Innovatives technologiegestütztes Lernen soll MINT-Fächer beliebter machen
Schülerinnen und Schüler in ganz Europa interessieren sich immer weniger für Naturwissenschaften, obwohl diese auf dem Arbeitsmarkt ständig an Bedeutung gewinnen. Wie also kann dieser Trend umgekehrt werden? Für das Konsortium, welches das nunmehr abgeschlossene Projekt NEWTON (Networked Labs for Training in Sciences and Technologies for Information and Communication) durchführte, liegt die Antwort auf der Hand: Wenn irgendetwas die Schülerinnen und Schüler wieder für Naturwissenschaften begeistern kann, dann ist es technologiegestütztes Lernen. Im Zeitraum von März 2016 bis August 2019 entwickelte das Projektteam mehrere neue Methoden des technologiegestützten Lernens und erstellte eine Plattform für Interessengruppen im Bereich Bildung. Gabriel-Miro Muntean, außerordentlicher Professor an der School of Electronic Engineering der Dublin City University und Projektkoordinator von NEWTON, bespricht die Ergebnisse und Zukunftspläne des Projekts, dessen Reichweite zu steigern und dessen Technologie zu verbessern, mit uns.
Welche Wissenslücken wollten Sie mit diesem Projekt schließen?
Gabriel-Miro Muntean: Das NEWTON-Projekt hat innovative Lösungen für technologiegestütztes Lernen in den MINT-Fächern (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik) entworfen, entwickelt und in der Praxis angewendet. Diese Lösungen nehmen sich des globalen Problems an, dass das Interesse für die MINT-Fächer abnimmt. Viele Schülerinnen und Schüler empfinden diese Fächer entweder als langweilig oder als sehr schwierig und verlieren schließlich ihr Interesse an ihnen, insbesondere wenn es ihnen Mühe bereitet, bestimmte komplexe Konzepte zu verstehen, oder wenn sie schlechte Noten haben. Lösungen des technologiegestützten Lernens im Allgemeinen und NEWTON-Ansätze im Besonderen bieten Wege zur Verbesserung des Verständnisses der Schülerinnen und Schüler für MINT-Fächer und für die Steigerung ihres Interesses. Wir hoffen, dass unsere Lösungen nicht nur direkt bei der Bildung der Schülerinnen und Schüler in der Grundschule, den weiterführenden Schulen oder an den Hochschulen eine Rolle spielen, sondern sich auch maßgeblich auf ihre künftige Berufswahl auswirken.
Was sind aus technologischer Sicht Ihrer Meinung nach die innovativsten Aspekte des NEWTON-Projekts?
Das NEWTON-Projekt erarbeitete mehrere technologiereiche Lösungen für die Vermittlung von Inhalten durch anpassungsfähige multimediale und multisensorische Medien, durch Lernen auf der Basis von virtueller Realität, Bildung auf der Basis von Fern-Fabrikationslaboren sowie durch Spielifizierung und personalisiertes Lehren und Lernen. Diese Technologien sind so konzipiert, dass sie eigenständig oder in Verbindung mit verschiedenen pädagogischen Ansätzen genutzt werden können. Außerdem entwickelte das Projekt ein neuartiges Lernverwaltungssystem, die sogenannte NEWTON-Technology-Enhanced Learning Platform (technologiegestützte NEWTON-Lernplattform; NEWTELP), welche die Technologien des NEWTON-Projekts einsetzt und mit der Lernende und Lehrkräfte auf innovative Weise mit den Lehrinhalten und -einheiten interagieren können.
Könnten Sie uns mehr über die pädagogischen Ansätze erzählen, die im Mittelpunkt standen?
Darunter fallen selbstgesteuertes, spielebasiertes und problemorientiertes Lernen. Der Einsatz in realen Pilotprojekten in ganz Europa zeigte, dass sie alle den Lernvorgang verbessern. Die besten Ergebnisse in Bezug auf die Zufriedenheit der Lernenden wurde jedoch erreicht, wenn das spielebasierte Lernen von NEWTON angewendet wurde, insbesondere in den Pilotstudien an Grundschulen. Besonders erfolgreich war die Verwendung von virtueller Realität und virtuellen Laboren im Unterricht über den natürlichen Wasserkreislauf, über Tiere im Wald und im Meer oder wenn die Schülerinnen und Schüler in eine virtuelle Erfahrung auf der Oberfläche verschiedener Planeten unseres Sonnensystems eintauchen konnten.
Welche Projektergebnisse erachten Sie im Rückblick als am bedeutungsvollsten?
NEWTON konnte zeigen, dass wir durch den Einsatz von technologiegestütztem Lernen, dies gilt insbesondere für innovative Technologien, die Qualität der Lernerfahrungen und die Zufriedenheit steigern, den Lernvorgang verbessern und die Lernergebnisse beibehalten oder sogar verbessern können.
Erzählen Sie uns bitte mehr über die Validierung in der Praxis. Wie gingen Sie vor und was kam dabei heraus?
Die Validierung wurde an 20 Grundschulen, weiterführenden Schulen und Berufsschulen sowie an Hochschuleinrichtungen durchgeführt. Darunter waren auch Schulen für Lernende mit besonderen Lernbedürfnissen. Sie fand in sechs europäischen Ländern statt – Irland, Italien, Rumänien, der Slowakei, Spanien und Tschechien – und bestand aus drei großen und 34 kleinen Pilotstudien. Untersucht wurden verschiedene MINT-Disziplinen, von Geowissenschaften über Geografie und Astronomie bis hin zu Programmierung und Vernetzung. Unsere Bewertung der Ergebnisse folgte einem speziell erstellten Instrumentarium. Wir untersuchten die Lernzufriedenheit, die Lernergebnisse sowie die Leistungsfähigkeit und Einsatzfähigkeit des Systems. Es waren mehr als 1 500 Lernende beteiligt. Die Ergebnisse wurden auf vielen wissenschaftlichen Konferenzen, in Fachzeitschriften und in einem Buch veröffentlicht.
Haben Sie die Ergebnisse seit Projektende weiterverfolgt? Gibt es Pläne, Ihre Methoden und Instrumente weiterzuentwickeln?
Die NEWTON-Plattform und die Inhalte für Hochschulen werden nach wie vor an der Dublin City University in Irland, am National College of Ireland sowie an der Slowakischen Technischen Universität Bratislava eingesetzt. Die Inhalte für Grundschulen wurden der nächsten Generation von Schülerinnen und Schülern an irischen und rumänischen Grundschulen, die an den Pilotstudien von NEWTON teilnahmen, zur Verfügung gestellt. Sie verwenden die innovative Methode und die Inhalte des technologiegestützten Lernens von NEWTON als Ergänzung ihres derzeitigen Lehrplans. Darüber hinaus werden ausgewählte NEWTON-Lösungen in der Zusammenarbeit mit den Koordinatoren eines Handelsstudiengangs an der Dublin City University und an einigen weiterführenden Schulen im Baskenland verwendet. Einige Partner von NEWTON arbeiten derzeit an einem neuen Projektvorschlag zur Ausweitung der NEWTON-Lösungen mit Möglichkeiten zur gemeinschaftlichen Unterstützung von Lernenden und zur Integration von sozialen Medien.
Welche Langzeitauswirkung erhoffen Sie sich von NEWTON?
Die Ergebnisse des NEWTON-Projekts haben sich auf das Leben von über 1 500 Lernenden und Lehrkräften ausgewirkt, die direkt an den Pilotstudien teilnahmen, sowie auf so viele andere seit Ende des Projekts. Unsere ausgezeichneten Ergebnisse hinsichtlich der Lernzufriedenheit und der Lernresultate können dazu beitragen, den falschen Eindruck der Schülerinnen und Schüler zu verändern, dass MINT-Fächer schwierig oder langweilig seien. Hoffentlich können wir so dazu beitragen, dass sich mehr Schülerinnen und Schüler für eine Karriere im MINT-Bereich entscheiden.
Länder
Irland