Unterlagen - Erfurt

Entwicklung und Erprobung der ausgewählten Unterrichtseinheit "Arztpraxis" in der IT-Ausbildung im 2. Ausbildungshalbjahr der Klassen des Jahrganges 1998 

Für die Projektausbildung wurde ein Gesamtrahmen definiert, der jeweils für die gesamte Ausbildungszeit eines IT-Jahrgangs gelten soll. - Dies gibt den Diskussions- und Arbeitsstand der IT-Ausbildung zum Zeitpunkt Anfang März 1999 wieder. Zu diesem Zeitpunkt werden in zehn IT-Klassen etwa 220 Schüler in allen IT-Berufen unterrichtet. - So wurde z. B. für den Jahrgang 1998 eine 'Arztpraxis' festgelegt, die aufzubauen ist. Alle relevanten IT-Inhalte können so entwickelt werden.

Erster definierter Projektrahmen
Der Arzt Dr. Arnd M., ein Internist, möchte in einem Mehrfamilienhaus eine Arztpraxis einrichten. In diesem Haus bewohnt er zugleich mit seiner Frau Zora M. (Werbegrafikerin) eine Wohnung und in einer gesonderten Wohnung lebt sein Vater. Die Praxis muss neu aufgebaut werden. Hierzu werden den Schülern realistische Angaben

zur Elektroinstallation,
zur Telekommunikation,
zur PC-Technik und
zu einigen gesonderten Laboraspekten gegeben.

Dazu kommen vielfältige betriebswirtschaftliche und sicherheitstechnische Aspekte. Die Darstellung wird mit einer Skizze zur Praxis abgeschlossen. Die Wünsche von Dr. Arnd M. - und darüber hinaus die von Zora M. - werden den Schülern als Kundenwünsche dargestellt. D. h., die Wünsche sind nur zum Teil präzise und (technisch) exakt formuliert. Ein allgemeiner Bearbeitungszeitrahmen wurde festegelegt.

Zum Teil müssen sich die verschiedenen IT-Klassen gegenseitig fachliche Unterstützungen geben. Die SE-Klassen stellen z. B. den SK-Klassen Hardware-Lösungen dar etc. Die einzelnen Lehrkräfte können allein oder aber in Kooperation 'Detailprojekte' gestalten, die teilweise über anderthalb Jahre gehen. Zur Arbeitsgestaltung wird seit Februar 1999 den Schülern ein halber Schultag (Donnerstag 5. - 8. Stunde) in jeder Blockwoche zur freien Projektarbeit eingeräumt. Die Schüler arbeiten in ihren einzelnen Arbeitsgruppen zum Teil an mehreren Projekten zugleich, die sich in unterschiedlichen Entwicklungsphasen befinden. Die Projektarbeit der Schüler wird umfassend im Schulunterricht begleitet, unterstützt und reflektiert. 

Für die umfassende Projektorganisation werden an der Schule vielgestaltige Kommunikations- und Organisationsinstrumente eingesetzt. Eine Kommunikationswand ermöglicht den Lehrkräften den Austausch vielfältiger Informationen. In den Klassenbüchern wird regelmäßig von den einzelnen Lehrkräften, die sich tatsächlich an der Projektarbeit beteiligen,  der Stand der einzelnen Arbeiten dokumentiert. Die Schüler müssen eine Projektmappe führen und Fortschrittsberichte schreiben. Die einzelnen Arbeitsgruppen müssen an jedem Projekttag ihre Arbeitsschritte und näheren Planungen schriftlich in einem Protokoll festhalten. In jeder Blockwoche findet am Montag mit den 'Geschäftsführern' der einzelnen Klassen eine Beratung statt. Jeweils am Freitag besteht für jede Klasse die Möglichkeit, die Prozessabläufe im Zusammenhang zu besprechen.

Für die weitere Entwicklung ist geplant, die einzelnen Projekt- und Geschäftsprozessaktivitäten von der Seite der Schule genauer zu koordinieren.

Die einzelnen IT-Klassen sind auch in die Aktivitäten der Übungsfirma 'Schulspinne' eingebunden.

Letztlich wird zu prüfen sein, inwieweit die Schule insgesamt zu einer lernenden Organisation wird. Außerdem muss beobachtet werden, in welcher Art Organisation-, Kommunikations- und (inhaltliche und formale) Kompetenzdiffusitäten thematisiert und von den einzelnen Lehrkräften bewältigt werden können. Die Frage stellt sich auch, ob sich bei einzelnen Lehrkräften veränderte 'Selbstführungskompetenzen' herausbilden (Siehe hierzu auch Schwarzer 1998).

Orientiert an den elf Lernfeldern im Rahmen der IT-Ausbildung werden an der Andreas-Gordon-Schule zur Zeit im Kernbereich der IT-Ausbildung folgende Unterrichtsfelder zur Vermittlung der Fachinhalte gestaltet:

Unterrichtsfeld

Hinweise zu den Inhalten (Lernfeldbezug)

IT-Systeme
  • Einfache IT-Systeme (4)
  • Hardwarekomponenten auch Energieversorgung und Grundlagen der Elektrotechnik (4)
  • Grundlegende Beschreibungsformen und -methoden (Klassische Digitaltechnik; stochastische Beschreibungsmodelle) (4)
  • Netztopologien (7, 9)
  • Verkehrs- und Bedienmodelle (4, 7, 9)
  • Formen der digitalen Informationsvermittlung und -verarbeitung (4)
  • Datenschutz, Datenrecht (4, 7, 9)
  • Software Engineering/ IT- und DV-Projekte (    )
  • Simulation und Testen (    )
Betriebssysteme
  • Einzelplatzrechnersysteme (Komponenten, Zusammenspiel von Hard- und Software, Wartung, Test, Leistungswerte, Entwicklungen) (     )
  • Server (    )
  • Komplexe Netze (Intra- und Internet etc.) (      )
Anwendungssysteme
  • Textverarbeitung (     )
  • Tabellenkalkulation (    )
  • Datenbank(management)systeme (     )
  • Lehr-Lern-Software (     )
  • Programmbibliotheken (      )
  • Netzzugangssoftware (auch Öffentliche Netze) (    9)
Programmierung
  • Algorithmentheorie (      )
  • Programmierstrukturen (      )
  • Strukturierte Programmierung (      )
  • Objektorientierte Programmierung (      )
  • Graphische Programmierung (      )
  • Simulation und Testen (       )
  • auch Software Engineering (      )
Betriebswirtschaft u. Rechnungswesen (    )

In einem ersten Zugang waren die Unterrichtsfelder „Technische Kommunikation“, „Betriebssysteme“, „Hardware (und -technik)“, „Programmierung“ und „Anwendungssoftware“. Dazu kam noch „Betriebswirtschaftslehre und Rechnungswesen“.

Gestaltung von offenen Prüfungsaufgaben

Die Auseinandersetzung zur Gestaltung von offenen Prüfungsaufgaben hat erst begonnen. In den folgenden Jahren wird sie uns noch weiter intensiv beschäftigen.

Bei den bisherigen Aufgabestellungen hat es sich als sinnvoll gezeigt, Kundenwünsche dar zu stellen, die sich auf komplexe Gegebenheiten beziehen. Die Schüler erhielten dann mehrstufige Aufgaben:

  1. Sie erhalten die Aufgabe, die Gegebenheiten objektiv und die sich darauf beziehenden Kundenwünsche darzulegen.
  2. Sie sollen die Kundenwünsche unter Beachtung von Vorgaben lösen.
  3. Sie sollen die Kundenwünsche und die erbrachten Lösungen kritisch diskutieren.
  4. Sie sollen Verbesserungen und Modifikationen dem Kunden vorschlagen, erläutern / begründen.
  5. Sie sollen für die veränderte Fragestellung Lösungen erarbeiten.
  6. Die gefundenen Ergebnisse müssen in einem umfassenderen Rahmen kritisch diskutiert und bewertet werden.
Beispiel

Die Schüler erhalten einen Kundenwunsch zur Verbesserung der Sicherheitstechnik in einem Lager für IT-Geräte. Zur Überwachung des Lagers auf Feuer, Wasser und Gasen, Einbruch und Diebstahl sollen Sensoren installiert werden. Die Sensoren sollen an unterschiedlichen Stellen im verzweigten Lager angebracht und die Daten sollen nach bestimmen, vom Kunden gewünschten Kriterien verarbeitet werden. Es müssen Steuerungsschaltungen entwickelt werden. Verschiedene Bauelemente können hierzu eingesetzt werden. Die Daten sollen von einem Rechner vor Ort aufgenommen und an verschiedene Stationen (Werksleitung, Feuerwehr, Ärzte etc.) geleitet werden. Sicherheitsreaktionen sollen festgelegt werden. Die Auszubildenden haben für die verschiedenen Aspekte Lösungen gemäß den Kundenwünschen zu erarbeiten. Sie sollen auch das Gesamtkonzept kritisieren/verbessern und Lösungsideen ausarbeiten. Betriebswirtschaftliche und versicherungsrechtliche Fragen werden mitdiskutiert. Dieses Beispiel wurde im ersten Ausbildungsjahr im Zusammenhang mit der Verarbeitung von Signalen in IT-Geräten (Lernfeld 4) versuchsweise eingesetzt. Spezifischere Problembearbeitungen durch Schüler werden erst zu einem späteren Zeitpunkt dargestellt.

In der Vertiefung der Aufgabenstellung sollen lagertechnische Organisationsaspekte berücksichtigt werden. Ein Datenbanksystem zur Abwicklung und Kontrolle der Vorgänge und Prozesse soll modelliert werden. Mit diesem System sollen die konkreten Geschäftsprozessabläufe erfasst und dargestellt werden.

Im ersten Zugriff zur Projektproblematik wurden die Lehrkräfte gebeten, bei der Gestaltung von Projekten folgende Aspekte besonders zu beachten und mit den Schülern zu klären:  

  1. Projektanlass und konkrete Projektinitiative
  2. Auseinandersetzung mit der Projektinitiative
  3. Entwicklung von Arbeitsfeldern
  4. Praktische Durchführung des Projektplanes
  5. Projektabschluss
  6. Ergebnisdokumentation und öffentliche Präsentation der Ergebnisse
  7. Abschließende Betrachtung (Kritik, Verbesserungsvorschläge etc.) in der Projektgruppe zum Projektablauf und zu den erzielten Ergebnissen - Dokumentation dieser Kritik

Bei der Gestaltung der einzelnen Projekte wurden den Lehrkräften folgende Positionen zur Klärung ihrer Intentionen nahegelegt:

  1. Alltags- und Wirklichkeitsbezug der Themenstellungen verdeutlichen
  2. Interessen- und Berufsorientierung der Projektteilnehmer berücksichtigen
  3. Erfahrungs- und Handlungsbezogenes Lernen soll ermöglicht werden
  4. Fächerübergreifendes Lernen soll angeregt und gestaltet werden
  5. Das Lernen soll eine Produktorientierung beachten / erhalten
  6. Ganzheitlichkeit: Ganzheitliche Lernprozesse sind zu gestalten
  7. Kooperatives und soziales Lernen ist zu ermöglichen
  8. Veränderte Lehrerrolle: der einzelne Lehrer soll als Lernmoderator arbeiten und Lernprozesse initiieren und begleiten
  9. Transfermöglichkeiten der Inhalte berücksichtigen

Mit diesen Ausführungen sollte ein möglichst einfacher Zugang zur Projektproblematik gefunden werden. Ausgangspunkt der Betrachtungen und Aktivitäten sollte immer die 'naive' Verständnisweise der Beteiligten sein. Über die Klärung der Widersprüche und Widerstände soll ein Zugang zur Bedeutung von 'professionellen' Geschäftsprozessanalysen sein. Das Lernen steht insofern positiv im Mittelpunkt der Prozesse. Die Stärken der Beteiligten werden herausgestellt. Die Projektarbeitsgruppen erleben sich dabei selbst als lernende Organisationen. Das Interesse zur genaueren theoretischen Klärung wird im Verlauf der Aktivitäten aufgenommen.

Bei der Beurteilung der einzelnen Projektleistungen sollten in einem ersten Zugang folgende Detailaspekte von den einzelnen Lehrkräften gewichtet werden:

Pos.

Gewichtung

Bewertungsaspekt im Überblick

1 5 % Themenfindung und Gruppenbildung durch die Schüler
2 25 % Gestaltung der Gruppenarbeit (- Initiativen, - Rückmeldungen an die Lehrkräfte, - Engagement, - sinnvolle sachliche und zeitliche Aufteilung der Gruppenarbeit, - Verbindlichkeit)
3 40 % Durchdringung der Thematik (- Bestimmung der Problemkomplexität, - Erfassung der Kernproblematik, - Entwicklung von Initiativen,  - Lösungsansätze, - Suche nach Materialien und nach (externer) Unterstützung, - Originalität)
4 10 % Gestaltung des Dokumentationsmaterials (- Übersichtlichkeit, - Klarheit, - Vermittlungsinteresse)
5 20 % Präsentation der Ergebnisse (- Medieneinsatz, - Klarheit und Qualität der Sprache, - Vermittlungsqualität, - Vermittlungsengagement, - Aufbau (und Aufteilung) der Präsentation)

Im Verlauf der Arbeiten mussten die Beurteilungskriterien präzisiert werden. Folgende Schemata werden zur Zeit (Stand Juni 1999) eingesetzt. Die Bewertung der Präsentations- und Projektdokumentationsleistungen erfolgt gesondert.

Gewichtung

Allgemeine Projektbewertung (Rg)

5 % Themenfindung u. -differenzierung / Gruppenbildung
40 % Gestaltung der Gruppenarbeit
  • Initiativen,
  • Rückmeldungen an mich,
  • Engagement,
  • sinnvolle sachliche und zeitliche Aufteilung der Arbeit,
  • Verbindlichkeit in der Arbeitshaltung.
40 % Durchdringung der Thematik
  • Bestimmung der Problemkomplexität,
  • Erfassung der Kernproblematik,
  • Lösungsansätze,
  • Originalität.
15 % Gestaltung des Dokumentationsmaterials
  • Übersichtlichkeit und Vollständigkeit,
  • Klarheit in der Darstellung,
  • sprachliche Gestaltung.

 

Gewichtung

Präsentationsbewertungen (Rg)

15 % Medieneinsatz
  • Vielfalt und Angemessenheit,
  • Übersichtlichkeit
40 % Aufbau des Vortrags
  • Gliederung,
  • Klarheit,
  • Zeitvorgaben
40 % Kommunikation
  • Vermittlungsinteresse,
  • Vortragsstil und Sprache,
  • Argumentation und Logik,
  • Körpersprache
15 % Fachinhalt
  • sachliche Richtigkeit,
  • Fachbegriffe,
  • Darstellung der wesentlichen Inhalte

Außerdem wurde der Projektbegriff präzisiert. Ausgangspunkt hierzu waren die Überlegungen im Rahmen der "Besonderen Vertragsbedingungen", die vom Gesetzgeber seit Mitte der 70er Jahre entwickelt wurden.

Der Gesetzgeber hat hier ein umfassendes Phasenkonzept festgelegt. Zu den Abschnitten "Verfahrensplanung", "Verfahrensrealisierung" und "Verfahrenseinführung" werden detailliert Arbeitsphasen festgelegt, die im Hinblick auf juristische Klärungen einzuhalten sind.

Unter einem Projekt wird generell ein zeitlich befristetes Vorhaben verstanden, für das konkrete Ziele festegelegt werden. 

Bei allen Gemeinsamkeiten von betrieblichen und schulischen Projekten darf nicht übersehen werden, dass bedingt durch die schulische Organisation gravierende Unterschiede zur betrieblichen Praxis vorliegen. Der Schüler hat seinen Klassen- und Schulrahmen in den seltensten Fällen selbst ausgesucht. Die heterogene Schülerstruktur in den einzelnen Klassen kommt als weitere Problematik hinzu, die so bei betrieblichen Prozessen nicht vorliegen muss.

Ziele und Beurteilungskriterien in der Projektausbildung

Generelles Ziel der Projektausbildung ist es, dass die Auszubildenden komplexe Strukturen, Organisationszusammenhänge und (Geschäfts-)Prozesse im IT-Bereich erfassen, reflektieren, deuten, beeinflussen und selbständig gestalten können.

Dazu treten bei den einzelnen Projekten  im inhaltlichen Bereich und besonders bezüglich der Erstellung von Dokumentationen, der Organisation und Steuerung von Projekten, der Visualisierung und Präsentation von Arbeitsergebnissen detailliertere Ziele, die von den einzelnen Lehrkräften - zum Teil in Abstimmung mit anderen Lehrkräften - bestimmt werden.

Grundsätzlich sollen die Auszubildenden lernen, unsystematische Wissensstrukturen (systematisch) zu erschließen. Sie sollen ihre Arbeitsschritte konkret planen und umsetzen können. Die Auszubildenden sollen Informationen kundengerecht und servicefreundlich darstellen und vermitteln können.

Kriterien zur Erfassung der Lern- und Arbeitsergebnisse sind bereits dargelegt worden.

Projektthemen

Folgende Projektthemen wurden bisher behandelt:

Zum Projekt "Was ist ein Projekt?"

Zum Einstieg in die Projektproblematik bearbeiten die Schüler das Projekt "Was ist ein Projekt?". Bei diesem Projekt werden den Schülern umfangreiche Hilfestellungen zur Gruppenbildung, Themenauswahl, Zeit- und Arbeitsorganisation, Informationsbeschaffung und zur Gestaltung der Dokumentationen und Präsentationen gegeben. Erst schrittweise werden in den weiteren Projektbearbeitungen die Anforderungen an die Selbständigkeit der Schüler erhöht.

Im Detail mussten sich die Schüler im Einführungsprojekt mit folgenden Aspekten befassen:

  1. Projektbegriff, Projektziele, Projektgemeinsamkeiten und -unterschiede, Projektphasen, Projektorganisation
  2. Projektsteuerung, Projektverantwortung, Meilensteinkonzept, Verantwortlichkeitsmatrix, Steuerungszyklen
  3. Teamarbeit im Projekt, Konflikte im Projekt, Konfliktmanagement, Führungsstil, Zeitmanagement
  4. Dokumentation der Arbeitsschritte, Bedeutung und Gestaltung der Fortschrittsberichte, Lasten- und Pflichtenhefte, Präsentation der Ergebnisse, Visualisierung und Vortrag

Die Bearbeitung der Themenstellungen begann im November 1998. Da damals noch keine festen Projektarbeitsstunden an der Schule festgelegt waren, vereinbarte ich freie Arbeitsstunden mit jeder einzelnen Klasse gesondert. Der Gesamtarbeitsaufwand wurde auf sechs Stunden eingeschätzt. Mit den Schülern wurden für den Schulbereich zwei Stunden zur Bearbeitung der Thematik festgelegt. Die Schüler erhielten den Auftrag, eine Kurzdokumentation (Umfang ca. eine DIN-A4 Seite) zu erstellen und mit einem Vortrag die Ergebnisse den Mitschülern zu vermitteln. (Die Vortragsfähigkeiten sollten hierbei besonders gefördert werden.) Hierzu wurde festgelegt, dass im Februar 1999 in jeder Klasse alle vier Themenaspekte in vier gesonderten Stunden vorzustellen wären. Aufgrund von Bearbeitungsschwierigkeiten und da einige Gruppen bis zu vier Unterrichtsstunden für ihre Vorträge benötigten, zog sich der Bearbeitungszeitraum bei einigen Klassen bis Juni 1998 hin. Gravierende Probleme des Zeitmanagements in einzelnen Gruppen waren hierfür ebenso verantwortlich wie auch das "übergroße" Arbeits- und Vermittlungsinteresse anderer Schüler.

Nach Abschluss dieser Projektarbeit wurde mit den Schülern ein grundständiges Training zu Kommunikationsformen, Präsentiertechniken etc. vorgenommen.

Programmiertechnische Fragestellungen werden in der gesamten IT-Ausbildung behandelt. Erste, kleinere projektartige Erfahrungen wurden im ersten Ausbildungsjahr mit Simulationsthemen gewonnen. Siehe hierzu: Rathgeber 1999b; Rathgeber 1999d. (Mit diesen Überlegungen sollte der Programmierunterricht auch aus einer nur formalen Orientierung befreit werden. Programmierunterricht muss mehr als die strukturierte Erzeugung von Quellcodes sein. Ebenso muss der IT-Unterricht mehr als eine höhere Form des Schreibmaschinenunterrichts sein. Es geht um Inhalte - und natürlich gerade auch um IT-Inhalte. Derzeit werden weitere Fragestellungen für die projektorientierte Ausbildung von den im Programmierunterricht eingesetzten Lehrkräften vorbereitet.) Die Bedeutung der programmiertechnischen Kenntnisse für die IT-Ausbildung wird sehr unterschiedlich bestimmt. Für Müller sollen nur „exemplarische Kenntnisse in der Programmierung“ vermittelt werden (Müller 1999, S. 11.). Diese Position wird auch von vielen Betrieben geteilt. Für einige Betriebe sind dagegen die Programmierkenntnisse von besonderer Bedeutung. Ebenso strittig ist, welche Programmiersprachen vermittelt werden sollen. In der Diskussion im schulischen Bereich werden neben Pascal, C, C++, Visual Basic auch Java und Smalltalk genannt. Einige Betriebe zeigen (dagegen) eher ein Interesse an Skript- und Datenbanksprachen und an Aspekten der HTML-Programmierung.

Zum Projekt "Datenrecht, -schutz und -sicherheit (in der Arztpraxis)"  

Bereits im Dezember führte ich mit den Schüler aller IT-Klassen 1998 (jeweils in jeder Klasse gesondert) ein Gespräch zu einem weiteren Projekt nach Abschluss des Einstiegsprojekts "Was ist ein Projekt?".

Allgemein bestand ein Interesse an datenrechtlichen und -schutztechnischen Fragestellungen. Von mir wurde ein Gesamtprojekt mit den folgenden Teilthemen geplant:

Teilthema

Arbeitsstunden (in der Schule)

Zeitraum

  1. Datenschutz / Datenrecht / Datensicherheit
12 Std. (6 Std.) Feb. 99 -
Juni 99
  1. Sichere Datenübertragung: Codes und kryptologische Sicherungsverfahren
20 Std. (10 Std.) Sept. 99 -
Jan. / Feb. 2000
  1. Chipkarten und Elektronisches Geld
8 Std. (4 Std.) Feb. / März 2000 -
Sommer 2000

Die Schüler erhielten im Februar 1999 die Projektmaterialien für das erste Teilthema. Ein fiktiver Situationshintergrund bezogen auf Dr. Arnd M. wurde den Schülern mitgeteilt. Dazu kam ein FAX von Dr. Arnd M., mit dem ein "Auftrag" an ein IT-Büro erteilt wurde. Organisatorische Hinweise zur Gestaltung der Arbeit, zur Erstellung der Dokumentation und zur geplanten Präsentation ("Besuch von Dr. Arnd M. in Deutschland ...") wurden den Schülern gegeben. In der Problemdarstellung bittet Dr. Arnd M. die IT-Firma um die Klärung einiger (grundsätzlicher) Fragen, z. B.:

Zur ersten Orientierung wurde den Schülern das Ergebnis eines Brainstormings zum Thema "Datenrecht / -sicherheit / -schutz" gegeben. Knapp 100 Begriffe von "Forschungsfreiheit", "Datenbank", "BDSG", "PIN", "Verschwiegenheit" und "Log-in" bis zu "Intranet", "Würmer", "Firewall", "Domänen", "RSA", "Schweigepflicht" und "Makroviren" wurden hierbei aufgelistet.

Außerdem wurden einige Arbeitshinweise und grundsätzliche Literatur angegeben. 

In der Auseinandersetzung zeigte sich, dass es den Schülern besser als in den vorherigen Übungen gelingt die Projektarbeit zu organisieren und systematische Techniken für die Beschaffung und Aufarbeitung "unsystematischen" Wissens zu entwickeln. Gerade die selbständige Auseinandersetzung mit juristischen Texten bereitet den Schülern große Probleme. Hier war es für mich notwendig, grundsätzliche Informationen und Arbeitshinweise während der Bearbeitungszeit "nachzureichen". Die Ergebnisse sollen im Rahmen eines internen Workshops innerhalb der ersten Blockwoche im Schuljahr 1999/00 vorgestellt werden. Erst dann wird auch entschieden, ob die bisherige Fragestellung vertieft wird, oder ob, wie geplant, der zweite Teil ("Sichere Datenübertragung: Codes und kryptologische  Sicherungsverfahren") behandelt wird.