Lernförderung von Schülerinnen und Schülern unter Einsatz des LMS Moodle. Annika Bölte

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1 Lernförderung von Schülerinnen und Schülern unter Einsatz des LMS Moodle Theoretische Konzeption Praktische Durchführung Evaluation Schriftliche Hausarbeit vorgelegt im Rahmen der ersten Staatsprüfung für das Lehramt für die Sekundarstufen I und II in Informatik von Annika Bölte Paderborn, den 17. November 2006 Gutachter: Prof. Dr. Johann Stephan Magenheim Universität Paderborn Fakultät EIM, Didaktik der Informatik

2 Inhaltsverzeichnis Einleitung 4 1 Ausgangslage und Denitionen Situation des Informatikunterrichts Denitionen Lernförderung Lernmanagementsystem (LMS) Lerntheoretische und didaktische Hintergründe Lerntheoretische Grundlagen Die kognitivistische Sicht auf Lernen Die konstruktivistische Sicht auf Lernen Vereinbarkeit von Instruktion und Konstruktion Informatische Kompetenzmodelle Fachliche Kompetenzen Überfachliche Kompetenzen Integration von fachwissenschaftlichen und überfachlichen Kompetenzen Theoretische Konzeption Lernbereiche im Informatikunterricht Fachwissenschaftliche Konzepte der Informatik Sicherheit im Umgang mit dem Computer Kommunikation und Kooperation Basiskompetenzen für lebenslanges Lernen Konsequenzen für die Gestaltung von Unterricht Methoden des Informatikunterrichts

3 3.2.2 Lernförderung mit einem LMS Das LMS Moodle Technische Rahmenbedingungen Pädagogische Hintergründe Funktionalitäten von Moodle Praktische Durchführung: Eine Unterrichtsreihe mit Moodle Konzeption und Planung Die Lerngruppe Inhalte und Methoden Einsatzweise von Moodle Durchführung Das Projekt Die Aufgabensequenzen Einsatzweise von Moodle Evaluation Lernerfolg der Schüler Angemessenheit und Eektivität der Gestaltungselemente Fazit 83 A Anhang 92 A.1 Fragebögen A.2 Unterrichtsmaterialien

4 Einleitung Die Informatik ist ähnlich wie die Mathematik oder die Naturwissenschaften ein Schulfach, bezüglich dessen eine vergleichsweise starke Polarität unter den Schülern herrscht. Während es den Einen sehr leicht fällt und groÿen Spaÿ bereitet, haben die Anderen massive Verständnisprobleme und wenig Begeisterung für die Informatik. Lernbarrieren und Technikangst verstärken die in diesem Fach ohnehin schon deutlichen Heterogenitäten in Bezug auf Interesse, Motivation und Leistung oftmals noch. Wie können trotzdem alle Schüler optimal gefördert und gefordert werden? Wie kann die Frustration verhindert werden, die von vielen Lernenden in diesem Fach erlebt wird? In wie weit vermag eine Lernplattform dabei einen Beitrag zu leisten? Diese Fragen leiten mich bei der Entwicklung eines Lernförderkonzepts für den Informatikunterricht unter Einsatz des Lernmanagementsystems Moodle. Zunächst möchte ich die Situation des Informatikunterrichts darstellen, die besondere Rahmenbedingungen für mein Lernförderkonzept setzt. Diese Rahmenbedingungen können Probleme darstellen, aber auch Chancen erönen. Des Weiteren ist die Klärung von für diese Arbeit zentralen Begrien wie Lernförderung und Lernmanagementsystem Inhalt des ersten Kapitels. Anschlieÿend werden lerntheoretische und didaktische Grundlagen erarbeitet, die den Hintergrund für die Entwicklung meines Lernförderkonzepts darstellen. Dabei werden insbesondere bereits bestehende informatische Kompetenzmodelle aufgegrien, die als Anregung zu einem kompetenzgeleiteten Zugang zur Lernförderung dienen. So können im dritten Kapitel vier Lernbereiche für den Informatikunterricht identi- ziert werden, die förderungswürdige Kompetenzen integrieren. Diese Lernbereiche sollen im Lernförderkonzept unterstützt werden, da sie entweder direkt oder indirekt den Lernerfolg im Fach Informatik beeinussen. Darüber hinaus wird illustriert, wie diese Unterstützung unter Einsatz eines Lernmanagementsystems umgesetzt werden 4

5 kann. Das theoretisch entwickelte Lernförderkonzept wurde im Rahmen einer fünfwöchigen Unterrichtsreihe in einem Informatikgrundkurs erprobt. Die Planung, Durchführung und schlieÿlich Evaluation der praktischen Umsetzung sind Inhalte des vierten Kapitels dieser Arbeit. Dabei wird insbesondere geklärt, ob tatsächlich eine Lernförderung stattgefunden hat und wie groÿ sich der erhote Mehrwert, der durch den Einsatz des Lernmanagementsystems Moodle entsteht, dabei darstellt. Es sei erwähnt, daÿ um der sprachlichen Einfachheit Willen in dieser Arbeit auf die Trennung in Schülerin und Schüler verzichtet und eine Unterscheidung nur bei relevanten Betrachtungen vorgenommen wird. Insofern sind mit dem Ausdruck Schüler generell auch die weiblichen Teilnehmer gemeint. Dies bezieht sich ebenfalls auf die Verwendung des Begris Lehrer. 5

6 1 Ausgangslage und Denitionen Bevor die Begrie der Lernförderung und des Lernmanagementsystems erläutert und für den Zweck dieser Arbeit abgesteckt werden, möchte ich die Situation des Informatikunterrichts darstellen, welche die Ausgangslage für die Entwicklung eines Lernförderkonzepts bildet. Dabei wird die Identität der Fachwissenschaft sowie der Didaktik der Informatik beleuchtet, Charakteristiken der Schülerstruktur werden aufgezeigt und die besondere Rolle des Computers im Fach Informatik analysiert. 1.1 Situation des Informatikunterrichts Die relativ junge Fachwissenschaft Informatik erlebt seit ihrer Existenz einen ständigen Wandel und ein rasantes Wachstum. Es fällt deshalb schwer, eine eindeutige Identität der Informatik auszumachen. Denning beschreibt die Situation wie folgt: Our inherited, historical identity does not describe our eld well. Despite much growth and accomplishment over the past 60 years, our eld is still widely regarded by professionals in other elds and by the public as immature. [Den05] Diese Situation der Fachwissenschaft Informatik hat direkte Auswirkungen auf ihre Didaktik. Viele verschiedene Sichten auf die Informatik erönen zahlreiche didaktische Ansätze. In der Informatik haben sich immer mehr Spezialrichtungen ausgebildet und es ist für einen Informatiker heute unmöglich, die Wissenschaft Computer Science in der ganzen Breite zu überblicken. Die Vielfalt des Faches und die rasante Entwicklung erschweren die Bildung eines Berufsstands 'Informatiklehrer'. [HN02] Doch nicht nur die Lehrer stehen vor dem Problem, diese vielfältige und sich schnell wandelnde Wissenschaft zu begreifen und greifbar zu machen. Auch unter den Schülern gibt es sehr unterschiedliche Sichtweisen und Erwartungshaltungen gegenüber 6

7 1 Ausgangslage und Denitionen dem Informatikunterricht. So untersuchten Magenheim und Schulte 2005 in einer Umfrage unter 570 Schülern der Jahrgangsstufe 11 Erwartungen und Wahlverhalten gegenüber dem Schulfach Informatik und fanden unter anderem heraus, dass der Informatikunterricht [... ] sich mit einer [... ] in ihren Kenntnissen heterogenen Schülerschaft konfrontiert [sieht], die auch hinsichtlich ihrer Wahl- und Erwartungsmotive sehr heterogene Züge aufweist [MS05a]. Die Lerngruppen im Informatikunterricht sind also heterogen hinsichtlich verschiedener Aspekte: bezüglich ihrer Vorkenntnisse, ihrer Wahlmotive sowie ihrer Erwartungshaltungen gegenüber dem Fach. Diese Unterschiede machen sich vor allem zwischen den Geschlechtern bemerkbar. Die Studie von Magenheim und Schulte ergab hoch signikante Unterschiede in Bezug auf die Sicherheit im Umgang mit dem Computer, die Motivation zur Computernutzung und computerbezogene Kompetenzen zwischen Jungen und Mädchen [MS05b]. Ein weiteres Phänomen des Informatikunterrichts ist, dass das Fach im Vergleich zu anderen Naturwissenschaften relativ häug abgewählt wird. So setzten im Jahr 2004 in NRW nur 54,90% der Teilnehmer der Grundkurse Informatik diese Kurse nach der Jahrgangsstufe 11 fort. In den anderen Naturwissenschaften Biologie, Chemie und Physik waren es jeweils 60,01%, 62,23% und 62,74% [Sch]. Nun sind diese Zahlen einerseits dadurch zu erklären, dass die Informatik nur als ergänzende Naturwissenschaft gewählt werden kann 1. Andererseits werden Gründe für die starke Abwahl nach Funken, Hammerich und Schinzel unter anderem in zu hohen Anforderungen oder einem zu hohen Zeitaufwand für das Fach gesehen [FHS96]. Bei Magenheim und Schulte tritt vor allem die Diskrepanz zwischen Vorstellungen über Informatik und wahrgenommener Unterrichtspraxis als Abwahlgrund hervor. Weiter charakteristisch für den Informatikunterricht ist die besondere Rolle des Computers. Er ist einerseits Gegenstand des Fachs und andererseits Werkzeug und Medium im Unterrichtsalltag. Durch Unsicherheiten im Umgang mit dem Computer können die erwähnten Heterogenitäten in der Schülerschaft weiter verstärkt werden. Der Informatikunterricht sieht sich also mit besonderen Rahmenbedinungen konfrontiert: Die Schülerschaft weist auf unterschiedlichen Ebenen heterogene Züge auf, die Abwahlquoten sind vergleichsweise hoch und der Computer spielt eine besondere 1 Das bedeutet, dass für Schüler, die statt zwei Naturwissenschaften und einer Fremdsprache zwei Fremdsprachen und eine Naturwissenschaft belegen, Informatik nicht als solche angerechnet wird. 7

8 1 Ausgangslage und Denitionen Rolle als Inhalt und Medium zugleich. Deshalb ist eine gezielte Lernförderung gerade im Informatikunterricht von groÿer Bedeutung. Teaching should be tting learners' needs, built on their prior knowledge, interests, and motives [MS05b]. Schüler heterogener Lerngruppen können so ihren Vorkenntnissen und ihrer Motivation entsprechend gefordert und gefördert, Sicherheit im Umgang mit dem Computer kann erlangt sowie Frustrationen und somit ggf. die Abwahl des Faches vermieden werden. Bei der Entwicklung eines Lernförderkonzeptes möchte ich weitere Rahmenbedinungen des Informatikunterrichts berücksichtigen. Gegenüber anderen Fächern genieÿt die Informatik in der Schule einen Vorteil bezüglich der technischen Infrastruktur. Der Unterricht ndet zumeist in Rechnerräumen mit Internetzugang statt, so dass der Einsatz einer Lernplattform überhaupt erst möglich wird. Des Weiteren bietet der Informatikunterricht Raum für bestimmte Arbeitsformen wie selbstständiges oder projektorientiertes Arbeiten (vgl. Lehrplan Informatik NRW [Min99], S. 21). Im Unterschied zu anderen Schulfächern, wo das Projekt bzw. der projektorientierte Unterricht als Unterrichtsmethode fungiert, ist der Projekt-Begri in der Informatik auch wissenschaftlich als Methode verankert. ([Tho], S. 114) Die Projektarbeit sowie das selbstständige Arbeiten werden also in meinem Konzept zur Lernförderung Berücksichtigung nden. 1.2 Denitionen Die Begrie der Lernförderung und des Lernmanagementsystems sind zentral für diese Arbeit. Ich möchte zunächst klären, was im Folgenden unter Lernförderung verstanden werden soll und dabei besonderen Bezug auf selbstgesteuertes Lernen und den Einsatz neuer Medien nehmen. Anschlieÿend wird der Begri des Lernmanagementsystems anhand von typischen Funktionen erläutert Lernförderung Unter Lernförderung wird oft die Förderung von Lernenden mit Lernschwierigkeiten verstanden. Lernende mit Lernbehinderungen wie Legasthenie oder Dyskalkulie, mit Konzentrationsproblemen wie Aufmerksamkeitsdezitsyndrom und Hyperaktivität, aber auch hochbegabte Schüler bedürfen einer geeigneten Form der Unterstützung. 8

9 1 Ausgangslage und Denitionen Diese kann je nach Lernauälligkeit eine Lerntherapie, medikamentöse Behandlung, Nachhilfe oder eine spezielle Hochbegabtenförderung beinhalten (vgl. [Bil]). Ich möchte in dieser Arbeit den Begri der Lernförderung allgemeiner fassen und auf alle Lernenden ausweiten. Lernförderung ist demnach nicht nur angemessen bei Schülern mit Lernschwierigkeiten, sondern grundsätzlich sollte jeder Lernende in seinem Lernprozess ideal unterstützt werden. Diese Unterstützung umfasst günstige Rahmenbedingungen wie Ort und Zeit sowie angemessene Lernangebote in Bezug auf Faktoren wie Lerntyp, Vorerfahrungen, kognitive Fähigkeiten, Motivation und Lerntempo. Da diese Faktoren bei jedem Lernenden variieren, impliziert Lernförderung eine Individualisierung des Lernprozesses. Nach Ergebnissen der Aptitude Treatment Interaction-Forschung (ATI) ist diese Individualisierung des Lernprozesses tatsächlich lernförderlich. Untersuchungen von DiVesta, Cronbach und Snow haben ergeben, dass die Berücksichtigung der Lernereigenschaften bei der Wahl individuell angepasster Lernmethoden einen starken Einuss auf den Lernerfolg hat ([DiV75], [Sno77] und [CS77]). So erzielen z. B. hoch leistungsmotivierte Schüler einen gröÿeren Lernerfolg, wenn ihnen ein groÿes Maÿ an Selbststeuerung erlaubt wird, während Schüler mit geringer Leistungsmotivation bei Fremdsteuerung bessere Leistungen erreichen. Das bedeutet also, dass die Lernangebote je nach Motivationslage des Schülers variieren sollten, um einen optimalen Lernerfolg zu erzielen. Die Bedeutung einer Individualisierung des Lernprozesses wird auch im neuen Schulgesetz für Nordrhein-Westfalen betont und sogar ein Anspruch der Lernenden auf individuelle Förderung deniert: Jeder junge Mensch hat [... ] ein Recht auf schulische Bildung, Erziehung und individuelle Förderung. ([Min06], Ÿ1 Abs. 1). Ziel von Lernförderung ist es also, eine möglichst optimale Passung zwischen individuellen Lernereigenschaften und Anforderungen im Unterricht herzustellen, so dass jeder Schüler in seinem Lernprozess bestmöglich gefördert und gefordert wird. Dieses Ziel sollte allerdings nicht allein dadurch erreicht werden, dass lediglich die Unterrichtsanforderungen an die Lernereigenschaften angepasst werden. In diesem Fall könnten keine Bildungsstandards für die Lernenden garantiert werden. Statt dessen möchte ich Lernereigenschaften identizieren, die Lernprozesse (insbesondere im Informatikunterricht) erleichtern und Unterrichtsmethoden vorstellen, die unter 9

10 1 Ausgangslage und Denitionen Erfüllung gewisser Bildungsstandards trotzdem eine Dienrenzierung realisieren. Lernförderung und neue Medien Die neuen Medien stellen besondere Möglichkeiten bereit, eine Individualisierung des Lernprozesses umzusetzen. Durch die Mehrkanaligkeit und die Möglichkeit zur Auswahl unterschiedlicher Werkzeuge werden verschiedene Lerntypen angesprochen, das Tempo kann der einzelne Lernende individuell bestimmen und die nicht linearen Verknüpfungsmöglichkeiten erönen den Bearbeitern [... ] zahlreiche Möglichkeiten zur individuellen Gestaltung einer optimalen Sequenzierung des Lernstos [RRM01]. Dabei ist darauf zu achten, dass der Einsatz digitaler Medien [... ] keineswegs automatisch zu [... ] besseren Lösungen als konventionelle Bildungsangebote [Ker01] führt. Wie die Anwendung jedes anderen didaktischen Mittels sollte er wohl überlegt, durchdacht und nicht von zu hohen Erwartungen geprägt sein. Oft werden dem Medium als solches pädagogische Qualitäten zugeschrieben ([Ker01], S.11), da es isoliert vom didaktischen Kontext betrachtet wird. Die lernförderliche Wirkung neuer Medien hängt also stark von ihrer Integration in den Lernprozess ab und kann nicht generell bestätigt werden. Dieses Bild spiegelt sich auch in bisherigen Forschungen zu Lernen mit neuen Medien wieder: Insgesamt zeigen die vielen Studien zu generellen Medieneekten [... ], dass nicht von einer grundsätzlichen Überlegenheit des Lernens mit Medien gesprochen werden kann allerdings auch nicht von einer grundsätzlichen Unterlegenheit medienunterstützten Lehrens und Lernens. ([TH04], S.81) Schulmeister spricht in diesem Zusammenhang auch vom Land der Nullhypothesen ([Sch96], S. 365). Die neuen Medien selbst sind also nicht der Schlüssel zum Lernerfolg, sondern sie stellen nur vielfältige Möglichkeiten bereit, den Lernprozess abwechslungsreich und individuell gestalten zu können. Die eigentliche Gestaltung der Lernprozesse bleibt weiterhin Aufgabe des Lehrers und stellt eine neue Herausforderung für ihn dar. Mit der Entwicklung adaptiver Lernsysteme wurde versucht, die Individualisierung des Lernprozesses und der Lerninhalte vollständig dem System zu überlassen. Adaptive Lernsysteme oder auch Intelligente Tutorielle Systeme (ITS) sind adaptive Mediensysteme, die sich ähnlich einem menschlichen Tutor an die kognitiven Prozesse des Lernenden anpas- 10

11 1 Ausgangslage und Denitionen sen sollen, indem sie die Lernfortschritte und -dezite analysieren und dementsprechend das Lernangebot generativ modizieren sollen. ([IK95], S. 555) Diese Anpassung erwies sich allerdings als so aufwändig, dass bis heute kein solches System realisiert werden konnte. Lernförderung und Selbststeuerung Anstatt die Diagnose von Lernbedürfnissen von auÿen vorzunehmen sei es durch ein adaptives Lernsystem oder durch einen menschlichen Tutor kann sie auch dem Lernenden selbst überlassen werden. Diese Methode der impliziten Individualisierung des Lernprozesses durch den Schüler selbst ndet beim selbstgesteuerten Lernen Anwendung. Von selbstgesteuertem Lernen wird [... ] dann gesprochen, wenn der Lernende selbstbestimmt eine oder mehrere Selbststeuerungsmaÿnahmen ergreift und den Lernprozess eigenständig überwacht. ([RRM01], S. 632) Grundlage für selbstgesteuertes Lernen ist eine konstruktivistische Sicht auf den Lernprozess (zu Konstruktivismus vgl. Abschnitt 2.1.2). Nicht alle Lernenden protieren in gleicher Weise vom selbstgesteuerten Lernen. Schüler mit geringeren Lernvoraussetzungen brauchen mehr Anleitung, da sie sonst allein bereits von der Methodik schnell überfordert sein können. Eine zu groÿe Oenheit bzw. zu groÿe Spielräume stellen für viele Lernende eine Überforderung dar. [... ] Ein Maximum an Selbststeuerungsmöglichkeiten in computerunterstützten Lernumgebungen ist also nicht unbedingt mit dem wünschenswerten Optimum einer idealen Passung von Lernvoraussetzung und situationsspezischer Anforderung gleichzusetzen. ([RRM01], S. 635) Um Unterricht lernförderlich, also für jeden Schüler in Bezug auf seine Voraussetzungen unterstützend zu gestalten, muss also eine gute Balance zwischen fremd- und selbstgesteuerten Unterrichtsanteilen gegeben sein. Das Maÿ an Anleitung und Hilfen muss auf die Leistungsstärke, den Lerntyp und die Motivation der Lernenden abgestimmt sein. Neben der Realisierung von Lernförderung in Form eines dierenzierten Unterrichts, erfüllt selbstgesteuertes Lernen darüber hinaus auch einen Selbstzweck, indem es die 11

12 1 Ausgangslage und Denitionen Grundlagen für ein selbstverantwortetes Weiterlernen als Erwachsene schat und damit lebenslanges Lernen unterstützt [PIS05b]. Weidenmann und Krapp betonen die Bedeutung des selbstgesteuerten Lernens wie folgt: Die ständige Aktualisierung und Erweiterung der beruichen Kompetenzen erfordern einerseits einen hohen Grad an Lern- und Veränderungsbereitschaft und andererseits hinreichend entwickelte Fähigkeiten zur selbstständigen Planung und Realisierung der eigenen (beruichen) Weiterentwicklung. Die Bereitschaft und Fähigkeit zu selbstgesteuertem Lernen gilt vielfach als eine Art Schlüsselqualikation. ([RRM01], S. 631) Auch der nordrhein-westfälische Lehrplan für Informatik weist darauf hin, dass deutlicher Lehr- und Lernsituationen vorgesehen werden [sollten], die selbstständiges Lernen und Lernen in der Gruppe begünstigen und die die Selbststeuerung des Lernens verbessern. [Min99] Somit leistet das Einüben von selbstgesteuertem Arbeiten neben einer Individualisierung des Lernprozesses auch einen Beitrag zur Allgemeinbildung Lernmanagementsystem (LMS) Im Folgenden möchte ich erläutern, was genau unter einem LMS zu verstehen ist. Nach einer kurzen Denition des Begris gehe ich auf typische Funktionen eines solchen Systems ein. Nach Schulmeister sind Learning Management Systeme oder Lernplattformen [... ] Softwareumgebungen, die für elearning, d. h. für die virtuelle Lehre und das virtuelle Lernen genutzt werden ([Sch03], S. 1). Häfele und Maier-Häfele stimmen mit diesem Begrisverständnis überein. Ihre Denition ist aber eher technischer Natur: Unter einer webbasierten Lernplattform ist eine serverseitig installierte Software zu verstehen, die beliebige Lerninhalte über das Internet zu vermitteln hilft und die Organisation der dabei notwendigen Lernprozesse unterstützt. ([BHMH02], S. 24) Die Begrie LMS und Lernplattform werden also synonym verwendet. Über welche Funktionen sollte nun ein LMS verfügen? Schulmeister hält folgende Funktionen einer Lernplattform für notwendig (vgl. [Sch03], S. 10): 12

13 1 Ausgangslage und Denitionen Eine Benutzerverwaltung (Anmeldung mit Verschlüsselung) Eine Kursverwaltung (Kurse, Verwaltung der Inhalte, Dateiverwaltung) Eine Rollen- und Rechtevergabe mit dierenzierten Rechten Kommunikationsmethoden (Chat, Foren) und Werkzeuge für das Lernen (Whiteboard, Notizbuch, Annotationen, Kalender etc.) Die Darstellung der Kursinhalte, Lernobjekte und Medien in einem netzwerkfähigen Browser. Häfele und Maier-Häfele hingegen fassen die ersten drei Punkte unter dem Begri Administration zusammen (Abbildung 1.1). Sie halten darüber hinaus die Bereitstellung von Evaluations- und Bewertungshilfen für eine wichtige Funktion von Lernplattformen. Abbildung 1.1: Funktionsbereiche von LMS nach Häfele und Maier-Häfele (vgl. [HMH], S. 4) Ein LMS unterstützt also Lernprozesse durch Darbietung von Inhalten und Bereitstellung von Kommunikationsmöglichkeiten, die Organisation und Administration von Lernenden, Inhalten, Kursen, Rollenund Rechten, Lernfortschritten, Terminen,... 13

14 1 Ausgangslage und Denitionen die Evalutation und Bewertung Nachdem Learning Management Systeme (LMS) zunächst vor allem an Hochschulen und in der beruichen Bildung eingesetzt wurden, gewinnen sie nun auch an allgemeinbildenden Schulen immer mehr an Bedeutung. Sie bieten eine Erweiterung von Lehr- und Lernangeboten, erfordern allerdings das Engagement der Lehrer, sich in diese neuen Möglichkeiten einzuarbeiten und sie sinnvoll in ihren Unterricht zu integrieren. Dabei ist neben guten Integrationskonzepten die Medienkompetenz der Lehrer gefragt, denn in den meisten Fällen stehen für die Installation und Wartung der Systeme keine technischen Angestellten zur Verfügung. Dieses sind denkbare Gründe dafür, dass sich viele Lehrende noch skeptisch gegenüber dem Einsatz von LMS in der Schule verhalten. Frustrierende Erfahrungen mit Lernplattformen im Unterricht liegen oft darin begründet, dass das System selbst als Lösung für pädagogische oder didaktische Probleme gesehen wird. Das didaktische Medium wird aus dem Prozess der didaktischen Kommunikation herausgelöst und isoliert betrachtet. Diese Isolation führt zu einer Konzentration auf die dinglichen Qualitäten des Mediums und lenkt ab von den Bedingungen des Medieneinsatzes im didaktischen Feld ([Ker01], S.11). Für den Einsatz einer Lernplattform im Unterricht sind also Integrationskonzepte notwendig, die den didaktischen Kontext der Anwendung berücksichtigen. Gefragt ist eine eziente und eektive Nutzung dieser Werkzeuge, für eine kreative und inspirierende Schulumgebung bleiben aber weiterhin die Lehrpersonen verantwortlich [Har04]. In dieser Arbeit möchte ich ein Konzept vorstellen, dass das LMS Moodle sinnvoll in den Informatikunterricht integriert und eine Lernförderung der Schüler unterstützt. 14

15 2 Lerntheoretische und didaktische Hintergründe Die Gestaltung des Informatikunterrichts, wie auch jeder anderen Form von Bildung, hängt zu einem groÿen Teil davon ab, welche Vorstellungen von Lernprozessen ihr zu Grunde liegen. Diese Vorstellungen sind von Theorien aus der Pädagogik oder der Psychologie geprägt. Des Weiteren determinieren fachdidaktische Auassungen die Inhalte sowie die Art und Weise von Unterricht und von Lernumgebungen. So ndet auch die Entwicklung meines Lernförderkonzepts vor dem Hintergrund gewisser Lerntheorien und informatischer Kompetenzmodelle statt, die ich im Folgenden skizzieren möchte. 2.1 Lerntheoretische Grundlagen Lernen wird in der Psychologie deniert als eine dauerhafte (im Gegensatz zu einer vorübergehenden) Änderung des Verhaltens und von Verhaltenspotentialen, die durch Übung (im Gegensatz etwa [zu] Reifung, Prägung oder Krankheit) erfolgt. [Sta] Der Lernprozess kann durch den Unterricht angeregt und unterstützt werden. Wie Unterricht gestaltet werden sollte, um dies möglichst optimal zu tun, ist eine Frage, die Pädagogen und Didaktiker schon seit langer Zeit beschäftigt. Dabei entstanden unterschiedliche Theorien über das Lehren und Lernen. Zwei grundlegende Lernparadigmen möchte ich hier aufgreifen: die kognitivistisch und die konstruktivistisch geprägte Auassung. Nachdem ich diese beiden Sichtweisen auf Lernen zunächst getrennt voneinander in einer idealtypischen Weise darstelle, gehe ich auf die Vereinbarkeit der beiden Positionen ein, denn in der Praxis sind die Übergänge zwischen beiden Modellen ieÿend und ergänzen sich sogar, anstatt sich gegenseitig auszuschlieÿen. 15

16 2 Lerntheoretische und didaktische Hintergründe Anschlieÿend werden Konsequenzen beleuchtet, die sich aus der Diskussion der Lernpardigmen für Lernförderung und für den Einsatz eines LMS im Informatikunterricht ergeben Die kognitivistische Sicht auf Lernen Vor der Erläuterung des kognitivistischen Lernparadigmas wird zunächst kurz die Idee des Behaviourismus dargestellt, da aus der Kritik des Behaviourismus kognitivistische Strömungen entstanden. Erste Erklärungsversuche von Lernprozessen waren von behaviouristischen Einüssen geprägt. Demnach wird Lernen als Veränderung beobachtbaren Verhaltens aufgefasst, auf das durch Lob und Tadel Einuss genommen werden kann. Zu den bekanntesten Vertretern des Behaviourismus zählen Pawlow und Skinner. In ihren Lerntheorien bleiben die internen Vorgänge im Gehirn des Lernenden unberücksichtigt; es wird demnach als Black Box bezeichnet. Eine weitere Annahme des Behaviourismus ist, dass Wissen auÿerhalb und unabhängig vom Lernenden existiert und somit vom Lehrenden zum Lernenden übertragen werden kann. In Abgrenzung zu diesen Auassungen entstanden kognitivistische Ansätze, welche die internen Vorgänge im Gehirn des Lerners in den Vordergrund stellen. Unter Kognitionen versteht man jene Vorgänge, durch die ein Organismus Kenntnis von seiner Umwelt erlangt. Im menschlichen Bereich sind dies besonders: Wahrnehmung, Vorstellung, Denken, Urteilen, Sprache. Durch Kognition wird Wissen erworben. ([Ede95], S. 8) Lernen wird im Kongnitivismus also nicht als Verhaltensänderung, sondern als Wissenserwerb aufgefasst. Dabei kann das Wissen nicht einfach vom Lehrenden auf den Lernenden transferiert werden, sondern der Lernende muss die Informationen intern verarbeiten und selbstständig in seine Gedächtnisstrukturen einordnen. Der Lehrer übernimmt dabei die Rolle eines Tutors, der die Lerninhalte möglichst gut strukturiert vorgibt, den Lernprozess beobachtet sowie Hilfestellungen und Feedback gibt. Der Prozess des Wissenserwerbs wird als ein streng regelhaft ablaufende[r] Prozess der Informationsverarbeitung interpretiert, der sich eindeutig beschreiben und damit auch erfolgreich steuern lässt ([RRM01], S. 606). 16

17 2 Lerntheoretische und didaktische Hintergründe Grundlage für den Kognitivismus bildet die kognitive Entwicklungspsychologie von Jean Piaget ( ). Piaget kritisiert das einfache Reiz-Reaktionsschema der Behaviouristen und erklärt Lernen durch die kognitive Integration von Umweltein- üssen (Assimilation) sowie die Anpassung der geistigen Strukturen an Umweltein- üsse, die nicht in das bestehende Schema integriert werden können (Akkomodation). Somit können durch Problemstellungen aufgeworfene Ungleichgewichte zwischen Umwelt und kognitivem Schema aufgehoben werden (Äquilibrationsprozess). Ansätze für den Unterricht Wie können nun Lernprozesse im Unterricht nach kongnitivistischen Prinzipien gestaltet werden? Die bekanntesten theoretischen Modelle, die zu dieser Fragestellung entwickelt wurden, stammen von Reigeluth, Gagné und Ausubel. Allen Ansätzen ist gemeinsam, dass sie die Bedeutung des Vorwissens, d. h. der bestehenden kognitiven Strukturen, in die neue Inhalte eingeordnet werden müssen, betonen. Die Elaborationstheorie von Reigeluth möchte den Aufbau kognitiver Strukturen bei den Lernenden durch eine Ordnung der Lerninhalte vom Einfachen zum Komplexen unterstützen. Dieses Prinzip ist vergleichbar mit dem Vorgang des Zooming: Die Inhaltsdarbietung beginnt mit einem Weitwinkel und fokussiert dann auf einzelne Details. Um die auf diese Weise erarbeiteten Teilinformationen wieder in einen Zusammenhang zu bringen, wird anschlieÿend erneut eine umfassendere Perspektive eingenommen. ([RRM01], S. 609) Gagné nimmt in seinem Modell des kumulativen Lernens weniger die Inhalte und dafür mehr den Lernenden mit seinen Lernvoraussetzungen in den Blick. Demnach gibt es acht verschiedene Lernarten, die von Signallernen bis zum Problemlösen reichen und hierarchisch angeordnet sind. Voraussetzung für die erfolgreiche Bewältigung von Aufgaben aus höheren Lernstufen ist die Fähigkeit zur Lösung von Aufgaben aus den vorangegangenen, weniger komplexen Stufen. Einen noch höheren Stellenwert kommt der kognitiven Struktur des Lerners im Expository Teaching-Ansatz von Ausubel zu. Wichtigstes Ziel eines jeden Lehrens soll es demnach sein, die kognitive Struktur des Lerners zu verbessern. Dies geschieht durch sinnvolles rezeptives Lernen. Das Lernen ist sinnvoll, da die Inhalte nicht nur oberächlich abgespeichert werden, sondern ihnen durch die Einordnung in die bestehende kognitive Struktur des Lerners eine tiefergehende Bedeutung zukommt. Des 17

18 2 Lerntheoretische und didaktische Hintergründe Weiteren ist es rezeptiv, da kein selbsttätiges Entdecken der Lerninhalte vom Lerner gefordert wird. Die Organisation der Inhalte sowie deren Darbietung übernimmt der Lehrende. Dafür entwickelte Ausubel die Prizipien Advance Organizer, Progressive Dierenzierung, Integrierendes Verbinden, Sequenzielle Organisation und Konsolidierung, auf die ich nicht näher eingehen werde. Kritik am Kognitivismus Die dargestellten kognitivistischen Modelle legen genau fest, welche Schritte und Verfahren der Lehrende zu vollziehen hat, um Lernprozesse bestmöglich zu unterstützen. Diese Angabe von Ziel-Mittel-Relationen beruht jedoch auf der Annahme, dass eine eindeutige Kausalität zwischen Methoden und dem Erreichen von Lernzielen gegeben ist. Dies ist aber nach Duffy und Jonassen de facto nicht der Fall [DJ91]. Die Wirksamkeit einzelner Methoden kann also nicht vorausgesagt werden. Ein in der Praxis oft beklagtes Problem stellt die ungleiche Rollenverteilung zwischen Lehrern und Schülern dar (vgl. [RRM01]). Dem Lernenden kommt eine zumeist passiv-rezeptive Rolle im Lernprozess zu. Er kann nicht eigenverantwortlich und selbstständig lernen, sondern wird Schritt für Schritt vom Lehrer geführt. Dies wird auf lange Sicht demotivierend wirken und somit zu Unlust, Disziplinproblemen und Leistungsverweigerungen ([RRM01], S. 613) führen. Die kognitivistischen Lernszenarien benötigen systematisch aufbereitete und nach sachlogischen Kriterien strukturierte Lerninhalte. In dieser Form sind Inhalte nach kognitionspsychologischer Auassung zwar besser lernbar, d. h. besser in Gedächtnisstrukturen einzuordnen, jedoch sind sie aufgrund der Aufbereitung auch immer eine Abstraktion der Realität. Es besteht die Gefahr, dass lediglich träges Wissen ([RRM01], S. 613) bei den Lernern entsteht, welches in realen Alltagssituationen nicht zur Anwendung kommt Die konstruktivistische Sicht auf Lernen Die Kritik am Kognitivismus bildete eine Basis für die Entwicklung konstruktivistischer Auassungen vom Lehren und Lernen. Diese neuen Ansätze zielen darauf ab, träges Wissen zu vermeiden und Lerninhalte statt dessen sinnvoll mit praktisch bedeutsamen Kontexten und Handlungen ([RRM01], S. 613) zu verknüpfen. Dies erfordert eine gewandelte Vorstellung von Lernen und Wissen. 18

19 2 Lerntheoretische und didaktische Hintergründe Demnach ist Wissen keinesfalls ein vom Menschen unabhängiger Sto, der deckungsgleich zwischen Menschen transportiert werden kann, wie es die Behaviouristen annahmen. Auch die kognitivistische Idee von Wissen reicht den Konstruktivisten nicht aus. Während nach kognitivistischer Auassung Wissen zwar von jedem Menschen auf eigene Art und Weise in seine individuelle kognitive Struktur eingeordnet werden muss, aber dennoch dasselbe Wissen in diesen Menschen wie auch in der Wirklichkeit existiert, geht die konstruktivistische Bewegung noch einen Schritt weiter. Ihre zentrale Annahme ist, dass Wissen keine Kopie der Wirklichkeit ist, sondern eine Konstruktion von Menschen ([RRM01], S.615). Das bedeutet, dass Wissen nicht auÿerhalb von Menschen existieren kann. Jedes Individuum konstruiert sich eine andere Repräsentation des Wissens. Weiter spielt die Situation, in der das Wissen erworben wird, eine wesentliche Rolle im Konstruktionsprozess. Wissen wird also in jeder Situation neu konstruiert ([Ker01], S. 75). Lernen wird als ein individueller und aktiv-konstruktiver Prozess verstanden, auf den von auÿen wenig Einuss genommen werden kann. Aufgabe des Lehrenden ist es lediglich, Problemsituationen und 'Werkzeuge' zur Problembearbeitung zur Verfügung zu stellen ([RRM01], S.616), sowie die Lernenden zu unterstützen, anzuregen und zu beraten. Der Lehrende stellt also Rahmenbedingungen für das Lernen her, während die aktive Rolle im Lernprozess eher vom Lernenden eingenommen wird. Ansätze für den Unterricht Eine Umsetzung konstruktivistischer Lernparadigmen im Unterricht erfordert situiertes Lernen, d. h. Lernen unter Berücksichtigung des sozialen und physikalischen Kontexts der sozialen und physikalischen Situation, in der das [gelernte] Konzept relevant ist und angewendet wird ([IK95], S. 562). Nach Kerres sind vor allem folgende Aspekte beim situierten Lernen zu berücksichtigen ([Ker01], S. 79): Die Darstellung komplexer, sozialer Realität (statt abstrakter Inhalte) Die authentischen Aktivitäten von Lernenden (statt den Aktivitäten von Lehrenden) Die Präsentation multipler (statt einfacher) Perspektiven auf Probleme 19

20 2 Lerntheoretische und didaktische Hintergründe Im Folgenden möchte ich drei Ansätze vorstellen, die diese Anforderungen an situiertes Lernen mit unterschiedlichen Schwerpunktsetzungen implementieren: den Anchored-Instruction-Ansatz, die Cognitive-Flexibility-Theorie und den Cognitive- Apprenticeship-Ansatz. Die Grundidee des Anchored-Instruction-Ansatzes, der von der Cognition and Technology Group at Vanderbilt [CV90] entwickelt wurde, ist ein narrativer Anker in Form einer Geschichte oder Beschreibung einer authentischen Problemsituation. Dies soll die Aufmerksamkeit beim Lernen steuer[n] und motivierend auf Lernaktivitäten wirk[en] ([Ker01], S. 79). Der narrative Anker liefert den Lernenden Informationen, um das aufgeworfene Problem eigenständig identizieren, denieren und letztlich selbst lösen zu können ([RRM01], S. 617). Ziel dieses Ansatzes ist die Vermeidung trägen Wissens. Die Cognitive-Flexibility-Theorie versucht, dieses Ziel dadurch zu erreichen, dass Lerninhalte von Anfang an in ihrer vollen Komplexität, in der sie auch in der Realität vorkommen, behandelt werden. Das bedeutet, dass keine Reduktion der Inhalte seitens der Lehrenden unternommen wird, wie es von kognitivistischen Ansätzen gefordert wird. Darüber hinaus variieren die Kontexte und Perspektiven, in denen ein bestimmtes Konzept betrachtet wird. Ziel der Cognitive-Flexibility-Theorie ist, dass das erworbene Wissen facettenreich ist und exibel angewendet wird ([RRM01], S. 618). Der Cognitive-Apprenticeship-Ansatz ist aus der Handwerkslehre abgeleitet. Ein Experte führt die Lösung eines Problems vor und verbalisiert dabei seine Vorgehensweise und seine Gedanken (Modelling). Daraufhin bearbeitet der Lernende mit der gezielten Unterstützung des Experten ein Problem (Coaching und Scaolding). Während der Lehrende seine Hilfen mehr und mehr zurückzieht (Fading) lässt der Lernende ihn durch Verbalisierung seiner Denkprozesse am Lernprozess teilhaben (Articulation). Durch den Vergleich seines Problemlöseprozess mit dem anderer Lernender oder des Experten (Reection) und erwirbt der Schüler generelle, abstrakte Konzepte. Schlieÿlich wird die Unterstützung durch den Lehrenden so weit ausgeblendet, dass der Lernende zu aktivem Explorieren und damit zu selbstständigen Problemlösungen angeregt wird ([RRM01], S. 620). Die Aufgaben sollten zunehmend komplexer, vielfältiger sowie spezieller werden (vgl. [Ker01], S. 80). 20

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