MINT Internationales Exchange Seminar

Internationalen Austausch über naturwissenschaftliches Lehren und Lernen in der Lehrer*innenbildung

Ausgangslage/Problemstellung

Derzeit bietet das Lehramtsstudium in den MINT-Fächern an der Universität Siegen bis auf seltene und begrenzte Ausnahmen (z.B. das Projekt InterTeTra) kaum strukturierte Maßnahmen, die den internationalen Austausch über naturwissenschaftliches Lehren und Lernen zwischen Studierenden ermöglichen. Dem entgegenzuwirken und ein attraktives Angebot für Studierende zu schaffen, ist der Ausgangsgedanke des Projekts „Internationales MINT-Exchange-Seminar in der Lehrer*innenbildung“, das zum Wintersemester 2021/2022 starten wird.

Problemstellung: Wie können Studierende und Lehrende der Universität Siegen in einem Tan-dem-Lehr-Lernprojekt im Bereich MINT-Lehrerbildung Studierenden die Erfahrung des inter-nationalen Austausches nachhaltig ermöglichen?

Für das Projekt können auf die bereits bestehende Kooperation zwischen der Mathematikdidaktik der Universität Siegen [US] unter der Leitung von Herrn Prof. Witzke und dem Teacher Education Department der Adams State University [ASU] – eine Universität mit langjähriger Tradition im Bereich professionsorientierter Lehrer*innenbildung – vertreten durch Curtis Garcia (Department Chair) in Form eines institutionell vereinbarten „Memorandum of Understanding“ zurückgegriffen werden. Aufbauend auf dieser bereits bestehenden institutionalisierten Verbindung werden im Team-Teaching-Format, aus Lehrenden und Studierenden, ein Exchange Seminar für 12 Lehramtsstudierende der US im Fach Mathematik sowie 12 Lehramtsstudierende der ASU durchgeführt.

Ziel(e) des geplanten Projekts

Der innovative Projektcharakter zeichnet sich durch die Teilnahme externer internationaler Studierender und durch die anknüpfende Exkursion in Form einer 12-tägigen Studienreise in die USA aus. Ziel dieses Projektes ist es, gemeinsames forschendes Lernen zwischen deutschen und amerikanischen Lehramtsstudierenden im Bereich MINT-Bildung zu ermöglichen. Konkret bedeutet dies, dass die oben genannten Lehrenden gemeinsam mit den genannten Studentinnen zunächst den virtuellen Austausch der Teilnehmenden in gemeinsam entwickelten und interaktiv gestalteten wöchentlichen ZOOM-Meetings moderieren. Um den Austausch zwischen den Studierenden möglichst lebhaft zu gestalten, sind Ann-Sophie Schmidt und Katja Böhler – Lehramtsstudierende im Master (Fächerkombination: Mathematische und Sprachliche Grundbildung sowie Englisch) – maßgeblich in die Planung, Durchführung und Evaluation des Seminares eingebunden. Sie werden insbesondere die Videokonferenzen der Siegener Studierenden mit den Amerikanischen begleiten.

Kern des Seminars ist die Arbeit an eigenen begrenzten Forschungsprojekten in bilateralen Teams mit komparativem Blick auf verschiedenste Bildungsthemen, u. a. dem Einsatz digitaler Medien (3D-Druck, VR-/AR-Technologie), die Entwicklung von Förderplänen im inklusiven Mathematikunterricht oder unterschiedliche Zugänge zu Bildungsstandards im MINT-Bereich. Das Seminar soll in das Curriculum des Faches Mathematik an der US eingebunden werden, sodass die teilnehmenden Studierenden das Seminar nicht nur als freiwillige Zusatzleistung belegen, sondern auch Credit-Points für ihr Studium erzielen können. Aus Sicht der Studierenden eröffnet dieses Seminar neben dem Sammeln eigener Erfahrungen im wissenschaftlichen Forschen auch den interkulturellen Blick auf die eigene Professionalisierung – hier unterstützt sicherlich für den weiteren Bildungsweg die Möglichkeit einer Fremdheitserfahrung mit Blick auf die eigene Profession. So ist beispielsweise der Blick auf die Rolle von Bildungsstandards bzw. Lehrplänen grundsätzlich unterschiedlich; während deutsche Mathematiklehrer*innen vergleichsweise offene Kompetenzerwartungen hinsichtlich ihrer Schüler*innen zu erfüllen haben, werden US-Amerikanische Lehrer*innen deutlich enger durch sehr detaillierte Standards und Zentralassesments geführt.

Die teilnehmenden deutschen Studierenden können bei weitergehendem Interesse die im Seminar entwickelten Forschungsprojekte im Rahmen einer Abschlussarbeit unter der Betreuung von Herrn Prof. Witzke vertiefen. Frau Böhler und Frau Schmidt heben hervor, dass das Seminar und die organisierte Reise einen hervorragenden Rahmen für Lehramtsstudierende bieten, internationale Kontakte aufzubauen, was u. a. hinsichtlich der Corona-Pandemie in den vergangenen zwei Jahren nicht möglich war. Im Hinblick auf einen Auslandsaufenthalt (u. a. verpflichtend im Falle einer Sprache als Drittfach) können Studierende der US also in mehrfacherer Weise von diesem Seminar profitieren.

Das Seminar ist in verschiedene Phasen unterteilt (siehe Abb. 1 im Anhang, S. 10): Zunächst wird es fünf einführende Videokonferenzen mit Vorlesungscharakter und interaktiv gestalteten Diskussionsrunden geben. Starten werden wir inhaltlich mit einem allgemeinen Blick auf die Schulsysteme und Lehrer*innenausbildung in den beiden Ländern. Abschließen werden wir diese Phase mit einem differenzierten Blick auf das Fach Mathematik und seine curricularen Besonderheiten in Deutschland und in den USA. Wir freuen uns auch auf Vorträge externer Experten, die in dieser Phase über ihre eigenen Erfahrungen im jeweils „anderen“ Schulsystem berichten werden. Dann erfolgen drei Sitzungen im Flipped-Classroom-Format, in welchen wir den Studierenden einen Überblick über Methoden und Vorgehensweisen in der empirischen Forschung in den Bildungswissenschaften mit dem Fokus auf Mathematikdidaktik geben. Die nächsten fünf Sitzungen von Anfang Dezember bis Anfang Februar umfassen dann die selbstverantwortliche Arbeitsphase der bilateralen studentischen Teams an ihren eigens entwickelten Forschungsfragen. Wir werden Moodle über den gesamten Zeitraum des Seminars als gemeinsame Lehr-Lernplattform nutzen, um beispielsweise in Foren spannende Fragestellungen oder Diskussionspunkte über die synchron stattfindenden ZOOM-Meetings hin-aus diskutieren zu können oder auch Literatur sowie weitere Unterlagen allen teilnehmenden Studierenden der ASU und US zur Verfügung zu stellen und den im Seminar entstehenden bilateralen Teams eine Austauschplattform bereitzustellen. Anknüpfend an diese digital durchgeführten ersten Phasen des Seminars findet dann eine Studienreise in die USA statt, während welcher sich die teilnehmenden Studierenden in Präsenz an der ASU in Alamosa treffen.

Die Studienreise wird die Austauscherfahrung in vielerlei Hinsicht bereichern und die teilnehmenden Studierenden in ihrer professionellen Entwicklung nachhaltig prägen und somit den Output des Seminars maximieren. Die deutschen Studierenden lernen den Campusalltag an der ASU kennen, bekommen Einblicke in die Lehramtsausbildung vor Ort und besuchen gemeinsam mit den amerikanischen Studierenden Partnerschulen der ASU. Außerdem kann die Arbeit an den Forschungsprojekten durch Datenerhebungen vor Ort angereichert und abgeschlossen werden. Die Studierenden stellen ihre Forschungsprojekte während des Aufenthalts in Präsenz vor, diskutieren erste Ergebnisse und reflektieren ihre Erfahrungen.

Als besonders gewinnbringend neben den Zielen in Forschung und Lehre ist der kulturelle Austausch zu sehen. Durch die Unterkunft in Gastfamilien erlangen die Studierenden unverfälschte Einblicke in Kultur und Gesellschaft des besuchten Landes. Im Sinne einer Internationalisierung der US kann ein solches Projekt Ausgangspunkt für weiterführende Projekte, wie ein Auslandsjahr, internationales Praxissemester, etc. sein. Eine dauerhafte Etablierung dieser Lehrveranstaltung würde sicherlich die Attraktivität der MINT-Lehramtsstudiengänge an der US weiter erhöhen und den Zielen zur Internationalisierung zuträglich sein. Aus dem bei-gefügten Finanzierungsplan ist zu entnehmen, dass die Reisekosten der teilnehmenden Siegener Studierenden durch PROMOS-Mittel bezuschusst werden sollen. Für ihre unterstützende Arbeit im Seminar sollen Frau Schmidt und Frau Böhler im Rahmen einer WHB-Tätigkeit vergütet werden. Während der Reise werden die beiden Studentinnen als Mentorinnen für die teilnehmenden Studierenden bereitstehen. Die Studienreise ist zurzeit für das Frühjahr 2022 (März/April) geplant. Jedoch behalten wir uns in enger Absprache mit den amerikanischen Kooperationspartner*innen im Zweifel vor, die Reise entsprechend der aktuellen Pandemiesituation auf den Sommer 2022 (Juni/Juli) zu verschieben.

Im Rahmen des Projektes ist vorgesehen, dass die amerikanischen Studierenden die US im Sinne eines wechselseitigen Austausches ebenfalls besuchen. Hier sind sowohl die Arbeitsgruppe von Curtis Garcia um Fördermittel durch den NSF bemüht als auch wir um Fördermittel durch den DAAD. Die Perspektiven, diese zu erhalten, schätzen beide Seiten als sehr gut ein. Frau Schmidt und Frau Böhler unterstützen im Rahmen ihrer WHB-Tätigkeit die Programmgestaltung beim Besuch der Amerikaner, um den amerikanischen Studierenden das Lehramtsstudium an der US näherzubringen. Durch ein möglichst studentennahes Besuchsangebot möchten wir die amerikanischen Studierenden für die US begeistern und somit auch die ASU als dauerhaften Kooperationspartner für das Exchange-Seminar gewinnen.

Projektlaufzeiten: abgeschlossen

Projektbericht zum Projektfortgang: 1.  Abschnitt 01.10.2021 bis 31.12.2022

Passend zum Semesterstart des Wintersemesters 21/22 an der Universität Siegen [US] konnte das Projekt, unterstützt durch die bewilligten Fördermittel der Semesterstartprojekte (erste Ausschreibungsrunde), beginnen. Bereits im September 2021 konnte das Projektteam, durch Rundmails und via ZOOM stattfindende Informationsmeetings Lehramtsstudierende der US auf das geplante Exchange Seminar aufmerksam machen. Insgesamt wurden 12 interessierte und motivierte Studierende nach der Sichtung der eingereichten Motivationsschreiben zur Teilnahme am Seminar zugelassen. Aktuell nehmen sowohl 10 Grundschullehramts-studierende (im Bachelor und Master) als auch 2 Gymnasiallehramtsstudierende (im Bachelor) am Seminar teil. Alle teilnehmenden Studierenden können das Seminar entweder als fachdidaktische Ergänzung oder Vertiefung für ihr Studium im Fach Mathematik bzw. Mathematische Grundbildung belegen bzw. verbuchen.

Mit der ersten Seminarsitzung konnten wir aus technischer Sicht auf eine qualitativ hochwertige, einfach zu bedienende Video-konferenzkamera (Meetup von logitech) mit schwenkbarem Weitwinkel und integriertem Lautsprecher zurückgreifen, welche wir über die Fördermittel finanziert haben. Im Screenshot aus einer der ersten Seminarsitzungen (siehe Abb. 2 im An-hang, S.13) ist zu sehen, dass die Kamera die gesamte Gruppe deutscher Studierender ab-bilden kann. Je nach Bedarf kann die Kamera dann bei Sprechbeiträgen ferngesteuert auf den jeweiligen Sprecher gerichtet werden.

rung in die Struktur des Seminars, welche durch Vorträge sowohl zum deutschen als auch amerikanischen Bildungssystem ergänzt wurde. Während die Lehrenden (Prof. Dr. Witzke, Amelie Vogler und Jenny Knöppel) sich auf die Vorbereitung und Durchführung der Vorträge konzentrierten, organisierten die beiden studentischen Mentorinnen Ann-Sophie Schmidt und Katja Böhler die Durch-führung von „Kennenlern-Dates“ in Form von Break-Out-Sessions im Anschluss an die Vorträge. Hier konnten sich die amerikanischen und deutschen Studierenden einerseits besser kennenlernen und über ihre Erfahrungen im Schulsystem austauschen und andererseits über spannende sowie überraschende Aspekte aus den Vorträgen diskutieren.

In den ebenfalls von Frau Schmidt und Frau Böhler angelegten, sogenannten „Reflection Journals“ in Moodle, welche sowohl als Datengrundlage zur fortlaufenden Evaluation des Seminars als auch zur Beforschung des Seminars auf Metaebene durch das Projektteam dienen, hielten die teilnehmenden Studierenden schriftlich und digital z.B. Folgendes fest:

• I really liked the breakout-sessions because there we got to know the American stu-dents - or at least some of them - better. Moreover, we could talk about our interests for the upcoming research projects and discuss about the German school system, in particular about the positive and negative aspects of the splitting in "Gymnasium", "Re-alschule" and "Hauptschule".
• I liked most getting to know the American students and hear about their university, hobbies, and their view on the German school system.
  

Über die Kooperation der Mathematikdidaktik mit dem Amerikahaus e.V. in Köln, konnte die amerikanische Studentin Raquel Reilly als externe Sprecherin für die dritte Sitzung gewonnen werden. Raquel Reilly absolviert aktuell ein Auslandssemester an der Universität in Marburg. Sie ist in den vereinigten Staaten aufgewachsen, hat sowohl private als auch öffentliche Schulen besucht und letztendlich ihren Bachelor in Biochemistry erlangt. Momentan arbeitet sie an ihrem PhD an der Yale-University und nimmt an einem Fullbright-Austauschprogramm teil, welches sie nach Deutschland gebracht hat. Den Rückmeldungen der Studierenden können wir entnehmen, dass gerade der Erfahrungsbericht von verschiedenen Personen des Bildungssystems von besonderer Bedeutung für die Nachvollziehbarkeit der Unterschiede und Gemeinsamkeiten der Systeme in den Vereinigten Staaten und Deutschland ist. Besonders intensiv wurden Fragen bezüglich „Equity“ im Bildungsbereich sowie zum Entwicklungsstand des STEM (bzw. MINT)-Unterrichtes diskutiert.

Ein besonderes Highlight des Talks von Raquel Reilly war es, dass sie Statements ihrer Sci-ence-Teacher zum Thema STEM u.a. in Form aufgenommener Videos in ihre Präsentation eingebaut hat. Ihre Begeisterung über diesen interaktiv gestalteten Vortrag formulierten die Studierenden in ihren Einträgen im Reflection Journal wie folgt:

• It is very interesting to see your own culture or country through the eyes of a foreigner because everything we complain about here in our bubble in Germany, like delayed public transport and the workload at university, is being set into relation again when compared to other countries. Raquel seemed to associate these in a positive way. I also enjoyed her personal view on the American education system and her steps and milestones that again helped to get little more insight into the matter.
  
• For me, it was very interesting to hear about Raquel’s personal experiences in her different schools in the US. In addition to that, I really liked to listen to her stories about the differences between Germany and the US in the everyday life, the things she missed in Germany and those she liked about living in Germany.
• really liked the speech of Raquel´s old teacher and his opinion about motivated teach-ers that love what they are doing. I really want to keep this in mind, to become a teacher, that shows his love for the subject and motivates the students.
• It was very interesting to get to know different aspects and points of view about the education systems. Usually, you only talk about one site of the system and don't get the opportunity to compare both sites.
  

Es folgte ein Vortrag von Katja Köhnlein, die uns aus der Sicht einer Mutter von zwei schul-pflichtigen Töchtern über ihre Erfahrungen mit dem jeweils „anderen“ Schulsystem berichtete. Katja Köhnlein kommt ursprünglich aus Deutschland und ist mit ihrer Familie aus beruflichen Gründen in die USA gezogen. Sie arbeitet mittlerweile im Bereich der Fachdidaktik an der University of Washington. Unter dem Aspekt „What stood out to me“ erklärte sie uns u.a., dass in den USA die frühkindliche Bildung fast flächen-deckend privatisiert und sehr kostenintensiv ist. Außerdem sei der Zugang zu Bildungszuschüssen an öffentlichen Schulen nicht gerecht verteilt. Private Schulen seien sehr verbreitet und auch Homeschooling sei nicht ungewöhnlich. Der Collegeabschluss sei darüber hinaus der Standard-Karriere-Weg, wobei auch zu erwähnen sei, dass höhere Bildung in den USA mit extrem hohen Studiengebühren verbunden sei. Ein passendes Zitat eines teilnehmenden deutschen Studierenden zu dieser Sitzung: „The fact that good education is something you cannot take for granted in America was really sur-prising. It kind of blows my mind how money driven the American school system is. The differ-ences between "rich" and "poor" schools sound really big.”

Im weiteren Seminarverlauf stand eine Sitzung zum Thema Math Literacy/Math Education an. Hier stellte Herr Prof. Dr. Witzke die Grundzüge der Mathematikdidaktik aus deutscher Perspektive vor und Dr. DeVore-Wedding erläuterte grundlegende Aspekte zum Thema Math Li-teracy in den USA. Besonders im Gedächtnis blieb den deutschen Teilnehmenden die Statistik, dass in den USA nur circa 3% der Elementary School Teachers einen Abschluss im Fach Mathematik oder mathematische Bildung haben. Denn dies stellt einen der größten Unterschiede zwischen der Lehrer*innenbildung zwischen den beiden Ländern dar, insbesondere für das Lehramt Grundschule. In Nord-Rhein-Westfalen studiert man für das Lehramt Grundschule Sprachliche und Mathematische Grundbildung verpflichtend. Als Gemeinsamkeit konnten die teilnehmenden Studierenden feststellen, dass es in der Didaktik des Faches Mathema-tik und damit auch den Vorgaben für das Lehren und Lernen in beiden Ländern einen Paradigmenwechsel gab. Eine deutsche Studentin hält hierzu in ihrem Reflection Journal fest: „It was very interesting to learn about the Paradigm Change from an input-oriented to an output- oriented education in both countries, Germany and the USA.” Nach dem sogenannten PISA-Shock im Jahr 2000 wurde in beiden Ländern die Frage nach verbindlichen Bildungsstandards diskutiert. Ein Vergleich der amerikanischen und deutschen Standards für das Fach Mathematik zeigte, dass insbesondere die prozessbezogenen Standards, u.a. Problemlösen, Mo-dellieren und Argumentieren, große Ähnlichkeiten aufweisen.

Daran anschließenden folgten zwei Sitzungen, in welchen die Studierenden über die Vorstel-lung konkreter Studien aus der Mathematikdidaktik der US und praktische Tipps zur Findung einer geeigneten Research Question an Forschungsmethoden der (empirischen) Bildungsfor-schung herangeführt wurden. Gleichzeitig formten die teilnehmenden Studierenden entspre-chend ihren Interessen sogenannte Research Teams, in welchen sie die Entwicklung von studentischen Forschungsprojekten starteten. Es ist herauszustellen, dass die bilateralen Forschungsprojekte folgende drei Schwerpunkte verfolgen:

1. Implementation of technology (i.e., Augmented Reality) in Math classrooms
2. Methods to teach reality-based concepts like “Money” in first grade
3. Children with special needs in Math classes (i.e., strategies to stop counting with fin-gers, influence of the task design on the knowledge development)

Für die erfolgreiche Weiterarbeit an den Forschungsprojekten wird auch während der Studienreise im März vor Ort in Alamosa Zeit eingeplant, damit die Studierenden die Chance haben, gemeinsam in Person über ihre Fragestellungen zu diskutieren, Daten (z.B. in Form von Interviews oder Beobachtungen) zu erheben und Ergebnisse festzuhalten. Nach aktuellem Stand nehmen 8 der 12 deutschen Studierenden an der Studienreise teilnehmen. Vier deutsche Studierende nehmen aus persönlichen und pandemie-bezogenen Gründen nicht an der Reise teil.

Amelie Vogler und Prof. Dr. Ingo Witzke konnten in Zusammenhang mit weiteren transatlantischen Projekten der Mathematikdidaktik der US ein Netzwerk an Unterstützern und Fördern aufbauen konnten. Ein Pressetermin zum Start der Studienreise Anfang März 2022 ist geplant. Als Weiterentwicklungsperspektiven stehen nachfolgende zur Diskussion:

• Etablierung des Seminars inkl. eines wechselseitigen Austauschs als reguläre Lehr-veranstaltung für Lehramtsstudierende an der Universität Siegen
•  Finanzierungsstruktur für einen Zeitraum von 5 Jahren schaffen
• Einbindung weiterer, im MINT-Bereich forschungsstarker Universitäten in den USA
• Möglichkeiten internationaler Praxisphasen für Siegener Studierende aufbauen

Zwischenfazit

Das Projekt „Learning to Teach“ eröffnet den teilnehmenden Studierenden attraktive Perspektiven und innovative Möglichkeiten hinsichtlich akademischer Qualifizierungsarbeiten und authentischer Austauscherfahrungen im internationalen Klassenraum eröffnet. Eine teilnehmende deutsche Studentin wird ihre Bachelorarbeit unter Betreuung von Herrn Prof. Dr. Witzke im Rahmen des Projektes verfassen. Einige weitere Studierende haben diesbezüglich ebenfalls ihr Interesse mitgeteilt. Auch Ann-Sophie Schmidt nutzt das Projekt als Forschungsanlass und wird ihre Masterarbeit mit dem Arbeitstitel „Inwiefern nutzen Lehramtsstudierende mit dem Fach Mathematik das Exchange Seminar inklusive USA-Stu-dienreise zur Reflexion und Diversifizierung der eigenen Auffassung von Mathematiklehrkräften?“ bei Herrn Prof. Witzke verfassen. Das Dozierenden-Team plant ebenfalls die Fremdheitserfahrung und den damit verbundenen Perspektivwechsel der teilnehmenden Studieren-den auf ihre eigene Profession und ihr Handeln im Fallstudienansatz zu beforschen und in Form eines Output-Papers zu veröffentlichen.

Kontakt:

Amelie Vogler
Email: vogler2@mathematik.uni-siegen.de

Jenny Knöppel
Email: knoeppel@mathematik.uni-siegen.de

Univers.-Prof. Dr. Info Witzke
Email: witzke@mathematik.uni-siegen.de

Fakultät IV / Didaktik der Mathematik

Weitere Projektbeteiligte (Studierende):

Katja Böhler
Fakultät IV /Lehramt Grundschule (Mathematische u. Sprachliche Grundbildung, Englisch)

Ann-Sopohe Schmidt
Fakultät IV / Lehramt Grundschule (Mathematische u. Sprachliche Grundbildung, Englisch)