In fünf Schritten vom Schülerprojekt zum Schulkonzept.

 

Handys im Unterricht?

Eigentlich verboten – aber trotzdem allgegenwärtig: SMS-Nachrichten werden unter der Bank geschrieben, in WhatsApp wird während der Klassenarbeit über die richtige Lösung diskutiert, ...

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Aber es geht auch anders:

Smartphones und Tablets können den Unterricht aller Fächer bereichern! Vor allem in den Naturwissenschaften sind mobile Endgeräte absolutes Highend-Allround-Messinstrumente. Zahlreiche fest eingebaute Sensoren ermöglichen unzählige Experimente (siehe Literaturliste). Schülerinnen und Schüler des Physik-Leistungskurses des Friedrich-Gymnasiums Freiburg erforschten im Rahmen eines Kooperationsprojekts mit der Pädagogischen Hochschule Freiburg, wie viel Mathematik und Naturwissenschaft mit Smartphones und Tablets möglich ist. Die über 60 verschiedenen Experimente wurden am 13.05.2015 im Rahmen einer Ausstellung an der PH Freiburg präsentiert, im Anschluss überarbeitet und schließlich auf dieser Homepage veröffentlicht.


Experimente der Ausstellung:

Die folgenden Seiten geben einen Überblick über die von den 16 Schülerinnen und Schüler erarbeiteten Experimente. Die Versuche lassen sich sowohl mit Smartphones als auch mit Tablets durchführen. Die Messungen und Erklärungen sind nicht perfekt, bieten aber vielfältige Ideen und Vorschläge zur Umsetzung im eigenen Unterricht. Viele der Experimente können auch vereinfacht oder erweitert werden - hier ist Ihre Kreativität gefragt.

Posterbeitrag
Werbeplakat zur Schülerausstellung:
1. Schritt des Medienkonzepts
Übersichtsposter: Vom Schülerprojekt zum Schulkonzept.
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In fünf Schritten zum mobilen Lernen:

Die Einführung von Smartphones und Tablets in den regulären Unterricht erfolgt am Friedrich-Gymnasium in fünf Schritten. Das sukzessive Vorgehen über mehrere Jahre erlaubt ein langsames Heranführen von SchülerInnen, Eltern und LehrerInnen zum mobilen Lernen. Gleichzeitig können die technischen Komponenten (WLAN, Dongles, Cloud, MDM-Systeme) schrittweise erprobt, verbessert und an die pädagogische Nutzung im Klassenzimmer angepasst werden.  

  • Schritt 1: Schülerprojekt
    Smartphones im Unterricht? Schüler zeigen was möglich ist! - Mai 2015
  • Schritt 2: Schulversuch
    Smartphones und Tablets (BYOD) im regulären Schulunterricht - Schuljahr 2015/16
  • Schritt 3: Klassenzimmer
    BYOD-Medienausstattung aller Klassenzimmer - September 2016
  • Schritt 4: Lehrer-Tablets
    Tablets mit Tastatur und Stift für den Unterricht (iPad Pro 10,5´´) - Juni 2017
  • Schritt 5: Schüler-Tablets
    1:1 Tablet-Ausstattung einzelner Klassenstufen (iPad 9,7´´)  - November 2017

 

Am 26.09.2016 wurde das Team des Friedrich-Gymnasiums Freiburg für das fünfschrittige Konzept mit dem Deutschen Lehrerpreis 2016 in der Kategorie "Unterricht innovativ" ausgezeichnet.

 

 

 

Weitere Informationen zum Medienkonzept der Schule:

 

1. Technische Infrastruktur

2. Finanzierung  & Schulversuch

3. Schülerausstellung: Arbeitsauftrag, Literatur und Zeitplan

4. Forschendes Lernen & Smartphone-Einsatz

5. Veröffentlichungen zum Projekt

6. Fortbildungen

7. Weiteres Material zum Thema

 

 

1. Technische Infrastruktur:

1a) WLAN - Technik und Regeln

Für Experimente mit kostenlosen Apps im Klassenzimmer ist eine Internetverbindung nicht zwingend erforderlich. Zum sinnvollen Einsatz von privaten Endgeräten im Unterricht (Download der Apps, Internetrecherche, Übertragung der Messdaten, Zugriff auf die Cloud) ist eine WLAN-Infrastruktur jedoch zu empfehlen. Um die privaten Smartphones drahtlos mit dem pädagogischen Netz der Schule und dem Internet zu verbinden müssen sich die Schülerinnen und Schüler mit ihrem  eigenen Schul-Account anmelden. Bei aktiven WLAN hat nur der Lehrer Zugriff auf das Internet, die Schüler müssen vom Lehrer zur Internetnutzung freigeschaltet werden.

Aus Gründen des Datenschutzes dürfen im schulischen Kontext Plattformen wie WhatsApp oder Dropbox nicht genutzt werden. Eine schulinterne Cloud-Lösung zum Austausch von Dateien mit personengebundenen Zugang gehört deshalb zum Standard der Schule. Durch den personengebundenen Login haben die Lernenden über die Cloud weltweit Zugriff auf ihr persönliches Schulserververzeichnis und können Dateien in die Tausch-Verzeichnisse der Klasse legen.

Der Betrieb des WLAN-Systems (Unifi-Pro), die Cloud Lösung (Pydio) und die Schüler-E-Mails erfolgen über einen LogoDidact Schulverserver.

Um Missbrauch und Unklarheiten mit WLAN und Smartphones zu vermeiden wurden die Dokumente "Regeln zum WLAN Einsatz im Klassenzimmer" und "Regeln zur Smartphone-Nutzung im Unterricht" als Ergänzung zur Schulordnung mit dem Schulleitungsteam erarbeitet.

Regeln Smartphone Regeln WLAN
Download: Regeln Smartphones - PDF   Download: Regeln WLAN - PDF

 

1b) Übertragung des Smartphone-Bildschirms

Zum drahtlosen Übertragen des Smartphone-Bildschirms an den Beamer im Klassenzimmer (peer to peer) erfolgte der Kauf von HDMI-Dongles (Microsoft Wireless Display Adpter V2 & AppleTV). Mit einem entsprechenden Halter (z. B. Tabimax 2 oder TabletStage) und dem HDMI-Dongle lässt sich jedes Smartphone bzw. Tablet als drahtlose und mobile Dokumentenkamera im Unterricht einsetzen. Tablets mit Stifteingabe (Digitizer) können im Unterricht als mobiles interaktives Mini-Whiteboard eingesetzt werden. Eine fest installierte Medieneinheit im Klassenzimmer mit Computer, Dokumentenkamera und interaktivem Whiteboard ist somit nicht mehr notwendig. Der Schulträger kann mit der Lehrer - Tablet Lösung im Vergleich zu fest installierten Medieneinheiten in allen Klassenzimmern Geld sparen.


1c) Medien-Ausstattung der Klassenzimmer

Im September 2016 wurde die Medienausstattung aller 30 Klassenzimmer (bisher meist nur OHP) des Friedrich-Gymnasiums Freiburg zur Nutzung von mobilen Endgeräten aufgerüstet: Jeder Unterrichtsraum erhielt einen fest installierten Beamer, ein WLAN-Access-Point, Apple-TV, Aktivboxen, USB-Ladebuchsen, ein Tablet-Halter sowie ein Anschlussfeld an der Tafel mit HDMI-, LAN-, Audio-Anschluss, Schalter und Steckdosen. Am Anschlussfeld lassen sich z. B. mp3-Player, DVD-Player, Laptops oder HDMI-Dongles mit der medialen Infrastruktur verbinden. Das leistungsreduzierte WLAN-Gerät an der Decke in jedem Klassenzimmer kann über den Schalter am Anschlussfeld zum Unterrichtseinsatz aktiviert werden. Die installierte mediale Infrastruktur der Unterrichtsräume ist mit allen mobilen Endgeräten und Betriebssystemen kompatibel.

Klassenzimmer Halter Tablet
Schritt 3: Standardausrüstung aller Klassenzimmer:
WLAN-Access-Point und Apple-TV auf dem Beamer.
Schritt 4: Lehrer-Tablet mit Stift und Tastatur.
Die Tablet-Halter stehen in allen Klassenzimmern.



1d) Mobilgeräteverwaltung - MDM

Zur didaktischen Steuerung der Schüler-Tablets (einheitliches Betriebssystem) im Klassenzimmer, zur temporären Verteilung von kostenpflichtigen Apps (VPP), zur erstmaligen Gerätekonfiguration (DEP) und zum Tablet-Managment ist die Einbindung der Lehrer- und Schülergeräte in eine Mobilgeräteverwaltung (Mobile Device Management - MDM) unbedingt zu empfehlen. Wir haben am Anfang auf eine schulinternen MDM-Server-Lösung gesetzt, die jedoch nicht zuverlässig funktioniert hat. Schließlich sind wir zu einer extern gehosteten Profi-MDM-Lösung (Cisco Meraki) übergegangen, die vom Kreismedienzentrum Freiburg für Schulen zur Verfügung gestellt wird. Problematisch an externen MDM-Systemen ist der Datenschutz: Obwohl der MDM-Server in Baden-Württemberg steht verknüpfen wir keine Klarnamen mit den einzelnen mobilen Endgeräten. 

 

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2. Finanzierung & Schulversuch

Die Erfahrung aus den Schritten 1-3 zeigte, dass es für die Tablet-Ausstattung von Schülern und Lehrern notwendig ist, dass sich die Personen mit dem Gerät identifizieren und das Tablet sowohl in der Schule als auch zu Hause nutzen. Die größte Identifizierung liegt vor, wenn das Tablet dem Lehrer bzw. Schüler selbst gehört. Gleichzeitig zeigte sich vor allem bei Schritt 3, dass die Vielfalt an Betriebssystemen (Android, Windows & iOS) die gemeinsame Nutzung der Endgeräte an pädagogische und technische Grenzen führen kann. Für die Tablet-Ausstattung (Schritt 4 und 5) haben wir uns nach langen Diskussionen auf ein einheitliches Betriebssystem (iOS) und einheitliche Gerätemodelle (Lehrer: iPad Pro mit Stift und Tastatur, Schüler: iPad mit Tastatur) geeinigt.

Zur Finanzierung der Ausstattung mit iOS Tablets (Schritt 4 und 5) war zunächst das etablierte Bring-Your-Own-Device-Modell geplant. Die Eltern und Lehrer sollten dabei 50 Prozent der Kosten des Tablets selbst finanzieren – dafür gehört das Gerät jeder Familie persönlich und es müssen dadurch keine privaten Zweitgeräte angeschafft werden. Aufgrund der Lehrmittelfreiheit sollten für die Schülerinnen und Schüler neben den BYOD-Modell auch Leih-Tablets angeboten werden, die auschließlich rein schulisch genutzt werden können. Der Schule erschien dieser Ansatz sowohl von den Ressourcen als auch pädagogisch, verwaltungs- und versicherungstechnisch am geeignetsten. Leider hat sich gezeigt, dass dieser Finanzierungsvorschlag zu den bisherigen Verwaltungsstrukturen des Schulträgers noch nicht passend ist und momentan in dieser Form noch nicht umgesetzt werden kann.

Im Rahmen des Tablets-Schulversuchs des Kultusministeriums Baden-Württemberg (insgesamt 18 Modellschulen) werden alle Schülerinnen und Schüler der 7. Jahrgangsstufe zwei Jahre nacheinander mit 1:1 Tablets (iPad mit Tastatur) ausgestattet. Die Kosten der Tablets werden dabei zu 100% vom Schulträger und dem Kultusministerium übernommen. Der Tablet-Schulversuch wird vom Hector-Institut für Empirische Bildungsforschung der Universität Tübingen wissenschaftlich begleitet. Bei der Evaluation soll untersucht werden, ob und unter welchen Voraussetzungen digitale Endgeräte Lernprozesse fördern können.

 

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3. Schülerausstellung: Arbeitsauftrag, Literatur und Zeitplan

Eine Schülerausstellung zum Thema "Smartphones und Tablets im Unterricht" lässt sich an jeder Schule z. B. innerhalb der Projekttage realisieren. Hier können sich die Schülerinnen und Schüler in ihrem Lieblingsfach mit der sinnvollen Nutzung von mobilen Engeräten auseinandersetzen. Die Ergebnisse könnten dann in Form eines großen Marktplatzes für Lehrer, Eltern und dem Schulträger präsentiert werden.

Die Smartphone-Schülerausstellung am Friedrich-Gymnasium war eine Kooperationsveranstaltung mit der Pädagogischen Hochschule Freiburg. Die Ideen für die Schülerversuche bei der Ausstellung gehen auf die Entwicklungs- und Forschungsarbeit von Dr. Patrik Vogt (Abteilung für Physik, PH Freiburg) zurück, der das Unterrichtsprojekt unterstützt hat. Das EU Projekt mascil unter der Leitung von Frau Prof. Dr. Katja Maaß (IMBF, PH Freiburg) förderte die Ausstellung mit über 1500€ und half bei der Organisation.

Literatur Bild Vorbereitung
Literaturmappe für jede Gruppe:
Pro Sensor zwischen 3 und 12 Artikel.
Eigenständige Schülerexperimente
zur Vorbereitung der Ausstellung.


Das Schüler-Projekt am Friedrich-Gymnasium startete mit einem Einführungsvortrag zum Thema von Herrn Dr. Vogt. Die 16 Schülerinnen und Schüler wurden daraufhin in Partnergruppen augeteilt, erhielten einen Arbeitsauftrag und konnten sich einen von 10 Sensoren aussuchen. Zum Einlesen in das Thema bekam jede Schülergruppe eine Mappe mit didaktischer Literatur zum gewählten Sensor (Download Literaturübersicht). Die folgenden Wochen arbeiteten die Schüler eigenständig: Einige Gruppen versuchten zunächst Experimente aus der Literatur nachzustellen um im Anschluss eigene experimentelle Ideen zu entwickeln. Wie bei Konferenzen üblich musste mit den Ergebnissen von jeder Schülergruppe ein wissenschaftliches DINA0 Poster mit Hinweisen auf die entsprechende Literatur erstellt werden. Alle Poster durchliefen eine Woche vor dem Druck ein Review-Verfahren mit zwei unabhängigen "Gutachtern".

 

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4. Forschendes Lernen & Smartphone-Einsatz

Forschendes Lernen ist ein Lernkonzept, bei dem sich Schülerinnen und Schüler durch eine aktive und kreative Auseinandersetzung mit offenen naturwissenschaftlichen Fragestellungen selbstständig Wissen erarbeiten und dabei wichtige Kompetenzen erwerben. Die Schüler sollen dabei den Weg der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung vollständig und möglichst selbstständig durchlaufen.

Aufgrund verschiedener Smartphone-Modelle, Betriebssysteme und Apps können zu Versuchen aus dem MINT-Unterricht mit mobilen Endgeräten keine experimentellen "Kochrezepte" vorgegeben werden. Die Formulierung der Smartphone-Aufgabenstellung sollte daher möglichst offen und forschend erfolgen: Schülerinnen und Schüler stellen eigene Fragen, formulieren Hypothesen, planen Versuche mit Smartphones, führen diese durch, finden Erklärungen und kommunizieren die Ergebnisse. Ein solch forschender Arbeitsauftrag kann mit dem Smartphones nicht nur im Klassenzimmer, sondern auch im Alltag der Schülerinnen und Schüler und zu Hause durchgeführt werden.

Kreislauf forschendes Lernen

Möglicher Kreislauf der naturwissenschaftlichen Arbeitsweise
als Orientierung beim forschenden Lernen.

 

Bei Schülerinnen und Schüler erzeugt das Konzept des forschenden Lernens aufgrund des hohen Grades an Handlungsorientierung und Selbstbestimmung eine hohe Motivation. In Konsequenz haben Lehrer bei einem solchen Unterricht nicht mehr die Aufgabe nur Wissen zu vermitteln, sondern die Schüler zu motivieren und als kooperativer Lernberater zu unterstützen. Die Verbindung von forschendem Lernen und dem Einsatz von Smartphones ist somit eine ideale Kombination für den Unterricht - nicht nur für Projekte sondern auch für kleinere Unterrichtssequenzen.

Tabelle forschendes LernenTabelle: Schrittweise Öffnung des Physikunterrichts hin zum forschenden Lernen.

 

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5. Berichte und Veröffentlichungen zum Medienkonzept am Friedrich-Gymnasium Freiburg

 

 

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6. Vorträge und Lehrerfortbildungen zum Einsatz von mobilen Endgeräten im MINT-Unterricht:

  • 2015:

    • Fortbildung des EU Projekts mascil:
      Funktionale Zusammenhänge aufs Smartphone gebracht
      17.06.2015, Kolping Hotel Freiburg
    • Fortbildung des EU Projekts Sails:
      Workshop: Differenzieren, forschendes Lernen und Smartphone-Einsatz im Physikunterricht
      16.07.2015, Parkhotel Kronsberg, Hannover
    • Fortbildungen des Regierungspräsidiums Freiburg:
      Workshop: Smartphones im Mathematik- und Physikunterricht? Bitte einschalten!
      Download Ausschreibung
      Termin 1: 14.10.2015, Friedrich-Gymnasium Freiburg
      Termin 2: 21.10.2015, Hochrhein-Gymnasium Waldshut-Tiengen
      Termin 3: 11.11.2015, Fürstenberg-Gymnasium Donaueschingen
      Termin 4: 18.11.2015, Oken-Gymnasium Offenburg
    • Schulinterne Fortbildung:
      Workshop: Smartphones im Unterricht? Bitte einschalten!
      09.11.2015, Gymnasium Wilhelmsdorf

    2016:

    • Tagung zu digitalen Medien im Unterricht der Joachim Herz Stiftung:
      Workshop: Smartphones im Unterricht? Schüler zeigen was möglich ist!
      15.01.2016, Hamburg
    • Vorträge zum Schülerprojekt auf der Didacta 2016, Köln:
      Forum der Firma Phywe, Halle 9, Stand B-054
      Download Abstract
      Freitag, den 19.02.2016: 09:30 Uhr, 11:30 Uhr und 14:00 Uhr,
      Samstag, den 20.02.2016: 10:00 Uhr und 12:00 Uhr
    • Fortbildung des EU Projekts mascil:
      Differenzierung durch forschendes Lernen mit Smartphone-Einsatz
      Download Abstract
      16. März 2016 und 08. Juni 2016, PH Freiburg / Rotteck-Gymnasium
    • Fortbildung der Raabe-Akademie:
      Tüfteln, forschen, staunen? Mit Smartphones und Tablets Schüler für Physik & Mathematik begeistern!
      Download Abstract
      Termin 1: 11.05.2016, 08:30-13:00 Uhr, Klett Treffpunkt Mannheim
      Termin 2: 09.09.2016, 14:00-18:00 Uhr, Klett Treffpunkt Hannover
    • Posterbeitrag zur Comenius-Auszeichnungsveranstaltung am 23.06.2016 in Berlin
      Auszeichnung des Medienkonzepts und der Darstellung auf dieser Homepage mit dem Comenius-Siegel 2016 für ein pädagogisch, inhaltlich und gestalterisch herausragendes Bildungsmedium.
    • Fortbildung der Akademie für Innovative Bildung und Management Heilbronn-Franken:
      Smartphones und Tablets im Mathematik- und Physikunterricht? Bitte einschalten!
      Download Abstract
      22.10.2016, 08:30-13:30 Uhr, Heilbronn
    • Workshop beim Lehrerkongress #excitingEDU:
      Deutscher Lehrerpreis 2016: In fünf Schritten zum mobilen Lernen
      Abstract
      19.11.2016, Berlin

  • 2017:

    • MINT digital Lehrertagung der Joachim Herz Stiftung
      Workshop: MINT mit Smartphones und Tablets - vom Schülerprojekt zum Schulkonzept
      25.03.2017, Hamburg
    • Forum Freiburger Schulen der Zukunft, Amt für Schule und Bildung, Stadt Freiburg
      Vortrag zum Thema: Tablet, Smartphone und Co. - Neue Medien im Unterricht
      11.05.2017, Freiburg
    • Didaktisches Seminar, Mathematisches Institut, Universität Freiburg
      Vortrag: Deutscher Lehrerpreis 2016: Smartphone-Schulkonzept im Mathematikunterricht
      20.06.2017, Freiburg
    • Workshop bei der Fachtagung „Lernen von den Anderen: Digitalisierung – Schule – Werte“, 
      Bayerischer Philologenverband,
      28.06.2017, Nürnberg
    • Vortrag beim Forum Mathematikunterricht, Didaktik der Mathematik, Universität Frankfurt
      Smartphones raus, Mathestunde! Mit mobilen Endgeräten und forschendem Lernen Schüler begeistern.
      25.10.2017, Frankfurt
    • Vortrag bei der Tagung "Digitale Bildung",
      B Braun Melsungen AG & Klett-MINT-Verlag,
      18.11.2017, Melsungen

 

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7. Weiteres Material zum Thema

 Bild Projektstand
Informationsstand zum Projekt bei der Schülerausstellung.
  • Apps für den MINT-Unterricht (kostenlos und werbefrei) Download: PDF (0,5MB)
  • Literaturliste zum Smartphone-Projekt (05/2015):
    Download: PDF (0,1MB)
  • Unterrichtsmaterial zum Thema forschendes Lernen:
    Broschüre: "Forschend Lernen in Mathematik und Naturwissenschaft"
    EU Projekt Primas
    Download: PDF (15MB)

 

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Autor: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!, Friedrich-Gymnasium Freiburg
Bilder: PH Freiburg, Schulfotografin FG Freiburg: Gwendolin Rapp
Prüfung: Die Texte auf den Projektseiten wurden auf intertextuelle Fehler geprüft (freiwillige Plagiatskontrolle).


CC BY-NC-SA 4.0 © Patrick Bronner, Friedrich-Gymnasium Freiburg

 

Für die kabellose Anbindung der Schüler-Smartphones oder Lehrer-Tablets direkt mit dem Beamer in dem jeweiligen Klassenzimmer erfolgte der Kauf von HDMI-Dongles. Mit einem entsprechenden Halter (Tabimax2) können Smartphones und Tablets im Unterricht auch als Dokumentenkamera genutzt werden. Die Erfahrung im Schuljahr 2015/16 zeigte, dass das Smartphone bzw. Tablet des Lehrers einen fest installierten Computer und eine teure Dokumentenkamera in jedem Klassenzimmer komplett ersetzen kann.