Fernuniversität Hagen

Fachbereich Informatik

Lehrgebiet Datenbanken und Informationssysteme

Dezember 2007

BACHELORARBEIT

vorgelegt von

Christian Urff

!

Thema:

Barrierefreie Lernsoftware für Menschen
mit Lernbehinderungen

Christian Urff

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Inhaltsverzeichnis:
1. Einleitung

1

2. Grundlagen des Lernens mit computergestützten Medien

3

2.1. Begriffsklärungen

3

2.2. Lernen mit neuen Medien

4

2.2.1. Multimedialität und Repräsentation

4

2.2.2. Interaktivität

7

2.2.3. Adaptivität und Adaptierbarkeit

9

2.3. Lernsoftwaretypen und Lerntheorien

10

2.3.1. Drill & Practice-Programme

10

2.3.2. Tutorensysteme

12

2.3.3. Simulationen und Mikrowelten

12

2.3.4. Lernwerkzeuge

14

2.3.5. Übersicht und Konsequenzen für die Softwareentwicklung

15

2.4. Entwicklung und Evaluation von Lernsoftware

16

2.4.1. Lernsoftwareentwicklung

16

2.4.2. Entwicklungswerkzeuge

18

2.4.3. Evaluation

19

2.5. Zusammenfassung

20

3. Menschen mit Lernbehinderungen und computergestütztes Lernen

21

3.1. Lernbehinderung - Entstehung und Erscheinungsformen 21

3.1.1. Entstehung einer Lernbehinderung

22

3.1.2. Problembereiche lernbehinderter Menschen

24

3.2. Ergebnisse der Forschung zum computergestützten Lernen bei lernbehinderten

Menschen 25

3.3. Zusammenfassung

27

4. Barrierefreie Softwareentwicklung für Menschen mit Lernbehinderungen

28

4.1. Zum Begriff der Barrierefreiheit

28

4.2. Richtlinien und Gesetze

30

4.2.1. BITV und WCAG 1.0

30

4.2.2. Web Content Accessibility Guidelines (WCAG 2.0)

30

4.2.3. Kriterien der ISO/TS 16071

31

---

4.2.4. Richtlinien aus der Mensch-Maschine-Interaktion 32

4.2.5. Diskussion der Richtlinien

32

4.3. Empfehlungen für lernbehinderte Benutzer

34

4.3.1. Wahrnehmbarkeit

35

4.3.1.1. Übersichtlichkeit und Aufmerksamkeitsfokus

35

4.3.1.2. Konsistenz

38

4.3.2. Bedienbarkeit

38

4.3.3. Verständlichkeit

40

4.3.3.1. Einfache und präzise Inhalte

40

4.3.3.2. Umwandelbare und multimodale Inhalte

42

4.3.3.3. Rückmeldung und Hilfen

43

4.3.3.4. Differenzierung und eigenaktives Lernen

45

4.3.4. Robustheit

47

4.4. Zusammenfassung

47

5. Schlussfolgerungen

49

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1

1. Einleitung

1. Einleitung

Neue Technologien haben unseren Umgang mit Informationen und Lernen verändert. Sie bie-

ten neue Möglichkeiten der Informationsbeschaffung, des Lernens und der Kommunikations-

möglichkeiten. Neben den Chancen, die digitale Medien im Zugriff und in den Formen des

Lernens gerade für Menschen bieten, die mit traditionellen Medien nur schwer am gesell-

schaftlichen Leben teilhaben können, wird in der Diskussion um e-learning und Internet all-

zu oft übersehen, was als ,,digitale Spaltung" (Nielsen 2006, Blömeke&Hacke 2004) bezeich-

net wird: Ein Teil der Gesellschaft ­ meistens bereits in anderen gesellschaftlichen Bereichen

(Bildung, Arbeit, Finanzen) benachteiligt ­ kann nur eingeschränkt von den Möglichkeiten

neuer Technologien profitieren, während vor allem gut ausgebildete und wohlhabende Men-

schen die Chancen von Computer und Internet für sich nutzen können. Die Gefahr, dass neue

Medien die Spaltung einer Gesellschaft weiter verstärken, führt Jakob Nielson (2006) auf

drei Aspekte zurück:

·

Ökonomische Spaltung:

Die Spaltung resultiert hier aus der Tatsache, dass Menschen aus

schlechten Einkommens- und Lebensverhältnissen sich neue Technologien nicht leisten

können oder nur über begrenzten Zugang zu Computern verfügen.

·

Usability-Spaltung:

Gravierender als die ökonomische Spaltung ist für Nielson die Tatsa-

che, dass Software oft viel zu kompliziert ist, um von einem Großteil der Menschen genutzt

werden zu können. Beispielsweise verfügt ein großer Teil der Bevölkerung über geringe

Sprachfähigkeiten und Fachkompetenzen im Umgang mit Computersoftware. Für Benutzer

aus höheren Bildungsschichten - von und für die der Großteil an Softwareprodukten erstellt

wird - werden Software und Webseiten dagegen mit zunehmenden Kompetenzen bezogen

auf die Technologie immer einfacher nutzbar. Für Menschen mit geringerer Bildung gibt es

dagegen wenige Verbesserungen hinsichtlich der Usability, obwohl es einige Ansätze und

Richtlinien für diesen Personenkreis gibt.

·

Empowerment-Spaltung:

Unter Empowerment (deutsch: Bevollmächtigung) versteht man

die Kompetenz zur Selbstbestimmung im Bezug auf eigene Belange. Maßnahmen für Em-

powerment sollen Menschen unterstützten, ihre Gestaltungsspielräume und Ressourcen ei-

genmächtig wahrzunehmen und zu nutzen. Anwendungssoftware und das Internet können

dazu einen wichtigen Beitrag leisten durch die vielen Möglichkeiten, Informationen (z.B.

günstige Angebote eines Produktes) zu beschaffen und Kommunikation zu ermöglichen.

Gleichzeitig besteht die Gefahr, dass Menschen durch das Medium überfordert werden und

---

2

1. Einleitung

ihre Handlungs- und Entscheidungsfähigkeit verlieren. Hieraus ergibt sich die Notwendig-

keit, Menschen im Umgang mit neuen Technologien zu schulen und Hilfen bereits zu stel-

len, was in der Medienpädagogik unter dem vielschichtigen Begriff ,,Medienkompetenz"

diskutiert wird.

Die skizzierten Aspekte verdeutlichen, dass gerade Menschen mit Lernbehinderungen in be-

sonderer Weise von dieser digitalen Spaltung betroffen sein können. Oft treffen bei dieser

Personengruppe ökonomische Benachteiligung und mangelnde Fähigkeiten und Kompetenzen

im Umgang mit digitalen Medien zusammen. Software- und Webentwickler sollten sich im

Sinne einer gesellschaftlichen Verantwortung damit auseinandersetzen, wie medienimmanen-

te Barrieren minimiert werden können und Software in einer solchen Weise konzipiert und

entwickelt werden kann, dass auch Menschen mit niedrigem Bildungsniveau und Schwierig-

keiten beim Lernen digitale Medien sinnvoll nutzen können. Mit dieser Arbeit wird versucht,

die bisher vorwiegend auf sinnes- und körperbehinderte Menschen ausgerichteten Konzepte

der Barrierefreiheit auf Menschen mit Lernbehinderungen auszudehnen.

Die vorliegende Arbeit ist so aufgebaut, dass zunächst in

Kapitel 2

grundlegende Begriffe

und charakteristische Eigenschaften digitaler Lernmedien erläutert und ein kurzer Überblick

über Entwicklungs- und Evaluationsmethoden gegeben wird. Diese Grundlagen bilden die Ba-

sis

für

die

weiteren

Diskussionen

in

den

darauf

folgenden

Kapiteln.

In

Kapitel 3

steht die Personengruppe der Menschen mit einer sogenannten ,,Lernbehinderung"

im Mittelpunkt. Zentrale Erklärungs- und Entstehungsbedingungen werden beschrieben und

in Kombination mit Forschungsergebnissen der Medienforschung potentielle Barrierebereiche

dieser Personengruppe herausgearbeitet. Folgerungen und Empfehlungen für die Entwicklung

von Lernsoftware, welche barrierefrei von Menschen mit Lernbehinderung genutzt werden

kann, werden im

Kapitel 4

entwickelt. Dazu werden bestehende Richtlinien zur Barrierefrei-

heit und Usability kritisch diskutiert und auf Basis neuerer Forschung Ergänzungen und wei-

terführende Hinweise für die Entwicklung barrierefreier digitaler Lernmedien beschrieben.

Eine zusammenfassendes Fazit in

Kapitel 5

schließt die Arbeit ab.

---

3

2. Grundlagen des Lernens mit computergestützten Medien

2. Grundlagen des Lernens mit

computergestützten Medien

Als Grundlage für die Entwicklung von Kriterien für die barrierefreie Gestaltung von Lernsoft-

ware wird im Folgenden eine Klärung des Gegenstandes Lernsoftware und seines lernunter-

stützenden Charakters vorgenommen. Zunächst werden grundlegende Begriffe definiert und

zentrale Merkmale und Grenzen computergestützten Lernens erläutert sowie eine Lernsoftwa-

retypologie auf Basis lerntheoretischer Überlegungen vorgestellt. Ein kurzer Exkurs über Pha-

sen der Entwicklung von Lernsoftwareprodukten und die Vorstellung von Evaluationsmetho-

den runden das Kapitel ab und bilden die Grundlage für die spätere Diskussion um

barrierefreie Softwareentwicklung für Menschen mit Lernbehinderung.

2.1. Begriffsklärungen

Der Begriff des

e-learning

(englisch: electronic learning - elektronisch unterstu!tztes Lernen)

bezeichnet Formen des Lernens ,,

bei denen digitale Medien fu

!

r die Präsentation und Distributi-
on von Lernmaterialen und/oder zur Unterstu

!

tzung zwischenmenschlicher Kommunikation zum
Einsatz kommen

" (Kerres 2001, 27). E-learning ist damit ein Oberbegriff fu!r Lernumgebungen

,,in denen Lernprozesse menschlicher Individuen durch den Einsatz digitaler Technologien

unterstu!tzt und ermöglicht werden" (Wache 2003, 2). Es gibt viele nicht deutlich voneinan-

der abgegrenzten Begriffe, die Ähnliches bezeichnen wie beispielsweise computerunterstu!tz-

tes Lernen oder multimediales Lernen.

E-learning kann mithilfe speziell entwickelter

Lernsoftware

stattfinden1. Damit sind Pro-

gramme fu!r den Computer gemeint, ,,

mit deren Hilfe Lernende sich eigenständig mit einem be-
stimmten Stoffgebiet vertraut machen können

" (Baumgartner&Payr 1999, 244). Zentrale

Kennzeichen von Lernsoftware sind eine spezieller Lernzweck (z.B. Einmaleins einu!ben) und

die Realisierung eines bestimmten didaktischen Konzeptes (z.B. Einmaleins-Aufgabentrainer)

auf Grundlage eines bestimmten Lerninhalts und eine definierte Zielgruppe (vgl. Baumgart-

ner&Payr 1999, 244-245).

1. Softwareprodukte, die nicht primär fu!r Lernzwecke entwickelt, jedoch dafu!r eingesetzt werden können

(Beispiel: Textverarbeitung) bezeichnet Baumgartner als ,,Bildungssoftware" (Baumgartner 1999, 245)

---

4

2. Grundlagen des Lernens mit computergestützten Medien

Geläufig ist eine Einteilung hinsichtlich der verwendeten Distributionstechnologien in On-

line- und Offline-Lernanwendungen (vgl. Kerres 2002, 24ff).

CBT

(Computer Based Training)

bezeichnet Lernsoftware, die auf Offline-Medien (CD-ROM, DVD, lokale Festplatte) abgespielt

werden und keine Internet- oder Intranetverbindung erfordert.

WBT

(Web Based Training)

bezeichnet dagegen netzwerkbasierte Wissens- und Lernportale und Online-Lernanwendun-

gen, die die Möglichkeiten von Offline-Medien um die netzbasierte Kommunikation und eine

zentrale Bereitstellung (und damit Aktualisierbarkeit) von Inhalten auf Webservern erweitern

(vgl. 2.0 2007). Häufig wird der Begriff e-learning auch synonym zu WBT benutzt.

In dieser Arbeit wird der Schwerpunkt auf digitale (Selbstlern-)Medien (im Folgenden meist

als Lernsoftware oder Lernprogramm bezeichnet) gelegt. Spezielle Aspekte netzbasierter digi-

tale Lernumgebungen werden nicht weiter vertieft.

2.2. Lernen mit neuen Medien

Digitale Lernmedien eröffnen die Möglichkeit, verschiedene bisher getrennte Einzelmedien in

einer neuartigen Weise zu kombinieren und so neben altbewährten auch neuartige Formen

des Lehrens und Lernens zu unterstützen. Als zentrale Charakteristika digitaler Lernmedien

und ,,Mehrwert" gegenüber nichtdigitalen Lernmedien werden die Aspekte Multimedialität,

Interaktivität und Adaption aus technischer und pädagogischer Sicht diskutiert.

2.2.1 Multimedialität und Repräsentation

Technisch gesehen unterscheiden sich neue Medien von traditionellen Medien vor allem

durch

,,die Kombination zeitabhängiger (kontinuierlicher) und zeitunabhängiger (diskreter)
Medien"

(Kerres 2002, 20). Informationen können bei Multimedien entweder von analogen

Vorlagen digitalisiert oder direkt vom Computer generiert werden, wobei folgende Typen mul-

timedialer Information eingesetzt werden können:

---

5

2. Grundlagen des Lernens mit computergestützten Medien

Informations-

durch Computer

durch

repräsentiert

Datenmenge

typ

erzeugt

Computer

z.B. als:

(Beispiele)

digitalisiert

Text

KI-Anwendungen,

eingegebene oder

ASCII-Code,

sehr niedrig

Beratungssysteme,

,,erkannte" Texte

Syntax, Semantik

1 Seite = 4 KB

,,intelligente

tutorielle Systeme"

Audio

Klangsynthese,

Digitalisiertes

PCM, MP3, WMA,... mittel

Spracherzeugung

Audio

1 Min = 10 KB - 1 MB

Einzelbild

Rendering

eingelesene Fotos,

Bitmap, JPEG,

niedrig

Grafiken etc.

Vektorgrafik, ...

1 Bild = 20 KB - 1 MB

Bewegtbild

Computersimulation

eingelesenes Video, MPEG, WMA, etc.

hoch

und -animation

Bewegungs-

1 Min =

(,,virtuelle Realität")

aufzeichnung

100 KB - 100 MB

Abbildung 1: Typen multimedialer Information (in Anlehnung an Kerres 2002, 22)

Aus pädagogischer Sicht ergeben sich durch diese Kombinationsmöglichkeiten neue Formen

der Repräsentation von Lerngegenständen. Zwei Dimensionen können dabei unterschieden

werden (vgl. Weidenmann 2002, 47ff): Zum einen können mehrere Symbolsysteme bzw. Co-

dierungen (z.B. Text, Bilder, Animation usw.) parallel oder nacheinander verwendet werden

(

Multicodierung

), zum anderen können verschiedene Sinneskanäle (z.B. auditive und visuelle

Reize) gleichzeitig angesprochen werden (

Multimodalität

).

Die Verwendung möglichst vieler Codierungen und die Ansprache möglichst vieler Sinnesmo-

dalitäten verbessert allerdings nicht automatisch das Lernen im Vergleich zur Monocodierung

von Lerngegenständen (vgl. Klimsa 2002, 9-10; Weidenmann 2002, 57; Mayer 2001, 42ff).

Vielmehr kommt es auf eine für menschliche Informationsverarbeitungsprozesse abgestimmte

Präsentation von Inhalten an, wobei auch die dabei verwendete instruktionale Strategie ei-

nen starken Einfluss für den Lernerfolg hat (mehr dazu in Weidenmann 2002, 59-61).

Mentale Modelle spielen für die Beschreibung komplexer Wissenserwerbsprozesse eine zentra-

le Rolle. Das sind Mischformen bildhafter und präpositionaler Repräsentationen, die ver-

schiedene Veränderungszustände vor dem ,,inneren Auge" simulieren können (vgl. Schnotz

2002, 67). Beispielsweise geschieht der Zahlerwerb beim Kind durch den Aufbau eines men-

talen Modells, also einer ,,inneren" Repräsentation des Zahlenraumes mit dem das Kind unab-

hängig von externen (gegenständlichen) Repräsentationsformen (z.B. Fingern) Zahloperatio-

nen imaginär ausführen kann. Die multimediale Repräsentation von Lerngegenständen kann

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