Lehr- Lerntheoretische Ansätze

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1 tele akademie fachhochschule furtwangen Expertin/Experte für Neue Lerntechnologien (ENLT) tele-akademie MEDIENDIDAKTIK 2. Studienbrief Autor: Thomas Jechle Lehr- Lerntheoretische Ansätze Wer Medien für Bildungszwecke einsetzen will, sollte eine klare Vorstellung davon haben, wie Lernen funktioniert. In diesem Studienbrief werden deshalb lerntheoretische Grundlagenkenntnisse vermittelt und ihre Anwendung beim Lehren und Lernen mit Medien beschrieben. Es werden behavioristische, kognitive und konstruktivistische Positionen mit ihren Konsequenzen für das Lehren mit Medien vorgestellt.

2 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze 1 EINFÜHRUNG Soll der Lernprozess durch den Einsatz von Medien unterstützt werden, so müssen grundlegende Mechanismen des Lernprozesses bekannt sein und berücksichtigt werden. Solche Mechanismen zu entdecken, ist das Ziel lernpsychologischer Untersuchungen. Innerhalb der Lernpsychologie gab und gibt es unterschiedliche Strömungen, die ihre Erkenntnisse jeweils in Lerntheorien zusammengefasst haben, die dann als Grundlage für Lehrtheorien herangezogen werden können. In diesem Studienbrief werden drei lerntheoretische Richtungen vorgestellt, die das Lehren und Lernen mit neuen Medien entscheidend geprägt haben. Es sind: die behavioristische, die kognitive und die konstruktivistische Lerntheorie. Diese drei Richtungen dominierten jeweils zu bestimmten Zeitabschnitten in diesem Jahrhundert die Diskussion um Lernen und Lehren: der Behaviorismus in den 20er bis 50er Jahren, der Kognitivismus in den 60er bis 80er Jahren und der Konstruktivismus seit Ende der 80er Jahre. Kennzeichnend für diese drei Richtungen sind jeweils unterschiedliche Erklärungen für Lernen und entsprechend unterschiedliche Empfehlungen für das Lehren. Gemeinsam ist allen drei Ansätzen, dass sie die didaktische Diskussion und besonders das Lehren und Lernen mit Medien entscheidend beeinflusst haben bzw. beeinflussen. Die Darstellung der drei Ansätze erfolgt hier chronologisch. Es wird zunächst die behavioristische Lerntheorie mit ihren Implikationen für das Lehren und Lernen mit Medien beschrieben. Daran anschließend werden kognitive und konstruktivistische Lerntheorien sowie ihre Umsetzung in Lehrverfahren und mediengestützte Lernmaterialien dargestellt.

3 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze 2 INHALT 1 Behavioristische Lehr-Lerntheorien Zur Entwicklung der behavioristischen Lehr-Lerntheorien Das instrumentelle Lernen Das Prinzip des instrumentellen Lernens Lehrprinzipien beim Instrumentellen Lernen Neue Bildungsmedien und behavioristische Lerntheorien Programmierte Instruktion Practice & Drill Programme Kognitive Lerntheorien Lernen als Informationsverarbeitungsprozess Sensorischer Speicher und selektive Wahrnehmung Kurzzeitgedächtnis: Verstehen und Verarbeiten von Information Langzeitgedächtnis: Speichern und Nutzen von Information Lernen als emotionaler und motivierter Prozess Emotion und Lernen Motivation und Lernen Lernen als kontrollierter Prozess Volitionale Kontrolle Metakognition Neue Bildungsmedien und Kognitive Lehr-Lern-Theorien expositorisches Lehrverfahren und tutorielle Programme gelenktes Entdecken und Simulation Konstruktivistische Ansätze zum Lehren und Lernen was versteht man unter Konstruktivismus? Der Ausgangspunkt für konstruktivistische Lehrkonzepte: Träges Wissen und Situierte Kognition Die kognitiv-konstruktivistische Auffassung von Lernen Konstruktivistische Ansätze zum Lehren Der Anchored-Instruction-Ansatz Der Cognitive Flexibility Ansatz Der Cognitive Apprenticeship Ansatz Neue Bildungsmedien und konstruktivistische Ansätze Zusammenfassung Literatur und Material... 40

4 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze Literatur Weiterführende Literatur Sonstige Materialien Glossar... 43

5 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze 4 1 BEHAVIORISTISCHE LEHR-LERNTHEORIEN 1.1 ZUR ENTWICKLUNG DER BEHAVIORISTISCHEN LEHR-LERNTHEORIEN Im Jahr 1913 begründete JOHN B. WATSON die sogenannte behavioristische Wende. Er richtete sich mit seinem Ansatz vor allem gegen psychologische Ansätze, die mit dem Mittel der Introspektion ( in sich hinein horchen ) versuchten, menschliches Verhalten zu erklären. An die Stelle der Introspektion setzte WATSON die Beobachtung. Der Ursprung des Behaviorismus Watson stellte die Behauptung auf, eigentlicher Untersuchungsgegenstand der Psychologie sei nicht die Funktionsweise des Geistes, sondern vielmehr die Erforschung des objektiven, beobachtbaren Verhaltens [Gardner 1989, S. 122]. Damit ist der Begriff gefallen, der dieser lernpsychologischen Richtung zu Programm und Namen verhalf: Verhalten (behavior, Behaviorismus). Die Forderung, sich am Beobachtbaren zu orientieren, bedeutet für die Didaktik, dass die äußeren Merkmale der Lernumgebung, die beobachtbaren Lernaktivitäten und Lernleistungen in den Vordergrund gestellt werden. Lernen besteht damit im Erwerb bestimmter beobachtbarer Verhaltensweisen, also von Lernleistungen. Das Ziel der behavioristisch orientierten Lernpsychologie ist es deshalb, Gesetzmäßigkeiten aufzudecken, unter welchen Umgebungsbedingungen welche Verhaltensweisen aufgebaut werden können. Ersetzt man den Begriff Umgebungsbedingungen durch den Begriff Reize und den Begriff Verhaltensweisen durch den Begriff Reaktionen, ergibt sich das zentrale Forschungsparadigma des frühen Behaviorismus: das Reiz-Reaktions- Schema. Die zentrale Frage des Behaviorismus lautet also: Aufgrund welcher Gesetzmäßigkeiten entstehen Reiz-Reaktions-Verbindungen, oder - mit der hier verwendeten Terminologie - aufgrund welcher Gesetzmäßigkeiten fördern bestimmte Lernumgebungen bestimmte Lernleistungen. Die Rolle des Beobachtbaren Das Anliegen des Behaviorismus WATSON selbst entwickelte die Theorie des klassischen Konditionierens. Der berühmteste experimentelle Beleg für diese Theorie stammt allerdings nicht von WATSON selbst, sondern von dem russischen Neurophysiologen PAWLOW. In diesem Experiment lernte ein Hund, auf ein Glockensignal mit Speichelfluss zu reagieren. Das Geheimnis dieses Lernerfolgs bestand darin, dass der Glockenschlag zunächst immer dann ertönte, wenn dem Hund Klassisches Konditionieren

6 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze 5 Futter gegeben wurde, was als natürliche Reaktion den Speichelfluss nach sich zieht. Mit der Zeit erfolgte diese an sich natürliche Reaktion auch dann, wenn nur die Glocke ertönte; der natürliche Reiz Futter wurde durch den künstlichen Reiz Glockenschlag ersetzt. WATSONS Theorie des klassischen Konditionierens wurde schließlich von seinem Schüler B.F. SKINNER [1938] zur Theorie des instrumentellen Lernens (auch: operantes Konditionieren) weiterentwickelt. Da die mit dieser Theorie verbundenen Vorstellungen zum Lehren und Lernen einen ganz entscheidenden Einfluss auf das mediengestützte Lernen hatten, werden sie im folgenden Abschnitt genauer beschrieben. 1.2 DAS INSTRUMENTELLE LERNEN DAS PRINZIP DES INSTRUMENTELLEN LERNENS Verhalten kann nicht ausschließlich auf Reize zurückgeführt werden Ausgangspunkt für SKINNERs Theorie des instrumentellen Lernens ist die Beobachtung, dass die überwiegende Zahl menschlicher Verhaltensweisen nicht allein auf klar definierte Reize hin erfolgt - wie beim klassischen Konditionieren unterstellt -, sondern durch eine Vielzahl unterschiedlicher Reize ausgelöst werden kann. Ein Verhalten, das eindeutig eine Reaktion auf einen bestimmten Reiz darstellt, nennt SKINNER respondentes Verhalten und unterscheidet davon das operante Verhalten, das nicht auf einen speziellen Reiz zurückgeführt werden kann. Die Frage, mit der sich SKINNER beschäftigte, lautet also: Wie kann erreicht werden, dass ein bestimmtes Verhalten (unabhängig von einer bestimmten Reizkonstellation) gezeigt wird. Hierzu zunächst ein Beispiel: Experiment zum verbalen Konditionieren Eine Versuchsperson (kein Psychologe!) wird aufgefordert, zu Begriffen, die ein Versuchsleiter vorgibt, jeweils ein Wort zu assoziieren (z.b. Blume - Rose; Kaffee - trinken). Jedesmal, wenn die Versuchsperson ein Verb assoziiert, nickt der Versuchsleiter freundlich; wird ein Substantiv oder Adjektiv assoziiert, verhält sich der Versuchsleiter neutral. Der Versuch besteht aus mehreren Durchgängen mit jeweils 20 vorgegebenen Begriffen. Anschließend wird ausgewertet, wie häufig in den einzelnen Durchgängen Verben assoziiert wurden. Das Ergebnis ist in der Regel sehr eindeutig: In den späteren Versuchsdurchgängen werden von den Versuchspersonen mehr Verben assoziiert als in den früheren. Den meisten Versuchspersonen ist hinterher weder bewusst, dass sie ihr Verhalten verändert haben, noch dass der Versuchsleiter nach einer bestimmten Systematik auf ihre Assoziationen reagiert hat. Das grundlegende Prinzip dafür, dass ein bestimmtes Verhalten (im Beispiel das Assoziieren von Verben) aufgebaut wird, ist hier nicht ein bestimmter Grundprinzip: Verstärkung

7 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze 6 Reiz, der dem Verhalten vorausgeht, sondern die Konsequenz, die dem Verhalten folgt (freundlich nickender Versuchsleiter). Da diese Konsequenz von den Versuchspersonen als positiv empfunden wird, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass das Verhalten, das diese Konsequenz auslöst, wiederholt wird (auch wenn das den Versuchspersonen selbst gar nicht bewusst ist). Die Konsequenz wirkt als Verstärker (reinforcer) auf das Verhalten. beeinflusst Wahrscheinlichkeit Reiz respondentes operantes Verhalten Verstärker signalisiert Abbildung 1: Prinzip des instrumentellen Konditionierens Kontingenz als Bedingung für die Wirksamkeit von Verstärkern Entscheidend für die Wirksamkeit von Verstärkern ist, wie regelmäßig und verlässlich sie auf das zu verstärkende Verhalten folgen. Diesen Zusammenhang zwischen Verhalten und Verstärker bezeichnet man als Kontingenz. Verhalten ist hier übrigens sehr weit gefasst. Es bezieht sich nicht nur auf Handlungen im motorischen Sinne, sondern beispielsweise auch auf verbales Verhalten LEHRPRINZIPIEN BEIM INSTRUMENTELLEN LERNEN Aus dem Prinzip der Verstärkung können verschiedene Lehrprinzipien abgeleitet werden. Damit der Aufbau oder Abbau von Verhalten durch Verstärkung beeinflusst werden kann, muss das Verhalten, das verstärkt werden soll, überhaupt auftreten. Eine Möglichkeit, ein bestimmtes Verhalten zu provozieren, ist das sogenannte prompting. Ein Prompt ist ein Hinweis, welches Verhalten gezeigt werden soll. Beispielsweise durch verbale Umschreibung des gewünschten Verhaltens, das Vorführen des Verhaltens oder auch die Vorgabe einiger Buchstaben des Lösungswortes in einem Lückentext. Wird das gewünschte Ver en gezeigt und kann es entsprechend verstärkt werden, können die Hinweisreize schrittweise zurückgenommen werden, und das Verhalten damit von diesen Hinweisreizen unabhängig gemacht werden. Man bezeichnet diesen Vorgang als fading. Selten werden in Lehr-Lernsituationen gleich zu Beginn Verhaltensweisen in der Weise gezeigt, wie sie angestrebt werden. Um ein erwünschtes Verhalten schrittweise zu erreichen, wird jede Änderung im Verhalten, die dem gewünschten Endverhalten einen Schritt näher kommt, verstärkt. Dieser oft Verschiedene Lehrprinzipien Prompting und fading shaping

8 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze 11 2 KOGNITIVE LERNTHEORIEN Bereits in den 40er Jahren deutete sich in verschiedenen Disziplinen eine Abkehr vom behavioristischen Paradigma an. Kritisiert wurde vor allem die Auffassung, menschliches Verhalten sei ausschließlich durch Umweltgegebenheiten (z.b. Reiz, Verstärkung) bestimmt. Die selbstauferlegte Beschränkung, Aussagen und Hypothesen nur bezogen auf beobachtbare Phänomene aufstellen zu können, wurde als unzureichend empfunden. Hinzu kam, dass verschiedene Disziplinen wie Philosophie, Psychologie, Informatik, Linguistik, Anthropologie und Neurowissenschaften begannen zusammenzuarbeiten, um menschliches Denken zu erklären. Auf dieser Grundlage entwickelte sich in den 50er und 60er Jahren die sogenannte kognitive Wende in der Beschreibung menschlichen Wissens, Denkens und Handelns. Erklärtes Ziel war es, diejenigen internen Prozesse des Denkens aufzuklären, über die zu spekulieren in der behavioristischen Tradition verpönt war, weil sie nicht beobachtbar sind. Die folgenden Kapitel geben einen Überblick zum aktuellen Kenntnisstand, was diese internen Prozesse betrifft. Lernen wird dabei unter drei Gesichtspunkten betrachtet: als Informationsverarbeitungsprozess, als emotionaler und motivierter Prozess und als kontrollierter Prozess. 2.1 LERNEN ALS INFORMATIONSVERARBEITUNGSPROZESS Ende der 60er Jahre entwickelten die beiden amerikanischen Psychologen RICHARD ATKINSON und RICHARD SHIFFRIN ein Gedächtnismodell, in dem verschiedene Speicher als Grundbestandteile des Gedächtnisses enthalten sind. In seinen Grundzügen wird dieses Modell bis heute als Orientierung herangezogen, um menschliche Informationsverarbeitung zu erklären. Abbildung 5 zeigt ein erweitertes Speichermodell der Informationsverarbeitung SENSORISCHER SPEICHER UND SELEKTIVE WAHRNEHMUNG Im sensorischen Speicher werden Informationen von den Sinnesorganen Sekundenbruchteile für höhere Verarbeitungsprozesse verfügbar gehalten. Man kann sich diesen sensorischen Speicher etwa folgendermaßen vorstellen: Von den Sinnesorganen in das Gedächtnis

9 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze 12 Wenn in einem völlig abgedunkelten Raum Licht eingeschaltet und sofort wieder abgeschaltet wird, hat man den Eindruck, dass für Sekundenbruchteile das eben gesehene Bild nachhallt. Es ist möglich, einzelne Objekte, die längst nicht mehr sichtbar sind, zu beschreiben. Motivation/ Emotion Metakognition Volition U M W E L T Sensorischer Speicher Sinnesorgane Kurzzeitgedächtnis Langzeitgedächtnis Erinnern/ Vergessen selektive Wahrnehmung semantische Kodierung Repräsentation rehearsal/ chunking Abbildung 5: Modell der Informationsverarbeitung Aus der Gesamtheit der Informationen im sensorischen Speicher wird immer nur ein kleiner Teil weiterverarbeitet. Um welche Informationen es sich dabei handelt, hängt davon ab, worauf die Aufmerksamkeit gerichtet wird. Man bezeichnet diesen Auswahlprozess als selektive Wahrnehmung. Die Aufmerksamkeit ist allerdings begrenzt und kann mit der Zeit nachlassen. Beispielsweise ist es nur sehr schwer möglich, zwei Unterhaltungen gleichzeitig zu führen, da Kommunikationsprozesse im allgemeinen einen hohen Grad an Aufmerksamkeit verlangen. Andererseits ist es durchaus möglich, während einer weitgehend automatisierten Aktivität - beispielsweise dem Auto fahren - eine Unterhaltung zu führen. Je stärker eine Tätigkeit automatisiert ist, um so weniger Aufmerksamkeit wird durch sie beansprucht (weitere Informationen zum Thema Aufmerksamkeit bei ANDERSON, 1988, 51). Aufmerksamkeit und selektive Wahrnehmung Entlastung durch Automatisierung Wichtig für einen Lernprozess ist es demnach, dass es gelingt, die Aufmerksamkeit auf die relevante Information, das Lernmaterial, zu lenken. Je nach Lernsituation kommen hierfür verschiedene Möglichkeiten in Frage: Außer durch explizite sprachliche Hinweise ( Wir kommen nun zum wichtigsten Punkt... ) kann bei Vorträgen die Aufmerksamkeit der Zuhörer durch Variation der Lautstärke, der Sprachmelodie, des Sprechtempos oder durch Sprechpausen erregt werden. Bei Texten werden grafische Formen der Hervorhebung benutzt (Kursiv- und Fettdruck, Unterstreichung, gesperrter Konsequenzen für das Lehren:...Aufmerksamkeit lenken

10 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze 13 Druck). Bei multimedialen Materialien kommen zu den genannten Möglichkeiten noch Farben, Töne, Animationen, Videosequenzen und Kombinationen dieser Signalelemente hinzu. Während eines Lernprozesses ist es wichtig, die Aufmerksamkeit aufrecht zu erhalten bzw. natürliche Ermüdungseffekte einzukalkulieren. Aus diesem Grund wird oft gefordert, einzelne Lernschritte zeitlich zu begrenzen. So empfiehlt beispielsweise DÖRING [1992, S. 46] die 20-Minuten-Regel, d.h. Vermittlungsteile sollten nicht länger als 20 Minuten sein, Lerneraktivitäten dagegen nicht kürzer als 20 Minuten....Aufmerksamkeit aufrecht erhalten KURZZEITGEDÄCHTNIS: VERSTEHEN UND VERARBEITEN VON INFORMATION Im Kurzzeitgedächtnis (KZG; auch Arbeitsgedächtnis) findet die eigentliche Verarbeitung von Informationen statt. Auch in diesem Speicher ist die Lebensdauer von Informationen begrenzt. Zu der zeitlichen Begrenzung kommt eine Kapazitätsbegrenzung hinzu, d.h. es können nur wenige Informationseinheiten gleichzeitig aktiv gehalten werden. Begrenzungen des KZG Allerdings gibt es Möglichkeiten, sowohl die zeitliche als auch die Kapazitätsbegrenzung des KZG zu überwinden. Der zeitgebundene Zerfall kann umgangen werden, indem die Elemente im KZG immer wieder aufgefrischt werden. Vermutlich benutzen auch Sie diese Technik, wenn Sie sich eine Telefonnummer so lange merken wollen, bis Sie sie gewählt haben: Die einzelnen Ziffern werden der Reihe nach so lange wiederholt, bis sie nicht mehr gebraucht werden. Diese Technik wird als rehearsal bezeichnet. Verarbeitungsstrategie rehearsal Die Kapazitätsbeschränkung lässt sich dadurch erweitern, dass isolierte Einheiten zu zusammenhängenden Einheiten verschmolzen werden. Beispielsweise ist es scheinbar unmöglich, sich nach einmaliger Darbietung die 13 Silben TÄT-ZI-PA-KA-TUNGS-BEI-AR-VER-ONS-TI-MA-FOR-IN zu merken. Wenn man die Silben aber anstatt von links nach rechts umgekehrt von rechts nach links liest, ergeben sich keine Probleme. Verarbeitungsstrategie Chunking und Semantische Kodierung Zwei einfache Erklärungen bieten sich an: Zum einen ergeben die 13 Silben nun ein Wort. Es ist also nicht nötig, sich 13 isolierte Einheiten zu merken, sondern nur eine einzige zusammenhängende Einheit. Man bezeichnet diesen Vorgang als chunking. Zum anderen handelt es sich bei dem Wort um eine Einheit, die bereits eine Entsprechung im Langzeitgedächtnis hat und insofern bedeutungshaltig ist. Wenn bei der Verarbeitung von Informationen auf Inhalte des Langzeitgedächtnisses zurückgegriffen wird, spricht man von einer semantischen (bedeutungshaltigen) Kodierung; umgangssprachlich könnte man auch von Verstehen sprechen.

11 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze 14 Die semantische Kodierung im KZG setzt ein Wechselspiel zwischen Informationen, die über das sensorische Register aus der Umwelt aufgenommen wurden und Informationen, die aus dem Langzeitgedächtnis reaktiviert wurden voraus. In der Kognitionspsychologie spricht man von einem Zusammenspiel von bottom up und top down Prozessen. Informationen werden dabei auf dem Hintergrund bereits bestehender Gedächtnisinhalte interpretiert und dadurch verstanden. Andererseits können auf diese Weise aber auch bestehende Gedächtnisinhalte ergänzt oder umstrukturiert werden Langzeitgedächtnis top down (Hintergrund für Verstehen) Verstehen bottom up (Daten aus der Umwelt) Sensorischer Speicher UMWELT Das Zusammenwirken von neuen Informationen mit bereits vorhandenem Wissen spielt eine zentrale Rolle beim Lernen. Je intensiver und vielfältiger neue Informationen auf bereits vorhandene Gedächtnisinhalte bezogen werden, um so eher können die neuen Inhalte in das Langzeitgedächtnis integriert und damit langfristig behalten werden. CRAIK/LOKHART [1972] sprechen in diesem Zusammenhang von der Verarbeitungstiefe (levels of processing bzw. depth of processing). Qualität der Semantischen Kodierung: Tiefe der Verarbeitung Beispiel: Verarbeitungstiefe und Lernen mit Texten Beim Lernen mit Texten gibt es verschiedene Strategien. Eine vergleichsweise oberflächliche Strategie besteht darin, den Text nur zu lesen. In der Regel wird die Textinformation dabei semantisch kodiert, die Verknüpfung mit bereits vorhandenem Wissen erfolgt aber eher unsystematisch. Eine höhere Verarbeitungstiefe wird dann erreicht, wenn man versucht, Textabschnitte nach der Lektüre in eigenen Worten wiederzugeben, da hierbei vorhandenes Wissen und neue Informationen eher miteinander verknüpft werden. In der Literatur zum Textlernen wird eine Strategie empfohlen, durch die solche Verknüpfungen systematisch ausgelöst werden, die PQ4R-Strategie [THOMAS/ROBINSON 1972]. Das Akronym PQ4R steht dabei für Preview (Vorschau), Questions (Fragen), Read (Lesen), Reflect (Nachdenken), Recite (Wiedergeben) und Review (Rückblick). Ein anderer Vorschlag findet sich in FRIEDRICH u.a. [1997, S ]. Hier die wichtigsten Schritte dieser Technik: 1. Das Vorwissen nutzen (z.b. Was weiß ich schon über das Thema?) 2. Die zentralen Aussagen zusammenfassen 3. Das Wissen aktiv organisieren (z.b. zentrale Begriffe in einem Schaubild anordnen) Um die Kapazität des KZG nicht zu überlasten, sollten nicht zu viele Informationen gleichzeitig dargeboten werden. Außerdem sollte die Gelegenheit bestehen, Einzelheiten zu größeren Informationseinheiten (chunks) zusammenzufassen. Die Gliederung multimedialer Lernmaterialien in kleine, übersichtliche Einheiten trägt dieser Forderung Rechnung. Konsequenzen für das Lehren:... Überlastung vermeiden

12 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze 15 Um die Verknüpfung von neuen Informationen mit bereits bestehendem Wissen (semantische Kodierung, bottom up and down Verarbeitung) zu ermöglichen, muss das relevante Vorwissen der Lernenden bei der Planung berücksichtigt (z.b. im Rahmen einer Analyse der Lernvoraussetzungen) und bei der Durchführung aktiviert werden (z.b. durch explizite Hinweise). Aus diesem Grund werden größeren Abschnitten in Lernmaterialien oft Einführungen vorangestellt, die an Alltagswissen oder zuvor vermittelte Inhalte anknüpfen. Um eine tiefere Verarbeitung zu erreichen, sollte zu unterschiedlichen Lernaktivitäten angeregt werden bzw. sollten ggf. erforderliche Lerntechniken vermittelt werden. In die Lernmaterialien eingebettete Aufgaben können Lernende zu einer tieferen Verarbeitung anregen....an Vorwissen anknüpfen... verschiedene Lernwege anbieten LANGZEITGEDÄCHTNIS: SPEICHERN UND NUTZEN VON INFORMATION Wie gesehen setzt die semantische Kodierung im KZG voraus, dass Informationen aus dem Langzeitgedächtnis abgerufen werden. Das Langzeitgedächtnis funktioniert also als eine Art Speicher, der als Grundlage für das Verstehen von Information herangezogen werden kann. Bei dem Versuch zu erklären, wie Wissen im LZG aufgebaut wird, wurden innerhalb der Lernpsychologie verschiedene Vorstellungen dazu entwickelt, wie Wissen gespeichert (repräsentiert) ist. Manche Vorstellungen gehen von einer verbalen Kodierung von Information aus, während andere von bildhafter und/oder handlungsbezogener Repräsentation von Wissen sprechen. Eine Veranschaulichung dieser einzelnen Auffassungen finden Sie auf der Ergänzungsseite zu diesem Studienbrief unter dem Link Repräsentation von Wissen im Gedächtnis. Gemeinsam ist all diesen Vorstellungen, dass die jeweiligen Gedächtnisinhalte miteinander vernetzt sind. Je engmaschiger dieses Netz geknüpft ist, d.h., je mehr Verknüpfungen zwischen den einzelnen Bestandteilen vorhanden sind, um so resistenter sind die Bestandteile gegen Vergessen und um so leichter können sie erinnert werden. Vergessen Für das Vergessen sind verschiedene Erklärungen denkbar: das Zerfallen von Gedächtnisinhalten und deren Verbindungen, Interferenz mit anderen Gedächtnisinhalten und Zugangsprobleme aufgrund mangelnder Verknüpfung. In Laborexperimenten konnte beobachtet werden, dass im Lauf der Zeit von zuvor erlernten Elementen immer weniger erinnert werden können. Zugleich können diese zerfallenen Gedächtnisspuren aber schneller wieder erlernt werden als gänzlich neue Inhalte. Diese Beobachtung lässt vermuten, dass Gedächtnisinhalte möglicherweise zu schwach werden können, um erneut aktiviert zu werden, dass sie aber nicht vollständig verschwinden. Vergessen als Spurenzerfall

13 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze 16 Erinnern kann auch dann erschwert sein, wenn zu einem bekannten Inhaltsbereich neue Informationen hinzugelernt werden. Die Verbindungen zu den neuen Gedächtnisinhalten können so stark sein, dass die alten Verbindungen nicht mehr aktiviert werden können. In diesem Fall spricht man von einer Interferenz der neuen mit den vorhandenen Gedächtnisinhalten [vgl. Anderson 1988, S. 145ff]. Eine dritte Erklärung für das Vergessen ist besonders im Hinblick auf das Lernen interessant. Angenommen Gedächtnisinhalte verschwinden nicht aus dem Gedächtnis und angenommen das Erinnern entspricht einer Art Suche, die von einem bestimmen Gedächtnisinhalt ausgehend den Verknüpfungen zu anderen Gedächtnisinhalten folgt, so könnte es sein, dass (1) eine notwendige Verbindung zu einem Gedächtnisinhalt nicht besteht bzw. nicht gefunden wird, oder (2) der Gedächtnisinhalt zwar gefunden aber nicht als relevant erkannt wird. Beide Fälle werden besonders im Zusammenhang mit der kognitiv-konstruktivistischen Lernpsychologie unter der Bezeichnung träges Wissen diskutiert. Der erste Fall ergibt sich typischerweise dann, wenn entweder auf uneffektive Weise nach Gedächtnisinhalten gesucht wird oder Gedächtnisinhalte nicht genügend miteinander verknüpft sind, d.h., wenn Wissen eher mechanisch und inselartig aufgebaut wurde. Der zweite Fall liegt häufig dann vor, wenn einmal Gelerntes in völlig anderen Zusammenhängen genutzt werden könnte (Transfersituationen), aber kein Gebrauch davon gemacht wird. Vergessen durch Interferenz Vergessen durch mangelhaften Zugang Es versteht sich von selbst, dass in der Didaktik besonders intensiv nach geeigneten Maßnahmen gesucht wird, die Ursachen von Vergessen auszuschalten (vgl. Tabelle 1). Ursache für Vergessen Didaktische Gegenmaßnahmen Spurenzerfall Wiederholen des Lernstoffes in unterschiedlichen Abständen Interferenz Explizit auf Unterschiede zwischen bereits bestehendem Wissen und neuen Inhalten hinweisen. mangelhafter Zugang Auf vielfältige Vernetzung des Lernstoffes beim Lernen achten. Erlerntes in verschiedenen Situationen anwenden lassen. Tabelle 1: Ursachen für und Maßnahmen gegen Vergessen Nutzung von Wissen Wird erlernte Information in Anwendungssituationen oder späteren Lernsituationen genutzt, spricht man von Transfer. Bereits in der Lernsituation können Bedingungen geschaffen werden, die sich günstig auf den späteren Transfer auswirken [vgl. Steiner 1996, S. 286ff] Nutzung und Transfer von Wissen

14 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze 23 daran, dass Lernende durch die Fülle der Anforderungen nicht überwältigt werden, haben Kontrollprozesse. Was wird während des Lernens kontrolliert? Grob kann man zwischen zwei Bereichen der Handlungskontrolle unterscheiden: der Volition, die sich vor allem auf die emotionale und motivationale Seite des Lernens bezieht, und der Metakognition, die sich auf die kognitive Seite bezieht. Zwei Bereiche der Handlungskontrolle VOLITIONALE KONTROLLE In dem Abschnitt über Lernen als emotionaler und motivierter Prozess wurde Motivation als eine aktuelle Absicht definiert, eine Handlung aufzunehmen. Die Frage ist, wie kommt es von der Absicht zu handeln zur Ausführung dieser Handlung. Der Übergang wird durch Mechanismen der sogenannten volitionalen Kontrolle ermöglicht. Darunter versteht man Strategien, die dazu dienen, eine einmal gefasste Absicht (z.b. die zu lernen) vor konkurrierenden Absichten abzuschirmen. Dies kann geschehen, indem Lernende die Wahrnehmung ablenkender Informationen ausblenden und ihre Konzentration auf Dinge richten, die unmittelbar für das Lernen wichtig sind, Motive, die das Lernen fördern, aktiviert werden (z.b. an Belohnung denken) störende Umweltbedingungen beseitigt, fördernde Umweltbedingungen hergestellt werden. Vom Wollen zum Handeln Formen der volitionalen Kontrolle Bei der volitionalen Kontrolle geht es also um den bewussten Einsatz von Strategien, um Absichten in die Tat umzusetzen und eine einmal begonnene Handlung auch zu Ende zu führen. Man könnte auch sagen, es geht um Möglichkeiten der Selbstdisziplinierung METAKOGNITION Der Begriff Meta -Kognition deutet darauf hin, dass es um eine Form der Kognition auf höherer Ebene geht. Dabei wird unterschieden zwischen metakognitivem Wissen und metakognitiven Strategien. Metakognitives Wissen setzt sich aus drei Elementen zusammen [vgl. Flavell 1979]: 1. Wissen über die eigene Person, d.h. über das eigene Wissen und die eigenen Fähigkeiten in verschiedenen Bereichen (z.b. Mathematik, Schreiben, Kunst). 2. Wissen über Aufgaben, d.h. welche Anforderungen eine Aufgabe stellt und wie deren Schwierigkeit einzuschätzen ist. 3. Wissen über verschiedene Lernstrategien und deren Ausführung (z.b. zum Bearbeiten, Strukturieren, Behalten und Überprüfen von Lernstoff). Elemente metakognitiven Wissens

15 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze 24 Metakognitive Strategien beziehen sich demgegenüber auf die bewusste Steuerung von Verarbeitungsprozessen. Auch hier können verschiedene Komponenten unterschieden werden. BROWN U.A. [1983] nennen drei Komponenten: 1. Planung von Lernhandlungen: Das Setzen individueller Lernziele, das Formulieren von Fragen, die durch das Lernen beantwortet werden sollen, das Feststellen von Anforderungen, die das Lernen stellt und das Aktivieren erforderlichen Vorwissens. Aufgrund dieser Planungsüberlegungen ergeben sich Hinweise, welche Lernstrategien in der jeweiligen Lernsituation sinnvoll sind. 2. Überwachung von Lernhandlungen: das bewusste Lenken der Aufmerksamkeit auf relevante Teile des Lernstoffs und die Aktivierung von Lernstrategien zur Verarbeitung, Speicherung von Lerninhalten sowie zur Kontrolle des Lernerfolgs. 3. Regulation von Lernhandlungen: Anpassung von Lernhandlungen, wenn im Verlauf der Überwachung Schwierigkeiten oder Probleme erkannt werden (z.b. grafische Veranschaulichung von Sachverhalten, wenn beim Lesen Verständnisschwierigkeiten auftauchen). Komponenten metakognitiver Strategien Neben der vorwiegend auf die emotionale und motivationale Seite des Lernens gerichteten Kontrolle (Volition) und der auf die kognitive Seite gerichteten Kontrolle (Metakognition) wäre noch eine dritte Ebene der Kontrolle zu erwähnen [vgl. hierzu Schiefele/Pekrun 1996, S. 263]: den Umgang mit Ressourcen. Die wichtigsten Ressourcen beim Lernen sind Zeit und Anstrengung. Beide Ressourcen stehen nur in begrenztem Umfang zur Verfügung und gerade deshalb ist der sorgfältige Umgang damit besonders wichtig. Versucht man, Lernen als (selbst-)kontrollierten Prozess mit computergestütztem Lernen in Verbindung zu bringen, so stellt sich die folgende, prinzipielle Frage: In welchem Maße soll computergestütztes Lernen vom Lernenden selbst oder durch das Programm gesteuert werden. Die im Kapitel beschriebene programmierte Instruktion ist ein Beispiel für ein stark programmgesteuertes Lernen. Aktuelle multimediale Lernprogramme räumen dagegen den Lernenden einen größeren Spielraum bei der Kontrolle des eigenen Lernprozesses ein, beispielsweise indem den Lernenden die Möglichkeit gegeben wird, selbst über ihren Lernweg zu entscheiden. Dies setzt voraus, dass in die Lernmaterialien Hilfestellungen integriert werden, die den Lernenden die Orientierung und Navigation im Lernangebot erleichtern sowie die Dokumentation bereits absolvierter Lernwege ermöglichen. Ressourcenmanagement Ressourcenmanagement und computergestütztes Lernen 2.4 NEUE BILDUNGSMEDIEN UND KOGNITIVE LEHR-LERN-THEORIEN In den vorangegangenen Kapiteln wurde Lernen als Prozess der Informationsverarbeitung, als Emotionaler und motivierter Prozess und als Kontrollierter Prozess beschrieben.

16 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze 38 4 ZUSAMMENFASSUNG 1. Behavioristische Lerntheorien konzentrieren sich bei der Erklärung von Lernen auf beobachtbare Größen. Lernen wird als Aufbau von Reiz- Reaktions-Verbindungen beschrieben. 2. SKINNER geht in seiner Theorie des instrumentellen Lernens davon aus, dass Verstärker, die einem Verhalten (Reaktion) folgen, entscheidenden Einfluss auf die Ausbildung von Reiz-Reaktions-Verbindungen haben. 3. Bei der programmierten Instruktion werden Prinzipien des instrumentellen Lernens konsequent umgesetzt, um Lehrstoff z.b. mittels Computerprogrammen zu vermitteln. 4. In Practice & Drill-Programmen wird ebenfalls das Prinzip der Verstärkung genutzt, um zuvor vermittelten Lehrstoff einzuüben. 5. Kognitive Lerntheorien versuchen, mentale Prozesse aufzuklären, die dem Lernen zugrunde liegen. Insbesondere handelt es sich um Prozesse der Informationsverarbeitung, der Motivation und Kontrolle. 6. Beim Prozess der Informationsverarbeitung wirken verschiedene Speicher (sensorischer Speicher, Kurzzeitgedächtnis, Langzeitgedächtnis) zusammen. 7. Unter Motivation versteht man die aktuelle Absicht, eine bestimmte Handlung auszuführen. Die Folgen einer Handlung, insbesondere die subjektive Zuschreibung von Ursachen für Erfolg oder Misserfolg einer Handlung, haben Rückwirkungen auf die Motivation. 8. Beim Lernen sind verschiedene Kontrollprozesse beteiligt. Kontrolle bezieht sich auf die Realisierung beabsichtigter Handlungen (volitionale Kontrolle), auf die Einschätzung der Lernsituation und der eigenen Möglichkeiten (metakognitives Wissen) sowie auf die Planung, Überwachung und Steuerung des Lernprozesses insgesamt (metakognitive Strategien). 9. Elemente kognitiver Lerntheorien bilden die Grundlage sowohl für das expositorische Lehrverfahren als auch das gelenkte Entdecken. 10. Das expositorische Lehrverfahren gründet auf der Annahme, dass Wissen im Langzeitgedächtnis hierarchisch organisiert ist. 11. Beim gelenkten Entdecken steht die Fähigkeit zum selbständigen Erwerb von Wissen und Lösen von Problemen im Vordergrund. 12. Der Grundgedanke des Konstruktivismus besteht darin, dass Wissen stets individuell konstruiert wird und mit der Situation verknüpft ist, in der es erworben wurde (Situiertheit). Probleme können sich bei der Übertragung des Wissens auf neueartige Situationen ergeben (träges Wissen).

17 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze Aus konstruktivistischer Perspektive wird Lernen als aktiver, situativer und sozialer Prozess gesehen, bei dem Wissen selbstgesteuert konstruiert wird. 14. Neue Bildungsmedien werden aus der Perpektive des Konstruktivismus als kognitive Werkzeuge betrachtet, die Denken und Lernen stimulieren sollen.

18 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze 40 5 LITERATUR UND MATERIAL 5.1 LITERATUR 1. ANDERSON, J.R. (1988): Kognitive Psychologie. Eine Einführung. Heidelberg: Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft. 2. AUSUBEL, D.P. (1968): Educational psychology - A cognitive view. New York (deutsch: Psychologie des Unterrichts, 2 Bde., Weinheim: Beltz, 1974). 3. BRUNER, J.S. (1970): Der Prozess der Erziehung. Düsseldorf: Schwann. 4. BRUNER, J.S. (1973): Relevanz der Erziehung. Ravensburg: Maier 5. EDELMANN, W. (1996): Lernpsychologie. 5. Aufl., Weinheim: Psychologie Verlags Union. 6. FRIEDRICH, H.F.; EIGLER, G.; MANDL, H.; SCHNOTZ, W.; SCHOTT, F.; SEEL, N.M. (1997): Multimediale Lernumgebungen in der betrieblichen Weiterbildung. Gestaltung, Lernstrategien und Qualitätssicherung. Neuwied: Luchterhand. 7. GARDNER, H. (1989): Dem Denken auf der Spur: Der Weg der Kognitionswissenschaft. Stuttgart: Klett-Cotta. 8. GERSTENMAIER, J.; MANDL, H. (1993): Wissenserwerb unter konstruktivistischer Perspektive. In: Zeitschrift für Pädagogik, 41, HECKHAUSEN, H. (1989): Motivation und Handeln. Berlin: Springer. 10. JONASSEN, D.H. (1992): What are cognitive tools? In: KOMMERS, P.A.M.; JONASSEN, D.H.; MAYES, J.T. (Eds.): Cognitive tools for learning (pp. 1-6). Berlin: Springer. 11. KOMMERS, P.A.M.; JONASSEN, D.H.; MAYES, J.T. (Eds.)(1992): Cognitive tools for learning. Berlin: Springer. 12. MÜLLER, K. (1996): Wege konstruktivistischer Lernkultur. In: Müller, K. (Hrsg.): Konstruktivismus. Lehren. Lernen - Ästhetische Prozesse (S ). Neuwied: Luchterhand. 13. SCHANDA, F. (1995): Computer-Lernprogramme. Weinheim: Beltz. 5.2 WEITERFÜHRENDE LITERATUR 3. ATKINSON, R.L.; SHIFFRIN, R.M. (1968): Human Memory: A proposed system and its control process. In: Spence, K.W.; Spence, J.T. (eds.): The psychology of learning and motivation: Advances in research and theory (Vol. 2). New York. 4. BODENDORF, F. (1990): Computer in der fachlichen und universitären Ausbildung. München: Oldenburg.

19 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze BROWN, J.S.; COLLINS, A.; DUGUID, P. (1989): Situated cognition and the culture of learning. Educational Researcher, 17, S CoLLINS, A.M.; BROWN, J.S.; NEWMAN, S.E. (1989): Cognitive apprenticeship; Teaching the crafts of reading, writing and mathematics. In RESNICK, L.B. (Ed.): Knowing, learning and instruction (pp ). Hillsdale, NJ: Erlbaum 7. DECI, E:L.; RYAN, R.M. (1993): Die Selbsbestimmungstheorie der Motivation und ihre Bedeutung für die Pädagogik. Zeitschrift für Pädagogik, 39 (2), DÖRING, K.W. (1992): Lehren in der Weiterbildung. Ein Dozentenleitfaden. 4. Auflage, Weinheim: Deutscher Studien Verlag. 9. Flavell, J.H. (1979): Metacognition and cognitive monitoring. A new area of cognitive-developmental inquiry. American Psychologies, 34, S REINMANN-ROTHMEIER, G.; MANDL, H. (1997): Lernen mit Multimedia. (Forschungsberichte Nr. 77). München: Ludwig-Maximilians-Universität. 12. SCHIEFELE, U.; PEKRUN, R. (1996): Psychologische Modelle des fremdgesteuerten und selbstgesteuerten Lernens. In: Weinert F.E. (Hrsg.): Psychologie des Lernens und der Instruktion (Enzyklopädie der Psychologie, Themenbereich D, Serie I, Band 2). Göttingen: Hogrefe, S SKINNER, B.F. (1938): The behavior of organisms. New York: Appleton Century Crofts. 14. STEINER, G. (1996): Lernverhalten, Lernleistung und Instruktionsmethoden. In: Weinert F.E. (Hrsg.): Psychologie des Lernens und der Instruktion (Enzyklopädie der Psychologie, Themenbereich D, Serie I, Band 2). Göttingen: Hogrefe, S THOMAS, E.L.; ROBINSON, H.A. (1972): Improving reading in every class: A sourcebook for teachers. Boston: Allyn &Bacon 5.3 SONSTIGE MATERIALIEN 1. WWW-Seite zum Thema programmierte Instruktion mit Beispielprogrammen. URL: [Stand 10/2001] 2. COGNITION AND TECHNOLOGY GROUP AT VANDERBILT UNIVERSITY: The Adventures of Jasper Woodbury: [Stand ] 3. SPIRO, RAND J., PAUL J. FELTOVICH, MICHAEL J. JACOBSON AND RICHARD L. COULSON (1991): Cognitive Flexibility, Constructivism and Hypertext: Random Access Instruction for Advanced Knowledge Acquisition in Ill- Structured Domains ] 4. Programm Mind Man auf der WWW-Seite [Stand ]

20 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze Beispiele für Practice & Drill-Programme auf der WWW-Seite [Stand ]

21 MD2 Lehr- Lerntheoretische Ansätze 43 6 GLOSSAR behavioristisch, Behaviorismus Zu Beginn des 20 Jh. in den USA entstandene Richtung der Psychologie, die ihre Theorien ausschließlich auf der Grundlage des beobachtbaren Verhaltens entwickelt. Forschungsparadigma Grundkonzeption für die Ermittlung und Beurteilung wissenschaftlicher Erkenntnisse. Forschungsparadigmen lassen sich u.a. nach dem typischen Forschungsinteresse und bevorzugten Forschungsmethoden voneinander unterscheiden (z.b. empirisches Forschungsparadigma: Ursache-Wirkungszusammenhänge, Experiment; geisteswissenschaftliches Forschungsparadigma: Verstehen, Hermeneutik). horizontaler Transfer Die Übertragung der Lernergebnisse aus der Lernsituation in eine (z.b. berufliche) Anwendungssituation. (vgl. Studienbrief 1 Didaktik und Medien, Grundbegriffe ) Introspektion Selbstbeobachtung (auch interner, mentaler Vorgänge) als Methode, um zu Erkenntnissen über Denkprozesse und menschliches Verhalten zu gelangen. kognitiv (lat. cognoscere erkennen, wahrnehmen) auf mentale Prozesse wie Wahrnehmen, Denken, Speichern, Erinnern bezogen. Lernleistung Unter einer Lernleistung versteht man ein sichtbares Verhalten, durch das dokumentiert wird, dass ein Lernprozess erfolgreich abgeschlossen wurde.(vgl. Studienbrief 1 Didaktik und Medien, Grundbegriffe ) Lückentext Übungs- oder Testaufgabe, bei der einzelne Worte in einem Sinnzusammenhang durch Platzhalter ersetzt werden (Lücken), damit sie durch die Lernenden ergänzt werden. Metaanalyse Bei einer Metaanalyse werden die Ergebnisberichte vorliegender empirischer Untersuchungen zu demselben oder einem ähnlichen Phänomen miteinander verglichen. Auf diese Weise kann ermittelt werden, inwieweit Untersuchungsergebnisse zu demselben bzw. abweichenden Ergebnissen kommen. Metakognition Wissen über das eigene Wissen und die eigenen Fähigkeiten. (vgl. Studienbrief 1 Didaktik und Medien, Grundbegriffe ) Copyright 2002 by Fachhochschule Furtwangen tele-akademie Postfach 1152, D Furtwangen Tel.: 07723/ , Fax: 07723/ tele-ak@fh-furtwangen.de