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Future Learning in a Collaborative “Laboratory” Environment - Requirements to Build Up Future Skills

  • Conference paper
  • First Online:
Collaborative Networks in Digitalization and Society 5.0 (PRO-VE 2023)

Part of the book series: IFIP Advances in Information and Communication Technology ((IFIPAICT,volume 688))

Included in the following conference series:

  • 577 Accesses

Abstract

While requirements and skills for working in a post-digital society are changing rapidly, the institutional education system is not. New curricula in Germany start to integrate digital skills in terms of media competence or information research, yet the educational paths and strategies through which competences are developed often remain the same. To provide young people with the necessary skills for work life in a post-digital society, innovative learning environments are required that enable digital and AI-supported collaborative learning. In this paper, we propose a digital laboratory environment – a coding lab – to build coding skills in schools, which allow for an inclusion of new technological trends without ignoring the reality of school infrastructure and resources. The presented theoretical framework is the result of a requirements engineering process. Using a design science research approach, initial requirements were derived from an evaluation of national and international competence frameworks, German computer science curricula and expert interviews.

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Notes

  1. 1.

    https://www.lernsax.de.

  2. 2.

    https://www.schulportal-thueringen.de/start.

  3. 3.

    https://www.audiotranskription.de/f4analyse/

References

  1. Huber, S.G., et al.: COVID-19 und aktuelle Herausforderungen in Schule und Bildung. Erste Befunde des Schul-Barometers in Deutschland, Österreich und der Schweiz. Waxmann, Münster (2020)

    Google Scholar 

  2. Bachmann, R., Hertweck, F., Kamb, R., Lehner, J., Niederstadt, M.: Digitale Kompetenzen in Deutschland. Zeitschrift für Wirtschaftspolitik 71, 266–286 (2022). https://doi.org/10.1515/zfwp-2022-2082

    Article  Google Scholar 

  3. Suessenbach, F., Schröder, E., Winde, M.: Informatikunterricht: Deutschland abgehängt in Europa. Zenodo (2023)

    Google Scholar 

  4. Kultusministerkonferenz: Bildung in der digitalen Welt. Strategie der Kultusministerkonferenz

    Google Scholar 

  5. OECD Future of Education and Skills 2030. OECD Learning Compass 2030 (2019)

    Google Scholar 

  6. SWK: Digitalisierung im Bildungssystem: Handlungsempfehlungen von der Kita bis zur Hochschule. Gutachten der Ständigen Wissenschaftlichen Kommission der … Geschäftsstelle der SWK, Bonn (2022)

    Google Scholar 

  7. Mußmann, F., Hardwig, T., Riethmüller, M., Klötzer, S.: Digitalisierung im Schulsystem 2021. Arbeitszeit, Arbeitsbedingungen, Rahmenbedingungen und Perspektiven von Lehrkräften in Deutschland; Ergebnisbericht. Kooperationsstelle Hochschulen und Gewerkschaften der Georg-August-Universität Göttingen (2021)

    Google Scholar 

  8. Pender, H.-L., Bohl, L., Schönberger, M., Knopf, J.: An AI-based lesson planning software to support competence-based learning. In: 8th International Conference on Higher Education Advances (HEAd 2022), pp. 1033–1041 (2022). https://doi.org/10.4995/HEAd22.2022.14599

  9. Hardwig, T., Mußmann, F.: Zeiterfassungsstudien zur Arbeitszeit von Lehrkräften in Deutschland. Georg-August-Universität, Kooperationsstelle Hochschulen und Gewerkschaften, Göttingen (2018)

    Google Scholar 

  10. Peffers, K., Tuunanen, T., Rothenberger, M.A., Chatterjee, S.: A design science research methodology for information systems research. J. Manag. Inf. Syst. 24, 45–77 (2007). https://doi.org/10.2753/MIS0742-1222240302

    Article  Google Scholar 

  11. Unterauer, M.: Workshops im Requirements Engineering. Methoden, Checklisten und Best Practices für die Ermittlung von Anforderungen. dpunkt.verlag, Heidelberg (2019)

    Google Scholar 

  12. Pohl, K., Rupp, C.: Basiswissen Requirements Engineering. Aus- und Weiterbildung zum “Certified Professional for Requirements Engineering”: Foundation Level nach IREB-Standard. dpunkt.verlag, Heidelberg (2015)

    Google Scholar 

  13. Reinmann, G.: Didaktisches Handeln. Die Beziehung zwischen Lerntheorien und Didaktischem Design. L3T. Lehrbuch für Lernen und Lehren mit Technologien (2013). https://doi.org/10.25656/01:8338

  14. Baumgartner, P.: Taxonomie von Unterrichtsmethoden. Ein Plädoyer für didaktische Vielfalt. Waxmann, Münster (2011)

    Google Scholar 

  15. Seemann, M., Macgilchrist, F., Richter, C., Allert, H., Geuter, J.: Konzeptstudie Werte und Strukturen der Nationalen Bildungsplattform

    Google Scholar 

  16. Middendorf, W.: Digitale Lernumgebungen-didaktische Möglichkeiten und praktische Fragen (2022)

    Google Scholar 

  17. Konrad, K., Traub, S.: Selbstgesteuertes Lernen. Baltmannsweiler (2009)

    Google Scholar 

  18. Peschel, F.: Offener Unterricht. Idee, Realität, Perspektive und ein praxiserprobtes Konzept zur Diskussion. 1. Allgemeindidaktische Überlegungen. Schneider-Verl. Hohengehren, Baltmannsweiler (2002)

    Google Scholar 

  19. Kanwischer, D., Gryl, I.: Bildung, Raum und Digitalität. Neue Lernumgebungen in der Diskussion, vol. 114 (2022). 0012-0731. https://doi.org/10.25656/01:24321

  20. Brüning, A.-K., Käpnick, F.: Empirisch-konstruktive Bestimmung des Begriffs “Lehr-Lern-Labor” und seine konzeptionelle Einordnung in vergleichbare Organisationsformen der Lehramtsausbildung in MINT-Fächern. Mathematica Didactica 43(1), 3–14 (2020). Themenschwerpunkt: Forschung in Lehr-Lern/mathematica didactica 43(1) (2020). Themenschwerpunkt: Forschung in Lehr-Lern-Laboren Mathematik (2020). https://doi.org/10.18716/ojs/md/2020.1147

  21. Komorek, M.: Schülerlabore als außerschulische Lernorte. In: Fischer, A., Niesel, V., Sjuts, J. (eds.) Lehr-Lern-Labore und ihre Bedeutung für Schule und Lehrerbildung. Eine Bestandsaufnahme im Verbundprojekt OLAW : Tagungsband, Fachtagung vom 31. März 2011 an der Carl-von-Ossietzky-Universität Oldenburg, pp. 13–18. Carl-von-Ossietzky-Universität; BIS-Verlag der Carl-von-Ossietzky-Universität, Oldenburg (2011)

    Google Scholar 

  22. Wagner, I.: Schülerlabore – eine Bereicherung für Studium und Lehre? Deutsche Sporthochschule Köln (2021)

    Google Scholar 

  23. Sächsisches Staatsministerium für Kultus: Lehrplan Oberschule Informatik (2019)

    Google Scholar 

  24. Sächsisches Staatsministerium für Kultus: Lehrplan Gymnasium Informatik (2022)

    Google Scholar 

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This research and development project is funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) as part of the “Initiative Nationale Bildungsplattform” Program (funding number 16INB2008) and supervised by the project management organisation VDI-VDE IT. The authors are responsible for the content of this publication.

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Kutzera, J., Wöhlert, R., Friedrich, J., Römer, V., Richter, P. (2023). Future Learning in a Collaborative “Laboratory” Environment - Requirements to Build Up Future Skills. In: Camarinha-Matos, L.M., Boucher, X., Ortiz, A. (eds) Collaborative Networks in Digitalization and Society 5.0. PRO-VE 2023. IFIP Advances in Information and Communication Technology, vol 688. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-42622-3_32

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-42622-3_32

  • Published:

  • Publisher Name: Springer, Cham

  • Print ISBN: 978-3-031-42621-6

  • Online ISBN: 978-3-031-42622-3

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