Vorbereitung auf den Unterricht in der 4. Industriellen Revolution

Schüler durch Bildung auf die Industrie 4.0 vorbereiten

Die Vierte Industrielle Revolution (Industrie 4.0 oder 4IR) hat Pädagogen die vielleicht größte Verantwortung unserer Zeit auferlegt: Sie müssen didaktische Strategien entwickeln, um das individuelle Potenzial der Schüler zu entfalten und sie mit den erforderlichen Kompetenzen für die Gestaltung der Zukunft durch technikgestützte Innovationen auszustatten.

Betrachtet man die vergangenen industriellen Revolutionen, so ist es wichtig, die Wechselbeziehung zwischen den Anforderungen am Arbeitsplatz und der Bildung zu berücksichtigen. In der Ersten Industriellen Revolution wurde die durch Wasser und Dampf erzeugte Energie zur Herstellung von Gütern genutzt. Dies erforderte körperliche Arbeit. In der Zweiten Industriellen Revolution wurden Elektrizität und Fließbänder für die Massenproduktion eingesetzt. Die Produktion wurde von Fachkräften durchgeführt, die durch die Anwendung anspruchsvoller Lerntechniken ausgebildet wurden. In der Dritten Industriellen Revolution wurden Computer, Daten und Informationstechnik (IT) eingesetzt, um die Produktion durch den Einsatz der immer größer werdenden Anzahl an intelligenten Maschinen und der Menschen, die sie programmieren konnten, zu automatisieren.

Die Vierte Industrielle Revolution und Technik

In der gegenwärtigen Vierten Industriellen Revolution verschmelzen die physische und die digitale Welt, indem künstliche Intelligenz (KI), das Internet der Dinge (IoT) und intelligente Fabriken zur Produktion von Gütern eingesetzt werden. Computer und Roboter werden inzwischen mit routinemäßigen, alltäglichen, monotonen oder gefährlichen Aufgaben beauftragt. Auf diese Weise können sich Mitarbeiter auf die strategische Entscheidungsfindung, das Lösen von Problemen, die Kommunikation und Verwaltungstätigkeiten konzentrieren. Das Resultat: Menschen und Maschinen arbeiten Seite an Seite. Neue, von Technik und Innovation geprägte Berufe sind am entstehen. Angesichts der Tatsache, dass Maschinen menschliche Arbeitskräfte unterstützen, wird es immer wichtiger, dass die Beschäftigten für den Umgang mit technischen Systemen qualifiziert sind und diese auch bedienen können.

Die Auswirkungen dieses Wandels beschränken sich nicht auf die Industrie, Fertigung, Landwirtschaft oder Produktion, sondern betreffen auch alle anderen Branchen. Auch in den Bereichen Medizin, Finanzen, Wissenschaft, Technik, Marketing, Gesundheitswesen, Bildungswesen und nahezu allen anderen Berufszweigen vollzieht sich ein Wandel hin zur modernen Technik.

Die Schüler von heute müssen nicht nur in der Lage sein, sich an solche Wandlungsprozesse anzupassen, sondern auch, sie durch kreative Problemlösung und offenes Denken mitzugestalten. Offenes Denken bedeutet, ständig kreativ zu sein, Entscheidungen zu treffen und Taten auf kreative Weise umzusetzen, um so die nächste Welle kreativen Denkens herbeizuführen. Fehler sind lediglich Gelegenheiten, etwas zu lernen. Offenes Denken, insbesondere in Verbindung mit Technik, die exponentielles Denken nutzt, wird es den Schülern ermöglichen, einen professionellen Beitrag zur Gesellschaft zu leisten und ihnen gleichzeitig die Möglichkeit bieten, das maximale Potenzial der Technik auf neue Weise zu verwenden.

Dementsprechend erfordert die Didaktik in der Vierten Industriellen Revolution, dass sich die Lehrstrategien weiterentwickeln. Die Art und Weise der Wissensvermittlung muss sich ändern, damit die Schüler nicht mehr nur ein bestimmtes Lehrplanthema auswendig lernen und verstehen, sondern auch wissen, wie sie das im Unterricht Gelernte anwenden, analysieren und kreativ nutzen können. Personalisiertes Lernen ist kein Ziel, sondern ein Mittel zur Erreichung dieser Lernergebnisse. Ziel ist es, die Talente und Problemlösungsfähigkeiten der Schüler mithilfe der verfügbaren technischen Werkzeuge zu fördern, die es ihnen ermöglichen, Probleme auf bisher undenkbare Weisen zu lösen.

Beispielsweise ist die Lernzieltaxonomie nach Bloom ein hierarchisches Klassifizierungssystem, das von Pädagogen verwendet wird, um verschiedene Ebenen des Denkens, Lernens und Verstehens zu definieren und voneinander abzugrenzen. Jede Ebene der Erkenntnis entspricht einer anderen Ebene des Lernens. Das Ziel der Taxonomie nach Bloom ist es, übergeordnetes Denken bei den Schülern zu fördern, indem man auf niedere Argumentationsfähigkeiten aufbaut.

Pädagogen können die Taxonomie nach Bloom und andere durch Technik gestützte Ansätze nutzen, um ein Optimum an Einfallsreichtum, Innovation und konvergentem Denken bei Ihren Schülern hervorzurufen und gleichzeitig mehr Zeit für individuellen Unterricht zu gewährleisten. Es geht nicht länger darum, die Schüler in die Lage zu versetzen, die Aufgaben künftiger Arbeitnehmer zu erfüllen, sondern darum, sie zu befähigen, selbständig zu denken und ihre eigene Zukunft am Arbeitsplatz von morgen zu gestalten.

Die Pandemie hat sich neben anderen sozialen Faktoren so stark auf die Bildung ausgewirkt, dass Prioritäten neu überdacht werden müssen, um die Kontinuität, Relevanz und Widerstandsfähigkeit der Bildung effektiv zu maximieren. Für die Innovation und die Gestaltung der künftigen Arbeitswelt ist im Wesentlichen eine Kombination aus Technik und übergeordneten, kreativen Denkfähigkeiten erforderlich.

Lehrer sind heutzutage Prozessbegleiter

Die Lehrer müssen die Rolle eines Prozessbegleiters einnehmen, der das Lernen über das eigene Fachwissen hinaus ermöglicht, um die Schüler so auf die Vierte Industrielle Revolution vorzubereiten. Die Lehrer sollten den Schülern die Möglichkeit bieten, Technik einzusetzen, um ihnen Flexibilität beim Erlernen von Kompetenzen und bei der Verfolgung ihrer Leidenschaften zu gewähren. Das Halten von Vorlesungen vor einer Gruppe von Schülern und die damit verbundene Erwartungshaltung, dass diese einen Nutzen aus einer breit angelegten Präsentation ziehen, wird heute als ein weniger sinnvolles Lehrmodell verstanden. Stattdessen sollten die Lehrkräfte dazu übergehen, das Lernen so zu gestalten, dass die Schüler in ihrem momentanem Denk- und Konzentrationsprozess unterstützt werden.

Die Lehrstrategien haben sich weiterentwickelt, um den neuen Standards in den Klassenräumen gerecht zu werden. Die Wissensvermittlung erfolgt sowohl per Fern- oder Präsenzunterricht als auch in hybriden Formaten. Zu diesen Lehrstrategien gehören:

• Umgedrehter Unterricht, bei dem die Schüler die Lerninhalte zu Hause erarbeiten und die Anwendung im Unterricht geschieht
• Aktives Lernen ist eine Lehrmethode, die Schüler zur direkten Mitarbeit und zum praktischen Lernen ermutigt
• Teamorientierter Unterricht beinhaltet schülerzentrierte, gemeinsame Umgebungen, die sich an technikaffine Schüler richten, die vorwiegend visuell lernen und sich aktiv am Unterricht beteiligen

Intel bietet einen E-Learning-Leitfaden für Pädagogen, der Tools, Ressourcen und Strategien umfasst, um die Aufmerksamkeit Ihrer Schüler aufrechtzuerhalten.

Hier ein Beispiel für die neue Lernumgebung: Ein Lehrer kann einen Schüler dazu anweisen, sich einen Videovortrag anzusehen, einen anderen in einem virtuellen Lernlabor unterbringen und eine Gruppe an einem Projekt zu demselben Thema zusammenarbeiten lassen. Diese verschiedenen Aktivitäten finden gleichzeitig statt, unabhängig davon, wo sich die Schüler befinden. Dank dieser Vielfalt wird sichergestellt, dass die Schüler personalisierten Unterricht erhalten und dass sie bei Bedarf mit dem Lehrer zusammenarbeiten können, wann und wie sie es wünschen. Um dieses Niveau des vielfältigen Lernens zu gewährleisten, muss die Technik Effizienz und Leistung bieten.

Die Lehrer und ihre Schüler bilden zwar das Herzstück einer jeden Lernumgebung, aber auch die Schulverwaltung muss die Landschaft der Bildungstechnik verstehen, um die Unterstützung, Ressourcen und technischen Investitionen zur Ermöglichung personalisierten Lernens bereitzustellen. Die Vorbereitung der Schüler auf künftige Berufschancen lässt sich leicht auf Hochschulen, Community Colleges oder berufsbildende Schulen aufschieben. Die Anforderungen am Arbeitsplatz und die Technik entwickeln sich jedoch so schnell, dass die Schüler schon im primären und sekundären Bildungsbereich zu Selbstlernern werden müssen.

Bildungsstrategien und Intel

Das Bildungswesen entwickelt sich weiter, um die Lehrer bei der Entwicklung des individuellen Potenzials der Schüler zu unterstützen und die Schüler darauf vorzubereiten, sich selbstständiges Lernen anzueignen, damit sie die Welt von morgen innovativ gestalten können. Intel® Technik prägt die Welt und moderne Klassenzimmer.

Intel ist seit einem halben Jahrhundert – sowohl in der Dritten als auch in der Vierten Industriellen Revolution – einer der wichtigsten Technologieführer. Daher ist Intel nicht nur auf dem Gebiet der Innovation grundlegender Technik führend, sondern erkennt auch neue Anwendungsmöglichkeiten neuer Digitaltechnik, die in einer Vielzahl von Branchen und an verschiedenen Arbeitsplätzen zum Einsatz kommt. Die Vorbereitung unserer gemeinsamen zukünftigen Arbeitnehmerschaft kann nur durch Schüler und ihre Bildung mithilfe von Bildungstechnik (Education Technology, EdTech) realisiert werden.

EdTech stattet die Schüler mit der richtigen Technik zum Erwerb von Kompetenzen aus. Die Abstände technischer Fortschritte werden immer geringer, weshalb die Schüler ihre Lernmethoden entsprechend anpassen müssen. Zweck von EdTech ist es, die verstärkte Zusammenarbeit und die Motivation der Schüler zu fördern und ihnen sinnvolle Lerninhalte zu vermitteln. Das Endergebnis des effektiven Einsatzes von EdTech ist die Entwicklung von Schülerkompetenzen, die dazu beitragen, die durch Talent bedingten Lücken auf dem zukünftigen Arbeitsmarkt zu schließen.

Gleichzeitig benötigen die Lehrkräfte bessere Geräte, bessere Verbindungsmöglichkeiten und eine einfache Verwaltbarkeit, um ihre Klassenzimmer optimal zu nutzen. Die richtige Technik, mit der die Peripheriegeräte optimal funktionieren und die über die entsprechende Rechenleistung verfügt, ermöglicht den Lehrern mehr Zeit für die Schüler aufzubringen und bietet mehr Funktionen für den Unterricht. Dank der Technik kann sich die wichtigste Ressource im Klassenzimmer – der Lehrer – stärker auf den Unterricht konzentrieren. Hier einige Beispiele:

• Interaktive Whiteboards: Interaktive Flachbildschirme, die hochwertigen Bildung für alle Schüler zugänglich machen
• Künstliche Intelligenz (KI): Löst hochkomplexe Herausforderungen im Bildungsbereich, identifiziert Lernmuster und kann das Verhalten der Schüler und Lernergebnisse besser vorhersehen
• Intel Unite® Lösung: Unterstützt bestehende Software und Hardware an Schulen und sorgt so für einen nachhaltig motivierenden Unterricht

Intel unterstützt die Pädagogen bei der Umsetzung des Bildungswandels nicht nur durch die Bereitstellung von Technik sondern auch durch verschiedene Frameworks, darunter die Initiative Intel® Skills for Innovation (Intel® SFI). Das Intel® SFI Framework dient Pädagogen und Entscheidungsträgern als Leitfaden für die Entwicklung und Umsetzung aktiver, motivierender Lernerfahrungen, um die Ziele des Aufbaus von Kompetenzen zu verwirklichen. Dank Intel® SFI können Pädagogen und Entscheidungsträger die Technik sicher in ihren Lehrplan integrieren und den Schülern dabei helfen, die erforderlichen Kompetenzen zu entwickeln, um die Herausforderungen in der heutigen, von technischen Neuerungen geprägten Welt zu meistern.

Intel bietet eine große Sammlung von Ressourcen, die Pädagogen dabei unterstützen, Intel® SFI zu verstehen und einzusetzen. Mit dem Intel® SFI Starter Pack können Pädagogen und Administratoren neue, technologiebasierte Lernerfahrungen integrieren, die kognitive Fähigkeiten der Schüler in Bildungseinrichtungen schaffen und fördern. Dies hilft Schülern dabei, sich stärker am Unterricht zu beteiligen und an den Lehrplanthemen interessiert zu sein, wobei praktische Aktivitäten in den Distanz- wie den Präsenzunterricht integriert werden.

Im Rahmen der Initiative Intel® SFI können Pädagogen auch auf die Intel® SFI Professional Development Suite zugreifen. Dort stehen ihnen persönliche Entwicklungstools und Unterrichtspläne zur Verfügung, mit denen Lehrer zu 4IR-kompetenten Lehrern werden können. Die Suite umfasst mehr als 80 Stunden E-Learning- und Präsenz-Workshops, in denen die Lehrkräfte über die neuesten Trends informiert werden, die sich auf die Zukunft der Schüler auswirken, sowie über Tools, die den Lernerfolg optimieren. Die Themen reichen von der Einführung von Technik bis zur Förderung innovativer Denkweisen. Das Step-up-Modell wurde sorgfältig zusammengestellt, um den Bedürfnissen der Lehrkräfte gerecht zu werden, unabhängig von ihrer individuellen Erfahrung mit dem Einsatz von Technik im Unterricht.

Im Rahmen eines anderen Programms von Intel – Intel® Future Skills – lernen die Schüler, wie man Problemstellungen mithilfe von Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik (MINT) löst und erkennt. Die Schüler werden mit praktischen, realen Innovationsprojekten konfrontiert, die sie ermutigen, anders zu denken, schnell Fehler zu begehen und eine wachstumsfördernde Geisteshaltung zu entwickeln. Unabhängig von der Berufswahl wird von Schülern beim Eintritt in das Berufsleben erwartet, dass sie wissen, wie Technik funktioniert. Darüber hinaus werden diese Schüler die Welt durch ihr Denkvermögen und ihre Innovationskraft mitgestalten. Die Technik ist der Beschleuniger, der ihr übergeordnetes Denkvermögen unterstützt.

Optimale Lernerfahrungen für Schüler

Der Unterricht in der Vierten Industriellen Revolution stellt Lehrer und Lernende vor neue Herausforderungen und Chancen. Technologien verschmelzen im Bildungswesen zur Förderung von:

• Besseren Zugangsmöglichkeiten
• Motivation
• Kompetenzenausbau
• Personalisiertem Unterricht

Intel arbeitet mit Pädagogen, Administratoren und politischen Entscheidungsträgern zusammen, um ein ganzheitliches Ökosystem zu schaffen. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass den Schülern von heute, die durch ihre Arbeit, Innovation und Kreativität unsere gemeinsame Zukunft gestalten werden, optimale Lernmöglichkeiten geboten werden.

Intel setzt sich zudem für die Überwindung der digitalen Kluft ein, die Schülern den Zugang zu Technik verwehrt, die sie für den Erfolg im Unterricht und in anderen Bereichen benötigen. Die Intel Online Learning Initiative wurde ins Leben gerufen, um bildungsorientierte, gemeinnützige Organisationen und Unternehmenspartner dabei zu unterstützen, Schülern ohne Zugang zu Technik Geräte und Online-Lernressourcen zur Verfügung zu stellen. Die Initiative, die in enger Partnerschaft mit öffentlichen Schulbezirken durchgeführt wird, ermöglicht Spenden in Form von PCs, virtuellen Online-Ressourcen, Leitfäden für das Lernen zu Hause und Unterstützung beim Anschluss von Geräten. Die Intel Online Learning Initiative baut auf dem langjährigen Engagement von Intel für die Entwicklung von Technik zur Verbesserung von Lernmöglichkeiten auf, insbesondere in benachteiligten Gemeinden.

Intel hat es sich zum Ziel gesetzt, Lehrkräfte, Administratoren und Schulsysteme dabei zu unterstützen, leistungsstarke, motivierende und stimulierende Lernerfahrungen zu schaffen.