IT und Bildungstechnologien in Schulen. Zwischen schülerindividueller Förderung, Unterrichtsintegration und Anforderungen des Schulmanagements

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1 IT und Bildungstechnologien in Schulen Zwischen schülerindividueller Förderung, Unterrichtsintegration und Anforderungen des Schulmanagements Prof. Dr. Andreas Breiter Universität Bremen Institut für Informationsmanagement Bremen Prof. Dr. Christoph Igel TU Chemnitz Education Shanghai Jiao Tong University Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz

2 Vision ::: Die mediatisierte Schule

3 Die Realität ::: Internationales Mittelmaß, mangelndes Fachwissen

4 Die Realität ::: Schlechte Ausstattung, Ablehnung im Unterricht Im Vergleich der OECD-Staaten hinkt Deutschland bei der Ausstattung seiner Schulen sowie hinsichtlich der zeitllichen und räumlichen Nutzung von Computern im Unterricht... noch immer deutlich hinterher und liegt... weiterhin unter dem OECD-Durchschnitt. Gleichzeitig besteht auch eine Diskrepanz zwischen der Möglichkeit zur tatsächlichen Nutzung von neuen Medien im Unterricht. Der Anteil von Lehrpersonal mit tendenziell ablehender Haltung gegenüber dem IT-Einsatz im Klassenzimmer ist in Deutschland dreimal so groß wie im europäischen Durchschnitt. (Deutscher Bundestag, Enquete-Kommission Internet und digitale Gesellschaft, )

5 Ausstattungszahlen im internationalen Vergleich OECD.&(2011).&PISA&2009&Results:&Students&On&Line.&Digital&Technologies&and&Performance&(Volume&VI).& Paris:&OrganisaFon&for&Economic&CooperaFon&and&Development.&

6 Ausstattungszahlen im internationalen Vergleich OECD.&(2011).&PISA&2009&Results:&Students&On&Line.&Digital&Technologies&and&Performance&(Volume&VI).& Paris:&OrganisaFon&for&Economic&CooperaFon&and&Development.&

7 Ein Blick in die Lehrerzimmer

8 Ist-Situation 2013 ::: Grundvoraussetzungen fehlen

9 Mediennutzung durch Lehrkräfte

10 Mediennutzung in Grundschulen *Tulodziecki,-G.,-&-Six,-U.-(2000).-Medienerziehung+in+der+Grundschule.+Grundlagen,+empirische+Befunde+und+Empfehlungen+zur+Situa:on+in+Schule+und+ Lehrerbildung.-Opladen:-Leske-+-Budrich.- **-Breiter,-A.,-Aufenanger,-S.,-Averbeck,-I.,-Welling,-S.,-&-Wedjelek,-M.-(2013).-MedienintegraOon-in-Grundschulen.-Berlin:-Vista.-

11 Technologie verändert Bildung - und vice versa! EduTech 1.0 Computer-Based EduTech 1.1 Web-Based EduTech 1.2 Learning Management EduTech 2.0 Collaborative Learning Bildungspolitik Hoch-/Schule Information Web Transaction Web Social Web Pervasive Web Technologie Nutzungsverhalten

12 Technologie verändert Bildung - und vice versa! EduTech 1.0 Computer-Based EduTech 1.1 Web-Based EduTech 1.2 Learning Management EduTech 2.0 Collaborative Learning Bildungspolitik Hoch-/Schule Information Web Transaction Web Social Web Pervasive Web Technologie Nutzungsverhalten

13 Technologie verändert Bildung - und vice versa! EduTech 1.0 Computer-Based EduTech 1.1 Web-Based EduTech 1.2 Learning Management EduTech 2.0 Collaborative Learning Bildungspolitik Hoch-/Schule Information Web Transaction Web Social Web Pervasive Web Technologie Nutzungsverhalten

14 Key Trends ::: Horizon 2013 (Higher Education) Near-term horizon (<1 yr): Massively open online courses Tablet computing Mid-term horizon (2-3 yrs) Games and gamification Learning analytics Far-term horizon (4-5 yrs) 3D printing Wearable technology

15 Von der Lehrenden-zentrierten, instruktionalen Bildung EduTech 1.0 Computer-Based EduTech 1.1 Web-Based EduTech 1.2 Learning Management EduTech 2.0 Collaborative Learning EduTech 1.1 EduTech 1.2 EduTech 2.0 Main Components Courseware, LMS LCMS, Discussion Group Wiki, Social Networking Ownership Top-down, one-way Top-down, collaborative Bottom-up, learner-driven Development Time Long Rapid None Content Size 60 Minutes 15 Minutes 1 Minute Access Time Prior to Work Between Work During Work Delivery At one time In many pieces When you need it Content Access LMS Search, RSS feed Driver Instructor Learner Worker Content Creator Instructor Software Manager User Training s Role Gourmet Chef Short-order cook Food critic (Downes, 2005; Karrer, 2006)

16 Mobile Learning ::: Learning Content Management

17 Mobile Learning ::: Learning Content Management

18 ... zur Lernenden-orientierten, konstruktivistischen Bildung EduTech 1.0 Computer-Based EduTech 1.1 Web-Based EduTech 1.2 Learning Management EduTech 2.0 Collaborative Learning EduTech 1.1 EduTech 1.2 EduTech 2.0 Main Components Courseware, LMS LCMS, Discussion Group Wiki, Social Networking Ownership Top-down, one-way Top-down, collaborative Bottom-up, learner-driven Development Time Long Rapid None Content Size 60 Minutes 15 Minutes 1 Minute Access Time Prior to Work Between Work During Work Delivery At one time In many pieces When you need it Content Access LMS Search, RSS feed Driver Instructor Learner Worker Content Creator Instructor Software Manager User Training s Role Gourmet Chef Short-order cook Food critic (Downes, 2005; Karrer, 2006)

19 Mobile Learning ::: Flipped Classroom & Social Learning

20 Mobile Learning ::: Flipped Classroom & Social Learning

21 MOOC Wettbewerb ::: ein Gewinner

22 Videobasiertes Lernen für die Schule?

23 Videobasiertes Lernen für die Schule?

24 Emerging e-learning Technologies Personal Learning Social Learning Kognitivismus Instructional Design Content Management Systeme Learning Management Systeme e-tests/e-examinations Collaborative Lernsysteme... Konstruktivismus Konnektivismus Public/Privat Social Networks Serious Games Development Collaboration Services Recommendation Systems... Mobile Learning Intelligent Learning Konnektivismus Situiertes Lernen Learning Applications ebooks, epapers, Vodcasts Education Cloud & Services Professional Shop Systeme... Kognitivismus Konstruktivismus Situiertes Lernen Intelligent Tutorial Systems Intelligent Adaptive Systems Multimodal Learning Systems Personal Learning Environments...

25 Emerging e-learning Technologies Personal Learning Social Learning Kognitivismus Instructional Design Content Management Systeme Learning Management Systeme e-tests/e-examinations Collaborative Lernsysteme... Konstruktivismus Learning Content unimodal - statisch - eindimensional - rezeptiv - instruktional Konnektivismus Public/Privat Social Networks Serious Games Development Collaboration Services Recommendation Systems... Mobile Learning multimodal - dynamisch - mehrdimensional - konstruktiv - moderiert Intelligent Learning Konnektivismus Situiertes Lernen Learning Applications ebooks, epapers, Vodcasts Education Cloud & Services Professional Shop Systeme... Kognitivismus Konstruktivismus Situiertes Lernen Intelligent Tutorial Systems Intelligent Adaptive Systems Multimodal Learning Systems Personal Learning Environments...

26 Multimodal Learning Environment

27 Multimodal Learning Environment

28 Multimodal Learning Environment

29 Intelligent Education Technologies

30 Intelligent Education Technologies ITS - Interdisziplinär Artificial Intelligence Learning Psychology Education Domain Knowledge (Web) Technology ITS - Technologies User Modelling Presentation Planning Adaptive User Interfaces Problem Solving Systems Deduction Systems Knowledge Representation Error Diagnosis Agent-Based Feedback ITS - Features Intelligent Features: Adaptive Sequencing Interactive Problem Solving Error Diagnosis Learner Model Personalization of: Content Presentation Dynamically Generated Suggestions

31 Future Internet 2020 (Forschungsunion Wirtschaft - Wissenschaft, 2012; Wahlster, 2012)

32 Augmented Learning Environment

33 Key Trends ::: Horizon 2013 (Higher Education) Near-term horizon (<1 yr): Massively open online courses Tablet computing Mid-term horizon (2-3 yrs) Games and gamification Learning analytics Far-term horizon (4-5 yrs) 3D printing Wearable technology

34 Learning Analytics Neue Möglichkeiten für datengestützte Entscheidungsprozesse zur Unterstützung von Lernenden. Dazu zählen Identifizieren, Sammeln und Organisieren von Daten Entwicklung analytischer Modelle Bestimmung von Handlungsoptionen für die Datennutzung Learning Analytics soll folgende mögliche Fragen beantworten helfen: Wann ist ein Lernender bereit, einen nächsten Lernschritt zu tätigen? Wann ist ein Lernender at-risk bzw. droht ein Scheitern? Welchen Abschluss / welche Note würde ein Lernender bekommen, wenn es keine Intervention gäbe? Sollte ein Lernender zusätzlich Unterstützung erhalten?

35 Learning Analytics ::: Wie funktioniert das?

36 Computer-based Assessment (Diagnostik) Quelle: Dibels Test

37 Computer-based Assessment (Diagnostik) Quelle: Dibels Test

38 Computer-based Assessment (Diagnostik) Fortschri)sgraph- Klassenlisten- Quelle: Dibels Test

39 Und die Folgen? Los Angeles Unified School District

40 Medienintegration im Schulsystems ::: Komplexe Gefüge Unterrichtseinsatz, Medienbildung Medienkompetenz,

41 Medienintegration im Schulsystems ::: Komplexe Gefüge Schulinterne(Curricula( Lern%/Lehr%( material( Unterrichtseinsatz, Medienbildung Medienkompetenz, Medienpädagogische(( Kompetenz( Infrastruktur(und(Support(

42 Medienintegration im Schulsystems ::: Komplexe Gefüge Schulentwicklungsprozess2 Schulinterne(Curricula( Lern%/Lehr%( material( Unterrichtseinsatz, Medienbildung Medienkompetenz, Medienpädagogische(( Kompetenz( Infrastruktur(und(Support(

43 Medienintegration im Schulsystems ::: Komplexe Gefüge Kommune' Infrastruktur* Schulverwaltung* Schulentwicklungsprozess2 Schulinterne(Curricula( Lern%/Lehr%( material( Unterrichtseinsatz, Medienbildung Medienkompetenz, Medienpädagogische(( Kompetenz( Infrastruktur(und(Support(

44 Medienintegration im Schulsystems ::: Komplexe Gefüge Bildungspoli+k- Schulgesetz+ Rahmensetzung+ Kommune' Curricula( Lehrerbildung( Infrastruktur* Schulverwaltung* Schulentwicklungsprozess2 Schulinterne(Curricula( Lern%/Lehr%( material( Unterrichtseinsatz, Medienbildung Medienkompetenz, Medienpädagogische(( Kompetenz( Infrastruktur(und(Support(

45 Zentrale Herausforderungen der Medienintegration

46 Komplexitäten von IT-Management

47 Zentrale pädagogische Themen werden die Schul-IT von morgen bestimmen Chancengleichheit Individualisierung und Heterogenität Demografischer Wandel Inklusion und Barrierefreiheit Berufsorientierung und Berufsqualifikation Rechenschaft Kompetenzorientierung und Standards Inspektionen und Leistungstests Transparenz durch Rankings Autonomie Selbständige Schulen Elternbeteiligung und Öffnung der Schule

48 Empfehlungen und Ausblick Institutionelle Strategien und klare Entscheidungen hinsichtlich der Position von Bildungsinstitutionen zu Bildungstechnologien und Mediennutzung sind erforderlich Sowohl thematische Pilotprojekte als auch institutionelle Strukturentwicklung sind zu empfehlen einhergehend mit der Festlegung klarer Verantwortlichkeiten sowie der Möglichkeit der Partizipation auf allen Ebenen und von allen Zielgruppen Ressourcen sind strategie- und zweckgebunden zu allokieren, ggf. ist zu definieren, welche Aufgaben nicht mehr zu verfolgen sind, sowie Sharing-, Outsourcing Modelle und Cloud Services genutzt werden sollten Bildungsinstitutionen sollten sich vom lokalen Hort des Wissens hin zum globalen Wissensbroker verändern, ergänzend zu eigenen Angeboten auch Angebote Dritter nach Qualitätsprüfung einbinden und die Frage der Zertifizierung und der Anerkennung von Zertifikaten in den Fokus nehmen Globale Bildungscloud mit lokalen Bodenstationen wird die Zukunft sein - zugleich werden Bildungsszenarien mit Fokus auf Individualisierung und Mobillität bestehende starre Strukturen des Content- und Learning Management sukzessive ablösen Lerninhalte sind auf Cloud-Technologien auszurichten, im Einzelfall ist die Frage der Transformation bestehender Inhalte in die Cloud und deren Verfügbarkeit auf und in multiplen Devices zu klären, rechtliche Aspekte müssen die Realität abbilden Kooperationsnetzwerke mit Forschungsinstitutionen und Wirtschaftspartnern sind einzugehen, nur kollaborativ sind die bereits bestehenden und zukünftigen Aufgaben zu bewältigen

49 IT und Bildungstechnologien in Schulen Zwischen schülerindividueller Förderung, Unterrichtsintegration und Anforderungen des Schulmanagements Prof. Dr. Andreas Breiter Universität Bremen Institut für Informationsmanagement Bremen Prof. Dr. Christoph Igel TU Chemnitz Education Shanghai Jiao Tong University Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz

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