Institut für Informatik und digitale Bildung

Forschung

Die Professuren des Instituts für Informatik und digitale Bildung beschäftigen sich mit der innovativen Nutzung von Technologie im Bildungskontext. Während der Fokus bei der Professur Informatik und ihre Didaktik (Prof. Dr. Bernhard Standl) auf der Modellierung und empirischen Untersuchung von Lehrkonzepten als didaktische Entwurfsmuster liegt, befasst sich die Juniorprofessur Digitale Bildung (Jun. Prof. Dr. Alexander Skulmowski) mit der empirischen Erforschung der Gestaltung digitalen Lernens.

Informatik und ihre Didaktik

Die Professur Informatik und ihre Didaktik beschäftigt sich insbesondere mit der Identifikation von wirksamen Lehr-Lern-Szenarien für den Informatikunterricht aus verschiedenen Perspektiven. Durch die Integration des Lehr-Lern-Labors Informatik in das Lehramtsstudium Informatik werden forschungsgeleitet die Informatikkompetenzen bei Studierenden sowie Schülerinnen und Schülern gefördert. Zudem werden methodische Vorgehensweisen im Kontext des Mixed-Methods Paradigmas weiterentwickelt.

Forschungsarbeitsgruppen

Die Professur Informatik und ihre Didaktik unterteilt sich in drei Forschungsarbeitsgruppen:

  • Lehr-Lern-Labor Informatik (LLL)
  • Educational Information Systems (EIS)
  • Technology Enhanced Learning (TEL)
Lehr-Lern-Labor Informatik

Forschungsbasierte innovative Fachdidaktik Informatik und exploratives Erproben von digitalen Artefakten

Schwerpunkte

  • Interesse von Schülerinnen und Schülern & Unterricht: Ermittlung des Interesses, Konzeption von Methoden zur Adressierung von Interessensschwerpunkten
  • Fehlvorstellungen von grundlegenden Programmierkonzepten wie Schleifen/Variablen: Untersuchung möglicher häufiger Fehlvorstellungen bei der blockbasierten Programmierung
  • Mathematische und theoretische Grundlagen der Informatik.
  • Grundlagen der theoretischen und angewandten Informatik im Schnittpunkt von Informatik, Mathematik und Kunst.
  • Creative Coding als Anwendungsgebiet für den Informatikunterricht.
  • Erweiterung bereits bestehender didaktischer Konzepte und der Entwicklung tragfähiger mentaler Modelle und entsprechender Übersetzungsprozesse.
  • Algorithmisches Denken und rechnerisches Handeln, Semantische Welle, Notional Machines, blockbasierte Programmiersprachen (und textbasierte Programmiersprachen) auch im Kontext von Physical Computing (Roboter, Mikrocontroller, Roboterarme)

Leitung: Anette Bentz, Frauke Ritter

Education Information Systems

Förderung des Einsatzes von Informationssystemen in der Lehrkräfteausbildung

Schwerpunkte

Die EIS-Gruppe befasst sich mit der Frage, wie der Lehr- und Lernprozess durch die Digitalisierung erleichtert werden kann. Ziel ist es, zukünftige Lehrkräfte für die Nutzung und Integration digitaler Werkzeuge in ihrem zukünftigen Arbeitsumfeld zu sensibilisieren und zu qualifizieren. Der Schwerpunkt liegt darauf, ihnen die erforderlichen Mittel, Methoden und Fähigkeiten an die Hand zu geben, um ihre Lehre effizient zu digitalisieren, eine qualitativ hochwertige Ausbildung zu bieten und den Lernprozess von Lernenden zu verbessern.

Leitung: Dr. Nico Hillah

Technology Enhanced Learning

Ermittlung und Validierung von Grundlagen in Technologie-erweiterten Lehr-Lern-Settings

Schwerpunkte

Die Forschungsarbeitsgruppe TEL untersucht die Wirksamkeit technologie-gestützter Lehr-Lern-Umgebungen. Sie erforscht die Lernbegleitung angehender Lehrkräfte mittels videobasierter Reflexion. Außerdem validiert sie Instrumente zur Erfassung und Förderung von Computational Thinking.

  • Empirical Educational Research, Learning and Instruction 
  • Grundlagenforschung Computational Thinking
  • Educational Pattern Mining
  • Videobasierte Reflexion

Leitung: Dr. Nadine Schlomske-Bodenstein

Digitale Bildung

Die Juniorprofessur Digitale Bildung untersucht das Lehren und Lernen mit digitaler Technologie primär mit experimentellen kognitionspsychologischen Methoden. Hierbei wird der Effekt unterschiedlicher Gestaltungsparameter digitaler Technologie auf kognitive, metakognitive und motivationale Variablen erforscht. Im Vordergrund steht die Frage, mittels welcher Gestaltungsgrundsätze Technologien wie Virtual Reality, Eye-Tracking und interaktive Lernanwendungen zu optimalen Lernergebnissen führen.

Projekte

Das Lehr-Lern-Labor Informatik ist ein Lernort für Lehramtsstudierende der Informatik und Schülerinnen und Schüler. Das Lehr-Lern-Labor Informatik verfolgt zwei Ziele: Die Integration von Praxiserfahrung in das Lehramtsstudium Informatik und die Förderung von Informatikkompetenzen bei Schülerinnen und Schülern.
Das Konzept ist so ausgelegt, dass durch das Zusammenwirken von Praxiserfahrung, der Beforschung dieser und der kooperativen Zusammenarbeit mit dem KIT, eine nachhaltige Wirkung des Lehr-Lern-Labors für zukünftige Informatik-Lehrerende erzielt wird. Im Rahmen von fachdidaktischen Lehrveranstaltungen können Studierende somit direkt an der Hochschule Konzepte aus der Informatik praxisorientiert ausprobieren. Dadurch kann der Praxisbezug in die Lehre mit einbezogen werden und fördert somit auch den Professionalisierungsprozess der angehenden Informatik-Lehrerinnen und -lehrer. Zusätzlich zum Laborbetrieb im Rahmen des Informatik-Studiums werden auch Workshop-Angebote zu verschiedenen Themen der Informatik für Schulklassen angeboten.

Das Lehr-Lern Labor Informatik an der Pädagogischen Hochschule Karlsruhe wird in Kooperation mit dem KIT ab Herbst 2019 starten und durch die Vector-Stiftung gefördert.

Im Rahmen der von Bund und Ländern getragenen Qualitätsoffensive Lehrerbildung entwickelt die Pädagogische Hochschule Karlsruhe im Projekt InDiKo (Nachhaltige Integration von fachdidaktischen digitalen Lehr-Lern-Konzepten an der Pädagogischen Hochschule Karlsruhe) das schon jetzt für ihre Lehramtsstudierenden verpflichtende Studienmodul Medienbildung und Digitale Bildung weiter, konzipiert, erprobt und evaluiert in sieben fachspezifischen Teilprojekten innovative digitale Lehr-Lern-Konzepte und baut ihren Innovation Space weiter aus. In diesem virtuellen transdisziplinären Lehr-Lern-Bereich können sich Studierende, Lehrende und Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler austauschen. Hier werden die in den Teilprojekten entwickelten Konzepte zu didaktischen Entwurfsmustern aufbereitet. Auf diese wiederum erhalten auch andere Hochschulen sowie Studienseminare und Schulen Zugriff. Das dreieinhalbjährige Hochschulentwicklungsprojekt ermöglicht es, die digitalisierungsbezogenen Kompetenzen von Lehramtsstudierenden an der Pädagogischen Hochschule Karlsruhe weiter zu stärken.

Um die Digitalisierung im Bereich des Prüfens zu fördern und zu optimieren, entwickelt die Pädagogische Hochschule Karlsruhe neue, innovative Formate, die generalisierbar sind und auch auf andere Hochschulen übertragbar. Das kürzlich gestartete Hochschulent­wicklungsprogramm „DiAs“ (Digital Assessment – Digitales, kompetenzorientiertes Prüfen an der Pädagogischen Hochschule Karlsruhe) wird von der Stiftung Innovation in der Hochschullehre mit insgesamt 1,4 Millionen Euro gefördert und läuft bis 2024

Das Informatikstudium setzt neben Programmierkenntnissen auch Wissensbestandteile im theoretisch-konzeptionellen Bereich voraus. Die Überprüfung dieser Wissensbestandteile beinhaltet u.a. Multiple-Choice Fragen, Freitextantworten und Aufgaben, die eine Anfertigung von Skizzen und Modellen umfassen. Dieser Aufgaben-Mix konnte an der Pädagogischen Hochschule Karlsruhe bislang in Prüfungssituationen nur in Form von Paper & Pencil-Klausuren realisierten werden. Denn bestehende Prüfungsordnungen und limitierte Eingabemöglichkeiten am Computer standen der Überführung dieser Aufgabentypen ins Digitale im Weg. Auf diese Weise konnten die Vorteile digitaler Prüfungen, wie z.B. automatisiertes Auswerten und Feedback, nicht genutzt werden. Für Klausuren aus theoretischer Informatik ergibt sich hierdurch die Herausforderung, einen Weg zu finden, wie diese ins Digitale überführt werden können.

Studium und Lehre

Der Studiengang Lehramt Sekundarstufe I mit dem Studienfach Informatik an unserer Hochschule qualifiziert zukünftige Lehrerinnen und Lehrer, das Schulfach Informatik auf fachlicher und didaktischer Ebene qualitativ hochwertig zu unterrichten. Die Studieninhalte verknüpfen fachwissenschaftliche Inhalte mit unterrichtspraktischem Wissen in allen Lehrveranstaltungen.

Die Digitale Bildung ist in den Lehramtsstudiengängen im Studienbereich Bildungswissenschaften verortet. Die Einführungsveranstaltung "Digitale Bildung" bei Jun. Prof. Dr. Alexander Skulmowski muss ab PO 2022 im Bachelor absolviert werden. Zusätzlich kann im Master die "Vertiefung Digitale Bildung" belegt werden.

Hinweise zu Abschlussarbeiten

Im Studiengang Sport-Gesundheit-Freizeitbildung ist die Digitale Bildung für das Modul M19 verantwortlich und bietet hierfür Lehrveranstaltungen an.

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

Institutsleitung

Stellvertretende Institutsleitung

Sprechstundenanmeldung (WebEx):
Anmeldung über https://cloud.ph-karlsruhe.de/index.php/apps/polls/s/QdKjjm1qoo7e6XAP

Sekretariat

Akademische Mitarbeitende Informatik und ihre Didaktik

Studentische Mitarbeitende Informatik und ihre Didaktik

 Alica Kullmann
...@stud.ph-karlsruhe.de
 Emily Moritz
...@stud.ph-karlsruhe.de
 Josepha Schwartz
...@stud.ph-karlsruhe.de
 Noah Huber
...@stud.ph-karlsruhe.de
 Sabine Britner
...@stud.ph-karlsruhe.de
 Norbert Varney
...@stud.ph-karlsruhe.de

Akademische Mitarbeitende JP Digitale Bildung

Letzte Änderung: 23.01.2023
Für den Inhalt verantwortlich: bernhard.standl@ph-karlsruhe.de