Digital Fabrication im Informatikunter­richt

Digital Fabrication und Informatikunterricht

Der Begriff Digital Fabrication (DF) wird oft im Zusammenhang mit Maker-Education verwendet und kann als das Planen, Konstruieren und Herstellen von Gegenständen mithilfe von Software und computergesteuerten Werkzeugen verstanden werden. Prominente Anwendungen sind 3D-Drucker und Laser-Cutter, aber auch CNC-Fräsen und Stickmaschinen können unter diese Definition gefasst werden. 

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DF bildet einen geeigneten Kontext zur Vermittlung verschiedener informatischer Kompetenzen (u.a. Darstellung und Kodierung von Information, Programmierung) und ermöglicht gleichzeitig den kreativen Umgang mit Technik durch Schüler:innen. Damit dies in der Schulpraxis erfolgen kann benötigen Informatiklehrkräfte fachliche und fachdidaktische Kompetenzen. Das Dissertationsvorhaben beschäftigt sich daher mit den folgenden Forschungsfragen:

Welche informatischen Kompetenzen können am Beispiel von DF im Informatikunterricht vermittelt werden?

Bei einer näheren Betrachtung von DF zeigt sich, dass für alle Inhaltsbereiche der Bildungsstandards der Gesellschaft für Informatik e.V. Verbindungen gefunden werden können. Eine Einbindung von DF ist somit auf vielfältige Weise im Informatikunterricht möglich.

Welche informatischen und fachdidaktischen Kompetenzen benötigen Lehrkräfte für den Einsatz von DF im Informatikunterricht und wie können diese in einem Seminar an Lehramtsstudierende vermittelt werden?

Diese Fragen sollen als Design-Based-Research (DBR) iterativ beforscht werden. Dazu wurde ein Seminarkonzept erarbeitet, welches in drei Phasen zunächst a) die fachliche Kompetenzen im Kontext DF stärken soll, b) fachdidaktische Aspekte bei der Einbindung von DF in den Informatikunterricht beleuchtet und c) die thematisierten Inhalte in einer Workshopdurchführung mit Schüler:innen praktisch erprobt.

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Jede Phase wird dabei durch ein eigenständiges Forschungsinstrument evaluiert:

• Zur Evaluation der ersten Phase kommt ein Fragebogen mit selbsteinschätzungsbasierten- und aufgabenbasierten Items zum Einsatz. Die Items widmen sich verschiedenen Aspekten der fachlichen Kompetenzen die als entscheident für die Verbindung von DF mit Informatikunterricht angesehen werden. Die Auswertung ermöglicht das Identifizieren von Verbesserungspotential in der ersten Phase im Bezug auf diese Kompetenzen.
• Die zweite Phase wird durch die Auswertung von Feedback untersucht, welches die Seminarteilnehmenden zu beispielhaften Arbeitsblättern im Kontext DF geben. Das Beispielmaterial enthält Verbesserungspotential in genau den Aspekten auf welche sich die zweite Seminarphase inhaltlich konzentriert. In der Auswertung wird sowohl die Qualität als auch die Quantität des gegebenen Feedbacks untersucht.
• Während der Workshopdurchführungen (dritte Phase) soll besonderer Wert auf das Lehrkräftehandeln in konkreten Unterrichtssituationen (Erkennen von Verständnisproblemen, Eingehen auf Nachfragen von Schüler:innen) gelegt werden. Das Evaluationskonzept soll durch 360° Aufnahmen von Unterrichtssituationen unterstützt werden und wird aktuell noch erarbeitet.

Das Seminarkonzept und die Forschungsinstrumente werden seit dem Sommersemester 2022 eingesetzt und iterativ weiterentwickelt.

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Mr David Baberowski

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Professur für Didaktik der Informatik

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