Hier werden pädagogische Methoden und Modelle gesammelt die in internationalen und nationalen Projekten erprobt und angewendet werden. Die Projekte, in denen die Methoden erprobt werden/wurden finden Sie unter: http://www.virtuelleschule.at/international

• IBSE - Inquiry Based teaching
  Auf Forschung basierendes Lehren (Inquiry Based Learning – IBL) - Forschendes Unterrichtsverfahren (Inquiry Based Science Education - IBSE)
  
• Guided Research
  Geleitetes Forschungsmodell
• ICT Cross Culture Awareness Learning
  ICT basiert auf der Idee zweier Perspektiven: Das Bewusstsein über die Vielfalt von Kulturen und deren Charakteristiken und Das Bewusstsein von Völkern und die Nützlichkeit grenzübergreifender Zusammenarbeit.
• Project-based learning
  Projektbasiertes Lernen
  
• The 5E Instructional Model
  Das 5E Lehrmodell
  
• The learning cycle
  Der Lernzyklus
  
• Problem Solving Learning

Auf Forschung basierendes Lehren (Inquiry Based Learning – IBL) / Forschendes Unterrichtsverfahren (Inquiry Based Science Education - IBSE)

(a) Aus pädagogischer Sicht wird IBL oftmals den traditionelleren, erklärenden Methoden gegenübergestellt. IBL spiegelt das konstruktivistische Lernmodell wider, welches oft auch als aktives Lernen bezeichnet wird und das von Lehrkräften im Bereich der Naturwissenschaften hoch gehalten wird. Laut konstruktivistischer Modelle ist Lernen das Resultat stetiger Veränderungen unserer mentalen Struktur, hervorgerufen durch den Versuch die Sinnhaftigkeit unserer Erfahrungen zu erkennen (Osborne et al, 2003).

In Klassen, in denen Lernende ermutigt werden, Sinnhaftigkeit zu erkennen, sind sie eingebunden in «developing and restructuring [their] knowledge schemes through experiences with phenomena, through exploratory talk and teacher intervention» (Newton et al, 1999).

Dennoch verwenden wir IBL auf speziellere Art, in dem wir auf ein besonderes Lehrmodell eingehen: ein schrittweiser Prozess aus (1) Aktivitäten, die Fragen aufwerfen sollen, (2) aktiver Erforschung durch die Lernenden, (3) Schaffen (dies wird bereits in frühen Stadien des Prozesses diskutiert) (4). Dies führt  zu einer Reflektion (5) über Wissen und den Lernprozess, was wiederum in neuen und weiterentwickelten Fragen resultiert(1). So wird der Prozess ein weiteres Mal durchgeführt.

(b)    Lernende verstehen die Nature eher, wenn sie direkt an und mit Naturphänomenen arbeiten, indem sie ihre Sinne zum Beobachten verwenden und auch Instrumente, um ebendiese Sinne zu verstärken. Darüber hinaus müssen Lernende Zugang zu PCs haben, welche an das Internet angeschlossen sind.

Geleitetes Forschungsmodell

(a)    Das geleitete Forschungs- Lehrmodell von Schmidkunz & Lindemann (1992). Das Wort „Forschung“ in der Modellbeschreibung macht sein Ziel deutlich, Lernenden zu helfen, die Forschungsprozeduren selbst zu erkunden. Das Wort „geleitet“ betont, dass diese Forschungsbemühung als strukturiertes Entdecken im Rahmen organisierten Unterrichts stattfindet. Dieses Lehrmodell beinhaltet fünf Lehrstadien (Phänomen und Problem vorstellen, Vorschläge für eine Konfrontation mit dem Problem, Implementierung eines Vorschlags, Abstraktion des Ergebnisses, Konsolidierung).

(b)    Dieser Ansatz beinhaltet praxisnahes Experimentieren, welches unter Lernenden sehr beliebt ist.

(a)    ICT basiert auf der Idee zweier Perspektiven:

1. Das Bewusstsein über die Vielfalt von Kulturen und deren Charakteristiken
2. Das Bewusstsein von Völkern und die Nützlichkeit grenzübergreifender Zusammenarbeit.

Unser Ansatz ist ein allgemeiner Ansatz um Kompetenzen in grenzübergreifender Zusammenarbeit unter Verwendung von ICT gestützten Hilfsmitteln zu entwickeln. Der Ansatz ist allgemein, wird jedoch im Bereich der Wissenschaftsbildung angewandt.
Ein Hauptmerkmal ist es, ein Bewusstsein in Bezug auf kulturelle Unterschiede Kollegen, als auch Bildungsbelange betreffend zu schaffen (z.B. Curricula, Lehrstile). Wir verwenden das Konzept des „culture profiling“ (Dafoulas, Macaulay, 2001) und Unterstützung durch die Leitperson (cf. Michie, 2003, Gay, 2000) um Bewusstsein zu schaffen. Sogenannte „Culture Profiles“ beschreiben kulturelle und individuelle Eigenschaften auf verschiedenen Ebenen (cf. Henderson, 2007, Dafoulas & Macaulay, 2001, Pawlowski, Richter, 2007, SWYAA, 2007), um das Wissen über Mitwirkende zu vermehren.
Weiters legen wir ein Augenmerk auf Hilfsmittel um Bewusstsein für KollegInnen in ganz Europa zu schaffen. Diese Hilfsmittel werden Teilnehmende über die Anwesenheit und Verfügbarkeit von KollegInnen informieren, um gemeinschaftliches Arbeiten zu ermöglichen.

(b)    Kenntnis ist ein ausschlaggebender Faktor, um erfolgreiche Kommunikation als auch Zusammenarbeit zu gewährleisten.

• Lernende sollen für internationale Zusammenarbeit im Allgemeinen offen sein.
• Ressourcen, die diesen Ansatz ermöglichen, müssen bereitgestellt werden.
• ICT Infrastruktur, Unterstützung und Verfügbarkeit müssen sicher gestellt sein.
• Teilnehmende sollen aus zwei bis fünf Ländern kommen.
• Während des Kurses soll ein Hilfsmittel verfügbar sein, das zeigt, welche Lernenden weiters teilnehmen und woran diese arbeiten. Dieses kann auch für weiteren Austausch und Kommunikation verwendet werden.
• Die Diskussionen unter den Teilnehmenden sind offener Natur und nur sporadisch geleitet.

Projektbasiertes Lernen

(a)    Projektbasiertes Lernen hat es zum Ziel, Lernenden eine höchst motivierende Lernerfahrung angedeihen zu lassen, welche den Aufgaben und Herausforderungen in der „echten“ Welt sehr nahe kommen soll. Projektbasiertes Lernen unterstützt zudem die sogenannten „Fähigkeiten Erwachsener“, welche Arbeit in Teams, eigenständiges Arbeiten und die Bewertung der eigenen Tätigkeiten miteinschließt. Projektbasiertes Lernen ist auch mit der Idee verbunden, übertragbare Fähigkeiten wie Problemlösen zu erlangen (Helle et al., 2006). 
Die Projekte im Bereich projektbasierten Lernens sind anspruchsvolle und komplexe Aufgaben, die auf einigen Themen, Fragen oder Problemen beruhen, welche die treibende Kraft des Projektplans sind. Herausfordernde und komplexe Aufgaben bedeutet hier, dass sie nicht bewältigt werden können, ohne dass ein aktueller Lernprozess stattgefunden hat. Die bevorstehenden Projekte beinhalten normalerweise Elemente verschiedener Fächer. Dadurch sind die Projekte multidisziplinär und nicht an ein spezielles Fachgebiet gebunden. Die Aufgaben müssen so beschaffen sein, dass sie die Lernenden in eine Vielzahl an Aktivitäten einbinden, die Lernen wie Entwerfen, Problemlösen, Entscheidungsfindung und aktives Untersuchen unterstützen. Lernende arbeiten eigenständig, gemeinsam und in Kleingruppen an ihren Projekten. Die Lehrkraft soll mehr die Rolle eines/r Tutors/Tutorin einnehmen, um den Lernprozess zu fördern (Henry, 2005).

(b)

• Es muss sichergestellt werden, dass die Zeit, die für die Fertigstellung des Projektes benötigt wird, zur Verfügung steht.
• Es muss sichergestellt sein, dass Lernende den über den nötigen kognitiven Hintergrund verfügen.
• Die Lehrperson muss die Themen für die Lernendenprojekte im Vorhinein vorbereiten.
• Die Lehrperson, welche den Lernprozess unterstützt, sollte ihre Rolle als LeiterIn des Lernprozesses verstehen. Die Lehrkraft soll sich nicht in der Expertenrolle befinden und ihr Wissen “aufdrängen”, sondern sie soll die Lernenden ihre Lernerfahrungen selbst machen lassen und Lernenden die Möglichkeit haben, im Rahmen ihrer Projekte autonom Entscheidungen treffen zu können.
• Projekte sind im Curriculum zentral und keine Nebenerscheinung.
• Lernende müssen Zugang zu PCs haben, die an das Internet angeschlossen sind.

Das 5E Lehrmodell

(a)    Das 5E Lehrmodell (Bybee 1997, BSCS 2006, Bybee et al., 2008) stellt ein allgemeines Lehrmodell dar, das viele Elemente anderer Modelle inkorporiert hat. Ein wichtiger Aspekt dieses Modells ist jener, dass die Lernenden mit der momentanen Konzeption unzufrieden sein müssen. Die neue Konzeption muss  verständlich, plausibel und von Erfolg gekrönt sein. Die Lehrkraft führt ein neues Konzept ein, mit dem die Lernenden mit ihrem momentanen Wissen und ihrer momentanen Erfahrung nicht zurechtkommen. Die Lehrkraft bietet nun Erfahrung und Information, welche den Lernenden helfen, das neue Konzept zu verstehen. Da Lernende versuchen, das neue Konzept zu verinnerlichen, müssen sie erkennen, dass eine Welt mit dem Konzept wahr ist und sie im Allgemeinen mit ihrem Weltbild vereinbar ist. Schlussendlich müssen die Lernenden erkennen, dass es Situationen gibt, an denen sie gut beraten sind, das neue Konzept zu Rate zu ziehen, da es funktioniert und dabei hilft, Dinge zu verstehen.


Die folgenden allgemeinen Strategien basieren auf einer konstruktivistischen Anschauungsweise von Lernen:

• Erkennen momentaner Konzepte Lernender von Objekten, Ereignissen und Phänomenen
• Präsentation von Situationen leicht über dem konzeptuellen Verständnis der Lernenden. Man kann Lernende mit Problemen, Konfliktsituationen, Paradoxien und Puzzles konfrontieren.
• Auswählen von Problemen und Situationen, die herausfordernd, aber zu bewältigen sind.
• Lernende sollen ihre Konzepte und Erklärungen ihren KollegInnen präsentieren.
• Wenn Lernende mit unangemessenen Situationen nicht zu Rande kommen (Missverständnisse), helfen Sie ihnen erst damit, die Erklärungen anzunehmen, dann damit, ihnen weitere Erklärungen derselben Phänomene zu präsentieren, die konzipiert sind, um weitere Erkenntnisse zu bieten. Zu guter Letzt helfen Sie ihnen, indem Sie ihnen genug Zeit geben, ihre Erklärungen zu rekonstruieren.

Lernende überarbeiten, elaborieren und verändern ihre anfänglichen Konzepte durch Interaktion zwischen Umwelt, Aktivitäten in der Klasse, Erfahrungen und anderen Lernenden. Einzelne Lernende interpretieren Objekte und Phänomene und verinnerlichen die Interpretation in Bezug auf ihre momentanen Konzepte, ähnlich den Erfahrungen, welche präsentiert oder erlebt wurden. Mit anderen Worten bedarf die Veränderung und Verbesserung von Konzepten oftmals ein in Frage Stellen der momentanen Konzepte, womit gezeigt wird, dass diese unzulänglich sind.
Aus der Perspektive der Lehrperson betrachtet ist es ein psychologisches Problem, die SchülerInnen nicht mit einem Gefühl der Unzulänglichkeit zu erfüllen. Wenn das aktuelle Konzept bewältigt ist, muss die Möglichkeit in Form von Zeit und Erfahrung gegeben sein, ein passenderes Konzept als das ursprüngliche zu konstruieren. In anderen Worten kann die Konstruktion von Wissen durch die Verwendung von Lernsequenzen unterstützt werden, die erstellt wurden, momentane Konzepte anzufechten und Möglichkeiten zur Rekonstruktion von Konzepten zu bieten.
Das 5E Lehrmodell hat fünf Phasen: Beschäftigung, Erkundung, Erklärung, Elaboration und Evaluation. Jede Phase hat eine spezielle Funktion und soll den Lernprozess unterstützen.

(b)     Ungeachtet des spezifischen Lehrmodells ist es ein wichtiges Ziel des Naturwissenschaftsunterrichtes Lernenden dabei zu helfen, passendere wissenschaftliche Konzepte zu erarbeiten.  Eine Annahme des 5E Lehrmodells ist es, dass die Verwendung von Unterrichtssequenzen, welche erstellt wurden, um den oben beschriebenen Prozess zu fördern, Lernende bei ihrer Wissenskonstruktion unterstützen wird. Eine weitere Annahme ist, dass konkrete Erfahrungen und computerunterstützte  Aktivitäten für den Prozess der Konstruktion von Wissen hilfreich sein werden.

Der Lernzyklus

(a)    Der Lernzyklus entstand in den 60er Jahren mit der Arbeit von Robert Karplus und seinen KollegInnen.
Ursprünglich basierte der Lernzyklus auf den theoretischen Einsichten Piagets, er ist jedoch auch vereinbar mit anderen Lerntheorien wie jene entwickelt von Ausubel (Karplus, 1980). Anton Lawson (1988) bemerkte wichtige Beziehungen zwischen der Untersuchung von Missverständnissen Lernender und der Verwendung des Lernzyklus. Lawson behauptet, dass die Verwendung des Lernzyklus den Lernenden die Möglichkeit bietet, früheres Wissen zu erkennen (im Speziellen die falschen Auffassungen) und ihre Ideen zu argumentieren und zu diskutieren. Dieser Prozess kann in kognitivem Ungleichgewicht resultieren als auch in der Möglichkeit ein höheres Argumentationsniveau zu erreichen.
Ursprünglich bestand der Lernzyklus aus drei Phasen: Erkundung, Erfindung und Entdeckung. Später wurden diese Termini geändert zu Erkundung, Einführung in ein Konzept und Anwenden des Konzepts.
Obwohl andere Termini für diese ursprünglichen drei Phasen verwendet wurden, blieben die Ziele und die Pädagogik der Phasen ähnlich.
In der ersten Phase des Lernzyklus lernen die SchülerInnen aufgrund der Tatsache, dass sie in Aktionen eingebunden sind. Neue Materialien, Ideen und Beziehungen werden vorgestellt unter minimaler Führung der Lehrperson. Das Ziel besteht darin, es SchülerInnen zu erlauben, vorheriges Wissen anzuwenden, Interessen zu entwickeln und Neugier in Bezug auf die Materialien zu entfachen und aufrecht zu erhalten. Während der Erkundungsphase können Lehrkräfte das Verständnis Lernender sowie deren Hintergrund in Relation zu den Unterrichtszielen beurteilen.
Einführung in ein Konzept ist die nächste Phase. Es kann eine Vielzahl an Lehrmethoden verwendet werden, um das Konzept vorzustellen. Eine Vorführung zum Beispiel, eine DVD, CD-ROM, Arbeitsbücher oder auch Vorträge können dazu herangezogen werden. Diese Phase sollte zu der ersten in direkter Verbindung stehen und die zentralen Konzepte der Unterrichtseinheit klar darstellen.
Obwohl die erste Phase nahezu ungeleitet ist, ist die zweite vermehrt von der Lehrkraft zu führen. 
In der darauffolgenden Phase, Anwendung des Konzepts, wenden die Lernenden die neu erworbenen Konzepte an anderen Beispielen an. Das Lehrziel ist es, dass Lernende Ideen generalisieren bzw. Ideen auf andere Beispiele, die als Erläuterung des zentralen Konzepts dienen sollen, anwenden sollen. Für manche Lernende wird Selbstregulation, das Finden von Gleichgewicht und die kognitive Reorganisation von Konzepten einige Zeit dauern. Eine ausgezeichnete Einführung in den Lernzyklus, sowie Beispiele für den Naturwissenschaftenunterricht für den Lernzyklus wurden von Howard Birnie (1982), Karplus er al. (1977) entwickelt.

(a)    Im Unterricht verwendete Materialien sollen sorgfältig strukturiert werden, sodass durch deren Verwendung Konzepte und Ideen mit eingebunden werden, die in Bezug auf die Lehrziele wesentlich sind. Mehrere Aktivitäten zu bieten, in denen ein Konzept angewendet werden muss, kann die wertvolle Zeit bereitstellen, die für den Lernprozess benötigt wird.