Wagenschein

… heißt das andere Schwerpunktthema meiner mündlichen Staatsprüfung in EW.

Wie zum ersten Thema hab ich dazu eine Mindmap erstellt.

Eigentlich fern vom „exemplarischen“ und „sokratischen“ Prinzip hat Wagenschein eine Handvoll „genetische Faustregeln“ aufgestellt, um sich, trotz widriger Vorraussetzungen (z.B. Einzelstunden), einem genetischen Lehren annähern zu können:

1. Erst das Erstaunliche (durchaus schwere), dann das Selbstverständliche (einfache).
2. Erst das Naturphänomen, dann das Laborphänomen.
3. Erst qualitativ, dann quantitativ.
4. Erst das Phänomen, dann die Theorie, dann das Modell.
5. Erst die Entdeckung, dann die Erfindung.
6. Erst der Einzelfall, dann das Allgemeine.
7. Erst die Muttersprache, dann die Fachsprache.
8. Erst die Langsamen, dann die Schnellen.
9. Erst die Mädchen, dann die Jungen.

Das Ganze ist natürlich (von mir) stark gekürzt! Wagenschein führt die einzelnen Punkt genauer aus – auch um Missverständnisse zu vermeiden (z.B. Punkt 8). Ich denke diese Punkte sind aber eine recht gute Richtlinie für den wissenschaftlichen Unterricht – auch wenn er nicht nach Wagenschein erfolgen soll. Und zumindest lohnt es sich darüber nachzudenken.

Literatur: Wagenschein, M. (1991). Verstehen lehren. Genetisch – Sokratisch – Exemplarisch. Weinheim/ Basel: Beltz Verlag

Programmieren mit Schülern in authentischen Problemkontexten

Seit einiger Zeit beschäftigt mich die Frage, wie man mit Schülern problemorientiert programmieren kann (authentischer Problemkontext). Beim Programmieren im Unterricht ergibt sich meiner Einschätzung nach schnell das Problem, dass konkrete Bedürfnisse, die ein Computerprogramm erfordern, fehlen. Ich selbst habe damals einen Taschenrechner (also einen, wie er in jedem Betriebssystem vorinstalliert ist) programmiert und andere unnütze Dinge.

Da Informatik bzw. ITG in Baden-Württemberg eh in die anderen Fächer integriert ist, bietet sich eine Kooperation mit dem Fach Technik an. Im Bereich der Informationstechnik gibt es den Aspekt „Steuern und Regeln“. Der Computer kann hierbei als Hilfsmittel dienen.

Man könnte z.B. mit den Schülern ein Projekt mit einem Gewächshaus durchführen (vielleicht sogar fächerübergreifend mit Biologie/ NWA). Also erst anhand irgendwelcher biologischer Gesichtspunkte planen, dann bauen, usw.
Der Punkt, an dem die Informatik und die Informationstechnik ansetzt ist das Problem, dass im Gewächshaus eine bestimmte Temperatur und Luftfeuchte gehalten werden muss. Mit Temperaturfühlern, etc. kann man diese Werte messen und über ein Interface (das die Schüler vielleicht sogar selbst herstellen) an den Computer weitergeben. Diese müssen dort mit einem Programm ausgewertet werden welches wiederum Befehle an Befeuchter etc weitergibt (EVA-Prinzip).

Mögliche Algorithmen wären z.B.:

• Wenn die Luftfeuchtigkeit unter 70% fällt, schalte den Befeuchter ein, ansonsten mache nichts.
• Wenn der Bestäuber eingeschaltet ist und Luftfeuchtigkeit über 80%, schalte den Befeuchter aus.
• Direkte Steuerung: Öffne Lüftungsklappen, etc.
• Zeitgesteuert: Setze t (Timer) auf 100. Ziehe pro Sekunde 1 ab. Solange der Timer >0 ist schalte Gießsystem alle 7sek 3sek lang ein.
• …

Ich denke bis auf das letzte Beispiel, welches eher was für Experten ist, sollten diese Algorithmen für alle Schüler machbar sein. Die Schüler lernen dabei ein zentrales Konzept der Informatik den Algorithmus, mit wesentlichen Konzepten wie Folge, Schleife und Verzweigung kennen. Die Schüler schreiben also ein Programm, das eine Vorschrift für die Lösung eines Problems enthält (vgl. Def. Algorithmus in Schneider/ Werner (2007). Taschenbuch der Informatik).

Wer hat weitere Ideen, wie man mit Schülern problemorientiert programmieren kann?

Weiterführender Link:
http://lehrerfortbildung-bw.de/faecher/technik/rs/steuern/

Bionik vor der Schultür

Heute morgen fiel mir direkt vor meiner Schule ein Busch auf an dem wohl mehrere Spinnen ihr Tagwerk getan haben. Er war übersäht mit vielen Spinnennetzen. Ich habe mit meinem Handy sofort ein paar Bilder geschossen:

In Worten: Das Spinnennetz überzog den Busch, angeknüpft an viele Ästchen mit einem dichten Netzdach. Zudem herrlich mit Morgentau überzogen. Ein Anblick für die Götter!
Sofort musste ich an Analogien in der Bautechnik denken. So ist z.B. das Dach des Münchner Olympiastadions bei den Spinnen abgeschaut. Oder auch die im Volksmund trefflich bezeichnete „Spinne“ der PH Ludwigsburg. Spinnen sind einfach tolle Tiere!

Das ganze nennt sich dann Bionik. Technik, die ihre Ideen aus der Natur entnimmt.
Es gibt viele weitere Beispiele dazu:

• Das Flugzeug –> Vogel (erst Da Vinci dann Liliental)
• Der Klettverschluss –> von einer Pflanze
• Der Echolot –> von den Delphinen
• Der Propeller –> Diese Früchte vom Ahornbaum
• …
• Wer kennt noch weitere Beispiele?

Da ich morgen noch ein Block Technik bei meinen 8ern unterrichte, werde ich die günstige Gelgenheit nutzen und fern vom eigentlichen Thema „Technisches Zeichnen“ einen kleinen Lerngang über Bionik machen.
Ich erhoffe so bei meinen Schülern ein tieferes Verständnis von Technik zu schaffen. Ganz auch im Sinne des Mehrperspektivischen Ansatzes unserer Päpste Wilkening und Schmayl.

Grüße an meinen Kommilitonen Jörg, der über dieses schöne Thema seine Zula schreibt :-)

Wagenschein und Co.

Gestern hat sich mein Betreuungslehrer in Physik als heimlicher Wagenschein Verehrer entpuppt. Martin Wagenschein ist ein Physiker, der in der Physikdidaktik einen alternativen und teilweise recht umstrittenen Ansatz zum herkömmlichen Ansatz, wie ihn warscheinlich so ziemlich jeder kennt, entwickelt hat.
Nach ihm soll Physikunterricht sokratisch, genetisch und exemplarisch sein.
Jedenfalls habe ich die Chance genutzt und einmal versucht das anzuwenden was Herr Laukenmann uns im ersten Semester hat versucht näher zu bringen. Da ich mein Fahrradkettenmodell doch noch nicht behandelt habe traf sich das ganz gut.
Inspiriert von Wagenschein plante ich also meinen Unterricht. Ich nahm mir dabei vor das FK-Modell ganz im Sinne Wagescheins zu behandeln. Das Wissen soll dabei in den SuS selbst entstehen (genetisch). Ich selbst trete nur als „unwissender Moderator“ auf, der durch die richtigen Fragen das Wissen aus den SuS herauszukitzeln (sokratisch). Ob das FK-Modell im Sinne Wagenscheins exemplarisch ist sei einmal dahingestellt.
Leider haben sich meine tolle Überlegungen in der Praxis nicht so bewährt wie geplant. Sehr schnell bin ich wieder dazu übergegangen Dinge einfach zu „verraten“ um mehr oder weniger möglichst schnell zu einem zufriedenstellenden Ergebnis zu kommen anstatt die „Leere zu ertragen“. Zudem habe ich es als sehr schwer empfunden die richtigen Fragen zu stellen, sodass Wissen genetisch entstehen kann, ohne dass ich die Lösung vorweg nehme. Auch mein Betreuungslehrer meinte, dass ein Unterricht nach Wagenschein seiner Ansicht nach sehr schwer umzusetzen sei.
Aber ich glaube nichts ist unmöglich. In diesem Fall kann glaube ich Übung den Meister machen. Und ein Versuch war es allemal wert. Zudem habe ich nichts verloren, da die SuS den Stoff meiner Einschätzung nach trotzdem verstanden haben – wenn auch nicht genetisch ;-)

Schade, dass im Physikstudium Wagenschein zu kurz kommt.

Das Fahrradkettenmodell zum elektr. Stromkreis

Am Donnerstag werde ich die Ehre haben Achtklässler in die Geheimnisse des Stromkreises einzuweihen.
Eine Verantwortungsvolle Aufgabe, wie ich finde.
Es gilt falschen Vorstellungen, wie „Strom wird verbraucht“ oder ähnlichem, von vorne rein einen Riegel vorzuschieben. Begriffe wie Stromverbraucher sind dabei sehr kritisch zu sehen.

Ich will versuchen dies an dem Fahrradkettenmodell zu verdeutlichen, da Fahrräder den Schülern aus dem Alltag bekannt sind.
Die Kettenglieder stehen für die Elektronen die Energie transportieren. Dort wird die übertragene Energie für die Bewegung des Rades genutzt. Dadurch aber, dass keine Kettenglieder wegfallen kann man sehr gut sehen, dass Energie nicht verbraucht wird und es auch wieder ein „Weg zurück“ geben muß.
Ein Stromkreis muß also geschlossen sein.

Detailliertere Infos zu Modellen der E-Lehre und speziell zu diesem findet man in einem Vorlesungsskript von Thomas Wilhelm der Uni Würzburg. Kapitel 5.4.2