Ein schulisches Projekt des Digital Game Based Learning

1. Ein schulisches Projekt des Digital Game Based Learning Techniklernen in realen und digitalen Welten – Kugelbahn oder „Crazy Machine“ Ein empirischer Vergleich analoger und digitaler Lernprozesse von Dreizehnjährigen in der Schule am Beispiel des Technikunterrichts

2. Durchgeführt im TEW-Unterricht der 3b – HS-MaishofenLandauer Sieglinde

3. Die Idee … Der Gedanke, fächerübergreifend, in direkter Anknüpfung an die mediale Alltagswelt der Kinder ein medienspielpägagogisches Projekt zu initiieren, war ausschlaggebend für die Idee der Hinterfragung eines „digilogen“ Lernens. Die Jugendlichen sollten unter Ausnützung von Synergie – Effekten eines analogen und digitalen Lernens beim Bau realer und virtueller Kugelbahnen spielerisch und kreativ die Gesetze der Mechanik (der Bewegung von Körpern in Raum und Zeit) kennen lernen und vertiefen. Das Ziel war, mit zehn dreizehnjährigen Jungen im Computerspiel „Crazy Machines“ in einer virtuellen, simulierten Technikwelt Kugelbahnen unterschiedlichster Art und Schwierigkeit zu planen und zu konstruieren, um diese Experimente später (und parallel dazu) in hölzernen Kugelbahnen (be)greifbar zu machen.

5. Zu den Hypothesen Auf Grund der kleinen Stichprobe werden ausschließlich Alternativhypothesen formuliert, wobei die Annahme eines „digilogen“ Lernprozesses im Rahmen eines Zusammenhanges zwischen analogem und digitalem Lernen gesehen werden soll.

6. Die empirische Methodik im vorliegenden Projekt • Ableiten von Hypothesen aus relevanten Quellen und anhand praktischer Erfahrungen • Verifikation der Hypothesen einer Stichprobe • Diskussion der Ergebnisse • Im vorliegenden Projekt soll der Frage nachgegangen werden, inwieweit sich analoge und digitale Techniklernprozesse unterscheiden, bzw. ob und unter welchen Umständen ein „digiloges“ Lernen (die Kombination beider Lernprozesse) möglich ist. • Die aufgestellten Hypothesen sollen anhand einer teilnehmenden Beobachtung zehn dreizehnjähriger Jungen im Rahmen desTechnischen Werkunterrichts einer österreichischen Hauptschule verifiziert werden. • Die Planung, Durchführung, Datenerhebung und Datenauswertung des Techniklernprojektes, bzw. der dazu gehörigenTechniklernprozesse, soll im Rahmen einer Forschungsarbeit im Bereich der qualitativen, empirischen Sozialforschung dargelegt und ausgewertet werden.

7. Phasen der Studie • Konzeptionsphase • Literaturrecherche • Ableitung von Fragestellungen • Entwicklung eines Untersuchungsdesigns • Datenerhebung • Im Rahmen der Begleitung eines Techniklernprojektes an einer österreichischen Hauptschule • Datenauswertung und -interpretation • Wahl und Anwendung unterschiedlicher Verfahren

8. Die Konzeptionsphase

9. Literaturrecherche Die Recherchemöglichkeiten im Bereich des schulischen Game Based Learning, bzw. zum Lernen mit und durch Computerspiele sind vielschichtig und sehr umfangreich. Im Bereich einer Gegenüberstellung analoger und digitaler Techniklernprozesse gibt es fast keine adäquate Literatur, die ein Lernen in realen und virtuellen Technikwelten vergleicht und „zusammenbringt“.

10. Adäquate, spielbasierte Techniklernprojekte aus der Literatur und dem WWW • Ein Projekt des Digital Game Based Learning im Jugendzentrum Spockhövel-Haßlinghausen Projektbericht: „Game Over, aber nicht im Jugendzentrum! - Crazy Machines“, 14. - 17.10.2008 in Spockhövel-Haßlinghausen Bei diesem Projekt der Reihe „Game Over, aber nicht im Jugendzentrum!“ sollte mit Kindern zwischen 8 -12 Jahren die virtuelle Welt eines Computerspiels in eine reale Spielsituation übertragen werden. Für die Spielumsetzung wurde das Computerspiel „Crazy Machines 2“ ausgesucht. Nachdem sich die Kinder mit den Experimenten und den verschiedenen Aufgaben des Spiels vertraut gemacht hatten, sollten eigene kreative Ideen realisiert und verrückte Maschinen gebaut werden. • http://www.spieleratgeber-nrw.de/?siteid=1420 • Im pädagogischen Ratgeber zu Computer- und Konsolenspielen (ComputerProjekt Köln e.v.) wird das Computerspiel „Crazy Machines 2“ beschrieben und pädagogisch beurteilt. Unter anderem weist man hier auch auf ein vom WDR am 26. 08. 2007 durchgeführtes Projekt hin, wobei in der „Sendung mit der Maus“ verrückte Maschinen in der Realität gebaut wurden, nachdem man vorher CM am Computer gespielt hatte.

11. Die Ableitung von Fragestellungen

12. Wissenschaftliche Fragestellungen zum vorliegenden Projekt

13. Erläuterungen zu den Fragestellungen • Das wissenschaftliche Interesse im vorliegenden Projekt liegt in einer möglichen Auffindung von Unterschieden in Techniklernprozessen, die einmal in einer realen Welt (Bau einer Kugelbahn aus Holz) und ein anderes Mal in einer virtuellen Spielwelt (Bau einer Kugelbahn – „crazy machine“ im Computerspiel CM) organisiert und abgewickelt werden. • Da nicht von vorneherein und unumstößlich angenommen werden kann, dass sich die beiden Lernprozesse (digital und analog) vollkommen voneinander unterscheiden, muss auch der Entdeckung einer möglichen Ähnlichkeit (zumindest in Teilbereichen) Raum gegeben werden. • Die Vorstellung, dass ein ständiger Wechsel zwischen analogen und digitalen Lernsequenzen (zwischen Wirklichkeit und Spiel) die Grenzen zwischen einem Lernen in realen und virtuellen Welten, mit dem Ziel der Entdeckung einer Dialektik eines „digilogen Lernens“ verschwimmen lässt, soll anhand weiterer Fragestellungen untersucht und beantwortet werden.

14. Die Entwicklung eines Untersuchungsdesigns

15. Das Untersuchungsdesign im vorliegenden Projekt

16. Hypothesen

17. Festlegen von Variablen (=Eigenschaften oder auch Merkmale, die unterschiedliche Ausprägungen annehmen können). Abhängige Variablen:

18. Unabhängige Variable:Reale Kugelbahn versus „crazy machine“Inwiefern unterscheiden oder ähneln sich analoge und digitale Techniklernprozesse beim Bau realer und virtueller Kuglebahnen?

19. AV: Beobachtung vonmetrischenWerten in Abhängigkeit der UV-Ausprägungen • Es werden die jeweiligen Ausprägungen der zu untersuchenden Variablen in Bezug auf den erlebten Spaßfaktor, die Planungskompetenz, die Selbstständigkeit, den Zeitaufwand, die Kreativität, die Lösungsfindung und den Wissenserwerb beim Bau realer und virtueller Kugelbahnen erhoben (beobachtet) und verglichen. • Weiters werden die jeweiligen Endprodukte einander gegenübergestellt und ebenfalls verglichen.

20. Zusammenfassung zu den Variablen • UV: Reale Kugelbahn vs. Crazy Machine • Mediatorvariable: Medienkompetenz • AV: • Spielkompetenz • Planungskompetenz • Zeitmanagement • Kreativität • Spaßfaktor • Eigenverantwortlichkeit und Eigeninitiative • Problemlösefähigkeit • Wissenserwerb • Endprodukt • Reflexivität

21. Die Datenerhebung • Instrumente zur Erhebung der Variablen - Qualitative Methoden • Verhaltensbeobachtung • Filme und Fotos • Interviews • Fragebögen • Lautes Denken (Aufzeichnung des Arbeitsprozesses mit adäquater Computersoftware…) • Inhaltsanalyse: Planungs- und Arbeitsprozess, Endprodukt (Werkstück)

22. Zur Verhaltensbeobachtung • Die Schüler werden während der Abwicklung des Techniklernprozesses begleitet und bei ihrem eigenständigen, selbstverantwortlichen Arbeiten unterstützt, wobei die Projektleitung alle beobachteten Details (Umgang mit Materialien und Werkzeugen, Abwicklung der Planungsschritte, Umgang mit den digitalen Medien, gezeigte Medienkompetenzen, bewältigen von Lösungsschritten, erwerben von Fähigkeiten und Kenntnissen …) notiert und aufschreibt.

23. Zur Aufzeichnung der Lernprozesse durch Filme und Fotos • Von Beginn an wird das Projekt (die Arbeit der Kinder an den realen und virtuellen Kugelbahnen) mit Hilfe unterschiedlicher Bildmethoden festgehalten. • Aufzeichnung des Arbeitsprozesses in Klassen-, Werk- und EDV-Räumen der Schule anhand von Digitalfotos. • Filmen von reflexiven Arbeitsphasen (Vorstellen von Zwischenergebnissen durch die Schüler) und von Interviews und Arbeitssequenzen während des Baus der hölzernen Kugelbahnen und bei der Konstruktion von „verrückten Maschinen“ im Computerspiel. • Filmen und fotografieren der Planungssequenzen und der Projektierung.

24. Zu den Interviews • Die Schüler werden während des gesamten Arbeitsprozesses immer wieder zu ihren Erfahrungen und Erlebnissen während der Planung und der Herstellung virtueller und realer Kugelbahnen befragt, wobei diese Interviews von der Projektleitung mit einem digitalen Camcorder aufgezeichnet (=gefilmt) werden.

25. Die Fragebögen • Nach der (weitgehenden) Fertigstellung der Kugelbahnen (in realen und virtuellen Unterrichtswelten) beantworten die Teilnehmer des Projektes mehrere Fragen zum Vergleich der beiden unterschiedlichen Lern- und Arbeitsprozesse in dafür konzipierten Fragebögen.

26. Zum Aufbau der Fragebögen:Kompetenzen im Vergleich (Kugelbahn aus Holz oder Crazy Machine?)

27. Fragebögen: Sozialkompetenz im Vergleich • Indem die Schüler miteinander (in Zweiergruppen) planen, bauen, experimentieren und konstruieren, lernen sie sich zu den Inhalten und Problemstellungen auszutauschen und erproben ihre Teamfähigkeit und ihre Kompetenz kommunikativ miteinander zu arbeiten und zu spielen. Sie lernen zu verhandeln, zu reflektieren und sich zu arrangieren. Anhand der Fragebögen zum Bereich „Sozialkompetenz“ reflektieren sie ihre Partnerarbeit beim Bau realer und virtueller Kugelbahnen.

28. SozialkompetenzFragebogen zum Teamwork

29. SozialkompetenzFragebogen zum Austausch in der Gesamtgruppe

30. Fragebögen: Wissenskompetenz im Vergleich • Im Bereich des Erwerbs von Wissen in einem kognitiven Sinne sollte es den Projektteilnehmern gelingen, Erscheinungen aus der Physik zu verstehen, um diese in der Folge praktisch anzuwenden. Die Schüler müssen sich an der Bewegung einer Kugel mit dem Prinzip der Energieerhaltung auseinander setzen. Sie reflektieren das Phänomen des Rollwiderstandes, indem sie diesen beim Bau ihrer Bahnen möglichst gering halten und befassen sich mit der Beschaffenheit von Oberflächen, um Reibungswiderstände zu vermindern. Sie erkennen das Prinzip der Impulserhaltung, indem sie sich mit Zentrifugalkräften auseinandersetzen, die auf die rollende Kugel einwirken. Mithilfe der Fragebögen reflektieren die Projektteilnehmer den Umgang mit den erwähnten physikalischen Kräften und ermöglichen auf diese Weise der Projektleitung ihre Denkprozesse nachzuvollziehen.

31. Wissenskompetenz:Fragebogen zur Planungskompetenz und Ideenfindung (Kugelbahn/ Holz)

32. Wissenskompetenz:Fragebogen zur Planungskompetenz und Ideenfindung (CM)

33. Wissenskompetenz:Fragebogen zur Einsicht in die Gesetze der Mechanik (Kugelbahn/ Holz)

34. Wissenskompetenz:Fragebogen zur Einsicht in die Gesetze der Mechanik (CM)

35. Fragebögen: Medienkompetenz (Handwerkliches Arbeiten und computerspielerische Steuerungskompetenz im Vergleich) • Da die Schüler einerseits damit konfrontiert sind, handwerklich an den Kugelbahnen aus Holz zu arbeiten, und da sie andererseits alle nötigen Konstruktionsschritte ihre verrückten Maschinen betreffend am Computer bewerkstelligen müssen, geht es hier darum zu hinterfragen, wie (und ob) die Projekteilnehmer die jeweils erforderlichen Medienkompetenzen entwickeln und wie sie die unterschiedlichen Herangehensweisen erleben und bewältigen.

36. MedienkompetenzFrageblock zum Zeitmanagement

37. Medienkompetenz Die Fragebögen zur praktisch-handwerklichen und computerspielerischen Bewältigung der Arbeitsaufgaben im Vergleich

38. MedienkompetenzFortführung (vorherige Folie)

39. Fragebögen: Bewertungskompetenz im Vergleich • Um zu hinterfragen, ob die Schüler die Qualität des jeweiligen Arbeitsprozesses, bzw. die Produktqualitäten (Computerspiel, Kugelbahn aus Holz …) abschätzen können, beantworten sie mehrere Fragen zu ihrer motivationalen Lage, bzw. zur Einschätzung des eigenen Werkstückes. Damit soll abgeklärt werden, ob sie in der Lage sind, die dargebotenen Inhalte (und unterschiedlichen Lernprozesse) in Bezug auf deren schulischen Wert in Kombination mit eigenen Ansichten, Vorstellungen und inneren Stellungnahmen, einzuschätzen.

40. Bewertungskompetenz:Fragen zu erlebtem Spaß und Motivation im Vergleich

41. Bewertungskompetenz:Fragen zum Endprodukt – Kugelbahn oder „verrückte Maschine“

42. Bewertungskompetenz:Fragebogen zum abschließenden Vergleich eines analogen und digitalen TechniklernensUm abschließend zu resümieren, werden die Projekteilnehmer zum Schluss gefragt, wie sie aus ihrer subjektiven Sicht die beiden Lernwelten (real und virtuell) erlebt haben, und wie sich zusammenfassend und vergleichend die unterschiedlichen Arbeitsprozesse aus der Sicht des Lernenden darstellen.

43. Bewertungskompetenz:Fortsetzung (vorherige Folie)

44. Zur Begleitung eines lauten Denkens • Die Lernsequenzen am Computer (Entwicklung verrückter Maschinen im Physikknobelspiel Crazy Machines) werden von der Projektleitung mittels adäquater Video-Capture-Software aufgezeichnet, wobei der Nachvollzug dessen, was die Schüler während des Spielens erleben, anhand dieser auditiven und visuellen Arbeitsdokumente sehr nachhaltig geschehen kann.

45. Untersuchung im Feld Der gesamte Arbeits- und Forschungsprozess wird als klassisches Unterrichtsgeschehen in den Klassen-, Werk- und EDV-Räumen der Hauptschule Maishofen abgewickelt. Somit befinden sich die Projektteilnehmer in ihrem gewohnten schulischen Umfeld, was einerseits die Realitätsnähe erhöht, andererseits aber störanfällig ist. Vorgegebene Variablen lassen nur eine quasiexperimentelle Variation zu und machen einen systematischen Beobachtungsvorgang schwierig. Wiederholungen sind nur sehr schwer zu organisieren, was eine perfekte Projektplanung nötig macht.

46. Die Stichprobe • Die Versuchsgruppe des Projektes zum „Techniklernen in realen und virtuellen Welten“ besteht aus zehn dreizehnjährigen Jungen, die die dritte Klasse (3b) der Hauptschule in der Gemeinde Maishofen (Land Salzburg) besuchen. Sie kommen aus Familien in und um Maishofen, die man einem klassischen Mittelstand zuordnen kann. Die Jungen sind in Bezug auf ihre Begabungen, Fähigkeiten und Interessen als sehr heterogen einzustufen, da in österreichischen Hauptschulen Kinder mit sehr unterschiedlichen Neigungen und Talenten gemeinsam unterrichtet werden. Da es in den Realienfächern, wie TEW (Technische Werkerziehung) keine Leistungsgruppen gibt, sind sehr fähige und auch weniger leistungsstarke Schüler in dieser Gruppe zu finden. In Bezug auf ihre Hobbys und privaten Vorlieben ähneln sich die Kinder insofern, als dass alle den Computer als Begleiter außerschulischer Aktivitäten vielen anderen Dingen vorziehen.

47. Zur Inhaltsanalyse • Da man in der vorliegenden Studie mit qualitativen Daten konfrontiert ist, werden diese (z.B. offene Antworten in einem Fragebogen, die Antworten in einem Interview, eine Verhaltensbeobachtung, die Analyse von Spielaufzeichnungen) anhand einer Inhaltsanalyse ausgewertet. Man entwickelt ähnlich wie in einem Fragebogen Kategorien, um diese mit Hilfe einer Strichliste auszuwerten. Die offenen Antworten werden ebenfalls anhand festgelegter Kategorien analysiert.

48. Statistische Datenauswertung • Die Berechnung von Mittelwerten (deskriptive Statistik) erfolgt mithilfe einer Exceltabelle, in die die Ergebnisse der fünfstufigen Antwortformate aus den Fragebögen eingetragen werden.