Inhaltsverzeichnis

Selbstst  ändigkeitserklärung  ix

Danksagung   xi

Motivation   xiii

0.1  Gesellschaftlicher Ausgangspunkt  xiii

0.2  Aufgabenstellung  xiv

0.3  Thesen und konkrete Zielstellungen  xiv

0.4  Kurzübersicht  xvi

1  Sichtweisen und Theorien des Lernens  1

1.1  Lernen als Prozeß  1

1.2  Virtuelles Lernen  3

1.3  Behaviouristisches Modell  3

1.3.1  Wissenschaftliche Einordnung  3

1.3.2  Charakteristik  4

1.3.3  Einschätzung  4

1.4  Instruktionalistisches Modell  5

1.5  Kognitivistisches Modell  5

1.5.1  Wissenschaftliche Einordnung und Charakteristik  5

1.5.2  Einschätzung  6

1.6  Konstruktivistisches Modell  6

1.6.1  Wissenschaftliche Einordnung  6

1.6.2  Charakteristik  7

1.6.3  Einschätzung  8

1.7  Theorie der Lernstile  10

1.7.1  Charakteristik und historische Entwicklung  10

1.7.2  Lernstile und Lerntypen  10

1.7.3  Einschätzung  12

ii INHALTSVERZEICHNIS

2 Werkzeuge zur Wissensvermittlung 19

ware Modell (PTM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

3 Benutzer-adaptive Systeme - eine Begriffsbestimmung 29

INHALTSVERZEICHNIS iii

3.2.2  Ursprung der Entwicklung  35

3.2.3  Eingesetzte Techniken  36

3.2.4  Bewertung von Recommender Systemen  36

3.3  Projekte zu diesem Forschungsgebiet  37

3.3.1  Systeme auf der Basis des Collaborative Filtering  37

3.3.2  Systeme auf der Basis des Content-based Filtering  38

3.3.3  Kombinierte Systeme  38

3.3.4  Andere Systeme  39

3.3.5  Strukturprojekte  40

3.4  Einschätzung des Entwicklungsstandes  41

4  Personalisierung unter Einbeziehung benutzer-adaptiver Methoden  43

4.1  Personalisierung  43

4.2  Benutzer  44

4.3  Nutzerprofil  44

4.4  Gewinnung von Profilinformationen  45

4.4.1  Explizite und implizite Erhebung von Daten  45

4.4.2  Push- und Pull-Technologien  45

4.5  Zusammenstellung des Nutzerprofils  47

4.6  Auswertung des Nutzerprofils  48

4.7  Probleme im Zusammenhang mit Nutzerprofilen  50

4.7.1  Wiedererkennung von Benutzern  50

4.7.2  Kaltstartproblem  50

4.7.3  Profilverdichtung und Optimierung  51

4.8  Feststellung des Mehrwerts der Adaptivität  51

4.9  Rückkopplung des Lernsystems  52

4.10  Zusammenfassung  52

5  Benutzer-adaptive Funktionen für Lernsysteme  53

5.1  Grobklassifikation und Basistypen  53

5.2  Funktionen zur Initialisierung eines Benutzerprofils  54

5.3  Funktionen zur Auswertung eines Benutzerprofils  55

5.4  Funktionen für den Zugriff und die Verarbeitung von Lernabschnitten  55

5.5  Funktionen zur Erzeugung von Lernpfaden  56

5.6  Funktionen zur Generierung von Empfehlungen  56

5.7  Zusammenfassung  56

iv INHALTSVERZEICHNIS

6 ALIAS - ein Konzept zur Erweiterung von DaMiT 57

7 Fazit und Ausblick 75

A Ausgetauschte Nachrichten 79

B Multiple Intelligenzen nach Gardner 85

Abbildungsverzeichnis   

1.1  Schematische Darstellung der Wissensaneignung  2

1.2  Darstellung von zwei Lernpfaden  3

3.1  Adaptionsfähigkeit verschiedener Systeme nach Werner  31

3.2  Ein System und seine Umwelt  31

3.3  Darstellung des Suchergebnisses bei CiteSeer (Auszug)  40

3.4  Frage nach einem möglichen Alternativbegriff bei Google  40

4.1  Push- und Pull-Personalisierungstechnologien nach 87  46

5.1  Klassifizierung adaptiver Funktionen für Lernsysteme  53

6.1  Gesamtsystem (Detaildarstellung für einen Benutzer)  60

6.2  Speicherung der Nutzerprofile  61

6.3  Ein Stoffgebiet als Baumstruktur  64

6.4  Vernetzung der Lerninhalte  66

6.5  Ablaufschema zur Bedienung  67

6.6  Ablauf für ein Stoffgebiet  68

6.7  Ablauf für einen Lernabschnitt  69

6.8  Gesamtsystem (Details für mehrere Benutzer)  70

6.9  Aufteilung in Skripte  72

6.10  Protokollablauf zwischen CGI-Script, XML-Switch und Lehrmittelverwalter  73

vi ABBILDUNGSVERZEICHNIS

Tabellenverzeichnis   

1.1  Gegenüberstellung von Behaviourismus, Kognitivismus und Konstruktivismus  9

1.2  Unterschiedliche Funktionen der beiden Gehirnhälften (aus 9 )  11

1.3  Lehrmethoden und Multiple Intelligenzen (aus 11 )  15

2.1  Beziehungstypen in DaMiT (aus 45 )  23

6.1  Einträge im Nutzerprofil  62

B  1 Multiple Intelligenzen nach Gardner (aus 10, 36 )  86

viii TABELLENVERZEICHNIS

Selbstständigkeitserklärung

Ich erkläre hiermit, daß ich die vorliegende Diplomarbeit: „Benutzer-adaptive Verfahren für die aktive Lernermodellierung“ selbstständig und nur unter Verwendung der angegebenen Quellen und Hilfsmittel verfaßt habe.

Außerdem versichere ich, daß ich die Inhalte dieser Arbeit in keinem anderen als diesem Prüfungsverfahren angemeldet habe.

Chemnitz, den 22. September 2003

Frank Hofmann

x Selbstständigkeitserklärung

Danksagung

Ich bin einer Reihe von Menschen zu großem Dank verpflichtet. Ohne sie wäre die Vollendung dieser vorliegenden Arbeit nicht oder nur sehr viel schwieriger möglich gewesen. Zunächst geht mein Dankeschön an Prof. Werner Dilger, Holger Langner und Falk Schmidsberger für die ausgezeichnete Betreuung. Die vielen konstruktiven Gespräche sowie die ausführlichen, kritischen und sehr sachlichen Kommentare haben erheblich zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen. Die zur Verfügung gestellten Unterlagen über DaMiT haben die Erstellung des vorliegenden Konzepts zur Erweiterung erheblich vereinfacht.

Weiterhin möchte ich mich bei meinen Eltern bedanken. Sie haben mir dieses Studium ermöglicht und mich dabei stets unterstützt, sowohl in materieller, als auch in fachlicher Hinsicht, so weit möglich.

Als drittes und letztes gilt der Dank meinen Freunden und Kommilitonen. Sie haben in Form von Anmerkungen, Hinweisen und Korrekturvorschlägen mit zur Vollendung dieses Dokuments beigetragen.

xii Danksagung

Motivation

0.1 Gesellschaftlicher Ausgangspunkt

Ausgehend von der kontinuierlichen Weiterentwicklung in Wissenschaft und Technik wächst die Menge des insgesamt verfügbaren Wissens immer weiter an. Ohne den Einsatz geeigneter Hilfsmittel geht der Überblick über das verfügbare Wissen verloren. Eine systematische Erfassung, ihre Zuordnung und gezielte Wiederverwendung in voller Breite wäre nicht mehr gegeben und würde erhebliche Informationsverluste bewirken.

In Schule und Berufsausbildung wird Grundlagenwissen vermittelt, Tätigkeit und Beruf er-fordern ständige Vervollkommnung und Spezialisierung. Die Wissensaneignung erfolgt entweder selbstständig (autodidaktisch) oder unter Anleitung (mittels Lehrer) und kann sowohl einzeln als auch gemeinschaftlich (Privatlehrer oder als Klasse) vonstatten gehen. Aufgrund der Vielschichtigkeit der Themen nimmt die Bedeutung der Wissensaneignung ohne Lehrer weiter zu. Für diesen Zweck wurden bereits von verschiedensten Anbietern Lehr- und Lernhilfen konzipiert. Die Entwicklung der Computer- und Kommunikationstechnik erweitert in beträchtlichem Maße diese Angebotsbreite, zumal der Computer in heutiger Zeit von nahezu allen Schichten und Altersgruppen als Gebrauchsgegenstand angesehen und dementsprechend verwendet wird. Der Umfang der verfügbaren Angebote reicht von einfachen Lern-CDs für Vorschulkinder über Test-, Übungs- und Simulationsprogramme bis hin zu Lernplattformen und Learning Management Systemen (LMS). Wenn man diese Angebote kritisch auf die eingesetzte Methodik prüft, stellt man fest, daß sie als statische Systeme ausgelegt sind. Diese berücksichtigen oft nicht das Ausgangsniveau des Lernenden dessen Wissenszustand und unterschiedliche Fähigkeiten und Fertigkeiten bei der Verarbeitung des Lernstoffes. Deshalb erreicht nur ein Teil der Benutzer den gewünschten Effekt.

Um die Erfolgsquote - das heißt den Lernerfolg - zu erhöhen, müßte eine Individualisierung des methodischen Vorgehens bei der Wissensvermittlung erfolgen. Dazu müßte das Leistungspotential des Computers in der Form ausgerichtet werden, daß er variable und erweiterte, ver- feinerte Lernpfade anbieten kann, die in einem Lernabschnitt das jeweils erreichte Wissens- und

xiv Motivation

Leistungsniveau des Lernenden zu Grunde legen. Es müssen daher Möglichkeiten untersucht werden, die dem Lernenden ohne Lehrer angeboten werden können.

0.2 Aufgabenstellung

In dieser Diplomarbeit sollen ausgehend von einer Betrachtung des bisherigen Forschungsstandes im Bereich der Personalisierungstechniken für die Informationsrecherche mit dem Schwerpunkt Benutzer-adaptiver Verfahren (Content-Based sowie Collaborative Filtering, Recommender Systems) Ansätze zur Realisierung lernerzentrierter Assistenzfunktionen für das Lernen in Szenarien des Web-Based Learnings (WBL) erarbeitet werden.

An die Benutzermodellierung werden in diesem Anwendungsfall im Vergleich zur Informationsrecherche im WWW und zu klassischen „Intelligent Tutor Systems“ (ITS) besondere Anforderungen gestellt, da eine hohe Heterogenität und Dynamik bezüglich der Lerninhalte sowie der verfügbaren Nutzerdaten besteht und darüber hinaus Lernziele, Vorkenntnisse und Aneignungsstrategien der potentiellen Nutzer sehr stark individualisiert sind. Die Diplomarbeit fügt sich hier in ein Projekt ein, das sich mit der Erweiterung eines bestehenden Lernsystems (DaMiT: Data Mining Tutor) um die Möglichkeiten der nutzerbezogenen Lernassistenz auf der Grundlage der aktiven Lernermodellierung befaßt. Lernermodellierung erfolgt in diesem Falle verteilt und aufgabenspezifisch, das heißt durch Kombination einzelner, fragmentarischer Benutzer-adaptiver Funktionen im Rahmen einer erweiterbaren komponenten-oder agentenbasierten Architektur.

In dieser Arbeit sollen ausgehend von einer Abschätzung des Potentials von Personalisierungstechniken beim Einsatz in WBL-Systemen Ansätze für Benutzer-adaptive Funktionen konzeptionell so erschlossen werden, daß sie in eine dynamisch erweiterbare Architektur für ein Lernerassistenzkonzept integrierbar sind. Bei der Erarbeitung von entsprechenden Ansätzen ist daher zu differenzieren, wo die jeweiligen Stärken und Grenzen in Bezug auf die jeweils verfügbaren Nutzerdaten liegen und welche Einsatzmöglichkeiten sich in unterschiedlichen Anwendungskontexten innerhalb des Gesamtsystems ergeben.

0.3 Thesen und konkrete Zielstellungen

Es müßte möglich sein,

0.3 Thesen und konkrete Zielstellungen xv

3. Niveauunterschiede im Lernprozeß zu berücksichtigen und auszugleichen,

4. vorsichtig verallgemeinerte Kriterien über Art und Anwendung benutzer-adaptiver Lernsysteme zu formulieren.

Als Zielstellung steht daher die Gestaltung eines Werkzeugs, mit dem sich jeder Lernende optimal Wissen aneignen kann. Der Begriff Werkzeug bezeichnet hier eine Softwarelösung, welche sich mittels benutzer-adaptiver Funktionen an den Lernenden anpaßt und ihn beim Erwerb und bei der Festigung seines Wissens unterstützt. Die benutzer-adaptiven Funktionen sind in das Lernsystem integriert und gestatten eine flexible Anpassung entsprechend den spezifischen Fähigkeiten des Nutzers, dem jeweiligen konkreten Einsatzzweck des Lernsystems sowie den dort formulierten Aufgaben und Zielen. Mit diesem Lernsystem läßt sich ein mindestens gleicher Lernerfolg wie mit bisherigen Mitteln erzielen.

Für den Lernenden ergibt sich in erster Linie die Möglichkeit, das angestrebte Bildungsziel zu erreichen. Als Nebeneffekt ist mit einer Zeiteinsparung zu rechnen, da eine Anpassung auf seine individuellen Bedürfnisse vorgenommen wird. Neue Sichtweisen und Betrachtungsperspektiven, das heißt sonst nicht erkannte und berücksichtigte, alternative Lernpfade und Vorgehensweisen werden in Gemeinschaft mit anderen Lernenden sichtbar (sog. implizites Lernen) und somit die eigene Leistung leichter einschätzbar. Für jeden am Lernprozeß Beteiligten werden sich neue, vorher nicht erwartete Erkenntnisse und weitergehende, bisher unbekannte Problemsichten in dem Themengebiet ergeben („Anschubprobleme“), was zusätzlich positiv auf das Verständnis des Lernstoffes zu werten ist. Darüber hinaus dient das Lernsystem als glaubwürdige Informationsquelle und bildet somit ein flexibles, digitales Nachschlagewerk. Aus den genannten Aufgaben und Zielstellungen leiten sich die nachfolgenden, konkreten Fragen ab:

• Was sind benutzer-adaptive Funktionen?

• Welche Anforderungen sind an diese zu stellen?

• In welchen Bereichen wurden bereits benutzer-adaptive Funktionen entwickelt und was wird damit realisiert?

• Sind benutzer-adaptive Funktionen im Bereich der Wissensaneignung vorhanden und im Einsatz? Entsprechen diese meinen Anforderungen?

• Wie muß ein benutzer-adaptives Lernsystem für ein bestimmtes Benutzerniveau gestaltet sein, damit der maximale Lerneffekt erzielt werden kann?

• Welches Potential bieten benutzer-adaptive Funktionen für die Lernerunterstützung?

xvi Motivation

0.4 Kurzübersicht

Um die oben genannten Ziele erreichen zu können, werden in Kapitel 1 zunächst verschiedene theoretische Modelle und Sichtweisen beleuchtet, welche als Grundlage für das Verständnis zum Lernen dienen können. Daran schließt sich eine Einschätzung an, inwieweit das jeweilige Modell den Zielsetzungen des individuell anpaßbaren Lernens entspricht und in web-basierten Lernsystemen umgesetzt werden sollte.

In Kapitel 2 folgt ein Blick in die Praxis. Es werden web-basierte Werkzeuge zur Wissensvermittlung vorgestellt, die bereits im Einsatz sind. Dazu zählen virtuelle Lernumgebungen und Learning Management Systeme (LMS) sowie Werkzeuge zur automatisierten Zusammenstellung von Lehrmaterialien.

Kapitel 3 gibt einen allgemeinen Überblick über den Bereich der adaptiven Systeme. Dabei wird der Zusammenhang zwischen adaptiven und benutzer-adaptiven Systemen zur Informationsrecherche hergestellt. Am Beispiel von Recommender Systemen wird ein Überblick über die bereits entstandenen Projekte auf der Basis adaptiver Funktionen gegeben. Die individuelle Anpassung eines Lernsystems setzt gespeicherte, benutzerspezifische Eigenschaften voraus, auf die eine Anwendung zugreifen kann. Diese werden üblicherweise in einem Nutzerprofil abgelegt. Welche konkreten Daten erforderlich sind, wie diese sich erfassen lassen und zueinander in Beziehung stehen, klärt Kapitel 4.

Um den Lernenden in seinem Lernprozess unterstützen zu können, benötigt man spezielle Verfahrensweisen. Diese werden in Kapitel 5 vorgestellt.

In Kapitel 6 wird das Konzept eines Adaptiven Lern-, Informations- und Ausbildungssystems (ALIAS) vorgestellt. Es handelt sich um ein verteiltes und web-basiertes Lehr- und Lernsystem, in welches benutzer-adaptive Funktionen zur Unterstützung der Lernenden integriert wurden.

Kapitel 7 beinhaltet ein Konzept zur Evaluation der vorgestellten Funktionen sowie ein Ausblick auf weitere, nachfolgend zu untersuchende Fragen und Problemstellungen im Bereich Lernsysteme auf der Basis benutzer-adaptiver Funktionen.

Kapitel 1

Sichtweisen und Theorien des

Lernens

1.1 Lernen als Prozeß

Lernen wird als ein Vorgang oder Prozeß beschrieben, „durch Unterweisung, Experimente, Beobachtung oder Erfahrung Wissen oder Fähigkeiten zu erwerben.“ [33]. Heinz Mandl und Gabi Reinmann-Rothmeier geben dem Lernprozeß und Wissenserwerb in [68] die fünf Attribute aktiv, selbstgesteuert, konstruktiv, situativ und sozial. Aktiv meint das Lernen auf der Basis von Motivation und Interesse sowie „aktive Auseinandersetzung mit den Lerngegenständen“ [18]. Selbstgesteuert heißt, daß der Lernende eigenständig über die Lerngegenstände, die Lernzeit und den methodischen Zugang entscheidet. Konstruktiv bedeutet den individuellen Aufbau von Bezügen in Abhängigkeit von seinem Vorwissen, seinen Neigungen und Interessen, welche die gesamten Wissensstrukturen und ihre Vernetzung ergeben. Situativ bezeichnet den Erwerb von Kenntnissen und Fertigkeiten in solchen Situationen, die „zumindest strukturell sehr ähnlich dem Anwendungszusammenhang entsprechen“ [18]. Sozial bedeutet hier, daß der Lernende in Gemeinschaft mit Anderen nicht nur Wissen und Fertigkeiten, sondern auch Einstellungen erwirbt, interpersonelle Beziehungen konstruiert und soziale Kompetenzen entwickelt [18]. Für Dieter Wolff verbindet sich Selbstorganisation auch mit Eigenverantortlichkeit: „Der Mensch ist für das eigene Lernen verantwortlich, weil er damit sein Überleben als System sichert“. Dazu gehört außerdem die Fähigkeit zur kritischen Selbsteinschätzung und Bewertung, denn „[nur] wer seine eigenen Lernprozesse und ihre Ergebnisse bewerten kann, ist ein erfolgreicher Lerner“, so Dieter Wolff in [124].

Aus diesen Überlegungen ergibt sich ein prinzipieller Ablauf des Lernvorgangs, wie er in Bild 1.1 dargestellt ist. Ein Lernender setzt sich zunächst ein Lernziel, eignet sich danach dieses Wis-

2 Sichtweisen und Theorien des Lernens

sen an (Wissenerwerb) und führt am Schluß eine Bewertung durch, bei der überprüft wird, ob das vorher gesetzte Lernziel erreicht wurde. In Abhängigkeit dieses Ergebnisses findet eine Neuausrichtung des Zieles statt, beispielsweise durch das Setzen anderer inhaltlicher Schwerpunkte. Danach beginnt der Kreislauf des Wissenserwerbs erneut.

Abbildung 1.1: Schematische Darstellung der Wissensaneignung

Der Wissenserwerb kann sowohl ohne als auch mit Unterstützung eines Lehrers geschehen. Hier wird lediglich ersteres betrachtet, wobei die Unterstützung des Lernenden durch ein Lernsystem gewährleistet wird. Zu einem Lernsystem gehören der zu vermittelnde Stoff (Lehrinhalt) und die dabei verwendeten Hilfsmittel. Deren Aufgabe ist es, den Lernprozeß zu unterstützen, zu erleichtern, zu verbessern und zu vereinfachen. An traditionellen Lehrmitteln stehen natürliche Gegenstände, Illustrationen und Tonaufnahmen (Multimedia-Daten) sowie literarische Mittel und Experimente zur Veranschaulichung zur Verfügung. Nur die drei letztgenannten Möglichkeiten können im Rahmen eines computerbasierten Lernsystems realisiert werden, in diesem Fall auf der Grundlage benutzer-adaptiver Methoden. Ausschlaggebend für den Lernerfolg ist neben der Qualität der eingesetzten Hilfsmittel der Schwierigkeitsgrad des verwendeten Lehrinhalts und im wesentlichen der Lernende selbst, insbesondere seine Motivation und Intelligenz. Zwischen diesen genannten Faktoren bestehen wiederum Wechselbeziehungen, daß heißt sie lassen sich nicht losgelöst voneinander betrachten.

Ein Stoffgebiet (Lernbereich oder Lerneinheit) wird in mehrere Abschnitte zerlegt. Diese lassen sich wiederum in einzelne Teilabschnitte gliedern, welche das zu vermittelnde Wissen in kompakter, überschaubarer Form beinhalten. Ein Teilabschnitt setzt sich aus Fakten (Lernelemente oder Module) zusammen, daß heißt es werden Begriffe definiert sowie Verfahren und Vorgehensweisen erläutert. Für die einzelnen Abschnitte ist oftmals eine Reihenfolge vorgegeben, in der diese durchzuarbeiten sind. Damit wird erreicht, daß zunächst notwendige Grundlagen vermittelt werden können, welche für das Verständnis der nachfolgenden Abschnitte notwendig sind. Die Reihenfolge, in der diese Abschnitte vom Lernenden durchgearbeitet werden, wird als Lernpfad bezeichnet. In Bild 1.2 werden zwei Lernpfade dargestellt. Es wird daraus ersichtlich,

1.2 Virtuelles Lernen 3

daß Lernpfade unterschiedlich sein können.

Als Voraussetzung ist es notwendig, daß die einzelnen Abschnitte aufbereitet sind, daß heißt jeder Abschnitt wird in mehreren Varianten angeboten. Das oben gezeigte Schema ist für eine Benutzergruppe mit einem bestimmten Ausgangsniveau, welches für den Einstieg erforderlich ist (bspw. Abitur), anwendbar. Die Aufarbeitung der einzelnen Abschnitte könnte verschiedene Lernmethoden berücksichtigen, stets unter dem Blickpunkt des web-basierten Lernens. Nachfolgend wird dazu eine Auswahl von Methoden vorgestellt.

1.2 Virtuelles Lernen

Unter virtuellem Lernen oder eLearning versteht man die zeit- und ortsunabhängige Möglichkeit zur Aneignung von Wissen, wobei die Lehrmaterialien in digitaler Form zur Verfügung stehen und zur Vermittlung des Stoffgebietes genutzt werden. Der Lehrvorgang erfolgt rechnerunterstützt oder rechnergestützt, das heißt im ersten Fall mit maßgeblicher und im zweiten Fall mit ausschließlicher Einbindung und Verwendung des Computers. Web-basiertes Lernen ist eine Form des virtuellen Lernens, wobei die Lerninhalte ausschließlich in Form von miteinander verbundenen WWW-Seiten vorliegen.

1.3 Behaviouristisches Modell

1.3.1 Wissenschaftliche Einordnung

In der Psychologie war diese Form der Lerntheorie in den 1950ern und 1960ern sehr populär [74]. Wesentliche Impulse zur Theorie des Behaviourismus kamen von John Watson (1878 - 1958),

4 Sichtweisen und Theorien des Lernens

Edward Lee Thorndike (1874 - 1949) und Burrhus Frederic Skinner (1904 - 1990) [28, 74, 99].

1.3.2 Charakteristik

Lernende werden als passive Rezipienten von Wissen gesehen, indem „Lehrende [dafür] sorgen [. . . ] , das auf bestimmte Fragen die passenden Antworten gegeben werden und ‚verstärken‘ diese durch Lob und gute Zensuren“ [6]. Das Erlernen jeder Fähigkeit wird als die Ausprägung von Gewohnheiten angesehen, welches die Bildung von Stimulus-Response-Paaren darstellt [74]. Mit Hilfe dieser Paare werden Wahrnehmungen mit Aktionen in Beziehung gesetzt [28], welche mittels Verstärkung („Reinforcement“) gefestigt werden können [74]. Damit ergibt sich die Möglichkeit, Verhalten zu kontrollieren und vorherzusagen und „ein einheitliches Schema der Reaktion von Lebewesen zu gewinnen“ [53]. Mentale Vorgänge, wie beispielsweise Wissen und Annahmen, Ziele und Schlußfolgerungen, aber auch das Denken, das Bewußtsein, die Kreativität und die Gefühle werden nicht mit berücksichtigt und als nicht wissenschaftlich eingeschätzt [28, 53].

1.3.3 Einschätzung

Diese Form des Lernens ist weder aktiv und nur teilweise selbstgesteuert und konstruktiv, sowie nicht notwendigerweise situativ und sozial. Alle zu vermittelnden Fakten und Informationen befinden sich im zur Verfügung gestellten Lehrmaterial. Der Lernende nimmt diese Fakten vorbehaltlos und vollständig aus dem Lehrmaterial auf und hat lediglich das Ziel, sie korrekt wiederzugeben. Es ist weder eine bestimmte Motivation erforderlich, noch hat der Lernende Einfluß auf den vermittelten Zugang zu einem Themenkomplex - dieser Zugang muß nicht einmal in Bezug zu seinem Vorwissen stehen. Ein Austausch mit anderen Lernenden wird nicht vorausgesetzt.

1.4 Instruktionalistisches Modell

Dieses Modell ist aus dem behaviouristischen Modell abgeleitet. Dem Lernenden wird ein Lernziel vorgegeben, welches er mittels kleiner Aufgaben erreichen muß. Dabei wird nur bei einer richtigen Antwort mit der nächsten Frage oder Aufgabe fortgesetzt. Die Reihenfolge, in der die Fragen präsentiert werden, kann als Weg oder Möglichkeit verstanden werden, wie an die Lösung eines Problem herangegangen werden kann. Diese Form der Wissensvermittlung findet sich häufig bei computer-basierten Trainingsprogrammen (CBT) und ist aber ebenso wie das behaviouristische Modell zu bewerten - es erfordert kein Verständnis des Sachverhaltes, sondern pures Auswendiglernen von Fakten (vgl. auch [97, 121]).

1.5 Kognitivistisches Modell 5

1.5 Kognitivistisches Modell

1.5.1 Wissenschaftliche Einordnung und Charakteristik

Als Kognitivismus bezeichnet man ein Teilgebiet der Psychologie, welches „sich hauptsächlich mit den bewussten Phänomenen wie Denken, Wahrnehmen, Fühlen und Wollen befasst“ [53], aber auch Suchen, Entdecken und Ausprobieren beinhaltet. Wissen wird als „Aufbau abstrakter symbolischer Vorstellungen gesehen“, bei dem die „Lehrenden versuchen, Einsichten in Zusammenhänge zu vermitteln“ [6], folglich wird diese Form auch als Entdeckendes und Problemorientiertes Lernen bezeichnet [97].

Als Begründer der kognitiven Psychologie gilt William James (1842 - 1910), den stärksten Auftrieb löste Kenneth Craik (1914 - 1945) durch sein Buch The Nature of Explanation (1943) aus [28]. Darin beschreibt er, daß „Annahmen, Ziele und Schlussfolgerungen nützliche Komponenten einer Theorie des menschlichen Verhaltens sein könnten“. Er war überzeugt davon, daß man die Wahrheit nicht aus einer einzelnen Beobachtung eines ganz bestimmten Ereignisses ableiten kann, sondern auch psychologische und physiologische Mechanismen mit in die Einschätzung einbezogen werden müssen [23].

Hubert B. Keller zieht in [53] eine Grenze zum Behaviourismus, indem er schreibt, daß im Kognitivismus

„. . . Verhalten von Erwartungen, also von Prozessen der Informationsverarbeitung und Handlungssteuerung geleitet wird. Im Mittelpunkt [. . . ] stehen die Vermittlungsschritte zwischen der äußeren Situation eines Menschen mit seinen objektiven Merkmalen und Bedürfnissen, seiner inneren Situation mit seinen im Gedächtnis gespeicherten Informationen und seinem ausgeführten Verhalten. [. . . ] Dem Menschen wird eine innere Eigenständigkeit im Handeln mit eigenen, durch bewusste Denkprozesse veränderlichen Zielstellungen zugebilligt“ [53].

1.5.2 Einschätzung

Diese Form des Lernens kommt denen in Abschnitt 1.1 aufgezählten Kriterien schon recht nahe, da nicht nur nur Fakten vermittelt werden, sondern der Prozeß des Denkens zum Finden einer richtigen Antwort - insbesondere in Kooperation mit anderen Lernenden - angeregt wird. Das setzt zwar eine eigene Motivation und Zielstellung voraus, ermöglicht es aber auch, den Bezug zum Vorwissen herzustellen und bisherige Lösungswege eigenständig einzuschätzen und zu bewerten. Die Möglichkeit des methodischen Zugangs beschränkt sich nicht nur auf den im Lehrmaterial angebotenen Weg, sondern läßt auch Raum für Alternativen entsprechend dem Vorwissen, den Neigungen und den Interessen der Lernenden und ebnet damit den Weg zu mehr Toleranz, Offenheit und Verständnis gegenüber anderen Ideen und Herangehensweisen. Um das