Kompetenzen

• Becker, S., Bruckermann, T., Finger, A., Huwer, J., Kremser, E., Meier, M., Thoms, L.-J., Thyssen, C. & von Kotzebue, L. (2020). DiKoLAN: Digitale Kompetenzen für das Lehramt in den Naturwissenschaften. Arbeitsgruppe Digitale Basiskompetenzen. https://dikolan.de/
• © 2020 Sebastian Becker, Till Bruckermann, Alexander Finger, Johannes Huwer, Erik Kremser, Monique Meier, Lars-Jochen Thoms, Christoph Thyssen und Lena von Kotzebue (Arbeitsgruppe Digitale Basiskompetenzen). https://dikolan.de/
• © 2020 Arbeitsgruppe Digitale Basiskompetenzen. https://dikolan.de/
• https://dikolan.de/

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Dokumentation

Der Kompetenzbereich „Dokumentation“ (DO) umfasst die individuelle Fertigkeit, digitale Werkzeuge zur systematischen Ablage und dauerhaften Speicherung von Daten und Informationen, um diese fachgemäß zu nutzen. Dazu gehört auch, Fotos, Bilder und Videos aufzunehmen, zu bearbeiten und einzubinden, verschiedene Medien zu kombinieren und zu speichern, Informationen strukturiert zu sichern und zu archivieren sowie Abläufe und Sinnzusammenhänge darzustellen.

(Arbeitsgruppe Digitale Basiskompetenzen, 2020, S. 20)

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	Unterrichten (TPACK)	Methodik, Digitalität (TPK)	Fachwissenschaftlicher Kontext (TCK)	Spezielle Technik (TK)
Nennen	DO.U.N1 Digitale Techniken zur Dokumentation/Versionierung bzw. Datenarchivierung/Back-up-Erstellung für spezifische Lehr-Lern-Situationen, z. B. beim Experimentieren, für Ergebnisse einer Literaturrecherche nennen.	DO.M.N1 Methodische Aspekte, die beim Einsatz digitaler Dokumentation im Unterricht relevant sein können, nennen, z. B. Zugang zu den Speichersystemen Zeitaufwand Hardwarebedarf Zugriffsbeschränkungen	DO.F.N1 Möglichkeiten der fachgemäßen digitalen Dokumentation/Versionierung und Datenarchivierung (z. B. Gendatenbanken, Spektraldatenbanken, Datenblätter) unter Berücksichtigung der Zitationsregeln nennen. DO.F.N2 Methoden der digitalen Datendokumentation in Forschungsszenarien (z. B. Bilddokumentation: Geldokumentation, Voxeldateien aus MRT-Scans) nennen.	DO.T.N1 Technische Ansätze nennen, wie z. B.: Möglichkeiten zur digitalen Dokumentation von z. B. Protokollen, Experimenten, Daten, Ana­ly­se­pro­zessen, digitalen Herbarien (z. B. mittels Word, OneNote, Etherpad) Möglichkeiten von Systemen für dauerhafte Datenablage/-speicherung und entsprechende Softwareangebote/-archive (z. B. Netzwerkspeicher, Archivierungsserver, Cloudspeicher) Möglichkeiten der Versionsverwaltung und Dateiarchivierung (z. B. Dateibenennung mit fortlaufender Nummerierung, datumsbasierte Dateinamen, Windows Dateiversionsverlauf, Apple Time Machine, Subversion, Git) DO.T.N2 Die Notwendigkeit der Durchführung von Back-ups als elementaren Teil digitaler Datenverwaltung nennen.
Beschreiben (inkl. notwendigem Vorgehen)	DO.U.B1 Didaktisch begründete Vorgehensweisen beim fachgemäßen Einsatz digitaler Techniken zur Dokumentation/Versionierung bzw. Datenarchivierung/Back-up-Erstellung für spezifische Lehr-Lern-Situationen beschreiben.	DO.M.B1 Methodische Vor- und Nachteile sowie Grenzen der spezifischen digitalen Technik bezogen auf Lehr-Lern-Situationen beschreiben.	DO.F.B1 Möglichkeiten der fachgemäßen digitalen Dokumentation/ Versionierung und Datenarchivierung (z. B. Gendatenbanken, Spektraldatenbanken, Datenblätter) unter Berücksichtigung der Zitationsregeln beschreiben.	DO.T.B1 Im Hinblick auf vorhandene Funktionen, technische Rahmenbedingungen, techn. An­for­de­rungen, techn. Vor- und Nachteile (z. B. automatisierte Back-ups) sind die unter DO.T.N1 angeführten Möglichkeiten technische Ansätze zur Dokumentation zu beschreiben. DO.T.B2 Die Notwendigkeit der Durchführung von Back-ups als Teil digitaler Datenverwaltung und das Vorgehen zur Durchführung eines Back-ups inklusive des Restores (Wiederherstellung der Daten) beschreiben.
Anwenden/ Durchführen (praktische und funktionale Realisierung)	DO.U.A1 Planung und Durchführung kompletter Unterrichtsszenarien mit fachgemäßer Anwendung digitaler Techniken zur Dokumentation/Ver­sio­nie­rung bzw. Datenarchivierung/Back-up-Erstellung unter Berücksichtigung geeigneter Organisations- und Sozialformen.			DO.T.A1 Fachunabhängige Integration folgender Prinzipien in die eigene (auch alltägliche) Arbeit: digital dokumentieren eine Versionsverwaltung nutzen Back-up-Lösungen für eigene Dateien nutzen mindestens ein Back-up inklusive Wiederherstellung der Daten durchführen

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Präsentation

Der Kompetenzbereich „Präsentation“ (P) beschreibt die individuelle Fähigkeit, digitale Medien ziel- und adressatengerecht für den Erkenntnis- und Kommunikationsprozess einzusetzen sowie das Wissen über Grenzen und Potenziale unterschiedlicher digitaler Präsentationsmedien.

(Arbeitsgruppe Digitale Basiskompetenzen, 2020, S. 21)

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	Unterrichten (TPACK)	Methodik, Digitalität (TPK)	Fachwissenschaftlicher Kontext (TCK)	Spezielle Technik (TK)
Nennen	P.U.N1 Zu (fachwissenschaftlichen) Präsentationsmedien für den Schuleinsatz geeignete Alternativen nennen (z. B. statt integrierter Mikroskopkamera ein digitales Handmikroskop, mobile Endgeräte als Hochgeschwindigkeitskamera). P.U.N2 Für spezifische Lehr-Lern-Settings/Kontexte unterschiedliche Szenarien zum sachgerechten Einsatz (adressaten-, fach- und zielgerecht) digitaler Präsentationsmedien nennen.	P.M.N1 Prinzipien/Kriterien zur adressatengerechten Gestaltung digitaler Präsentationsmedien (z. B. CTML nach Richard E. Mayer, Gestaltpsychologie nach Wertheimer und Palmer) nennen. P.M.N2 Mögliche Aspekte nennen, auf die sich der Einsatz digitaler Präsentationsmedien beim Lernen und Lehren auswirken kann, z. B. im Hinblick auf: Zeitaufwand Organisationsformen Darstellungsformen Methoden Medienkenntnis/Einarbeitung Interesse und Motivation persönliche und soziale Konsequenzen	P.F.N1 Nennen mehrere fachspezifische/fachwissenschaftliche Szenarien und ggf. Kontexte für: digitale Präsentationsformen die digitale Präsentation von Prozessen (z. B. Zeitraffer für Osmose, Zeitlupe für Bewegungen) die Verwendung von Präsentationshardware (z. B. Wärmebildkameras, Mikroskopkameras, mobile Endgeräte mit Kameras) Präsentationssoftware (z. B. Origin, Matlab), die den aktuellen fachwissenschaftlichen Anforderungen und Zitationsregeln genügt	P.T.N1 Nennen jeweils mehrere technische Möglichkeiten zur Präsentation: von Inhalten unterschiedlicher Größenordnungen (z. B. Dokumentenkamera, Videokamera, Smartphone, Tablet, Mikroskopkamera) von Prozessen auf unterschiedlichen Zeitskalen (z. B. Zeitlupe, Zeitraffer) für ein größeres Auditorium (z. B. Beamer, interaktive Tafeln) für mehrere Gruppen (z. B. Anzeige auf mehreren Endgeräten) für einen einzelnen Empfänger
Beschreiben (inkl. notwendigem Vorgehen)	P.U.B1 Didaktische Voraussetzungen für den Einsatz digitaler Präsentationsmedien im Unterricht, Auswirkungen dieser auf die jeweiligen Unterrichtsverfahren sowie durch digitale Systeme ermöglichte Zugänge zu Basiskompetenzen (vor allem dem Kompetenzbereich Kommunikation) insbesondere beim inklusiven Lehren und Lernen beschreiben.	P.M.B1 Prinzipien/Kriterien zur adressatengerechten Gestaltung digitaler Präsentationsmedien (z. B. CTML nach Richard E. Mayer, Gestaltpsychologie nach Wertheimer und Palmer) beschreiben. P.M.B2 Pädagogische Voraussetzungen sowie Vor- und Nachteile beschreiben, die sich methodisch beim Einsatz digitaler Präsentationsmedien ergeben, z. B. im Hinblick auf: Zeitaufwand Organisationsformen Darstellungsformen Methoden Medienkenntnis/Einarbeitung Interesse und Motivation persönliche und soziale Konsequenzen	P.F.B1 Ausgewählte fachwissenschaftliche Präsentationsformen und -medien beispielhaft beschreiben, z. B.: Hochgeschwindigkeitsaufnahmen von Kollisionen Anfertigen von Diagrammen Zeitrafferaufnahmen von Pflanzenwachstum dreidimensionale Darstellungen von Molekülschwingungen	P.T.B1 Für jede Art der Präsentation mindestens eine Möglichkeit der technischen Umsetzung inklusive des notwendigen Vorgehens unter Bezugnahme auf aktuelle Hard- und Software sowie damit verbundenen technischen Standards beschreiben. P.T.B2 Die Eigenschaften/Funktionalitäten, technischen Voraussetzungen und etwaige Einschränkungen der jeweiligen Systeme beschreiben.
Anwenden/ Durchführen (praktische und funktionale Realisierung)	P.U.A1 Planung und Durchführung kompletter Unterrichtsszenarien unter Einbindung digitaler Präsentationsmedien und -formen und der Berücksichtigung geeigneter Sozial- und Organisationsformen. P.U.A2 Fachwissenschaftliche Darstellungen mit digitalen Medien für den Schulkontext elementarisieren.	P.M.A1 Auswahl bzw. Anpassung bestehender und erstellter eigener Präsentationsmedien unter Berücksichtigung der technischen Möglichkeiten und Einschränkungen sowie Prinzipien/Kriterien zur adressatengerechten Gestaltung.	P.F.A1 Erstellung und Vorführung von Präsentationen im fachwissenschaftlichen Kontext unter Verwendung digitaler Präsentationsmedien, z. B.: Hochgeschwindigkeitsaufnahmen von Kollisionen Anfertigen von Diagrammen Zeitrafferaufnahmen von Pflanzenwachstum dreidimensionale Darstellungen von Molekülschwingungen	P.T.A1 Inbetriebnahme, Kalibrierung und Nutzung für mindestens ein Beispiel jeder Art der oben genannten Möglichkeiten digitaler Präsentation durchführen.

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Kommunikation und Kollaboration

Der Kompetenzbereich „Kommunikation und Kollaboration“ (KK) umfasst die individuelle Fähigkeit, mit digitalen Werkzeugen synchrones oder asynchrones Arbeiten von Einzelpersonen oder Gruppen auf ein gemeinsames Ziel hin zu planen und mit Lernenden durchzuführen. Dazu werden gemeinsame Dateien oder Produkte erstellt und bearbeitet, gemeinsame Datenpools angelegt und bearbeitet sowie Systeme zur Rechtevergabe eingeplant und umgesetzt.

(Arbeitsgruppe Digitale Basiskompetenzen, 2020, S. 21)

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	Unterrichten (TPACK)	Methodik, Digitalität (TPK)	Fachwissenschaftlicher Kontext (TCK)	Spezielle Technik (TK)
Nennen	KK.U.N1 Hardware und/oder Software nennen, die für eine spezifische Lehr-Lern-Situation sachgerecht (adressaten-, fach- und zielgerecht) geeignet ist. KK.U.N2 Kollaborationsszenarien für Einstieg, Erarbeitung und Sicherung nennen. KK.U.N3 Die Systeme als Zugang bzw. Vertiefung für den Kompetenzbereich Kommunikation nennen.	KK.M.N1 Nennen möglicher Grenzen und Auswirkungen/Aspekte der jeweiligen Hardware- bzw. Software-Nutzung im Unterricht im Hinblick auf: Organisationsformen gruppenarbeitsteilige Prozesse in der Sicherung und Erarbeitung (Arbeitspensum, Zuordnung zu Personen) Kommunikation über die Unterrichtszeit hinaus technische Probleme und Vorbereitungszeit gruppendynamische Effekte Selbstorganisation und Selbststeuerung Datensicherheit (Schreib- und Lesezugriff) Zeiteffektivität Motivation Effekte basierend auf BYOD-Nutzung (Mobbing, Angeberei) Daten- bzw. Dateiaustausch	KK.F.N1 Kollaborative Projekte in den Fachwissenschaften (z. B. Seti@Home, Stallcatchers) nennen. KK.F.N2 Kollaborative Laborbücher als eine Art der kollaborativen Zusammenarbeit nennen. KK.F.N3 Kollaborative Dokumentbearbeitung bei Publikationen und Antragstellungen nennen (z. B. über Google Docs oder Office 365). KK.F.N4 Kommunikation mit internationalen Kollegen mittels geeigneter Systeme (z. B. über Skype oder Adobe Connect) nennen. KK.F.N5 Wissensorganisation und Strukturierung über entsprechende Content-Systeme (z. B. CMS und Wikis) nennen.	KK.T.N1 Software für kollaborative Text- und Datenverarbeitung, (z. B. Office 365, Google Docs, Etherpad) nennen. KK.T.N2 Gemeinsam nutzbare Cloud-Speicher-Programme (z. B. Landescloud, Schulcloud, Dropbox, OneDrive, Nextcloud/ ownCloud, Sync’n’Share) nennen. KK.T.N3 Systeme für gemeinsam nutzbare Netzspeicher (z. B. WLAN-Speicher, NAS) nennen. KK.T.N4 Systeme zur Datenverwaltung nennen. KK.T.N5 Möglichkeiten der Versionsverwaltung (z. B. Dateibenennung mit fortlaufender Nummerierung, datumsbasierte Dateinamen, Subversion, Git) nennen. KK.T.N6 Kollaborativ nutzbare Systeme und Strategien zum Daten- und Dateimanagement nennen.
Beschreiben (inkl. notwendigem Vorgehen)	KK.U.B1 Einsatzszenarien einer geeigneten Möglichkeit/Strategie beschreiben. KK.U.B2 Kollaborationsszenarien für Einstieg, Erarbeitung und Sicherung (generische Unterrichtsplanung) beschreiben. KK.U.B3 Beschreiben didaktischer Voraussetzungen für den Einsatz im Unterricht, Auswirkungen dieser auf die jeweiligen Unterrichtsverfahren sowie durch digitale Systeme ermöglichte Zugänge zu Basiskompetenzen (vor allem dem Kompetenzbereich Kommunikation) auch beim inklusiven Lernen und Lehren.	KK.M.B1 Beschreiben Vorteile beim unterrichtlichen Einsatz im Hinblick auf die genannten Aspekte. KK.M.B2 Beschreiben Maßnahmen zur Begegnung möglicher negativer Auswirkungen z. B.: Aufstellen geeigneter Nutzungsregeln Kontrollmechanismen, z. B. Software wie Classroom von Apple, die Arbeitsanteile und Urheberschaft dokumentiert (z. B. Etherpad) Möglichkeiten für strukturierte Nutzerfreigaben und Rechteverwaltung Motivation und Mobbing/Angeberei durch Bereitstellung von Geräten	KK.F.B1 Vorteile der oben genannten Systeme für die Forschung und einzelne Projekte beschreiben.	KK.T.B1 Unter KK.T.N1-6 genannte Hard-/Software-Kombinationen bezüglich ihrer Anwendung beschreiben.
Anwenden/ Durchführen (praktische und funktionale Realisierung)	KK.U.A1 Planung und Durchführung von kompletten Unterrichtsszenarien mit sachgerechtem Einsatz der jeweiligen Technik unter Berücksichtigung geeigneter Organisationsund Sozialformen. KK.U.A2 Einweisung der Lernenden in die Techniken.			KK.T.A1 Nutzen kollaborative Software für Text- und Datenverarbeitung. KK.T.A2 Nutzen Speichersysteme, z. B. Landescloud, Schulcloud. KK.T.A3 Nutzen gemeinsam nutzbare Speichersysteme z. B. WLAN-Speicher, NAS. KK.T.A4 Nutzen Systeme zur Datenverwaltung. KK.T.A5 Erstellen und Überarbeiten (synchron und asynchron) kollaborativ Text- und Datendateien.

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Recherche und Bewertung

Der Kompetenzbereich „Recherche und Bewertung“ (RB) umfasst neben technischen Fertigkeiten die individuelle Fähigkeit, mit digitalen Werkzeugen Informationen zu vorgegebenen Themenbereichen oder zur Lösung von Fragestellungen zu beschaffen, und diese zu strukturieren und zu bewerten. Dazu werden Suchziele definiert, verschiedene Informationsquellen eingebunden und bewertet.

(Arbeitsgruppe Digitale Basiskompetenzen, 2020, S. 22)

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	Unterrichten (TPACK)	Methodik, Digitalität (TPK)	Fachwissenschaftlicher Kontext (TCK)	Spezielle Technik (TK)
Nennen	RB.U.N1 Nennen Bedingungen und Szenarien für den sachgerechten Einsatz von Datenbanken oder Literatur-Datenbanken in Lehr-Lern- Szenarien. RB.U.N2 Nennen Kriterien zur Bewertung der Ergebnisse einer Recherche. RB.U.N3 Nennen die Schritte einer erfolgreichen internetbasierten Informationssuche bzw. Problemlösung (z. B. entsprechend dem IPS-I-Modell nach Brand-Gruwel, Wopereis und Walraven): Definition des zu lösenden Problems Recherche von Informationen Überfliegen und Überprüfen der Rechercheergebnisse Kognitiv-elaborative Verarbeitung der Informationen Präsentation der Informationen	RB.M.N1 Nennen Vor- und Nachteile sowie Grenzen digitaler Datenbanken und Suchmaschinen für die Verwendung in Lehr-Lern- Szenarien. RB.M.N2 Nennen Vor- und Nachteile sowie Grenzen für die Verwendung digitaler Quellen in Lehr-Lern-Szenarien.	RB.F.N1 Nennen mehrere naturwissenschaftsspezifische Datenbanken/Datenarchivierungen (z. B. Gendatenbanken, Spektraldatenbanken, Sammlungsinventardatenbanken). RB.F.N2 Nennen mehrere Literatur-Datenbanken oder -Suchmaschinen (z. B. OPAC, google scholar, web of science, scopus). RB.F.N3 Nennen mindestens zwei Gütekriterien zur Bewertung digitaler Quellen aus fachwissenschaftlicher Perspektive z. B.: Aktualität notwendiger Umfang/Stil/Gestaltung notwendige Datenmenge/Auflösung Fach-/Wissenschaftlichkeit fachlicher, neutraler Sprachstil Validität und Reliabilität Reviewverfahren Urheber und Referenzen RB.F.N4 Nennen Einflussfaktoren auf das Suchergebnis bei der Verwendung von Suchmaschinen z. B.: Suchergebnisse basierend auf vorangegangenen Suchen verwendete Suchbegriffe verwendete Operatoren	RB.T.N1 Nennen Suchmöglichkeiten der digitalen Recherche z. B.: Suchfunktionen von Bibliotheksseiten (u. a. Fachbereichsbibliothek, Universitätsbibliothek) Fachdatenbanken (u. a. elektronische Zeitschriftenbibliothek) elektronische Volltexte (u. a. E-Books, elektronische Dissertationen) RB.T.N2 Nennen Aspekte der Notwendigkeit einer Recherchestrategie (Problemanalyse, Stichwörter, Synonyme und Suchdienste). RB.T.N3 SNennen Aspekte des Aufbaus und der Nutzung/ Erstellung von Datenbanken, z. B.: Datenfelder Datensätze Links Rechte Prüfungsinstanzen
Beschreiben (inkl. notwendigem Vorgehen)	RB.U.B1 Beschreiben sachgerechte Einsatzszenarien von digitalen Recherchen z. B. in (fachspezifischen) Datenbanken oder Literatur- Datenbanken sowie die Durchführung einer Bewertung der Ergebnisse anhand der Gütekriterien. RB.U.B2 Beschreiben die Schritte einer erfolgreichen internetbasierten Informationssuche bzw. Problemlösung anhand eines naturwissenschaftlichen Unterrichtsbeispiels in den unter RB.U.N3 angeführten Schritten (z. B. entsprechend dem IPS-I-Modell nach Brand-Gruwel, Wopereis und Walraven).	RB.M.B1 Beschreiben Vor- und Nachteile sowie Grenzen digitaler Datenbanken und Suchmaschinen für die Verwendung in Lehr- Lern-Szenarien. RB.M.B2 Beschreiben Vor- und Nachteile sowie Grenzen für die Verwendung digitaler Quellen in Lehr-Lern-Szenarien.	RB.F.B1 Beschreiben fachspezifische Möglichkeiten der digitalen Recherche, z. B. OPAC, Fachdatenbanken und elektronische Volltexte. RB.F.B2 Beschreiben Strategien zur Entnahme von Informationen aus digitalen Quellen. RB.F.B3 Beschreiben Eigenschaften zweier naturwissenschaftsspezifischer Datenbanken. RB.F.B4 Beschreiben Eigenschaften zweier Literatur-Datenbanken oder -Suchmaschinen. RB.F.B5 Beschreiben mindestens zwei der unter RB.F.N3 genannten Gütekriterien, z. B. Umfang, Datenmenge/Auflösung, Fachwissenschaftlichkeit, Validität, Reliabilität und Reviewverfahren.	RB.T.B1 UBeschreiben eine Recherchestrategie (Problemanalyse, Stichwörter, Synonyme und Suchdienste). RB.T.B2 Beschreiben Gütekriterien zur Bewertung der Validität von digitalen Quellen, z. B.: Aktualität Wissenschaftlichkeit neutraler Sprachstil Urheber Referenzen Stil/äußere Gestaltung RB.T.B3 Beschreiben den Aufbau von Datenbanken und Funktion von Filtern.
Anwenden/ Durchführen (praktische und funktionale Realisierung)	RB.U.A1 Planung und Durchführung von kompletten Unterrichtsszenarien unter Einbindung von Recherchen z. B. in (fachspezifischen) Datenbanken oder Literatur-Datenbanken sowie der Bewertung der Ergebnisse anhand der Gütekriterien und der Berücksichtigung geeigneter Sozial- und Organisationsformen. RB.U.A2 Planung und Durchführung von naturwissenschaftlichen Unterrichtsszenarien unter Einbindung der Schritte einer erfolgreichen internetbasierten Informationssuche bzw. Problemlösung in den unter RB.U.N3 angeführten Schritten (z. B. entsprechend dem IPS-I-Modell nach Brand-Gruwel, Wopereis und Walraven).	RB.M.A1 Planung und Durchführung von Unterrichtsszenarien, in dem die (fachunabhängigen) Vor- und Nachteile sowie Grenzen digitaler Datenbanken und Suchmaschinen thematisiert werden.	RB.F.A1 Führen eine fachspezifische Recherche gemäß der Gütekriterien durch und bewerten die gefundenen Ergebnisse.

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Messwert- und Datenerfassung

Der Kompetenzbereich „Messwert- und Datenerfassung“ (MD) beschreibt die individuelle Fähigkeit, mit digitalen Werkzeugen mittel- oder unmittelbar Daten zu erheben, indem (Mess-)Daten eingegeben, analoge Daten digitalisiert, Bilder sowie Filme angefertigt, Sonden, Sensoren und Programme (bzw. Apps) eingesetzt und Messwerte aus Dokumentationsmedien wie Bildern oder Videos gewonnen werden.

(Arbeitsgruppe Digitale Basiskompetenzen, 2020, S. 23)

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	Unterrichten (TPACK)	Methodik, Digitalität (TPK)	Fachwissenschaftlicher Kontext (TCK)	Spezielle Technik (TK)
Nennen	MD.U.N1 Zur fachwissenschaftlichen digitalen Messwerterfassung (dME) für den Schuleinsatz taugliche Al­ter­na­ti­ven nennen. MD.U.N2 Für spezifische Lehr-Lern-Settings unterschiedlichster Szena­rien zum sachgerechten Einsatz (schüler-, fach- und zielgerecht) dME und damit verbundene Messstrategien nennen, z. B. zur … Untersuchung der Ver­änderung der Haut­tem­pe­ratur beim Sport oder beim Rauchen durch Thermografie mit Wär­me­bildkameras. Bestimmung des Nitratgehalts eines Gewässers durch com­pu­ter­ge­stütz­te Messwerterfassung. Analyse der Flü­gel­schlag­fre­quen­zen von Insekten mit mobilen Endgeräten.	MD.M.N1 Mögliche weitere Aspekte nennen, auf die sich der Einsatz dME beim Lernen und Lehren auswirken kann, z. B. im Hinblick auf … Zeitaufwand Organisationsformen Darstellungsformen Methoden Medienkenntnis/Einarbeitung Interesse und Motivation persönliche und soziale Konsequenzen	MD.F.N1 Fachwissenschaftliche Szenarien und ggf. Kontexte dME (z. B. Video­analyse, Auf­nah­me eines EKG, pH-Wert-Erfassung) nennen. MD.F.N2 Messinstrumente mit dME (z. B. Wär­me­bild­ka­me­ras, mobile Endgeräte mit Kameras, integrierten und externen Sensoren) nennen, die den aktuellen Anforderungen der fach­wis­sen­schaft­li­chen Forschung genügen. MD.F.N3 Damit korrespondierende Messsysteme und rele­vante Sicherheits­stan­dards nennen. MD.F.N4 Ferngesteuerte Labore (z. B. Teleskope) zur Durch­füh­rung von Experimenten, die vor Ort nicht durch­geführt werden können, nennen.	MD.T.N1 Jeweils mehrere Möglich­keiten der dME nennen, z. B. zur Analyse von Multi­media-Material (z. B. Colo­rimetrie, Video­ana­lyse) zur computer­unter­stützten ME mit schul­spezifischen Sys­temen (für z. B. EKG-, pH-, Temperatur-, Strom-, Spannungs-, Bewegungs­messungen) mit Labor-/Messinstru­menten, die Messdaten zur Weiter­verarbeitung zur Verfü­gung stellen (u. a. digi­tale Wagen, Wärme­bildkameras) mit mobilen Endgeräten mit einge­bauten Sensoren zur Datenaufnahme (z. B. Kamera, Gyroskop, Be­schleunigungs-, Licht­- und Biometrie-Sen­sor) mit mobilen Endgeräten mit externen Sensoren
Beschreiben (inkl. notwendigem Vorgehen)	MD.U.B1 Beschreiben didaktische Vor­aus­set­zun­gen für den Einsatz dME-Systeme im Unterricht (z. B. in­di­vi­du­ell angepasste Instruktionen), Aus­wir­kun­gen der dME auf die je­wei­li­gen Unterrichtsverfahren (z. B. Ermöglichung von forschend-entdeckendem Lernen durch mobile Endgeräte), durch digitale Systeme ermöglichte Zugänge zu Basiskompetenzen, Erkenntnisgewinnung und NOS-Konzepten.	MD.M.B1 Pädagogische Vor­aus­set­zun­gen sowie Vor- und Nachteile beschreiben, die sich methodisch beim Einsatz dME ergeben, z. B. im Hinblick auf die unter MD.M.N1 gelisteten Aspekte.	MD.F.B1 Ausgewählte fachwissen­schaftliche Szenarien der dME beispielhaft be­schrei­ben.	MD.T.B1 Für jede Art der dME mindes­tens eine Mög­lich­keit der technischen Umset­zung inkl. des not­wendigen Vorgehens unter Bezugnahme auf aktuelle Hard- und Soft­ware sowie damit ver­bun­de­nen Standards beschreiben. MD.T.B2 Die Messcharakteristika (z. B. Mess­be­reich, Messgenauigkeit, Auflösung, Abtastrate, Ein­satz­be­rei­che, Limitierungen) der Systeme beschreiben.
Anwenden/ Durchführen (praktische und funktionale Realisierung)	MD.U.A1 Planung und Durchführung kompletter Unterrichtsszenarien unter Einbindung einer digitalen Mess­wert­er­fas­sung		MD.F.A1 Aufnahme von Mess­werten im fachwissen­schaftlichen Kontext unter Verwendung von dME, z. B.: Durchführung einer Elektrokardiographie, Durchführung einer Titration, quantitative Untersuchung von Stoßversuchen.	MD.T.A1 Inbetriebnahme, Kalibrierung und Mess­werterfassung für mindestens ein Beispiel je­der Art der oben genannten Möglichkeiten der dME.

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Datenverarbeitung

Der Kompetenzbereich „Datenverarbeitung“ (DV) beschreibt die individuelle Fähigkeit, Daten mit digitalen Werkzeugen weiterzuverarbeiten. Dies umfasst Filterung, Berechnungen neuer Größen, Aufbereitung, statistische Analysen und Zusammenführen von Datensätzen.

(Arbeitsgruppe Digitale Basiskompetenzen, 2020, S. 24)

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	Unterrichten (TPACK)	Methodik, Digitalität (TPK)	Fachwissenschaftlicher Kontext (TCK)	Spezielle Technik (TK)
Nennen	DV.U.N1 Werkzeuge für den sachgerechten Einsatz (adressaten-, fach- und zielgerecht) der Datenverarbeitung nennen. DV.U.N2 Szenarien zum Einsatz der genannten Möglichkeiten einer Datenverarbeitung in spezifischen Lehr-Lern-Situationen mit Passung zu einem inhaltlich sinnvollen Kontext nennen.	DV.M.N1 Für eine Lehr-Lern-Situation notwendige Vorkenntnisse und Kompetenzen der Lernenden zum Einsatz der Techniken nennen. DV.M.N2 Methodische Aspekte des Lernen und Lehrens über digitale Datenverarbeitung nennen, z. B. hinsichtlich: Zeit Organisationsform Ausrüstungs- und Materialbedarf DV.M.N3 Zu beachtende Punkte bei der Verarbeitung von personenbezogenen Daten im Rahmen von Arbeitsschritten nennen.	DV.F.N1 Quasi etablierte Vorgehensweisen der digitalen Datenverarbeitung im Fachgebiet nennen. DV.F.N2 Fachwissenschaftliche Szenarien mit zugehörigen Methoden der fachspezifischen Datenverarbeitung nennen, z. B.: Bestimmung und Extraktion von Kurvenmaxima (z. B. Schallpegel, Beschleunigungsmessungen) Colorimetrie (DNA-Arrays, Konzentrationsmessungen) Messunsicherheiten, Standardfehler, Streuung, etc. bei der Auswertung von Messdaten Konzentrationsberechnungen aus Stoffmengen- und Volumenangaben inklusive einer fachlichen Kontextuierung (z. T. auch Big-Data-Analysen)	DV.T.N1 Verschiedene Datentypen und Kodierungen sowie zugehörige Daten- bzw. Dateiformate (sowie damit erlaubte Operationen) nennen, z. B. für: Bild und Video Audio Werte (Integer, Float) Text DV.T.N2 Digitale Werkzeuge (z. B. Statistikprogramme, Tabellenkalkulation, Datenbanken) zur Filterung Berechnung neuer Größen Aufbereitung zur Visualisierung statistischen Analyse Bild-, Audio- und Videoanalyse Verknüpfung von Daten Automatisierung in der Datenverarbeitung nennen. DV.T.N3 Unterstützte Dateiformate der genannten Werkzeuge nennen. DV.T.N4 Möglichkeiten des Exports und Imports von digitalen Daten der genannten Datentypen und Kodierungen nennen. DV.T.N5 Möglichkeiten zur Konvertierung der Daten und Datenformate nennen.
Beschreiben (inkl. notwendigem Vorgehen)	DV.U.B1 Didaktische Voraussetzungen der digitalen Datenverarbeitung für den Einsatz in und Auswirkungen auf die jeweiligen Unterrichtsverfahren beschreiben. DV.U.B2 Durch digitale Datenverarbeitung ermöglichte Zugänge zu Basiskompetenzen (vor allem zum Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung) beschreiben.	DV.M.B1Möglichkeiten zum Schutz und zur Anonymisierung von personenbezogenen Daten beschreiben. DV.M.B2 Vor- und Nachteile methodischer Aspekte der digitalen Datenverarbeitung beim Lernen und Lehren beschreiben, z. B. hinsichtlich: Zeit Organisationsform Ausrüstungs- und Materialbedarf	DV.F.B1 Fachwissenschaftliche Szenarien mit zugehörigen Methoden, in denen fachspezifische Datenverarbeitung stattfindet, beschreiben.	DV.T.B1 Eigenschaften der Datentypen und -formate sowie mit einer Konvertierung verbundene Änderungen beschreiben. DV.T.B2 Verfahren (z. B. Statistikprogramme, Tabellenkalkulation, Datenbanken) zur Filterung, Berechnung neuer Größen, Aufbereitung zur Visualisierung, statistischen Analyse, Bild-, Audio- und Videoanalyse, Verknüpfung von Daten und Automatisierung in der Datenverarbeitung beschreiben. DV.T.B3 Mögliche Schwierigkeiten beim Export und Import von digitalen Daten der genannten Typen beschreiben. DV.T.B4 Möglichkeiten zur Konvertierung der Daten und Datenformate beschreiben. DV.T.B5 Datenstruktur von xml-, csv-Dateien (auch mit Strichpunktseparation) beschreiben.
Anwenden/ Durchführen (praktische und funktionale Realisierung)	DV.U.A1 Planung und Durchführung kompletter Unterrichtsszenarien unter Einbindung digitaler Datenverarbeitung und der Berücksichtigung geeigneter Sozial- sowie Organisationsformen.			DV.T.A1 Verfahren (z. B. Statistikprogramme, Tabellenkalkulation, Datenbanken) zur Filterung, Berechnung neuer Größen, Aufbereitung zur Visualisierung, statistischen Analyse, Bild-, Audio- und Videoanalyse, Verknüpfung von Daten und Automatisierung in der Datenverarbeitung anwenden. DV.T.A2 Digitale Daten der Datentypen und -formate exportieren und importieren. DV.T.A3 Daten und Datenformate mit ausgewählter Software konvertieren.

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Simulation und Modellierung

Der Kompetenzbereich „Simulation und Modellierung“ (SM) beschreibt die individuellen Fertigkeiten, computergestützte Modellierungen zu erstellen sowie bestehende digitale Simulationen ziel- und adressatengerecht für den Erkenntnis- und Kommunikationsprozess einzusetzen sowie das Wissen über Grenzen und Potenziale von Modellen und Simulationen im Erkenntnisgewinnungsprozess.

(Arbeitsgruppe Digitale Basiskompetenzen, 2020, S. 25)

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	Unterrichten (TPACK)	Methodik, Digitalität (TPK)	Fachwissenschaftlicher Kontext (TCK)	Spezielle Technik (TK)
Nennen	SM.U.N1 Nennen Szenarien für den sachgerechten Einsatz digitaler Simulationen und Modellierungen (z. B. Tabellenkalkulation, Geogebra für den Einsatz in der Lehre) sowie Software und Strategien zum Einsatz in einem spezifischen Lehr-Lern-Szenarien, z. B.: als Möglichkeit des Erkenntnisgewinns mangels anderer finanzierbarer, zugänglicher und sicherer Methoden als fachspezifische Arbeitsweise als zeitlich optimierte Form der Datengewinnung interaktive Methode als Ansatz für eine gezielte, variable Modellkritik	SM.M.N1 Nennen Vor- und Nachteile, typische Eigenschaften sowie die Grenzen in Lehr-Lern- Szenarien unter Berücksichtigung von z. B.: fachlicher Korrektheit (Vereinfachung) Modellvarianten, normativ (Rezepte, Berechnung von Zinsen), deskriptiv (Wetterbericht, Kettenlinie) Qualität der Repräsentation Zeitaufwand (Berechnungsdauer) Einweisungszeit der Realisierung risikofreier, fehlertoleranter Räume (Sicherheitsaspekte) der jeweiligen mathematischen Modelle (z. B. Parameter, Rundungsfehler, Eingabegenauigkeit) notwendiger Vorkenntnisse SM.M.N2 Nennen Vor- und Nachteile im Vergleich zu analogen Simulationen (Planspiele).	SM.F.N1 Nennen mehrere fachwissenschaftliche Szenarien, in denen Simulation bzw. Modellierung zur Erkenntnisgewinnung genutzt wird (z. B. Temperaturfelder, Magnetfelder, Klimamodelle). SM.F.N2 Nennen mindestens zwei Methoden der digitalen Simulation bzw. Modellierung in Forschungsszenarien (z. B. Populationsdynamiken nach Lotka-Volterra). SM.F.N3 Nennen mehrere Datenquellen, aus denen für eine Modellierung einsetzbare Daten entnommen/bezogen werden können (z. B. Wetterdaten, Populationen, Messwerte aus den Fachwissenschaften). SM.F.N4 Nennen Erkenntnisse, die mit Simulationen gewonnen wurden (z. B. Materialbeanspruchung, Crashtests, Wettervorhersage, Erderwärmung). SM.F.N5 Nennen unterschiedliche Zielkategorien des Einsatzes von Simulationen: prognostisch → Generierung von Messwerten analytisch → Abgleich mit Messwerten Veranschaulichung → Vermittlung eingebundenen in einen Selbstlernprozess → Erkenntnisgewinnung SM.F.N6 Nennen unterschiedliche Zielkategorien des Einsatzes von Modellierungs-Applikationen prognostisch → Generierung von Messwerten analytisch → Abgleich mit Messwerten	SM.T.N1 Nennen mehrere Programme oder Webpakete, mit denen Simulationen und Modellierungen vorgenommen werden können (abseits einer Tabellenkalkulation wie z. B. Excel). SM.T.N2 Nennen für die digitale Modellierung notwendige Datengrundlagen, Fertigkeiten und notwendige Vorkenntnisse des Bedieners/Nutzers, z. B. im Hinblick auf: Programmierung und Syntax benötigte Hardware (Leistung) Datenpoolgröße für Berechnungen SM.T.N3 Nennen mehrere Simulationen und Zugänge zu Simulationen: zur Generierung von Daten im Erkenntnisprozess, z. B. mit einem Tabellenkalkulationsprogramm zum Abgleich mit experimentell gewonnenen Daten, Daten, z. B. mit einem Tabellenkalkulationsprogramm zur Veranschaulichung fachlicher Zusammenhänge, z. B. PhET-Simulationen SM.T.N4 Nennen Kennzeichen einer Simulation: die Übertragung eines Bedeutungszusammenhanges von einer Objektdarstellung in eine andere strukturgetreue Abbildung handlungsgetreue Abbildung Reduktion der Komplexität
Beschreiben (inkl. notwendigem Vorgehen)	SM.U.B1 Beschreiben didaktische Voraussetzungen für den Einsatz von Simulationen und Modellierungen im Unterricht und deren Auswirkungen auf die jeweiligen Unterrichtsverfahren sowie durch digitale Systeme ermöglichte Zugänge zu Basiskompetenzen (vor allem zum Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung und ggf. Kommunikation).	SM.M.B1 Beschreiben und bewerten Simulationen und Modellierungssoftware bezüglich Motivation (Usability, Attraktivität, Klarheit der Beschreibung und Zielsetzung) und Methodik (Flexibilität, Passung an die Zielgruppe, Umsetzung, klare Beschreibung und Zielsetzung). SM.M.B2 Beschreiben Vor- und Nachteile im Vergleich zu analogen Simulationen (Planspiele).	SM.F.B1 Beschreiben den Erkenntnisgewinn mit Simulationen und deren Vor-/Nachteile sowie deren erkenntnistheoretische Limitierungen in verschiedenen konkreten Forschungsszenarien.	SM.T.B1 Bearbeiten den Funktionsumfang der genannten Pakete bzw. Programme in Hinblick auf: Parametrisierung Rechenzeit Mathematisierung und GUI bzw. Modellbeschreibung Ausgabemöglichkeiten (als Graphen oder Datensätze)
Anwenden/ Durchführen (praktische und funktionale Realisierung)	SM.U.A1 Planung und Durchführung kompletter Unterrichtsszenarien unter Einbindung von Simulationen bzw. Modellierungen und der Berücksichtigung geeigneter Sozial- und Organisationsformen.			SM.T.A1 Führen mindestens eine Modellierung inklusive Simulation und Ergebnissicherung durch.

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Technische Basiskompetenzen

Der Kompetenzbereich “Technische Basiskompetenzen” beschreibt die grundlegenden individuellen Fähigkeiten und Fertigkeiten, gängige Verbindungssysteme und Schnittstellen (z. B. HDMI, USB und deren Steckerformate) nennen, beschreiben und nutzen zu können. Darüber hinaus sollten kabellose Verbindungsprotokolle genannt und deren Reichweite sowie Verbindungsprozesse beschrieben werden können. Das Ziel ist es, funktionsfähige Arbeitsumgebungen eigenständig einrichten und nutzen zu können.

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Rechtliche Rahmenbedingungen

Der Kompetenzbereich “Rechtliche Rahmenbedingungen” (RR) beschreibt die individuelle Fähigkeit, rechtliche Fragestellungen beim Einsatz digitaler Medien und Plattformen in der Schule zu erkennen. Dazu gehören Datenschutzbestimmungen zur Verarbeitung und Speicherung personenbezogener Daten, Lizenzbestimmungen, Alters- und Inhaltsbeschränkungen und Urheberrecht. Dies beinhaltet auch, die zur Klärung der rechtlichen Rahmenbedingungen vor dem Einsatz digitaler Medien notwendigen Grundkenntnisse.

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