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Entwicklung, Umsetzung und Optimierung von Konzepten zum Einsatz digitaler Medien in kompetenzorientierten Lehr- und Unterrichtsveranstaltungen am Beispiel von computergestützter Modellierung und 3D-Druck

Publikation: Qualifikations-/Studienabschlussarbeit › Dissertation

Autorschaft

  • Marcel Bonorden

Organisationseinheiten

Details

OriginalspracheDeutsch
QualifikationDoctor rerum naturalium
Gradverleihende Hochschule
Betreut von
Fördernde Institution(en)
  • Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Datum der Verleihung des Grades4 Apr. 2024
ErscheinungsortHannover
PublikationsstatusVeröffentlicht - 10 Juli 2024

Abstract

Die vorliegende Arbeit thematisiert die Förderung von Computer-Aided Design (CAD) und 3D-Druck im Unterricht an allgemeinbildenden Schulen aus theoretischer und praktischer Perspektive. Zunächst wird dazu auf die historische Entwicklung der Technologien, deren grundlegende Funktionsweise und Einsatzgebiete eingegangen. In diesem Rahmen werden verschiedene schulische Anwendungen genannt und die Arbeit somit in den Kontext bestehender Projekte eingeordnet. Daraus wird auch die Relevanz des Themas abgeleitet. Basierend auf dem theoretischen Fundament aus Implementationsforschung, Forschung zu Lehrkräftefortbildungen sowie Konzepten zu Modell- und Modellierkompetenz werden im Hauptteil die Durchführung und wissenschaftliche Untersuchung verschiedener Teilprojekte zur Förderung von CAD und 3D-Druck im Unterricht vorgestellt. Diese Teilprojekte sowie der Einsatz von CAD und 3D-Druck im Unterricht werden reflektiert und hinsichtlich theoretischer und schulpraktischer Aspekte diskutiert. Es werden Möglichkeiten für den Einsatz im Unterricht sowie zur weiteren Förderung der Technologien im Unterricht aufgezeigt. Praktische Erkenntnisse aus den Projektdurchführungen sowie Ergebnisse aus der begleitenden Forschung deuten auf einen positiven Effekt auf die Motivation und den Lernerfolg der Schüler*innen durch den Einsatz von computergestützter Modellierung und 3D-Druck. Die Daten aus Befragungen von Schüler*innen aus den Projekten ergaben weiterhin eine hohe Akzeptanz und Qualität des Lehr-Lernarrangements. Aus Befragungen von Lehrkräften, die an Fortbildungen zu CAD und 3D-Druck im Unterricht teilnahmen, ging hervor, dass das konzipierte Angebot ein angemessenes Leistungsniveau aufwies, dem Bedarf der Lehrkräfte entsprach und die Inhalte verständlich vermittelt wurden. Aus den Erkenntnissen der Teilprojekte lässt sich ableiten, dass Lehrkräfte für die erfolgreiche Implementation der Technologien, wenn möglich, Fortbildungsangebote wahrnehmen sollten, um z.B. die im Rahmen dieser Arbeit bereitgestellten Materialien und Unterrichtskonzepte erfolgreich zu verwenden. Generell besteht die Notwendigkeit, Schulen flächendeckend mit 3D-Druckern auszustatten und von bildungspolitischer Seite überregionale Projekte zur Förderung der Technologien im Unterricht anzuregen. Die in dieser Arbeit vorgestellten Unterrichts- und Fortbildungskonzepte sowie Materialien können dabei als erste Grundlage und Anregung für die Implementation in den Unterricht dienen.

Ziele für nachhaltige Entwicklung

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author = "Marcel Bonorden",
year = "2024",
month = jul,
day = "10",
doi = "10.15488/17620",
language = "Deutsch",
school = "Gottfried Wilhelm Leibniz Universit{\"a}t Hannover",

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TY - BOOK

T1 - Entwicklung, Umsetzung und Optimierung von Konzepten zum Einsatz digitaler Medien in kompetenzorientierten Lehr- und Unterrichtsveranstaltungen am Beispiel von computergestützter Modellierung und 3D-Druck

AU - Bonorden, Marcel

PY - 2024/7/10

Y1 - 2024/7/10

N2 - Die vorliegende Arbeit thematisiert die Förderung von Computer-Aided Design (CAD) und 3D-Druck im Unterricht an allgemeinbildenden Schulen aus theoretischer und praktischer Perspektive. Zunächst wird dazu auf die historische Entwicklung der Technologien, deren grundlegende Funktionsweise und Einsatzgebiete eingegangen. In diesem Rahmen werden verschiedene schulische Anwendungen genannt und die Arbeit somit in den Kontext bestehender Projekte eingeordnet. Daraus wird auch die Relevanz des Themas abgeleitet. Basierend auf dem theoretischen Fundament aus Implementationsforschung, Forschung zu Lehrkräftefortbildungen sowie Konzepten zu Modell- und Modellierkompetenz werden im Hauptteil die Durchführung und wissenschaftliche Untersuchung verschiedener Teilprojekte zur Förderung von CAD und 3D-Druck im Unterricht vorgestellt. Diese Teilprojekte sowie der Einsatz von CAD und 3D-Druck im Unterricht werden reflektiert und hinsichtlich theoretischer und schulpraktischer Aspekte diskutiert. Es werden Möglichkeiten für den Einsatz im Unterricht sowie zur weiteren Förderung der Technologien im Unterricht aufgezeigt. Praktische Erkenntnisse aus den Projektdurchführungen sowie Ergebnisse aus der begleitenden Forschung deuten auf einen positiven Effekt auf die Motivation und den Lernerfolg der Schüler*innen durch den Einsatz von computergestützter Modellierung und 3D-Druck. Die Daten aus Befragungen von Schüler*innen aus den Projekten ergaben weiterhin eine hohe Akzeptanz und Qualität des Lehr-Lernarrangements. Aus Befragungen von Lehrkräften, die an Fortbildungen zu CAD und 3D-Druck im Unterricht teilnahmen, ging hervor, dass das konzipierte Angebot ein angemessenes Leistungsniveau aufwies, dem Bedarf der Lehrkräfte entsprach und die Inhalte verständlich vermittelt wurden. Aus den Erkenntnissen der Teilprojekte lässt sich ableiten, dass Lehrkräfte für die erfolgreiche Implementation der Technologien, wenn möglich, Fortbildungsangebote wahrnehmen sollten, um z.B. die im Rahmen dieser Arbeit bereitgestellten Materialien und Unterrichtskonzepte erfolgreich zu verwenden. Generell besteht die Notwendigkeit, Schulen flächendeckend mit 3D-Druckern auszustatten und von bildungspolitischer Seite überregionale Projekte zur Förderung der Technologien im Unterricht anzuregen. Die in dieser Arbeit vorgestellten Unterrichts- und Fortbildungskonzepte sowie Materialien können dabei als erste Grundlage und Anregung für die Implementation in den Unterricht dienen.

AB - Die vorliegende Arbeit thematisiert die Förderung von Computer-Aided Design (CAD) und 3D-Druck im Unterricht an allgemeinbildenden Schulen aus theoretischer und praktischer Perspektive. Zunächst wird dazu auf die historische Entwicklung der Technologien, deren grundlegende Funktionsweise und Einsatzgebiete eingegangen. In diesem Rahmen werden verschiedene schulische Anwendungen genannt und die Arbeit somit in den Kontext bestehender Projekte eingeordnet. Daraus wird auch die Relevanz des Themas abgeleitet. Basierend auf dem theoretischen Fundament aus Implementationsforschung, Forschung zu Lehrkräftefortbildungen sowie Konzepten zu Modell- und Modellierkompetenz werden im Hauptteil die Durchführung und wissenschaftliche Untersuchung verschiedener Teilprojekte zur Förderung von CAD und 3D-Druck im Unterricht vorgestellt. Diese Teilprojekte sowie der Einsatz von CAD und 3D-Druck im Unterricht werden reflektiert und hinsichtlich theoretischer und schulpraktischer Aspekte diskutiert. Es werden Möglichkeiten für den Einsatz im Unterricht sowie zur weiteren Förderung der Technologien im Unterricht aufgezeigt. Praktische Erkenntnisse aus den Projektdurchführungen sowie Ergebnisse aus der begleitenden Forschung deuten auf einen positiven Effekt auf die Motivation und den Lernerfolg der Schüler*innen durch den Einsatz von computergestützter Modellierung und 3D-Druck. Die Daten aus Befragungen von Schüler*innen aus den Projekten ergaben weiterhin eine hohe Akzeptanz und Qualität des Lehr-Lernarrangements. Aus Befragungen von Lehrkräften, die an Fortbildungen zu CAD und 3D-Druck im Unterricht teilnahmen, ging hervor, dass das konzipierte Angebot ein angemessenes Leistungsniveau aufwies, dem Bedarf der Lehrkräfte entsprach und die Inhalte verständlich vermittelt wurden. Aus den Erkenntnissen der Teilprojekte lässt sich ableiten, dass Lehrkräfte für die erfolgreiche Implementation der Technologien, wenn möglich, Fortbildungsangebote wahrnehmen sollten, um z.B. die im Rahmen dieser Arbeit bereitgestellten Materialien und Unterrichtskonzepte erfolgreich zu verwenden. Generell besteht die Notwendigkeit, Schulen flächendeckend mit 3D-Druckern auszustatten und von bildungspolitischer Seite überregionale Projekte zur Förderung der Technologien im Unterricht anzuregen. Die in dieser Arbeit vorgestellten Unterrichts- und Fortbildungskonzepte sowie Materialien können dabei als erste Grundlage und Anregung für die Implementation in den Unterricht dienen.

U2 - 10.15488/17620

DO - 10.15488/17620

M3 - Dissertation

CY - Hannover

ER -

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