COMPASS MAGAZINE #10
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ALLES HINTERFRAGEN Projektbasiertes Lernen vermittelt die Fähigkeit zum kritischen Denken

In einer Welt voller unlösbarer sozialer, ökologischer und politischer Probleme sind Absolventen mit reinem Faktenwissen für Unternehmen, die nach noch nie da gewesenen Lösungen suchen, nur von geringem Wert. Problembasiertes Lernen, das vermittelt, wie man innovative Lösungen findet, indem man bisher nie gestellte Fragen stellt, soll dieses Manko beseitigen.

Anette Kolmos kann sich noch gut an jenen Tag erinnern, als ihre Tochter aus dem Kindergarten kam und erklärte, was sie über Wasser gelernt hatte. „Die Gruppe hatte überlegt, warum Wasser immer nach unten fällt“, sagt Kolmos. „Was wäre, wenn sie es nach oben steigen ließen? Was könnte man dann tun oder erfinden? Der Schlüssel für problembasiertes Lernen ist es, die Neugier eines Kindes über das Spielen zu wecken und es zum Nachdenken zu ermutigen.“

Heute, viele Jahre später, ist Kolmos Professorin für Ingenieurausbildung und problembasiertes Lernen an der Universität Aalborg in Dänemark und hat den Lehrstuhl für problembasiertes Lernen in der Ingenieurausbildung der Organisation der Vereinten Nationen für Erziehung, Wissenschaft und Kultur (UNESCO) inne. Problembasiertes Lernen (PBL), auch als projektbasiertes Lernen bekannt, war vor 15 Jahren noch eine relativ neue Idee, ist aber in vielen Schulen und Universitäten weltweit zum schnell wachsenden Trend geworden.

Ein Trend, größtenteils angetrieben durch den Arbeitsmarkt, wo Unternehmer Mitarbeiter mit kritischem Denkvermögen brauchen; Menschen, die Althergebrachtes infrage stellen und neue Lösungen für alte und neue Probleme finden. Da viele Dinge infolge neuer Technologien auf ganz andere Weise hergestellt werden, gehören die Arbeitgeber in Fertigungs- und Ingenieursbetrieben zu denjenigen, die am lautesten Veränderungen im Bildungswesen fordern.

„Die Fertigung hat sich in den letzten 35 Jahren so stark verändert, dass sie kaum wiederzuerkennen ist“, sagt Richard Wysk, Maschinenbauprofessor vom Edward P. Fitts Industrial and Systems Engineering Department der North Carolina State University in Raleigh. „Die Studierenden müssen wirklich sehr umfassend ausgebildet sein. Da ist es mit Frontalvorlesungen nicht getan, sondern sie sollten in Praxisseminaren etwas erschaffen müssen, das unmöglich erschien, bis sie genauer darüber nachgedacht haben.“

Kolmos versteht den Frust der Industrie über traditionell ausgebildete Studierende. „Problembasiertes Lernen setzt sich durch, weil herkömmliche Bildungsansätze nicht länger funktionieren“, sagt sie. „Ein aktueller Bericht aus England stellt beispielsweise fest, dass 70% der Absolventen nicht einsatzfähig sind, weil sie nur theoretisch ausgebildet wurden. Innovationen werden immer komplexer. Deshalb brauchen Studierende nicht nur technisches Wissen, sondern müssen auch in der Lage sein, dieses anzuwenden.“

DAS NEUE KLASSENZIMMER

In einem PBL-Klassenzimmer wechselt die Rolle des Lehrers vom Dozenten zum Moderator. Die Studierenden übernehmen das Ruder und die Lehrer stehen beratend zur Seite. Gemeinsam ermitteln die Studierenden, was sie bereits wissen und was sie noch lernen müssen, um ein bestimmtes Problem lösen zu können. Der Lehrer fungiert als Tutor und unterstützt den Ablauf.

Dieses fallbasierte aktive Lernen ähnelt dem Ausbildungsansatz für Mediziner, der in den 1960ern an der McMasters University in Ontario, Kanada, entwickelt wurde. Seitdem wurde das PBL-Format weltweit von anderen Schulen übernommen und auf die Fachbereiche Ingenieurswesen und Konstruktion übertragen. Einige Universitäten arbeiten bereits an PBL-Programmen für Mathematik.

„DER SCHLÜSSEL FÜR PROBLEMBASIERTES LERNEN IST ES, DIE NEUGIER EINES KINDES ÜBER DAS SPIELEN ZU WECKEN UND ES ZUM NACHDENKEN ZU ERMUTIGEN.“

ANETTE KOLMOS PROFESSORIN FÜR INGENIEURAUSBILDUNG UND PROBLEMBASIERTES LERNEN AN DER UNIVERSITÄT AALBORG IN DÄNEMARK UND INHABERIN DES UNESCO-LEHRSTUHLS FÜR PROBLEMBASIERTES LERNEN IN DER INGENIEURAUSBILDUNG

Die Umsetzung neuer Lehrmethoden variiert allerdings je nach Land und Region. In großen Teilen Europas werden Veränderungen meistens von den oberen Ebenen der Bildungsverwaltung eingeführt und nach unten weitergereicht. Durch die in den USA vorherrschende akademische Freiheit entspringen Veränderungen meist den unteren Ebenen, den Klassenzimmern, und arbeiten sich dann nach oben.

In Systemen, die auf der Lehrerbeurteilung beruhen, ist PBL schwierig umzusetzen. Einige Länder bezahlen, beurteilen und befördern Lehrer und Administratoren je nach Leistung der Studierenden. Eine Anstellung auf Lebenszeit ist in vielen Schulsystemen Usus. Doch wie soll man die einzelnen Studierenden einer Gruppe bewerten, die an der Technischen Universität Delft in den Niederlanden einen vertikalen Bahnhof entwickelt haben, der das Transportproblem in einer überfüllten Stadt auf elegante Weise löst?

„Unter Akademikern gibt es großen Widerstand gegen Veränderungen“, sagt Kolmos. „Niemand will sich verändern.“ Aber die Notwendigkeit dazu wächst stetig. Die Welt braucht auf gesellschaftlicher Ebene Lösungen für Probleme in den Bereichen Energie, Umwelt, Nachhaltigkeit und rationale Wirtschaftspolitik. Aus der Industrie werden mit jeder enttäuschenden Abschlussklasse die Rufe nach begabten Leuten mit entsprechenden Fähigkeiten immer lauter. Laut Kolmos sind die Unternehmen alle einer Meinung und sie fordern häufig am lautesten.

Das britische Unternehmen GKN Aerospace, das Präzisionsteile für die weltweit größten Flugzeug- und Triebwerkshersteller produziert, ist eine dieser Stimmen, die nach Veränderung rufen. Neue Materialien, innovative Technologien und revolutionäre Prozesse in der modernen Fertigung verlangten nach neuen Fähigkeiten innerhalb der Belegschaft, sagt die Geschäftsleitung.

„Das ist eine große Herausforderung, weil man viele Dinge neu überdenken muss“, sagt Richard Oldfield, technischer Leiter von GKN, in einem Interview mit dem britischen Fachblatt The Engineer, und das neue Denken müsse schon im Klassenzimmer beginnen. „Man muss so früh und so umfassend wie möglich Zugriff auf diese Technologien erhalten, weil man nur durch das Herumspielen mit diesen Systemen und Werkzeugen die richtige Denkweise entwickeln kann, um in einem solchen Umfeld etwas zu kreieren und das Potenzial dieser neuen Systeme zu erkennen.“

Der CEO von GKN, Marcus Bryson, drückt es anders aus. „Wir wissen nicht genau, wie die Flugzeuge von morgen aussehen werden”, sagt Bryson. „Aber wir wissen ganz sicher, dass wir sie nicht mehr so bauen werden, wie wir es heute tun.“

TECHNOLOGISCHE FORTSCHRITTE

Dieselben technologischen Entwicklungen, die Veränderungen im Bildungswesen erforderten, ermöglichten auch dessen Weiterentwicklung, sagt Roger Hadgraft, Maschinenbauprofessor und stellvertretender Dekan für Lernen und Lehren an der Central Queensland University in Melbourne, Australien.

„Die Entwicklung von Technologien, wie Software, mit der Studierende experimentieren können, und dem Internet, was die Zusammenarbeit erleichtert, hat das problembasierte Lernen zu einer effektiv anwendbaren Methode werden lassen“, sagt Hadgraft. „Nur wenn man Studierende aktiv werden lässt, erkennt man, was sie nicht wissen. Das verändert die Einstellung zum Lernstoff und sie finden selbst heraus, welche Strategien funktionieren und welche nicht. Unsere Fähigkeit, Grundsatzfragen zu bearbeiten, hängt davon ab, wie gut wir die Software beherrschen. Aber man muss sich diese Fragen erst mal ausdenken, und darin werden wir immer besser. Die Studierenden stellen viel bessere Fragen. Dieser Problemlösungsansatz ist wichtig.“

Hadgraft gehört zu denjeningen, die erarbeiten, wie sich PBL am besten im Klassenzimmer realisieren lässt. In Australien werden die meisten Kinder schon in der frühkindlichen Erziehung dazu aufgefordert, ihre Welt zu hinterfragen und zu entdecken. Später dann in der Sekundarstufe erhalten sie den altbekannten Frontalunterricht nach Lehrbuch und verdienen sich damit die Zulassungspunkte für die Universität.

Hadgraft hat festgestellt, dass die Erstsemester in seinen PBL-Kursen mehr Zeit brauchen, um sich wieder an das kollaborative, auf Fragen basierende, lösungsorientierte Lernumfeld zu gewöhnen, das sie bereits in der Vorschule kennengelernt hatten. Die ersten Ingenieurkurse haben darum nichttechnische Inhalte: zwischenmenschliche Beziehungen, Zusammenarbeit, Geisteswissenschaften, Nachhaltigkeit, Umwelt und soziale Themen.

„Besonders der humanitäre Aspekt hat sich verändert“, sagt Hadgraft. „Problembasiertes Lernen hilft dabei, diese Werte wieder in die Ingenieurausbildung zu integrieren“, sagt er. Daher entscheiden sich mehr Frauen für technische Berufe, die immer häufiger als „lebensorientierte Fachgebiete“ angesehen werden.

Laut Kolmos nutzt das problembasierte Lernen die größte Stärke unserer Zeit: die wachsenden Möglichkeiten, Wissen zu teilen und Ideen zu diskutieren. „Nichts wird mehr ganz eigenständig entwickelt“, sagt sie. „Sie sind nicht auf sich gestellt. Sie sollten erkennen, dass globale Zusammenarbeit wichtig ist. Das globale Lernen wird sich auf eine Weise durchsetzen, die wir uns heute noch nicht vorstellen können.“

von Dan Headrick Zurück zum Seitenbeginn
von Dan Headrick

Erleben Sie hier projektbasiertes Lernen:
https://www.youtube.com/watch?v=-OWX6KZQDoE