Didaktisches Design multimedialer Lernumgebungen 1

Transkript

1 Didaktisches Design multimedialer Lernumgebungen 1 Instructional Design of Multimedia Environments Prof. Dr. G. Dörr, Prof. Dr. M. Mackeprang, Dipl. Päd. O. Küster Pädagogische Hochschule Weingarten Kurzfassung Der Artikel beschreibt grundlegende Konstruktions- und Implementationsstrategien zur didaktischen Gestaltung multimedialer Lernumgebungen mit dem Ziel Lehr- und Lernprozesse zu optimieren. Didaktisches Design wird als wissenschaftlich begründbares und rational begründetes Planungs- und Gestaltungshandeln. Am konkreten Beispiel der didaktischen Beratung und Evaluation im Projekt LEARNET werden, auf der Basis eines übergeordneten Modells, Phasen und Komponenten des didaktischen Designs dargestellt und erörtert. Abstract This article describes fundamental strategies of construction and implementation for the instructional design for multimedia learning environments. Regarding those strategies the relation between learner and the media is focussed with the objective of optimizing learning and teaching processes. Instructional Design is developed as a scientific planning and acting discipline which is rational improved. The steps and components of instructional design were illustrated applied to the project LEARNET as an example. 1. Einführung in die Problemstellung Didaktisches Design beschäftigt sich mit der Optimierung des Lehrens und Lernens. Es liefert dreierlei (vergl. Tennyson & Schott, 1997): Eine theoretische Begründung seiner Prinzipien Eine Forschungsplattform, die die Untersuchung der theoretischen Begründungen Prinzipien für die Gestaltung von Lernumgebungen 1 Dem Artikel liegen Ergebnisse des Forschungsprojekts LEARNET zugrunde, das mit Mitteln des Bundesministerium für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen XXXX gefördert wurde.

2 Wir beschränken uns in unserem Beitrag auf den dritten Bereich und wollen am Beispiel des Projektes LEARNET unser Vorgehen veranschaulichen. Sämtliche Modelle des didaktischen Designs ob sie relativ einfach und linear oder komplexer sind beinhalten mindestens die folgenden Phasen (vgl. Dijkstra, 1997): Bedarfsermittlung (needs assessment) Beschreibung der Ziele Planung Entwicklung eines Prototypen Evaluation Produktion Einsatz Die Komponenten des didaktischen Designs sind in der folgenden Abbildung verdeutlicht. Abb 1: Modell des didaktischen Designs (vgl. Seel, 1999) Analyse der Ressourcen Design der Lernumgebung Bedarfs- und Zielanalyse (Needs Spezifikation der Lehrziele Produktion der Lernaufgaben Implementationsstrategie assessment Kognitive Aufgabenanalyse Wahl der Instruktionsstrategie Wahl des Mediums Lernorganisation Evaluation - formativ - summativ Zielgruppenanalyse

3 2. Bedarfs- und Zielanalyse als Ausgangspunkt didaktischer Planungsprozesse Eine sorgfältige Planung und gründliche Bedarfsermittlung ist grundlegend für die Entwicklung multimedialer Lernumgebungen. Diese Phase umfasst die Analyse der im folgenden genannten Bereiche, welche sich wechselseitig beeinflussen und speziell im Hinblick auf mögliche Zielkonflikte parallel untersucht werden. In diesen ersten Schritt lassen sich wichtige Aussagen über Realisierungsmöglichkeiten und deren konkrete Ausgestaltung treffen (Wamsganß u.a., 1997) Pädagogische Zielsetzung Am Anfang des Planungsprozeß steht die Frage, welches Bildungsproblem sich mit dem Einsatz welcher Medien wie lösen läßt (Kerres, 2001). Aus einer pädagogischen Perspektive werden der jeweilige Inhaltsbereich untersucht und die Lehrziele bestimmt. Für die Entwicklung multimedialer Lernumgebungen kommt den Methoden- und Medienkonzeptionen in der didaktischen Planung besondere Bedeutung zu. Folgende pädagogische Zielsetzungen wurden im Projekt LEARNET in der Planungsphase formuliert: Die Studierenden sollen mit zukünftigen interaktiven und multimodalen Tele- Arbeitsplätzen des Ingenieurs und der darin verwandten Technik vertraut gemacht werden können Anhand kleiner in sich geschlossener Lernmodule sollen grundlegende und fortgeschrittene Verfahren der industriellen Regelungs- und Steuerungstechnik, Automatisierungstechnik und Mechatronik durch situierte Lernangebote praktisch vermittelt und eingeübt werden können. Hierzu wird gemeinsam eine Lernplattform mit standardisierten, wiederverwendbaren Lehreinheiten entwickelt, aus denen neue Lehrpakete zu Lehrveranstaltungen unterschiedlichen Umfangs mit unterschiedlicher Zielsetzung und unterschiedlichen Schwierigkeitsgrad bzw. Niveau erstellt werden können Umfeldanalyse Die Planung und Entwicklung findet in einem bestimmten organisatorischen Umfeld statt. Technische, ökonomische und auch rechtliche Faktoren schränken den Gestaltungsspielraum ein. Glowalla & Häfele (1997) stellen die Wichtigkeit einer curricularen Analyse und Einbindung für den Hochschulbereich im Rahmen der Lernorganisation heraus Eine hochschuldidaktisch nachhaltige Integration kann nur auf der Basis der Curriculumsanalyse erfolgen, mit dem Ziel, Schnittstellen und Verwendungszusammenhänge

4 zu benennen. Im Projekt wurden Experteninterviews mit den verantwortlichen Mitarbeitern an allen Standorten geführt. Gleichzeitig wurden zur Ermittlung der soziokulturellen Rahmenbedingungen die Studiengänge im Hinblick auf Studienmodelle, Inhalte und Prüfungsmodalitäten analysiert und miteinander verglichen. Auf der Ebene des Grundstudiums läßt sich eine weitgehende Übereinstimmung konstatieren, während die Curricula im Hauptstudium der zunehmenden Spezifizierung in den Ingenieurswissenschaften Rechnung tragen Festlegung grundlegender Beurteilungsmethoden Theorien und Modelle des didaktischen Designs fordern die frühzeitige Einbindung geeigneter Beurteilungsmethoden, an denen der erreichte Lernerfolg anschließend gemessen werden kann. In Abhängigkeit der Fragestellung lassen sich deskriptive und präskriptive Theorien unterscheiden (Fricke, 2002). Als Hauptziele der didaktischen Projektberatung und formativen Evaluation benennen wir folgende Aufgaben: die Auswertung und Bewertung der Effizienz der im Projekt zu verwirklichenden Lernformen die Bereitstellung von Empfehlungen für die Gestaltung didaktisch wünschenswerter Modelle 2.4. Zielgruppenanalyse Die Zielgruppenanalyse untersucht Eigenschaften und Voraussetzungen der Adressaten, die Einfluss auf den Lernprozess haben. Das didaktische Design multimedialer Lernumgebungen muss sich an wesentlichen Merkmalen der Zielgruppe orientieren (Kerres, 2001). Die mit der Entwicklung intelligenter tutorieller Systeme verbundene Hoffnung einer Adaptivität des Mediums durch Interaktion mit dem Nutzer, kann nur in Teilbereichen eingelöst werden und ist mit hohem entwicklungstechnischem Aufwand verbunden. Folgende Merkmale der Zielgruppe liefern wichtige didaktische Planungskriterien: Soziodemographische Merkmale Vorwissen Lernmotivation Lerngewohnheiten Lerndauer Einstellungen und Erfahrungen Lernorte und Medienzugang

5 Das Vorwissen der Lernenden ist von besonderen Interesse für die Entwicklung und Abgrenzung des Inhaltsbereichs und der Entwicklung von Aufgabentypen; die Identifizierung der Lernereigenschaften kann in der Untersuchung potentieller Teilnehmer erfolgen. Das didaktische Design multimedialer Lernumgebungen sollte sich jedoch nicht nur in der Definition bestimmter vorausgesetzter Wissensmerkmale erschöpfen, für den Hochschulbereich z.b. die vorangegangene Teilnahme bestimmter Vorlesungen und Seminare, sondern es sollte auf der Grundlage einer kognitiven Aufgabenanalyse erfolgen. Welche Fähigkeiten, kognitive Strategien, mentale Modelle und Lernmotivationen können bei den Adressaten vorausgesetzt werden? Was soll sich bei den Adressaten durch die Lernphase in ihrem Denken, Wissen, Verhalten, in ihren Fertigkeiten oder Einstellungen gegenüber vorher verändern? 3. Design der Lernumgebung Das Design multimedialer Lernumgebungen beinhaltet die Entwicklung von Systemen mit Komponenten, die sich wechselseitig bedingen und beeinflussen. Die Veränderung einer Komponente hat i.d.r. Auswirkung auf andere und wird als iterativer Prozeß beschrieben. Spezifische Eigenschaften und Potenziale von Multimedia wie Multimodalität, Multicodierung und Interaktivität lassen auf der Grundlage pädagogischer und psychologischer Theorien und Erkenntnisse eine Optimierung von Lehr- und Lernprozessen erwarten (Issing, 1998). Didaktische Szenarien lassen sich u.a. bezüglich der sie bestimmenden grundlegenden Ziele des Lehrens und Lernens unterscheiden. Elementar ist die Unterscheidung von Theorien, welche sich stärker an instruktionalen oder problemlösenden Paradigmen orientieren. Praktika bzw. Labore verweisen in ihrer didaktischen Struktur auf Lernformen, welche eigenständige und selbstorganisierte Aktivitäten der Lernenden in den Mittelpunkt des Lernprozesses stellen. Die Vermittlung bzw. der Erwerb von prozeduralen Wissen in Anwendungssituationen steht hier im Vordergrund und wird als ein Charakteristikum der Labore im Kontext von Lehrzielformulierungen angesehen; dieses zugrundeliegende Problemlöseparadigma wird besonders von konstruktivistischen Theorien favorisiert. Hier wird der aktive Strukturierungs- und Interpretationsprozeß des Lernenden beim Lernvorgang in den Vordergrund gestellt. Will man die konstruktivistische Lehr-Lern-Philosophie berücksichtigen, bedarf es einer Didaktik und Methodik, welche eine möglichst große Offenheit in bezug auf individuelle Lernvorgänge bietet. Gleichzeitig wird Authentizität und Situiertheit als methodisches Element bei der Gestaltung von Lernprozessen gefordert, da Gelerntes nicht vom Akt des

6 Lernens und von der Situation getrennt werden kann, in der gelernt wird. Lernangebote sollen es dem Lernenden ermöglichen, mit realistischen Problemstellungen in authentischen Situationen umzugehen; speziell für intendierte Transferleistungen des Gelernten in neue Anwendungskontexte werden diese Zielsetzungen als bedeutsam erachtet Spezifikation der Lehrziele In Abhängigkeit der in der Planungsphase formulierten makrodidaktischen Zielsetzungen, stehen bei der Spezifikation der Lehrziele verschiedene Lehrzielebenen im Vordergrund. Folgende Ebenen lassen sich unterscheiden (1995): Kognitive Lehrziele Affektive Lehrziele Psychomotorische Lehrziele Im Folgenden wird sich auf die Analyse kognitiver Lernziele beschränkt. Bei kognitiven Lernzielen steht meistens die Vermittlung von Wissen im Sinne von Faktenwissen bzw. Wissen um Zusammenhänge im Vordergrund. Der Bereich kognitiver Lernziele kann noch weiter differenziert werden (vergl. Baumgartner & Payr, 1994): Deklarativ: Diese Kategorie umfaßt Faktenwissen im engeren Sinne von Wissen dass Prozedural: Darunter wird Wissen über Prozeduren, Algorithmen und Vorgehensweisen zur Problemlösung verstanden ( Wissen wie ). Als wesentliche Merkmale gelten Zielgerichtetheit, Zerlegung in Teilziele sowie Wahl und Beschreibung der dafür notwendigen Operationen bzw. Handlungen. Kontextual: Kontextuales Wissen beschreibt Wissen über mögliche Anwendungssituationen Wahl der Instruktionsstrategie Das didaktische Design multimedialer Lernumgebungen beschäftigt sich mit der didaktischen Transformation von Lerninhalten zu Lernangeboten (Kerres, 2001). Die Planung der Instruktionsstrategie reflektiert Fragen der diesbezüglichen Medien- und Methodenkonzeption, der Auswahl eines didaktischen Szenarios (z.b. Simulation, Hypertext) und Formen der Sequenzierung. Fragen der Sequenzierung beziehen sich auf die Modularisierung der Lernphasen (z.b. Einleitung, Bearbeitung, Übungsteil), die grundlegende Darstellung und Entwicklung der Lerninhalte (induktiv vs. deduktiv), sachlogische Hierarchien und die Planung der Abfolge von Lernschritten (z.b. vom Allgemeinen zum Besonderen, vom Einfachen zum Komplexen). Die Instruktionsstrategie umfasst als wesentliches Merkmal die Definition der Interaktionsmöglichkeiten des Lerners

7 mit dem System und legt damit die Freiheitsgrade in der Bearbeitung von Lernschritten fest ( guiding vs. directing ). Im Projekt LEARNET wurde auf der Basis der pädagogischen Zielsetzung und der Zielgruppenanalyse ein möglichst breiter Interaktionsraum angestrebt. Die Interaktionsmöglichkeiten beinhalten sowohl die Steuerung des Ablaufs des Informationsangebots, Dialog mit dem System mittels Datenein- und -ausgabe als auch die Manipulation, Modellierung und Generierung multimedialer Daten und Objekte. 4. Evaluation Einen Überblick über verschiedene Evaluationsmodelle gibt Fricke (2002); diese Modelle lassen sich idealtypisch nach folgenden Bereichen differenzieren: Referenzbereich (welche Theorien und wissenschaftlichen Erkenntnisse werden zugrundegelegt?) Objektbereich (welche Institutionen, Zielgruppen oder Prozesse werden evaluiert?) Zielbereich (welche Kriterien dienen der Entwicklung von Beurteilungsmethoden?) In der Entwicklung einer projektbezogenen Evaluationsmethodik können drei Phasen der Evaluation unterschieden werden: Evaluationsplanung Formative Evaluation Summative Evaluation 4.1. Evaluationsplanung In der hier vorgestellten Evaluationsmethodik wird die Phase der Evaluationsplanung als äquivalent zur Bedarfsanalyse angesehen. Sie hat die gleichen Zielsetzungen und ist damit als immanente und evolutionäre Komponente in das Design multimedialer Lernumgebungen integriert Formative Evaluation Die formative Evaluation (Prozessevaluation) dient der schrittweisen Beurteilung und Optimierung von Maßnahmen im Prozess der Entwicklung. Die Ergebnisse sind primär Feedback für die Entwickler unter dem Gesichtspunkt der Qualitätsanalyse in Abhängigkeit der formulierten Ziele. Schulmeister (1997) betont die Angemessenheit von Konzepten der formativen Evaluation im Entwicklungsprozess konstruktivistisch geprägter Lernumgebungen. In unserem Projekt wurde die Phase der formativen Evaluation als kooperative didaktische Projektberatung angelegt und zielt auf die erfolgreiche

8 Kommunikation und Kooperation zwischen ingenieurwissenschaftlichen und sozialwissenschaftlichen Experten ab Summative Evaluation Summative Evaluationsansätze legen ihren Schwerpunkt auf eine abschließende Beurteilung von Maßnahmen anhand von Zielen und Qualitätskriterien auf der Grundlage einer möglichst objektiven und quantitativen Datenerhebung. Die Gesamtmaßnahme soll an ihren Zielstellungen gemessen werden. Es soll festgestellt werden, ob das System effektiv ist, also die richtige Lösung für die gegebene pädagogische Aufgabenstellung darstellt. Zur Beurteilung der didaktischen Qualität der entwickelten Tele-Labore wurden verschiedene Erhebungsverfahren entwickelt: Lehrzielorientierte Tests zur Erhebung des Lernerfolgs ( Wissenstest ) Fragebogen als quantitatives Erhebungsverfahren der Konstrukte: Ausprägung der Lernmotivation und motivationsrelevante Bedingungen Halbstandardisierter Interviewleitfaden als qualitatives Erhebungsverfahren der Kriterien Akzeptanz und Zufriedenheit mit der Versuchsdurchführung Die dargestellten Kriterien zur Akzeptanz und Motivation der Studierenden während der Versuchsdurchführung werden als Grundlage für die nachhaltige Implementation der Tele- Labore als eigenständige Veranstaltungsform und Lern- und Versuchsraum angesehen. Die Ergebnisse der summativen Evaluation liegen leider noch nicht vor und können deshalb hier nicht präsentiert werden. Literatur Baumgartner, P. & Payr, S. (1994): Lernen mit Software. Innsbruck: Österreichischer Studien Verlag. Dijkstra, S. (1997). Theoretical foundations of instructional design: Introduction and overview. In R.D. Tennyson, F. Schott, N.M. Seel & S. Dijkstra (Eds.), Instructional design - International perspectives, Vol. 1: Theory, research, and models (pp.19-24). Mahwah, NJ: Erlbaum. Fricke, R. (2002). Evaluation von Multimedia. In: L.J. Issing & P. Klimsa (Hrsg.): Information und Lernen mit Multimedia und Internet (3. Aufl.) (S ). Weinheim: Beltz. Glowalla, U., Häfele, G. (1997): Einsatz elektronischer Medien: Befunde, Probleme und Perspektiven. In: L.J. Issing & P. Klimsa (Hrsg.), Information und Lernen mit Multimedia (2. Aufl.) (S ). Weinheim: Beltz. Issing, L. J. (1998). Lernen mit Multimedia aus psychologisch-didaktischer Perspektive. In: G. Dörr & K. L. Jüngst (Hrsg.): Lernen mit Medien (S ). Weinheim: Juventa.

9 Kerres, M. (2001). Multimediale und telemediale Lernumgebungen: Konzeption und Entwicklung (2. Aufl.). München: Oldenbourg. Schanda, F. (1995): Computer-Lernprogramme: Wie damit gelernt wird. Wie sie entwickelt werden. Was sie im Unternehmen leisten. Weinheim: Beltz. Schulmeister, R. (1997). Grundlagen hypermedialer Lernsysteme: Theorie Didaktik Design. (2. Aufl.). München: Oldenbourg. Schulmeister, R. (2003). Lernplattformen für das virtuelle Lernen. München: Oldenbourg Seel, N.M. (1999). Instruktionsdesign: Modelle und Anwendungsgebiete. Unterrichtswissenschaft, 27, Tennyson, R.D. & Schott, F. (1997). Instructional design theory, research, and models. In R.D. Tennyson, F. Schott, N.M. Seel & S. Dijkstra (Eds.), Instructional design - International perspectives, Vol. 1: Theory, research, and models (pp.1-16). Mahwah, NJ: Erlbaum. Wambsganß, M., Eckert, S., Latzina, M., Schulz, W. (1997): Planung von Weiterbildung mit multimedialen Lernumgebungen. In: H.F. Friedrich, G. Eigler, H. Mandl, W. Schnotz, F. Schott & N.M. Seel (Hrsg.): Multimediale Lernumgebungen in der betrieblichen Weiterbildung (S ). Neuwied: Luchterhand.