Digitale Zwillinge in der naturwissenschaftlichen Bildung

Abstract

Digitale Medien sind elementarer Bestandteil in Lehr-Lern-Prozessen und stehen im Einklang mit den physischen, medialen und virtuellen Lebensräumen der Schüler:innen indem sie Gegenwarts- und insbesondere auch eine Zukunftsbedeutung für die Heranwachsenden haben. Die didaktisch-methodische Reflektion und Bewertung von technologischen Innovationen aus dem Internet of Things (IoT) oder der Industrie 4.0 ermöglichen es, grundlegende Aussagen zu fächerspezifischen sowie fächerübergreifenden Potentialen zum Einsatz im schulischen Kontext zu formulieren. In diesem Beitrag werden die Potentiale für ein gelingendes Lehren und Lernen in der naturwissenschaftlichen Bildung von digitalen Zwillingen zusammenfassend betrachtet. Digitale Zwilling sind bereits in der industriellen Prozessentwicklung und -optimierung implementiert. Grundsätzlich nehmen die, in digitalen Zwillingen, repräsentierten Vernetzungsstrukturen zwischen digitaler und realer Welt und deren Potential in den Bereichen künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und Data-Mining-Prozessen einen wesentlichen Fokus ein. Um Bildungsperspektiven für den naturwissenschaftlichen Unterricht abzuleiten, werden die eingehenden und ausgehenden Datenstrukturen und deren Funktionsweisen in digitalen Zwillingen näher betrachtet. Der Beitrag thematisiert den Blick auf digitale Zwillinge als intelligente neue Bildungstechnologie in Lehr-Lern-Prozessen, welche auch im industriellen Sektor noch nicht an ihrem Entwicklungsendpunkt steht und vielfältige Anwendungspotentiale im Schulkontext, viele offene Forschungsfragen und Entwicklungspotentiale im Rahmen der Bildungsforschung bereithalten.