Notebook im Unterricht

Die untenstehenden Überlegungen liegen nun (November 2009) schon 2 Jahre zurück.
Meine Einstellung zum Thema "Computer im Unterricht" hat sich in dieser Zeit nicht geändert.
Folgende Überlegungen sollten aber auf Grund der technischen Entwicklung, die ich in der Zusammenfassung auch gefordert habe, erwogen werden:

Sogenannte Netbooks (kleine Notebooks mit ca. 10" Bildschirmdiagonale und einer Masse von ca. 1 kg ) haben in kürzester Zeit den Markt erobert.
Diese Geräte sind für den Schulunterricht sehr geeignet:

Die technischen Eigenschaften genügen schulischen Belangen vollkommen,
die Geräte passen in jede Schultasche (Abmessungen und Gewicht sind vergleichbar mit den Größen eines dickeren Schulbuchs),
der Preis ist vergleichbar mit den Ausgaben für eine 4-tägige Klassenfahrt,
beim Kosten-Nutzen-Verhältnis liegen die kleinen Computer im Vergleich mit den grafikfähigen oder CAS-Rechnern, die verbindlich eingeführt werden, eindeutig an der Spitze.

Es ist also zu überlegen, ob sich nicht alle Schülerinnen und Schüler ein sogenanntes Netbook verbindlich anschaffen sollten.
Damit würde die Sonderstellung der Notebooks in den Notebook-Klassen aufgehoben werden.
Es wäre nicht mehr "Pflicht", die Notebooks einsetzen zu "müssen", sondern man "dürfte" die Computer als allgemeines Arbeitsmittel benutzen.
Der Umgang mit den Computern würde entkrampft und die Ziele, die mit dem Computereinsatz verbunden werden, könnten selbstverständlicher erreicht werden.

Vor 4 Jahren (2003) wurden die ersten beiden Notebook-Klassen in der Klassenstufe 7 an unserer Schule (Graf-Friedrich-Schule, Gymnasium des Landkreises Diepholz) eingerichtet.
Zuvor gab es schon Notebook-Klassen in der 11. Klassenstufe.
Die Notebooks werden von den Familien der beteiligten Schülerinnen und Schüler privat angeschafft, stehen im Unterricht ständig zur Verfügung und werden grundsätzlich in jedem Unterrichtsfach zur Unterstützung des Lernprozesses im Unterricht und zu Hause eingesetzt.

Wie bei grundlegenden Neuerungen häufig zu beobachten, tritt nach einer euphorischen Anfangsphase eine Zeit der Ernüchterung ein.
Dann wird es Zeit, sich Gedanken darüber zu machen, wie sinnvoll die Neuerung war und ist, hier also ein Lernen mit ständiger Computerunterstützung.
Kritik von Schüler-, Eltern- und anderer Seite und meine Stellungnahme dazu findet man hier.

Hier soll nicht das wiederholt werden, was von kompetenterer Seite vielfältig aufgearbeitet wurde.
Meine folgenden Ausführungen basieren auf subjektiven Beobachtungen und Einschätzungen aus einer etwas mehr als 20-jährigen Arbeit mit Computern im Unterricht, davon 4 Jahren mit Notebooks.

Computer sind aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken.
Sowohl im privaten als auch im Arbeitsbereich werden die Fähigkeiten der informationsverarbeitenden Maschinen intensiv genutzt.
Der Siegeszug der Rechner erfolgte, weil dadurch die Fähigkeiten des Menschen in ungeahnter Weise erweitert wurden.
Aus dem gleichen Grund ist wohl auch die teilweise vehemente Ablehnung der Computer zu erklären, da diese "intelligenten" und "toten" Maschinen unsere geistigen Fähigkeiten mühelos in den Schatten stellen und damit in der Einschätzung vieler Menschen unser Selbstbild beleidigen.

Fakt ist: Computer sind dazu geeignet, für unsere Denkprozesse eine ähnliche Rolle zu übernehmen wie Brillen für unsere Augen oder Hörgeräte für unsere Ohren.
Computer helfen uns, Leistungen auf gedanklichem Gebiet vollbringen zu können, die uns sonst nicht möglich wären.

Hier nur einige wenige Beispiele:

Der Computer ermöglicht es uns,

aus einer Vielzahl von Dingen Elemente mit besonderen Eigenschaften herauszufiltern,
den Überblick über lange Zahlenkolonnen zu behalten, indem man die Werte graphisch oder ordnend aufbereitet,
uns viele simple immer wiederkehrende Rechenarbeiten abzunehmen, damit wir uns auf wichtige höherstehende Überlegungen konzentrieren können,
mehr Variationen eines Problems in kurzer Zeit durchzuspielen, als sonst in einem ganzen Menschenleben zu untersuchen wären,
Texte und Präsentationen erstellen zu können, die leicht und schnell überarbeitet und aktualisiert werden können,
Kontakte mit Fachleuten, Arbeitskollege und Bekannten herzustellen und zu pflegen, so dass auch bei räumlicher Entfernung zusammen gearbeitet und geplant werden kann,
Informationen zu Suchbegriffen zu erhalten, die in einer Grundmenge von Begriffen enthalten sind, die jeglichen Lexikonumfang sprengen würde.

Die (unvollständige) Auflistung bedeutet meines Erachtens für die Schule geradezu eine Pflicht, den Schülerinnen und Schülern die Möglichkeiten der Computerunterstützung beim Lernen zu ermöglichen.
Die Erlangung wichtiger Kompetenzen im Bereich der Datenverarbeitung und die Möglichkeit, diese Kompetenzen für eigene Zwecke (z.B. für das Lernen) einzusetzen, darf Schülern nicht verwehrt werden.
So findet man auch in den neuen Rahmenrichtlinien bzw. den curricularen Vorgaben für den Unterricht vieler Fächer den expliziten Hinweis auf den verpflichtenden Einsatz neuer Technologien im Unterricht.
Sicher wird der Computer nicht in jedem Unterrichtsfach im gleichen Umfang eingesetzt werden, aber wenn man bedenkt, dass auch in Nicht-Laptop-Klassen Referate, Facharbeiten und andere Ausarbeitungen selbstverständlich in gedruckter Form oder als Computer-Präsentation vorgelegt werden müssen, hat jedes Fach die Aufgabe, einen Teil zur Kompetenzbildung im Bereich einer verantwortungsbewussten und effektiven Nutzung des Computers beizutragen.
Auf Grund dieser Überlegungen wurden so auch schon Ende der 80-er Jahre in Niedersachsen Fortbildungen unter dem Thema "Neue Technologien und Schule" fächerspezifisch durchgeführt.

Ob nun den Schülern das Arbeiten mit dem Rechner in speziell eingerichteten Computerräumen oder am eigenen Notebook im Klassenraum ermöglicht wird, ist grundsätzlich egal.

Das eigene Notebook bietet dabei jedoch erhebliche Vorteile:

Das Notebook steht ständig zur Verfügung, auch für den Einsatz während kurzer Zeiträume (z.B. schnelle Internetrecherche oder Zeichnen eines Funktionsgraphen).
Der Gang zum Computerraum dagegen ist mit organisatorischen Schwierigkeiten versehen (Belegung des Raumes, Zeitverlust beim Aufsuchen des Raumes, Fehlfunktionen einzelner Rechner)
Auf dem eigenen Notebook kennen sich die Schüler aus. Aufgaben können so sehr schnell erledigt werden und stehen für die Arbeit zu Hause oder in den nächsten Stunden nach Abspeichern unmittelbar wieder zur Verfügung.
Im Computerraum finden die Schüler dagegen häufig ungewohnte und wechselnde Rechneroberflächen vor.
Eigene gespeicherte Ergebnisse sind möglicherweise zwischenzeitlich gelöscht worden, stehen nicht zu Hause zur Verfügung oder sind oft nicht kompatibel zu den zu Hause verwendeten Programmen.
Für die nutzbringende Arbeit mit dem Computer ist wichtig, dass der Rechner zum normalen Werkzeug wird und nicht eine exotische Sonderstellung einnimmt.
Das kann aber nur mit einem eigenen Gerät gelingen, an dessen Bedienung und dessen Funktionsweise man sich in täglichem Kontakt gewöhnt.

Gibt es nun einen besonderen Nutzen beim Einsatz von Notebooks im Unterricht über die grundlegende Erlangung von Grundkompetenzen im Umgang mit dem Computer hinaus?

Ich kann dazu nur für meine Fächer Mathematik, Physik und Informatik Stellung nehmen.

Da das Fach Informatik u.a. Hardware und Programmierung zum Unterrichtsgegenstand hat, erübrigt sich eine Betrachtung zu diesem Fach.

In der Mathematik kann der Computer vielfältig als Werkzeug eingesetzt werden.
Zu beachten ist dabei, dass die Schülerinnen und Schüler alle Qualifikationen besitzen müssen, die sie auch ohne Computereinsatz beherrschen müssen, also z.B. Kopfrechnen, Herleitungen mit Kopf/Bleistift/Papier, Konstruktionen mit Zirkel und Lineal.

Die folgende Aufstellung ist unvollständig und enthält nur Beispiele, bei denen ein zusätzlicher Nutzen zum Unterricht ohne Computereinsatz vorhanden ist:

Die Beziehung zwischen Funktionsgleichungen und ihren Graphen kann "experimentell" durch vielfaches Ausprobieren von den Schülern in Eigenarbeit ermittelt werden.
Probleme aus dem alltäglichen Leben, die auf Grund komplexer Zusammenhänge für eine Behandlung mittels Kopf/Bleistift/Papier zu schwierig sind, können durch exakte oder näherungsweise Berechnung oder Simulation mit Hilfe des Computers gelöst werden.
Untersuchungen in der Stochastik können mit einem großen Stichprobenumfang realisiert werden. Statt z.B. 50 mal real zu würfeln kann mit Zufallszahlen und "Würfeln" unterschiedlicher Eigenschaften eine nur von der Rechenkapazität des Computers beschränkte Wurfzahl genutzt werden.
In der Geometrie können Zeichnungen dynamisch verändert werden.
Die Schüler gewinnen dabei in Eigenarbeit Informationen, die sie sonst nur durch Zeichnen mehrerer 100 oder 1000 Zeichnungen erhalten würden.
Rechnungen, die nach einem bestimmten Schema ablaufen, dabei aber keine neuen Erkenntnisse vermitteln, können mit dem Computer durchgeführt werden.
Damit bleibt mehr Zeit für qualitativ höher stehende Aktivitäten (Modellieren, Beweise u.a.).
Ein Beispiel ist hierfür das Lösen von Gleichungssystemen mit mehr als 2 Unbekannten.
Das Rechenschema (z.B. Gaußverfahren) ist immer gleich, neue Erkenntnisse ergeben sich beim Rechnen nicht.
Das Ergebnis ist dann dagegen wert, genauer betrachtet zu werden.
Die Schülerinnen und Schüler können in weit höherem Maße durch eigenes Arbeiten selbstständig zu Ergebnissen kommen, da viele Schwierigkeiten, die bei Rechnungen oder Zeichnungen auftreten, die für das behandelte Problem aber nicht relevant sind, vom Computer erledigt werden.
So bleibt beim Lernprozess Zeit für das jeweils zu untersuchende Problem, während Störgrößen (Rechenfehler, ungenaue Zeichnungen) eine untergeordnete Rolle spielen.

Auch in der Physik lässt sich der Computer für zusätzliche Aktivitäten und Kompetenzgewinnung vielfältig einsetzen.

Hier nur einige wenige Beispiele:

Erkenntnisse aus der geometrischen Optik (Lichtstrahl, Brechung, Linsen usw.) können von den Schülern mathematisch modelliert und mit dynamischer Geometriesoftware simuliert werden.
In Eigenarbeit können die Schülerinnen und Schüler dabei das Wechselspiel zwischen theoretischen Überlegungen und realen Versuchen zur Erkenntnisgewinnung nachvollziehen.
Messergebnisse von Messungen mit Messinterfaces können leicht auf die Rechner der Schülerinnen und Schüler übertragen und dort von ihnen in Eigenarbeit ausgewertet werden.
Dabei sind durch die Möglichkeiten der graphischen Auswertung auch Versuchsauswertungen möglich, die keine rein rechnerische Auswertung durch die Schüler erlauben (z.B. beim Auftreten von Differentialgleichungen).
Der Computer bietet dabei erheblich mehr Möglichkeiten als grafikfähige Taschenrechner.
Theoretische Herleitungen in der Sek.II können durch Visualisierung so unterstützt werden, dass die Schülerinnen und Schüler selbstständig wichtige Abhängigkeiten entdecken können.
Beispiel: Unter welchem Winkel muss man einen Tennisball aus Schulterhöhe werfen, damit er unter Berücksichtigung des Luftwiderstandes möglichst weit fliegt?
Untersuchung von umfangreichen Messreihen auf Fehler.
In einem Tabellenkalkulationsprogramm können die Schülerinnen und Schüler z.B. selbst untersuchen, welche von mehreren Messgrößen fehlerhaft gemessen wurde und ob es sich ggf. um systematische Messfehler handelt.
Versuchs- und Unterrichtsprotokolle waren seit Generationen bei den Schülerinnen und Schülern unbeliebt.
Die Aufarbeitung mit Hilfe des Computers (Textverarbeitung, Einfügen von Grafiken und Tabellen, ansprechende Formatierung des Textes) wird von vielen Schülern dagegen gern und freiwillig erledigt.
Referate zu bestimmten Themen werden gern übernommen, wenn sie dann mit Hilfe eines Präsentationsmoduls vorgetragen werden dürfen.

Zusammenfassend stelle ich fest:

Der Computer besitzt einen festen Platz in unserer Arbeitswelt und in der Freizeit.
Computerkenntnisse sind in jedem höher qualifizierten Beruf unerlässlich.
Der Computer ermöglicht uns eine große Erweiterung unserer Denkleistung.
Die Schule muss die sich durch den Computer ergebenden Möglichkeiten zur Förderung des Lernerfolgs der Schülerinnen und Schüler nutzen.
Eigene Computer sind zur Verwirklichung der angestrebten Ziele wirksamer als Rechner in Computerräumen.
Zur Zeit bieten Notebooks die beste Realisierung für einen Unterricht mit dem Arbeitsmittel Computer.
In der Zukunft müssen die benutzten Notebooks kleiner, leichter und billiger werden.

Den Schülerinnen und Schülern der Notebook-Klassen muss dabei klar sein:

Der Computer erledigt nicht die Aufgaben, sondern er hilft dabei.
Der Computer wird so benutzt wie z.B. ein Atlas, ein Zirkel oder ein Sportgerät:
Man benutzt den Gegenstand, wenn man ihn benötigt, danach wird er weggelegt oder jedenfalls nicht beachtet.
Bei der Arbeit ist Ablenkung durch den Computer eine große Gefahr.
Diese Gefahr ist aber nicht größer als die Ablenkung durch viele andere Dinge und muss durch die Schülerinnen und Schüler kontrolliert werden.
Auch die Bewältigung dieser Gefahr ist ein Lernerfolg beim Einsatz des Notebooks.

Sind Sie anderer Meinung als ich? Möchten Sie etwas ergänzen? Über eine Mail würde ich mich sehr freuen: gfs@khmeyberg.de