WEITERBILDENDES FERNSTUDIUM»MEDIEN & BILDUNG«

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1 WEITERBILDENDES FERNSTUDIUM»MEDIEN & BILDUNG«LESEPROBE FERNSTUDIENLEHRBRIEF Christian Swertz Didaktische Aufbereitung von Lehrmaterialien Stefi Zander/Anja Hawlitschek/Tina Seufert/Roland Brünken/ Detlev Leutner Psychologische Grundlagen des Lernens mit neuen Medien Udo Hinze Computergestütztes kooperatives Lernen (CSCL) ZENTRUM FÜR QUALITÄTSSICHERUNG IN STUDIUM UND WEITERBILDUNG

2 Didaktische Aufbereitung von Lernmaterialien Christian Swertz ZENTRUM FÜR QUALITÄTSSICHERUNG IN STUDIUM UND WEITERBILDUNG

3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Didaktische Aufbereitung von Lernmaterialien Didaktik...11 Anhang 2.1 Allgemeine Didaktik Bedingungsfelder Entscheidungsfelder Webdidaktik Dekontextualisierung Lerneinheiten Wissenseinheiten Medieneinheiten Rekontextualisierung Relationen Kursmodelle Makromodelle Mikromodelle Medienmodelle Antworten für die Fragen Literaturverzeichnis...95 Weiterführende Literatur...97 Abbildungsverzeichnis...99 Tabellenverzeichnis Stichwortverzeichnis III

4 2 Didaktik 2 Didaktik 2.1 Allgemeine Didaktik Bedingungsfelder Entscheidungsfelder Wissen Lehrende Didaktische Transformation Lernen Lernende Medien Abb. 2: Allgemeine Didaktik In der Didaktik geht es um die Organisation von Wissen mit dem Ziel der Weitergabe des Wissens. Die ursprüngliche Form der Weitergabe von Wissen ist die gesprochene Sprache. Mit der gesprochenen Sprache ist die Weitergabe von Wissen von einer Generation an die nächste mit besonderen Problemen verbunden. Vor allem muss sichergestellt werden, dass das Wissen nicht ständig beliebig verändert wird ( stille Post ). Um die Kontinuität in der Weitergabe von Wissen sicherzustellen, wurden z. B. Versformen (Metriken) verwendet: An dem richtigen Reim läßt sich leicht erkennen, ob das Wissen verändert worden ist. Orientierung Mit der gesprochenen Sprache wird das Wissen immer persönlich und unmittelbar von Mensch zu Mensch übermittelt. Für die Wissensübermittlung muss also ein persönlicher Kontakt organisiert werden. Mit der Einführung der Schriftsprache wird die Übermittlung von Wissen flexibler. Es ist nicht mehr erforderlich, dass alle Beteiligten zur gleichen Zeit am gleichen Ort anwesend sind. Anders als die Fähigkeit zu Sprechen wird die Fähigkeit zu Schreiben und zu Lesen aber nicht selbstverständlich gelernt, sondern muss eigens erworben werden. Die Verwendung von Texten zur Speicherung von 11

5 2 Didaktik Wissen erforderte daher neue Einrichtungen, die den Schriftspracherwerb sicherstellen. Der Schriftspracherwerb ist nach wie vor auf die persönliche Kommunikation angewiesen. Nachdem die Schriftsprache einmal erworben ist, kann Wissen auch ohne persönlichen Kontakt übermittelt werden. Weil die Weitergabe von Wissen in Form der Schrift eine für unsere Kultur essentielle Technik ist, sind Institutionen erforderlich, die die Vermittlung der Schriftsprache sicherstellen. Das ist heute eine der Kernaufgaben von Schule. Mit dem Buchdruck bekommt die Schriftsprache eine neue Dimension. Es wird möglich, Wissen massenhaft zu verbreiten. Damit ist es erstmals möglich, schriftlich fixiertes Wissen breiten Bevölkerungskreisen zugänglich zu machen. Für die Übermittlung von Wissen ist damit eine völlig neue Dimension geschaffen. Es ist sicher kein Zufall, dass COME- NIUS, der mit Ratke als Begründer der Didaktik gilt, schon 1658, d. h. kurz nach der Einführung des Buchdrucks, ein Lehrbuch entwickelte. Lehrbücher eröffnen eine neue Dimension der didaktischen Aufbereitung von Lernmaterialien. Heute erleben wir eine durch technische Innovationen ausgelöste Veränderung in der Übermittlung von Wissen: Wie der Buchdruck verändert vernetzte Computertechnologie unsere Vorstellungen von Wahrheit, Wissen und Lernen. Wie Bücher werden Computer massenhaft in Schulen eingeführt. Und wie Bücher erfordert vernetzte Computertechnologie eine neue Form der didaktischen Aufbereitung von Wissen. An dieser Veränderung ist zu sehen, dass eine enge Wechselwirkung zwischen Wissen und den Medien, die zur Speicherung des Wissens verwendet werden, besteht. Die Aufgabe der planvollen Übermittlung von Wissen bleibt dabei bestehen. Die Organisationsform muss aber (unter anderem) dem verwendeten Medium angepasst werden. Wissen wird dabei auf eine bestimmte Art und Weise organisiert. Diese Organisation von Wissen wird als didaktische Transformation bezeichnet. Die Auswahl und Zusammenstellung von Wissen wird als Dekontextualisierung [ S. 32], die Anordnung nach didaktischen Prinzipien als Rekontextualisierung [ S. 68] bezeichnet. Die Prinzipien, die diese Prozesse leiten, werden als didaktische Wissensorganisation [ S. 27] bezeichnet. Die didaktische Wissensorganisation findet dabei immer in einem gegebenen Rahmen statt. Dieser Rahmen wird durch die didaktischen Bedingungsfelder [ S. 16] beschrieben. Im Rahmen der Bedingungen können bestimmte Aspekte des didaktischen Prozesses gestaltet werden. Diese Aspekte werden als di- 12

6 2.1 Allgemeine Didaktik daktische Entscheidungsfelder [ S. 22] bezeichnet. Das didaktisch aufbereitete Lernmaterial wird als Lernumgebung bezeichnet. Ein Beispiel für die didaktische Transformation von Wissen ist dieser Studienbrief. Die Analyse der Bedingungsfelder finden Sie auf S. 17. Als didaktisches Modell für einen Fernstudiengang, der Teilnehmerinnen und Teilnehmer mit meist geringen Vorkenntnissen die Fähigkeit zur didaktischen Aufbereitung von Lernmaterialien vermitteln soll, ist ein deduktiver, beispielorientierter Verlauf angemessen. Als zu vermittelnde Inhalte kommen weniger didaktische Grundlagentheorien, sondern mehr das Handeln anleitende Theorien in Frage, die insbesondere das Online-Lernen mit vernetzter Computertechnologie berücksichtigen. Didaktik ist die Lehre der organisierten Weitergabe von kulturellem Wissen. Didaktisch organisiertes Wissen ist absichtsvoll, d. h. nach wissbaren Maßstäben organisiert. Wissen ist dabei alles, was Zustimmung beanspruchen kann (vgl. HÖNIGSWALD 1927), also jede Aussage, die überhaupt über Gegenstände (vorgestellte, physikalische, emotional) möglich ist. Wissen kann Beispiel Erklärung räumlich fixiert vorliegen (z. B. als Studienbrief, Video, Internetseite etc.), oder im Lehr- Lernprozess zeitlich dynamisch werden. Die Didaktik zielt darauf ab, das Material nach vernünftigen Prinzipien räumlich zu fixieren und den dynamischen Lehr-Lernprozess Prozess zu gestalten. Es geht also nicht darum festzustellen, was Wissen ist (das ist Gegenstand der Erkenntnistheorie), sondern vorhandenes Wissen für den Prozess der Übermittlung zu organisieren. Dabei bleibt das Wissen allerdings nicht unverändert; schon die Vorbereitung der Vermittlung ist ein Prozess, der auch Auswahl und Reorganisation bedeutet. Es geht nicht nur um den technischen Transport von Informationen, sondern um die vernünftige Organisation von Wissen. Es wird also Wissen weitergegeben, dieses Wissen wird zwischen Menschen weitergegeben, und das geschieht auf eine bestimmte Art und Weise. In der Didaktik geht es darum, diese Art und Weise zu gestalten. In der Gestaltung ist die Didaktik jedoch nicht frei. Wichtige Rahmenbedingungen für die Ziele didaktischen Handelns sind zum einen gesellschaftliche oder institutionelle Anforderungen, bei denen meist Nützlichkeitserwägungen im Mittelpunkt stehen, und - gleichsam als Gegenpool - bildungstheoretische Begründungen, die die Menschlichkeit und Persönlichkeit der Teilnehmerinnen und Teilnehmer in den Mittelpunkt stellen. 13

7 2 Didaktik Wissen muss übermittelt werden, weil Menschen darauf angewiesen sind, dass ihr Körper an der Natur und ihr Geist an der Kultur teilhat. Der Körper erbt die Gene und der Geist erwirbt das Wissen. Ähnlich wie in der Vererbung durch Mutationen und Modifikationen Veränderungen der vererbten genetischen Ausstattung vorkommen, wird Wissen in der Übermittlung langsam verändert. Und ähnlich wie die genetischen Eltern zwar ihre Gene vererben, aber nicht sicher sein können, welches Aussehen (Augenfarbe, Größe etc.) ein Kind nun genau bekommen wird, kann Wissen zwar übermittelt werden, das Ergebnis kann aber nicht exakt vorherbestimmt werden. Es kann aber ein Rahmen abgesteckt werden, der die Übermittlung hinreichend sicherstellt. Die didaktische Transformation ist erforderlich, weil ein Mensch nicht schlechthin alles Wissen lernen kann, sondern eine Auswahl getroffen werden muss (Inhaltswahl). Die didaktische Wissensorganisation ist erforderlich, weil das Ergebnis der didaktischen Transformation nach vernünftig begründeten Prinzipien erreicht werden kann. Allgemeine Prinzipien der didaktischen Wissensorganisation sind die didaktischen Kategorien des Elementaren und Fundamentalen, der Veranschaulichung, der Lebensnähe, der Selbsttätigkeit, der Zielgruppenorientierung etc. Diese allgemeinen Prinzipien werden in Verfahren wie dem entdeckendem, dem aufgabenbearbeitendem, dem problemlösendem oder dem zielerreichendem Lernen konkretisiert. Es erfordert menschliches Verständnis, den Lernbedarf eines Menschen und ein bestimmtes Wissen anhand dieser Prinzipien in einem Lernprozess zusammenzubringen. Das heißt: Es kann kein formales Verfahren geben, mit dem entschieden werden kann, unter welchen Bedingungen welches didaktische Prinzip das am besten geeignete ist. Die didaktische Aufbereitung von Lernmaterialien läßt sich daher nicht automatisieren. Didaktische Regeln können nur als Empfehlungen gesehen werden, die zwar wichtige Hinweise geben, das eigenverantwortliche Handeln der Lehrenden aber nicht ersetzen. Dieses Problem wird als pädagogischer Takt, Theorie-Praxis-Problem oder Professionalisierungsbedürftigkeit pädagogischen Handelns bezeichnet. Didaktisches Handeln findet stets in konkreten Kontexten statt, die bei der didaktischen Aufbereitung von Lernmaterialien zu berücksichtigen sind. Die Kontexte sind kulturelle und geschichtliche Zusammenhänge, Zielgruppen, Organisationen und Institutionen. Darüber hinaus sind bestimmte Ressourcen, Vorgaben, Anforderungen und Wissensvorräte vorhanden, die berücksichtigt werden müssen. Das Ziel der Didaktik ist die vernünftig gestaltete Verständigung über Wissensbestände. Diese Verständigung findet zwischen Menschen statt. Es ist kein einfacher Mechanismus, sondern ein komplexer 14

8 2.1 Allgemeine Didaktik Prozess zwischen eigenständigen Subjekten. Daher kann der Erfolg didaktischen Handelns nicht im Vorfeld garantiert werden. Die einfache Anwendung von Regeln garantiert nicht, dass die Verständigung auch zustande kommt. Es kann immer sein, dass der Verständigungsprozess scheitert. Ob der Prozess gescheitert läßt sich nachträglich feststellen. Daraus ergeben sich zwei Konsequenzen: Mit der didaktischen Aufbereitung von Lernmaterialien kann die Wahrscheinlichkeit für eine gelungene Verständigung erhöht werden. Es ist erforderlich, didaktische Prozesse zu evaluieren. Hinweise zur Evaluation didaktischer Prozesse finden Sie in den Studienbriefen Evaluation Grundlagen und Evaluation Vertiefung. Um die didaktische Aufbereitung von Lernmaterialien durchzuführen gehen Sie folgendermaßen vor: Handlung 1. Orientieren sie sich durch eine Analyse der Bedingungsfelder [ S. 16] ihrer didaktischen Maßnahme 2. Gestalten Sie sich auf der Grundlage ihrer Analyse die Entscheidungsfelder [ S. 22]. 3. Führen Sie die Dekontextualisierung durch [ S. 32] 4. Führen Sie die Rekontextualisierung durch [ S. 68]. Beachten Sie, dass in diesem Studienbrief die Umsetzung in eine Lehrveranstaltung (z. B. die Integration von Onlinelernelementen in Präsenzveranstaltungen), die Durchführung und die Evaluation von Kursen nicht berücksichtigt werden. Lernkontrollfrage Aufgabe Didaktik Welche der folgenden Aussagen sind zutreffend? (A) (B) (C) (D) (E) Gegenstand der Didaktik ist der Transport von Informationen. Die Persönlichkeit von Lehrenden ist von dem Erwerb der Fähigkeit zur didaktischen Aufbereitung von Lernmaterialien betroffen. Vorhandenes Wissen soll durch die didaktische Aufbereitung nicht verändert werden. Religiöse Überzeugungen können didaktisch aufbereitet werden. Nach didaktischen Prinzipien aufbereitetes Lernmaterial garantiert effizientes Lernen. [Lösung S. 89] 15

9 Psychologische Grundlagen des Lernens mit neuen Medien Steffi Zander Anja Hawlitschek Tina Seufert Roland Brünken Detlev Leutner ZENTRUM FÜR QUALITÄTSSICHERUNG IN STUDIUM UND WEITERBILDUNG

10 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Vorwort Einleitung Begriffsbestimmung Lernen mit Multimedia Lernen mit multiplen Repräsentationen Interaktivität Adaptivität Entwicklung Lerntheoretischer Ansätze Entwicklung mediengestützten Lernens Behaviorismus Kognitivismus Konstruktivismus Entwicklung mediengestützten Lernens Prozesse der Informationsverarbeitung Allgemeine Informationsverarbeitungsmodelle Sensorische Register Kurzzeitgedächtnis Arbeitsgedächtnis Langzeitgedächtnis Verarbeitungsprozesse beim Lernen mit multiplen Repräsentationen Die Cognitive Theory of Multimedia Learning Die Cognitive-Affective Theory of Learning with Media Implikationen für die Gestaltung multimedialer Lernumgebungen Cognitive Load Theory Intrinsic cognitive load Extraneous cognitive load Germane cognitive load Neuere Entwicklungen Konsequenzen für die Mediengestaltung Optimierung des intrinsic load III

11 Inhaltsverzeichnis Reduzierung des extraneous cognitive load Aktivierung der Lernenden Förderung der Motivation - Das ARCS-Modell Lernen mit Simulationen und digitalen Lernspielen Gestaltung von Simulationen Gestaltung von digitalen Lernspielen...85 Literaturverzeichnis...93 Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis IV

12 5 Implikationen für die Gestaltung multimedialer Lernumgebungen 5 Implikationen für die Gestaltung multimedialer Lernumgebungen Ein zentrales Anliegen kognitionspsychologischer Forschungsarbeiten ist es, das Lernen mit medialen Lernumgebungen effektiver zu gestalten. Die Cognitive Load Theory (SWELLER, 1988; SWELLER, 2005a) hat in den letzten Jahrzehnten einen entscheidenden Anteil zur Erforschung von instruktionalen Gestaltungsprinzipien auf der Grundlage von Erkenntnissen über die menschliche Informationsverarbeitung geleistet (vgl. PLASS et al., 2010; SWELLER et al., 2011). 5.1 Cognitive Load Theory Basierend auf der Annahme, dass die Kapazität des Arbeitsgedächtnisses begrenzt ist, soll erreicht werden, dass die verfügbaren kognitiven Ressourcen der Lernenden optimal für lernrelevante Verarbeitungsprozesse genutzt werden. Zugleich muss eine kognitive Überlastung des Lernenden verhindert werden. Angelehnt an die Arbeiten von SWELLER (einen Überblick liefert SWELLER, 2005a) wird dabei zwischen drei unterschiedlichen Quellen kognitiver Belastung unterschieden. Cognitive Load Theory Intrinsic cognitive load Diese Form der kognitiven Belastung entsteht durch die Komplexität bzw. den Schwierigkeitsgrad des zu lernenden Sachverhalts. Ein Maß für die Komplexität ist die Element-Interaktivität. Sind die einzelnen Begriffe oder Elemente des Sachverhalts stark vernetzt, kann der Lernende sie nicht sequentiell und isoliert verarbeiten, sondern muss sie gleichzeitig im Arbeitsgedächtnis behalten, um sie zu verknüpfen. Je größer die Element-Interaktivität, desto höher ist die kognitive Belastung. Diese Form der Belastung ist nicht nur abhängig vom Lerninhalt, sondern auch vom Vorwissen der Lernenden. Ein Experte wird die Komplexität als weniger belastend einschätzen als ein Novize. Der Vorteil des Experten liegt vor allem darin, dass er einzelne Elemente zu größeren Sinneinheiten (chunks) verknüpfen kann und somit das Arbeitsgedächtnis effizienter nutzen kann. Intrinsic cognitive load Extraneous cognitive load Neben der Beanspruchung der kognitiven Kapazität durch den Sachverhalt selbst, tragen auch instruktionale Bedingungen zur kognitiven Belastung des Lernenden bei. Werden dem Lernenden die Informationen so dargeboten, dass er die gestellten Aufgaben sehr leicht erfüllen kann, Extraneous cognitive load 49

13 5 Implikationen für die Gestaltung multimedialer Lernumgebungen dann ist der extraneous load gering. Ist die Darstellung der Informationen jedoch verwirrend, schwer verständlich oder unstrukturiert, so dass der Lernende die relevanten Informationen mühevoll zusammentragen muss, dann ist der extraneous load entsprechend hoch. Diese Form der kognitiven Belastung ist lernirrelevant. Hat der Lernende beispielsweise die Aufgabe, einen Text und ein Bild aufeinander zu beziehen, so kann der extraneous load dadurch steigen, dass Text und Bild nicht in räumlicher Nähe, sondern z. B. auf unterschiedlichen Seiten eines Buches oder Hypertextes angeordnet sind. Der extraneous load kann durch gut gestaltete Darstellungen reduziert werden Germane cognitive load Germane cognitive load Lange Zeit wurde cognitive load als eine Belastung des Arbeitsgedächtnisses betrachtet, die möglichst gering gehalten werden sollte. Mit der Einführung des Begriffes germane cognitive load wird allerdings neben den negativen Belastungsquellen auch eine positive Form der Belastung im Rahmen des Cognitive-Load-Konzeptes diskutiert. Germane cognitive load occurs when free working memory capacity is used for deeper construction and automation of schemata (BANNERT, 2002, S. 139). Eine vertiefte Auseinandersetzung des Lernenden mit dem Lerninhalt wird demnach also nicht als Belastung, sondern als lernförderliche Aktivität eingeschätzt. Entsprechend versucht man diesen Anteil der kognitiven Beanspruchung, z. B. mithilfe aktivierender Lernfragen o. ä. gezielt zu erhöhen. Insgesamt sollten bei der Gestaltung von Lernumgebungen alle drei Arten des cognitive load berücksichtigt werden, d. h. die gesamte Arbeitsgedächtniskapazität sollte so ausgenutzt werden, dass neben dem unvermeidbaren intrinsic cognitive load der extraneous cognitive load gering genug ist, um freie Ressourcen für den germane cognitive load zu ermöglichen. Die Zusammenhänge einer lernförderlichen Gestaltung von Lernumgebungen und den einzelnen Aspekten der kognitiven Belastung sind in Abbildung 7 grafisch dargestellt. 50

14 5.2 Konsequenzen für die Mediengestaltung Abb. 7: Komponenten der Cognitive Load Theory und Quellen der kognitiven Belastung Neuere Entwicklungen Das theoretische Modell der Cognitive Load Theory wird sukzessive weiterentwickelt. Insbesondere die konzeptionelle Unterscheidung von intrinsic und german load wird diskutiert. KALYUGA (2011a) und SWELLER et al. (2011e) argumentieren in neueren Texten, dass diese Unterscheidung weder theoretisch noch empirisch begründbar sei: Thus, the cognitive load that directly contributes to schema acquisition ( good load) may fit the traditional definitions of both intrinsic and germane load equally well. According to these definitions, germane load effectively duplicates intrinsic load and cannot be essentially distinguished from it (KALYUGA, 2011a, S. 3). Sie fordern daher eine Rückkehr zur Unterscheidung von lediglich zwei Loadarten extraneous und intrinsic load. Aktuelle Diskussion 5.2 Konsequenzen für die Mediengestaltung Unabhängig vom weiteren Verlauf dieser theoretischen Diskussion kann bei den Gestaltungsempfehlungen für mediale Lernumgebungen zwischen drei unterschiedlichen Ansätzen unterschieden werden 51

15 5 Implikationen für die Gestaltung multimedialer Lernumgebungen Optimierung des intrinsic load Reduzierung des extraneous load Kognitive Aktivierung des Lernenden (Erhöhung des germane load) Diese Ansätze und damit einhergehende Gestaltungsempfehlungen werden in den nachfolgenden Abschnitten ausführlich behandelt Optimierung des intrinsic load Element interactivity Hoher intrinsic load entsteht wenn der Inhalt des Lernmaterials schon für sich genommen komplex ist. Wie dargestellt wurde, hängt dies von der element interactivity ab, oder einfach ausgedrückt von der subjektiv wahrgenommenen Schwierigkeit des Lernmaterials. Diese ist besonders hoch, wenn wenig Vorwissen besteht. Durch die Segmentierung oder aber Pre-Training kann der intrinsic load optimiert werden (MAY- ER & MORENO, 2010). Segmentierung Segmentierung Pre-training Die Lernsequenz wird hierbei in kleinere Abschnitte (Segmente) zerlegt, die vom Lerner kontrolliert abgerufen werden können. Durch die Segmentierung ist es dem Lernenden möglich, eine mentale Repräsentation einzelner Abschnitte aufzubauen, bevor der kommende Abschnitt bearbeitet wird. Die Information, die bis zur tieferen Verarbeitung gleichzeitig im Arbeitsgedächtnis gehalten werden muss, wird dabei reduziert. Für das Lernen mit Multimedia wurde diese Technik vielfach jeweils für verschiedene Repräsentationen untersucht. MAYER & CHANDLER (2001) ließen Lernende eine Animation zur Entstehung von Blitzen entweder in einer fortlaufenden Version oder einer segmentierten Version des Lernmaterials arbeiten. Lernende in der segmentierten Gruppe hatten die Möglichkeit, die Animation nach einer bestimmten Zeit durch einen Weiterbutton zu pausieren und erst dann weiter laufen zu lassen, wenn sie es wollten. Die Gruppe mit der segmentierten Version schnitt im Transfertest besser ab, als die fortlaufende Gruppe. MO- RENO (2007) untersuchte dies mit Beispielvideos zu Lehrprinzipien für angehende LehrerInnen. Diejenigen, die die Videos stoppen konnten, schnitten wiederum in einem Transfertest besser ab, in welchem sie die Lehrprinzipien in neuen Situationen anwenden sollten. Pre-training Eine weitere Möglichkeit den intrinsic load zu optimieren besteht darin, Lernenden Vorwissen zu vermitteln, welches ihnen ermöglicht, multimediale Lernanwendungen besser zu verarbeiten. Dies gilt gerade für 52

16 5.2 Konsequenzen für die Mediengestaltung Animationen, die komplexe Prozesse vermitteln. Ist das Ziel einer Animation also, zu vermitteln, wie eine Komponente eine weitere Komponente eines Systems beeinflusst, kann es von Vorteil sein, Lernende zunächst mit den einzelnen Komponenten bekannt zu machen. Ein Beispiel hierfür ist die Funktionsweise einer Autobremse. Lernende, die die einzelnen Teile dieser nicht kennen, wären in einer Animation mit der Anforderung konfrontiert, sowohl deklaratives Wissen (Bestandteile der Bremse) als auch prozedurales Wissen (Funktionsweise) zu erwerben. Dies kann das Arbeitsgedächtnis überlasten. In einem Pre-Training sollten daher Name, Lage und Aufgabe einzelner Bestandteile vermittelt werden (MAYER & MORENO, 2010). Diese Methode wurde in verschiedenen Studien geprüft. MAYER, MA- THIAS & WETZEL (2002) zeigten dies für eine Animation mit gesprochenen Erklärungen für das Bremssystem in Autos. Lernende die zuvor eine Visualisierung des Systems erhielten, in der sie die einzelnen Teile, deren Lage und deren grundsätzliche Aufgabe anklicken konnten, schlossen nach dem Lernen der Animation im Transfertest besser ab, als diejenigen, die solch ein Pre-Training nicht erhielten. Ähnliche Ergebnisse zeigten MAYER et al. (2002) für ein Lernmaterial zur Funktionsweise einer Luftpumpe und MAYER, MAUTONE & POLLOCK (2002) für eine spielbasierte Computersimulation zu einem geologischen Thema Reduzierung des extraneous cognitive load Die wesentliche Herausforderung bei der Verarbeitung multimedial präsentierter Informationen besteht in der Integration verschiedener Darstellungen (wie z. B. gesprochene oder geschriebene Texte, Bilder, Tabellen, Formeln usw.). Bei manchen Lernumgebungen ist dies relativ einfach, da die Inhalte der einzelnen Darstellungen gut aufeinander abgestimmt sind, wohingegen in anderen Lernumgebungen nur mit Mühe zu erkennen ist, in welchem Zusammenhang die eine Darstellung mit der anderen steht. Es ist also Aufgabe des Entwicklers oder Gestalters einer Lernumgebung, die Inhalte so darzustellen, dass der Lernende mit wenig Aufwand Bezüge zwischen den einzelnen Darstellungen herstellen kann. Dabei kann unterschieden werden zwischen Gestaltungsprinzipien, die sich eher auf unterschiedliche Kodierungsformen (z. B. die Nutzung von Text und Bild) bzw. auf die Verwendung unterschiedlicher Modalitäten (in der Regel Bild und Ton) beziehen. Multimedia Prinzip Die Empfehlung, in Lernmaterialien nicht nur auditive oder visuelle Texte zu verwenden, sondern die Inhalte zusätzlich zu illustrieren, findet sich in vielen pädagogischen Ratgebern. Bilder sind anschaulich, können vom Lernenden als Ganzes erfasst werden, sie zeigen auf einen Positive Wirkung von multipler Kodierung 53

17 5 Implikationen für die Gestaltung multimedialer Lernumgebungen Blick die topologische Struktur z. B. eines Gegenstandes, kurz: Bilder sagen mehr als tausend Worte. Auch in der pädagogisch-psychologischen Forschung konnte mehrfach empirisch nachgewiesen werden, dass bebilderte Lerntexte gegenüber einfachen Texten bzw. audiovisuelle Lernmaterialien gegenüber auditiven Texten Lernvorteile mit sich bringen (vgl. MAYER & ANDERSON, 1992; MORENO & VALDEZ, 2005; MORENO & MORALES, 2008). Duale Kodierung Motivationale Effekte Erklärt wird dieser Lernvorteil mit der Möglichkeit der dualen Kodierung (siehe Kapitel 4.1.4, S. 33): bildhafte und verbale Informationen werden in zwei verschiedenen Gedächtnissystemen verarbeitet. Werden die Lernenden mit bildhaften und verbalen Informationen konfrontiert, müssen sie aktiv Bezüge zwischen den beiden Repräsentationen herstellen. Dieser Integrationsprozess unterstützt die kognitive Verarbeitung und letztendlich das Verstehen der Informationen (vgl. FLET- CHER & TOBIAS, 2005; MORENO & MAYER, 2010; SEUFERT, 2003a). Auch die Motivation der Lernenden könnte bei diesem Wirkungszusammenhang eine Rolle spielen. Die Ergebnisse von MORENO & VAL- DEZ (2007) deuten darauf hin, dass Lernende die Auseinandersetzung mit multimedialen Lernumgebungen interessanter finden, als die Nutzung von einfachen Texten. Dieses Ergebnis lässt sich auch in die von Moreno (2004, 2006) formulierte Cognitive-Affective Theory of Learning with Media (CATLM) einordnen (vgl. Kapitel 4.2, S. 38). Dieser Wirkungszusammenhang muss jedoch in weiteren Forschungsarbeiten vertiefend untersucht werden. Zusatzwissen Grafische Unterstützung für die Integration von Text und-bild- Informationen Ein Aspekt, der in MAYERs Modell und auch in allen anderen verbreiteten Modellen zum Lernen mit Multimedia zwar erwähnt, aber nicht näher beschrieben wird, ist der der Integration von Informationen aus Text und Bild. Denkt man aber beispielsweise an moderne Lernumgebungen, dann ist der Lernende sehr oft mit kombinierten Darstellungen (Texte, Bilder, Diagramme, Tabellen, Formeln usw.) konfrontiert. Die Aufgabe des Lernenden besteht dann zum einen darin, die einzelnen Darstellungen zu verstehen. Will er den Gesamtsachverhalt verstehen, muss er zum anderen jedoch auch die Beziehungen zwischen den Darstellungen erarbeiten und verstehen. 54

18 5.2 Konsequenzen für die Mediengestaltung Die Integration verschiedener Darstellungen soll dem Lernenden den Aufbau einer umfassenden Wissensstruktur ermöglichen, in den sich alle Informationen kohärent, d. h. schlüssig einordnen lassen. Entsprechend wird der Integrationsprozess in der Literatur als Kohärenzbildungsprozess beschrieben (SEUFERT, 2003a, b). Da die tiefere Verarbeitung von Bildinformationen oft nicht von sich aus geschieht, werden verschiedenen Unterstützungsmaßnahmen für diesen Integrationsprozess vorgeschlagen: Grafische Oberflächenhilfen: Colour Coding: In einer Studie von KALYUGA et al. (1998) konnten die Probanden in einem illustrierten Text über einen elektrischen Schaltkreis jeweils einzelne Textteile anklicken, die daraufhin farbig erschienen. Gleichzeitig wurden korrespondierende Bildelemente in der gleichen Farbe hervorgehoben. Eine solche Kennzeichnung erleichterte das Suchen nach relevanten Bildteilen und reduzierte somit die kognitive Belastung, was sich in besseren Lernleistungen niederschlug. Intertextuelle Hyperlinks: Zusammengehörende Informationsteile beispielsweise in einer Text-Bild-Kombination werden durch Pfeile kenntlich gemacht. Klickt ein Lernender auf die als Link markierten Begriffe im Text erscheinen Pfeile, die auf die entsprechenden Bildteile verweisen. Dynamic Linking: Über die farbliche Verlinkung der Darstellungen hinaus ist die komplexe interaktive Verschaltung von Darstellungen möglich. PLÖTZNER, BODEMER & FEUERLEIN (2001) verwenden diese Technik in ihrem computerbasierten Statistikprogramm VISUAL- STAT. Gibt der Lernende beispielsweise neue Werte für Variablen in einer algebraischen Formel ein, verändert sich der dazugehörige Graph entsprechend der Eingaben. Der Lernende kann also direkt die Veränderungen an der Oberfläche des Graphen ablesen und sie dabei idealerweise auch semantisch analysieren. Semantische Hilfen: Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Lernenden nicht nur nach oberflächlicher Ähnlichkeit der verschiedenen Darstellungen suchen zu lassen, sondern seine Aufmerksamkeit vielmehr auf inhaltliche Bedeutungszusammenhänge zu lenken. Die Hilfe zeigt also nicht das Mapping der Oberflächenstruktur an, sondern sie bezieht sich auf die Tiefenstruktur, d. h. auf den semantischen Gehalt des Lernmaterials. In der Regel werden diese Hilfen verbal angeboten, d. h. der Lernende wird beispielsweise durch Fragen oder Aufgaben dazu angeregt, inhaltliche Bezüge zwischen den einzelnen Darstellungen herzustellen (SEUFERT, 2003). Colour Coding Intertextuelle Hyperlinks Dynamic Linking Semantische Hilfen 55

19 COMPUTERGESTÜTZTES KOOPERATIVES LERNEN (CSCL) Udo Hinze ZENTRUM FÜR QUALITÄTSSICHERUNG IN STUDIUM UND WEITERBILDUNG

20 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Vorwort Einführung Klassifikationen Lernmodelle und -szenarien Kooperation im CSCL Begriffsbestimmung Wissenschaftliche Defizite Begründungen für CSCL Sozial- und entwicklungspychologische Wurzeln Soziokonstruktivistischer Ansatz Soziokultureller Ansatz Lerntheorien Konstruktivismus Selbst gesteuertes Lernen Lernförderliche Aspekte von Kooperation Probleme beim CSCL Gestaltung Technik Groupware Klassifikation nach Einsatzbedingungen Synchronizität Push- und Pull-Prozesse Metabotschaft Effektive Kommunikation Standardtools im CSCL Chat Diskussionsforen III

21 Inhaltsverzeichnis Wiki Videokonferenzsysteme Computervermittelte Kommunikation (cvk) Zusammenfassung Pädagogik Aufgaben Verknüpfung der Einzelleistungen Interaktion und kognitive Elaboration Erstellung eines prüffähigen Produktes Dimensionierung Formulierung und Granularität Lernphasen im CSCL Bewertung Gruppenarbeitstechniken Evaluation Evaluation des Lernprozesses Reflexion der Gruppenbeziehung Reflexion der Mitgliederzufriedenheit Evaluation des Lernerfolges Evaluationsmethoden Betreuung Technik Organisation Soziales Pädagogik Zusammenfassung Individuelle und soziale Faktoren Individuelle Faktoren Kompetenz Selbstlernkompetenz Medienkompetenz Orientierungsstile und Lerntypen Motivation IV

22 Inhaltsverzeichnis 8.2 Gruppenfaktoren Gruppenbildung Größe Heterogenität Gruppenkohäsion Gruppendynamik Normen und Regeln Zusammenfassung Fazit Literaturverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis V

23 4 Probleme beim CSCL 4 Probleme beim CSCL Kooperation ist allerdings nicht per se und generell der pädagogische Königsweg. Auch CSCL kann negative Auswirkungen haben. Neben der sozialen Erleichterung, den so genannten Prozessgewinnen, können ebenso soziale Beeinträchtigungen, die so genannten Prozessverluste, auftreten. Prozessverluste Ein klassisches Beispiel für Prozessverluste ist der Ringelmann-Effekt. Anfang des 20. Jahrhunderts wies RINGELMANN nach, dass die Leistung von Personen in Gruppen kleiner ist als die Summe der Leistungen, die jede Person für sich alleine erbringen würde (vgl. Abbildung 11). Ringelmann-Effekt Abb. 11: Ringelmann-Effekt (nach PFEIFER 2002) Eine Erklärung für die geringere Leistung in Gruppen sind Koordinationsschwierigkeiten und -verluste. Die Koordinationsverluste können im CSCL durch eine ungenügend abgestimmte Zusammenarbeit entstehen. Beispiele hierfür sind doppelt gelöste Aufgaben oder aber Aufgaben, die im Vertrauen auf die anderen Gruppenmitglieder nicht erledigt werden. In neueren Untersuchungen wird zudem auf Motivationsverluste verwiesen. Motivationsverluste entstehen im CSCL u.a., wenn kein individuelles Interesse an einem erfolgreichen Abschluss der Gruppenarbeit besteht. Koordinationsverluste Motivationsverluste Eine Ursache ist z.b. die mangelnde Möglichkeit, die eigene Leistung zu identifizieren. Insgesamt erreichen Gruppen kaum ihre potenzielle Produktivität. Die Prozessverluste manifestieren sich im CSCL in verschiedener Form. 31

24 4 Probleme beim CSCL Dabei handelt es sich meist nicht um technische Probleme. Vielmehr manifestieren sich vor allem Phänomene, die auch in herkömmlicher Gruppenarbeit auftreten. Trittbrettfahren Trittbrettfahren bzw. soziales Faulenzen Das Trittbrettfahren zeigt sich bei der Kooperation darin, dass die leistungsfähigeren Gruppenmitglieder den größten Teil der Arbeit erledigen, während die anderen Teilnehmer nichts oder nur sehr wenig tun. Dieser Effekt wird auch als soziales Faulenzen bezeichnet und tritt bei fast bei jeder Art von Kooperation auf. Mittelmaß Mittelmaß Für Kooperation ebenfalls problematisch ist die Einigung der Gruppe auf den kleinsten gemeinsamen Nenner. Da CSCL sehr zeitintensiv ist, einigen sich Gruppen aus Zeitmangel oft auf Lösungen, die mit der geringsten Anstrengung verbunden sind. Verantwortungsdiffusion Verantwortungsdiffusion Das Phänomen, dass sich die Gruppenmitglieder auf die jeweils anderen verlassen und selbst keine Verantwortung übernehmen, ist weit verbreitet. Fehlende Motivation zur Übernahme von Verantwortung ist im CSCL durch die weniger intensiven persönlichen Bezügen zwischen den Gruppenmitgliedern und die Schwierigkeit, die jeweiligen individuellen Beiträge zu qualifizieren und zu quantifizieren, häufig zu finden (vgl. Kap , S. 115.). 32

25 4 Probleme beim CSCL Groupthink Wenn das Streben nach Konsens in Gruppen zu dominant wird, entsteht groupthink (JANIS 1982). Dieses Phänomen zeichnet sich dadurch aus, dass die Gruppe sehr eng zusammenarbeitet und sich oft selbst überschätzt. In der Gruppe findet keine kritische Auseinandersetzung mit abweichenden Meinungen statt. Der Vorteil von Gruppenarbeit, dass mehrere Alternativen geprüft werden können, fällt weg. Einwände, die die eigene Position relativieren könnten, werden von der Gruppe ignoriert. Groupthink Fehlende Gruppenkoordination Im CSCL entstehen durch die räumliche und zeitliche Trennung der Kooperationspartner und die Besonderheiten der computervermittelten Kommunikation (cvk, vgl. ausführlich den Lehrbrief Computergestützte Kommunikation von BOOS & SCHAUENBURG) zusätzliche Koordinationsanforderungen. Beispielsweise sind Terminabsprachen meist langwieriger als in Präsenzgruppen. Fehlende Gruppenkoordination Hinzu kommt, dass sich auf Grund der mangelnden sozialen Präsenz nicht immer eine Gruppenstruktur herausbildet, in der sich die Lernenden verantwortlich und kompetent erleben. Grundlegende Koordinierungsmaßnahmen, wie die Aufteilung der Gruppenarbeit in Teilaufgaben, werden dadurch oft vernachlässigt und die Zusammenarbeit wird aufgrund des hohen Zeitaufwandes und wenig aufeinander abgestimmter Einzelarbeiten ineffizient. Fehlende Abstimmung über gemeinsamen Wissenshintergrund Für eine effektive Kommunikation und Kooperation ist eine gemeinsame Basis an Kenntnissen, Vorstellungen und Annahmen notwendig (z.b. BAKER, HANSEN, JOINER & TRAUM 1999). In der normalen Kommunikation face-to-face wird die Verständigung über diesen gemeinsamen Wissenshintergrund, das Grounding (CLARK & BRENNAN 1991), über zwei Aspekte realisiert: Mangelhaftes Grounding verbale (z.b. ja oder mhh ) und nonverbale (z.b. Nicken, Kopfschütteln) Rückmeldungen ( back channels ) zum Verständnis, Initiieren eines Wechsels (z.b. zeigen weiterführende Fragen an, dass die präsentierte Information verarbeitet wurde). Dies ist im CSCL nicht möglich. Oftmals haben die Lernenden deshalb keine hinreichende Vorstellung vom Wissen und von den Kenntnissen 33

26 4 Probleme beim CSCL und Fähigkeiten der anderen Lerner. CLARK & BRENNAN (1991) führen die Groundingprobleme im elearning auf folgende Faktoren zurück: Ursachen Sichtbarkeit Nonverbale Signale sind wichtige Hilfsmittel für das Grounding. Insbesondere hier ist cvk defizitär. Zeitgleichheit Bei Gesprächen werden Botschaften und Antworten ohne zeitliche Verzögerung gesendet und empfangen. Bei textbasierter Kommunikation existiert hingegen oft eine erhebliche Differenz. Simultanität In der cvk existieren im Unterschied zur mündlichen Kommunikation teilweise Festlegungen, die erst dann das Versenden einer Nachricht erlauben, wenn eine eingegangene Nachricht bereits verarbeitet wurde. Sequenz Die Abfolge der Kommunikationsbeiträge ist in der mündlichen Kommunikation meist festgelegt und die Interaktion der Sprecher wird in der Regel nicht durch Dritte beeinflusst. Bei der cvk gibt es hingegen keinen festen Zusammenhang der Beiträge. Wie viele Mitteilungen der Adressat von dritter Seite erhält, bevor er auf die Äußerung des Sprechers reagiert, ist nicht transparent. Grounding als Prozess Mögliches Potential Das Grounding ist damit durch die Eigenheiten der cvk schwieriger als in der herkömmlichen Interaktion 2. Das kann dazu führen, dass die Kommunikation als langwierig und unfruchtbar empfunden wird. Zudem ist die Koordination der Arbeitsaktivität erschwert, wenn die eigenen Beiträge nicht an das Wissen des Empfängers angepasst werden können. Allerdings kann die cvk auch dazu führen, dass das Grounding im Wissen um die Defizite besonders sorgfältig betreiben wird und sich der potentielle Nachteil zum Vorteil wendet. In Vergleichsstudien konnte festgestellt werden, dass Professoren ihre Teilnehmer aus Online-Seminaren besser kannten als die Studenten aus der Präsenz (vgl. PÜTZ 2007). 2. Dies gilt sowohl für die Abstimmung über den gemeinsamen Wissenshintergrund (den common ground ) als auch für den Prozess der sozialen Findung und Normung in der Gruppe ( social grounding ). 34

27 4 Probleme beim CSCL Grounding umfasst aber nicht allein einen abgeschlossenen Vorgang der Abstimmung über die gemeinsame Wissensbasis. Es ist ebenso ein Prozess der ständigen Erweiterung des gemeinsamen Wissens. Dieses dynamische, begleitende Aushandeln der Wissensbestände führt letztlich vom verteilten zum geteilten Wissen (vgl. S. 27; Abbildung 12). Grounding als Prozess Grounding als Wissenszuwachs Abb. 12: Grounding als Wissenszuwachs (STRAUB 2001) Fehlende Nachrichtenverbundenheit Jede Kommunikation erfolgt in Zyklen. Zu jedem Zyklus gehört: das Erstellen, Übersenden und Empfangen einer Nachricht, den Empfang bestätigen und das Beantworten der Nachricht. Fehlende Nachrichtenverbundenheit Bei der cvk greifen diese Zyklen nur selten reibungslos ineinander, da die nonverbalen Signale (vgl. S. 33), die in herkömmlichen Arbeitsgruppen die Interpretation von Nachrichten erleichtern, fehlen. Bevor ein Nachrichtenzyklus abgearbeitet wurde, beginnt oft schon ein weiterer. Der vertraute Verlauf von Kommunikationszyklen wird dadurch gestört. Daraus können ungenügende inhaltliche Bezüge von Nachrichten, zersplitterte Dialoge, die zeitliche Verzögerung von Nachrichten und insgesamt eine unzusammenhängende Kommunikation resultieren. Überangebot an Information Im elearning besteht die Möglichkeit, große Informationsmengen zu erzeugen und zu referenzieren. Daraus können Phänomene wie die Überlastung durch Informationen (der so genannte information overload nach TOFFLER 1970) resultieren. Im CSCL gibt es oft große Mengen an alten Daten, an neu hinzugefügten Daten und es existieren Widersprüche in vorhandenen Daten. Das macht es schwierig, Informationen zu filtern, die für eine Entscheidung relevant sein könnten. Überangebot an Information 35