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E-Journal "w.e.b.Square: Wissensmanagement und E-Learning unter Bildungsperspektive"

Ausgabe: 2007 01

Fink, I,; Jäcklein, E.; Jäschke, J. & Wladarsch, J. (2007). Heuristisches Modell und Didaktisches Dreieck. w.e.b.Square, 01/2007. URL: http://websquare.imb-uni-augsburg.de/2007-01/6.

Heuristisches Modell und Didaktisches Dreieck

Zwei didaktische Ansätze zum E-Learning von Peter Baumgartner und Rolf Schulmeister

Von: Elisabeth Jäcklein, Isabel Fink, Jennifer Wladarsch, Joana Jäschke
Ecke: Praxis | Tags: Baumgartner, E-Learning, Praxis, Schulmeister

E- Learning ist die Zukunft des Lernens so tönt es überall. Doch wie genau funktioniert E- Learning, was unterscheidet es vom Lernen, wie wir es bislang kennen und welche klassischen Konzepte haben überhaupt noch Bestand? Im Folgenden soll das „Heuristische Modell" von Peter Baumgartner und das didaktische Dreieck des virtuellen Lernens von Rolf Schulmeister näher beleuchtet und vorgestellt werden.

1. Heuristisches E- Learning-Modell (Baumgartner)

Der Begriff „Heuristik" stammt vom griechischen Verb „heurískein": finden, entdecken. In der Philosophie bezeichet er eine Verfahrensweise zur Problemlösung, der Begründung neuer Erkenntnisse durch Hypothesen und die Suche nach einer geeigneten Beweisführung. Ein wichtiges Verfahren ist die Darstellung komplexer Zusammenhänge durch Modelle. Baumgartner arbeitet heuristisch, indem er neue Hypothesen über Lernen mit Hilfe alter, erweiterter Modelle darzustellen versucht.

1.1 Grundzüge des Modells und zu Grunde liegende Lehrparadigmen

Dieses Modell überträgt klassische didaktische Grundlagen auf E- Learning-Umgebungen und basiert auf allgemeinen Lehr-/Lernparadigmen. Lehren I bzw. das Modell vom „Wissenstransfer", ist stark behavioristisch orientiert: der Lehrende als Autoritätsperson überträgt lediglich Faktenwissen an den Lernenden. Bei Lehren II geht es darum, Wissen zu erarbeiten. Hier erkennt man klar kognitivistische Züge. Es werden einfache Probleme gelöst. Lehren III schließlich ist vom Konstruktivismus geprägt: Hier löst der Lernende selbst reale, komplexe Probleme. Ein ganzer Lernprozess funktioniert dabei laut Baumgartner spiralförmig mit allen Modellen. Ein Lernender muss sich zuerst Faktenwissen aneignen, auf diesem Faktenwissen aufbauend einfache Probleme lösen und schließlich selbstständig komplexe Probleme bearbeiten. Mit diesem Wissen und den erworbenen Erfahrungen beginnt er anschließend ein neuer Lernzyklus.

1.2 Übertragung der Erkenntnisse auf webbasierte Lernumgebungen

Die Frage ist nun aber: Wie lässt sich dieser Prozess in E- Learning-Umgebungen umsetzen? Wie muss das Lernarrangement gestaltet sein und welche besonderen Anforderungen kommen auf eine Lehrperson zu? Baumgartner versucht, die Erkenntnisse des „Offline"-Lernens auch auf web-basiertes Lernen zu übertragen. Er unterscheidet dabei zwischen drei wichtigen Rahmenbedingungen: der Handlung, die der Lernende vollzieht, der Lernebene, auf der sich der Lernende je befindet und der sozialen Organisation, die dem Prozess zu Grunde liegt. Diese Bedingungen betrachtet er auf jeder Stufe der Spirale. Laut Baumgartner lässt sich die erste Stufe (Faktenwissen erlernen) am besten über Websites verwirklichen. Besucher wählen aus dem Wissensangebot auf der Website aus und machen sich gleichzeitig mit dem webbasierten Lernen vertraut. Tutorien und konstruierte Probleme in Mikrowelten helfen bei auftretenden Problemen, außerdem kommuniziert der Nutzer asynchron mit dem Lehrer. In der dritten Phase schließlich löst der Nutzer vollständig virtuelle eigene Probleme. Er organisiert selbst und wendet sein Wissen z.B. in problemorientierter Lernsoftware an.

Zur Veranschaulichung findet sich in nachfolgender Tabelle eine Übertragung der herkömmlichen Lernschritte auf E- Learning:

Man sieht, web-basiertes Lernen wird von ähnlichen Prozessen bestimmt wie jedes andere Lernen auch.

2. Weiterführung und Ergänzung nach Rolf Schulmeister

Einen wichtigen Beitrag zur Weiterführung und Ergänzung dieser theoretischen Überlegungen liefert Rolf Schulmeister, Mitherausgeber der „Zeitschrift für E-Learning".

2.1 Allgemeine Überlegungen

Schulmeister ist der Meinung, Lernplattformen seien aus didaktischer Sicht ein historischer Rückschritt, da die Präsenzlehre für außerordentliche Qualität stehe. Ein zentraler Vorteil virtueller Lernplattformen bestehe zwar im zeit- und ortsunabhängigen Lernen, auf das „wie" des Lernens könne jedoch kein Einfluss genommen werden. Heute bestimme oftmals noch eine eingeschränkte Sichtweise die Konzeption von Lernumgebungen und könne deren Potential nicht gerecht werden. Als Beispiele für diese Einschränkung einzelner Aspekte nennt er:

  1. Didaktische Szenarien dienen lediglich zur Organisation der Lehre.
  2. Mit Hilfe der Struktur der Lektionen erfolgt lediglich eine suggestive Konstruktionsweise.
  3. Zugrunde liegende Paradigmen beinhalten nur rezeptives Lernen.
  4. Die Studenten sollen sich durch ihre Selbstständigkeit auszeichnen, was gerade in Hinblick auf die Klassifikation nach Lernertypen widersprüchlich scheint.
  5. Das Evaluationskonzept ist lediglich eine Testform, wodurch behavioristische Vorgehensweisen im Mittelpunkt stehen, was kritikwürdig ist.

Schulmeisters Verbesserungsvorschläge konzentrieren sich insgesamt überwiegend auf mehr Interaktivität in Form von interaktiven Grafiken.

2.2 Didaktisches Dreieck virtuellen Lernen

Aufbauend auf diesen Überlegungen stellt Schulmeister folgendes Beziehungsdreieck um die drei wichtigsten Faktoren für E- Learning auf:

Unter Kognition stehen die Denkprozesse mit dem Ziel der Konstruktion von Wissen. Kommunikation bezeichnet die Konventionalisierung und Kollaboration bei der Konstruktion von Wissen.

Aus der Gegenüberstellung ergeben sich zahlreiche Konsequenzen:

  1. Organisation der Lehre
    Blended Learning: hier sind Rückmeldungen und Verzahnung von Präsenz- und Online-Lehre wichtig. Didaktische Szenarien müssen sinnvoll geplant und reflektiert werden. Dabei ist die Bereitstellung kommunikativer Bindeglieder besonders effizient.
  2. Didaktisches Design
    Die Funktion der Lernplattform ändert sich: Interaktivität steht im Zentrum, Übungen haben Vorrang vor Texten, um einen Mehrwert des Online-Lernens zu schaffen.
  3. Unterstützung der Kommunikation
    Um effiziente Kommunikationsformen zu gewährleisten müssen bestimmte Betreuungskonzepte, in Form von Chats, Konferenzen etc. festgelegt werden.
  4. Unterstützung der Kooperation
    Gleiches gilt für Kooperation, die z.B. mit Whiteboards unterstützt werden kann.

2.3 Kritik an Baumgartners Modell und Weiterführung

Schulmeister kritisiert in einigen wesentlichen Punkten das Modell von Baumgartner. Er findet es zu geschlossen und nicht erweiterbar und bringt deshalb eine dritte Dimension ins Spiel: die Lehrertypen. Er unterscheidet Lehrerzentriertheit (fremdgesteuertes Lernen) von Lernerzentriertheit (keine Steuerung/Kontrolle von Außen).

Schulmeister zeigt des Weiteren folgende Aspekte netzbasierten Lernens auf:

  1. Transparenz
    Embededdness: Einbettung des netzbasierten Lernmaterials in die Lernumgebung
    Consistency: Nähe/Verträglichkeit des Lernmaterials zum Lerngegenstand
  2. Inhaltorientierung - Prozessorientierung
    Inhaltsorientierung: Anbieten von Inhalten, Content, Lehrbüchern, Steuerung des Lernprozesses durch Aufgaben und Tests Prozessorientierung: aktuellen Lernprozessen wird die gesamte Aufmerksamkeit gewidmet, Kommunikationsprozesse im Vordergrund, tutorielle Beratung, Moderation, Kooperation in Arbeitsgruppen

Darauf aufbauend entwickelt er ein klassifiziertes Begriffsraster für das vituelle Lernen, in dem drei qualitative Kriterien im Mittelpunkt stehen: Formen, Funktionen und Methoden.

  1. Formen:
    Präsenzseminar plus WWW-Skript - Präsenzseminar plus Kommunikationsplattform - Präsenzseminar im Wechsel mit virtuellem Tutorium oder virtuellem Seminar - rein virtuelles Seminar bzw. komplettes Selbststudium
  2. Funktionen:
    Information - asynchrone Kommunikation - synchrone Kommunikation - synchrone Interaktion und Kooperation
  3. Methoden:
    Instruktion oder expositorische Lehre - graduell interaktives Unterrichtsgespräch - tutoriell begleitetes Lernen - moderierte problemorientierte Arbeitsgruppen - selbstorganisierte Lerngemeinschaften

2.4 Szenarien computerintegrierten Lernens

Schließlich stellt Schulmeister vier Szenarien computerintegrierten Lernens vor:

  1. Präsenzveranstaltung begleitet durch Netzeinsatz mit dem Ziel der Instruktion:
    Hier hat das virtuelle Lernen ergänzende Funktion. Skripte und Präsentationen begleiten eine Präsenzveranstaltung, die computergestützt vor- und nachbearbeitet wird.
  2. Gleichrangigkeit von Präsenz- und Netzkomponente mit prozessbezogener Kommunikation:
    Das Lernmaterial steht innerhalb einer Lernplattform bereit. Die Studierenden werden selbst aktiv, es herrscht jedoch keine Kommunikation untereinander. Insgesamt handelt es sich um eine additive, integrative Variante virtuellen Lernens.
  3. Integrierter Einsatz von Präsenz- und virtueller Komponente mit moderierten Arbeitsgruppen:
    Präsenz- und Onlinephasen wechseln sich ab. Im Vordergrund steht die gemeinsame Arbeit an Wissensprodukten.
  4. Virtuelle Seminare und Lerngemeinschaften und Selbststudium mit kooperativen Zielen:
    Die Präsenzveranstaltung wird komplett durch virtuelles Lernen ersetzt.

3. Interaktivität in Multimedia-Anwendungen

Man spricht von Interaktivität, wenn mindestens zwei Individuen miteinander in Kontakt treten und sich gegenseitig durch ihre wechselseitigen Handlungen beeinflussen. Interaktivität kann entweder direkt zwischen den Personen stattfinden oder durch Medien wie Telefon, Email oder Chatprogramme stattfinden.

Was heißt aber Interaktivität in Bezug auf Lernumgebungen und den Umgang mit Computern und wie kann Interaktivität gemessen werden?

Ausgangspunkt ist die Bildschirmseite in einem multimedialen Lernsystem oder die Website auf einer Plattform, die außer Text auch andere Multimedia-Komponenten enthält. Es wurde untersucht, wie viel Handlungsfreiheit der Nutzer hat. Schulmeister unterscheidet sechs Stufen der Interaktivität. Die Stufung bezieht sich sowohl auf die Multimedia-Komponenten in einem Lernsystem als auch auf interaktive Programme oder Programmkomponenten.

3.1 Sechs Stufen der Interaktivität

  1. Stufe: Objekte betrachten und rezipieren
    Auf dieser Stufe kann der Benutzer fertige Multimedia-Komponenten betrachten (beispielsweise Bilder) oder abspielen (Ton oder Animationen). Der Nutzer kann die Programme starten, hat danach aber keinen Einfluss mehr auf die Darstellung der Komponente. Es handelt sich eher um eine Illustrations- oder Informationsfunktion. Der didaktische Mehrwert von solchen Programmen liegt darin, dass sie Abstraktes visualisieren und dem Benutzer das Lernen durch konkretes Handeln ermöglichen.
  2. Stufe: Multiple Darstellungen betrachten und rezipieren
    Auch auf der zweiten Stufe sind die Multimedia-Komponenten vorgefertigt. Für einige bestehen mehrere Varianten. Beispielsweise erscheint durch den Mausklick auf ein Bild ein weiteres. Es existiert also auf der zweiten Stufe bereits mehr Variationsvielfalt. Der Inhalt jedoch kann nicht verändert werden. Es handelt sich um ein Lernprinzip durch „multiple views" mit vielen unterschiedlichen Darstellungsformen.
  3. Stufe: Die Repräsentationsform variieren
    In dieser Stufe haben die Benutzer erstmals aktiven Einfluss auf die Darstellung. Beispielsweise können sie zweidimensionale Grafiken skalieren oder dreidimensionale Grafiken rotieren lassen. Obwohl auch hierbei der Inhalt unverändert bleibt ist die direkte Manipulation des Objekts motivierend für den Lernenden.
  4. Stufe: Den Inhalt der Komponente beeinflussen: Variation durch Parameter- oder Datenvariation
    Der Inhalt der Multimedia-Komponenten ist in der vierten Stufe noch nicht vorgefertigt, sondern wird erst durch die Anforderung des Benutzers generiert. Der Benutzer kann - innerhalb eines gewissen Rahmens - neue Darstellungsweisen durch die Eingabe von neuen Daten oder Parametern erzeugen. Diese vierte Stufe unterstützt damit also das explorative Lernen.
  5. Stufe: Das Objekt bzw. den Inhalt der Repräsentation konstruieren und Prozesse generieren
    In der fünften Stufe der Interaktivität haben die Benutzer Werkzeuge wie Mind-Mapping-Tools zur Verfügung, um selbst ihre Gedanken zu visualisieren. Das Programm funktioniert als Werkzeug, mit dem die Lernenden ihre eigene Gedankenwelt konstruieren können. Im Gegensatz zu den ersten vier Stufen, die vor allem explorative Lernaktivitäten unterstützen, ermöglichen Programme auf der fünften Stufe eigenaktive (expressive) Lernaktivitäten.
  6. Stufe: Das Objekt bzw. den Inhalt der Repräsentation konstruieren und Prozesse generieren
    Interaktivität auf dieser Stufe bedeutet, dass das Programm die Eingaben versteht und mit einer bedeutungsvollen Rückmeldung darauf reagiert. Es handelt sich um Systeme mit kontextsensitiver Rückmeldung.

3.2 Abschließende Bemerkung und allgemeine Interpretation

Anhand der Skalierung des Interaktivitätsniveaus wird deutlich, dass mit ansteigender Interaktivitätsstufe auch die Darstellungsform variantenreicher wird

Rolf Schulmeister sieht einen Zusammenhang zu den drei Formen des Designs von Interaktivität in Lernumgebungen, die Rhodes und Abzell als reaktives, coaktives und proaktives Design bezeichnet haben. Das reaktive Design entstammt dem klassischen, behavioristischen Reiz-Reaktionsschema und ist daher eher auf den unteren Stufen der Interaktivität zu finden. Im proaktiven Design ist der Lernende selbst aktiv und konstruierend. In den höheren Stufen der Interaktivität steigt auch der proaktive Anteil an der Interaktivität. Mit dieser Abstufung schlägt Schulmeister den Bogen zu den psychologischen Lerntheorien. Obwohl hier nun sechs Stufen der Interaktivität in multimedialen Lernumgebungen vorgestellt wurden, kommt selbst die oberste Stufe nicht an ein menschliches Modell der Kommunikation heran, da die nötige Reziprozität gegenüber menschlicher Kommunikation fehlt.

4. MBE Genius

MBE Genius ist eine Lernplattform, die an der Universität St. Gallen am Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik von Andrea Back, Sabine Seufert und Sonja Kramhöller entwickelt wurde. Mit Hilfe dieser Lernplattform wird die Lehrform des „Distance and Collaborative Learning" verwirklicht. Neue Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) werden eingesetzt, um ein neues Kommunikations- und Informationsnetz zu gestalten und eine web-basierte Lernumgebung schaffen. Dies bedeutet, dass ein interaktives Zusammenarbeiten ermöglicht wird.

Bevor jedoch auf den konzeptionellen Aufbau von MBE Genius eingegangen werden wird, soll an dieser Stelle zuerst der allgemeine Aufbau und Nutzen von Lernplattformen dargestellt werden.

4.1 Allgemeiner Aufbau und Nutzen von Lernplattformen

Lernplattformen an sich sind nur die technischen Voraussetzungen dafür, dass Lernszenarien miteinander kombiniert und in einer sogenannten Lernumgebung integriert werden können. Drei verschiedene Typen sind bei der Gestaltung von Lernumbebungen zu unterscheiden:

  1. E-Learning by distributing:
    Methodisch-didaktisches Design: Es handelt sich um eine dozentenzentrierte Methode, das heißt der Dozent nimmt eine aktive Rolle ein. Der Lernende ist Informationsempfänger, der den Inhalt reproduzieren muss. Somit findet ein Informationstransfer statt. Aus Sicht des Lernenden spricht man auch von „learning by telling".
    Technische Verwirklichung: Zum Einsatz kommen distributive Technologien wie zum Beispiel Präsentations- und Multimediasysteme für eine „one-to-many"-Kommunikation
  2. E-Learning by interacting:
    Methodisch-didaktisches Design: Bei lernerzentrierten Methoden nimmt der Lernende die aktive Rolle ein und lernt anhand von Übungen mit konkreten Fällen die Anwendung auf Problemsituationen. Es handelt sich hierbei um „learning by doing".
    Technische Verwirklichung: Mittels interaktiver Technologien wie Hypertext findet „one-to-many"- oder „one-to-one"-Kommunikation (Kommunikation zwischen Individuum und Computer) statt.
  3. E-Learning by collaborating:
    Methodisch-didaktisches Design: In teamzentrierten Methoden nimmt der Dozent die Rolle des Coaches und Moderators ein. Die Lernenden arbeiten zusammen: „learning through discussion and reflexion".
    Technische Verwirklichung: Kollaborativer Techologien, wie zum Beispiel Diskussionsforen, Chatrooms und Groupeware-Systeme kommen zum Einsatz für eine „many-to-many"-Kommunikation.

4.2 Konzeptioneller Aufbau von MBE Genius

  1. Lerninfrastruktur: Lernplattform, die sich aus mehreren miteinander verknüpften Datenbanken zusammensetzt. So befinden sich in dieser Ebene eine Schedule-Datenbank (Übersicht über Kursstruktur, Kalenderfunktion), ein Media-Center (Kursmaterialien), eine Profildatenbank (Informationen, Daten und Persönliches von Dozenten und Teilnehmern), ein Course Room (interaktive Komponente; Diskussion) und ein Assessment Manager (für Dozenten; Entwickeln, Auswerten, Verwalten von Tests).
  2. Lernmodule: Umsetzung bestimmter Lernszenarien. Zur Verfügung stehen Hands-on-Übungen für schrittweises Lernen unterschiedlich vorbereiteter Groupware-Module (Eingangs- und Kontrollfragen), Case Studies zur Handlungs- und Entscheidungskompetenz und Fallstudien, die von mehreren Teams kompetitiv zu lösen sind zur Verfügung.
  3. Lernmodell: Lernen am Modell, in diesem Fall das Lernen an der virtuellen Übungsfirma Mediatronics. Dies soll den Transfer des Gelernten in die Arbeitswelt erleichtern.

MBE Genius ist ein Modell, das vielfältige Möglichkeiten des E-Learning einsetzt und von allen drei Arten des E-Learning Gebrauch macht. Es können zum einen im Media-Center Informations- und Kursmaterialien zur Verfügung gestellt werden („E-Learning by distributing"), zum anderen wird auch das Prinzip des „E-Learning by interacting" umgesetzt mit der Möglichkeit des Lernens am Modell (virtuelle Übungsfirma Mediatronics). Schließlich verwirklicht MBE Genius auch der Methode des kollaborativen Lernens, indem Fallstudien zur Verfügung gestellt werden, welche im Team kompetitiv zu lösen sind („E-Learning by collaborating").

Literatur