Evaluation computergestützten Lernens - Ein Beitrag zur Qualitätskontrolle multimedialer Lernsoftware für die Grundschule

INHALTSVERZEICHNIS

1 EINLEITUNG
1.1 Aufbau der Arbeit
1.2 KLARUNG ZENTRALER BEGRIFFE
1.2.1 MEDIENKOMPETENZ
1.2.2 Multimedia
1.2.3 Hypertext und Hypermedia
1.2.4 Klassifizierung verschiedener Softwaretypen
1.3 LERNTHEORIEN - VOM BEHAVIORISMUS ZUM KONSTRUKTIVISMUS
1.3.1 BEHAVIORISMUS
1.3.2 Grenzen behavioristisch gestalteter Lernsoftware
1.3.3 KOGNITIVISMUS
1.3.4 Grenzen kognitivistisch gestalteter Lernsoftware
1.3.5 TrAGES WISSEN
1.3.6 KONSTRUKTIVISMUS UND SITUIERTES LERNEN
1.3.7 KONSTRUKTIVISTISCHE THEORIEN SITUIERTEN LERNENS
1.3.8 Grenzen situierten Lernens
1.4 Grundschule und Computer
1.4.1 RUCKBLICK
1.4.2 Computer in der Grundschule - Der didaktische Kontext
1.4.3 EINSATZMOGLICHKEITEN DES COMPUTERS IM UNTERRICHT
1.4.4 Perspektiven und Grenzen des Computereinsatzes in der Unterrichtsgestaltung
1.5 Evaluation
1.5.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG
1.5.2 FORMEN DER EVALUATION

2 FRAGESTELLUNGEN UND HYPOTHESEN
2.1 FRAGESTELLUNGEN
2.2 HYPOTHESEN
2.2.1 LERNERFOLG
2.2.2 AKZEPTANZ
2.2.3 TECHNISCHE VORKENNTNISSE
2.2.4 Motivation
2.2.5 GENERELLE LERNFAHIGKEIT

3 METHODE
3.1 Die Lernsoftware „Die Waldameise Lilli - Die aufregende Welt DER PILZE“
3.1.1 Technische Voraussetzungen und Installation
3.1.2 BESCHREIBUNG DES AUFBAUS DER SOFTWARE
3.1.2.1 Start der Software
3.1.2.2 Hilfe im Programm
3.1.2.3 Pilzlexikon
3.1.2.4 Welt der Pilze
3.1.3 KATEGORISIERUNG DER SOFTWARE UND ZUORDNUNG ZU EINEM DIDAKTISCHEN KONZEPT
3.2 Design der Studie und Erhebungsinstrumente
3.2.1 INTERVIEWLEITFADEN
3.2.2 LEISTUNGSTEST
3.2.3 FRAGEBOGEN
3.2.4 BESCHREIBUNG DER STICHPROBE
3.2.5 AUSWERTUNG DER DATEN

4 ERGEBNISSE
4.1 AUSSAGEN DER LEHRKRAFTE
4.2 DESKRIPTIVE AUSWERTUNG
4.2.1 VOR- UND NACHTEST
4.2.2 Technische Vorkenntnisse
4.2.3 ALLGEMEINE AKZEPTANZ
4.2.4 INHALTLICHE AKZEPTANZ
4.2.5 DIDAKTISCHE KRITERIEN
4.2.6 SOFTWAREERGONOMISCHE GESICHTSPUNKTE
4.2.7 Motivation
4.2.8 LERNERFOLG UND LERNTRANSFER
4.2.9 ALLGEMEINE FRAGEN
4.3 HYPOTHESENPRUFENDE AUSWERTUNG
4.3.1 UBERPRUFUNG DES LERNERFOLGES
4.3.2 AKZEPTANZ
4.3.3 Technische Vorkenntnisse
4.3.4 Motivation
4.3.5 VORJAHRESLEISTUNGEN

5 DISKUSSION
5.1 AUSSAGEN DER LEHRKRAFTE
5.2 DISKUSSION DER EMPIRISCHEN ERGEBNISSE
5.2.1 UBERPRUFUNG DES LERNERFOLGES
5.2.2 TECHNISCHE VORKENNTNISSE
5.2.3 AKZEPTANZ UND DIDAKTISCHE KRITERIEN
5.2.4 SOFTWAREERGONOMISCHE GESICHTSPUNKTE
5.2.5 Motivation
5.2.6 V ORJAHRESLEISTUNGEN

6 ZUSAMMENFASSUNG

7 LITERATURVERZEICHNIS

8 ABBILDUNGSVERZEICHNIS

9 ANHANG
9.1 INTERVIEWLEITFADEN
9.2 ARBEITSANWEISUNG
9.3 ZEITUNGSARTIKEL
9.4 FRAGEBOGEN
9.5 TEST
9.6 GRAFISCHE VERANSCHAULICHUNG DER BEGRIFFE „HAUPTEFFEKT“ UND „WECHSELWIRKUNG“
9.7 ERGEBNISSE DES VOR- UND NACHTESTS
9.8 UBERSICHT DER ANTWORTEN AUF DEN FRAGEBOGEN (ABSOLUTE HAUFIGKEITEN)

1 Einleitung

Aufgrund des rasanten technischen Fortschritts in den letzten Jahren findet der Computer zunehmend Einsatz zu Lehr- und Lernzwecken in Schule, Hoch- schule und Weiterbildung. Erganzend zu traditionellen Lehr- und Lernmedien erfolgt Unterrichtsgestaltung nun auch mit Hilfe multimedialer Lernsoftware. „Firmen [...] kommen verstarkt mit Lernsoftware auf den Markt, die den An- spruch erhebt, das schulische Wissen auf neue Wege verteilen zu konnen“ (Aufenanger, 1999, S. 73). Das hohe technische Potenzial heutiger Hardware- systeme ermoglicht es, Informationen in unterschiedlichen Kodierungsarten (Sprache, Bilder etc.) zu prasentieren, um verschiedene Sinneskanale (auditiv, visuell) gleichzeitig anzusprechen oder sogar mit dem Lerner zu interagieren. Bei vielen Lehr- und Lernarrangements werden die technischen Moglichkeiten viel zu wenig, aber vor allem zu wenig zielorientiert genutzt. Nicht jede Soft­ware mit der Etikettierung „Multimedia“ stellt gleichzeitig eine viel verspre- chende und angemessene Lernsoftware dar und eignet sich fur den Einsatz im und erganzend zum Unterricht. Unter der beinahe unendlichen Vielfalt an Lernsoftware auf dem heutigen Multimediamarkt stoBt man nicht selten auf fur den Unterricht unzureichend gestaltete Software. Dies wird haufig zum Prob­lem, wenn es um die Auswahl angemessener Lernsoftware fur Lehre und Un- terricht geht.

Aber nicht nur das zahlreiche Angebot multimedialer Lernsoftware stellt eine Schwierigkeit dar, sondern auch die Frage nach dem Einsatz multimedialer Software im Unterricht. Ob der Computer Einzug in den Unterricht an Grund- schulen erhalt, ist auf jeden Fall mit einem deutlichen „Ja“ zu beantworten. Es geht mehr um das „Wie“ des Einsatzes des „neuen Mediums“. Der Wandel des Lehr- und Lernverstandnisses weg vom lehrerzentrierten Unterricht zu einer offenen Unterrichtsform, bei der die Lernenden in den Mittelpunkt rucken, bringt neue Perspektiven mit sich. Wissen soll nicht mehr vom Lehrer „einge- trichtert“ werden. Vielmehr erarbeitet sich der Lernende in projektorientierter Unterrichtsgestaltung Wissensinhalte selbsttatig und eigenstandig. In diesem Zusammenhang eignet sich besonders multimediale und hypermediale Lern­software. Sie beinhaltet Potenziale wie kein anderes Medium. Komplexe Sach- verhalte konnen vereinfacht auf dem Bildschirm veranschaulicht werden.

GroBe Datenbestande konnen problemlos in kurzer Zeit recherchiert werden. Vernetzte Computer bieten neue Moglichkeiten der Kommunikation. Dies sind nur einige Vorteile. Auf all diese Gegebenheiten einzugehen, wurde den Rah- men dieser Arbeit sprengen.

Das Anliegen dieser Arbeit besteht zunachst darin, aufzuzeigen, wie der Com­puter aufgrund des veranderten Lehr- und Lernverstandnisses im Unterricht eingesetzt werden kann. Der zentrale Gesichtspunkt ist jedoch, einen Beitrag zur Qualitatskontrolle von Lernsoftware aus dem Bereich der Grundschule zu leisten. Die Ergebnisse derartiger Evaluationen dienen vor allem Lehrerinnen und Lehrern, ihre Entscheidung in Bezug auf Auswahl und Einsatz multime- dialer Lernsoftware im Unterricht zu erleichtern. Hier wird speziell die Hei- mat- und Sachkunde Lernsoftware „Lilli und die aufregende Welt der Pilze“ bewertet.

Bei Bewertungen von Lernsoftware „[..] spielt die Messung der Nutzerakzep- tanz eine groBe Rolle. In der Tat ist nicht zu bestreiten, dass die anvisierte Zielgruppe ein Multimediasystem auch akzeptieren sollte“ (Hasebrook, 1995, S. 254). Nur dann, wenn der Lerner sein Lehrmedium akzeptiert, wird ein an- gemessener Lernerfolg moglich sein.

Des weiteren stellt sich die Frage, wie sich technische Vorkenntnisse des Ler- ners gegenuber dem Medium auf das Arbeiten mit der Software auswirken. Technische Vorkenntnisse erleichtern den Umgang mit dem neuen Medium und konnten somit mit besseren Lernerfolgen einhergehen. Je nachdem, ob ein Haushalt einen Computer zur Verfugung hat und wie dieser vom Kind genutzt wird, kann bereits im Grundschulalter von unterschiedlichen technischen Vor- kenntnissen gegenuber dem Medium gesprochen werden.

Computergestutztes Lernen ist insbesondere fur Kinder lebendiger und somit auch spannender im Vergleich zu traditionellen Medien. Durch fantasievolle und lustige Abwechslungen im Lernprozess kann die Motivation des Nutzers angehoben werden (Hoelscher, 1994). So spielt die Messung der Motivation der Nutzer gegenuber dem Lehrmedium eine wichtige Rolle.

Allgemeine Lernfahigkeiten spielen eine groBe Rolle im Rahmen eines Lern- prozesses. Insofern ist es von groBem Interesse, die Leistungen der Kinder im Zusammenhang mit ihrer Vorjahreslei stung im Fach Heimat- und Sachkunde zu sehen.

Inwieweit wirken sich Nutzerakzeptanz, technische Vorkenntnisse und Motiva­tion des Lerners gegenuber der Software und allgemeine Lernfahigkeiten des Lerners auf den individuellen Lernerfolg aus? 1st durch den Einsatz der Soft­ware im Unterricht uberhaupt ein angemessener Lernerfolg erkennbar?

Durch die Erforschung dieser Sachverhalte konnen Ruckschlusse auf die Qua- litat der Software gezogen werden. Bringen die Kinder beispielsweise eine hohe Motivation und eine groBe Akzeptanz gegenuber der Software auf, wurde ihnen Lernen sehr viel SpaB bereiten und Lernen zu guten Lernerfolgen fuhren, wonach die Software positiv bewertet werden kann. Zur Klarung dieser einfa- chen Alltagstheorie ist es notwendig, empirisch an die Thematik heranzugehen. Zur Untersuchung dienten eine dritte und eine vierte Klasse einer niederbayeri- schen Grundschule. Die Untersuchung konnte nach Absprache mit Lehrerinnen und Lehrern der Schule im herkommlichen Unterricht durchgefuhrt werden. Bevor eine Software im Unterricht zum Einsatz kommt, sollte sie zusatzlich von Lehrkraften hinsichtlich Didaktik und Verstandlichkeit fur Kinder genauer unter die Lupe genommen werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Lern- software also neben der quasiexperimentellen Untersuchung zusatzlich einer Bewertung durch Experten unterzogen. Bietet die Software Vorteile gegenuber traditionellen Unterrichtsmethoden? Ist die Software dem Lehrplan angemes- sen gestaltet? Verwendet die Software die Begriffe, die auch im Unterricht verwendet werden? Ist die Navigation nach Einschatzung der Lehrkrafte fur Kinder verstandlich? Verwendet die Software eine fur Grundschulkinder an- gemessene Sprache?

Laut Niegemann (2000) wurde in den letzten zehn Jahren zwar empirische Un- terrichtsforschung im Zusammenhang mit dem Einsatz neuer Medien betrie- ben, jedoch hauptsachlich in der beruflichen Weiterbildung und sehr selten in Primar- und Sekundarstufen allgemeinbildender Schulen.

Nachdem neue Medien im Unterricht in den 90er Jahren kaum eine Rolle spiel- ten, rucken sie nun mehr und mehr in den Mittelpunkt. Die zunachst unzurei- chende Ausstattung mit neuen Medien in Schulen wird in naher Zukunft der Vergangenheit angehoren. So wurde beispielsweise die der Untersuchung die- nenden Grundschule im letzten Jahr mit etlichen multimediafahigen und mit- einander vernetzten Computern ausgestattet. Nun bedarf es vor allem didaktischer Konzepte und angemessener Software fur den Einsatz von Multi­media im Unterricht.

1.1 Aufbau der Arbeit

Die Arbeit gliedert sich in einen theoretischen und einen empirischen Teil. Der Theorieteil beschreibt in den Punkten 1.2 bis 1.5 die theoretischen Grundlagen der fur das Projekt notwendigen Begrifflichkeiten und Sachverhalte. Im Fort- gang der Arbeit taucht vermehrt der Begriff der Medienkompetenz auf. So er- scheint es notwenig, diesen zentralen Terminus bereits zu Beginn der Arbeit zu klaren (Punkt 1.2.1). AnschlieBend werden die Begriffe Multimedia (Punkt 1.2.2) , Hypertext und Hypermedia (Punkt 1.2.3) genauer erlautert, um so zum besseren Verstandnis der Arbeit beizutragen. Um die ausgewahlte Lernsoft- ware in die Vielfalt verschiedener Lernsoftwaretypen einordnen zu konnen, bedarf es in Punkt 1.2.4 einer Darlegung existierender Typen von Lernsoft- ware. Wie Unterrichtskonzepte bzw. Lehr-Lernkonzepte basiert auch multime- diale Lernsoftware auf Lerntheorien. Im Abschnitt 1.3 werden die Theorien des Behaviorismus, Kognitivismus und Konstruktivismus mit ihren Chancen und Grenzen dargelegt. Der Punkt 1.4 beschaftigt sich mit dem Einsatz des Compu­ters in der Grundschule, wobei zunachst ein kurzer Ruckblick (Punkt 1.4.1) uber den Computereinsatz in der Primarstufe gegeben wird. AnschlieBend wird der didaktische Kontext beschrieben (Punkt 1.4.2). Dem folgt eine Beschrei- bung der Einsatzmoglichkeiten des Computers. Insbesondere dieser Abschnitt (1.4.3) nimmt Bezug auf das im Zuge der konstruktivistischen Lernauffassung erwahnte „situierte Lernen“. In Punkt 1.4.4 finden Perspektiven und Grenzen des Computereinsatzes in der Unterrichtsgestaltung ihre genauere Erlauterung. Der letzte Abschnitt des Theorieteils (1.5) bringt einen Definitionsversuch des Evaluationsbegriffes (Punkt 1.5.1) und geht auf Formen der Evaluation (Punkt 1.5.2) genauer ein.

Fur eine empirische Arbeit bedarf es zunachst klarer Fragestellungen und Hypothesen (Punkt 2). Welche genauen Fragestellungen im Rahmen dieser Arbeit geklart werden, beschreibt der Punkt 2.1. Daran knupfen sich die daraus abgeleiteten Hypothesen an (Punkt 2.2). Bevor im Methodenteil (Punkt 3) ge- nauer das Design und die Stichprobe dieser Studie beschrieben wird, wird auf technische Voraussetzungen zur Installation der Software (Punkt 3.1.1) und auf den Aufbau der Software eingegangen (Punkt 3.1.2). Punkt 3.1.3 versucht die Software einer Softwarekategorie zuzuordnen und das didaktische Konzept zu beschreiben. Punkt 3.4 geht auf die angewandten Auswertungsverfahren zur Hypothesenprufung genauer ein. In Punkt 4 werden alle Ergebnisse der Eva­luation objektiv dargelegt, bevor diese in Punkt 5 diskutiert werden. Zu guter Letzt fasst abschlieBend der Punkt 6 dieser Arbeit samtliche Resultate zusam- men.

Ausblick: Die rasante Entwicklung der Informationstechnologie brachte in den letzten Jahren weitreichende Veranderungen in vielen Bildungsbereichen mit sich. Der zunehmende Einsatz multimedialer Lernsoftware in Schule, Hoch- schule und Weiterbildung verlangt zunehmend medienkompetentes Personal zur rechtzeitigen Forderung von Medienkompetenz. Doch was bedeuten die Begriffe Medienkompetenz, Multimedia, Hypertext und Hypermedia? Welche Kategorien multimedialer Lernsoftware lassen sich in diesem Zusammenhang ansiedeln? Diese Fragen werden im folgenden Abschnitt der Arbeit geklart.

1.2 Klarung zentraler Begriffe

1.2.1 Medienkompetenz

Der Begriff der Medienkompetenz taucht in der medienpadagogischen Diskus- sion erstmals in der Habilitationsschrift von Dieter Baacke (1973) auf. In sei- nen Auseinandersetzungen mit dem Begriff Medienkompetenz weist Baacke auf Schwachen des Terminus hin: „Wie Medienkompetenz im Einzelnen aus- sehen soll, welche Reichweite das Konzept hat, dies alles sagt der Begriff selbst nicht, und auch seine theoretischen Hintergrunde malen dies nicht aus“ (Baacke, 1996, S. 119).

Die bei Vollbrecht (2001) zu findenden Prazisierungen des Begriffes, kenn- zeichnen Medienkompetenz als eine medienpadagogische Zielvorstellung. Sie wird als die Fahigkeit von Kindern, Jugendlichen und Erwachsenen ausgelegt, angemessen mit Medien umgehen zu konnen (Vollbrecht, 2001). Auch Tulod- ziecki (1997) beschreibt Medienkompetenz in einer sehr ahnlichen Weise: „Kinder und Jugendliche sollen Kenntnisse und Einsichten, Fahigkeiten und Fertigkeiten erwerben, die ihnen ein sachgerechtes und selbst bestimmtes, kre- atives und sozialverantwortliches Handeln in einer von Medien durchdrunge- nen Welt ermoglichen“ (Tulodziecki, 1997).

Wie charakterisiert sich nun ein angemessener Umgang mit Medien bzw. wel­che spezifischen Fertigkeiten im Hinblick auf die Nutzung von Medien sollten gefordert werden?

Hierzu auBerten sich verschiedene Vertreter der Medienpadagogik. Baacke (1996) unterscheidet vier Teilbereiche von Medienkompetenz: Medienkritik, Medien-Kunde, Medien-Nutzung und Medien-Gestaltung.

Unter dem Begriff der Medienkritik wird die analytische, reflexive und ethi- sche Dimension im Hinblick auf Mediennutzung verstanden. Medienkompe- tenz zeichnet sich also dadurch aus, die Auswirkungen von Medien erkennen zu konnen, das erworbene Wissen auf sich selbst anwenden zu konnen. Ziel ist es, sein Handeln und Denken sozial verantworten zu konnen (Baacke, 1996). Der Bereich der Medien-Kunde beinhaltet eine informative Dimension, also die Fahigkeit, sich mit Hilfe von Medien informieren zu konnen, eine instru- mentell-qualifikatorische Dimension, die sich auf die Fertigkeit bezieht, Me- diengerate bedienen zu konnen, und die Dimension der Vermittlung. Sie beschaftigt sich mit didaktischen Fragestellungen.

Die Medien-Nutzung ist neben der instrumentell-qualifikatorischen Dimension der Medienkunde zielorientiert. Medien-Nutzung beschreibt eine rezeptive und interaktive Nutzung der Medien.

Der Begriff der Medien-Gestaltung kann in eine innovative Dimension, bezo- gen auf die standige Weiterentwicklung von Mediensystemen, sowie in eine kreative Dimension, die den asthetischen Gesichtspunkt mit einschlieBt, einge- teilt werden.

Pottinger (1997) unterscheidet im Begriff der Medienkompetenz die Bereiche Wahrnehmungskompetenz, Nutzungskompetenz und Handlungskompetenz. Er bezeichnet Wahrnehmungskompetenz als das Vermogen, Strukturen und Ges- taltungsformen von Medien zu durchschauen. Der Bereich der Nutzungskom­petenz beschreibt die Fahigkeit, Angebote der Medien angemessen und vor allem zielgerichtet nutzen zu konnen. Handlungskompetenz druckt den Be­reich der Gestaltung von Medien aus.

Bei Schorb (1998) werden vier Bereiche von Medienkompetenz differenziert. Es handelt sich dabei um eine „kognitive Dimension“, die sich auf das Wissen uber Aufbau und Struktur von Medien bezieht, „kritische Reflexivitat“, „Handlungsfahigkeit“ und die „Fahigkeit zu kreativer, sozialer Interaktion“. Nach Aufenanger (1999) zeichnet sich Medienkompetenz durch sechs Dimen- sionen aus. Er unterscheidet Handlungsdimension, affektive Dimension, asthe- tische Dimension, kognitive Dimension, soziale Dimension und ethische

Dimension. Mit Handlungsdimension meint Aufenanger die Fahigkeit, sich durch Medien informieren zu konnen, sich mit Hilfe der Medien ausdrucken zu konnen oder auch Medien gestalten zu konnen. Die affektive Dimension beschreibt die Fahigkeit, mit Medien so umzugehen, dass man sie genieBen oder auch zur Unterhaltung nutzen kann. Fur die angemessene Gestaltung von Medien benotigt man spezielle Fertigkeiten, die die asthetische Dimension kennzeichnet. Informationen sollten nicht verschleiert werden. Die asthetische Dimension erfordert die Fahigkeit, Inhalte verstandlich aufzubereiten. Die kognitive Dimension bezieht sich auf das Verstehen und Analysieren von Me­dien. Hierzu zahlt vor allem das Verstandnis der in Medien verwendeten Co- dierungen und Symbole. Hinzu kommt eine soziale Dimension. Sie druckt die Fahigkeit aus, soziale Folgen der Mediennutzung zu thematisieren, aber auch mit Medien zu kommunizieren bzw. interaktiv zu nutzen. Als wichtiger Be- standteil von Medienkompetenz sei die ethische oder moralische Dimension aufgefuhrt. Sie handelt von der Fahigkeit, Medien von ihrer sozialen Vertrag- lichkeit her zu beurteilen oder ihre Auswirkungen auf Kommunikation, Inter- aktion und Personlichkeit abzuschatzen (Aufenanger, 1999).

Aus den bisher beschriebenen Auffassungen des Begriffes Medienkompetenz geht hervor, dass es sich nicht nur um reines Faktenwissen handelt, sondern auch um ein „hochaggregiertes theoretisches Konstrukt [...], das jedoch - wie auch der Begriff des Lernens - in jeder didaktischen Situation erst mit konkre- ten Bedeutungen gefullt werden muss“ (Vollbrecht, 2001, S. 62).

Die Aufgabe der Medienpadagogik und der Medienerziehung ist es, angemes­sene Konzepte zu entwickeln, die diese aufgefuhrten Eigenschaften von Me­dienkompetenz entsprechend fordern, damit ein selbststandiger Umgang mit Medien ermoglicht werden kann. Die Forderung von Medienkompetenz sollte bereits im Elternhaus durch vorbildliches Verhalten der Eltern erfolgen. Daran kann die Schule im Primarbereich anknupfen. Um dies zu ermoglichen, muss Medienkompetenz in groBem MaBe bei Lehrkraften vorhanden sein, vor allem dann, wenn es um die Frage des Einsatzes von Multimedia im Unterricht geht.

1.2.2 Multimedia

Die unterschiedlichen Definitionen des Begriffes Multimedia erschweren seine eindeutige Benennung. Je nachdem, von welcher Seite man sich dem Ausdruck nahert, ergeben sich verschiedene Charakteristika, die sich als maBgebend fur die Definition des Terminus Multimedia erweisen.

Erfolgt die Annaherung an den Begriff Multimedia aus technischer Sicht, kris- tallisieren sich nach Steinmetz (2000) folgende Merkmale heraus: „Ein Multi- mediasystem ist durch die rechnergesteuerte, integrierte Erzeugung, Manipulation, Darstellung [und] Speicherung [...] von unabhangigen Informa- tionen gekennzeichnet, die in mindestens einem kontinuierlichen (zeitabhangi- gen) und einem diskreten (zeitunabhangigen) Medium kodiert sind“ (Steinmetz, 2000, S. 13). Bei dieser Definition liegt die Betonung auf der Pra- senz kontinuierlicher und diskreter Medien. Demnach ware eine Anwendung, die ausschlieBlich diskrete Medien wie Text- und Bildinformationen enthalt, keinesfalls multimedial. Erst wenn eine Anwendung an eine Zeitachse gebun- dene Medien enthalt (z.B. Audio- und Bewegtbildinformationen), kann nach Steinmetz (2000) von Multimedia die Rede sein.

Nach Negroponte (1995) ist Multimedia eine Mischung von digitalen Daten: „They start to get mixed up and can be used and reused together or seperately. The mixing of audio, video and data is called multimedia; it sounds compli­cated, but is nothing more than commingled bits“ (Negroponte, 1995, zit. nach Schulmeister, 2002, S. 19). Auch diese Definition verdeutlicht die Prasenz dis­kreter und kontinuierlicher Medien als Grundlage von Multimediasystemen.

In ahnlicher Weise definiert Feldman (1994) Multimedia: „Multimedia is the seamless integration of data, text, images of all kinds and sound within a sin­gle, digital environment (Feldman, 1994, zit. nach Schulmeister, 2002, S.19). Nach den oben genannten Definitionen stellt Multimedia lediglich die durch einen Computer kombinierten, digitalen Daten auditiver und visueller Art dar. Die Definitionsversuche im Sinne von „multiple media“ (Schulmeister, 2002, S. 20) schlieBen zwar bereits das Merkmal der „Multimodalitafa und der^[1] „Multicodierung“^[2] mit ein, vernachlassigen jedoch weitere wichtige charakte- ristische Kriterien.

Nach Klimsa (2002) spielen neben diesem „Medienaspekt“ Begriffe wie Multi­tasking (das zeitgleiche Ausfuhren mehrerer Prozesse durch den Benutzer) und Parallelitat (in Bezug auf die parallele Presentation von Medien) eine groBe Rolle. Doch erst die Erweiterung des Multimediabegriffes um die benutzerori- entierte Komponente der Interaktivitat lasst eine vollstandige Definition des Terminus zu. Der aus der Sozialwissenschaft stammende Begriff der Interakti­vitat meint eigentlich das wechselseitige in Beziehung treten und gegenseitige Beeinflussen zweier Individuen (Interaktionspartner). Im multimedialen Zu- sammenhang beschreibt der Begriff der Interaktivitat die Eigenschaft eines Computersystems, die dem Benutzer eine Anzahl von Steuer- und Eingriffs- moglichkeiten in den Ablauf der medialen Informationsprasentation gewahr- leistet bzw. dem Benutzer verschiedene Anregungen zum Eingriff in das System darlegt.

Je nachdem, von welchem Blickwinkel aus man sich dem Begriff Multimedia nahert, stehen unterschiedliche Gesichtspunkte im Vordergrund. Hasebrook (1995) liefert jedoch eine Auffassung des Terminus, der alle wesentlichen As- pekte wie Multimodalitat, Multicodierung und Interaktivitat beinhaltet. Er „versteht unter Multimedia ublicherweise ein kombiniertes Hard- und Soft- waresystem, das neben Text und Standbild einige elementare Interaktionsmog- lichkeiten und zumindest ein dynamisches Medium wie Ton, Animation oder Video bietet“ (Hasebrook, 1995, S. 180). Fur den Zweck dieser Arbeit soll sei­ne Definition des Multimediabegriffes ausreichen.

1.2.3 Hypertext und Hypermedia

In engem Zusammenhang mit dem Begriff Multimedia stehen die Ausdrucke Hypertext und Hypermedia. Der Terminus Hypertext bezeichnet Texte, die neben der herkommlichen linearen Strukturen auch Verzweigungen aufweisen.

Diese werden nur durch Aufforderung sichtbar (z. B. durch Veranderung des Mauszeigers). Ein Hypertext ist somit ein Informationsangebot aus Informati- onseinheiten, die durch Knoten (sog. Hyperlinks) miteinander verbunden sind. Der Leser eines Hypertextes erarbeitet sich den Inhalt des Dokuments nicht nur linear. Im Hypertext existieren verschiedene Arten des Lesens. „Dazu gehoren das grundliche Lesen (engl. reading), das fluchtige Blattern (engl. skimming) und das forschende Stobern in einem Text (engl. browsing)“ (Hasebrook, 1995, S. 194). Als Grundlage derartiger Hypertextdokumente dient nicht unbedingt ein technisches Gerat. Schon der Talmud^[3] weist eine vernetzte Struktur auf, die alleiniges, lineares Lesen unmoglich macht. FuBnoten und Querverweise zwin- gen den Leser dazu, im Dokument zu blattern und die von der linearen Struktur abweichenden Textpassagen, die zum weiteren Verstandnis des Dokuments beitragen, zu erschlieBen.

Der Begriff Hypermedia bezeichnet Dokumente, die in gleicher Weise wie Hypertexte eine vernetzte Struktur aufweisen. Der Unterschied besteht darin, dass in Hypermediasystemen die Vernetzung der einzelnen Informationseinhei- ten mit Hilfe von statischen Bildern und bewegten Bildern erfolgt. „Ein Hyper- textdokument, das nicht nur Text, sondern viele Medien umfasst, wird als Hypermediadokument bezeichnet“ (Hasebrook, 1995, S. 194). Lernsoftware bedient sich oft dieser neuen Art der Informationsprasentation.

1.2.4 Klassifizierung verschiedener Softwaretypen

Der Terminus der Lernsoftware lasst sich als Oberbegriff charakterisieren, der eine Einteilung in die Unterbegriffe Lernprogramm und Lernumgebung nach sich zieht. Mit Lernprogrammen meint man Software, die den Fortgang eines Lernprozesses Schritt fur Schritt steuert, wobei in computerbasierten Lernum- gebungen der Lerner selbst den Lernprozess beeinflusst und frei uber Inhalte und Angebote der Software verfugen kann (Steinmetz, 2000).

Lernen obliegt zahlreichen „inneren“ und „auBeren“ Umstanden. Der Begriff der Lernumgebung beschreibt allgemein, dass Lernen von verschiedenen Ge- gebenheiten der „auBeren“ Umgebung abhangt. Faktoren wie Methoden, Tech- niken, Lernmateri alien, Lernaufgaben, Medien und deren strukturierter, plan- voller Einsatz zur Erreichung gewunschter Lernprozesse bestimmen die Qualitat einer Lernumgebung (Dorr & Strittmatter, 2002; Reinmann - Roth- meier & Mandl, 2001). Diese Definition des Begriffes trifft sowohl auf durch Unterricht gestaltete Lernumgebungen als auch auf multimediale Lernumge- bungen zu.

Der rasante technische Fortschritt der Personal Computer lasst eine standige Weiterentwicklung multimedialer Lernsoftware zu. Je nach Zweck ubernimmt eine Lernsoftware unterschiedliche Funktionen der Lehre und in der Lehre. So lassen sich folgende Lernprogramme und Lernumgebungen kategorisieren (Steinmetz, 2000).

Zu den Lernprogrammen gehoren Drill- und Practiceprogramme, die darauf abzielen, meist bereits erworbenes Wissen durch Wiederholung und Anwen- dung zu vertiefen, um einen gesicherten Lernerfolg zu garantieren. Derartige Lernprogramme existieren in nahezu allen Bereichen fur eine groBe Anzahl von Lernertypen. Man denke hierbei an Vokabeltrainer, Einmaleinstrainer und vergleichbare Ubungsprogramme in anderen Fachergruppen.

Im Bereich der Lernprogramme lasst sich des weiteren Testsoftware ansiedeln. Sie findet Einsatz in der Durchfuhrung und anschlieBenden Auswertung von Lernkontrollen. Fur die am Rechner uberprufbare Leistung eignet sich beson- ders Wissen, welches mit geschlossenen Fragen (z.B. Multiple Choice) oder Luckentext abgefragt werden kann (z.B. Prufungsvorbereitung zum Fuhrer- scheinerwerb). Adaptive Testsysteme dienen im Bereich der Testsoftware nicht nur der reinen Wissensabfrage und -kontrolle, sondern passen sich in verschie- denen Schwierigkeitsstufen und in der Anzahl der Testaufgaben dynamisch den Leistungen des Lerners an.

Tutorielle Systeme, als weiteres Beispiel fur Lernprogramme, ubernehmen samtliche Sparten der Lehre. Euler (1992) legt ein Grundschema tutorieller Programme fest: Nach dem Start wird der Lerner in das Programm eingefuhrt. Das Programm vermittelt zunachst Wissensbereiche. Zu den dargebotenen In- halten stellt das System anschlieBend Aufgaben, deren Losungen in Abhangig- keit der vom Lerner gegebenen Antworten bewertet werden. Durch Bewertung konnen tutorielle Systeme Ruckmeldung uber Lernfortschritte geben und den weiteren Lernverlauf generieren. Intelligente Tutorielle Systeme (ITS) konnen als Weiterentwicklung herkommlicher tutorieller Systeme angesehen werden (Stiller, 2000). Sie weisen in der Regel noch mehr Adaptivitat auf und konnen den Lernprozess noch starker individualisieren.

Zur Kategorie der Lernumgebungen zahlen beispielsweise Simulationen. Diese Art der Software bietet die Moglichkeit, mehr oder weniger komplexe Sach- verhalte und Ablaufe dynamisch zu realisieren, die in der Wirklichkeit mogli- cherweise zu groB oder zu klein vorhanden sind bzw. zu schnell oder zu langsam ablaufen oder auch zu kostenaufwendig sind. Simulationen bieten dem Lerner die Moglichkeit, steuernd in die Ablaufe der Zusammenhange und Wir- kungsmechanismen einzugreifen, um so das eigene Verstandnis zu testen. Teilweise bestehen derartige Programme aus vorgegebenen Simulationen (z.B. Mechanik in einer Maschine) oder aber auch aus Simulationsbaukasten. Mit deren Anwendung lassen sich beliebige Simulationen konstruieren (z.B. elekt- rische Schaltungen). Komplexe Volks- und Betriebswirtschaftliche Zusam­menhange konnen mit Hilfe derartiger Software simuliert werden und bieten eine gute Trainingsgrundlage. GroBe Freiheit in der Lernprozessgestaltung besitzt der Lerner in Problemlosungsumgebungen. Er wird mit einem Problem konfrontiert, welches entweder von der Software, vom Lehrenden oder auch vom Lerner selbst gestellt wurde und eigenstandig gelost werden muss. Derar­tige Lernumgebungen weisen eine in technischer Hinsicht komplexere Gestal- tung auf. Sie basieren auf Expertensystemen, Datenbanken, Hypertext- und Hypermediasystemen.

Auch im Bereich der Lernumgebungen lassen sich Lernspiele und Edutainment ansiedeln. Hier benutzt der Lerner den Computer spielerisch und die Wissens- vermittlung findet mit Hilfe von Wettkampfen und Abenteuern mit Zeichen- trickfiguren statt. Das Ziel solcher Software ist es, den Lerner durch eine derartige Gestaltung des Programms entsprechend zu motivieren und zu unter- halten. Dieses Gestaltungsprinzip kann auch in alle anderen bereits erklarten Lernsoftwaretypen einflieBen.

Ausblick: Sowohl der Gestaltung multimedialer Lernumgebungen, als auch der Gestaltung von Unterrichtssequenzen liegen Konzepte aus der Lehr- und Lernforschung zu Grunde. Aus herkommlichen Formen des Lehrens und Ler- nens resultiert oft die Entstehung tragen Wissens. Die konstruktivistische Sichtweise versucht die Entstehung tragen Wissens zu vermeiden, indem Wis- sen nicht einfach nur vermittelt wird, sondern vom Lerner selbst erschlossen und konstruiert wird. Der folgende Teil der Arbeit gibt einen Uberblick uber traditionelle Lerntheorien und den lerntheoretischen Wandel.

1.3 Lerntheorien - vom Behaviorismus zum Konstruktivismus

Fur die Gestaltung von Lernsoftware sind Lerntheorien von groBer Bedeutung. Jede Lernsoftware unterliegt je nach Ziel und Zweck des zu erschlieBenden Wissens einer bestimmten Lerntheorie.

1.3.1 Behaviorismus

Der behavioristische Ansatz basiert auf den Ideen des Psychologen John B. Watson (1878 - 1958), die von B. F. Skinner (1904 - 1990) weitergefuhrt wur- den.

Im Kontext des Lernens beschreibt dieser Ansatz eine Verhaltensanderung, die stets nach einem festen Mechanismus ablauft. Folgt auf das Verhalten eines Individuums eine positive Ruckmeldung aus der Umwelt, tritt dieses Verhalten des Individuums kunftig wahrscheinlicher auf (Verstarkung). Die Wahrschein- lichkeit, dass ein Individuum ein bestimmtes Verhalten an den Tag legt, sinkt, wenn das jeweilige Verhalten negative Konsequenzen nach sich zieht (Bestra- fung). Folgt einem Verhalten einer Person keine Reaktion aus der Umwelt, wird dieses Verhalten nicht aufrecht erhalten und somit geloscht.

Der wunschgemaBe Verlauf der Verstarkungsprinzipien setzt eine kurze zeitli- che Distanz zwischen gezeigtem Verhalten und darauf folgender Reaktion vor- aus. Nur dann kann das Individuum den Bezug des gezeigten Verhaltens zur Reaktion aus der Umwelt herstellen. Fuhrt ein Individuum eine bestimmte Ta- tigkeit bereits sicher aus, tritt nach Kerres (2001) die unmittelbare Verstarkung des Verhaltens in den Hintergrund.

Obwohl die behavioristische Lerntheorie in vielen Bereichen von neueren The- orien abgelost wurde, bildet sie dennoch die Grundlage mancher Lernsoftware, wie in Punkt 1.2.4 bereits angesprochen wurde (vgl. Drill- und Practice).

Gerade der Aspekt der unmittelbaren Ruckmeldung kann in interaktiven Lehr- Lernmedien sehr gut realisiert werden. Die maschinelle Auswertung der vom Lerner eingegebenen Daten erfolgt durch die heutigen technischen Moglichkei- ten sehr rasch. Damit ist eine unmittelbare Korrektur oder Belohnung des Be- nutzers durch das Programm moglich.

Drill- und Practiceprogramme wie Vokabeltrainer, Einmaleinstrainer oder Rechtschreibubungsprogramme verwirklichen dies. Der zu lernende Stoff wird in kleinste, sog. Lehrstoffatome (Schulmeister, 2002; Kerres, 2001) zerlegt. Der Lerner kann jede dieser Lerneinheiten systematisch abarbeiten, wobei je- weils am Ende einer Lerneinheit eine Wissensuberprufung stattfindet. Besteht der Lerner eine Zwischenprufung nicht, wird ihm die Frage so oft gestellt, bis er die richtige Antwort gibt. Erst dann kann er in die nachste Lerneinheit ge- hen. Die systematische Zerlegung des Lernstoffes in linear aufeinander folgen- de Lerneinheiten nennt man Programmierte Instruktion (Kerres, 2001).

1.3.2 Grenzen behavioristisch gestalteter Lernsoftware

Behavioristisch gestaltete Lernprogramme geraten sehr schnell an ihre Gren- zen, wenn es darum geht, die Motivation des Lernenden aufrecht zu erhalten. Die sequenziell aneinander gereihten Lerneinheiten mit ihren abschlieBenden Prufungsfragen erweisen sich nach bestimmter Zeit „unertraglich stereotyp“ (Kerres, 2001, S. 65). Der Lernende wird nicht herausgefordert, ein tieferes Verstandnis gegenuber der Lehrinhalte zu entwickeln. Sein Wissen beschrankt sich auf Faktenwissen oder prozedurales Wissen^[4].

Verliert das Programm seinen Neuigkeitswert, zeigt der Benutzer sehr schnell mangelhafte Akzeptanz, moglicherweise sogar Ablehnung gegenuber der Software (Kerres, 2001).

1.3.3 Kognitivismus

Dem Behaviorismus tritt die kognitivistische Auffassung von Lernen entgegen. Lernen lasst sich nach kognitivistischer Theorie nicht vollstandig durch auBere Einflusse steuern. Bei vielen Formen des Lernens spielen kognitive Prozesse (Denkprozesse) eine groBe Rolle. Der Lernende wird als Individuum verstan- den, welches auBere Reize selbsttatig und aktiv verarbeitet. Wahrnehmung ist somit kein passiver Prozess, bei dem eine einfache Weiterleitung aufgenom- mener Information an eine zentrale Verarbeitungseinheit erfolgt (Kerres, 2001).

In diesem Sinne wird der Lernende bei der kognitionstheoretischen Grundposition als interaktiv agierender Empfanger von medialen Bot- schaften betrachtet, z. B. von Texten, Tonszenen oder Filmausschnitten.

Es wird angenommen, dass er auf der Basis seines Erfahrungs- und Ent- wicklungsstandes in selektiver Weise wahrnimmt, interpretiert und ver­arbeitet (Tulodziecki, 2000, S. 58).

Dabei stellt sich die Frage, welche Faktoren sich bei der Qualitat der Informa- tionsverarbeitung als ausschlaggebend erweisen. Zum einen handelt es sich hierbei um die Gestaltung des Lernmaterials als externe Bedingung. Wie sind Informationen aufbereitet, strukturiert und medialisiert? Zum anderen spielen interne Bedingungen des Individuums eine groBe Rolle. Hierunter fallen die bereits vorhandenen kognitiven Muster, das gegebene Wissen und der bisheri- ge Erfahrungsstand des Lerners (Kerres, 2001).

Diese Uberlegungen rucken vor allem bei der Entwicklung von Lernumgebun- gen in den Vordergrund. Eine erste Uberlegung besteht darin, wie interne Pro­zesse angemessen unterstutzt werden konnen, um den Aufbau eines geordneten Wissens zu fordern. In Anbetracht dieses Sachverhalts kommt der Sequenzie- rung und Strukturierung der Lerninhalte eine entscheidende Rolle zu. Das zent­rale Augenmerk wird im Rahmen der kognitivistischen Lernauffassung auf die Optimierung der Instruktionen gelegt, wie eine Lernumgebung organisiert und gelenkt werden muss, „damit Lernende die prasentierten Wissensinhalte in ihrer Systematik verstehen und sich diese Inhalte entsprechend dieser Struktur zu eigen machen“ (Reinmann-Rothmeier & Mandl, 2001, S. 606). Durch die vorherige Festlegung von Lernzielen kann der Lernerfolg mehr oder weniger eindeutig bestimmt werden.

Eine weitere Uberlegung besteht darin, wie nach kognitionstheoretischem An- satz das zu lernende Wissen im Gehirn gespeichert und reprasentiert wird. Es kommt darauf an, ob reines Faktenwissen - deklaratives Wissen - vermittelt wird, oder „[...] Wissen, wie man etwas tut [...]“ (Anderson, 2001, S. 238) - prozedurales Wissen - vermittelt werden soll.

Die Theorie der Bedeutungsstrukturen weist beispielsweise darauf hin, dass Begriffe nie isoliert, sondern immer in Beziehung zu anderen begrifflichen Elementen oder ihrem begrifflichen Umfeld dargeboten werden sollten. Die Theorie der Doppelcodierung^[5] besagt, Inhalte sowohl bildlich als auch textuell zu prasentieren, um eine bessere Behaltensleistung zu gewahrleisten (Tulod- ziecki, 2000).

Es wird deutlich, dass sich alle kognitionstheoretischen Uberlegungen konse- quent an den Wechselwirkungen zwischen externen Prasentationen und inter- nen Verarbeitungsprozessen orientieren. Der Lerner wird durch Instruktion und Hilfen zum Lernen angeregt, beim Lernen unterstutzt und im Lernprozess durch den Lehrenden gelenkt.

Der Lehrende nimmt die Funktion ein, Wissen darzulegen, Sachverhalte zu erklaren, den Lernenden anzuleiten und dessen Fortschritte zu uberprufen. Der Lernende muss daher den Lernstoff nicht selbststandig strukturieren, wodurch sich Lernen in dieser Hinsicht als rezeptiver Prozess charakterisiert. Die Be- wertung der Lernergebnisse im Sinne einer Lernerfolgskontrolle stellt im Zu- sammenhang instruktionaler Lehrauffassung eine wichtige Gegebenheit dar und bildet den abschlieBenden Schritt bei der Planung und Durchfuhrung von Lernumgebungen (Reinmann-Rothmeier & Mandl, 2001).

Ubertragen auf computerbasierte Lernumgebungen findet die kognitivistische Theorie insbesondere in sog. Intelligenten Tutoriellen Programmen ihren Ein- satz. Derartige Programme bieten dem Lerner neben einer Einfuhrung in ein Themengebiet ausreichende Hilfestellungen bei der Erarbeitung der Thematik und geben dem Lerner stets Feedback uber seinen Lernfortschritt. Im An­schluss eines jeden Lernabschnittes werden zur Vertiefung Fragen und Aufga- ben uber die Lerneinheit gestellt.

Ganz im Gegensatz zu herkommlichen CBT Programmen mit starrem Lernweg passen sich Intelligente Tutorielle Programme dem Nutzer an. Durch das Ver- halten des Benutzers werden Ruckschlusse gezogen, welche Fahigkeiten er bereits besitzt, welche Darbietungsform der Inhalte der Nutzer bevorzugt und welche Fehler von Seiten der Benutzer gemacht werden. Daraus leitet das Sys­tem ein Kompetenzmodell des Lerners ab und entscheidet welche Lerneinhei- ten in welcher Form dargeboten werden. Je nach Konzept der Lernsoftware lasst sich die Interaktion mehr oder weniger vom System oder vom Lerner steuern (Kerres, 2001).

1.3.4 Grenzen kognitivistisch gestalteter Lernsoftware

Intelligente Tutorielle Systeme (ITS) sind schnell uberfordert, wenn es darum geht, aus den Verhaltensweisen bzw. dem Fehlverhalten der Benutzer Ruck- schlusse auf die vorhandenen und fehlenden Kompetenzen des Lerners zu zie­hen. So erkennen etwa derartige Systeme keine Leichtsinns- oder Fluchtigkeitsfehler des Lerners.

Demnach wird deutlich, dass ein Erkennen der kognitiven Prozesse des Lerners durch Intelligente Tutorielle Systeme sehr schnell an seine Grenzen gerat. Der Lerner nimmt oftmals eine passive, rezeptive Haltung im Lernvorgang ein, was sich sehr schnell negativ auf seine Motivation auswirken kann (Kerres, 2001).

1.3.5 Trages Wissen

„Befunde Instruktionspsychologischer Studien sprechen dafur, dass die wenig anwendungsbezogene, oft abstrakte und systematische Form der Wissensver- mittlung, die der Komplexitat des Alltags nur selten gerecht wird, dazu bei- tragt, dass trages Wissen (Renkl, 1996) erzeugt wird (Renkl, Mandl & Gruber, 1996)“ (Gruber, Mandl & Renkl, 2000, S. 139).

Nach den in den Punkten 1.3.1 bis 1.3.4 beschriebenen Lernansatzen kann zwar groBes theoretisches Wissen angeeignet werden, was in der Schule durch Probearbeiten, in der Hochschule in Examensprufungen nachgewiesen werden kann. Fur das Losen komplexer, der Realitat naher Alltagsprobleme reicht die­ses Faktenwissen jedoch meist nicht aus, da es oft nur unzureichend oder gar nicht zur Anwendung kommt. Es entsteht sog. trages Wissen oder eine Kluft zwischen Wissen und Handeln (Mandl, 2000).

Trages Wissen stellt beim Lernen in der Schule oft ein groBes Problem dar. Ein internationaler Vergleich verschiedener Schulsysteme durch die TIMS - Studie (Baumert et. al., 1997) stellte ein relativ schwaches Abschneiden deutscher Schulerinnen und Schuler im Fach Mathematik gegenuber Schulklassen asiati- scher Lander heraus. Die Leistungen der Spitzengruppe erwiesen sich als nahe- zu unerreichbar fur deutsche Schulerinnen und Schuler. In asiatischen Landern zeigte sich nach den Untersuchungen der TIMS-Studie ein mathematisches Verstandnis von qualitativ anderem Niveau.

Als ein bei deutschen Schulklassen identifiziertes Hauptproblem stellte sich das mangelnde Verstandnis gegenuber dem Gelernten heraus. Die gelehrten Inhalte werden zu wenig vertieft und zu schnell abgehakt. Fehlt das Verstand­nis zum gelernten Stoff, zeichnet sich vor allem eine geringere Transferleistung des Gelernten in auBerschulischen Sachverhalten ab (Baumert et. al., 1997). Gerade die im Zusammenhang der TIMS-Studie beobachteten Probleme der Transferleistung deutscher Schulklassen verdeutlichten sich mit einem Ver­gleich des Unterrichts in Japan. „Japanischer Mathematikunterricht ist Prob- lemloseunterricht. Er schult mathematisches Verstandnis und mathematisches Denken. Mathematikunterricht in Deutschland und den USA ist eher Wissens- erwerbsunterricht, der auf Beherrschung von Verfahren zielt“ (Baumert et. al., 1997, S. 29 zitiert nach Mandl, Gruber & Renkl, 2000, S. 146). Die Unter­richts strategie spielt hierbei eine groBe Rolle. Kennzeichnend fur den deut­schen Unterricht ist es, im Unterrichtsgesprach Konzepte fur die Losung gewisser Probleme zu erarbeiten, wobei auf eine einzige richtige Losung abge- zielt wird. Die flexible Anwendung des Wissens in anderen Kontexten und eine Kontrolle von Transferleistungen in Prufungen oder die Vertiefung von Ge- lerntem uber einen langeren Zeitraum findet kaum statt. Diese Unterrichtsstra- tegien fordern oft den Erwerb tragen Wissens. Im japanischen Mathematikunterricht werden dagegen haufig offene Aufgabenstellungen dar- geboten, die oft Losungswege verschiedenster Art erlauben. Offene Aufgaben­stellungen fordern des weiteren haufiger als im deutschen Schulunterricht Gruppen- und Partnerarbeiten (Gruber, Mandl & Renkl, 2000).

Im oben aufgefuhrten Beispiel zeigte sich, dass der Erwerb tragen Wissens im Unterricht oft der Normalfall ist. Nur durch die Ausgeglichenheit von Instruk- tion durch den Lehrer zur Konstruktion von Lerninhalten durch den Lernenden kann die Entstehung unanwendbaren Wissens reduziert werden. Die Theorien des situierten Lernens leisten hierzu einen wesentlichen Beitrag.

1.3.6 Konstruktivismus und situiertes Lernen

Der Begriff des Konstruktivismus taucht in der Literatur in verschiedenen Zu- sammenhangen auf. Bei Gudjons (1999, S. 47) kristallisiert er sich „als Er- kenntnis- aber auch als Wissenschaftstheorie“ heraus. Bei Klimsa (1993) wird der Konstruktivismus mit der Wahrnehmungs- und Lernpsychologie in Ver- bindung gebracht, als eine Wissenschafts- oder Erkenntnistheorie, ein Men- schenbild, eine Lehrmethode oder eine didaktische Position aufgefasst.^[6] Es ist nicht einfach, von den gesicherten traditionellen Auffassungen des Be- griffes einen direkten Bezug zu einer didaktischen Perspektive herzustellen. (Kerres, 2000) In den bislang beschriebenen Lerntheorien kann jedoch festge- stellt werden, dass der Lerner eher eine passive, rezeptive Haltung gegenuber den Lerninhalten einnimmt. Lernen wird in traditionellen Lerntheorien ver- standen als Wissensvermittlung zwischen Lehrendem und Lernendem, wobei der Lerner am Ende des Lernvorgangs genau das weiB, was der Lehrende ihm vermittelte.

Die konstruktivistische Lerntheorie setzt ihren Schwerpunkt noch starker als der kognitionstheoretische Ansatz auf die individuelle Wahrnehmung und Ver- arbeitung von Ereignissen aus der Umwelt. Wissen wird nach dieser Auffas- sung nicht nur von Person zu Person transportiert und vom Rezipienten verarbeitet und interpretiert. Lernen versteht sich vielmehr als aktiver Kon- struktionsprozess, bei dem Wissen in verschiedenen Situationen aus seiner rea- len Umwelt vom Individuum selbsttatig abgeleitet wird. „Erkenntnisse sind danach individuelle Konstruktionen von Wirklichkeit auf der Basis subjektiver Erfahrungsstrukturen“ (Tulodziecki, 2000, S. 60). Nach der konstruktivisti- schen Lehrauffassung ruckt der Lerner statt der Lehrer in den Mittelpunkt. Da- durch, dass der Lehrende lediglich eine beratende Funktion einnimmt, kommen dem Lerner mehr und mehr Aufgaben zu. Die Kontrolle des Lernprozesses erfolgt in groBem MaBe durch den Lernenden selbst. Man spricht dann von selbstgesteuertem Lernen. Tritt selbstgesteuertes Lernen in seiner vollen Aus- pragung auf, steckt der Lernende seine Lernziele selbst, zieht sein bereits vor- handenes Vorwissen zu Rate und sucht sich bestimmte Lernressourcen, die er in der auf ihn abgestimmten Geschwindigkeit bearbeitet. Der Lerner beurteilt und uberwacht dabei seinen Lernfortschritt und pruft immer wieder, inwieweit die gelernten Inhalte verstanden wurden (Fischer & Mandl, 2000).

Der Begriff des situierten Lernens steht in engem Zusammenhang mit der kon- struktivistischen Lernauffassung. In diesem Kontext ist die Situation, in der der Lernprozess geschieht, von groBer Bedeutung. Das Gelernte kann nach Salo­mon (1996) auf keinen Fall vom Lernprozess und von der Situation, in der ge- lernt wird, getrennt werden. So kann situiertes Lernen als ein Konglomerat von kognitiven Theorien und Verhaltenstheorien verstanden werden. Erstere bezie- hen sich auf interne Verarbeitungsprozesse einer Person, wobei sich zweitere auf situationsbedingte Verhaltensfaktoren berufen (Mandl, Gruber & Renkl, 2002). Wenn Wissen auf eigenaktiven Konstruktionsleistungen basiert und Lernen einen aktiven Konstruktionsprozess in einer bestimmten Situation dar- stellt, sollte eine Lernumgebung genau jene Handlungsperspektiven bieten, die kontextuelle Konstruktionsleistungen gewahrleisten. In Anlehnung an Mandl, Gruber und Renkl (2001) bzw. Reinmann-Rothmeier und Mandl (2001) lassen sich folgende Gestaltungskriterien situierter Instruktion charakterisieren:

Komplexitat der ausgehenden Problemstellung:

Der Lernprozess soll in komplexe Problemstellungen eingebettet sein, wodurch die intrinsische Motivation des Lerners geweckt wird. Ein bedeutungsvoller Kontext des Problems aktiviert bereits vorhandenes Vorwissen und weckt das Interesse fur noch zu erwerbende Kenntnisse.

Authentische Kontexte:

Dem Lerner soll durch die Lernumgebung ermoglicht werden, in realitatsnahen und authentischen Zusammenhangen handeln zu konnen.

Multiple Perspektiven:

Der Lerner sollte sich der Problemstellung aus verschiedenen Richtungen na- hern konnen. Bietet die Lernumgebung multiple Kontexte, kann gewahrleistet werden, dass der Lerngegenstand aus verschiedenen Perspektiven betrachtet wird und eine flexible Anwendung des Wissens gefordert wird.

Artikulation und Reflexion:

Damit erworbenes Wissen nicht an seinen Problemkontext gebunden bleibt, mussen die Losungswege des Einzelnen artikuliert und reflektiert werden. Die Artikulation und Reflexion des erworbenen Wissens tragt dazu bei, dieses zu abstrahieren. Wenn Wissen vom Lerner selbst abstrahiert wird, kann es in ver­schiedenen Kontexten leichter zur Anwendung gebracht werden als abstrakt gelehrtes Wissen.

Sozialer Prozess:

Lernen soll stets im sozialen Austausch stattfinden. Die Lernumgebung sollte Kooperativitat unter den Lernenden und das Problemlosen in Lerngruppen e- benso fordern wie den kooperativen Austausch zwischen Lernendem und Leh- rendem.

1.3.7 Konstruktivistische Theorien situierten Lernens

Auf der Grundlage der eben beschriebenen Annahmen wurden verschiedene theoretische Konzepte situierten Lernens entwickelt, die mittlerweile einen hohen Bekanntheitsgrad besitzen. Es handelt sich um Anchored Instruction, Cognitive Flexibility und Cognitive Apprenticeship.

Anchored Instruction stellt einen sog. narrativen Anker in den Mittelpunkt ei- ner wirksamen Lernumgebung. Es werden authentische Problemsituationen gestellt, die beim Lerner das Interesse wecken und dem Lerner erlauben, Prob- leme zu identifizieren und zu definieren. Konkret umgesetzt werden kann die­ses Konzept mit der Prasentation anregender Abenteurergeschichten, an deren Ende ein komplexes Problem steht. Den Lernenden wird die Aufgabe erteilt, das gestellte Problem zu losen, wobei alle notwendigen Informationen zur Be- arbeitung des Problems in der Geschichte enthalten sind. Anchored Instruction zielt insbesondere darauf ab, den Lernenden ein frei entdeckendes und offenes Lernen zu ermoglichen (Gerstenmeier & Mandl, 1995).

Von der Cognition and Technologie Group der Universitat Vanderbilt (1992) wurden erste empirische Untersuchungen zu Anchored Instruktion durchge- fuhrt. Es fand ein Vergleich zweier Klassen statt, wobei in der einen Klasse mit Hilfe der Bildplattenserie The Adventures of Jasper Woodbury^[7] gelernt wurde. In der Kontollklasse wurde die Abenteuergeschichte nicht eingesetzt. Die Jas- pergruppe erzielte uber ein Jahr hinweg bei der Losung komplexer Probleme bessere Leistungen als ihre Kontrollgruppe. Auch die Einstellung der Jasper- gruppe gegenuber dem Fach Mathematik und seiner Relevanz im Alltag fiel weit positiver aus als in der Kontrollklasse (Gerstenmeier & Mandl, 1995). Cognitive Flexibility beschreibt Lernen aus multiplen Perspektiven und unter- schiedlichen Zusammenhangen. Entscheidend bei der Gestaltung von Lernum- gebungen nach dieser Theorie ist, „Ubervereinfachungen zu vermeiden und den Lernenden stattdessen von Anfang an mit der Komplexitat und den Irregu- laritaten des realen Geschehens vertraut zu machen“ (Reinmann-Rothmeier & Mandl, 2001, S. 619).

Cognitive Apprenticeship (Collins, Brown & Newman, 1989) geht davon aus, dass strategisches Expertenwissen stark an bestimmte Situationen gebunden ist und daher nur schwer vermittelbar ist. Fur die Gestaltung von Lernumgebun- gen bedeutet dies, dass die Instruktion darauf ausgelegt sein muss, beim Lerner derartiges Wissen gezielt aufbauen zu konnen (Kerres, 2000). Die Schwierig- keit liegt darin, die nicht sichtbaren, kognitiven Vorgange zu externalisieren. Cognitive Apprenticeship realisiert sich dies wie folgt: Zunachst wird am Bei- spiel eines Experten gezeigt, wie dieser an die Losung eines authentischen Problems herangeht. Dabei verbalisiert er seine Vorgehensweise und die darin angewandten kognitiven Strategien (Modeling). AnschlieBend darf der Lernen- de selbst an ein gestelltes Problem herangehen, wobei er durch Anleitung vom Experten unterstutzt wird (Coaching). Der Lernende entwickelt ein Gerust von Wissen, wobei er immer noch vom Lehrenden unterstutzt wird (Scaffolding).

Allmahlich blendet der Experte seine Hilfeleistungen aus (Fading). Der Ler- nende wird gleichzeitig darauf hingewiesen, seine Vorgehensweisen zu artiku- lieren bzw. zu reflektieren, indem er sie mit den anderen Lernern oder dem Experten vergleicht (Reflection). Zu guter Letzt losen die Lernenden eigen- standig die gestellten Probleme im Rahmen der Exploration (Gerstenmeier & Mandl, 1995). „Die Lernenden wachsen somit in eine ,Expertenkultur’ hinein“ (Mandl, Gruber & Renkl, 2002, S. 144).

1.3.8 Grenzen situierten Lernens

Es tun sich sehr schnell Grenzen auf, wenn es um den Entwurf, die Planung und die Gestaltung derartiger Lernumgebungen geht. Egal ob es sich um die Unterrichtsgestaltung, die Gestaltung von Software oder die Entwicklung netz- basierter Lernarrangements nach den Prinzipien des situierten Lernens handelt, erfordert dies stets einen sehr hohen Arbeits- und Zeitaufwand bei Vorberei- tung und Durchfuhrung (Dubs, 2000).

Auch der hohe Grad an Freiheiten der Lernenden in derartigen Lernumgebun­gen kann zu Problemen fuhren, so dass wenig effektive und sogar sinnlose Re- sultate erzielt werden.

Findet Explorieren in Hypermedia und Hypertextsystemen statt, kann dies zur Folge haben, dass sich die Lernenden ohne ausreichende instruktionale Unter- stutzung schnell verloren fuhlen (Mandl, Gruber & Renkl, 2002).

Ein weiteres Problem stellt die unterschiedliche Wirkung multimedialer oder hypermedialer Lernumgebungen auf den Einzelnen dar. Es konnte in einigen Studien (Jacobson und Spiro, 1994; Mandl, Schnotz, Piccard & Henninger, 1992) nachgewiesen werden, dass nicht alle Lernenden gleich stark aus multi­medialer Lernunterstutzung profitieren. ATI-Effekte (Aptitude-Treatment- Interaktion) spielen eine groBe Rolle bei der Informationsaufnahme. Es geht hierbei einerseits um die Effekte instruktionaler Gestaltungselemente (Treat- ment-Effekt), andererseits darum, inwieweit sich Lernereigenschaften alleine (Aptitude-Effekt) oder in Wechselwirkung mit verschiedenen Formen der In- struktion (Aptiude-Treatment-Interaktion) auf die Informationsverarbeitung beim multimedialen Lernen auswirken (Brunken, Steinbacher & Leutner, 2000). Mandl et. al. (1992) fanden beispielsweise heraus, dass ausschlieBlich Lernende mit generell besseren Lernvoraussetzungen eine auf Hypertext basie- rende Lernumgebung angemessener nutzen konnen.

Ausblick: Nach anfanglichen Startschwierigkeiten, den Computer zu Lehr- und Lernzwecken bereits in der Grundschule zu verwenden, kristallisieren sich lerntheoretische Konzepte fur einen didaktisch sinnvollen Einsatz des Medi­ums heraus. Betrachtet man den Wandel der Gesellschaft zur Informations- und Wissensgesellschaft, leuchtet die Notwendigkeit solcher Konzepte ein. Der Umgang mit dem Computer muss so fruh wie moglich gefordert werden, um den heutigen gesellschaftlichen Anforderungen gerecht werden zu konnen. Dieser Diskussion stellt sich der folgende Teil der Arbeit.

1.4 Grundschule und Computer

1.4.1 Ruckblick

Schon in den Sechzigerjahren gab es erste Versuche, Kinder am Computer ler- nen zu lassen. Technologische Schwierigkeiten, unzureichend erforschte didak- tische Ansatze und mangelnde Akzeptanz gegenuber dem Medium lieBen den Computereinsatz im Unterricht jedoch fehlgeschlagen. Erst in den letzten Jah- ren wurden neue Uberlegungen zum Computereinsatz in Grundschulen ange- stellt. Grunde hierfur sind die heutzutage wohl rasant angestiegene Akzeptanz gegenuber dem Computer in padagogischen Einrichtungen sowie in der Be- rufswelt als auch im Alltag. Von Kultusministern verschiedener Bundeslander wird der Computereinsatz in Grundschulen nach anfanglicher Ablehnung nun auch als positiv bewertet. Manche befurworten ihn sogar ausdrucklich oder fassen ihn als Bestandteil einer weitreichenden Schulreform auf. Es geht nicht mehr um die Frage, ob der Computer in Grundschulen eingesetzt wird, „son- dern um einen selbstverstandlichen, padagogisch sinnvollen Einsatz des Com­puters als ein Medium neben anderen“ (Mitzlaff & Speck-Hamdan, 1998, S. 11).

Die stark verbesserten technologischen Leistungen des Mediums mit seinen mittlerweile mannigfaltigen Fahigkeiten sowie ein angemessener finanzieller Rahmen erlauben und fordern den vielfaltigen Einsatz des Computers in ver- schiedenen Bereichen der Berufswelt, in Schule und Unterricht.

Die Entwicklung der Gesellschaft zur Dienstleistungs- und Informationsgesell- schaft bringt diese weitreichenden Veranderungen mit sich. In naher Zukunft wird es kaum noch Arbeitsplatze geben, in denen der Computer nicht in ir- gendeiner Weise seinen Einsatz findet. Dieses Phanomen nimmt die Bevolke- rung wahr. Nur noch wenige Haushalte sind, sei es aus finanziellen oder ideologischen Grunden, noch nicht mit einem Computer ausgestattet (vgl. 4.2.2 dieser Arbeit). Der Computer spielt nicht mehr nur in der Arbeitswelt eine wichtige Rolle, sondern auch in der Freizeitgestaltung. Der Softwaremarkt bie- tet ein groBes Angebot an Spiel-, Lem- und Informationsprogrammen, die von Kindern fast ausnahmslos offen und unkompliziert genutzt werden.

In den Grundlagen und Leitlinien des Lehrplanes fur die Grundschulen in Bay­ern findet sich folgende Formulierung, die auf dieses Phanomen abzielt:

Die wachsende Fulle von Wissen und Informationen erfordert fruhzeitig die Fahigkeit, mit ihr sinnvoll und gezielt umzugehen. Der Umgang mit dem Computer gehort zu einer informationstechnischen Grundbildung und zukunftsweisenden Medienerziehung. Die Schuler sollen in der Schu- le Anregungen dafur erhalten, wie sie ihre Freizeit vielfaltig nutzen kon- nen (Lehrplan fur die Grundschule in Bayern, 2000, S. 11).

Abgesehen von jenem Ziel, bereits in der Grundschule eine informationstech- nische Grundbildung und eine zukunftsweisende Medienerziehung zu gewahr- leisten (Stichwort Medienkompetenz), stellt sich die Frage, wie der Computer im Rahmen des Unterrichts zum Einsatz kommen kann (didaktischer Kontext), damit ein Mehrwert hinsichtlich des Lernens erzielt werden kann. Von weite- rem Interesse ist, was am Computer als System von Hard- und Software aus padagogischer und didaktischer Sicht neu ist und worin sein hohes Potenzial zu Lehr- und Lernzwecken besteht.

1.4.2 Computer in der Grundschule - Der didaktische Kontext

Die wesentlichen Aufgaben der Grundschule liegen seit Jahrzehnten darin, ein solides Fundament an Wissen, Fahigkeiten und Fertigkeiten zu schaffen, das Kindern die Voraussetzung bietet, sich in ihrer weiteren schulischen Laufbahn und kunftigen Lebenswelt zurechtzufinden (Mitzlaff & Speck-Hamdan, 1998).

[...]

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^[1] „In der Psychologie wird dieser Begriff fur die Informationsaufnahme uber verschiedene Sinneskanale (Sehen, Horen, Fuhlen usw.) verwendet“ (Issing & Klimsa, 2002, S. 559).

^[2] „Multicodal seien Angebote, die unterschiedliche Symbolsysteme bzw. Codierungen aufwei- sen“ (Weidenmann, 2002, S. 47).

^[3] „Tal|mud <hebr.; „Lehre”> der; -[e]s, -e: Sammlung der Gesetze u. religiosen Uberliefe- rungen des Judentums nach der Babylonischen Gefangenschaft; vgl. Mischna“ (Duden, 1997).

^[4] Man denke an Software zum Erlernen von Schreibmaschinenschreiben.

^[5] vgl. dazu auch die Theorie der Doppelcodierung nach Paivio (1986)

^[6] Weitere Ausfuhrungen uber Konstruktivismus konnen den Werken von Gudjons (1999), Klimsa (1993), Gerstenmeier und Mandl (1995) entnommen werden.

^[7] Schuler begleiten „Jasper bei einer Schiffstour, auf der eine Reihe von Problemen zu bewalti- gen sind. So werden verschiedene Informationen uber Schifffahrt, Kraftstoffverbrauch, Ge- schwindigkeiten und Distanzen in den Fortgang der Geschichte eingebunden. [...] Die Schuler sollen gemeinsam ein Problem losen, z.B. ob Jaspers Benzinvorrate reichen werden, um vor Sonnenuntergang zu Hause anzukommen“ (Kerres, 2000, S. 79).