Was, wenn man in seiner Lehr-Laufbahn vieles aufgeschnappt hat und nach und nach in seiner Lehre unterbringt?

Wenn man dabei von allen diesen Tools und Methoden begeistert ist und dies gerne mit andern teilen möchte? Wenn zudem die eigene Lehre (fast) alle Schwerpunkte abdeckt? Dann hüpft man wohl am besten in einem Pecha-Kucha-Vortrag, am besten in einem Science Slam Stil, durch die Themen und hofft, damit ein Appetitanreger für andere zu sein!

Angesiedelt in der Studieneingangsphase, zur Förderung Studierender mit Einstiegsschwierigkeiten (= Ziel des MINT-Kollegs), mit Eingangsquizz, Inverted Classroom mit Lehrvideos für zu Hause und Peer Instruction vor Ort, Diskussionen, Feedbacks und betreutes Aufgabenrechnen – es buntes Menü aus mehreren Gängen in Reimen serviert!

In dem Vortrag geben wir einen Einblick in das an der htw saar entwickelte Future Skills Modell und zeigen anhand eines Praxisbeispiels auf, wie die Förderung von Future Skills in einem quantitativen Modul gelingen kann.

Was sind Future Skills? Im Rahmen des Vortrags betrachten wir Future Skills als fachübergreifende Kompetenzen, Fähigkeiten und Fertigkeiten, die Menschen befähigen, Herausforderungen in der aktuellen und künftigen (digitalen) Arbeitswelt und im Alltag zu begegnen. In dem an der htw saar entwickelten Future Skills Modell wurden insgesamt 17 Future Skills identifiziert.

Wie können Future Skills in die bereits bestehende Lehre integriert werden? Der Fokus des Vortrags liegt darin dem Plenum ein Lehr-Lernkonzept vorzustellen, das zeigt, wie Future Skills integrativ und eng verzahnt mit fachlichen Inhalten gefördert werden können. Die Struktur des Konzepts baut auf einem Wechsel zwischen asynchronen und synchronen Lernphasen auf, wie man es z.B. aus dem Konzept des Lernteam Coachings kennt (LTC nach Fleischmann et al., 2006). In den Selbstlernphasen bearbeiten Studierenden im LTC-Format fachliche Aufgaben und absolvieren interaktive Lernvideos zu verschiedenen Future Skills. In den anschließenden synchronen (hybriden) Lernphasen werden die Future Skills und die fachlichen Inhalte gemeinsam durch Übungen, Reflexionsphasen und Diskussionen vertieft. Beispielsweise erstellten und diskutieren die Studierenden anschließend an die Selbstlernphasen zu den Themen Lernstrategien und Integralrechnung eine individuelle Mind-Map zur Integralrechnung.

Was werden Sie nach dem Vortrag mitnehmen können? Sie als Teilnehmende werden einen Einblick bekommen, wie Lehre gemäß des Lehr-Lernkonzepts des LTCs strukturiert werden kann. Sie werden den aktuellen Entwurf des Future Skills Modells der htw saar verstehen und Beispiele für Methoden und Übungen kennen, mithilfe derer Future Skills und fachliche Inhalte trainiert und in das Gesamtkonzept integriert werden können. Es werden Anregungen gegeben, wie der Lernerfolg evaluiert werden kann.

Eine kompetenzorientierte Lehrkräftebildung erfordert, dass Bildungswissenschaften, Fachdidaktik und Fachwissenschaft synergetisch ineinandergreifen. In den naturwissenschaftlichen Lehramtsfächern agieren jedoch nicht selten Fachdidaktik und Fachwissenschaft entkoppelt voneinander. Dabei übernehmen die Fachwissenschaften insbesondere die Vermittlung fachspezifischer Kompetenzen, ohne den späteren Beruf der Studierenden und die dabei notwendigen Kompetenzen zu berücksichtigen. Dies kann dadurch befördert werden, dass Lehramtsstudierende die Minderheit neben den Fachstudierenden in den Lehrveranstaltungen einnehmen.

Wir widmen uns in unserem Beitrag den Fragen, wie Fachdidaktik und Fachwissenschaft kooperativ den Kompetenzaufbau der Lehramtsstudierenden leisten können und welche Vorteile dies für die jeweilige Disziplin und vor allem für die Studierenden bietet. Als Prototyp dient dazu das Modul "Anwendungen der Physik und ihre Didaktik", welches sich in eine fachwissenschaftliche und eine fachdidaktische Lehrveranstaltung mit einer gemeinsamen Prüfungsleistung aufteilt. Im Vortrag stellen wir unsere Erfahrungen mit dem synergetischen Redesign des Moduls vor. Schwerpunkte des Lehr-Lern-Konzepts sind unter anderem der reflektierte Umgang mit fachwissenschaftlicher Primärliteratur als Grundlage der Unterrichtskonzeption und die Gewährung authentischer, anwendungsorientierter Einblicke in aktuelle Forschungsvorhaben, um forschendes Handeln ebenso im Unterricht abzubilden. Dies wird durch eine Befragung zur Selbstwirksamkeit der Studierenden unterstützt, welche die Aufbereitung von physikalischer Forschung für den Unterricht adressiert.

Die großen Herausforderungen unserer Zeit, allen voran das Erreichen von Nachhaltigkeit, erfordern neuartige Lösungsansätze, die Problemstellungen multiperspektivisch und systemisch adressieren. Entsprechend notwendig sind dabei neue Lehr-Lernkonzepte, welche erforderliche Fähigkeiten gezielt in den Studierenden fördern.

Aufseiten der Lehrenden erfordert dies ein Umdenken insbesondere im MINT-Bereich, in unserem Fall in der Informatik, da der klassische Fächerkanon meist das Erlernen von werkzeugorientierten, technischen Problemlösungsansätzen in den Vordergrund stellt. Technik wird dadurch zum Selbstzweck und entzieht sich einer ganzheitlichen Wesensbetrachtung – und wird hinsichtlich Nachhaltigkeit mehr Teil des Problems als Teil der Lösung.

Als Beitrag der Bildung für nachhaltige Entwicklung bricht die Lehr-Lernveranstaltung Nachhaltigkeit & KI dieses klassische Schema der MINT-Ausbildung auf, führt zu einer kritischen Reflexion über die Technik an sich und adressiert das Potenzial technischer Innovation für eine nachhaltige Gesellschaft. Dabei fokussieren wir zum einen das Potenzial von künstlicher Intelligenz als wichtigem Baustein für das Erreichen nachhaltiger Entwicklungsziele (KI für Nachhaltigkeit). Zum anderen diskutieren wir den zunehmenden Ressourcenverbrauch, der durch die Kommunikations- und Informationstechnik verursacht wird, und entwickeln Kriterien, um die Qualität von Anwendungen künstlicher Intelligenz hinsichtlich ausgewählter Nachhaltigkeitsindikatoren zu untersuchen und zu bewerten (Nachhaltigkeit von KI).

Eingebettet werden die Themenschwerpunkte Nachhaltigkeit und KI in grundlegende Inhalte zum Nachhaltigkeitsbegriff sowie zu Werkzeugen des systemischen Denkens. So lernen die Studierenden, Probleme mit Hinblick auf soziale, ökonomische und ökologische Nachhaltigkeitsaspekte zu bewerten sowie über monokausale Erklärungsmuster hinaus zu denken.

Insgesamt eröffnen sich den Studierenden dadurch aktive Perspektiven auf den eigenen Handlungsspielraum zur Gestaltung der globalen Gesellschaft. Diese erproben sie beispielhaft anhand von selbstgewählten Problemstellungen mit Nachhaltigkeitsbezug, die sie in Kleingruppen mittels erlernter Techniken aus dem Bereich des Maschinellen Lernens lösen und prototypisch umsetzen.

So entstanden im ersten Durchlauf der Veranstaltung intelligente Lösungen, die ein breites Spektrum nachhaltiger Anwendungsbereiche adressieren, u. a. Müllbeseitigung, Vogelpopulationskontrolle, barrierefreie Videokommunikation für Hörgeschädigte oder die effiziente Nutzung von Lebensmitteln.