Dieser Podcast ist Teil des Erfahrungsberichts Förderung der Medienkompetenzen von Lehramtsstudierenden im Fach Mathematik an der RWTH Aachen University und wurde im Rahmen des Themenspecials Digitale Medien im Lehramtsstudium veröffentlicht.

Transkript

Es freut mich, Sie zum Themenspecial „Digitale Medien im Lehramtsstudium“ begrüßen zu dürfen. Sie haben an Ihrem Lehrstuhl eine neue Veranstaltung zum Einsatz digitaler Werkzeuge im Mathematikunterricht entwickelt. Bevor wir zu den Details dieser Veranstaltung kommen, stellt sich mir aber noch eine grundsätzliche Frage: Welche Kompetenzen brauchen Ihrer Meinung nach zukünftige Lehrkräfte, damit der Einsatz digitaler Medien gelingt?

Zunächst möchte ich den Medienbegriff etwas differenziert betrachten. Allgemein dienen Medien, analog wie digital, zunächst der Informationsvermittlung zwischen Lehrkraft und Lernenden. Und dazu haben wir an der Universität und folglich auch im Studium Medienpädagogen und Erziehungswissenschaftler. Wir im Fach Mathematik reden seit einigen Jahren vielmehr von digitalen Werkzeugen, die in der Regel fachspezifisch sind. Die Fokussierung auf den Begriff „Werkzeug“ betont in diesem Zusammenhang, dass es darum geht, als Lernender mathematisch aktiv zu sein. Klassischerweise: Das Medium ist ein Buch oder Video und ein Werkzeug ist in diesem Zusammenhang ein Geodreieck oder Zirkel. Wenn wir von Apps und Programmen sprechen, die von den Schülerinnen und Schülern wirklich als Hilfsmittel zum Betreiben von Mathematik eingesetzt werden, sprechen wir von digitalen Werkzeugen. Soweit zur Begriffsklärung.

Jetzt zu den Kompetenzen, nach denen Sie gefragt hatten: Im Kern sind mir zwei Bereiche sehr wichtig, die sich wiederrum aufteilen: Zum einen die Werkzeugkompetenz und zum anderen die Beurteilungskompetenz. Beides möchte ich kurz ausführen. Zu der Werkzeugkompetenz gehören nach Heintz et al. (2017) vier Teilkompetenzen. Erstens: Die Studierenden und später auch die Schülerinnen und Schüler sollen ein passendes Werkzeug je nach Situation in angemessener und zielgerichteter Weise auszuwählen können. Deshalb möchten wir im Studium dafür sorgen, dass es einen guten Überblick über verschiedene Werkzeuge gibt, damit ich dann diese Wahl dementsprechend gut treffen kann. Die zweite Teilkompetenz bezieht sich darauf, dass man das genutzte Werkzeug auch wirklich bedienen kann. Hier geht es um einen technischen Umgang, sprich, dass die Studierenden konkret mit dem Werkzeug arbeiten können. Zusätzlich haben wir uns aber auch die Situation an der Schule angesehen und sind zur Überzeugung gekommen, dass die Beurteilungskompetenz ebenso wichtig ist. Dazu haben wir uns den Workflow aktiver Lehrkräfte angesehen. Für die Arbeit mit digitalen Werkzeugen wird meist nach Programmen und vorbereiteten digitalen Lernumgebungen im Internet gesucht. Schließlich gibt es dort sehr viel Gutes… aber leider ebenso viel Schlechtes. Das Problem: Ob etwas gut oder schlecht geeignet ist, hängt oft vom Einsatzszenario und den Lernzielen des konkreten Unterrichts ab. Deshalb müssen Lehrkräfte in der Lage sein, Material anderer Personen anhand von Kriterien zu analysieren und zu beurteilen. Zu diesen Kompetenzen kommen für Lehrkräfte noch eine Reihe fachlicher und fachdidaktischer Grundlagen oder auch das Wissen, welche rechtlichen Rahmenbedingungen bei der Anpassung und Bereitstellung von Material zu beachten sind. Zu guter Letzt gehören auch Praxiserfahrungen dazu, die schwerpunktmäßig erst in späteren Phasen der Lehramtsausbildung relevant werden. Dennoch glaube ich, dass gerade die Förderung der Werkzeug- und Beurteilungskompetenz zwei bedeutsame Bausteine sind, die sich gut im universitären Lehramtsstudium integrieren lassen.

Welche digitalen Medien sind denn konkret für Lehramtsstudierende von so hohem Interesse, dass sie diese in den fachdidaktischen Pflichtbereich des Studiums integriert haben?

Die meisten im Mathematikunterricht verwendeten digitalen Werkzeuge können grob in drei Kategorien eingeteilt werden: Tabellenkalkulation, dynamische Geometrie-Software und Computeralgebrasysteme. Diese digitalen Werkzeuge entfalten ihr Potential im Mathematikunterricht insbesondere dadurch, dass die Schülerinnen und Schüler selbstständig im Unterricht durch eigene Tätigkeiten mathematische Objekte und Zusammenhänge entdecken und erfassen können. Digitale Werkzeuge dienen dabei als flexibel einsetzbares Hilfsmittel beim Lehren und Lernen von Mathematik. Und eben diesen Einsatz derartiger Werkzeuge können nur die Fachdidaktiken leisten. Es gibt einige Beispiele für den Einsatz dynamischer Geometriesoftware, bei dem die Schülerinnen und Schüler interaktiv mit geometrischen Objekten arbeiten können. Sie können Vermutungen über Zusammenhänge direkt überprüfen. Ganz elementar: Was passiert mit dem Umfang eines Kreises, wenn ich den Radius verändere? Mit digitalen Werkzeugen kann das direkt selbst ausprobiert werden, zum Beispiel den Radius mit dem Fingern direkt auf dem Tablet oder Handy variieren und dann überlegen, welcher Zusammenhang oder welche Formel dem zugrunde liegen könnte. Möglichkeiten gibt es heutzutage durch integrierte Augmented Reality-Komponenten. Dreidimensionale Objekte können praktisch auf den Tisch gestellt und von allen Seiten betrachtet werden. Sinnvoll ist das beispielweise, wenn ich in der Mittelstufe die Oberfläche von dreidimensionalen Körpern berechnen möchte. Oder in Oberstufe kann ich mit Vektoren und Ebenen ganz anders arbeiten, wenn ich mich direkt innerhalb des Koordinatensystems im Raum bewegen kann.

Sie verstehen unter dem Begriff der Werkzeugkompetenz eine ganze Reihe unterschiedlicher Teilkompetenzen. Wie fördern Sie diese Kompetenzen denn in Ihrer Lehrveranstaltung zum Medieneinsatz?

Unsere neu konzipierte Lehrveranstaltung besteht primär aus einer Präsenzveranstaltung und einer Prüfungsleistung. In der Präsenzveranstaltung, auf die ich zunächst eingehe, gibt es zum einen echte Arbeitsphasen, in denen die Studierenden mit unterschiedlichen digitalen Werkzeugen arbeiten. So ermöglichen wir einen Einstieg in viele verschiedene Werkzeuge und möchten durch diesen Erstkontakt Hürden abbauen. Zusätzlich lassen wir die Studierenden im Rahmen der Prüfungsleistung mit einem Werkzeug ihrer Wahl einen Lernpfad entwickeln. Ein Lernpfad (Roth, 2015) ist eine internetbasierte Lernumgebung, in der die Schülerinnen und Schüler eigenverantwortlich entlang von vorstrukturierten Pfaden interaktive Materialien bearbeiten. Beides soll dazu beitragen, dass die Studierenden ein Werkzeug auch bedienen können. Eine andere Werkzeugkompetenz war die angemessene und zielgerichtete Auswahl und die Reflexion der Grenzen und des Nutzens des einzelnen Werkzeuges. Dazu ist natürlich fachdidaktisches Hintergrundwissen wichtig. Dies bringen wir den Studierenden durch frontale Inputs in der Präsenzveranstaltung näher. So werden aktuelle Ergebnisse aus der fachdidaktischen Forschung vorgestellt und kritisch diskutiert. Zusätzlich fordern wir beim Lernpfad, der für die Prüfungsleistung zu entwickeln ist, Begleitmaterial ein, in dem eine kurze Reflexion des eingesetzten Werkzeugs stattfinden soll. Ansonsten lernen die Studierenden auch digitale Medien in unserer Lehre als Nutzer kennen, die fachunspezifisch sind. So integrieren wir in der Veranstaltung zum Medieneinsatz beispielsweise Audience Response Systeme um kleine Umfragen zu machen oder Moodle zur Themenabsprache und Organisation eines Peer-Review-Verfahrens.

Auf welche Herausforderungen sind Sie bei der Umsetzung gestoßen, die vielleicht auch grundsätzlichere Schwierigkeiten derartiger Veranstaltungen in der Lehramtsausbildung betreffen?

In unserem Fall waren es zwei Herausforderungen, die ich besonders betonen möchten. Einerseits der Detaillierungsgrad und andererseits die Heterogenität. Mit Detaillierungsgrads meine ich Einschränkungen, die in Anbetracht der begrenzten Zeit vorgenommen werden müssen. Wir haben einen Zielkonflikt, ob ich auf ein Medium oder Werkzeug ganz detailliert eingehe oder ob ich einen möglichst großen Überblick in Form eines Rundumschlags mache. Konkret: In unserer Lehramtsausbildung wird seit vielen Jahren zunächst ein Werkzeug sehr detailliert behandelt, da es ein Pflichtseminar zum Computer-Algebra-System Maple gibt. Somit erwerben die Studierenden dort vertiefte Kenntnisse eines spezifischen Systems. Zusätzlich wird in allen didaktischen Veranstaltungen der Einsatz von digitalen Medien und Werkzeugen mitgedacht. Dennoch haben wir die Erfahrung gemacht, dass das offensichtlich nicht gereicht hat, um die Studierenden entsprechend auszubilden. Deshalb gibt es mit unserer Lehrveranstaltung gegen Ende des Studiums jetzt diesen Rundumschlag, in dem wir Werkzeuge kategorisieren und absolvierte Studienelemente einordnen. Aber auch hier ist der richtige Detaillierungsgrad wichtig: Eine Mischung aus einfachen Einführungen und punktuell vertieften Auseinandersetzung. Dabei darf die Lehrveranstaltung einerseits zu keiner reinen Bedienerschulung werden, aber anderseits auch nicht zu einem reinen Diskussionsforum über Medien, in dem auf der Metaebene über Werkzeuge gesprochen wird. Aber klar: Bei diesem Zielkonflikt kann es nur einen Kompromiss geben, der mal besser und leider manchmal auch schlechter gelingt. Eine weitere Herausforderung ist die große Heterogenität, die wir in der Veranstaltung verstärkt anzutreffen ist. Zum einen liegt die Lehrveranstaltung im letzten Mastersemester, sodass die Studierenden dank des Praxissemesters in NRW schon mehrere Wochen Schulerfahrung haben. Allerdings sind die gemachten Erfahrungen sehr unterschiedlich. Zum anderen gibt es bei der technischen Werkzeugkompetenz, sprich der Bedingung der Programme, erhebliche Unterschiede zwischen den Studierenden. Ein ähnlicher Effekt ist schon länger aus dem Informatikunterricht bekannt. Auch hier wurde mehrfach festgestellt, dass die Unterschiede deutlich größer sind als in anderen Fächern und Kompetenzbereichen. Das Problem ist, dass technisch fitte Studierende sich deutlich schneller mit fachlichen und didaktischen Aspekten beschäftigen können, während die anderen Studierenden noch mit technischen Details bzw. der Bedienung beschäftigt sind. Die so entstehende Schere ist eine große Herausforderung und tritt in Veranstaltungen, in den digitalen Medien und Werkzeuge thematisiert werden, verstärkt auf.

Kommen wir nochmal zur konkreten Situation in der Schule, für die die Studierenden ausgebildet werden. Was ist Ihrer Meinung nach die größte Chance der Digitalisierung für den Fachunterricht in der Schule?

Die Digitalisierung ermöglicht neue Zugänge zu den Inhalten und ermöglicht deutlich mehr Aktivitäten der Schülerinnen und Schüler. Experimentieren, eigenständiges Überprüfen von Vermutungen oder umfangreiche Modellierungen mit echten Daten sind jetzt möglich. Das Denken muss also sein: Welche Lernziele können wir mit digitalen Werkzeugen erreichen, die wir davon nicht erreichen konnten. Und: Wie sind diese sowohl fachlich sinnvoll als auch fachdidaktisch sinnvoll zu begründen? So können Medien und Werkzeuge einen Beitrag zu einem echten fachlichen Lernzuwachs der Schülerinnen und Schüler leisten. Aber diese muss eine Lehrkraft auch anleiten und auch der Unterricht muss entsprechend gestaltet werden.

Und hier muss eine gute universitäre Lehramtsausbildung ansetzen?

Genau. Eine vertiefte Auseinandersetzung mit den Digitalisierungsmöglichkeiten sollte auf fachlichem und fachdidaktischem Wissen basieren. Deswegen verfolgen wir auch gerade in unserem Modul den Ansatz, die Umsetzung erst ans Ende des Studiums zu setzen, wenn man gerade auf den fachlichen und den didaktischen Vorkenntnissen sehr gut aufbauen kann. Nur dann kann nach meiner Meinung der Einsatz wirklich sinnvoll und reflektiert begründet werden, damit eine gewinnbringende Unterrichtsgestaltung möglich wird.

Am Anfang des Interviews sprachen Sie über die Werkzeug- und die Beurteilungskompetenz. Gegen Ende des Interviews möchte ich nochmal auf die Beurteilungskompetenz zurückkommen. Sie sagten, dass die Studierenden später als Lehrkraft Unterrichtsmaterial für den Einsatz digitaler Werkzeuge beurteilen können müssen und den Medieneinsatz reflektieren sollen. Bisher sind Sie noch nicht darauf eingegangen, wie Sie dies in der Lehrveranstaltung umsetzen. Sie haben lediglich angedeutet, dass Sie ein System für Peer-Reviews nutzen.

Wie schon erwähnt gibt es eine Prüfungsleistung, die aus der Entwicklung eines digitalen Lernpfads besteht, sprich einer vorbereiteten Umgebung am PC oder Tablet, der von Schülerinnen und Schülern zu bearbeiten ist und in den digitale Werkzeuge integriert sind. Zu diesem Lernpfad gehört Begleitmaterial im Umfang von ca. 10-15 Seiten, in dem unter anderem Lernziele genannt werden, aber auch der Werkzeugeinsatz reflektiert wird. Die Beurteilungskompetenz wird aber in besonderem Maße durch ein Reviewverfahren gefördert. Dazu muss jeder Studierende seinen Lernpfad sowie das genannte Begleitmaterial von zwei Kommilitonen begutachten lassen. Dazu stehen knapp 20 Kriterien zur Verfügung. Zu jedem Kriterium können Punkte vergeben und kurze Texte geschrieben werden. Organisatorisch ist dies normalerweise ziemlich aufwändig: Bei einer Lehrveranstaltung von 40 Studierenden führt die zu 80 Reviews. Deshalb nutzen wir das Tool „Gegenseitige Beurteilungen“ in Moodle. Dieses Tool entlastet mich vom organisatorischen Aufwand und führt dazu, dass der Reviewprozess für die Studierenden jederzeit transparent ist. In den ersten beiden Durchläufen des Review-Verfahrens haben wir übrigens sehr gute Erfahrungen mit den studentischen Reviews gemacht. Diese waren deutlich konstruktiver und fundierter, als wir zunächst angenommen hatten!

Haben Sie abschließend noch einen Wunsch, was Sie sich für die Lehramtsstudierenden und einen gelingenden Medieneinsatz im Unterricht wünschen?

Ich wünsche mir bzw. mein Ziel ist es, dass die zukünftigen Lehrkräfte ein echtes Interesse für aktuelle Medien und Werkzeuge entwickeln. Genau das versuche ich bei ihnen zu wecken. Denn es geht nicht nur um die Kompetenzen, die wir im Laufe des Interviews besprochen haben, sondern um eine echte fachliche Interessensbildung. Nur dann werden sich die Studierenden von heute auch morgen in ihrer Rolle als Lehrkraft noch für Weiterbildungen in diesem Bereich interessieren. In meiner Wunschvorstellung gelingt es uns bei den zukünftigen Lehrkräften ein solches Interesse zu wecken, dass sie die Vorteile erkennen und intrinsisch motiviert sind, über ihr Lehrerleben hinweg up-to-date bleiben wollen. Aber dafür ist ein sicherer Umgang mit den aktuellen Werkzeugen eine unverzichtbare Basis, damit es keine Hürden oder gar Ängste gibt, diese Medien heute gewinnbringend einzusetzen.

Vielen Dank für das Gespräch.