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Perspektiven Technischer Bildung im internationalen Kontext – Wo wir stehen und wo wir hin wollen

September 2010

Perspektiven Technischer Bildung im internationalen Kontext –

Wo wir stehen und wo wir hin wollen

PD. Dr. phil. habil. Helmut Meschenmoser

Prof. Dr. Ing. Walter E. Theuerkauf

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Perspektiven Technischer Bildung im internationalen Kontext

September 2010

Folgende Punkte werden näher beleuchtet:

• Ausgangssituation

• Historische Reflexion

• Kompetenzen technischer Bildung

• Themenbereiche technischer Bildung

• Authenzität technischer Bildung

• Qualitätssicherung

• Zusammenfassung und Fazit

Agenda des Vortrages

Agenda

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Perspektiven Technischer Bildung im internationalen Kontext

September 2010

Ausgangssituation

Derzeitige Situation des Schulfaches Technik:

• Abbau des Technikunterrichtes in den Schulen

• Mangelnde curriculare Konzepte im Gymnasium

insbesondere Sek. II

• Reduzierung der universitären Standorte für Lehrerbildung

• Mangel an qualifizierten Lehrern für die Vermittlung von Technik

• Mangel an qualifizierten wissenschaftlich ausgebildeten

Nachwuchs

• Divergierende Auffassungen über Konzepte Technischer

Bildung

Ausgangssituation

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Perspektiven Technischer Bildung im internationalen Kontext

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NeuorientierungManual Training Technische Bildung

Historische Reflektion

Quelle: S. Petrina Kanada

Historie des Fachs

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Perspektiven Technischer Bildung im internationalen Kontext

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Global Situation of Learning Technology in School

Historie des Fachs

Internationale Nationale Bemerkungen

Technology Literature Technikunterricht (TU) ITEA/DGTB

Career and Techn. Education Arbeitslehre , Arbeit //Wirtschaft/Technik(AWT)

ASEE/GATWU

Design and Technology Evtl. Gestaltendes Werken England/Skan-dinavien

Engineering Education „Polytechnik“ USA/(DDR)

Informatik und Technik _______ Polen/ Slowakai usw.

Science/Technology/Engineering /Mathematics (STEM; TIDE)

_______ USA

Mathem., naturwiss. und technischer Unterricht

GE/NRW/Sek. II

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Werkunterricht

Techn.Bildung

MehrgardtWilkeningSachsSchulteTräbertu. a.

Arbeitslehre Polytechnik

AbelWiemannOberliesenKledzikSellinu. a.

Entwicklung Technischer Bildung in Deutschland

BlandowWolffgrammFrankiewic

u. a.

Ing. Wissen.

HauptSanftleberWagnerRohpohl

u. a.

Marx`s Bildungstheorie

Mehrperspektivität

Systemtheorie

Arbeitsorientierung

Allgemeine Technologie

Konstruktionswissenschaft

Historie des Fachs

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Perspektiven Technischer Bildung im internationalen Kontext.

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Generieren eines globalen Verständnisses bedeutet

• Einigung auf Kompetenzen für eine technische Bildung

• Ableitung von Standards

• Behandlung von global bedeutenden und invarianten Inhalten

Globales Verständnis technischer Bildung

Bedingung zur Überprüfung des VerständnissesTechnik wird nur in Verbindung mit den Naturwissenschaften in PISAerfasst. Um eine Vergleichbarkeit sicherzustellen erscheint es geboten

• eine formale Orientierung bei den prototypischen Aufgaben an PISA vor-

zunehmen und

• die Methoden der Erfassung und die Auswertung der Ergebnisse von Kompetenzen usw. analog durchzuführen

Kompetenzen

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September 2010

Technische Prozesse und Sachsysteme analysieren

(Fachwissen)

Dies erfordert Fachwissen über der Prozesse und Systeme zum Stoff-, Energie- und Informationsumsatz sowie deren Verkettung zu technischen und nicht technischen Technologien

Technisch Handeln

(Erkenntnisgewinnung)

Dies erfordert ein Verständnis für Strukturen technischen Handelns, die Beherrschung von konstruktivem Gestalten sowie fachpraktisches Handeln

Technisch Kommunizieren

(Erkenntnisgewinnung)

Dies erfordert den fachgerechten Umgang mit der technischen Fachsprache, der normgerechten Beschreibung von technischen Sachverhalten sowie zielgerichtetes Kommunizieren

Technische und sozio-technische Prozesse bewerten (Erkenntnisgewinnung

Dies erfordert die Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen Technik, Mensch, Natur und Gesellschaft unter Berücksichtigung ökonomischer und ökologischer Gesichtspunkte

Inhalt

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Kompetenzen Technischer Bildung - Konstrukte

Kompetenzen

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Themenbereiche technischer Bildung

Forderung.

Die Vermittlung von soziokulturellen Bezüge der Technik kommen im Schulalltag nur begrenzt vor (s. acatech ). Daher Orientierung an der

• Lebenswirklichkeit und Sicherung der

• Authenzität

die gleichsam grundlegende technische Kenntnisse und Fähigkeiten der Ingenieurwissenschaften integriert bzw. sicherstellt.

Umsetzung

Lebenswirklichkeit• Inhaltliche Orientierung an Basic Needs/ globale Schlüsselprobleme sowie Schlüsseltechnologien und deren soziokulturelle Einflüsse

• Schlüsselprobleme sind in der Regel prozessorientiert und als hybrid/ transdisziplinär zu vermitteln

Authenzität

• Qualitative und quantitative ingenieurwisssenschaftlicher Abbilder von technischen Sachverhalten (Modelle, Petri Netze, Ersatzschaltbilder, Simulationen, Zeigerbildern, Vektoren, Gleichungen usw.)

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Schlüsselthemen

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Key Problems PISA

KECALL

Individual

Household

Social

Infrastructure

Global

Companies

Industrialization

------Intelligent house Changes of the

structures of jobs Cross-linked structures of

employment

Automatization------

Cross-linked household goods

Control of circulation

International cooperation in manufacturing

Personal Live e.g. residing and

building

-----Apartment/Detached

housePublic

transportationInternational communication

e. g. data interchange

Food Nutrition Optimize preparation of food

Structures ofsupply

Food production

Sources of Energy and basic materials

Natural Sources Economical consumption of resource

Transportation of Energy

Opening up of Energy

Preservation of the world around.

Environment Ecological friendly behavior

Reduction of the level of CO2

Change of climate

Nursing Health Medical equipment Hospital equipment Avoidance of epidemics

Key Content for Technological Literacy

Schlüsselthemen

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Nr. Context Description1 Energy in

societyIncludes generation, use, and storage of energy.

2 Biotechnology Technology based on biology especially when used in agriculture, food science and medicine

3 Sustainable Technology

Sustainable use of resources, environmental stewardship, and recycling.

4 Transportation Mobility

Includes all forms of traveling by people, and the transportation of goods. Concerns both the vehicles and the infrastructure.

5 Medical technologies

Includes going to the doctor or hospital, medical diagnostics, receiving medicine, undergoing an operation, technologies for disabled etc.

6 Food Includes production, processing and preservation of food and includes global food issues.

7 Industrial Production

Includes working in an industrial company, commerce, marketing, and manufacturing.

8 Water resource Management

Includes water harvesting, storage, distribution, quality, use and conservation.

Delphi Study – Context of Technology Education (NSF/USA)

Schlüsselthemen

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Hybride Prozesse – Modell als authentisches Abbild

Operation 2 Operation nOperation 1

Hybride Prozessketten /Anlagen

Transformation• Wasseraufbereitung• Nahrungsmittelherstellung• Biotechnologie• Pharmazie• Petrochemie• Papierindustrie• Baustoffe, Glas• u. a.

• Filtern• Mischen• Trennen• Extrudieren• Reinigen• Dosieren

FlüssigkeitenFeste StoffeGasförmige Stoffe

Operand/Medium

Applikationen

Authentizität

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Technischer Wandel - Ableitung der soziokulturellen Variabeln

Vorgegebenes Prozessabbild: Herstellen von Brot

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Quelle: Wickepedia

Authentizität

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Qualitätssicherung in der technischen Bildung

AusgangslageUm quantitative Aussagen über Qualität der Vermittlung von Technik und deren Effektivität zu machen, müssen empirische Untersuchungendurchgeführt werden.

Vorbedingungen

• Fachwissenschaftlich und didaktisch begründete Curricula

• Festlegung von Anforderungen bei einzelnen schulischen Übergänge

• Konkretisiert durch prototypische Aufgaben

Untersuchungen

Empirisch im Sinne der Qualitätssicherung sind u. a. zu überprüfen

• Kompetenzen von Probanden unterschiedlichen Alters

• Kompetenzen und Standards Kompetenzmodelle

• Fachpraktische Fertigkeiten

Qualitätssicherung

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Auswertung und Zuordnung Kompetenzen – BELLA

Item-Response-Theory

Item function of the Rash model

Model equation

Quelle: Meschenmoser et. al.

Qualitätssicherung

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Perspektiven Technischer Bildung im internationalen Kontext

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In über 29 Ländern findet ein Leistungsvergleich in den Naturwissenschaften statt, den wir auch in der technischen Bildung erreichen wollen.

Daher ist unsere Intention, dass

• eine globale Verständigung über Kompetenzen erreicht wird,• eine Orientierung an disziplinären und transdisziplinären Problemen

der Lebenswirklichkeit inhaltlich im Vordergrund steht,• dabei aktuelle fachwissenschaftiche Erkenntnisse/Modelle sowie

Schlüsselinovationen berücksichtigt werden,• der Kern von Technik definiert wird,

um notwendige valide empirische Untersuchungen zur Qualitätssicherung • zu den Variablen der Lernprozesse sowie• zu Lerndiagnosen technischer Bildung

durchführen zu können.

Zusammenfassung und Fazit

Fazit

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Perspektiven Technischer Bildung im internationalen Kontext – Wo wir stehen und wo wir hin wollen

September 2010

Wir bedanken uns für Ihre Geduld!

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Perspektiven Technischer Bildung im internationalen Kontext

September 2010

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Unterstützt von: World Council of Associations for Technology Education

Workshop zum Thema

„Erfassung fachlicher Basiskompetenzen zur Qualitätssicherung Technischer Bildung“

am 29. und 30.10.2010

im Landesinstitut für Schule und Medien Berlin-Brandenburg (LISUM)

Als Vortragende werden auf der Veranstaltung internationale und nationale Vertreter von bedeutenden Verbänden, außeruniversitären Forschungsinstituten aus dem Bildungsbereich und Vertreter der Kultusministerien vom Bund und den Ländern vortragen.