Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Implementation von Sch\u00fclerbildungs\u2010 und Sch\u00fclerexperimentierangeboten zur Umwelt\u2010 und Nachhaltigkeitsbildung rund um das digitale Medium Tabletcomputer. Die Bildungsangebote haben eine Ausrichtung an mediendidaktischen, chemischen und physikalisch\u2010technischen Themen mit Nachhaltigkeits- oder Umweltbezug. Die Angebote werden im Sch\u00fclerlabor der Universit\u00e4t Konstanz entwickelt und zus\u00e4tzlich auch im Sch\u00fclerlabor \u201eFreiEx\u201c an der Universit\u00e4t Bremen implementiert. Die Angebote richten sich an die Jahrgangsstufen 7-13 der allgemein- und berufsbildenden Schulen der Sekundarstufen I + II. <\/p>\n
Alleinstellungsmerkmal dieses Angebots ist die Instrumentalisierung eines digitalen Mediums auf zweierlei Ebenen: zum einen bildet die Hardware der Tablets selbst den Lerngegenstand und wird hinsichtlich einer nachhaltigen Nutzung und eines effektiven Recyclings des anfallenden Elektroschrotts in das Zentrum des Lernens gestellt. Zum anderen wirken die Tablets als Lernwerkzeuge bzw. Lernbegleiter, um neue mediendidaktische Zug\u00e4nge bei der Behandlung des Themas \u201eRecycling von Tablets\u201c zur F\u00f6rderung eines breiten Spektrums an Kompetenzen zu entwickeln.<\/p>\n
Durch die Corona-Pandemie wird parallel zu dem Sch\u00fclerlaborangebot als Pr\u00e4senzpraktikum ein besonderer Fokus auf kleine digitale Bildungsangebote gelegt, die einen niederschwelligen, corona-unabh\u00e4ngigen Zugang des relevanten Themas erm\u00f6glicht.
\nExtrem durch die Corona-Pandemie und die dadurch bedingten Schulschlie\u00dfungen katalysiert, wurden Tablets in gro\u00dfem Stil f\u00fcr Lehrkr\u00e4fte und f\u00fcr Schulen angeschafft. D.h. inhaltlich hat das Projekt an Relevanz deutlich zugewonnen. Wie von uns prognostiziert wurden tats\u00e4chlich \u00fcberwiegend die Apple Ger\u00e4te iPad angeschafft. <\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Pr\u00e4senz und Nutzung elektronischer Ger\u00e4te und Steuerungsmodule ist allgegenw\u00e4rtig, die Kenntnis \u00fcber deren Aufbau, Funktionsweise und Inhaltsstoffe ist hingegen nur partiell vorhanden. Die Komplexit\u00e4t eines Tabletcomputers mit seinen fast 40 enthaltenden Elementmetallen, verschiedenen organischen Substanzen (z.B. Kunst-, Farb-, Klebstoffe) und dem Werkstoff Glas bietet bundesland\u00fcbergreifend eine F\u00fclle inhaltlicher Zug\u00e4nge zu curricularen chemiebasierten Themen in den Sekundarstufen I + II sowie in der Lehramtsausbildung. Hier sind u.a. die Themen Metalle, Kunststoffe, Elektrochemie, S\u00e4uren und Basen, Farbstoffe zu nennen. Im Zentrum der zu entwickelnden Bildungsangebote sollte vor allem die R\u00fcckgewinnung technisch als auch \u00f6konomisch wichtiger Rohstoffe aus alten Tabletcomputern stehen. Vor allem bei Edelmetallen (Au, Pt, Pd) und seltenen Erden (wie Ta, Ir, Nb, Dy) gilt es die Recyclingquoten zu erh\u00f6hen und damit Versorgungsrisiken und -kosten zu minimieren (u.a. Forschungsinstitut Edelmetalle & Metallchemie, 2011; UBA \u00d6koRess I, 2017). <\/p>\n
Zur Einf\u00fchrung in die Problemstellung E-Schrott und effizienter Wertstoffr\u00fcckgewinnung sollte die Demontage defekter iPad\u00b4s als eine herausfordernde \u201ePflicht\u201c-Station unseren modularen Angeboten vorangestellt werden. Die Bedienung der mobilen Devices stellt kein Problem dar, Kenntnis \u00fcber ihren detaillierten Aufbau fehlen dagegen. Um einen Eindruck \u00fcber die Zeitbedarfe und die notwenige motorische Geschicklichkeit bei der Demontage zu vermitteln, sollten ausgediente iPads unterschiedlicher Baureihen zusammengetragen und f\u00fcr die sichere Bearbeitung durch die Lernenden pr\u00e4pariert werden (u.a. L\u00f6sen der Verklebungen am Display, Austausch der originalen Akkus gegen Kunststoffattrappen). Mit Hilfe digitaler oder analoger step-for-step-Anleitungen sollen die Lernenden die Tabletcomputer zerlegen, die Gewichte einzelner Bauteile bestimmen und das iPad anschlie\u00dfend wieder montieren. <\/p>\n
Fokussiert wurden die f\u00fcnf wesentlichen Bausteine eines iPads \u2013 Akku, Platine, Geh\u00e4use, Lautsprecher, Display – und ein Modul der sogenannten \u201eK-Stoffe\u201c, das sich mit Kunst- und Klebstoffen befasst. Die theoretischen und experimentellen Angebote in den Bausteinen 1-5 sollten f\u00fcr Schulklassen ab der Jahrgangsstufe 9 konzipiert sein. Durch einen modularen Aufbau der Lernangebote sollte es gelingen, die sowohl theoretisch als auch labortechnisch fordernden Lerninhalte den unterschiedlichen Leistungsniveaus der Lerngruppen anzupassen. Der Baustein 6 Display sollte zwei Teilthemen umfassen, die sich bez\u00fcglich ihrer theoretischen Komplexit\u00e4t und technischen Anforderung (mehrstufige Synthesen als optionale Erg\u00e4nzung) unterscheiden: ein LED-Angebot sollte ab Jahrgangsstufe 9 leistbar sein, der OLED-Teil sollte f\u00fcr die Oberstufenkurse konzipiert werden.<\/p>\n
Abschlie\u00dfend sollte den Lernenden die Thematik der \u00d6kobilanzierung in vereinfachter Form nahegebracht werden. Die reflektierte Betrachtung des Lebenszyklus eines Tablets soll zur F\u00f6rderung von Alltagskompetenzen im nachhaltigen Umgang mit diesen Ger\u00e4ten sowie von Beurteilungs- & Bewertungskompetenz im gesellschaftlichen Kontext beitragen. Dadurch sollte das Orientierungswissen \u00fcber die Relevanz der Chemie in Umwelt- und Nachhaltigkeitsfragen gef\u00f6rdert werden.<\/p>\n
Zur methodischen Umsetzung der Arbeit sollte eine differenzierende Lernumgebung im Sinne des Lernens an Stationen im klassischen Sch\u00fclerlaborbetrieb entwickelt werden. Die Lernangebote sollten zu umwelt- und nachhaltigkeitsrelevanten Fragestellungen mit Bezug zum Aufbau, zur Funktionalit\u00e4t sowie Nutzung von Tabletcomputern enthalten, um die Einbindung des Tablets als Lern-Instrument zur Durchf\u00fchrung von Lernstationen \u00fcber das Tablet als Lernobjekt zu erm\u00f6glichen. Unser Konzept enthielt im realen als auch virtuellem Labor Experimentier- und Theoriestationen, die die Lernenden frei oder nach bestimmten Regeln (Pflicht-, Wahl- und Wahlpflichtstationen, Vorgaben oder Offenheit in der Reihenfolge, zeitliche Vorgaben) oder Rahmenbedingungen (Sicherheitsaspekte, Zeit, Mindestanzahl) absolvieren. Der Umfang der Stationen sollte dabei in Dauer, Anspruch und abgestuften Lernhilfen so gestaltet sein, dass sich eine ge\u00f6ffnete und differenzierende Lernumgebung ergibt. <\/p>\n
Das zun\u00e4chst auf 3 Jahre ausgelegte Projekt wurde wesentlich durch die pandemiebedingten Schulschlie\u00dfungen gepr\u00e4gt, so dass gleich zwei Verl\u00e4ngerungen der Laufzeit auf letztendlich knapp 5 Jahre erforderlich wurden, um die prognostizierten Teilnehmerzahlen zu erreichen. Gleichwohl hatte die Corona-Zeit auch katalytische Effekte: Durch Ver\u00e4nderungen im inhaltlichen Zugang konnten die entwickelten digitalen Elemente dazu genutzt werden, eine Br\u00fccke zum erfolgreichen Distance Learning zu schlagen. So gelang es, auch auf Lernende abzuzielen, die keinen Zugang zu Sch\u00fclerlaboren hatten, sei es aus Gr\u00fcnden der Reichweite oder pandemie-bedingten Zugangsbeschr\u00e4nkungen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Projektinhalte und -ergebnisse werden und wurden in einschl\u00e4gigen Fachmedien f\u00fcr Fachdidaktik und naturwissenschaftlichen Unterricht publiziert werden. Ergebnisse aus dem Projekt werden auch \u00fcber die Projektlaufzeit hinaus Gegenstand von Lehrerfortbildungen an den beteiligten Chemielehrerfortbildungszentren und auf einschl\u00e4gigen Tagungen f\u00fcr Lehrkr\u00e4fte der Naturwissenschaften sein. Insbesondere von der Kooperation mit den au\u00dferschulischen Bildungspartnern versprechen wir uns eine Sichtbarkeit des Projekts auch \u00fcber den Bereich von Schule sowie den einschl\u00e4gigen fachlichen und fachdidaktischen Medien hinaus. Das Projekt wurde bereits auf diversen Vortragsveranstaltungen, u.a. in Aachen und Weingarten pr\u00e4sentiert. Die Materialien werden online auf der sich gerade im Aufbau befindlichen Plattform \u201eSDG interactive\u201c zur Verf\u00fcgung gestellt.<\/p>\n
Ausgew\u00e4hlte Publikationen: <\/p>\n
Huwer, J., Barth, C., Siol, A., & Eilks, I. (2023). Learning With Digital Media About the Chemistry Behind the Recycling of Digital Hardware. In Y. Dori, C. Ngai, & G. Szteinberg (Eds.), Digital Learning and Teaching in Chemistry (pp. 0). The Royal Society of Chemistry. https:\/\/doi.org\/10.1039\/9781839167942-00081 <\/p>\n
Huwer, J., Barth, C., Siol, A., & Eilks, I. (2021). Nachhaltigkeitsbildung und Digitalisierung gemeinsam denken \u2013 Lernen mit und \u00fcber den nachhaltigen Einsatz von Tablets am Beispiel einer Augmented-Reality-Lernumgebung. ChemKon, 28(6), 235-240. https:\/\/doi.org\/https:\/\/doi.org\/10.1002\/ckon.202100004 <\/p>\n
Kanbur, C., Huwer, J., Fetzer, D., Siol, A., & Eilks, I. (2022). Wie man mit Tablets \u00fcber Seltenerdelemente in Tablets lernen kann. PlusLucis(1), 30-32.<\/p>\n
Huwer, J., Siol, A., & Eilks, I. (2022). Seltene Erden & Co: Digitales Lernen in Unterricht, Sch\u00fclerlabor und Lehrer*innenbildung \u00fcber die stofflichen Auswirkungen der zunehmenden Nutzung digitaler Medien. In J. Weselek, F. Kohler, & A. Siegmund (Eds.), Digitale Bildung f\u00fcr nachhaltige Entwicklung (pp. 227-237). Springer. https:\/\/doi.org\/10.1007\/978-3-662-65120-9_19<\/p>\n
Huwer, J., Barth, C., Siol, A., & Eilks, I. (2021). Titelbild: Nachhaltigkeitsbildung und Digitalisierung gemeinsam denken \u2013 Lernen mit und \u00fcber den nachhaltigen Einsatz von Tablets am Beispiel einer Augmented-Reality-Lernumgebung (CHEMKON 6\/2021). ChemKon, 28(6), 231-231. https:\/\/doi.org\/https:\/\/doi.org\/10.1002\/ckon.202180601<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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