Workshopauswertung
Maschinenlesbare Unterrichtsabläufe
Mitwirkende
Ivo van den Berk
Tina Neff
Tommy Kubica
Andreas Schnäpp
Jan Schachtschabel
Patternansatz (dt. = Entwurfsmuster) 6
Elemente der Patternbeschreibung 7
Ermittlung der Anforderungen 8
Anwendung des Patternansatzes 10
Entwicklungs-Sequenz der Pattern 10
Beschreibung der Aktivitäten 11
Visualisierung und Beschreibungshilfe 12
Erfahrungen mit der Systematik 14
Erfahrungen mit dem Pattern-Ansatz 14
Eindimensionalität der Pattern 14
Herausforderungen bei der Dokumentation von Patterns 15
Maßnahmen zur Bewältigung der Herausforderungen 15
Entwickelte Praxisbeispiele 15
Beispiel 1: Transaufgaben mit Lebensweltbezug 15
Beispiel 2: Ressourcenschonende Wissensvermittlung 17
Eingabetool für Unterrichtsabläufe 19
Herausforderungen des Patternansatzes 22
Empfehlungen für die Weiterarbeit 23
Offene Fragen und Forschungsbedarfe 23
In einer Zeit, in der die Digitalisierung der Bildung weiter voranschreitet, eröffnen sich neue Möglichkeiten für die Gestaltung von Lehr- und Lernprozessen. Freie Bildungsressourcen (OER), die von der Community erstellt und geteilt werden, haben sich in der Praxis etabliert und heben den Unterricht auf ein neues Niveau.
Unser Ziel ist es, ähnliche Unterstützungsangebote auch im Bereich der Unterrichtsplanung und -vorbereitung zu schaffen, um eine effiziente und kreative Gestaltung des Unterrichts zu ermöglichen. Die Professionalisierung der Lehrenden kann dabei durch einen lebendigen, communitygesteuerten Austausch erheblich profitieren.
Ein Baustein dieser Transformation ist die Entwicklung und Nutzung maschinenlesbarer didaktischer Entwurfsmuster. Diese Muster stellen strukturierte, praxiserprobte Unterrichtskonzepte dar, die digital gespeichert, leicht geteilt und kontinuierlich verbessert werden können. Sie dienen als solide Grundlage für eine erfolgreiche Unterrichtsplanung, die an die spezifischen Bedürfnisse der Lernenden angepasst werden kann.
Maßgeschneiderte didaktische Entwurfsmuster können nachgenutzt und durch den Einsatz eines „Lösungs-Magnets“ automatisch mit relevanten Inhalten und Tools gefüllt werden. Dieser Lösungs-Magnet fungiert dabei wie ein intelligenter Filter, der auf Grundlage des Lehrplans und der gegebenen Ziele und Anforderungen die passenden Ressourcen auswählt und integriert.
Lehrende
Lehrende profitieren von bewährten Unterrichtsabläufen, die den Planungsaufwand reduzieren und mehr Zeit für die Unterrichtsdurchführung und Interaktion mit den Lernenden schaffen. Die Vielfalt an verfügbaren Methoden ermöglicht zudem einen abwechslungsreicheren Unterricht und eine zunehmende Professionalisierung durch einen gezielten Erfahrungsaustausch.
Bildungsinstitutionen
Bildungsinstitutionen profitieren von einer effizienteren Ressourcennutzung und reduziertem Koordinationsaufwand. Dies verbessert die Bildungsqualität und fördert die Zufriedenheit von Lehrenden und Lernenden. Zudem stärkt die verstärkte Zusammenarbeit den Austausch bewährter Praktiken unter Lehrkräften.
Lernende
Für Lernende verbessert diese Vision die Lernprozesse durch personalisierte Unterrichtspläne, die auf ihre Bedürfnisse abgestimmt sind. Dies steigert Motivation, Lernergebnisse und die gesamte Lernerfahrung.
Im Mittelpunkt des Workshops stand die Entwicklung und Erprobung eines innovativen Ansatzes zur Beschreibung praxiserprobter Unterrichtsabläufe und deren Abbildung in einem maschinenlesbaren Format.
Dazu wurden folgende Teilziele abgestimmt:
Der Begriff „Pattern“ entstammt der Architektur und wurde von Christopher Alexander (1977, 1979) entwickelt. In seinem Werk A Pattern Language (1977) stellte Alexander fest, dass viele architektonische Probleme in wiederkehrenden Formen auftreten und durch bewährte, systematisch erfasste Lösungen angegangen werden können. Diese Entwurfsmuster oder „Patterns“ dienen als Vorlage für das Planen und Bauen und bieten flexible, aber dennoch strukturierte Ansätze.
Die Übertragung dieses Ansatzes auf die Bildung eröffnet ähnliche Möglichkeiten. Wie in der Architektur treten auch im Bildungsbereich wiederkehrende Herausforderungen auf, sei es in der Unterrichtsplanung, der Gestaltung von Lernprozessen oder der Schaffung effektiver Lernumgebungen. Didaktische Patterns ermöglichen es, bewährte pädagogische Methoden systematisch zu dokumentieren und flexibel in verschiedenen Unterrichtskontexten anzuwenden. Diese Patterns können hierarchisch organisiert werden, von allgemeinen Konzepten wie „Projektbasiertes Lernen“ bis hin zu spezifischen Methoden wie „Feedback-Schleifen“.
Patterns im Bildungsbereich, wie auf patternpool.de beschrieben, bestehen aus folgenden zentralen Elementen:
Didaktische Ansätze bieten verschiedene methodische Zugänge zur Gestaltung von Lehr- und Lernprozessen und sind entscheidend für die Strukturierung und Umsetzung des Unterrichts. Diese Ansätze können oft durch die Kombination eines Adjektivs mit dem Wort „Lernen“ beschrieben werden, was die spezifische Ausrichtung des Lernprozesses verdeutlicht. Beispiele hierfür sind:
Baumgartner (2011) beschreibt, wie Methoden bzw. didaktische Ansätze, die ähnliche Prinzipien für Lehren und Lernen haben, zu “Familien” zusammengefasst werden können. Scholkmann (2016) erörtert z.B. die Grundprinzipien und Variationsbreite des forschend-entdeckenden Lernens, zu dem auch das promblembasierte Lernen gehört. Diese Ansätze bieten nicht nur methodische Orientierung, sondern helfen auch, eine zielgerichtete und effektive Gestaltung der Lernprozesse umzusetzen.
Erstellung von didaktischen Entwurfsmustern
Nutzung von didaktischen Entwurfsmustern
Bei der Entwicklung der Struktur für den Unterrichtsablauf wurde ein deduktiver Ansatz gewählt, der sich an den grundlegenden Prozessschritten des Lehrens und Lernens orientiert. Diese Schritte lassen sich in drei Hauptphasen unterteilen:
Didaktische Ansätze als “Grundschablone”
Durch die Anwendung didaktischer Ansätze lässt sich dieses Grundschema unter Einbezug unterschiedlicher Schwerpunkte, Grundprinzipien und methodischer Zugänge weiter differenzieren.
Durch die Kombination eines Adjektivs mit dem Wort “Lernen” kann man einen didaktischen Ansatz beschreiben, der das Grundprinzip der Gestaltung des Lehr- und Lernprozesses definiert und dabei signifikanten Einfluss auf die Struktur und den Ablauf des Unterrichts nimmt, wie z.B. problembasiertes Lernen.
Als grundlegende “Schablone” können didaktische Ansätze Orientierung geben und die Zuordnung von weiteren Elementen erleichtern.
Lehr- und Lernaktivitäten als kleinste Gliederungseinheit
Innerhalb dieser strukturellen Phasen können spezifische Lehr- und Lernaktivitäten als kleinste Gliederungseinheiten definiert werden. Diese Aktivitäten beschreiben genau, welche Handlungen von Lehrenden und Lernenden zu einem bestimmten Zeitpunkt durchgeführt werden und unter welchen Bedingungen diese stattfinden. Ein Beispiel für eine Lehr-/Lern-Aktivität ist z.B. eine Diskussion.
Modularisierung und Nutzung von Mustern mit feinerer Granularität (“Formats”)
Mehrere dieser Lehr- und Lernaktivitäten können zu „kleinen“ Mustern oder Methoden zusammengefasst werden, um die Dokumentation zu erleichtern. Diese kleineren Muster, die wir als „Formats“ bezeichnen, können flexibel in verschiedenen Unterrichtskontexten angewendet werden.
Der Patternansatz dient als übergeordneter Beschreibungsrahmen, der den Unterrichtsablauf in einen Kontext einbettet und Aussagen zur adressierten Problemstellung gibt. Die Essenz des Unterrichtsablaufs soll strukturiert als Lösungs(-detail) angegeben werden. Baumgartner (2011, S. 137) verweist darauf, das Musterbeschreibungen u.a. mit Grafiken, Videos, Animationen angereichert sein können.
Wellhausen & Fiesser (2012) beschreiben den Entwicklungsprozess von Pattern wie folgt:
Die präzise Planung und Darstellung von Lehr- und Lernaktivitäten erfordert die Berücksichtigung spezifischer Merkmale. In der Didaktik wird betont, dass eine klare Strukturierung und Anpassung an die Lernbedürfnisse der Schüler die Lernergebnisse signifikant verbessert (Meyer, 2003). Diese Merkmale, wie Zeit, Sozialform, Grad der Virtualität, Synchronizität, Lernumgebung, Voraussetzungen für die Interaktion und das Leitmedium, ermöglichen es, die Aktivitäten gezielt zu beschreiben, zu planen und umzusetzen.
In Anlehnung an Merkmalen, die in vereinfachten Ablaufbeschreibungen eingesetzt werden, haben wir uns auf folgende Merkmale geeinigt:
In der Planung und Strukturierung von Unterrichtsabläufen ist eine klare und übersichtliche Darstellung unerlässlich, um die Komplexität zu reduzieren und die Verantwortlichkeiten von Akteuren im Lehr- und Lernprozess klar definieren zu können. In diesem Workshop haben wir uns mehrere Hilfen für die Visualisierung und Reduktion der Komplexität angesehen
Fokus auf Informationsreduktion und Übersichtlichkeit
Der zentrale Fokus bei der Wahl dieser Darstellungsformen liegt auf der Informationsreduktion und Übersichtlichkeit. Schwimmliniendiagramme wurden gewählt, weil sie eine flexible und übersichtliche Methode bieten, um parallele Prozesse und die Zuweisung von Verantwortlichkeiten in Unterrichtsabläufen darzustellen. Sie ermöglichen eine klare Visualisierung, wer welche Aufgaben zu welchem Zeitpunkt übernimmt, was die Koordination und Kommunikation zwischen verschiedenen Akteuren erleichtert. Die Beschreibungsmerkmale von Verlaufsplanungen und Didactic Process Maps wurden jedoch in die Definition der Merkmale der Aktivitäten berücksichtigt.
Für die Umsetzung wurde der Frontend-Stack von Wirlernenonline.de genutzt.
Es fand eine grobe Orientierung an didaktischen Metadaten von Openeduhub statt, ohne den Anspruch zu erheben, diese vollständig abzubilden.
Das Schwimmliniendiagramm wurde um eine Auswahlmöglichkeit für vordefinierte Ablaufpläne von didaktischen Ansätzen ergänzt und tabellarisch dargestellt.
Übergeordnete Grundabläufe ermöglichen die Verankerung verschiedener Prinzipien für die Umsetzung von Lehr- und Lernprozessen. Sie dienen gleichzeitig als Orientierung bei der Dokumentation von Praxiserfahrungen und ermöglichen es, kleinere Pattern zielgerichtet zu integrieren. Didaktische Ansätze können auch als Pattern formuliert werden, um Aussagen darüber treffen zu können, wann und wo sich deren Einsatz eignet.
Der Patternansatz bietet eine zweckmäßige Vorgehensweise zur systematischen Beschreibung von praxiserprobten Lösungen.
Patterns sind darauf ausgelegt, eine spezifische Lösung für ein klar definiertes Problem in einem spezifischen Kontext anzubieten. Anpassungsmöglichkeiten oder Lösungsvarianten sind daher kein Teil der Beschreibung, weil diese zu einem neuen Pattern führen würden.
Isoliert wirkende Pattern sind nur bedingt dazu geeignet, mehrdimensionale Probleme zu lösen, wie man sie in komplexen Lehr- und Lernsituationen häufig vorfindet.
Um solche mehrdimensionalen Probleme zu lösen, bietet der Patternansatz die Möglichkeit, mehrere Patterns miteinander zu verknüpfen. Diese Verknüpfungen können über verschiedene Granularitätsebenen hinweg erfolgen, wobei “große” Patterns allgemeine Lösungsstrategien formulieren, die dann mit “feineren” Patterns durch Details ergänzt werden.
Eine Herausforderung könnte dabei der gleichzeitige Einsatz mehrerer Pattern darstellen. Diese müssen untereinander kompatibel sein und sich erfolgreich in übergeordnete Strukturen einordnen lassen. Die Formulierung einer Patternsprache empfiehlt sich daher.
Die Dokumentation von Patterns bringt mehrere Herausforderungen mit sich:
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, wurden im Workshop mehrere Maßnahmen vorgeschlagen:
Problemstellung | Die SuS können Transferaufgaben nicht selbstständig erfolgreich ausführen. |
Lösung | Die Studierenden werden durch die schrittweise Herangehensweise für die eigenständige Ausführung der Transferaufgaben sensibilisiert und erwerben die dafür notwendigen Kompetenzen. |
Kontext |
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Stolpersteine |
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Folgen | + Lernende vollziehen eine vollständige Handlung.
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Lösungsdetails |
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Verwandte Muster |
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Problemstellung | Die Hochschule möchte mit geringen Ressourcen den Studierenden fehlende Informationen über ein spezifisches, abgrenzbares Wissensgebiet vermitteln. |
Lösung | Möglichst viele Studierende sollen mit einem Vortrag informiert und sensibilisiert werden. |
Kontext |
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Stolpersteine | Gefahr der fehlenden Passungen zu den Erwartungen der Lernenden |
Folgen |
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Lösungsdetails | |
Verwandte Muster | verwandt mit Videoinput |
Der Workshop hat eindrucksvoll gezeigt, dass der Einsatz von maschinenlesbaren didaktischen Entwurfsmustern ein vielversprechender Ansatz ist, um Lehr- und Lernprozesse effizienter und innovativer zu gestalten. Die systematische Dokumentation und Strukturierung von Unterrichtsabläufen in Form von Patterns bietet nicht nur eine solide Grundlage für die Unterrichtsplanung, sondern auch eine flexible Möglichkeit zur Anpassung an unterschiedliche Bildungsbedarfe und -kontexte. Trotz der erkannten Herausforderungen lassen sich aus den gewonnenen Erkenntnissen wertvolle Impulse für die weitere Entwicklung und Optimierung des Pattern-Ansatzes ableiten.
Effizienzsteigerung: Der Einsatz von didaktischen Entwurfsmustern reduziert den Planungsaufwand erheblich, indem bewährte Unterrichtsabläufe systematisch dokumentiert und leicht zugänglich gemacht werden. Dies ermöglicht Lehrenden, sich stärker auf die Durchführung und Interaktion mit Lernenden zu konzentrieren.
Flexibilität und Anpassungsfähigkeit: Die modulare Struktur der Patterns erlaubt es, sie flexibel an verschiedene Unterrichtssituationen und Lernbedürfnisse anzupassen. Dies ist besonders wertvoll in heterogenen Lernumgebungen, wo differenzierte Ansätze gefordert sind.
Förderung der Kollaboration: Die gemeinschaftliche Entwicklung und Nutzung von Patterns fördert den Austausch bewährter Praktiken unter Lehrenden und stärkt die professionelle Zusammenarbeit.
Komplexität der Muster: Eine zentrale Herausforderung bestand darin, komplexe Unterrichtsabläufe in einzelne, verständliche Patterns zu zerlegen, ohne dabei die Tiefe und den Kontext der Lösungen zu verlieren. Hierbei erwies sich die klare Strukturierung und Fokussierung auf wesentliche Aspekte als hilfreich.
Kompatibilität von Patterns: Die gleichzeitige Anwendung mehrerer Patterns stellt hohe Anforderungen an ihre Kompatibilität. Es wurde deutlich, dass eine klare Definition und Abgrenzung der Patterns sowie die Entwicklung einer übergeordneten Patternsprache notwendig sind, um Mehrdimensionalität und Kohärenz sicherzustellen.
Dokumentationsaufwand: Der initiale Aufwand zur Erstellung und Feinabstimmung von Patterns ist nicht zu unterschätzen. Um die Akzeptanz und Anwendung des Pattern-Ansatzes zu fördern, sind benutzerfreundliche Tools und eine klar strukturierte Einführung in die Methode erforderlich.
Weiterentwicklung einer Patternsprache: Es wird empfohlen, die Entwicklung einer kohärenten Patternsprache voranzutreiben, um die Kompatibilität und den Einsatz von Patterns in komplexen Unterrichtsszenarien zu erleichtern. Dies könnte durch die Definition klarer Schnittstellen und Verknüpfungen zwischen verschiedenen Patterns unterstützt werden.
Pilotprojekte zur Erprobung: Um die praktische Anwendbarkeit und Effektivität der entwickelten Patterns zu validieren, sollten Pilotprojekte in verschiedenen Bildungskontexten durchgeführt werden. Dies ermöglicht eine gezielte Weiterentwicklung auf Basis konkreter Praxiserfahrungen.
Schulung und Support: Lehrende benötigen Unterstützung, um den Pattern-Ansatz effektiv zu nutzen. Es sollten Schulungen und praxisnahe Handreichungen entwickelt werden, die den Einstieg erleichtern und die Anwendung im Unterricht fördern.
Der Workshop hat einen wichtigen Grundstein für die systematische Nutzung von didaktischen Entwurfsmustern gelegt. In Zukunft wird es darauf ankommen, diese Ansätze weiter zu verfeinern und in die Breite zu tragen. Die fortschreitende Digitalisierung der Bildung bietet hierfür ein ideales Umfeld, in dem innovative Methoden wie der Pattern-Ansatz eine zentrale Rolle spielen können.
Alexander, C., Ishikawa, S., & Silverstein, M. (1977). A Pattern Language: Towns, Buildings, Construction. Oxford University Press.
Alexander, C. (1979). The Timeless Way of Building. Oxford University Press.
Baumgartner, P. (2011). Taxonomie von Unterrichtsmethoden: Ein Plädoyer für didaktische Vielfalt. Waxmann Verlag.
Garrison, D. R., & Anderson, T. (2003). E-learning in the 21st Century: A Framework for Research and Practice. Routledge.
Hrastinski, S. (2008). Asynchronous and synchronous e-learning. Educause Quarterly.
Kohls, C., & Panke, S. (2009). Is that true? Thoughts on the epistemology of patterns. In Proceedings of the 16th Conference on Pattern Languages of Programs (PLoP 2009).
Kohls, C., & Wedekind, J. (2008). Patterns for e-learning. In Proceedings of the Eighth IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (pp. 283-287). IEEE.
Laurillard, D. (2012). Teaching as a Design Science: Building Pedagogical Patterns for Learning and Technology. Routledge.
Mayer, R. E. (2009). Multimedia Learning. Cambridge University Press.
Salmon, G. (2002). E-tivities: The Key to Active Online Learning. Kogan Page Publishers.
Scholkmann, A. (2016). Forschend-entdeckendes Lernen: (Wieder-)Entdeckung eines didaktischen Prinzips. Zeitschrift für Pädagogik.
Wellhausen, T., & Fiesser, A. (2012). How to write a pattern? A rough guide for first-time pattern authors. In Proceedings of the 20th Conference on Pattern Languages of Programs (pp. 283-287). ACM. https://doi.org/10.1145/2396716.2396721
patternpool.de. (zuletzt abgerufen am 22. August 2024). Online-Plattform für didaktische Entwurfsmuster. https://www.patternpool.de
e-teaching.org. (zuletzt abgerufen am 22. August 2024). Informationsportal für den Einsatz digitaler Medien in der Hochschullehre. https://www.e-teaching.org