DiKoLAN-CH

DiKoLAN-CH ist eine Adaption des Orientierungsrahmens DiKoLAN (Becker et al., 2020) für die Ausbildung von Lehrpersonen für die Deutschschweizer Sekundarstufe I entsprechend des Lehrplan 21. Die Oberflächen- und Tiefenstrukturen sowie die Kompetenzbereichsbeschreibungen wurden vom DiKoLAN übernommen und unverändert beibehalten. Die innerhalb der Kompetenzbereiche formulierten Kompetenzerwartungen wurden grundlegend überarbeitet.

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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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Kompetenzniveau	Unterrichten (TPACK)	Methodik, Digitalität (TPK)	Fachwissenschaftlicher Kontext (TCK)	Spezielle Technik (TK)
Nennen	DO.U.N1 Digitale Techniken zur Dokumentation, Versionierung und Back-up-Erstellung für spezifische Unterrichtssituationen nennen (z. B. beim Experimentieren, für Ergebnisse einer Literaturrecherche).	DO.M.N1 Pädagogische Kriterien nennen, die bei digitaler Dokumentation im Unterricht relevant sein können, z. B. in Bezug auf mögliche Sozialformen, Zugang zu den Speichersystemen, Zeitbedarf, Hardwarebedarf, Zugriffsbeschränkungen.	DO.F.N1 Mehrere Kontexte der fachwissenschaftlichen digitalen Dokumentation, Versionsverwaltung und Datensicherung nennen (z. B. Gendatenbanken, Datenblätter).	DO.T.N1 Mehrere technische Ansätze und Möglichkeiten zur digitalen Dokumentation nennen (z. B. Word, OneNote, Etherpad, Fotos, Videos und Audios zur digitalen Dokumentation von Protokollen, Experimenten, Daten, Analyseprozessen, Pflanzensammlungen). DO.T.N2 Mehrere technische Ansätze und Möglichkeiten der Versionsverwaltung nennen (z. B. Dateibenennung mit fortlaufender Nummerierung, datumsbasierte Dateinamen, Windows Dateiversionsverlauf, Git). DO.T.N3 Mehrere technische Ansätze und Möglichkeiten von Systemen für dauerhafte Datensicherung und entsprechende Softwareangebote/-archive nennen (z. B. Netzwerkspeicher, Cloudspeicher). DO.T.N4 Die Notwendigkeit der Durchführung von Back-ups als elementaren Teil digitaler Datenverwaltung nennen.
Beschreiben (inkl. notwendigem Vorgehen)	DO.U.B1 Vorgehensweisen beim fachgemässen Einsatz digitaler Techniken zur Dokumentation, Versionierung und Back-up-Erstellung für spezifische Unterrichtssituationen beschreiben.	DO.M.B1 Pädagogische Voraussetzungen sowie Vor- und Nachteile sowie Grenzen der spezifischen digitalen Technik zur Dokumentation im Unterricht beschreiben z. B. in Bezug auf mögliche Sozialformen, Zugang zu den Speichersystemen, Zeitbedarf, Hardwarebedarf, Zugriffsbeschränkungen.	DO.F.B1 Ausgewählte Kontexte der fachwissenschaftlichen digitalen Dokumentation, Versionsverwaltung und Datensicherung beschreiben (z. B. Gendatenbanken, Datenblätter).	DO.T.B1 Ausgewählte technische Ansätze und Möglichkeiten zur digitalen Dokumentation, Versionsverwaltung und dauerhaften Datensicherung beschreiben in Bezug auf vorhandene Funktionen, technische Anforderungen, technische Vor- und Nachteile. DO.T.B2 Die Notwendigkeit der Durchführung von Back-ups als Teil digitaler Datenverwaltung und das Vorgehen zur Durchführung eines Back-ups beschreiben.
Anwenden/Durchführen (praktische und funktionale Realisierung)	DO.U.A1 Unterricht mit fachgemässer Anwendung digitaler Techniken zur Dokumentation, Versionierung und Back-up-Erstellung planen, durchführen und reflektieren.			DO.T.A1 Folgende Prinzipien in die eigene (auch alltägliche) Arbeit fachunabhängig integrieren: digital dokumentieren, eine Versionsverwaltung nutzen, Back-ups für eigene Dateien nutzen.

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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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Kompetenzniveau	Unterrichten (TPACK)	Methodik, Digitalität (TPK)	Fachwissenschaftlicher Kontext (TCK)	Spezielle Technik (TK)
Nennen	PR.U.N1 Für den naturwissenschaftlichen Unterricht unterschiedliche Kontexte zum Einsatz digitaler Präsentationsmedien nennen. PR.U.N2 Potentiale von digitalen Präsentationsmedien im naturwissenschaftlichen Unterricht nennen. PR.U.N3 Für den Unterricht geeignete Alternativen zu fachwissenschaftlichen Präsentationsmedien nennen (z. B. statt integrierter Mikroskopkamera ein digitales Handmikroskop, mobile Endgeräte als Hochgeschwindigkeitskamera).	PR.M.N1 Pädagogische Kriterien zur adressatengerechten Gestaltung digitaler Präsentationsmedien unter Berücksichtigung aktueller Forschung zur Lehr-, Lern- und Medienpsychologie nennen. PR.M.N2 Mögliche Aspekte nennen, auf die sich der Einsatz digitaler Präsentationsmedien beim Lernen und Lehren auswirken kann, z. B. in Bezug auf Zeitaufwand, Organisationsformen, Darstellungsformen, Methoden, Medienkenntnis/Einarbeitung, Interesse und Motivation, persönliche sowie soziale Implikationen und Konsequenzen, individuelle physische Einschränkungen (z. B. erhebliche Sehschwäche).	PR.F.N1 Mehrere fachwissenschaftliche Kontexte der digitalen Präsentation nennen für naturwissenschaftsspezifische Darstellungsweisen (z. B. Falschfarbendarstellungen in der Thermografie, dreidimensionale Darstellungen von Molekülen und des Proteinbaus), die digitale Präsentation von Prozessen (z. B. Zeitraffer für Osmose, Zeitlupe für Bewegungen), die Verwendung von Präsentationshardware (z. B. Wärmebildkameras, Mikroskopkameras, Smartphones und Tablets).	PR.T.N1 Mehrere technische Möglichkeiten zur Präsentation nennen: zur vergrösserten oder verkleinerten Darstellung von Inhalten unterschiedlicher Grössenordnungen (z. B. digitales Mikroskop, Dokumentenkamera, Videokamera, Smartphone, Tablet, digitales Teleskop) zur verlangsamten oder beschleunigten Darstellung von Prozessen auf unterschiedlichen Zeitskalen (z. B. Zeitlupe, Zeitraffer) bezogen auf die Grösse der Empfängergruppe (z. B. Beamer oder interaktive Tafeln für ein grösseres Auditorium, Anzeige auf geteilten Endgeräten für mehrere Empfängergruppen oder Anzeige auf Smartphones oder Tablets für einzelne Empfänger).
Beschreiben (inkl. notwendigem Vorgehen)	PR.U.B1 Didaktische Voraussetzungen für den Einsatz digitaler Präsentationsmedien im Unterricht beschreiben. PR.U.B2 Auswirkungen digitaler Präsentationsmedien auf den Unterricht beschreiben (z. B. durch digitale Systeme ermöglichte Zugänge zur Erkenntnisgewinnung).	PR.M.B1 Pädagogische Kriterien zur adressatengerechten Gestaltung digitaler Präsentationsmedien unter Berücksichtigung aktueller Forschung zur Lehr-, Lern- und Medienpsychologie beschreiben. PR.M.B2 Pädagogische Voraussetzungen sowie Vor- und Nachteile und Grenzen beschreiben, die sich methodisch beim Einsatz digitaler Präsentationsmedien ergeben, z. B. in Bezug auf Zeitaufwand, Organisationsformen, Darstellungsformen, Methoden, Medienkenntnis/Einarbeitung, Interesse und Motivation, persönliche sowie soziale Implikationen und Konsequenzen, individuelle physische Einschränkungen (z. B. erhebliche Sehschwäche).	PR.F.B1 Ausgewählte fachwissenschaftliche Kontexte der digitalen Präsentation beschreiben für naturwissenschaftsspezifische Darstellungsweisen (z. B. Falschfarbendarstellungen in der Thermografie, dreidimensionale Darstellungen von Molekülen und des Proteinbaus), die digitale Präsentation von Prozessen (z. B. Zeitraffer für Osmose, Zeitlupe für Bewegungen), die Verwendung von Präsentationshardware (z. B. Wärmebildkameras, Mikroskopkameras, Smartphones und Tablets).	PR.T.B1 Für jede technische Möglichkeit der Präsentation ausgewählte technische Umsetzungen beschreiben: zur vergrösserten oder verkleinerten Darstellung von Inhalten unterschiedlicher Grössenordnungen (z. B. digitales Mikroskop, Dokumentenkamera, Videokamera, Smartphone, Tablet, digitales Teleskop) zur verlangsamten oder beschleunigten Darstellung von Prozessen auf unterschiedlichen Zeitskalen (z. B. Zeitlupe, Zeitraffer) bezogen auf die Grösse der Empfängergruppe (z. B. Beamer oder interaktive Tafeln für ein grösseres Auditorium, Anzeige auf geteilten Endgeräten für mehrere Empfängergruppen oder Anzeige auf Smartphones oder Tablets für einzelne Empfänger) PR.T.B2 Eigenschaften/Funktionalitäten, technische Voraussetzungen und etwaige Einschränkungen der jeweiligen Systeme beschreiben.
Anwenden/Durchführen (praktische und funktionale Realisierung)	PR.U.A1 Unterricht unter Einbindung digitaler Präsentationsmedien und -formen planen, durchführen und reflektieren. PR.U.A2 Fachwissenschaftliche Darstellungen für den Schulkontext aufbereiten.	PR.M.A1 Eigene oder bestehende Präsentationsmedien erstellen bzw. auswählen und anpassen, unter Berücksichtigung der Prinzipien/Kriterien zur adressatengerechten Gestaltung, technischen Möglichkeiten und Einschränkungen sowie methodischen Chancen und Herausforderungen.		PR.T.A1 Für jede technische Möglichkeit mindestens ein Beispiel digitaler Präsentation einrichten und durchführen: zur vergrösserten oder verkleinerten Darstellung von Inhalten unterschiedlicher Grössenordnungen (z. B. digitales Mikroskop, Dokumentenkamera, Videokamera, Smartphone, Tablet, digitales Teleskop) zur verlangsamten oder beschleunigten Darstellung von Prozessen auf unterschiedlichen Zeitskalen (z. B. Zeitlupe, Zeitraffer) bezogen auf die Grösse der Empfängergruppe (z. B. Beamer oder interaktive Tafeln für ein grösseres Auditorium, Anzeige auf geteilten Endgeräten für mehrere Empfängergruppen oder Anzeige auf Smartphones oder Tablets für einzelne Empfänger)

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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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Kompetenzniveau	Unterrichten (TPACK)	Methodik, Digitalität (TPK)	Fachwissenschaftlicher Kontext (TCK)	Spezielle Technik (TK)
Nennen	KK.U.N1 Hardware und/oder Software zur Kommunikation und Kollaboration nennen, die für eine spezifische Unterrichtssituation geeignet sind. KK.U.N2 Kollaborationsszenarien für Einstieg, Erarbeitung und Ergebnissicherung nennen.	KK.M.N1 Pädagogische Kriterien nennen, die bei digitaler Kommunikation und Kollaboration im Unterricht relevant sein können, z. B. in Bezug auf Motivation, 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-/Lesezugriff), Zeiteffektivität, Effekte basierend auf Nutzung eigener Endgeräte der Lernenden (Mobbing, Angeberei), Daten- bzw. Dateiaustausch, Datenschutz.	KK.F.N1 Mehrere gemeinsame Projekte in den Fachwissenschaften nennen (z. B. CERN, ETH, EMPA, Folding@Home,Seti@Home, Stallcatchers). KK.F.N2 Mehrere Beispiele gemeinsamer Dokumentbearbeitung in den Fachwissenschaften nennen (z. B. bei Publikationen, Antragstellungen und Berichten). KK.F.N3 Mehrere Content-Systeme zur Wissensorganisation und -strukturierung in den Fachwissenschaften nennen (z. B. CMS, Wikis, Github).	KK.T.N1 Mehrere Softwareanwendungen für gemeinsame Text- und Datenverarbeitung nennen (z. B. Office 365, Google Docs, Etherpad). KK.T.N2 Mehrere gemeinsam nutzbare Cloud-Speicher nennen (z. B. Landescloud, Schulcloud, Dropbox, OneDrive, Nextcloud/ ownCloud, Sync’n’Share). KK.T.N3 Mehrere Beispiele für gemeinsam nutzbare lokale Netzspeicher nennen (z. B.schuleigener Server). KK.T.N4 Mehrere Systeme zur gemeinsamen Datenverwaltung nennen (z. B. digitales Klassenbuch). KK.T.N5 Mehrere technische Ansätze und Möglichkeiten der Versionsverwaltung gemeinsamer Dateien nennen (z. B. Git und Github, Dateibenennung mit fortlaufender Nummerierung, datumsbasierte Dateinamen).
Beschreiben (inkl. notwendigem Vorgehen)	KK.U.B1 Möglichkeiten für digitale Kommunikation und Kollaboration im Unterricht beschreiben. KK.U.B2 Didaktische Voraussetzungen für den Einsatz digitaler Kommunikation und Kollaboration im Unterricht beschreiben. KK.U.B3 Auswirkungen digitaler Kommunikation und Kollaboration auf die jeweiligen Unterrichtsverfahren beschreiben (z. B. Unterstützung von Lernen durch Lehren anhand des Erstellens von Peerfeedbacktools).	KK.M.B1 Vorteile und Nachteile sowie Grenzen beim unterrichtlichen Einsatz digitaler Kommunikation und Kollaboration beschreiben, z. B. in Bezug auf Motivation, 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, Effekte basierend auf Nutzung eigener Endgeräte der Lernenden (Mobbing, Angeberei), Daten- bzw. Dateiaustausch, Datenschutz. KK.M.B2 Massnahmen zur Vorbeugung möglicher negativer Auswirkungen digitaler Kommunikation und Kollaboration beschreiben, z. B. in Bezug auf Aufstellen geeigneter Nutzungsregeln, Kontrollmechanismen, Software wie Apple Classroom, Dokumentation von Arbeitsanteilen, Nutzerfreigaben und Rechteverwaltung, Bereitstellung schuleigener Geräte.	KK.F.B1 Vorteile und Nachteile sowie Grenzen gemeinsamer Dokumentenbearbeitung, Wissensorganisation und -strukturierung in den Fachwissenschaften beschreiben.	KK.T.B1 Ausgewählte Softwareanwendungen für gemeinsame Text- und Datenverarbeitung bezüglich ihrer Anwendung beschreiben (z. B. Office 365, Google Docs, Etherpad). KK.T.B2 Ausgewählte gemeinsam nutzbare Cloud-Speicher bezüglich ihrer Anwendung beschreiben (z. B. Landescloud, Schulcloud, Dropbox, OneDrive, Nextcloud/ ownCloud, Sync’n’Share). KK.T.B3 Ausgewählte Beispiele für gemeinsam nutzbare lokale Netzspeicher bezüglich ihrer Anwendung beschreiben (z. B. schuleigener Server). KK.T.B4 Ausgewählte Systeme zur gemeinsamen Datenverwaltung bezüglich ihrer Anwendung beschreiben (z. B. digitales Klassenbuch). KK.T.B5 Ausgewählte technische Ansätze und Möglichkeiten der Versionsverwaltung gemeinsamer Dateien bezüglich ihrer Anwendung beschreiben (z. B. Git und Github, Dateibenennung mit fortlaufender Nummerierung, datumsbasierte Dateinamen).
Anwenden/Durchführen (praktische und funktionale Realisierung)	KK.U.A1 Unterricht mit digitaler Kommunikation und Kollaboration planen, durchführen und reflektieren.			KK.T.A1 Gemeinsam Text- und Datendateien erstellen und überarbeiten. KK.T.A2 Gemeinsam nutzbare Cloud-Speicher nutzen (z. B. Landescloud, Schulcloud, Dropbox, OneDrive, Nextcloud/ ownCloud, Sync’n’Share). KK.T.A3 Gemeinsam nutzbare lokale Netzspeicher nutzen (z. B. schuleigene Server). KK.T.A4 Systeme zur gemeinsamen Datenverwaltung nutzen. KK.T.A5 Gemeinsam Dateien versionieren (z. B. mit Git und Github, Dateibenennung mit fortlaufender Nummerierung, datumsbasierte Dateinamen).

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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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Kompetenzniveau	Unterrichten (TPACK)	Methodik, Digitalität (TPK)	Fachwissenschaftlicher Kontext (TCK)	Spezielle Technik (TK)
Nennen	RB.U.N1 Bedingungen und Szenarien für den sachgerechten Einsatz digitaler Suchmaschinen, Fachdatenbanken und Literaturdatenbanken im Unterricht nennen.	RB.M.N1 Vor- und Nachteile sowie Grenzen digital gestützter Suchdienste für die Verwendung im Unterricht nennen. RB.M.N2 Vor- und Nachteile sowie Grenzen der Verwendung digitaler Quellen im Unterricht nennen.	RB.F.N1 Mehrere fachwissenschaftliche Datenbanken nennen (z. B. Chemikaliendatenbank, Gefahrstoffregister, Rote Listen für gefährdete Arten, Naturkonstanten). RB.F.N2 Mehrere fachwissenschaftlich genutzte Suchdienste nennen (z. B. OPAC, Google Scholar, Web of Science, Scopus, Elektronische Zeitschriftenbibliothek). RB.F.N3 Mehrere Gütekriterien zur Bewertung digitaler Quellen aus fachwissenschaftlicher Perspektive nennen, z. B.: Aktualität, notwendiger Umfang/Stil/Gestaltung, notwendige Datenmenge/Auflösung, Fach-/Wissenschaftlichkeit, Fachlicher, neutraler Sprachstil, Validität und Reliabilität, Reviewverfahren, Urheberschaft und Referenzen.	RB.T.N1 Mehrere Suchdienste und Quellen für digitale Recherche nennen, z. B.: Suchmaschinen (u. a. Google Scholar, Google, Bing), Literaturdatenbanken (u. a. Swisscovery), Suchfunktionen von Bibliotheksseiten (u. a. Universitätsbibliothek, Fachbereichsbibliothek, Kantonsbibliothek), Fachdatenbanken (u. a. FIS, paedocs), elektronische Volltexte (u. a. E-Books, elektronische Dissertationen), Soziale Netzwerke für Forschende (u. a. ResearchGate, Academia, Mendeley). RB.T.N2 Die Notwendigkeit einer Recherchestrategie nennen (u. a. Problemanalyse, Stichwörter, Synonyme und Suchdienste). RB.T.N3 Grundlegende Konzepte des Aufbaus von Datenbanken nennen, z. B.: Datensätze, Datenfelder, Verknüpfungen, Rechtevergabe. RB.T.N4 Mehrere Einflussfaktoren auf das Suchergebnis bei der Verwendung von Suchdiensten nennen (z. B. verwendete Suchbegriffe und Operatoren sowie vorangegangene Suchen). RB.T.N5 Ausgewählte Gütekriterien zur Bewertung der Validität von digitalen Quellen nennen, z. B.: Aktualität, Wissenschaftlichkeit, neutraler Sprachstil, Urheberschaft, Referenzen, Stil / äussere Gestaltung.
Beschreiben (inkl. notwendigem Vorgehen)	RB.U.B1 Sachgerechte Einsatzszenarien von fachspezifischen digitalen Recherchen beschreiben (z. B. in Fach- oder Literaturdatenbanken).	RB.M.B1 Vor- und Nachteile sowie Grenzen digital gestützter Suchdienste für die Verwendung im Unterricht beschreiben. RB.M.B2 Vor- und Nachteile sowie Grenzen der Verwendung digitaler Quellen im Unterricht beschreiben.	RB.F.B1 Ausgewählte fachwissenschaftliche Datenbanken und ihre Eigenschaften beschreiben. RB.F.B2 Ausgewählte fachwissenschaftlich genutzte Suchdienste und ihre Eigenschaften beschreiben (z. B. OPAC, Google Scholar, Web of Science, Scopus, Elektronische Zeitschriftenbibliothek). RB.F.B3 Ausgewählte Gütekriterien zur Bewertung digitaler Quellen aus fachwissenschaftlicher Perspektive beschreiben, z. B.: Aktualität, notwendiger Umfang / Stil / Gestaltung, notwendige Datenmenge/Auflösung, Fach-/Wissenschaftlichkeit, fachlicher, neutraler Sprachstil, Validität und Reliabilität, Reviewverfahren, Urheberschaft und Referenzen.	RB.T.B1 Ausgewählte Recherchestrategien beschreiben (u. a. Problemanalyse, Stichwörter, Synonyme und Suchdienste). RB.T.B2 Ausgewählte Strategien zur Entnahme von Informationen aus digitalen Quellen beschreiben. RB.T.B3 Ausgewählte Gütekriterien zur Bewertung der Validität von digitalen Quellen beschreiben, z. B.: Aktualität, Wissenschaftlichkeit, neutraler Sprachstil, Urheberschaft, Referenzen, Stil / äussere Gestaltung.
Anwenden/Durchführen (praktische und funktionale Realisierung)	RB.U.A1 Unterricht unter Einbindung von fachspezifischer digitaler Recherche planen, durchführen und reflektieren (z. B. in Fach- oder Literaturdatenbanken).	RB.M.A1 Unterricht planen und durchführen, in welchem die (fachunabhängigen) Vor- und Nachteile sowie Grenzen digitaler Suchdienste und Quellen thematisiert werden.

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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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Kompetenzniveau	Unterrichten (TPACK)	Methodik, Digitalität (TPK)	Fachwissenschaftlicher Kontext (TCK)	Spezielle Technik (TK)
Nennen	MD.U.N1 Für den Schuleinsatz taugliche Alternativen zur fachwissenschaftlich genutzten digitalen Messwerterfassung nennen. MD.U.N2 Für spezifische Lehr-Lern-Settings mehrere Szenarien zum sachgerechten Einsatz digitaler Messwerterfassung und damit verbundene Messstrategien nennen (schüler-, fach- und zielgerecht), z. B. zur Untersuchung der Hauttemperaturveränderung beim Sport mit Wärmebildkameras, Bestimmung des Nitratgehalts eines Gewässers durch computergestützte Messwerterfassung, Analyse der Flügelschlagfrequenzen von Insekten mit mobilen Endgeräten, Pulsmessung beim Sport auf verschiedene Art, Messung der Sauerstoffbildung durch Wasserpest (Bläschenzählmethode).	MD.M.N1 Pädagogische Kriterien nennen, die bei digitaler Messwerterfassung im Unterricht relevant sein können , z. B. in Bezug auf: Ausrüstungs- und Materialbedarf, Medienverfügbarkeit, Medienkenntnis/Einarbeitung, Interesse und Motivation, Zeitaufwand, persönliche und soziale Konsequenzen, Unterrichtsverfahren, Organisationsformen, Sozialformen, Aktionsformen, Darstellungsformen, Methoden.	MD.F.N1 Mehrere fachwissenschaftliche Kontexte der digitalen Messwerterfassung nennen (z. B. Videoanalyse von Bewegungen, pH-Wert-Erfassung, Aufnahme eines EKG, NDVI-Vegetationsindex). MD.F.N2 Mehrere fachwissenschaftlich genutzte digitale Messinstrumente nennen (z. B. Wärmebildkameras, mobile Endgeräte mit integrierten und externen Sensoren).	MD.T.N1 Mehrere Möglichkeiten der digitalen Messwerterfassung zur Analyse von Multimedia-Material nennen (z. B. Colorimetrie, Photometrie, Videoanalyse von Bewegungen, digitale Mikroskopie). MD.T.N2 Mehrere Möglichkeiten zur computerunterstützten Messwerterfassung mit schulspezifischen Systemen nennen (für z. B. EKG-, pH-, Temperatur-, Strom-, Spannungs-, Bewegungsmessungen). MD.T.N3 Mehrere Möglichkeiten der digitalen Messwerterfassung mit Labor-/Messinstrumenten nennen, die Messdaten zur Weiterverarbeitung zur Verfügung stellen (z. B. digitale Wagen, Wärmebildkameras). MD.T.N4 Mehrere Möglichkeiten der digitalen Messwerterfassung mit mobilen Endgeräten (Smartphones und Tablets) mit eingebauten Sensoren nennen (z. B. Kamera, Beschleunigungssensor, Drucksensor). MD.T.N5 Mehrere Möglichkeiten der digitalen Messwerterfassung mit externen Sensoren nennen.
Beschreiben (inkl. notwendigem Vorgehen)	MD.U.B1 Didaktische Voraussetzungen für digitale Messwert- und Datenerfassung im Unterricht beschreiben (z. B. individuell angepasste Instruktionen). MD.U.B2 Auswirkungen der digitalen Messwert- und Datenerfassung auf die Unterrichtsverfahren beschreiben (z. B. Unterstützung von forschend-entdeckendem Lernen durch mobile Endgeräte). MD.U.B3 Durch digitale Messwert- und Datenerfassung ermöglichte Zugänge zur Erkenntnisgewinnung beschreiben. MD.U.B4 Durch digitale Messwert- und Datenerfassung ermöglichte Zugänge zu Nature-of-Science-Konzepten beschreiben.	MD.M.B1 Pädagogische Voraussetzungen sowie Vor- und Nachteile sowie Grenzen beschreiben, die sich methodisch beim Einsatz digitaler Messwerterfassung ergeben, z. B. in Bezug auf: Ausrüstungs- und Materialbedarf, Medienverfügbarkeit, Medienkenntnis/Einarbeitung, Interesse und Motivation, Zeitaufwand, persönliche und soziale Konsequenzen, Unterrichtsverfahren, Organisationsformen, Sozialformen, Aktionsformen, Darstellungsformen, Methoden.	MD.F.B1 Ausgewählte fachwissenschaftliche Kontexte der digitalen Messwerterfassung beschreiben (z. B. Videoanalyse, pH-Wert-Erfassung, Aufnahme eines EKG, NDVI-Vegetationsindex). MD.F.B2 An einem konkreten Beispiel die fachwissenschaftliche Herangehensweise der digitalen Messwerterfassung beschreiben.	MD.T.B1 Für jede Art der digitalen Messwerterfassung mindestens eine Möglichkeit der technischen Umsetzung inkl. des notwendigen Vorgehens unter Bezugnahme auf aktuelle Hard- und Software sowie damit verbundenen technischen Standards beschreiben (Analyse von Multimedia-Material, computergestützte Messwerterfassung, Messwerterfassung mit digitalen Laborgeräten sowie mit mobilen Endgeräten mit integrierten und externen Sensoren). MD.T.B2 Die Messcharakteristika ausgewählter Systeme digitaler Messwerterfassung beschreiben (Messbereich, Messgenauigkeit, Abtastrate, Auflösung, Einsatzbereiche, Limitierungen).
Anwenden/Durchführen (praktische und funktionale Realisierung)	MD.U.A1 Unterricht unter Einbindung digitaler Messwert- und Datenerfassung planen, durchführen und reflektieren.			MD.T.A1 Für jede Art der digitalen Messwerterfassung mindestens eine Möglichkeit der technischen Umsetzung in Betrieb nehmen, kalibrieren und durchführen (Analyse von Multimedia-Material, computergestützte Messwerterfassung, Messwerterfassung mit digitalen Laborgeräten sowie mit mobilen Endgeräten mit integrierten und externen Sensoren).

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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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Kompetenzniveau	Unterrichten (TPACK)	Methodik, Digitalität (TPK)	Fachwissenschaftlicher Kontext (TCK)	Spezielle Technik (TK)
Nennen	DV.U.N1 Werkzeuge für den Einsatz digitaler Datenverarbeitung im naturwissenschaftlichen Unterricht nennen. DV.U.N2 Kontexte zum Einsatz digitaler Datenverarbeitung im naturwissenschaftlichen Unterricht nennen.	DV.M.N1 Für den Unterricht notwendige Vorkenntnisse und Kompetenzen der Lernenden zum Einsatz digitaler Datenverarbeitung nennen. DV.M.N2 Pädagogische Aspekte des Lernens und Lehrens mit und über digitale Datenverarbeitung nennen, z. B. in Bezug auf Ausrüstungs- und Materialbedarf, Medienverfügbarkeit, Medienkenntnis/Einarbeitung, Interesse und Motivation, Zeitaufwand, persönliche und soziale Konsequenzen, Unterrichtsverfahren, Organisationsformen, Sozialformen, Aktionsformen, Darstellungsformen, Methoden. DV.M.N3 Zu beachtende Punkte bei der Verarbeitung personenbezogener Daten nennen.	DV.F.N1 Mehrere fachwissenschaftliche Kontexte der digitalen Datenverarbeitung nennen, z. B. Bestimmung und Extraktion von Kurvenmaxima (z. B. Schallpegel, Beschleunigungsmessungen), Colorimetrie (Konzentrationsmessungen), Konzentrationsberechnungen aus Stoffmengen- und Volumenangaben inklusive einer fachlichen Kontextuierung, Ermittlung der Wachstumsrate von Pflanzen, Analyse der Fallgeschwindigkeit unterschiedlicher Festkörper.	DV.T.N1 Mehrere Dateiformate nennen für Bilder (z. B. PNG, JPEG), Videos (z. B. MPEG), Audio (z. B. MP3, WAV), Text (z. B. TXT), Daten (z. B. CSV, XLSX, JSON, XML). DV.T.N2 Mehrere Datentypen nennen, z. B. Ganzzahl (Integer), Fliesskomma (Float), Text, Boolean. DV.T.N3 Mehrere digitale Werkzeuge zur Datenverarbeitung nennen (z. B. Tabellenkalkulationsprogramme) für Filterung, Berechnung neuer Grössen, Aufbereitung zur Visualisierung, einfache statistische Analyse, Verknüpfung von Daten, Automatisierung in der Datenverarbeitung, Bild-, Audio- und Videoanalyse (z. B. naturwissenschaftlicher Vorgänge wie Zellbewegung, Reaktionskinetik). DV.T.N4 Mehrere Möglichkeiten des Exports und Imports von digitalen Dateien der genannten Dateiformate nennen.
Beschreiben (inkl. notwendigem Vorgehen)	DV.U.B1 Naturwissenschafts-didaktische Voraussetzungen für den Einsatz digitaler Datenverarbeitung im Unterricht beschreiben.	DV.M.B1 Möglichkeiten zum Schutz und zur Anonymisierung von personenbezogenen Daten beschreiben. DV.M.B2 Vor- und Nachteile sowie Grenzen pädagogischer Aspekte der digitalen Datenverarbeitung beim Lernen und Lehren beschreiben, z. B. in Bezug auf Ausrüstungs- und Materialbedarf, Medienverfügbarkeit, Medienkenntnis/Einarbeitung, Interesse und Motivation, Zeitaufwand, persönliche und soziale Konsequenzen, Unterrichtsverfahren, Organisationsformen, Sozialformen, Aktionsformen, Darstellungsformen, Methoden.	DV.F.B1 Ausgewählte fachwissenschaftliche Kontexte der digitalen Datenverarbeitung beschreiben, z. B. Bestimmung und Extraktion von Kurvenmaxima (z. B. Schallpegel, Beschleunigungsmessungen), Colorimetrie (Konzentrationsmessungen), Konzentrationsberechnungen aus Stoffmengen- und Volumenangaben inklusive einer fachlichen Kontextuierung, Ermittlung der Wachstumsrate von Pflanzen, Analyse der Fallgeschwindigkeit unterschiedlicher Festkörper.	DV.T.B1 Ausgewählte Eigenschaften der Datentypen und Dateiformate sowie mit einer Konvertierung verbundene Änderungen beschreiben. DV.T.B2 Ausgewählte Verfahren der Datenverarbeitung mittels Tabellenkalkulationsprogramme beschreiben, z. B. Filterung, Berechnung neuer Grössen, Aufbereitung zur Visualisierung, einfache statistische Analyse, Verknüpfung von Daten, Automatisierung in der Datenverarbeitung. DV.T.B3 Das Vorgehen beim Export und Import von digitalen Dateien ausgewählter Dateiformate beschreiben, z. B. für Bilder (z. B. PNG, JPEG), Videos (z. B. MPEG), Audio (z. B. MP3, WAV), Text (z. B. TXT), Daten (z. B. CSV, XLSX, JSON, XML).
Anwenden/Durchführen (praktische und funktionale Realisierung)	DV.U.A1 Unterricht unter Einbezug digitaler Datenverarbeitung planen, durchführen und reflektieren.			DV.T.A1 Verfahren der digitalen Datenverarbeitung anwenden, z. B. Filterung, Berechnung neuer Grössen, Aufbereitung zur Visualisierung, einfache statistische Analyse, Verknüpfung von Daten, Automatisierung in der Datenverarbeitung, Bild-, Audio- und Videoanalyse (z. B. naturwissenschaftlicher Vorgänge wie Zellbewegung, Reaktionskinetik). DV.T.A2 Dateien ausgewählter Dateiformate exportieren und importieren, z. B. für Bilder (z. B. PNG, JPEG), Videos (z. B. MPEG), Audio (z. B. MP3, WAV), Text (z. B. TXT), Daten (z. B. CSV, XLSX, JSON, XML).

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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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Kompetenzniveau	Unterrichten (TPACK)	Methodik, Digitalität (TPK)	Fachwissenschaftlicher Kontext (TCK)	Spezielle Technik (TK)
Nennen	SM.U.N1 Szenarien für den Einsatz digitaler Simulationen und Modellierungen im Unterricht nennen, z. B. als Möglichkeit des Erkenntnisgewinns bei Mangel anderer finanzierbarer, zugänglicher und sicherer Methoden, als fachspezifische Arbeitsweise, als zeitlich optimierte Form der Datengewinnung, interaktive Methode, als Ansatz für ein Lernen über Modelle. SM.U.N2 Software für den Einsatz digitaler Simulationen und Modellierungen im Unterricht nennen. SM.U.N3 Strategien für den Einsatz digitaler Simulationen und Modellierungen im Unterricht nennen.	SM.M.N1 Pädagogische Kriterien nennen, die bei digitaler Simulation und Modellierung im Unterricht relevant sein können, z. B. in Bezug auf fachliche Korrektheit (Vereinfachung), Modellvarianten: normativ (Rezepte, Berechnung von Zinsen), deskriptiv (Wetterbericht, Kettenlinie), Qualität der Repräsentation, Zeitaufwand (Berechnungsdauer), Einweisungszeit, Realisierung risikofreier, fehlertoleranter Räume (Sicherheitsaspekte), zugrundeliegende mathematische Modelle (z. B. Parameter, Rundungsfehler, Eingabegenauigkeit), notwendige Vorkenntnisse. SM.M.N2 Pädagogische Vor- und Nachteile im Vergleich zu analogen Simulationen nennen (z. B. zu Planspielen, Simulation des radioaktiven Zerfalls durch Würfeln).	SM.F.N1 Mehrere fachwissenschaftliche Kontexte nennen, in denen digitale Simulation und Modellierung zur Erkenntnisgewinnung genutzt wird (z. B. Wettervorhersage, Temperaturfelder, Magnetfelder, Klimamodelle). SM.F.N2 Mehrere Methoden der fachwissenschaftlichen digitalen Simulation und Modellierung nennen (z. B. Populationsdynamiken nach Lotka-Volterra). SM.F.N3 Mehrere Datenquellen nennen, aus denen für eine Modellierung einsetzbare Daten bezogen werden können (z. B. Wetterdaten, Populationen, Messwerte aus den Fachwissenschaften). SM.F.N4 Mehrere Erkenntnisse nennen, die fachwissenschaftlich mit Simulationen gewonnen werden (z. B. Materialbeanspruchung, Crashtests, Wettervorhersage, Erderwärmung). SM.F.N5 Mehrere Einsatzzwecke von Simulationen und Modellierungen in den Fachwissenschaften nennen: prognostisch → Generierung von Messwerten, analytisch → Abgleich mit Messwerten, Veranschaulichung → Vermittlung, eingebundenen in einen Selbstlernprozess → Erkenntnisgewinnung.	SM.T.N1 Mehrere Programme oder Webpakete nennen, mit denen Simulationen und Modellierungen vorgenommen werden können (z. B. PhET-Simulationen, Coach, Tracker, Easy JavaScript Simulations). SM.T.N2 Mehrere Simulationen und Zugänge zu Simulationen nennen: zur Generierung von Daten im Erkenntnisprozess, zum Abgleich mit experimentell gewonnenen Daten, zur Veranschaulichung fachlicher Zusammenhänge. SM.T.N3 Funktionen von Modellierungen nennen: die Übertragung eines Bedeutungszusammenhanges von einer Objektdarstellung in eine andere, strukturgetreue Abbildung, handlungsgetreue Abbildung, Reduktion der Komplexität.
Beschreiben (inkl. notwendigem Vorgehen)	SM.U.B1 Didaktische Voraussetzungen für Simulation und Modellierung im Unterricht beschreiben (z. B. individuell angepasste Instruktionen). SM.U.B2 Auswirkungen von Simulation und Modellierung auf den Unterricht beschreiben. SM.U.B3 Durch Simulation und Modellierung ermöglichte Zugänge zur Erkenntnisgewinnung beschreiben.	SM.M.B1 Simulationen und Modellierungssoftware bezüglich Motivation und Methodik beschreiben und bewerten, z. B. in Bezug auf Attraktivität, einfache Bedienung, Klarheit der Beschreibung und Zielsetzung, Flexibilität, Passung an die Zielgruppe. SM.M.B2 Vor- und Nachteile im Vergleich zu analogen Simulationen beschreiben (z. B. zu Planspielen, Simulation des radioaktiven Zerfalls durch Würfeln).	SM.F.B1 Vor- und Nachteile sowie Grenzen von Simulationen in den Fachwissenschaften beschreiben (z. B. ermöglichter Erkenntnisgewinn, erkenntnistheoretische Limitierungen).	SM.T.B1 Den Funktionsumfang ausgewählter Programme und Webpakete beschreiben in Bezug auf Mathematisierung, Parametrisierung, Rechenzeit, Benutzeroberfläche, Modellbeschreibung, Ausgabemöglichkeiten (z. B. als Diagramm oder Datensatz).
Anwenden/Durchführen (praktische und funktionale Realisierung)	SM.U.A1 Unterricht unter Einbindung von Simulation und Modellierung planen, durchführen und reflektieren.			SM.T.A1 Eine Modellierung inklusive Simulation und Ergebnissicherung durchführen.

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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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