Inhalt

1.  Einleitung  1

1.1  Motivation  1

1.2  Zielsetzung  2

2.  Grundlagen  3

2.1  Der Begriff E-Learning  3

2.1.1  Computerunterstütztes Lernen.  4

2.1.2  Blended Learning.  5

2.2  Didaktik und Gestaltung  7

2.2.1  Psychologische Phänomene.  7

2.2.2  Interaktivität.  10

2.3  Klassische Theoriemodelle  12

2.3.1  Behaviorismus: Lernen als Prozess durch Erfahrung.  12

2.3.2  Kognitivismus: Lernen durch Aufnahme und Verarbeitung.  13

2.3.3  Konstruktivismus: Lernen durch selbstständige Exploration  

   14

2.3.4  Lernen als sozialer Prozess.  14

2.3.5  Lernziele.  17

2.4  Technische Grundlagen  18

2.4.1  Lernplattformen.  18

2.4.2  Funktionale Möglichkeiten.  23

2.4.3  Benutzerfreundlichkeit und Effizienz.  25

2.4.4  Standards.  26

2.5  Einsatzbereiche  29

2.6  Vor- und Nachteile  31

3.  Analyse, Definition und Architektur  33

3.1  Analyse  33

3.2  Anforderungen  34

3.2.1  Allgemeine Anforderungen.  34

3.2.2  Funktionale Anforderungen.  36

3.2.3  Benutzeranforderungen.  37

3.3  Definition und Zielbestimmung  40

3.4  Architektur  41

4.  Konzeption und Realisierung  49

4.1  Verwendete Technologien Werkzeuge  49

4.1.1  Apache Webserver.  51

4.1.2  PHP.  51

4.1.3  Smarty Template Engine.  52

4.1.4  MySQL.  53

4.1.5  XML / XSL.  53

4.1.6  Cascading Style Sheets (CSS)  54

4.1.7  JavaScript.  54

4.1.8  Andere Werkzeuge und Technologien.  55

4.2  Die Basis: Das Framework AMF  57

I

4.2.1  Architektur.  57

4.2.2  Prinzip.  59

4.2.3  Ergänzungen und Erweiterungen.  60

4.4  Realisierung  62

4.4.1  Benutzer und Benutzerrollen.  62

4.4.2  Struktur und Navigation.  64

4.4.3  Layout und Darstellung.  68

4.4.4  Themenbereiche (Topicgroups)  70

4.4.5  Kurse.  70

4.4.6  Arbeitsgruppen.  74

4.4.7  Seminare.  75

4.4.8  Übungen und Übungstypen.  77

4.4.9  Dokumentverzeichnis.  88

4.4.10  Literaturempfehlungen.  89

4.4.11  Internetverweise.  89

4.4.12  Glossar.  90

4.4.13  Adressbuch.  90

4.4.14  Kommunikation und Community.  92

4.4.15  Hilfe und FAQ.  99

4.4.16  Suchfunktion.  99

4.5  Fazit der Konzeption und Realisierung  101

5.  Funktion und Anwendung  102

5.1  Schreibtisch  103

5.1.1  Startseite.  103

5.1.2  Profil.  104

5.1.3  Meine Kurse.  104

5.1.4  Meine Arbeitsgruppen.  104

5.1.5  Meine Übungen.  104

5.1.6  Adressbuch.  105

5.1.7  Notizen.  105

5.1.8  Kalender.  106

5.1.9  Administrative Funktionen.  107

5.2  Kurse  109

5.3  Seminare  111

5.4  Übungen  113

5.5  Glossar  117

5.6  Arbeitsgruppen  118

5.7  Dokumente  120

5.8  Internetverweise  121

5.9  Literaturempfehlungen  122

5.10  Mitteilungen  123

5.11  Community  124

5.11.1  Foren.  125

5.11.2  Chat.  128

6.  Fazit  129

6.1  Zusammenfassung und Ausblick  129

II

6.2  Erweiterungen und Verbesserungen  130

6.3  Schlusswort  132

7.  Glossar und Abkürzungen  120

8.  Abbildungsverzeichnis  122

9.  Quellverzeichnis  123

9.1  Literatur  123

9.2  Publikationen  125

9.3  Internetverweise  127

III

Die E-Learning-Umgebung learncom

1. Einleitung

learn~ing [lз‫׃‬n] (Er-)Lernen n; Gelehrsamkeit f;

1.1 Motivation

Durch die große Bedeutung des Themas E-Learning ¹ in der europäischen Politik werden Entwicklungen in diesem Bereich mit eigenen Förderprogrammen unterstützt. Im deutschen Raum gibt es zum Beispiel das bereits schon seit längerem existierende, „Schulen ans Netz “ oder das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ins Leben gerufene „Neue Medien in der Bildung “ .

E-Learning, eigentlich ein Oberbegriff für computerunterstütztes Lernen, wird heutzutage häufig in Bezug auf die Nutzung neuer, multimedialer Internettechnologien zur Verbesserung der

Lernqualität genannt. Dabei umfasst der Begriff des elektronischen Lernens auch Programme und Lösungen abseits vom webbasiertem Lernen. So gibt es bereits seit längerer Zeit Software zur Erlernung von Sprachen oder Produktumgebungen. Das Bedürfnis nach sofortiger Verfügbarkeit und nach unmittelbarer Anwendbarkeit zu jeder Zeit und an jedem Ort hat den Begriff E-Learning geprägt und populär gemacht.

Mittlerweile gibt es eine Fülle von E-Learning bzw. E-Education ² -Ansätzen (Anm. Im Weiteren soll hier der Begriff E-Learning verwendet werden), wobei einige auf bestimmte Einsatzbereiche zugeschnitten sind und andere vielseitig verwendbar sind. Eine zielgruppenorientierte Ausrichtung eines E-Learning-Systems würde eine unüberschaubare Masse an Produkten und Lösungen für alle nur erdenklichen Bereiche erzeugen. Jedoch sollte eine Umgebung von ihrem Einsatz unabhängig sein und eine genaue Orientierung der Zielgruppe innerhalb der angebotenen Lerninhalte in einem System erfolgen.

In Bezug auf Bedienung, Modularität, Effektivität und

Vielseitigkeit soll mittels „learncom “ eine Lernumgebung entstehen, die die hohen Erwartungen an E-Learning in naher Zukunft annähernd erfüllen kann.

¹ E-Learning - Abkürzung für „electronic learning “

² E-Education - Oberbegriff für E-Learning und E-Teaching

1

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1.2 Zielsetzung

Im Rahmen dieser Diplomarbeit soll ein Prototyp für eine E-Learning-Umgebung umgesetzt werden, dessen Ziel das begleitete Lernen mit Hilfe von Lern- und Übungseinheiten ist. Unterteilt werden diese Einheiten in verschiedene Kursangebote. Dabei soll der kommunikative Austausch und eine begleitende Hilfestellung durch den Lehrenden, nachfolgend auch Tutor genannt, mit den Teilnehmern unterstützt werden. Die E-Learning-Umgebung soll möglichst

unabhängig bezüglich des Einsatzgebietes sein, das heißt die Umgebung kann sowohl in Firmen als auch in öffentlichen

Einrichtungen, wie Schulen und Universitäten eingesetzt werden. Besonderes Ziel ist die einfache Bedienung und Nutzung einer dennoch modular und zu jedem Zeitpunkt erweiterbaren Umgebung.

Aus didaktischer Sicht geht das System von einem aktiven Lernenden aus. Kurse, speziell Seminare sollen tutoriell aufgebaut werden. Durch den Einsatz spezieller Funktionen soll die Förderung der Lerngemeinschaft unterstützt werden. Der Teilnehmer soll durch Übungen und aktive bzw. inaktive Kommunikation mit anderen Teilnehmern und Tutoren zu Handlungen angeregt werden. Anzumerken ist, dass learncom kein Ersatz für konventionelle, klassische Lernmethoden ist, sondern als zusätzliche Möglichkeit dient, Lernziele schneller und effektiver erreichen zu können.

2

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2. Grundlagen

2.1 Der Begriff E-Learning

„After all, if everything that was done in a university could be done online, what was the point of having a university, and did teachers have any function? ” (Tom Davies, University of Cambridge)

Der Begriff „E-Learning “ wurde ursprünglich für verschiedene Formen der informations-technologischen Vermittlung von Wissen an Lernende gebraucht. Mittlerweile wird der Begriff jedoch fast ausschließlich in Bezug auf webbasiertes Lernen, sprich die Nutzung des Internets zur Verbreitung von Lehrinhalten, verwendet. Hier soll der Einfachheit halber nachfolgend der Begriff „E-Learning “ als

„internetbasiertes Lernen “ verstanden werden.

Das Ziel von E-Learning soll die Nutzung der Informations- und Kommunikationstechnologie zur Unterstützung und Ergänzung konventioneller Lernmethoden sein. Durch multimediale

Informationstechnologien, in Form von Lern- und Übungseinheiten und verschiedenen Kommunikationsmöglichkeiten, können dabei effektive Verbesserungen erzielt werden.

Innerhalb webbasierter Lernumgebungen kann der Lernende orts- und zeitunabhängig auf (Wissens-)Informationen zugreifen und diese nach Bedarf nutzen. Dabei können Lernende und Lehrende räumlich und zeitlich getrennt sein. Internetbasierte Lernumgebungen ermöglichen demnach eine ständige Aktualisierungs- und Präsentationsmöglichkeit von Lehrinhalten. Daraus resultiert, dass Lernende in der Lage sind, Lehrstoff selbst einzuteilen und bereits bekannte

Sachverhalte zu überspringen, sowie aktiv und inaktiv mit anderen Benutzern zu kommuni-zieren. Eine aktive Kommunikation kann synchron, beispielsweise in einem Chat, oder inaktiv, asynchron innerhalb von Foren oder durch Mitteilungen erfolgen.

Allgemein führt E-Learning nicht zu einer Änderung der Lernziele und Lerntheorien konventioneller Methoden, sondern erweitert ihre Darstellungsform, ihre Verfügbarkeit und kann, anders als

beispielsweise Bücher, einen kommunikativen Wissensaustausch im Dialog fördern. Eingesetzte Medien- und Kommunikationstechnologien werden in digitaler Form, sprich HTML, Flash, PDF-Dokumente, Audio/Video-Dartstellungen usw., genutzt oder wiedergegeben.

3

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2.1.1 Computerunterstütztes Lernen

Grundsätzlich lassen sich computerunterstützte Lernformen in drei Bereiche kategorisieren, wobei eine scharfe Abgrenzung der

einzelnen Kategorien nicht möglich ist, da sie sich mehr oder weniger überschneiden:

Computer Based Training (CBT)

Allgemein ist „Computer Based Training “ ein Oberbegriff für verschiedene Arten des computerunterstützten Lernens. Mit etlichen Abkürzungen wie CAL (Computer Aided Learning), CUL (Computerunterstütztes Lernen), CAI (Computer Aided Instruction) etc. beschreibt es letztlich ein Lernsystem, dass Lernenden in

computerunterstützter Weise Lerninhalte durch unterschiedliche Lernmethoden vermittelt. Die grundlegende Methode des computerunterstützten Lernens wurde erstmals in Form einer

einfachen Lehrmaschine Anfang der 1960er Jahre angewendet., basierend auf früheren Kenntnissen und dem Konzept der

„Programmierten Unterweisung (PU) “ durch Skinner aus den späten 1930er Jahren. 3

Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten für die Vermittlung von Lerninhalten: Einerseits über lokal residierende Lernprogramme und andererseits über das Internet. Heutzutage wird der Begriff CBT allerdings fast ausschließlich für die Nutzung lokaler Technologien und Systeme verwendet.

Web Based Training (WBT)

Beim WBT werden Lehr- und Lernprozesse über das Internet bzw. Intranet ausgeführt. Durch die Verwendung einer Browserapplikation werden multimediale, statische und dynamische, sowie interaktive Inhalte wie Audio, Video, Text, Grafiken und Animationen ermöglicht.

Webbasiertes Lernen kommt, anders als andere computerunterstützte Lernmethoden, nicht ohne das Internet aus. Meistens ist ein Webserver zur Haltung und Bereitstellung der Daten nötig. Die Nutzung des Internets erlaubt die Präsentation, Eingabe und Aktualisierung beliebiger Informationen jederzeit und von jedem beliebigen Ort. Je nach Lernumgebung und Webserver können

Informationen und lernrelevante Daten von mehreren Personen annähernd gleichzeitig abgerufen, bearbeitet oder aktualisiert werden. Desweiteren ermöglicht die Internettechnologie eine

einfache und effektive Kommunikation zwischen den Benutzern

³ vgl. [L-Niegemann 04, S.5ff]

4

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untereinander, was wiederum eine Integration von Lernen und Arbeiten ermöglicht.

Webbasierte Lernumgebungen sind, wenn nicht auf einen bestimmten Browsertyp programmiert oder durch Nutzung zusätzliche Programme erweitert, plattformunabhängig. Vorraussetzung ist hier ein

Computer oder Terminalrechner mit Zugang zum Internet, wobei je nach Funktionsumfang der Lernumgebung eine zügige

Internetverbindung erforderlich ist.

Virtual Classroom (VC) und Telemedien

Bei virtuellen Klassenräumen, auch bekannt unter dem Begriff „Tele-Teaching “ oder „Tele-Training “ , handelt es sich um Schulungen und Lehrveranstaltungen mit Audio/Video-Übertragung. Dabei werden über das Internet oder Intranet Lehrveranstaltungen mit Hilfe

sogenannter „Streaming “ -Techniken ausgestrahlt. Lernende können sich zu einer vorgegebenen Zeit mit einem Server verbinden und ortsunabhängig an Veranstaltungen teilnehmen. Allerdings setzen virtuelle Vorlesungen eine zeitlich bedingte Anwesenheit der Teilnehmer voraus. Ein kommunikativer Austausch der Lernenden mit dem Tutor findet über ein Chatsystem statt. Der Tutor kann so direkt auf Fragen oder Mitteilungen der Lernenden eingehen. Eine Nutzung des Internets zur Video- und Audioübertragung setzt allerdings, aufgrund der hohen Datenmengen, eine schnelle Verbindung voraus.

2.1.2 Blended Learning

Mittlerweile stößt man immer häufiger auf den Begriff „Blended Learning “ . Blended Learning ist eine Mischform von eigenständigem Lernen (hier: E-Learning) und Präsenzlernen (hybrides Lernen). Bei Blended Learning wird E-Learning im didaktisch, sinnvollen Verbund mit der Aneignung von Wissen in Form von „face-2-face “ Lernen eingesetzt. Die Verzahnung mit

E-Learning-Techniken soll eine optimale Vor- und Nachbearbeitung des Präsenzunterrichts ermöglichen. Dabei werden technische

Möglichkeiten, wie orts- und zeitunabhängiger Wissensaustausch und Informationsgewinnung in Verbindung mit klassischen Lernmethoden sinnvoll eingesetzt. Ziel ist das organisierte und betreute Lernen, um Lernziele schneller erreichen zu können und die Effektivität zu steigern. Dabei wird der Lernende mit Hilfe des Lehrenden durch den Lernprozess geführt und hat gleichzeitig die Freiheit, Lernzeiten durch eine flexible Gestaltung des Lernrhythmus einzuteilen. Ein Nachteil bei Blended Learning ist, dass durch die anteilige

5

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Präsenzlehre die zeitliche und räumliche Flexibilität eingeschränkt wird.

Abb. 1 Blended Learning

6

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2.2 Didaktik und Gestaltung

2.2.1 Psychologische Phänomene

Akzeptanz, Motivation, Emotion und volitionale Phänomene sind wichtige Faktoren innerhalb des Lern- und Lehrprozesses. Sie können je nach Richtungsweisung sowohl positive, als auch negative Auswirkungen auf die Benutzer haben. Durch gründliche Vorüberlegungen und Analyse bezüglich der Entwicklung einer E-Learning-Umgebung und besonders deren didaktischer Inhalte, können diese psychologischen Faktoren

beeinflusst und unterstützt werden, um positive Auswirkungen auf den Lernprozess des Lernenden bzw. den Lehrprozess des Lehrenden zu haben. Gerade die psychologischen Aspekte der Lernenden sollte man keinesfalls außer Acht lassen. Positive Emotionen gilt es so weit wie möglich, zu unterstützen, negative Emotionen zu vermeiden. Komplexe und schwierige Vorgänge müssen so umgesetzt werden, dass ein problemloses und einfaches Arbeiten mit dem Medium möglich ist. Einflussreich ist auch die sogenannte Usability (Brauchbarkeit) bei einer dauerhaften und wiederholten Nutzung von Lernsystemen und Umgebungen. Da kein „direkter Kontakt “ (face-2-face) zwischen Lehrer und Lerner besteht, ist es bedeutsam, dass eine leichte Bedienung und gute formale und inhaltliche Gestaltung vorliegen. Desweiteren sollten Lernende Rückmeldung (Feedback) über ihr Handeln erhalten, sei es vom System oder vom Lehrenden selber. So erhalten Lernende ein Gefühl der (Gruppen-)Zugehörigkeit und nicht ein Gefühl der Einsamkeit („isoliertes Lernen “ ).

Akzeptanz

Ein weiterer wesentlicher Erfolgsfaktor kann die Akzeptanz einer Lernumgebung durch die Anwender sein. Dabei unterscheidet man zwischen der individuellen und der organisatorischen Akzeptanz.

Die individuelle Akzeptanz beschreibt die Bereitwilligkeit zur Nutzung des jeweiligen Lernangebots durch die lernende Person. Hingegen beschreibt die organisatorische Akzeptanz, ob und wie lange ein bestimmtes Lernmedium genutzt und eingesetzt wird. ⁴ Ein interessantes Beispiel liefert Kerres, indem er auf die Nutzung eines Sprachlabors eingeht: „Selbst wenn sich nachweisen lässt, dass Sprachlabore geeignet sind, bestimmte Lehrziele zu erreichen, bleibt ihr Nutzen gering, wenn die Einrichtung aus welchen Gründen auch immer nicht betrieben wird. “ [B-Kerres 01, S.107]

⁴ vgl. [B-Kerres, 01, S.107]

7

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Motivation

Eine hohe Motivation kann das Lernverhalten, den Lernprozess und dessen Ergebnis, positiv beeinflussen und fördern. Es ist somit für den Bereich E-Learning von entscheidender Bedeutung. Hier

unterscheidet man Motivation im klassischen Sinne in zwei Arten: die intrinsische und die extrinsische Motivation.

Unter der intrinsischen Motivation versteht man die gewollte Handlung einer Person für sich selber. Das heißt, ein externer Einfluss bzw. Anreiz auf die Motivation der Person ist nicht nötig. Häufig ist diese Art der Motivation bei der Ausübung von Sportarten oder Freizeitaktivitäten anzutreffen. Die extrinsische Motivation hingegen beschreibt das Erreichen eines Ziels durch eine Handlung. Dabei motiviert nicht die Handlung, sondern nur das Erreichen des Ziels (Geld, gute Noten, etc.). 5

Emotion

Ein bisher in der Wissenschaft eher vernachlässigtes Phänomen ist die Emotion. Erst seit den späten sechziger bis siebziger Jahren des letzten Jahrhunderts, als der Behaviorismus (vgl. 2.3.1) durch den Kognitivismus (vgl. 2.3.2) abgelöst wurde, spielen Emotionen in der psychologischen Wissenschaft eine verstärkte Rolle. 6

Charakteristischerweise können Emotionen positive und negative Wirkungen haben. So können positive Emotionen in Form von Freude über ein gutes Lernergebnis, einer guten Note oder durch positives Feedback entstehen. Angst vor schlechter Bewertung oder kritische Äußerungen in Bezug auf eine Handlung können dagegen negative Folgen auf den Lernprozess und damit Auswirkungen auf das Erreichen des Lernziels haben. Positive Emotionen würden möglicherweise zu einer Steigerung der Lernbereitschaft führen, negative Emotionen dagegen gegebenenfalls sogar zu einem „Drop-Out “ (hier: Abbruch des Lernprozesses). Allgemein werden Emotionen grob in primäre und sekundäre Emotionen unterschieden. Primäre Emotionen sind allgemein Wut, Trauer, Freude und Furcht. Auf den primären Emotionen aufbauend, sind sekundäre Emotionen beispielsweise Scham, Schuld und Stolz. Fest steht, dass Emotionen je nach Charaktertyp die Motivation und die Handlung des Lernenden, in welcher Art auch immer, beeinflussen können.

⁵ vgl. [B-Niegemann 04, S.206f]

⁶ vgl. [B-Reinhold 92, S.122]

8

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Volitionale Phänomene

Unter volitionale Phänomene versteht man eine durch den Willen bestimmte Handlungsweise. Ablenkungen, Hindernisse oder andere Schwierigkeiten - auch aus technischer Sicht - können das Erreichen des Lernziels verhindern, auch wenn Motivation und Emotion stimmig sind verhindern. Diesem drohenden Abbruch oder dieser Unterbrechung des Lernprozesses, muss mit einem willentlichen Verhalten des Lernenden entgegengesteuert werden. Hier können dem Lernenden Anleitungen oder Hilfestellungen, sowie aktive

Kommunikationsmöglichkeiten zur Problemlösung angeboten werden.

Abb. 2 Einfluss psychologischer Phänomene auf den Lernerfolg

Abbildung 2 zeigt den Verlauf der Motivation, welche sich auf der Akzeptanz des Lernangebots aufbaut. Durch äußere und psychologische Faktoren lassen sich die Motivation und damit indirekt der mögliche Lernerfolg beeinflussen. Man erkennt, dass durch positive Emotion des Lernenden die Motivation angehoben werden kann. Negative Emotion und volitionale Hindernisse können dagegen die Motivation des Lernenden negativ beeinflussen und damit auf Dauer den Lernerfolg reduzieren.

9

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2.2.2 Interaktivität

Allgemein ist Interaktion ein bidirektionaler Austausch von Information zwischen Sender und Empfänger. Bidirektional

dahingehend, dass Sender und Empfänger regelmäßig ihre Rollen wechseln ⁷ . Der Begriff „Interaktivität“ wird zwar häufig in Bezug auf E-Learning-Systeme verwendet, ist jedoch auch in traditionellen Lernformen vertreten. In Hinblick auf den zu erwartenden Lernerfolg wird ein hoher Grad an Interaktivität des Lernenden als wichtig angesehen. In Lernumgebungen hat man es in der Regel mit einer Kette von Interaktionen (Interaktionskette) zu tun. So werden bestimmte Aktionen des Lernenden durch Rückmeldungen wie

beispielsweise Feedback oder Lob, unmittelbar über das Lernsystem oder durch den Tutor zurückgegeben. 8

Abb. 3 Interaktionselement einer Interaktionskette

Mit Hilfe durchdachter Funktionalitäten soll die Interaktivität eine aktive Teilnahme des Lernenden fördern, um so eine positive Wirkung auf seine Lernfähigkeit auszuüben. Das wesentliche

Unterscheidungsmerkmal im Vergleich zu traditionellen Lernmethoden, speziell in Lesungen und Unterricht ist, dass der Lernende in der Lage ist aktiv zu agieren. Bildungsspezifische Inhalte können je nach Art und Weise direkt oder indirekt zur Förderung der Interaktivität beitragen. Es ist vorteilhaft, dass Inhalte im Dialog oder je nach Kenntnisstand proportioniert werden können. Dahingehend sind Kommunikations-, Revisions- und Feedbackfunktionen beim E-Learning von essentieller Bedeutung.

⁷ vgl. [B-Kerres 01, S.74f; S.100ff]

⁸ vgl. [B-Niegemann 04, S.109]

10

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Grundfunktionen jedes Lehrens gemäß der Kommunikation mit einem Tutor oder Trainer sind laut Klauer (1985) ⁹ : Motivieren Informieren Verstehen fördern Behalten fördern Anwenden bzw. Transfer fördern Lernprozess organisieren und regulieren

Diese Funktionen kann man direkt auf die Interaktion der Lernenden abbilden: Motivationsfördernde Interaktion soll das Engagement des Nutzers auch auf längere Zeit oder bei der Erlernung komplexerer Themen erhalten. Interaktion soll den Lernenden über ein Thema informieren, das Verstehen und das Behalten fördern und zur Anwendung des Erlernten anregen. Vorteilhaft sind Organisation und Regulierung der Informationen mit Hilfe von Übersichten, Kapitel-oder Abschnittsunterteilungen. Allgemein sollen Interaktionen den Wissenstransfer gezielt unterstützen und Lehrstoff in ansprechender Weise vermitteln.

Jedoch geht es bei E-Learning nicht nur um die Interaktion des Lernenden wie im klassischen computerunterstützten Unterricht, sondern auch darum, dass eine Begleitung des Lernprozesses durch einen Tutor oder Moderator erfolgt. Lernende sollen zur

Unterstützung der Selbststeuerung aktive Hilfe durch den Lehrenden anfordern und passive Hilfe durch das System erhalten können. Generell lässt sich die Interaktivität des Lernenden von dem des Systems bzw. des Lehrenden unterscheiden. So sind Auswahl von Lehrinhalten, Wahl der Reihenfolge, stellvertretende

Handlungsentscheidungen und Lösen von Aufgaben und Problemen, Interaktionen, die vom Lernenden ausgehen. Hingegen handelt es sich bei der Darbietung des Lehrstoffes, der Zuweisung von Aufgaben und Fragen, Fehlertoleranz und Rückmeldungen, um Interaktionen, die von dem System oder dem Lehrenden initiiert werden. 10

⁹ vgl. [B-Niegemann 04, S.110f]

¹⁰ vgl. [B-Niegemann 04, S.113ff]

11

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2.3 Klassische Theoriemodelle

„Gesamtheit der verschiedenen psychologischen und soziologischen Erklärungsversuche von Lernprozessen. Es lassen sich zwei Hauptrichtungen unterscheiden: die behavioristische und die kognitive Lerntheorie, wobei teilweise Überschneidungen und

Ergänzungen durch die Sozialisationstheorien festzustellen sind. “ 11

Allgemein unterscheidet man drei grundlegende Lerntheorien: Behaviorismus, Kognitivismus und Konstruktivismus. Beim

Behaviorismus wird durch das Beobachten des Verhaltens auf die jeweilige Reaktion geschlossen, um diese gezielt zu steuern. Dagegen soll beim Kognitivismus der Lernende aktiv und selbständig Reaktionen auf sein Verhalten verarbeiten. Der Konstruktivismus basiert auf den Theorien des Kognitivismus, wobei sich der Lernende im Unterschied zum Kognitivismus durch selbstständiges Handeln Wissen erarbeitet.

Abb. 4 Drei Theorien des Lernens (übernommen aus [P-Erfinden

lernen])

2.3.1 Behaviorismus: Lernen als Prozess durch Erfahrung

Lernen wird im Behaviorismus als Prozess gesehen, der zu relativ stabilen Veränderungen im Verhalten oder im Verhaltenspotential führt und auf Erfahrungswerten des Lernenden beruht. Beim

Behaviorismus wird das Individuum als „Black-Box“ betrachtet. Hier wird davon ausgegangen, dass die Steuerung des Verhaltens durch Konsequenzen auf ein Verhalten erfolgt. Man unterscheidet die Arten der Konsequenzen in positive (Belohnung), negative (Bestrafung) und

¹¹ [B-Reinhold 92, S.366f]

12

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keine Konsequenz. Das theoretische Konzept ist mit dem „trial-and-error “ -

(= Versuch und Irrtum) Verfahren vergleichbar. Eine Konsequenz auf ein Verhalten sollte möglichst unmittelbar folgen, da der Lernende ansonsten den Bezug zwischen Verhalten und Konsequenz verliert und Konsequenzen unwirksam werden.

Dieses Konzept lässt sich, anders als in unterrichtsbezogenen Lernveranstaltungen, beispiels-weise in Form von Auswahlfragen (Multiple-Choice) hervorragend in computerunterstützten Lernumgebungen umsetzen, da der Lernende relativ schnell

Rückmeldung erhält. Die technische Umsetzung der behavioristischen Lerntheorie orientiert sich vorrangig an der „Programmierten Instruktion “ nach Skinner. 12

2.3.2 Kognitivismus: Lernen durch Aufnahme und

Verarbeitung

Der Kognitivismus gilt als Ergänzung der behavioristischen Theorie durch Rationalität, Einsichtsfähigkeit, Vernunft und

antizipatorisches (vorwegnehmendes) Denken. Dabei handelt es sich um Lernen als komplexen Prozess der Aufnahme, Verarbeitung und Speicherung von Informationen, in welchem der Lernende eine aktive Rolle einnimmt. Kognition ist ein Prozess, der die Aneignung von Kenntnissen über die Realität beschreibt. Dazu gehören alle Handlungen, die weder emotional noch volontional sind. Der Erfolg von kognitivistischen Lernprogrammen ist abhängig von der Art und Qualität der Lerninhalte und vor allem von den kognitiven Aktivitäten des Lernenden. 13

Da Wissen von jedem Lernenden unterschiedlich und individuell aufgenommen wird, ist es notwendig, dass Lernumgebungen auf persönliche Erfordernisse adaptierbar sind. Zum einen kann dies durch eine automatische Anpassung des Schwierigkeitsgrades von Lernmaterialien an den Lernenden oder zum anderen durch den Einsatz von Hypertextdokumenten mit multi-medialen Inhalten erreicht werden.

¹² vgl. [B-Reinhold 92, S.47]; [B-Kerres 01, S.55ff]; [P-Erfinden

lernen]

¹³ vgl. [B-Reinhold 92, S.306]; [B-Kerres 01, S.65ff]; [P-Erfinden

lernen]

13

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2.3.3 Konstruktivismus: Lernen durch selbstständige

Exploration

Der Konstruktivismus sieht Lernen als einen aktiven, individuellen Prozess, basierend auf den Theorien des Kognitivismus. Der Lernende verfolgt hier seinen eigenen, individuellen Lernprozess durch persönliche Entscheidungen und er soll sich durch Konstruktion von Ideen und Konzepten mittels selbstständiger Exploration Wissen aneignen. Dabei werden im Gegensatz zum Behaviorismus gezielt persönliche Verstehensprozesse gefördert. Eine Unterstützung dieses Prozesses kann nur durch aktive

Auseinandersetzung, authentische Situationen, multiple Perspektiven auf Probleme, Zusammenarbeit in Arbeitsgruppen und Selbstbestimmung des Lerninhaltes gefördert werden (Man spricht hier vom „situierten Lernen “ ). Der Lernende profitiert durch persönliche Erfahrungen und soziale Interaktion. 14

2.3.4 Lernen als sozialer Prozess

„Lernen ist ein sozialer Prozess in Auseinandersetzung mit der natürlichen Umwelt, wird als Subjekt-Umwelt-Interaktion verstanden. Lernen vollzieht sich stets auf der Grundlage bereits erworbener und ausgebildeter Strukturen. Die Theorie des sozialen Lernens von Bandura (1962) verbindet behavioristische und kognitivistische Elemente im Erfolgslernen und Lernen am Modell. “ 15

Im sozialen Prozess ist Lernen als dynamischer Entwicklungsverlauf zu betrachten. Besonders gut lässt sich diese Theorie bei der Beobachtung von Kleinkindern bestätigen. Sie werden mit einem Spielzeug oder einer Sprache konfrontiert und lernen, es zu nutzen. Einmal erlerntes Wissen kann dann rekapituliert und sogar perfektioniert werden. Dies lässt sich gut anhand eines Stufenmodells beschreiben. Ausgehend von einem bestimmten

Kenntnisstand wird durch Neuerwerbung von Wissen ein neuer Zustand eingenommen, der abhängig vom Ausgangs-zustand ist. Schritt für Schritt wird somit durch einzelne Stufen ein Endpunkt erreicht.

¹⁴ vgl. [B-Kerres 01, S.74ff]; [P-Erfinden lernen]

¹⁵ [B-Reinhold 92, S.367]

14

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Abb.  5 Stufenmodell des sozialen Lernprozess  

15

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Das heuristische Lehr-/Lernmodell

Baumgartner beschreibt das Lernen - im Gegensatz zu der Theorie des Lernens als sozialer Prozess - als einen vielschichtigen Prozess. Zur Verdeutlichung seiner Theorie stellt Baumgartner die

Zusammenhänge anhand eines dreidimensionalen Modells dar. Das Modell soll Hilfestellung für perspektivische Untersuchungen der Strukturebenen, analytischen Vorgehensweisen und der

Rollenverteilung für Lehr- und Lernprozesse bieten. ¹⁶ Dabei betont Baumgartner, dass das Modell nicht als Entscheidungs- oder Vorgehensmodell zu verstehen ist, sondern einerseits als Hilfe für eine perspektivische Betrachtung und Untersuchung der einzelnen Ebenen und andererseits zur Unterstützung und der Konkretisierung von Lerninhalten dient. Letzteres hilft die Rolle des Lehrenden und die Handlungsebene für eine Zielfertigkeit zu analysieren. (Anm.: Mehr über diese These findet man u. a. in [P-Heuristisches Modell], [P-Baumgartner II], sowie auf [L-Baumgartner])

Abb. 6 Heuristisches Lehr- und Lernmodell (übernommen aus [L-

Blumstengel])

¹⁶ vgl. [P-Heuristisches Modell]; [P-Baumgartner II]

16

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2.3.5 Lernziele

Unterschieden werden Lernbereiche in kognitive, affektive und psychomotorische Lernziele. Hier werden intellektuelle, emotionale und motorische Fähig- und Fertigkeiten, wie der Name schon sagt, gezielt erlernt. Dabei ist eine Assoziierung bestimmter

Lerntechniken mit Lernzielen möglich. 17

Kognitivität

Kognitive Lernziele dienen der Vermittlung von intellektuellen Fähigkeiten durch Wissen basierend auf Fakten und Informationen. Ziel ist das Erinnern und Reproduzieren eines mutmaßlich gelernten Stoffes. Dazu gehören auch das Erlernen von Umgangs- oder Entscheidungsfähigkeit und das Lösen von Problemen.

Affektivität

Affektive Lernziele dienen der Erlernung emotionaler Fähigkeiten. Bei der Affektivität soll eine Veränderung der mentalen Einstellung und des Verhaltens des Lernenden über die eigentliche Vermittlung von Kenntnissen hinausgehend erlernt werden. Zum Beispiel kann das Verhalten des Lernenden bezüglich der Schonung der Umwelt durch die Mindernutzung des eigenen Kfz verändert werden. Ein solches Lernziel ist nicht mit Faktenwissen zu bewerkstelligen.

Psychomotorik

Psychomotorische Lernziele sollen motorischen Fähigkeiten und Fertigkeiten des Lernenden ausbilden. Dabei werden gezielt

praktische Fertigkeiten mit dem Umgang oder der Handhabung von Material, Werkzeugen oder anderen praxisbezogenen Prozessen angeeignet.

Psychomotorische Lernziele sind innerhalb von computerunterstützten Lernumgebungen und Anwendungen nur begrenzt möglich. So können praxisnahe bzw. realitätsnahe Simulationen oder das Erlernen einer Software oder Programmiersprache nur bis zu einem gewissen Punkt zum Erreichen des Lernziels verhelfen.

¹⁷ vgl. [L-Blumstengel, 2.2.3.3]

17

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2.4 Technische Grundlagen

2.4.1 Lernplattformen

Allgemein handelt es sich bei einer Lernplattform meist um eine webbasierte, serverseitige Lösung zur Vermittlung von Lehrinhalten über das Internet oder Intranet. Dabei verhelfen diese Lösungen zur Präsentation und Bereitstellung von verschiedenen Bildungsinhalten für Lernende. Über eingebundene Autorenwerkzeuge können Lehrinhalte durch Autoren bzw. Tutoren entwickelt und publiziert werden. Lernplattformen verfügen darüber hinaus häufig über

organisatorische Funktionen zur Verwaltung von Benutzern, Kursen oder anderen Funktionsbereichen.

Lernplattformen, sogenannte „Learning Management Systeme “ (LMS), sind Weiterent-wicklungen der ursprünglichen webbasierten Systeme. Mit neuen kommunikativen und unter-stützenden Möglichkeiten sollen Sie die Effizienz von webbasierten E-Learning Systemen steigern.

Abb. 7 Funktionale Bereiche von Lernsystemen 18

¹⁸ vgl. [B-Niegemann 04, S.252] und [P-CD Austria 05/02, S.17]

18

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Ziel ist dabei eine einheitliche Bereitstellung von Funktionen, Methoden und Inhalte. Learning Management Systeme verfügen häufig über spezielle Module zum kommunikativen Austausch durch

Mitteilungen, Chat und Audio/Video-Konferenzsysteme. Durch die Einteilung der Benutzer in verschiedene Rollen, ermöglichen Lernplattformen eine Realisierung benutzer- und gruppenspezifischer Funktionen und Darstellungsformen.

Mittlerweile geht der Trend allerdings zu einem erweiterten Typ der Learning Management Systeme, den „Learning Content Management Systemen “ (LCMS). Learning Content Management Systeme basieren auf einer Kombination aus Learning Management System (LMS) und Content Management System (CMS).

Content Management Systeme wurden ursprünglich zur Bearbeitung von komplexen, redaktionellen (Web-)Seiteninhalten entwickelt. Sie erlauben die vereinfachte Bereitstellung von Inhalten ohne

technische Kenntnisse. Dabei werden dem Autor verschiedene Autorenwerkzeuge angeboten, um Inhalte zu erstellen oder zu bearbeiten. Hintergrund dieser Lösung ist eine strikte Trennung des Inhalts, dem „Content “ , und der Darstellungsform, dem „Layout“ . Inhalte sind zum Beispiel Texte, Bilder, Animationen oder Videodaten. Durch die Trennung und separate Speicherung des Inhalts und der Layoutvorlage, den „Templates “ ¹⁹ , wird dynamisch durch einen Webserver, während eines Zugriffs durch einen Seitenbesucher, Content und Template zu einem standardisierte HTML Dokument generiert und an den Browser des Besuchers übermittelt. Durch die dynamische Generierung können besucherspezifische, personalisierte Daten entsprechend dem Besucherprofil angezeigt werden. Die Anlage eines Profils ermöglicht dem Besucher eine Selektierung der anzuzeigenden Inhalte nach persönlichen Wünschen und Interessen.

Heutzutage verfügen Content Management Lösungen zusätzlich über sogenannte Workflow-Komponenten. Diese Komponenten ermöglichen die dezentrale Arbeit mehrerer CMS-Benutzer und einen rollenbasierten Publizierungsvorgang. Innerhalb des Content Management Systems wird der durch den Autor erstellte Inhalt mit Metadaten beschrieben und in einer Datenbank hinterlegt. Metadaten sind strukturierte Daten zur Beschreibung von Inhalten. Mit Hilfe dieser Beschreibungen lassen sich Inhalte schneller auffinden. Tim Berners-Lee (Erfinder des World Wide Webs) definiert Metadaten als „...maschinenlesbare Informationen über elektronische Ressourcen oder andere Dinge. “ Die Speicherung mit zusätzlichen Metadaten, ermöglicht es anderen

¹⁹ Template - engl. Schablone

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Autoren, die in der Datenbank verfügbaren Inhalte schnell

aufzufinden, um sie erneut zu verwenden und zu publizieren.

Abb. 8 Funktionale Bereiche von Content Management Systemen 20

Die Trennung von Inhalt und Darstellung ermöglicht darüber hinaus einen kommerziellen Austausch bzw. den Verkauf der Daten an Dritte. Diesen Prozess nennt man „Content Syndication “ , wobei der Content-Provider als Händler auftritt. In Bezug auf Lernplattformen können bildungsspezifische Inhalte hinzugekauft und innerhalb des Systems angeboten und genutzt werden. Da der Content in seinen Komponenten (Text, Bild, etc.) zur Wieder-verwendbarkeit abgelegt wird, können mit Hilfe der einzelnen Komponenten beliebig viele neue Inhalte zusammengesetzt und bereitgestellt werden. Innerhalb der

Lernumgebung werden diese Komponenten als Lernobjekte, die Learning Objects (LO) bezeichnet. Ein Lernobjekt ist die kleinste sinnvolle Einheit, in die ein Inhalt zerlegt werden kann. Diese Einheit könnte zum Beispiel ein Bild oder eine Animation sein. Wenn diese Objekte mit Metadaten abgelegt und in anderen Inhalten wieder verwendet werden, bezeichnet man die Objekte als Reusable Learning Objects (RLO).

Reusable Learning Objects (RLO) werden mit Hilfe der, durch das Standardisierungskonsortium IMS (siehe 2.4.4 -Standards)

spezifizierten Learning Object Metadata (LOM) beschrieben und

²⁰ vgl. [P-CD Austria 05/02, S.22]

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abgespeichert. Durch diese Lernobjekt-Metadaten können, ähnlich wie in Content Management Systemen, inhaltsspezifische Komponenten auf Basis der Lerninhalte schnell gesucht und gefunden werden. Dies ermöglicht einen Austausch von bildungsspezifischen Inhalten

zwischen verschiedenen Lernplattformen.

Abb. 9 Das modulare Prinzip der „Reusable Learning Objects “ (vgl.

[P-CD Austria])

Durch die Nutzung dieser Funktionalität bezeichnet man ein Learning Management System (LMS) als Learning Content Management System (LCMS). Wie bereits oben kurz erwähnt, beinhalten Learning Content Management Systeme die Funktionalitäten von herkömmlichen Learning Management und Content Management Systemen.

Dabei besitzen Learning Content Management Systeme wie auch Content Management Systeme, verschiedene Autorenwerkzeuge für die Bereitstellung und Erstellung von Inhalten in Form von

Lernobjekten. Darüber hinaus können mit Hilfe der Lernobjekte

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zusätzliche, professionelle Inhalte von Content-Providern, unter Berücksichtigung der durch das LCMS unterstützten Standards, erworben und genutzt werden. Dies ermöglicht Tutoren bzw. Autoren mit Hilfe der im System vorhandenen Objekte, innerhalb kurzer Zeit neue bildungsspezifische Inhalte zu erstellen. Die neuen Inhalte werden wiederum mit Metadaten beschrieben und abgespeichert und können so ebenfalls wieder verwendet werden.

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2.4.2 Funktionale Möglichkeiten

Generell sind funktionalen Möglichkeiten abhängig vom

Einsatzbereich der Lernumgebung. Speziell entwickelte Systeme können, je nach Zielgruppe und Anwendung ganz unter-schiedliche Funktionen erfordern. Bei einem Lernsystem für praktisch orientierte Lernende wären Funktionen zur Darstellung oder Simulationen einzubinden, anstatt den Schwerpunkt auf die Vermittlung von theoretischem Wissen zu legen. Zur

Veranschaulichung theoretisch schwieriger Zusammenhänge mit Hilfe von Animationen und Videodaten wäre hier der Einsatz von E-Learning sicherlich sinnvoll. Solch komplexe Funktionen sind allerdings sehr aufwendig und kostspielig. Generell lassen sich die Grenzen des funktionalen Rahmens durch die Höhe der Investitionen beschreiben. Je höher die Investition ist, desto mehr bzw. besser Funktionen können entwickelt und implementiert werden. Wichtig ist, zuvor genau abzuwägen, welche Funktionalitäten wirklich benötigt werden.

Darüber hinaus sollte es in einem webbasierten Lernsystem möglich sein, Inhalte in Form von Dokumenten oder HTML-Präsentationen zu publizieren. Außerdem wäre es durchaus sinnvoll, verschiedene Arten von Übungstypen bereitzustellen. Hier können zum Beispiel

Lückentexte, Multiple-Choice-Übungen oder Quiz-Systeme eingesetzt werden. Notwendig sind darüber hinaus auch kommunikative Funktionen zum Austausch von Informationen. Hier gibt es bereits einige Ansätze, wie beispielsweise inaktive Diskussionsforen und plattforminterne Mitteilungs-techniken. Mit Hilfe von

Chatfunktionalitäten kann zusätzlich ein aktiver Austausch durch die Teilnehmer untereinander bzw. mit den Lehrenden stattfinden. Zusätzliche Module wie beispielsweise Whiteboards ²¹ , (Audio/Video)Konferenzsysteme, (Audio/Video-)Broadcasting und „Real-Time“ -Kollaboration sind dagegen fast ausschließlich mit Lizenzkosten oder vergleichsweise hohen Entwicklungskosten verbunden, da diese Lösungen weit komplexer sind und in den meisten Fällen ein Kommunikationsserver benötigt wird.

Durch neue Ansätze im Bereich „Mobile Services “ , werden in Zukunft weitere Möglichkeiten, wie M-Learning ²² angeboten werden. Mit Hilfe des M-Learning soll die noch vorhandene Abhängigkeit des E-Learning an ein Computersystem durch die Nutzung mobiler Dienste und neuer Technologien aufgelöst werden. Ziel ist es, lernspezifische Inhalte über ein Mobiltelefon oder „Handheld “ -Gerät nutzen zu können. Hier

²¹ Whiteboard -Darstellungsmöglichkeit zum Aufzeichnen von

Sachverhalten

²² M-Learning - Mobile-Learning (mobiles Lernen)

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werden mit Sicherheit auch Technologien wie beispielsweise UMTS ²³ Anklang finden.

²³ UMTS - Universal Mobile Telecommunications Service

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2.4.3 Benutzerfreundlichkeit und Effizienz

Erfolg und Motivation des Lernenden hängen bedeutend mit der Benutzerfreundlichkeit von Lernumgebungen zusammen. Klare

Strukturen, eine einfache Navigation, Ästhetik und Layout sollten das äußere Erscheinungsbild bestimmen. Aus technischer Sicht gilt es, irrelevante Elemente zu vermeiden und benutzerspezifisch mögliche Aktionen zu verdeutlichen. Aussagekräftige Symbole helfen dem Anwender bei der Orientierung im System und eine gut strukturierte, leicht verständliche Hilfefunktion wirkt

unterstützend und kann zur Lösung von Problemen beitragen. Bei den Lehrinhalten sind Gliederung des Inhalts, sowie eine didaktisch sinnvolle Textstruktur und Formulierung wünschenswert. Aufgaben und Inhalte sollten verständlich und eindeutig sein. Eine Beschränkung des Inhalts auf das Wesentliche beschleunigt die Wissensgewinnung, irrelevante Informationen gilt es dabei zu vermeiden. Animationen und Bilder sollten in Maßen, dafür aber didaktisch sinnvoll zur Unterstützung eingesetzt werden.

Alles zusammen erleichtert den Lernvorgang und beschleunigt das Erreichen des Lernziels durch den Lernenden. Dies wiederum steigert die Akzeptanz und den effizienten Einsatz von computerunterstützten Systemen. Jedoch kann eine Entwicklung mit Wertschätzung der Usability auf technische Entwicklungen auch nachteilig wirken. Die Rechnersysteme der einzelnen Anwender unterscheiden sich so sehr bezüglich Betriebssystem, Kapazität und nötiger Plug-Ins, dass der Einsatz einzelner Funktionalitäten nicht durchführbar ist. Dies führt dazu, dass einige, zum Teil sehr sinnvolle Techniken nicht zum Einsatz kommen.

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