„Knowledge and Information Awareness“ zur Förderung computerunterstützter Kollaboration

Inhaltsverzeichnis

1 Allgemeine Angaben
1.1 Antragsteller
1.2 Thema
1.3 Fachgebiet und Arbeitsrichtung
1.5 Voraussichtliche Gesamtdauer
1.6 Antragszeitraum
1.7 Gewünschter Beginn
1.8 Zusammenfassung

2 Stand der Forschung, eigene Vorhaben
2.1 Stand der Forschung und Herleitung zu prüfender Hypothesen
2.1.1 Probleme des Computer-unterstützten kollaborativen Lernens
2.1.2 „Knowledge and Information Awareness“ als Möglichkeit das Computer-mediierte kollaborative Lernen zu unterstützen
2.1.3 Stand der Forschung zu CSCL-unterstützenden Technologien
2.1.4 Concept-Maps als KIA-Tool
2.1.5 Empirische Befunde zur KIA-Umgebung und mögliche Wirkmechanismen
2.1.6 Einfluss der Kollaboration auf Problemlösen und KIA-Effekt
2.1.7 Einfluss ungeteilter Information auf den KIA-Effekt
2.2 Eigene Vorarbeiten
2.2.1 Teilnehmer
2.2.2 Material und Versuchsdurchführung
2.2.3 Abhängige Variablen
2.2.4 Hypothesen
2.2.5 Ergebnisse und Diskussion

3 Ziele und Arbeitsprogramm
3.1 Einordnung in das Schwerpunktprogramm
3.2 Arbeitsprogramm
3.2.1 Entwicklung des experimentellen Szenarios
3.2.2 Entwicklung des Tools zum ungeteilten Wissen
3.2.3 Vorstudien
3.2.4 Erste Studie: Einfluss der Informiertheit und Abrufbarkeit
3.2.5 Zweite Studie: Wechselwirkung der Kollaboration mit dem Aufgabentyp
3.2.6 Dritte Studie: Einfluss ungeteilten Wissens
3.2.7 Vierte Studie: Einfluss des verwendeten Tools und common ground Bildung
3.2.8 Zeitplan

Literatur

Anmerkung: Die folgende Hausarbeit stellt eine Übung für einen DFG-Antrag dar.

Antrag auf Gewährung einer Sachhilfe im DFG Schwerpunktprogramm „Netzbasierte Wissenskommunikation in Gruppen“

(Neuantrag)

1 Allgemeine Angaben

1.1 Antragsteller

xxx

1.2 Thema

„Knowledge and Information Awareness“ (KIA) zur Förderung Computer-unterstützter Kollaboration

1.3 Fachgebiet und Arbeitsrichtung

Psychologie, Arbeitsrichtung „Knowledge and Information Awareness“- Forschung

1.5 Voraussichtliche Gesamtdauer

Die Dauer des Projektes ist voraussichtlich von November 2007 bis November 2009.

1.6 Antragszeitraum

Der Antragszeitraum beträgt 24 Monate.

1.7 Gewünschter Beginn

Das Projekt soll im November 2007 begonnen werden

1.8 Zusammenfassung

In der heutigen Informationsgesellschaft wird Computer-unterstütztes kollaboratives Lernen immer wichtiger. Es gibt dabei jedoch einige Probleme, die insbesondere die Interaktion der Gruppenmitglieder betreffen. Den Problemen wird unter anderem durch implizite Methoden begegnet, die verschiedene Aspekte der Awareness fördern sollen. Eine neu entwickelte Möglichkeit stellt hierbei ein Tool dar, das „Knowledge and Information Awareness“ unterstützt. Darunter wird die Awareness über das Wissen der Kooperationspartner und über dem Wissen zu Grunde liegender Informationen verstanden. Erste Studien zeigen die Effektiviät dieser Awareness für Computer-unterstütztes kollaboratives Problemlösen im Kontext von Ressourcen-basiertem Lernen. Ziel des angestrebten Projekts ist es, mögliche Wirkmechanismen des „Knowledge and Information Awareness“-Tools zu erforschen und Aussagen über geeignete Einsatzgebiete zu treffen. In vier experimentellen Studien sollen folgende Einflussfaktoren systematisch untersucht werden: Abrufbarkeit von Hintergrund-informationen, ungeteiltes Wissen, Aufgabentyp sowie Tool-Eigenschaften und common ground Bildung

2 Stand der Forschung, eigene Vorhaben

2.1 Stand der Forschung und Herleitung zu prüfender Hypothesen

In den letzten Jahrzehnten verzeichnete die Entwicklung von neuen Informations- und Kommunikationstechnologien wie Email, Chat, Videokonferenzen etc. einen rapiden Fortschritt. Gleichzeitig tauchten neue Lernkonzepte auf: Lernen wurde von Forschern und Theoretikern zunehmend nicht nur als kognitiver, sondern auch als sozialer, kultureller, interpersoneller und konstruktivistischer Prozess angesehen (vgl. Salomon & Perkins, 1998). Durch die Kombination von Informations- und Kommunikationstechnologien mit kollaborativem Lernen entstand das Forschungsfeld des Computer-unterstützten kollaborativen Lernens (CSCL – Computer Supported Collaborative Learning), das sich mit den Problembereichen Kollaboration, Lernprozesse und Gebrauch von Computer-mediierter Kommunikation (CMC – Computer-mediated Communication) beschäftigt.

In der heutigen Informationsgesellschaft wird CSCL immer wichtiger, da häufig viele Informationen über ein Problem berücksichtigt werden müssen und es unterschiedlicher Expertise bedarf, sodass mehrere, evtl. räumlich voneinander getrennte Personen, zur Lösung notwendig sind. So können beispielsweise Schüler oder Studenten bei Klausurvorbereitungen auftretende Probleme kooperativ lösen, Ärzte können ihr Wissen zu seltenen Krankheiten über weite Entfernungen austauschen und erfolgversprechende Interventionen planen oder ein viele Fachgebiete tangierendes Problem kann von Wissenschaftlern mit unterschiedlichen Perspektiven gemeinsam bearbeitet werden.

Verschiedenste pädagogische, soziale und motivationale Vorteile von CSCL-Gruppen gegenüber face-to-face (FTF)-Gruppen wurden in der Literatur vorgeschlagen und teilweise in empirischen Studien belegt (Janssen, Erkens, Jaspers & Broeken, 2005). So konnten sie z.B. vollständigere Berichte abgeben, Entscheidungen mit höherer Qualität treffen, mehr Ideen generieren und Gruppenmitglieder beteiligten sich gleichmäßiger an der Gruppenarbeit (vgl. Fjermestad, 2004). Neben diesen Vorteilen ist das CSCL jedoch auch mit mehrerlei Schwierigkeiten konfrontiert, deren Überwindung ein wichtiges Forschungsziel darstellt. Auf diese Problematik soll im Folgenden näher eingegangen werden.

2.1.1 Probleme des Computer-unterstützten kollaborativen Lernens

Computer-unterstützes kollaboratives Lernen (CSCL) ist nach Koschmann (2002) definiert als ,practices of meaning-making in the context of joint activity, and the ways in which these practices are mediated through designed artifacts’ (S. 18). Diese Definition beinhaltet zwei Aspekte: Zum einen sind nicht Individuen, sondern Gruppen beteiligt, zum anderen wird die Mediation durch Artefakte betont, was sich auf die Unterstützung der Gruppeninteraktion durch den Computer bezieht.

Nach Bromme, Hesse und Spada (2005) beruht jedes technische Artefakt auf Vermutungen über Probleme und deren Ursachen, die damit überwunden werden können. Diese Vermutungen bezeichnen die Autoren als Barriere-Annahmen, welche einerseits einen faktischen Inhalt aufweisen, andererseits auch auf theoretischen Attributionen basieren. Unter Barrieren verstehen die Autoren Herausforderungen, die bewältigt werden müssen, um ein Ziel zu erreichen. Im CMC-Kontext existieren nach Bromme et al. drei grundlegende Barriere-Annahmen, die sich auf Probleme der Kommunikation und Kooperation beziehen: Die erste beinhaltet die individuelle und gegenseitige Konstruktion von Bedeutung und den Austausch von Informationen in Gruppen: Wenn verschiedene Informationen ausgetauscht werden, ist das kooperative Herstellen von Bedeutung die wichtigste Herausforderung (Bedeutungs-Barriere). Diese Barriere kann weiter differenziert werden in eine common ground Barriere und eine epistemische Barriere. Erstere bezieht sich darauf, dass keine Kommunikation ohne gegenseitiges Verständnis zustande kommen kann, letztere darauf, dass sich der Lernende als Individuum der Aufgabe konfrontiert sieht, neues Wissen oder Fertigkeiten aktiv zu erwerben. Die Barriere des ungeteilten Wissens beinhaltet, dass ungeteilte Informationen in Gruppen oft nicht hinreichend eingebracht werden. Die zweite Barriere-Annahme bezieht sich auf Etablierung und Aufrechterhaltung von Struktur in sozialen Interaktionen (Struktur Barriere). Die dritte Barriere-Annahme hat die Etablierung und Aufrechterhaltung von Motivation zur Kooperation und Kommunikation zum Inhalt (Motivations-Barriere).

Auch viele empirische Studien haben gezeigt, dass während CSCL diese Barrieren auftreten können. So sind unter anderem z.B. Kommunikations- und Interaktionsprobleme feststellbar: In einer Untersuchung von Thompson und Coovert (2003) nahmen Studenten in einer CMC-Gruppe im Vergleich zu einer FTF-Gruppe ihre Diskussion als verwirrender wahr. Hobman, Bordia, Irmer und Chang (2002) fanden stärkere Konflikte unter Mitgliedern einer CMC-Gruppe. Sie benötigten auch mehr Zeit, um zu einem Konsens zu finden und eine Entscheidung zu treffen (Fjermestad, 2004). In einer Untersuchung von Carroll, Neale, Isenhour, Rosson und McCrickard (2003) zeigte sich, dass zwei über Computer kollaborierende Schulklassen sich gegenseitig nicht vertrauten, dass sie ihre Arbeit erledigten. Die Gruppe teilte sich in die ursprünglichen Teilgruppen auf, Handlungen wurden kaum mehr koordiniert. Die Kommunikation zwischen den Schülern war auch dadurch erschwert, dass keine klare Aufgabenzuweisung erfolgte und oft keine hinreichenden Informationen über die Anwesenheit anderer zur Verfügung standen. Die Gruppenmitglieder konnten somit wechselnde Situationen, Aufgaben und Gruppendynamik nicht erkennen.

Durch die Entwicklung neuer Technologien soll versucht werden die bestehenden Probleme des CSCL zu verringern sowie den Kollaborationsprozess zu unterstützen. Suthers (2005) nennt drei Hauptrichtungen, die dabei in der Forschung eingeschlagen werden: Die erste sieht die Technologie als ein Medium, das, um CSCL optimal zu fördern, möglichst ähnliche Eigenschaften aufweisen sollte, wie FTF-Kommunikation. Dieser Ansatz berücksichtigt jedoch nicht, dass CSCL andere, evtl. über die FTF-Situation hinausgehende Optionen und Vorteile bietet und Fragen, die den Lernprozess selbst betreffen, werden außer Acht gelassen. Eine andere Richtung sieht in der Technologie eine Möglichkeit zur Beschränkung. Die Kollaboration kann neben dem eigentlichen Problemlösen als zusätzliche Aufgabe angesehen werden, da die wechselseitigen Beziehungen und das Funktionieren der Gruppe zu handhaben sind. Ziel ist es, die zusätzliche kognitive Belastung durch teilweise Strukturierung (z.B. Automatisierung von Aufgaben, Trainer, Vorgabe einer Lernagenda etc.) zu vermindern. Die dritte Forschungsrichtung betrachtet die Technologie als Ressource, die den kollaborativen Prozess unterstützen kann. Eine Möglichkeit ist dabei die Förderung von „Awareness“. Auf diese Forschung soll nachfolgend näher eingegangen werden.

2.1.2 „Knowledge and Information Awareness“ als Möglichkeit das Computer-mediierte kollaborative Lernen zu unterstützen

Die Mitglieder einer Gruppe benötigen für effiziente Kollaboration Informationen über sich selbst, geteilte Artefakte und Gruppenprozesse (vgl. Gross, Stary & Totter, 2005). In FTF-Situationen sind viele Informationen darüber vorhanden und können von den Gruppenmitgliedern erfasst werden. Beim CSCL dagegen fehlen sie oftmals und müssen von technologischen Systemen geliefert werden (Dourish & Belloti, 1992). Nach Gross et al. (2005) sind die meisten der Software-Systeme zur Unterstützung der Awareness von einem technisch orientierten Ansatz ausgehend entwickelt worden, der sich auf die Merkmale des Systems konzentriert. Ein anderer Ansatz dagegen, der bisher weniger Beachtung fand, stammt aus den Sozialwissenschaften und ist benutzerorientiert. Er bezieht Aspekte wie beispielsweise Bedienungsfreundlichkeit oder resultierende Leistung mit ein. Probleme, die mit diesen Forschungsrichtungen einhergehen, sind sowohl die Verwendung unterschiedlicher Terminologie als auch unterschiedlicher Konzepte und Konstrukte. Dementsprechend findet sich in der Literatur keine einheitliche Definition und Verwendung des Begriffes Awareness.

Von Endsley (1995) stammt ein Vorschlag, wonach sich Awareness als „knowing what’s going on“ (S.36) definieren lässt. Diese Definition beinhaltet sowohl Wissenszustände als auch dynamische Prozesse der Wahrnehmung und Handlung. Vier grundlegende Charakteristika zeichnen dabei den Begriff aus: Awareness ist Wissen über den Zustand der Umwelt gebunden an Raum und Zeit. Die Umwelt verändert sich, daher muss dieses Wissen aufrechterhalten und aktualisiert werden. Die Aufrechterhaltung der Awareness wird durch die Interaktion des Menschen mit seiner Umwelt erreicht. Diese Aufrechterhaltung ist eine sekundäre Aufgabe, die eine primäre Aufgabe in der Umwelt begleitet.

Weiterhin strittig bleibt bisher die Frage, in welche Teilaspekte sich Awareness differenzieren lässt. Carroll et al. (2003) schlagen z.B. eine Unterteilung in drei Subtypen vor. Social Awareness bezieht sich auf das Verständnis des aktuellen sozialen Kontexts der Kollaboration. Dies betrifft die Fragen danach, wer gerade anwesend ist und mit wem gearbeitet werden kann. Die zweite Komponente ist die Action Awareness. Damit ist gemeint, dass Kollaborateure nicht nur Informationen benötigen, wer gerade anwesend ist, sondern auch, welche geteilten Ressourcen vorhanden sind und was mit ihnen passiert bzw. wer Veränderungen vornimmt. Activity Awareness als dritter Aspekt beinhaltet ein Verständnis der Relevanz einer Aktivität bezüglich der Ziele der Gruppe. Die Autoren führten allerdings bisher noch keine kontrollierten Studien durch, die die Effizienz der Activity Awareness belegen.

Eine andere Konzeption stammt von Gutwin und Greenberg (2002). Die Autoren betonen die Relevanz der Workspace Awareness (WA) für den CSCL-Kontext. Sie definieren dieses Konzept ,as the up-to-the-moment understanding of another person’s interaction with the shared workspace.’ (S.417). Gutwin und Greenberg sehen in der WA eine spezielle Form der Situational Awareness (SA). Nach Endsley (1995) kann SA in drei Ebenen unterteilt werden, die verschiedene Stufen der Informationsverarbeitung repräsentieren. Die erste Ebene betrifft die Wahrnehmung relevanter Elemente in der Umwelt, die zweite das Verständnis dieser Elemente. Die dritte beinhaltet die Vorhersage der Zustände der Elemente in naher Zukunft. Die Charakteristika der SA treffen auch auf die WA zu, sind aber auf einen Arbeitsraum beschränkt.

Gutwin und Greenberg liefern einen konzeptuellen Rahmen, der grundlegende Probleme herausstellt, die Designer beachten sollten, wenn sie WA in einer Groupware unterstützen wollen. Der Rahmen beschreibt drei Aspekte der WA: Ihre Komponenten, die Mechanismen, um WA aufrechtzuerhalten und ihren Gebrauch bei der Kollaboration. Dementsprechend müssen Designer verstehen, welche Informationen gegeben werden sollten, wie diese gesammelt und wann und wo sie genutzt werden. Der Rahmen basiert auf dem Wahrnehmungs-Handlungs Kreislauf von Neisser (1976). Im ersten Teil behandeln Gutwin und Greenberg die Informationen, die WA ausmachen. Dies sind den Autoren zufolge Elemente, die „wer, was, wo, wann und wie“ Fragen beantworten. Z.B. wer ist anwesend, wer ist für eine Handlung verantwortlich, wo arbeiten die anderen, was für Handlungen führen sie aus, was für Intentionen haben sie etc. Andere Elemente der WA betreffen die Geschichte vergangener Ereignisse. Der zweite Teil des konzeptuellen Rahmens betrifft die Frage, wie WA aufrechterhalten wird. Menschen erfassen Informationen aus der Umwelt, integrieren diese in ihr bestehendes Wissen und gebrauchen sie, um nach weiteren Informationen im Arbeitsraum zu suchen. Die Informationen stammen dabei aus drei Quellen. Die erste sind Haltungen und Bewegungen von Körperteilen. Den Mechanismus hierzu nennen die Autoren konsequente Kommunikation, da die Informationen aus den Konsequenzen einer Handlung stammen. Die Übermittlung der Information ist dabei nicht intentional. Die zweite Quelle sind Artefakte im Arbeitsraum, die z.B. physikalische, räumliche oder auditive Informationen liefern. Der Mechanismus wird als „Feedthrough“ bezeichnet. Durch die Manipulation von Artefakten entsteht Information. Die dritte Quelle entstammt der Konversation und Gestik, der Mechanismus ist die intentionale Kommunikation. Es kann sich um explizite Gespräche über Awareness-relevante Elemente, um das Mithören der Gespräche anderer, um Kommentare, die andere zu ihrer eigenen Handlung abgeben oder beabsichtigte Gesten handeln. Durch Verwendung der angeführten Mechanismen können Designer nach Gutwin und Greenberg die Informationssuche unterstützen. Der dritte Teil des konzeptuellen Rahmens soll erläutern, wofür die Aufrechterhaltung der WA wichtig ist. WA macht die kollaborative Interaktion effizienter, weniger anstrengend und fehlerfreier. Bei folgenden Handlungen werden die Vorteile manifest: Besserer Wechsel zwischen selbstständiger Arbeit und Kollaboration zum richtigen Zeitpunkt, weniger anstrengende verbale Kommunikation, leichtere Koordination, bessere Antizipation der Handlungen anderer und Bereitstellung angemessener Hilfe und Assistenz.

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