schriftliche Planung Moodle (Aufgabe)

2. Lehrvideo Video (Moodle/Stick)

3. Bewertung der Lehrvideos Moodle (geg. Bewertung)

4. Transfer der schriftlichen Planungen Moodle (Aufgabe)

(vorläufiges) Fazit

Medien, insbesondere E-Learning kann helfen Lernziele zu verfolgen.

(m)ein Problem

Beispiel: Übungsaufgabe zur Raumgeometrie im Schulbuch

aus: Elemente der Mathematik 8, Schroedel-Verlag, Braunschweig (S. 236)

Idee: Zerlegen in geometrische Grundkörper

Aber: Was mache ich, wenn ich die Grundkörper aus der Abbildung nicht entnehmen kann?

Beispiel: Übungsaufgabe zur Raumgeometrie im Schulbuch

Problem:Kein Realmodell verfügbar

Idee:Virtuelles Modell verwenden

Umsetzung mit Augmented Reality

aus:

Ele

men

te d

er M

athe

mat

ik8,

Sc

hroe

del-V

erla

g, B

raun

schw

eig

(S. 2

36)

Problemlösung: Virtuelle Modelle verwenden

Verknüpfung virtueller Modelle mit Lehrbüchern

Idee:Marker im Lehrbuch

aus:

Ele

men

te d

er M

athe

mat

ik5,

Sc

hroe

del-V

erla

g, B

raun

schw

eig

(200

7), S

. 137

Vorteil: (Intuitives!) Operieren mit virtuellen Objekten in der realen Welt

Ferner:Andere Aufgabenformate möglich

Welchen Umriss kann der Schatten des Körpers haben?

Beispiele:

Wie kann die Schnittfläche des Körpers mit einer Ebene aussehen?

Verknüpfung virtueller Modelle mit Lehrbüchern

Beispiel: Körperschnitte

AR-Apps zum Ausprobieren unter:http://ar.dmuw.de

6. Und die Zukunft?

BMBF

Die Wirtschaft steht an der Schwelle zur vierten industriellen Revolution. Durch das Internet getrieben, wachsen reale und virtuelle Welt zu einem Internet der Dinge zusammen. Mit dem Projekt Industrie 4.0 wollen wir diesen Prozess unterstützen.

Industry 4.0

Education 4.0

1.02.0

3.0

4.05.0

Education 1.0 – 2.0 – 3.0 – 4.0 – 5.0?

MP 7. Juli 2016

Als Beispiel ….Dänemark

oder ….Estland – 23. Mai 2015

SZ 31. Mai 2016 – Münchner Gymnasien

Schon seit dem Jahr 1999 versucht die Stadt, die EDV-Ausstattung an Schulen zu verbessern, alle Bildungseinrichtungen modern auszustatten und mit einer Breitbandverbindung an das Netz anzuschließen.

Oncampus GmbH

www.oncampus.de/weiterbildung-fortbildung/mooin/schule40-mooc.html

15. Mai 2016

Stanford online - … MOOCs

Sind MOOCs die Lösung?

9. April 2016

Stanford-Präsident John Hennessy

„Die Vorstellung, MOOCs könnten das Rückgrat der akademischen Bildung im 21. Jahrhundert werden, hat sich nicht bewahrheitet. Die Abbrecherquoten waren enorm, die Heterogenität der Gruppen macht ein sinnvolles Curriculum fast unmöglich.“

Sind MOOCs die Lösung?

9. April 2016

Stanford-Präsident John Hennessy

Hennessy: Nicht ganz. Die Vorlesung als Format wird aussterben und durch neue Formate ersetzt werden, Flipped-Classroom-Modelle zum Beispiel, wo Sie sich das Wissen zu Hause selbst erarbeiten und es dann im Präsenzkurs praktisch anwenden. Es wird auch mehr Video-Lehreinheiten geben. Außerdem werden wir intelligente automatische Tutorensysteme haben, die anhand individueller Stärken und Schwächen Online-Übungsprogramme für unsere Studenten erstellen. Wir werden also Veränderungen erleben, aber sie werden nicht alles über den Haufen werfen.

ZEIT: Der Stanford-Campus im Jahr 2060 wird also im Großen und Ganzen so aussehen wie der Campus von 2016?

Sind MOOCs die Lösung?

9. April 2016

Stanford-Präsident John Hennessy

ZEIT: Für die gesamte Exzellenzinitiative stehen im Jahr 500 Millionen Euro zur Verfügung.

Hennessy: Das entspricht dem jährlichen Budget einer unserer sieben Fakultäten.

Thesen zum Schluss – im Hinblick auf Lernen 2.0 … 3.0

• Klassische Vorlesungen (unterstützt durch IWB, Animationen, PPP, „Klicker“, … ) werden bleiben.

• Virtuelle Vorlesungen werden zunehmen (VHB) – aber mit (live-)Betreuung, vor allem als Ergänzung zu live-Vorlesungen (auch Webinare).

• Individuelles Arbeiten (Lehrvideos, Blogs, …) wird zunehmen

• „Flipped Classroom“ wird – kurzzeitig? – zunehmen.

• 3-D-Visualisierungen eröffnen neue Möglichkeiten

• Online-Prüfungen werden – in manchen Fächern – zunehmen

Die zentralen Fragen:

• Wie ist das – didaktische – Gesamtkonzept des Lehrens und Lernens?

• Welche Ziele?

• Tragen Methoden (Medien) zur Erreichung dieser Ziele bei?

Das w@r’s – D@nke schön!weigand@mathematik.uni-wuerzburg.de

www.dmuw.de