16. Mai 2024

LFB-Labs-digital: „Wir erleben es als sehr wertvoll, dass die Lehrkräfte selber darüber nachdenken, wie sie das Tool gewinnbringend in ihren Unterricht einbinden“

Der Projektverbund „LFB-Labs-digital“ entwickelt Fortbildungen zur Einbindung von digitalen Tools in den MINT-Unterricht.

Im Projektverbund LFB-Labs-digital werden Fortbildungen zur Einbindung von digitalen Tools in den MINT-Unterricht in sieben Disziplinen entwickelt und erprobt. Projektkoordination und -leitung sind an der Universität Bielefeld angesiedelt. Wir sprachen mit dem Koordinator des Projektverbunds, Prof. Dr. Matthias Wilde, und der stellvertretenden Verbundkoordinatorin, Prof. Dr. Stefanie Schwedler, über den Entstehungsprozess der Lehrkräftefortbildungen, welche Bedeutung die Schüler:innenlabore dabei haben und wie wichtig es ist, die Lehrkräfte von vornherein einzubinden.

Interview: Petra Schraml, DIPF | Leibniz-Institut für Bildungsforschung und Bildungsinformation

Sie entwickeln im Projektverbund LFB-Labs-digital Lehrkräftefortbildungen für digital gestützten Unterricht im MINT-Bereich. Welche Institutionen bzw. Personen sind an dem Projektverbund beteiligt und wie gestaltet sich die Zusammenarbeit?

Stefanie Schwedler: Im Projektverbund LFB-Labs-digital sind wir ein Team aus MINT-Fachdidaktiker:innen, Bildungswissenschaftler:innen, Medienpädagog:innen und IT-Expert:innen. Insgesamt beinhaltet unser Projektverbund 14 Teilprojekte über acht Standorte in Deutschland verteilt, eine Steuerungsgruppe und einen Implementierungsbeirat.

Matthias Wilde: Der Austausch ist sehr intensiv. Wir treffen uns mindestens einmal im Monat zu einem Jour fixe, innerhalb der einzelnen Ebenen gibt es viele zusätzliche Treffen. Zum ersten Mal kamen wir im Juni 2023 zu einer zweitägigen Klausur zusammen. Zu dem Zeitpunkt waren wir schon 37 Personen, obwohl noch nicht alle Stellen besetzt waren.

Stefanie Schwedler: Wir haben dieses Treffen als sehr wertvoll erlebt. Gemeinsam über die Wahl der Erhebungsinstrumente und die konzeptionelle Ausrichtung der verschiedenen Fortbildungen des Projektverbunds nachzudenken, hat uns als Team zusammengeschweißt.

Kooperieren Sie auch mit anderen Projektverbünden und Beteiligten aus dem Kompetenzzentrum MINT?

Matthias Wilde: Ja, es gibt regelmäßige Treffen mit Lara Halbrock, der Leiterin des Broker:innen-Teams aus unserem Kompetenzzentrum. Oft nimmt sie auch an unserem Jour fixe teil. Und auch mit den übrigen Projektverbünden des Kompetenzzentrums MINT sind wir im Gespräch. Dadurch, dass einige unserer Kolleg:innen auch an ComMINT beteiligt sind, haben wir einen engen Austausch mit diesem Projektverbund. Zudem haben wir sehr engen Kontakt mit der Transferstelle Bielefeld Bildung digital (TraBBi_digital), die ebenfalls mit ComMINT, aber auch mit ComArts und ComSport verbunden ist.

Was werden die Lehrkräfte in den Fortbildungen lernen, die Sie zurzeit entwickeln?

Stefanie Schwedler: Wir entwickeln strukturell und didaktisch sehr anspruchsvolle transferstarke Lehrkräftefortbildungen im Bereich der digitalen Kompetenzen im MINT-Unterricht über sieben verschiedene MINT-Disziplinen hinweg – in der Mathematik, der Robotik, im Sachunterricht (dazu gehört der Bereich Technik), in der Chemie, der Physik, der Biologie und der Biotechnologie. Die Fortbildungen sind für Lehrkräfte von allen allgemeinbildenden Schulformen geeignet. Uns ist wichtig, dass die Lehrkräfte in den Fortbildungen nicht nur digitale Tools kennenlernen, sondern auch technische, pädagogische und fachliche Kompetenzen erwerben, damit sie sie sinnstiftend im eigenen Unterricht einsetzen und anwenden können. Die Lehrkräftefortbildungen sind deshalb häufig projektorientierte Formate, in denen die Lehrkräfte selbst kleine Settings entwickeln und darüber reflektieren, wie der Transfer in den Unterricht gelingen kann.

„Uns ist wichtig, dass die Lehrkräfte in den Fortbildungen nicht nur digitale Tools kennenlernen, sondern auch technische, pädagogische und fachliche Kompetenzen erwerben, damit sie sie sinnstiftend im eigenen Unterricht einsetzen und anwenden können.“

Stefanie Schwedler

Können Sie ein Beispiel nennen?

Stefanie Schwedler: Jedes Fach fokussiert andere digitale Tools in seinen Fortbildungen. Ich arbeite in der Chemie mit Moleküldynamik-Simulationen, die helfen, das dynamische Verhalten großer Teilchenmengen zu verstehen. Es gibt aber auch Fortbildungen zu phylogenetischer Software oder zu interaktiven Experimentiervideos. In unserer Fortbildung erarbeiten wir mit den Lehrkräften die Grundlagen zum Lernen mit Moleküldynamik-Simulationen, also zum Beispiel, woran man eine gut gestaltete Simulation passend zu dem, was ich im Unterricht vorhabe, erkennt und wie man diese in einen sinnstiftenden Lernweg einbetten kann. Die Lehrkräfte entwickeln in multiprofessionellen Teams gemeinsam mit Wissenschaftler:innen und Student:innen ein Lernsetting für ihre Schüler:innen und überprüfen dann, wie die Schüler:innen das Lernsetting annehmen und wo Schwierigkeiten liegen. Direkt im Anschluss führen wir eine individuelle Reflexion mit jeder einzelnen Lehrkraft durch und überlegen am Ende mit allen Lehrkräften gemeinsam, was gut funktioniert hat, was nicht und wie der Transfer in den Unterricht gelingt. Wir erleben es als sehr wertvoll, dass die Lehrkräfte selber darüber nachdenken, wie sie das Tool gewinnbringend in ihren Unterricht einbinden.

Das heißt, die Lehrkräfte und Schüler:innen können ihre Erfahrungen aus dem Schul- und Unterrichtsalltag bei der Erprobung der Fortbildungen direkt mit einbringen?

Stefanie Schwedler: Ja, die Lehrkräfte bringen ganz viel Erfahrung und Expertise in die Fortbildungen mit ein. Umgekehrt können durch den engen Austausch die Erkenntnisse aus den Lehrkräftefortbildungen auch leichter in den Unterricht transferiert werden. Es hilft, wenn Lehrkräfte die Relevanz für ihren eigenen Unterricht erkennen. Dazu können die Lehrkräfte je nach Fortbildung sowohl fremde Lernsettings erproben und bewerten als auch neue Settings gestalten. Auch das Ausprobieren der Settings mit den Schüler:innen im Schüler:innenlabor oder im regulären Unterricht ist strategisch in unserer Fortbildung verankert. Das erleichtert den Transfer.

Schüler:innenlabore spielen in Ihrem Projekt eine zentrale Rolle. Was sind Schüler:innenlabore?

Matthias Wilde: Die Schüler:innenlabore – von den insgesamt acht Schüler:innenlaboren des Projekts sind die sieben sogenannte teutolabs hier in Bielefeld angesiedelt – dienen schon seit mehr als 20 Jahren als Mitmach- und Experimentierlabore der Förderung von Motivation und Interesse von Schüler:innen in den MINT-Fächern. Jährlich besuchen mehr als 25.000 Schüler:innen die teutolabs, in denen sie sich ausprobieren können. Die Vernetzung zwischen den Schulen und den Schüler:innenlaboren in der Region ist sehr intensiv. Die Schüler:innenlabore sind immer ausgebucht.

Stefanie Schwedler: Schüler:innenlabore sind außerschulische Lernorte, die fachnahe authentische Settings bieten und von den Lehrkräften für ihre Klasse stundenweise gebucht werden können. Das teutolab Chemie – das als ältestes von allen im Jahr 2000 von Prof. Dr. Katharina Kohse‐Höinghaus gegründet wurde – steht Schulklassen an drei Tagen in der Woche zur Verfügung. Alle teutolabs arbeiten eng zusammen.

 

„Jährlich besuchen mehr als 25.000 Schüler:innen die teutolabs, in denen sie sich ausprobieren können. Die Vernetzung zwischen den Schulen und den Schüler:innenlaboren in der Region ist sehr intensiv.“

Matthias Wilde

Wie kam der Gedanke auf, die Schüler:innenlabore für die Lehrerfortbildungen zu nutzen?

Stefanie Schwedler: Wir arbeiten mit den Schüler:innenlaboren schon länger auch in der Lehramtsausbildung zusammen. In der berufsfeldbezogenen Praxisstudie kommen unsere Studierende dann in die Schüler:innenlabore, bringen ihr digitales Know-how ein und sammeln zugleich Unterrichtserfahrung in einem geschützten Lernraum. Als wir überlegt haben, die Schüler:innenlabore in die Lehrkräftefortbildung einzubeziehen, hat insbesondere der Aspekt der Motivation und der Entwicklung von Interessen eine Rolle gespielt.

Matthias Wilde: In einer ganzen Reihe von Schüler:innenlaboren fanden auch immer schon Lehrkräftefortbildungen statt, insbesondere in der Coronazeit wurden in den Schüler:innenlaboren digitale Formate für den Unterricht entwickelt. Einige von unseren Teilprojekten konnten deshalb auf Vieles zurückgreifen, was in dieser Zeit entstanden ist. Andere arbeiten ganz neu mit den Tools.

Wie werden die Lehrerfortbildungen in den Schüler:innenlaboren entwickelt?

Stefanie Schwedler: Wir haben nicht nur einen Ansatz, sondern probieren verschiedene Möglichkeiten aus und untersuchen, wo die Vor- und Nachteile liegen und welche Gelingensbedingungen jeweils vorliegen. In meinem Projekt entwickeln die Lehrkräfte zunächst eigene Settings und probieren diese anschließend mit ihren Schüler:innen im Schüler:innenlabor aus. Es gibt aber auch Projekte, in denen die Lehrkräfte gemeinsam mit ihren Schüler:innen im Schüler:innenlabor schon vorhandene Best-Practice-Beispiele nutzen und darauf aufbauend Settings für den eigenen Unterricht erstellen. In wieder anderen Projekten lernen die Lehrkräfte im Schüler:innenlabor die Best-Practice-Beispiele überhaupt erst kennen. Entscheidend ist immer, dass wir mit oder an Best-Practice-Beispielen arbeiten und dann die digitalen Tools mit den Schüler:innen im Schüler:innenlabor oder in der Schule ausprobieren.

Das Projekt verläuft in drei Ebenen. Können Sie das Vorgehen und die Inhalte der einzelnen Ebenen erläutern?

Matthias Wilde: Die Ebene 1 ist die Schüler:innenlaborebene. Lehrkräfte, Leiter:innen der Schüler:innenlabore und die jeweiligen fachdidaktischen Forscher:innen befassen sich mit unterschiedlichen Aspekten der Lernwirksamkeit der Lehrerfortbildungen. In der Ebene 2 untersuchen wir, wie sich Selbstwirksamkeit, Motivation und Interesse der Lehrkräfte in Bezug auf digitale Formate durch die Lehrerfortbildung verändern. Ein fächerübergreifendes Projekt befasst sich mit selbstreguliertem Lernen und untersucht erste Ergebnisse aus den Schüler:innenlaboren, eine andere Gruppe setzt sich mit Qualitätssicherungsmaßnahmen auseinander und versucht diese im Prozess zu erfassen. Da sich Ebene 2 mit den Gelingensbedingungen auseinandersetzt, finden regelmäßige Austausche zwischen Ebene 1 und 2 statt. Diese dienen dazu, die Entwicklungs- und iterativen Optimierungsprozesse, die in der Ebene 1 passieren, in der Ebene 2 zu dokumentieren. Die dritte Ebene befasst sich mit systemischen Fragen zu den Lehrkräftefortbildungen in den Schüler:innenlaboren, zum Beispiel welche Hard- und Software geeignet ist oder welche Angebote den Lernerfolg der Lehrkräfte und der Schüler:innen fördern bzw. hemmen. Es wird auch nach ISO-zertifizierten Standards für Lehrerfortbildungen geforscht und ein Musterqualitätshandbuch für Lehrerfortbildungen erstellt.

Stefanie Schwedler: Ein mediendidaktisches Projekt beschäftigt sich auch damit, was für eine Kultur der Digitalität sich insgesamt in dem Projekt entwickelt.

In welcher Phase des Projekts befinden Sie sich zurzeit – Entwicklung, Erprobung oder Evaluation der Fortbildungen?

Matthias Wilde: Wir haben den kompletten Zyklus schon einmal durchlaufen. Die Fortbildungen haben bis auf wenige Ausnahmen alle einmal stattgefunden, auch die meisten Evaluierungen sind abgeschlossen. Wir befinden uns jetzt in der ersten Auswertungsphase, teilweise auch in der ersten Optimierungsphase, um den zweiten Durchgang vorzubereiten. Wir werden alle Lehrkräftefortbildungen mindestens noch ein zweites Mal durchführen, bevor wir einen Endzustand für das Projekt erreicht haben, auf den wir unsere Abschlusspublikationen stützen werden. Außerdem haben wir bereits eine erste gemeinsame Publikation eingereicht, mit der wir die Projektidee in einem OER-Format über unsere Zeitschrift PraxisForschungLehrer:innenBildung zugänglich machen. Hier (oder auch in der Zeitschrift Die Materialwerkstatt) wollen wir auch weitere einzelne Fortbildungselemente der Lehrkräftefortbildungen online zur Verfügung stellen.

Wie werden die Fortbildungen nach Projektende den Lehrkräften zur Verfügung gestellt?

Stefanie Schwedler: Die Fortbildungen werden derzeit bei uns in den Schüler:innenlaboren angeboten, einzelne Fortbildungen auch direkt an den Schulen. Die Lehrkräfte können sich auf unserem Portal dafür anmelden, müssen von den Schulleitungen vorher aber das Einverständnis für ihre Teilnahme einholen. Eventuell werden einige Angebote auch über das Projektende hinaus bestehen bleiben, das ist noch nicht ganz klar.

Matthias Wilde: Über unser Lehrkräftefortbildungsprogramm BiConnected, das im Rahmen der Qualitätsoffensive Lehrerbildung eingerichtet worden ist, werden alle Fortbildungen beworben und organisiert. Jedes Semester entsteht ein ausführliches Programm für Lehrerfortbildungen, das von der Bielefeld School of Education koordiniert wird. Zudem hosten wir an der Universität Bielefeld neben den bereits genannten Zeitschriften eine Reihe weiterer OER-Journale (BieJournals) und das Bielefelder Portal zur Bildung von Lehrkräften (PortaBle). Insbesondere das PortaBle wurde explizit zur Nachnutzung unterrichtsbezogenen Materials konzipiert.

Biografie

Prof. Dr. Matthias Wilde ist seit über 18 Jahren Professor für Biologiedidaktik an der Universität Bielefeld. Er ist Direktor der Bielefeld School of Education und Geschäftsführender Herausgeber der Zeitschrift für Didaktik der Biologie. Seine Hauptinteressen beinhalten neben der Digitalisierung des Naturwissenschaftsunterrichts, außerschulisches Lernen, Motivations- und Interessensforschung.

Biografie

Prof. Dr. Stefanie Schwedler ist seit 2022 Professorin für Didaktik der Chemie an der Universität Bielefeld. Sie hat in Physikalischer Chemie promoviert und war als Gymnasiallehrkraft tätig, bevor sie in Didaktik der Chemie habilitierte. In der Forschung interessiert sie sich für das Lernen mit Simulationen, den Studienstart im Fach Chemie sowie die Professionalisierung von Lehramtsstudierenden.