1. Über das Projekt
Das Projekt "Satellitenlabore" wurde Ende 2019 gegründet. Im Fokus des Projekts steht die Interessensförderung im Bereich Technik und Informatik sowie der Einsatz eines altersübergreifenden Peer-Tutoring Ansatzes.
Roboter als die "Helfer von morgen" betreffen und beeinflussen momentan besonders Bereiche der Industrie und Technik sowie ihre zahlreichen Berufe. Das Verständnis über den Einsatz von Robotern, das heißt unter anderem ein Verständnis über die Kommunikation und Interaktion von Menschen mit Robotern, wird daher zukünftig immer wichtiger.
1.1. Hintergrund
Immer noch zeigt die Informatik in Schulkontexten eine geringe Attraktivität. Die Bildungspolitik möchte sich dieser Problematik annehmen und fordert in ihrem Koalitionsvertrag von 2017, die Vermittlung von Fähigkeiten im Programmieren als elementaren Bestandteil des Bildungssystems verankern. Denn Technik und Informatik haben die Lebenswelt der Kinder und Jugendlichen durchdrungen. Dabei verändert die Digitalisierung und ihre zugrundeliegenden Informations- und Kommunikationstechnologien nicht nur die Methodik in Lehre und Forschung, sondern auch grundlegend Gesellschaft, Staat und Wirtschaft, sodass eine reine Nutzung technologischer Medien als Bildungsziel nicht mehr ausreicht, ihre Funktionsweise und Auswirkungen müssen verstanden werden. Der daraus resultierende Fachkräftebedarf im Bereich Informatik, äußert sich aufgrund der akuten Nachwuchsproblematik in einem erheblichen Fachkräftemangel. Branchenübergreifend blieben im Jahr 2021 so 96.000 Stellen für IT-Fachkräfte unbesetzt. Um diesem Fachkräftemangel entgegenzuwirken, bedarf es einer kontinuierlichen und effektiven Förderung des MINT-Nachwuchses. Lernprojekte mit Programmier- und Konstruktionsfähigkeiten werden dabei als geeignete Möglichkeiten, MINT-bezogene Interessen und Fähigkeiten zu fördern. Darüber hinaus stellen Schülerlabore eine gut untersuchte Möglichkeit dar, das Interesses von Kindern und Jugendlichen für die MINT-Fächer zu fördern und eine zeitgemäß dieser Fächer sowie ihre Bedeutung für die Gesellschaft zu vermitteln. Darüber hinaus unterstützen sie die Schulen bei der Berufsorientierung, der Förderung fachlicher und überfachlicher Kompetenzen sowie dem persönlichen Kontakt zu Forscher:innen.
1.2. Ziel
Die Satellitenlabore sollen zukünftig als (autonome) Zweigstellen des Schülerlabors teutolab-robotik agieren und zielen darauf ab, eine dauerhafte technisch-informatische Förderung in der Sekundarstufe I durch den Einsatz einer Physical-Computing-Plattform zu bewirken und einen altersübergreifenden Peer-Tutoring-Ansatz in der Schule zu erproben. Dafür werden Schüler:innen ab der 9. Klasse zu sogenannten Schülerdozent:innen (SD) ausgebildet und unterrichten die Schüler:innen der 5. und 6. Klassen.
Zur Evaluation der Ziele wird das Projekt durch eine fachdidaktische Forschung begleitet. Nähere Informationen finden Sie hier.
1.3. Durchführung
Die Satellitenlabore werden in der 5. und 6. Klasse für jeweils 10 Einheiten á 90 Minuten (Alternativ 15 Einheiten á 60 Minuten) angeboten. In den einzelnen Halbjahren sollen unterschiedliche Inhalte schwerpunktmäßig thematisiert werden. So orientiert sich das erste Halbjahr beispielsweise an der Verarbeitung digitaler Signale und unterteilt sich in drei Themenblöcke. Mit dem ersten Themenblock ?Elektrotechnische Grundlagen? werden die nötigen Grundlagen geschaffen, sodass die Schüler:innen im weiteren Verlauf der Unterrichtsreihe eigenständig arbeiten können. Während des zweiten Themenblocks ?Digitale Ein- und Ausgänge des Arduino-Boards? beschäftigen sich die Schüler:innen genauer mit den digitalen Ein- und Ausgängen und lernen, wie sie das Arduino-Board programmieren können. Die Projektphase verbindet schließlich das Wissen aus dem ersten und zweiten Themenblock und fördert das kreative Arbeiten und Teamwork der Schüler:innen, indem die Schüler:innen unterschiedliche mikrocontroller-basierte Spielsysteme entwickeln.
Die Schülerdozent:innen werden in regelmäßigen Abständen ausgebildet und auf ihre Tätigkeit vorbereitet. Dabei lernen sie das Unterrichtsmaterial kennen, erarbeiten die Unterrichtsinhalte selbständig und entwickeln Lösungsansätze für die im Unterricht eingesetzten Materialien. Die Ausbildung der Schülerdozent:innen findet im teutolab-robotik und vor jedem neuen Themenblock statt. Sie umfasst jeweils drei Nachmittage mit einer Dauer von ca. drei Stunden. Ein wichtiger Teil der Ausbildung ist dabei die Vermittlung der fachlichen Inhalte. Im ersten Ausbildungsblock wiederholen und erarbeiten die Schülerdozent:innen unter anderem physikalische Grundlagen und Gesetzmäßigkeiten, um die Größe eines Vorwiderstandes zu berechnen. Für die Durchführung des zweiten Themenblockes wird vor allem die grafische und textbasierte Programmierung des Arduino-Boards behandelt. Neben den fachlichen Inhalten werden in den Ausbildungsblöcken Fähigkeiten und Fertigkeiten zur Unterrichts- und Klassenführung geschult.
2. Möglichkeiten der Teilnahme
2.1 Informationen für Schulen
Die Satellitenlabore arbeiten mit der Physical-Computing-Plattform von Arduino. Als Schule erhalten Sie eine Arduino-Toolbox mit sechs Mikrocontrollern und zahlreichen Komponenten wie LEDs, Drucktastern, Widerständen etc. mit denen die Schüler:innen in kleinen Gruppen arbeiten können. In regelmäßigen Abständen werden die angehenden Schülerdozent:innen ihrer Schule im teutolab-robotik vorbereitet, um schließlich den Unterricht in den Satellitenlaboren durchzuführen. In einer grafischen Programmieroberfläche lernen die Schüler:innen einfache Programme zu erstellen und sie auf den Mikrocontroller zu übertragen.
2.2 Informationen für Studierende:
Sie sind Studierende:r der Biologie und stehen vor Ihrer Abschlussarbeit? Dann gibt es zwei Varianten, wie Sie das Projekt im Rahmen einer Abschlussarbeit begleiten können:
1. Konzeption und Durchführung eines Workshops mit der Physical-Computing Plattform von Arduino: Bei dieser Variante wird zunächst ein eigenes Konzept entwickelt. Dazu gehört neben der Planung der einzelnen didaktischen Schritte auch die Erstellung jeglichen Materials. Nach der Entwicklungsphase würde der Workshop an den Schulen durchgeführt und anschließend reflektiert werden.
2. Evaluation bestehender Projekte: Bei dieser Variante werden bestehende Satellitenlabore an Schulen begleitet, empirisch untersucht und statistisch ausgewertet. Dabei sind quantitative Verfahren sowie qualitative Forschungsansätze möglich.
Alle Bestimmungen gelten ebenso für beabsichtigte Masterarbeiten, die innerhalb des Projektes verfasst werden sollen. Diese unterscheiden sich durch einen höheren Umfang und/oder eine vertiefende Schwerpunktsetzung.
3. Kontakt
Bei Interesse oder Fragen wenden Sie sich gerne an Jonas Tillmann
