Ausbildung für die Industrie 4.0
Wie können Lernen und Ausbildung im dualen System konkret gestaltet werden, um den Veränderungen und Anforderungen durch die Digitalisierung zu entsprechen? Gerade die zunehmende Akademisierung der beruflichen Ausbildung bedeutet, dass Auszubildenden geforderte Kompetenzen in attraktiver Form zu vermitteln sind. Dabei können neue, digitale Lerntechnologien eine besondere Bedeutung erhalten. Doch auch traditionelle Lehr- und Lernformen werden selbstverständlich - möglicherweise in veränderter Form - ihre Bedeutung behalten.
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Neue Lernmethoden und -formate in der Erstausbildung
Der Einsatz digitaler Medien in der beruflichen Ausbildung kann selbstverständlich kein Selbstzweck sein. Vielmehr ist zu prüfen, wie diese neuen Lern- und Wissenstechnologien dazu beitragen können, die berufspädagogischen Ziele im System der dualen Berufsausbildung zu fördern. Dabei geht es vor allem um drei wesentliche Anforderungen:1
1. Handlungs- und prozessorientiert ausbilden
Die heutigen Ausbildungsordnungen berücksichtigen die Veränderungen in der Arbeitswelt und ermöglichen den Betrieben eine zeitgemäße berufliche Ausbildung. Im Zentrum stehen dabei vor allem handlungsorientierte Ausbildungspläne, die mithilfe von Lern- und Arbeitsaufgaben gestaltet werden und dadurch den Prozessgedanken moderner betrieblicher Fertigungssysteme vermitteln.
Digitale Medien können hier wirksam unterstützen, sie sind jedoch keineswegs zwingend und auch nicht als "Königsweg" zur Gestaltung moderner Berufsausbildung zu betrachten.
"Handlungsorientierung" bedeutet in diesem Zusammenhang zugleich auch die Berücksichtigung des Modells der vollständigen Handlung (vgl. nachfolgende Abbildung). Dies schafft die Grundlage für eine Strukturierung von Lernprozessen und die Zuordnung von Zeitkontingenten, Medien und didaktischen Methoden zum jeweiligen Handlungsschritt.
Tipps zur Entwicklung von Ausbildungsplänen und Lern- und Arbeitsaufgaben finden sich in dem foraus.de Lernbaustein "Praxisorientiert ausbilden": Entwickeln von Lern- und Arbeitsaufgaben
Mit der zunehmenden Komplexität der Lerninhalte kommt in der Ausbildung 4.0 der Prozessorientierung eine besondere Bedeutung zu. Nicht mehr die Beherrschung einzelner Technologien und Fertigungsverfahren steht im Vordergrund, sondern bestimmte berufstypische Arbeits-, Geschäfts- oder Leistungsprozesse. Fertigkeiten und Kenntnisse sind dabei aus den Arbeitsprozessen herzuleiten. Die Ausbildung findet in der betrieblichen Praxis statt. Dort werden Arbeitsaufgaben bzw. Teilaufgaben identifiziert und auf dieser Basis Lern- und Arbeitsaufgaben für die Auszubildenden entwickelt.
2. Kompetenz- und praxisorientiert ausbilden
Eine wichtige Herausforderung der dualen Ausbildung besteht darin, die realen betrieblichen Aufgaben beziehungsweise die Inhalte der Fachtheorie so aufzubereiten, dass Auszubildende selbstständig und aktiv handelnd - nach Möglichkeit nahe am Arbeitsplatz und arbeitsprozessorientiert - lernen können. Im Kern geht es also um die Anforderung, möglichst praxis- und kompetenzorientiert auszubilden.
Digitale Lerntechnologien eröffnen neue Möglichkeiten für praxisorientiertes Lernen am Arbeitsplatz. Darüber hinaus können sie auch eine Brücke zwischen den Lernorten "Betrieb" einerseits und "Berufsschule" andererseits bilden. Denn sie erleichtern den Wissensaustausch zwischen den Lehrenden, Ausbildungspersonal und Lernenden und ermöglichen auch den Wissenstransfer innerhalb der Lerngruppe.
Interview (3/6) - Wie wird in der Ausbildung 4.0 gelernt?
Dr. Gert Zinke (BIBB), wissenschaftlicher Mitarbeiter und Projektleiter für die BMBF-BIBB-Initiative Berufsbildung 4.0
3. Ausbildende als Lernprozessbegleiter und Lerncoaches
Insbesondere selbstständiges und aktiv handelndes Lernen in Gruppen oder Projektteams erfordert auch einen neuen Typ des Ausbildenden. Dieser muss sich einerseits weiterhin als Vermittler fachlich-betrieblichen Wissens verstehen. Andererseits, und dies ist eine neue Rolle, muss er sich auch als Lernprozessbegleiter oder "Coach" sehen, der Auszubildende nicht nur dozierend unterrichtet, sondern sie vielmehr zu einem selbstständigen, problemorientierten Handeln anleitet und auch dazu in der Lage ist, die digitalen Lernmedien produktiv einzusetzen. Kurzum: Zum Anforderungsprofil des betrieblichen Ausbildungspersonals gehört künftig auch die Fähigkeit, virtuelle Lehr- und Lernszenarien medienpädagogisch sinnvoll zu gestalten. Nicht zuletzt braucht es zudem eine praktische Vorstellung darüber, wie Medien in die jeweiligen betrieblichen Organisationsstrukturen integriert werden können (Medienintegration).2
Digitales Lernen in der beruflichen Ausbildungspraxis
Im Hinblick auf die Bezeichnung "digitales Lernen" ist es sinnvoll, zwischen dem "Lernen für (die Nutzung) digitaler Technologien" einerseits und dem "Lernen mit digitalen Technologien" andererseits zu unterscheiden. Denn selbstverständlich kann und wird auch die Wissensvermittlung für "Industrie 4.0" zu einem wesentlichen Anteil in traditionellen Formen stattfinden - seien dies Lehrgänge, Trainings oder Schulungsveranstaltungen, praktische Unterweisungen, Selbststudium oder Übungen.
Angesichts der Tatsache, dass jedoch viele der neuen Kompetenzanforderungen in einem direkten Zusammenhang mit vernetzten Systemen stehen, ist es naheliegend, dass auch die Lern- und Wissensprozesse immer stärker vernetzt werden. Dazu tragen einerseits Technologien wie z.B. Lernmanagement-Plattformen oder Lern-Apps bei, andererseits - und das ist hier wichtiger - aber auch neue Lernformate, wie z. B. Micro Learning (Learning on demand), Virtual Classrooms, Onlineforen oder -communities für das soziale Lernen in vernetzten Gruppen.
Zu betonen ist hierbei, dass das Lernen mit digitalen Technologien quasi automatisch das Lernen für digitale Technologien befördert. So unterscheidet sich beispielsweise die Nutzung einer Lernmanagementplattform nicht wesentlich von der Nutzung einer komplexen Dokumentenmanagementplattform. Und ein virtueller Klassenraum ist im Kern nichts anderes als ein Webmeeting oder eine Videotelefonkonferenz.
Darüber hinaus werden bestimmte "Wirtschaft 4.0"-Kompetenzen überhaupt nur dann zu vermitteln sein, wenn entsprechende Technologien zum Einsatz kommen. Dies ist unter anderem dann der Fall, wenn es um die Zusammenarbeit in virtuellen Teams und Projektgruppen geht, so wie es heute bereits in vielen "4.0-Betrieben" üblich ist. Denn die hierfür erforderlichen Kompetenzen können kaum "analog" - beispielsweise in einem Präsenzlehrgang - vermittelt werden.
Die Übersicht auf der linken Seite setzt unterschiedliche - "digitale" versus "traditionelle" - Lernformen in Beziehung zu verschiedenen Industrietypen: dem "konventionellen" Typ einerseits und der "Industrie 4.0" andererseits.
Dadurch soll zweierlei verdeutlicht werden:
- Ausbildung für die "Industrie 4.0" kann selbstverständlich sowohl "digital" als auch traditionell stattfinden.
- Es gibt eine Vielzahl digitaler Lernlösungen, die sich besonders gut für die Vermittlung von "4.0-Kompetenzen" eignen.
Den im unteren rechten Quadrat aufgeführten digitalen Lernszenarien kommt eine spezielle Bedeutung für Ausbildungsprozesse in der Wirtschaft 4.0 zu - und zwar aus folgenden Gründen:
1. Situatives und informelles Lernen:
Die genannten Lernszenarien eignen sich besonders für die situative, handlungsorientierte Wissensvermittlung am Arbeitsplatz sowie für die berufsbegleitende Weiterbildung im praktischen Alltagskontext, um beispielsweise spontane Wissenslücken zu füllen, konkrete Probleme zu klären oder ein bestimmtes Hintergrundwissen am Ort des Geschehens abzurufen: zeit- und ortsunabhängig sowie auf unterschiedlichen Endgeräten (z. B. Mikrolernen, Wissensplattformen/Expertensysteme, Foren/Communities, soziale Medien/Chatdienste, mobiles Lernen, Open Educational Resources).
2. Kommunikation, Interaktion und Kooperation:
Diese Lernszenarien ermöglichen neben der Wissensvermittlung auch den arbeitsprozessorientierten Austausch, die Diskussion und Interaktion mit anderen - bis hin zur Entstehung offener oder geschlossener Lernnetzwerke, in denen sich gleiche Interessens- oder Expertengruppen zusammenschließen (z. B. Foren/Communities, soziale Medien/Chatdienste, Blogs/Wikis, Document-Sharing/Collaboration).
3. Personalisierung und Simulation:
Außerdem eröffnen diese Lernszenarien neue, attraktive Formen der Wissensvermittlung, indem sie beispielsweise spielerische Elemente mit Lernprozessen verbinden, 3-D-Simulationen und Augmented Reality zur Visualisierung schwieriger Zusammenhänge am Arbeitsplatz nutzen oder individualisierte Lernangebote ermöglichen (z. B. Gamification/Planspiele, Augmented Learning, Adaptive Learning, E-Assessment).
Digitale Lernszenarien für die Vermittlung von 4.0 Kompetenzen
Beim Blended Learning handelt es sich um Präsenzschulungen, die durch ausgewählte mediale Lernformen wie etwa Selbstlernmodule (Web Based Trainings), elektronische Tests oder einen virtuellen Seminarraum (Virtual Classroom) ergänzt werden. Im dem virtuellen Raum können online Live-Treffen stattfinden, um beispielsweise Vorträge an ortsverteilte Teilnehmer zu übertragen oder am Whiteboard gemeinsam Aufgaben zu bearbeiten (u. a. Gruppenarbeiten). Virtual Classrooms sind heute üblicherweise in Lernmanagementsysteme (LMS) integriert und sowohl über PC als auch über Tablet und zum Teil auch Smartphones nutzbar. Ferner dient das LMS üblicherweise auch dazu, Materialien bereitzustellen und auszutauschen sowie zur Dokumentation der Lernprozesse.
Der Begriff "Mikro-Learning" bezeichnet das Lernen mit didaktisch aufbereiteten und medial produzierten kleinen E-Learning-Modulen (5 bis 10 Min), die sich selbstständig vom Lerner bearbeiten lassen. Thematisch liegen sie dicht an der beruflichen Alltagspraxis und tragen so dazu bei, konkrete praktische Fähigkeiten und Fertigkeiten zu vermitteln. Unter "On-Demand-Learning" wird das nicht von "oben" angeordnete, spontane Lernen zu jeder Zeit und an jedem Ort verstanden - oft auch mit mobilen Endgeräten wie Smartphones oder Tablet-PCs. Mikrolernmodule werden üblicherweise "on demand" von Mitarbeitern oder Auszubildenden über ein Menü abgerufen, um dadurch ein bestimmtes Problem zu klären bzw. eine Wissenslücke zu schließen (man spricht in diesem Zusammenhang auch von "Performance Support").
Die Lufthansa setzt Mikro-Learning ein, um Flugbegleiter/-innen ein flexibles und nachhaltiges Lernen mit einer hohen Reichweite zu ermöglichen. Über eine Lernapp werden sogenannte "Knowledge-Nuggets" für Weiterbildungszwecke zur Verfügung gestellt.
In den vergangenen Jahren sind soziale Netzwerke (z. B. WhatsApp, Facebook, LinkedIn, Snapchat, Instagram, Yammer oder Slack) sehr populär geworden. Sie dienen nicht unmittelbar als Lernwerkzeug, helfen aber, die passenden Ansprechpartner für bestimmte Themen und Probleme zu finden, mit denen man dann persönlichen Kontakt aufnehmen kann. Manche dieser Angebote ermöglichen auch die Gründung von geschlossenen Gruppen, die dem fachlichen Informationsaustausch dienen: sogenannte "Communities of Practice". In ihnen tauschen sich Fachleute über bestimmte Themen aus, beantworten Fragen und unterstützen sich gegenseitig.
In virtuellen Foren können sich Lehrende und Lernende textlich austauschen. Die Textbeiträge der Nutzer werden auf einer Website hinterlegt und können von Lehrenden oder Lernenden beantwortet oder kommentiert werden. Foren werden zumeist für den informellen Austausch - neben oder ergänzend zu formellen Lerneinheiten - eingesetzt. Damit Nutzer einen Überblick über die geposteten Beiträge behalten, sind Foren häufig thematisch strukturiert.
"Peer to Peer" (P2P) bezeichnet den Austausch unter den Lernenden, die sich wechselseitig in sozialen Netzwerken oder Foren unterstützen, Material austauschen oder an gemeinsamen Aufgaben arbeiten.
Auch Expertensysteme, Fachdatenbanken oder Wissensplattformen dienen in der Regel weniger dem formalen Lernen im Sinne strukturierter Lernprozesse, sondern dem situativen, informellen Lernen im berufspraktischen Zusammenhang. Je nach Berufs- oder Expertengruppe existiert inzwischen eine Vielzahl von Plattformen, in denen die Informations- und Wissensressourcen zu einem bestimmten Fachgebiet zusammengestellt und auf vielfältige Weise recherchier- und durchsuchbar sind.
Beispiel aus der betrieblichen Praxis: Auszubildende der Druck- und Medienbranche nutzen die Plattform "Mediencommunity" zur Prüfungsvorbereitung über aktuelle Beiträge, Wikis, Lexikoneinträge, geschlossene Gruppen zum Austausch und ein Übungsportal.
Sofern digitale Lern- und Wissensressourcen offen und frei für die Allgemeinheit verfügbar sind - häufig in Verbindung mit einer CC-Lizenz ("Creative-Commons-Lizenz") -, spricht man von "Open Educational Resources". Das bekannteste Beispiel hierfür ist Wikipedia. Abhängig vom jeweiligen Fachbezug gibt es eine Vielzahl solcher Angebote, nicht zuletzt auch von Hochschulen sowie in Plattformen wie YouTube oder iTunesU.
Gemeint sind hier Plattformen und Systeme, die die virtuelle Zusammenarbeit (und damit auch soziale Lernprozesse) unterstützen, indem sie das gemeinsame Arbeiten an Dokumenten, deren Archivierung, Bereitstellung und Kommentierung sowie ihren Austausch auf unterschiedlichen Endgeräten ermöglichen. Dazu gehören in der Regel auch kommunikative und administrative Funktionen, die den Workflow unterstützen.
Mobile Learning bedeutet nicht (nur), mit dem Smartphone oder Tablet zu lernen. Vielmehr bezeichnet es den flexiblen, orts- und zeitunabhängigen Zugriff auf persönliche Wissens- und Lernressourcen von beliebigen Endgeräten aus, um dadurch situations- und handlungsorientiertes Lernen zu ermöglichen.
Beispiel aus der betrieblichen Praxis: Auszubildende bei REWE erhalten für die Prüfungsvorbereitung und zur Nutzung in der Freizeit ein eigenes Tablet. Eine vorinstallierte App mit allen prüfungsrelevanten Informationen erlaubt das flexible und ortsunabhängige Lernen.
Die Integration spielerischer Elemente in virtuelle Lernangebote, wie zum Beispiel Wettbewerbe und Auszeichnungen, kann dazu beitragen, deren Attraktivität zu erhöhen und die Lernermotivation zu steigern. Bei Planspielen handelt es sich um z. T. durchaus komplexe Strategiespiele, in denen reale Anforderungen oder Rahmenbedingungen spielerisch simuliert werden.
Beispiel aus der betrieblichen Praxis: In einem virtuellen Supermarkt lernen Auszubildende im Lebensmitteleinzelhandel spielerisch Warenwissen und relevante Prüfungsinhalte.
Augmented Learning kann im Sinne einer Erweiterung des Lernens verstanden werden - zum Beispiel mithilfe von 3-D-Brillen, leistungsfähigen mobilen Endgeräten oder auch virtuellen Simulationen. Augmented Learning findet nicht bereits statt, wenn der Lernende durch diese technikgestützte Erweiterung des Lernens ein tieferes Verständnis erlangt, sondern wenn er dieses Wissen auch in Beziehung zu praktischen Anwendungsfällen sieht und es mit konkreten Handlungen in Verbindung bringen kann. Ansätze hierfür gibt es vor allem in Trainings- und Schulungsszenarios, aber auch in konkreten Arbeitsplatzsituationen, in denen komplexe Vorgänge oder Sachverhalte visualisiert oder simuliert werden. Aktuelle Anwendungen widmen sich primär dem individuell Lernenden, selten dem Lernen in Gruppen.
Beispiel aus der Praxis: Mithilfe von Augmented Reality werden die Abläufe an laufenden Druckmaschinen interaktiv für Auszubildende visualisiert.
Interaktive (Selbst-)Tests gehören heute zu den üblichen Komponenten nahezu aller Lernmanagementsysteme sowie vieler Lernapps. Sie ermöglichen neben klassischen Leistungsprüfungen auch beiläufige und spielerische Evaluationen oder Tests, bei denen unterschiedliche Testvarianten zum Einsatz kommen (Multiple Choice, Freitext, Drag-and-drop etc.). E-Assessments eignen sich sowohl für Eignungs- und Eingangstests als auch für regelmäßige Lernstandskontrollen und Wissens-Checks in der berufspraktischen Ausbildung.
Adaptive Lernangebote zeichnen sich durch ein hohes Maß an Personalisierung aus. Die Art und Weise, wie und was gelernt wird, ist auf den individuellen Lerner und dessen persönlichen Lernbedarf zugeschnitten. Um dies zu erreichen, können entweder die Profilinformationen des Lerners (Wissensniveau, Leistungsdaten etc.) zugrunde gelegt oder sein konkretes Lernverhalten ausgewertet werden ("Learning Analytics") - z. B. hinsichtlich der Verweildauer, Bearbeitungszeiten oder Testergebnisse. Anschließend wird das Lernangebot dann exakt auf die individuellen Bedürfnisse abgestimmt.
Beispiel aus der Praxis: Das Weiterbildungsangebot für Berufskraftfahrer integriert neben On-Demand-Lernlektionen mit Vorlesefunktion auch Angebote zur Tourenabwicklung, zum Führen von Beladungslisten und Informationen über das aktuell transportierte Gefahrgut.
Gerade für das soziale Lernen in Gruppen und Netzwerken spielen Blogs und Wikis eine große Rolle, da sie einerseits den Austausch zwischen den Beteiligten fördern und andererseits vielfältige Möglichkeiten bieten, Wissen und Lernergebnisse medial darzustellen und zu vermitteln.
Blogs ermöglichen ihren Autoren chronologisch sortierte Einträge, in denen sie auf Themen oder Quellen aufmerksam machen können und die sie kommentieren können. Im Allgemeinen sind die Inhalte einer breiten Öffentlichkeit zugänglich und können von allen kommentiert werden. Im speziellen Fall einer Lernmaßnahme können Lerner auch über ihre eigenen Lernfortschritte berichten und diese Beiträge in der Lerngruppe veröffentlichen.
In ein Wiki können z. B. Definitionen und Erläuterungen zu einem bestimmten Begriff abgelegt werden, sodass die Nutzer sich beim Aufruf dieses Stichworts einen Überblick über das Thema verschaffen können. In der beruflichen Ausbildung können auch Lernerfahrungen zu einem bestimmten Thema in einem Wiki-Eintrag gesammelt und diskutiert werden.
Ein Lernszenario aus dem gewerblich-technischen Bereich
Der gewerblich-technische Bereich steht aktuell zumeist im Mittelpunkt der Diskussionen um "Industrie 4.0". Dieses Segment wird immer stärker geprägt durch automatisierte Fertigungs- und Produktionsprozesse unter Verwendung von Sensoren und Aktoren (sowie durch modulare Fertigungsstraßen und den Einsatz von Robotern und Informationsträgern an Werkstücken. Kennzeichnend sind außerdem videoüberwachte Produktions- und Qualitätssicherungsprozesse sowie datengesteuerte Planungs-, Steuerungs- und Logistiksysteme. Dabei spielen selbstverständlich Aspekte wie Netz- und Datensicherheit eine wesentliche Rolle.
Besonders hohe Anforderungen zeigen sich im gewerblich-technischen Bereich. Hier sind es vor allem die umfassende datentechnische Vernetzung aller Subsysteme und die Vernetzung von Produkt- und Produktionsdaten mit externen Datenauswertungssystemen, um mittelfristig selbststeuernde Produktionsprozesse oder die Fernwartung von Produkten und technischen Anlagen während des Betriebs zu ermöglichen.
Ähnliche hohe Anforderungen stellen sich auch in der Energie- und Gebäudetechnik. Dort geht es ebenfalls um die Integration von vormals autonomen Teilsystemen, damit beispielsweise eine wirtschaftlichere Steuerung des Energie- und Ressourcenmanagements, automatisierte Gebäudeüberwachung und intelligentes Facility-Management möglich wird ("Smart Home").
Das Zusammenspiel dieser Technologien und Systeme erfordert zumeist auch die Zusammenarbeit verschiedener Experten/-innen: Fachinformatiker/-innen müssen enger denn je mit Mechatronikern/-innen, Produktionstechnologen/-innen mit Elektronikern/-innen, Industriekaufleute mit Industriemechanikern/-innen kooperieren, um beispielsweise bestimmte Anforderungen für die Entwicklung eines komplexen mechanischen Bauteils zu erfüllen.
Vor diesem Hintergrund erscheinen projektorientierte und fallbasierte Lernszenarien, in denen Auszubildende aus verschiedenen Berufen über eine gewisse Zeit - selbstgesteuert und "gecoacht" vom Ausbilder bzw. der Ausbilderin - an einer gemeinsamen Aufgabenstellung arbeiten, besonders geeignet zu sein. Das nachfolgend beschriebene Szenario ist daher als Lernprojekt zu verstehen.
Beispielszenario: Problemorientiertes soziales Lernen im Bereich der Hausautomation (Smart Home)
Das Beispielszenario dreht sich um eine Aufgabenstellung aus dem Bereich "Smart Home": Die Auszubildenden sind hier beispielsweise aufgefordert, die Konzeption eines Haussicherheitssystems bestehend aus Überwachungs- und Bewegungssensoren sowie Rauchmeldern und Kameras mit Anbindung an mobile Endgeräte (Smartphone-App) zu entwickeln.
Diese Aufgabe soll in Anlehnung an das bereits weiter oben erwähnte Modell der vollständigen Handlung bearbeitet werden. Ein digital unterstütztes "Social-Learning--Szenario" könnte demnach etwa folgendermaßen gestaltet werden:
Szenario "Social Learning"
| Arbeitsschritte | Medieneinsatz/Technologie | Methodik und Vorgehen | |
| Informieren | Recherche zu Produkt- und Systemspezifika sowie verschiedenen Lösungskonzeptionen |
Diverse Webressourcen (Fach- und Expertenportale, Unternehmenswebsites, Wikipedia, Expertenblogs, Social Media etc.) Präsentationssoftware (z.B. MS PowerPoint) Social Media |
Nach Beschreibung der Zielstellung bzw. Aufgabe durch das Ausbildungspersonal (in der Rolle des "Auftraggebers") recherchiert die Lerngruppe einschlägige Informationsquellen im Web und bereitet die Ergebnisse zu unterschiedlichen Aspekten (Technologie, Kosten etc.) in einem Projektwiki auf. Rechercheergebnisse werden für interne Zwecke im Wiki dokumentiert bzw. archiviert. |
| Planen |
Beschreibung der Lösungskomponenten und Erarbeitung von Anforderungs- und Umsetzungsoptionen Budget- und Aufwandskalkulation |
Einschlägige Konstruktionssoftware (Computer aided design) für modellhafte Umsetzung Projektblog Tabellenkalkulation (z.B. MS Excel) |
Ausgehend von den gesammelten Informationen werden verschiedene Umsetzungsmodelle - unter Berücksichtigung von Budget- und Aufwandsaspekten - entwickelt und in einem Projektblog präsentiert und ausgetauscht. |
| Entscheiden | Definition der finalen Konzeption und Umsetzungsvariante und Abstimmung mit Auftraggeber |
Social Media Präsentationssoftware (z.B. MS PowerPoint) Dokumenten-Management-Plattform (z.B. MS Sharepoint, Google-Drive, Dropbox) |
Diskussion und Bewertung der Umsetzungsvarianten in einer geschlossenen Social-Media-Gruppe. Darstellung der finalen Konzeption in einer Präsentation. Bereitstellung der Präsentation sowie weiterer Materialien in einer datensicheren Dokumenten-Sharing-Plattform für Auftraggeber und ggf. spätere Umsetzungspartner. |
| Ausführen |
Erstellung des Projektzeitplans mit Aufgaben, Rollen, Zuständigkeiten sowie der Projektmeilensteine Detaillierte Umsetzung der finalen Konzeptionsvariante Dokumentation der wichtigsten Meilensteine und des Endergebnisses |
Projektmanagementsoftware Dokumenten-Management- und Collaboration-Plattform (z.B. MS Sharepoint, Google-Drive, Dropbox) Projekt-(Video)Blog |
Nach der finalen Konzeptentscheidung werden die weiteren Umsetzungsschritte mithilfe einer Projektplanungssoftware beschrieben. Alle für Teammitglieder, externe und interne Auftraggeber sowie Partner relevanten Projektdokumente werden auf einer sicheren Web-Dokumenten-Plattform abgelegt bzw. bereitgestellt (Rechte- und Rollenkonzept erforderlich). Projektfortschritte/Meilensteine werden für Teammitglieder im Projektblog dokumentiert, ggf. auch als Videoeinträge. |
| Kontrollieren | Bereitstellung und Finalisierung des Konzeptentwurfs |
Dokumenten-Management- und Collaboration-Plattform (z.B. MS Sharepoint, Google-Drive, Dropbox) Projekt-(Video)Blog Social Media |
Das Endergebnis wird in geeigneter digitaler Form (z.B. als Präsentation oder CAD-Dokument) auf der Dokumentenplattform bereitgestellt. Bewertungen, Kommentare und Änderungen seitens des Teams, der Auftraggeber und Partner werden in dem Dokument selbst vermerkt und entsprechend umgesetzt. Finale Präsentation des Konzepts via Projektblog oder Social Media |
| Bewerten | Diskussion und Bewertung der Umsetzungsphase, der Teambeiträge und des Endergebnisses |
Social Media Multiple-Choice-Tests (Onlinequiz, z.B. Hot Potatoes) |
Auswertung der Nutzer- und Nutzungsdaten (Anzahl, Bewertung, Länge und Qualität der Beiträge einzelner Teammitglieder, zeitliches Engagement, Zustimmungswerte ("Likes") Durchführung und Auswertung eines Onlinewissenstests (Multiple-Choice-Test) |
In diesem Ausbildungsszenario spielen soziale Medien die Hauptrolle. Projekt- und Lernergebnisse werden in virtueller Kooperation erarbeitet, digital aufbereitet und in Netzwerken oder auf sozialen Plattformen (in geschlossenen Gruppen) für andere Mitwirkende bereitgestellt. Diese haben wiederum die Möglichkeit, die eingestellten Informationen zu bearbeiten, zu diskutieren oder zu bewerten. Nahezu alle Aktivitäten der Teammitglieder werden dabei transparent, beobachtbar und auch bewertbar (im Sinne der Peer-to-Peer-Bewertung oder des Aktivitätentrackings).
Neben fachlichen Lernzielen werden in diesem Szenario vor allem Fähigkeiten im Bereich der virtuellen Teamarbeit und der handlungsorientierten Projektarbeit gefördert. Auszubildende aus verschiedenen Berufen lernen so, praxisbezogen und selbstgesteuert im Netz zu recherchieren, Daten und Informationen digital aufzubereiten, zu prüfen und diese in unterschiedlicher Weise verfügbar zu machen. Indirekt werden dabei auch wichtige Daten- und Persönlichkeitsschutzaspekte berührt (z.B. hinsichtlich der Dokumentation, Nachverfolgung und Messung der Beiträge, Aktivitäten und Profilinformationen). Die Auszubildenden erwerben dadurch nicht nur Fertigkeiten im Umgang mit Projektplanungs-, Entwicklungs- und Kollaborationssoftware. Sie entwickeln auch ein Bewusstsein für die vielfältigen Möglichkeiten und Risiken, die sich aus der Analyse und Auswertung sensibler Daten in virtuellen Arbeitsumgebungen ergeben.
Organisatorische Voraussetzungen und Rahmenbedingungen
Wer sich mit dem praktischen Einsatz der beschriebenen Lernszenarien im beruflichen Ausbildungsalltag beschäftigt, steht vor Herausforderungen. Denn mit den neuen Technologien verbinden sich einerseits hohe Qualifizierungsanforderungen an das Ausbildungspersonal. Andererseits sind aber auch bestimmte infrastrukturelle und organisatorische Voraussetzungen zu klären, beispielsweise die Frage, ob die Auszubildenden ihre eigenen Geräte (z.B. Smartphones) im Betrieb benutzen dürfen. Auch geht es darum, wie viel Zeit und finanzielle Ressourcen hierfür bereitgestellt werden können, ohne dass die betrieblichen Abläufe und Erfordernisse darunter leiden.
Interview (4/6) - Müssen eventuell auch organisatorische Veränderungen innerhalb des Betriebs in Bezug auf die Ausbildung getroffen werden?
Dr. Gert Zinke (BIBB), wissenschaftlicher Mitarbeiter und Projektleiter für die BMBF-BIBB-Initiative Berufsbildung 4.0
Gerade das Know-how des Ausbildungspersonals im Bereich der neuen Lernmethoden ist wesentlich. Deshalb muss es bereit sein, Neues zu lernen, umzudenken und die üblichen induktiven Ausbildungsmethoden nach vorgegebenen Abläufen und Curricula zu hinterfragen.
Genauso wichtig sind aber auch die Voraussetzungen auf Seite der Auszubildenden. Denn diese sind keineswegs "naturgegeben" digitale Lern-Enthusiasten. Auch hier bestehen oftmals Vorbehalte und Wissensdefizite gegenüber virtuellen, kollaborativ-projektbasierten Lernformen. So begeistert und umfassend Smartphones, soziale Medien und Erklärvideos im privaten Umfeld genutzt werden, als "Lernmedien" im Betrieb stoßen sie nicht immer auf ungeteilte Akzeptanz.
Vorteilhaft für das "Lernen 4.0" im Unternehmen ist sicherlich ein gewisser Frei- und Experimentierraum im betrieblichen Alltag. Zugleich sollten aber auch die notwendigen technologischen und organisatorischen Voraussetzungen für solche Lernszenarien geschaffen werden. Für die Übersicht der relevanten Aspekte sowie zur Orientierung wurde eine umfassende Checkliste erstellt.
Es gibt nicht den Königsweg, mit dessen Hilfe bestimmte berufliche Fähigkeiten im Betrieb verlässlich vermittelt werden können. Vielmehr erweitern die beschriebenen Formate das Spektrum der Möglichkeiten für das Ausbildungspersonal und die Auszubildenden, Kompetenzen zu entwickeln, Wissen bereitzustellen, zu testen und anzuwenden.
Analyse und Umsetzung von Maßnahmen zum digitalen Lernen:
Interview (5/6) - Viele neue Lerninhalte können ggf. nicht im Betrieb vermittelt werden. Was können Ausbildende unternehmen, um solchen Anforderungen gerecht zu werden?
Dr. Gert Zinke (BIBB), wissenschaftlicher Mitarbeiter und Projektleiter für die BMBF-BIBB-Initiative Berufsbildung 4.0
1. Lernortkooperation
Grundsätzlich wichtig ist es, auf Alleingänge im Betrieb zu verzichten und stattdessen das betriebliche und schulische Lernen zusammenhängend zu gestalten. Gerade mit Blick auf IT-bezogene Kompetenzen und die im Kontext von "Wirtschaft 4.0" geforderte Interdisziplinarität ist es wichtig, Lehr- und Lernkooperationen mit anderen Bildungspartnern aufzubauen. Dies können beispielsweise andere Ausbildungsbetriebe sein, mit denen ein zeitweiser Austausch von Auszubildenden oder gemeinsame Lernprojekte vereinbart werden. Denkbar ist auch eine Kooperation mit überbetrieblichen Einrichtungen und Lernfabriken3, die in Abstimmung mit dem Ausbildungsbetrieb und/oder der Berufsschule gemeinsame Bildungsprojekte umsetzen.
Das Zusammenspiel dieser Lernorte kann durch den Einsatz moderner Kommunikations- und Kollaborationstechnologien wirksam unterstützt werden. Dadurch werden die Theorie- und Praxisphasen besser vernetzt und der bedarfsorientierte Wissensaustausch ("on demand") erleichtert.
Für die lernortübergreifende Ausbildung bieten die vernetzten Medien viele neue Optionen. Projektorientiertes Lernen im Betrieb kann mit Theorie- und Reflexionsphasen in der Berufsschule verbunden werden, indem bestimmte Ergebnisse z. B. in elektronischen Lerntagebüchern (E-Portfolios), Wikis oder Blogs dokumentiert werden - ggf. auch als Videos oder als Blogposts. Diese können dann im schulischen oder wahlweise betrieblichen Lernzusammenhang bereitgestellt, ergänzt und gemeinsam weiterentwickelt werden. Am Ende können solche digitalen Ausbildungsprojekte dann im Intranet oder auch auf der "Azubi-Cloud" des Unternehmens archiviert und zum Abruf bereitgestellt werden.4
2. Am Arbeitsplatz lernen mit Lerninseln
Für das situationsbezogene individualisierte Lernen am Arbeitsplatz sind Modelle gefragt, die sich in den Arbeitsprozess einbinden lassen. Lerninseln werden als eine besonders geeignete Qualifizierungs- und Lernform inmitten der Arbeitswelt für kleinere und mittlere Unternehmen gesehen . Die Auszubildenden bearbeiten selbstständig reale Arbeitsaufgaben in Gruppenarbeit. Es handelt sich dabei um die gleichen Lern- und Arbeitsaufgaben, wie sie im Lerninselumfeld vorkommen. Ausgestattet ist die Lerninsel mit den erforderlichen Arbeitsmitteln und einer geeigneten Lerninfrastruktur. Dazu gehört der Zugang zu Wissensdatenbanken und allen notwendigen digitalisierten Daten für den Produktionsprozess.5
Interview (6/6) - Wo finden Ausbildende Unterstützung und Handreichungen im Kontext von Wirtschaft 4.0?
Dr. Gert Zinke (BIBB), wissenschaftlicher Mitarbeiter und Projektleiter für die BMBF-BIBB-Initiative Berufsbildung 4.0
Softwares und Beispiele für die Erstellung kleiner Lernprojekte
Wir haben Ihnen in diesem letzten Teil des Lernbausteins einige Hinweise und Tipps für die Ausbildungspraxis zusammengestellt. Hier finden Sie Anregungen und einige Softwarebeispiele, mit denen man kleine Lernprojekte mit Auszubildenden realisieren kann.
Die Projektbeispiele haben exemplarischen Charakter, sind ohne allzu großen Aufwand zu realisieren und anpassbar an die betrieblichen Gegebenheiten. Sie sollen auch als Anregung für die Entwicklung eigener Projekte verstanden werden.
Programmieren erscheint vielen als ein Buch mit sieben Siegeln oder als Fachgebiet, mit dem nur Informatiker etwas zu tun haben. Die Programmiersprache Scratch wurde eigens dafür entwickelt, dass sich auch Neueinsteiger, Kinder und Jugendliche mit den Grundlagen der Computerprogrammierung vertraut machen können. Anbieter ist das Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Scratch ist eine Programmiersprache, die es auch Anfängern erlaubt, interaktive Geschichten, Animationen und Spiele zu erstellen und sie mit anderen zu teilen. Im Umgang mit Scratch werden Programmier- und Informatikkenntnisse eingeübt und grundlegende Fähigkeiten wie mathematisches Denken, Kreativität und logisches Schlussfolgern gestärkt. Durch die fast ausschließlich grafisch gestaltete Oberfläche eignet sich Scratch auch für Teilnehmer, die Schwierigkeiten mit Sprache, Syntax oder beim fehlerfreien Tippen haben. Scratch ist kostenlos verfügbar. Zur Verwendung benötigt man lediglich einen aktuellen Browser mit Flashplayer und einen ausreichend großen Bildschirm. Auch ein Offline-Editor ist verfügbar. Über einen Teacher-Account können Lehrer und Berufsschullehrer Scratch für eine Gruppe von Schülern verfügbar machen.
Idee zur Nutzung
Von den bereits oben genannten einfachen Anwendungsformen abgesehen bietet Scratch, insbesondere in Kombination mit den Robotermodellen von beispielsweise LEGO und Fischertechnik, sehr gute Möglichkeiten, das Verständnis von Programmierung im konkreten Anwendungszusammenhang, nämlich der Steuerung von Robotern, in spannender Form zu fördern.
Mehr Informationen und Anregungen
- Scratch-Wiki in deutscher Sprache
http://scratch-dach.info/wiki/Hauptseite - Simulationen mit Scratch
https://cms.sachsen.schule/scratch/simulation/ - Programmieren von Robotern
https://fischertechnikblog.wordpress.com/2016/01/20/wie-man-seine-fischertechnik-modelle-mit-scratch-ansteuert/
Gerade der situative und informelle Wissenserwerb kann durch kleine Lerneinheiten ("Micro-Learning"), die vom Auszubildenden auf dem Smartphone oder Tablet abgerufen werden können, stark erleichtert werden. Hierfür eignen sich beispielsweise kurze Erklärvideos, die heutzutage mit geringem Aufwand auch selbst produziert werden können.
Blink.it ist ein webbasiertes Tool, das sowohl auf dem Computer als auch auf mobilen Endgeräten verwendet werden kann. Der Kern sind sogenannte "Blinks": kleine Lerneinheiten in Form von Videos, Grafiken, Texten oder Quizfragen, die den Teilnehmern außerhalb des Lernkontextes zugesendet werden, um im Arbeitsalltag Anregungen für die Umsetzung des Gelernten zu geben. Diese Blinks können vom Lehrpersonal selbst unkompliziert erstellt werden; die Teilnehmer werden per E-Mail über neue Blinks informiert. Im Gegensatz zu vielen weit verbreiteten Learning-Management-Systemen punktet die Blink-Oberfläche durch übersichtliches Design und leichte Handhabung.
Projektvorschlag
Blink.it kann einerseits von Lehrer- oder Ausbilderseite genutzt werden, um den Azubis Lerninhalte zukommen zu lassen. Interessanter könnte es aber sein, wenn die Auszubildenden selbst einmal die Perspektive der Wissensvermittler einnehmen. Lassen Sie sie beispielsweise ein digitales Lerntagebuch anlegen, in dem sie in bestimmten Abständen Lerninhalte, denen sie in Schule oder Betrieb begegnet sind, selbst in Form von Blinks aufbereiten. Dadurch bleibt das Gelernte nicht nur besser im Gedächtnis, sondern es wird auch die Medienkompetenz gestärkt. Die so entstandenen Blinks können außerdem von Mit-Azubis oder nachfolgenden Jahrgängen zum Lernen genutzt werden.
Mehr Informationen und Anregungen:
- Einsatz von Blink.it an einer Gesamtschule:
https://www.youtube.com/watch?v=lSec3bX89Ek
Moderne Computer werden immer bedienerfreundlicher. Das bringt aber auch mit sich, dass die Benutzer immer weniger damit konfrontiert werden, wie der Rechner eigentlich "von innen" funktioniert. Der Einplatinen-Computer "Raspberry Pi" stellt die gegenteilige Entwicklung dar: Ohne Gehäuse oder Peripheriegeräte konzentriert sich das kreditkartengroße Gerät auf das Wesentliche und lässt dadurch viel Freiraum, um sich von Grund auf mit Programmierung und der Welt des "Physical Computing" auseinanderzusetzen.
Bei Raspberry Pi handelt es sich um einen Minicomputer mit ARM-Prozessor, an den sich Geräte wie Monitor, Maus und Tastatur anschließen lassen. Über eine GPIO-Schnittstelle können auch elektronische Bauteile wie LEDs angeschlossen werden, die vom Computer gesteuert werden können. Die Bedienung erfolgt standardmäßig über Kommandozeilen. Der Raspberry Pi wurde mit dem Ziel entwickelt, Jugendlichen den Erwerb von Programmier- und Hardwarekenntnissen zu erleichtern. Er wird aufgrund seiner hohen Flexibilität und Anpassbarkeit aber auch in anderen Zusammenhängen genutzt, zum Beispiel als Steuerung für Roboter, als Medienserver oder als Entwicklungsboard. Der niedrige Preis von rund 30 € macht den Raspberry Pi besonders attraktiv für die Verwendung im Ausbildungskontext.
Projektvorschlag:
Sollten Ihnen die Möglichkeiten, die beispielsweise Scratch als pädagogisches Arbeitswerkzeug liefert, nicht hinreichend erscheinen, um näher an der Hardware und dichter an den bekannten Formen des Programmierens ins Thema Programmierung einzusteigen, dann ist vielleicht Raspberry Pi die richtige Wahl. Auch in diesem Fall haben Sie die Möglichkeit externe Peripheriegeräte anzusteuern. Darüber hinaus erschließen Sie sich die Möglichkeit, die Programmierung der Steuerungseinheiten selbst in Ihre Trainingsprojekte einzuschließen.
Mehr Informationen und Anregungen:
- Beispiel für die Nutzung im Schulunterricht:
http://www.medienistik.de/Themenheft_RaspberryPi.pdf - Verwendungsmöglichkeiten:
http://www.pcwelt.de/ratgeber/Die_besten_Verwendungsmoeglichkeiten_fuer_Raspberry_Pi-Mini-PC-7663628.html
Um den aktuellen Kompetenzstatus der Auszubildenden auch jenseits formaler Prüfungen zu evaluieren und die Ausbildung dementsprechend individuell ausrichten zu können, eignen sich hervorragend kleine Tests oder Quiz, die inzwischen auch mit wenig Aufwand selbst produziert und bereitgestellt werden können. Zumeist sind die dafür erforderlichen Programme bereits in den gängigen Lernmanagementsystemen (z. B. Moodle) integriert. Daneben gibt es aber auch etliche weitere Lösungen, wie beispielsweise Testmoz.
Das schlicht gehaltene und leicht zu bedienende Programm ist in der Basisversion gratis und erlaubt Ja/Nein-Fragen, Multiple Choice und offene Fragen. Die erstellten Tests können mit einem Passwort geschützt werden. Wer den Test angelegt hat, erhält Daten zur Performance der Teilnehmer, die gegebenen Antworten und Durchschnittswerte. Eine Registrierung ist weder für den Testersteller noch für die Teilnehmer notwendig.
Projektvorschlag:
Wie bei Erklärvideos und anderen kompakten Lerneinheiten können Sie auch hier die Auszubildenden in die Rolle des Lehrenden schlüpfen lassen, indem sie Tests zu bestimmten Themen für ihre Kollegen und Mitschüler erstellen. Von Ausbildern und Azubis erstellte Tests können von anderen Auszubildenden zum Lernen genutzt werden.
Weitere nützliche Tools zur Verwendung im Ausbildungskontext sind auf dem MIKA-Campus in der Rubrik "MIKA-Tools" zusammengestellt - mit ausführlichen Klickanleitungen oder Video-Tutorials. Hier geht's zu den MIKA-Tools!
Best Practice Ausbildung 4.0
Industriekaufleute (Ausbildung bei der Firma VETTER Krantechnik GmbH)
Mechatroniker/-innen (Ausbildung bei der Firma Krone)
Weitere Informationen
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vgl. hierzu Härtel, Michael: Ausbildung in einer digitalisierten Arbeitswelt, In: B&B Agrar, Online-Spezial "Digitale Bildung in der Praxis", 2016
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vgl. Härtel, Michael: Ausbildung in einer digitalisierten Arbeitswelt, In: B&B Agrar, Online-Spezial "Digitale Bildung in der Praxis", 2016
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Lernfabriken stellen eine am Fertigungsprozess orientierte, didaktisch reduzierte Lernumgebung dar - sie können betriebliche Lehrangebote ergänzen und neue didaktische Methoden (z. B. Planspiele) praxisorientiert vermitteln. (Qualifikation für Industrie 4.0 (festo-didactic.com))
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Die bereits erwähnte VDMA-Studie kommt zum Ergebnis, dass es aus Sicht der betrieblichen Experten sehr unterschiedliche Meinungen dazu gibt, in welcher Form digitale Medien in der Ausbildung eingesetzt werden sollen. Es besteht jedoch weitgehend Einigkeit darüber, dass webbasiertes Lernen und das Web 2.0 generell eine höhere Relevanz haben sollen. (vgl.: https://www.vdma.org/documents/34570/15841114/VDMA+Studie+Industrie+4.0+-+Qualifizierung+2025.pdf/e8366515-a610-db93-dcc2-1557223aa0b2?t=1620636433286)
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mehr zum Thema Lerninseln: Reich, K. (Hg.): Methodenpool. In: url: http://www.uni-koeln.de/hf/konstrukt/didaktik/lerninsel/frameset_lerninsel.html