Behaviorismus, Kognitivismus und Konstruktivismus im E
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Behaviorismus, Kognitivismus und Konstruktivismus im E-learning Alexander Zimmermann Medien- und Kommunikationsinformatik Hochschule Reutlingen [email protected] Abstract: Die E-Learningplattformen sind auf ihrem großen Vormarsch. Ihre Lehrmethoden folgen bestimmter Paradigmen. Diese Lernparadigmen, ihre Methoden, ihre praktische Anwendung und ihre Vor- und Nachteile sind Thema dieser Seminararbeit. Das Ziel der Arbeit ist, einen breiten Überblick über das Feld der Lerntheorien im E-Learning zu bieten. 1. Einleitung Diese Seminararbeit thematisiert die Lerntheorien, aufgespalten in das behavioristische, kognitivistische und konstruktivistische Lernparadigma, und ihre Anwendung in elektronischen Lernumgebungen. Trotz der weit fortschreitenden Entwicklung in computerbasierter Lernhilfe, kursieren immer noch weitverbreitet Vorurteile gegenüber dem Lernen am Computer. So wird, vor allem aus der pädagogischen Seite, der Software vorgeworfen, dass sie versuche den Lehrer zu ersetzen. Auch wird ihnen vorgeworfen, dass sie nur dem Einpaukprinzip folgen können, die dem Lernenden die richtige Antwort auf Fragen antrainiert, ohne das Wissen dahinter zu vermitteln (vgl. [BP01 S.12]). Unter genauer Betrachtung jedoch, folgen die Lehrmethoden an den Schulen nach einem für Informatiker gewohntem Prinzip. So werden ganze Lehrstoffe zerteilt (divide) und mit Teilzielen versehen die im Laufe des Schuljahres zu absolvieren sind (conquer). Erreicht eine Klasse ein Teilziel nicht, kann der Lehrer den Teilstoff wiederholen, erreichen einzelne Schüler die Teilziele eines Schuljahres nicht, müssen diese das Schuljahr wiederholen. Dies entspricht wiederum einer für Informatiker bekannten Schleife. Die Lehr-Lernebene ist also keinesfalls ein, für Informatiker zu abstraktes Gebiet (vgl. [BP01 S.13]). While weiterkommen equals false lernen if gelerntes equals wissen weiterkommen = true Die in dieser Arbeit behandelten Lerntheorien sind getrennt voneinander zu betrachten. So ist keines der beschriebenen Paradigmen die bestmögliche Sichtweise, sondern nur jeweils eine andere Ansicht des Lernens, die in speziellen Situationen ihre speziellen Vorzüge haben (vgl. [BP01 S. 99]). Ähnlich dem Atommodell, das auch nur eine mögliche Sichtweise der Realität ist, allerdings nicht als die Realität verstanden werden soll (vgl. [BP01 S. 99]). In diesem ersten Kapitel wird einleitend zum Thema hingeführt. Die drei „wichtigsten erkenntnistheoretischen Ansätze des Jahrhunderts“ (vgl. [BP01 S. 100]) werden in den folgenden Kapiteln erklärt und anhand von praktischen Beispielen aufgezeigt. Der Behaviorismus (von „behavior“, engl. für „Verhalten“) ist Thema des zweiten Kapitels und ist zwei-gespalten in den behavioristischen und den kybernetischen Lernansatz. Das dritte Kapitel thematisiert den Kognitivismus (von „cognoscere“ lat. für „erfahren“), auch über das didaktische Design wird in diesem Kapitel berichtet. Kapitel 4 enthält den Konstruktivismus (von „construere“ lat. Für „errichten“). In diesem Kapitel geht es um den neuesten Ansatz der Lerntheorien und enthält auch einen Abschnitt über das situierte Lernen. Abschließend wird in einem fünften Kapitel ein Gesamtfazit über alle Paradigmen gezogen. 2. Behaviorismus Bereits der Philosoph Gilbert Ryle (1900-1976) hat in seinen Arbeiten erkannt, dass es einen grundlegenden Unterschied gibt zwischen 'den richtigen Lösungsweg kennen', oder 'die Antwort wissen' (vgl. [BP01 S. 20]). So wissen Leute die eine Regel verinnerlichen nicht zwangsläufig die aus einer entsprechenden Aufgabe resultierende Antwort, und jemand der die Lösung kennt nicht zwingend der zur Lösung führende Weg. Die Lernpsychologie des Behaviorismus hat seinen Ursprung beim russischen Verhaltensforscher Iwan Petrowitsch Pawlow (1894 1936) der bereits 1905 mit Experimenten an einem Hund, dem berühmten Pawlowschem Hund, zeigte, dass man angeborene Reflexe, in Pawlows Experiment der Speichelfluss, auch durch andere Stimulationen, zum Beispiel einem Glockenleuten, hervorrufen kann (vgl. [FT01 S.5]). So wurde der Hund über einen Zeitraum hinweg, im Anschluss an ein Glockenleuten gefüttert. Dadurch verband der Hund das Glockenleuten direkt mit dem darauf folgenden Futter. Dies entspricht der operanten Konditionierung nach Edward L. Thorndike (1874-1949). Für Behavioristen ist es nicht relevant was im inneren der Person passiert. Sie sagen, dass Verhalten durch die folgenden Konsequenzen gesteuert wird (vgl. [MK01 S. 56]). Das Gehirn, so die Sichtweise der Behavioristen, ist ein „passiver Behälter“ (vgl. [BP01 S. 101]) der mit vermeintlichen Wissen bzw. richtigen Antworten, gefüllt wird. Abbildung 1: Lernmodell des Behaviorismus (schematisch) [BP01 Abb. 11] Das Wort 'Konsequenz' leitet sich aus dem lateinischen 'consequi' ab, was soviel heißt wie 'folgen'. Konsequenzen folgen auf Verhalten. Die Konsequenzen sind erst dann imstande ein bestimmten Verhalten zu steuern, wenn dieses Verhalten bereits einmal gezeigt wurde. Der behavioristische Ansatz konzentriert sich, anders als der kybernetische Ansatz (siehe 2.4 Kybernetischer Ansatz) auf eben diese Rückmeldung (vgl. [MK01 S. 56]). Die Konsequenzen beeinflussen das Verhalten auf positive oder negative Weise, je nachdem wie die Konsequenzen bei den vorangegangenen Malen ausfielen. So wirken positive Konsequenzen, wie zum Beispiel Lob oder eine Belohnung, sich positiv auf das Verhalten aus. Es wird als 'richtige Antwort' abgespeichert und der Mensch neigt eher dazu dieses Verhalten zu wiederholen oder anzuwenden (vgl. [MK01 S. 56]). Folgt auf ein Benehmen eine Bestrafung, also eine negative Konsequenz, so wird dieses Verhalten weniger oft wiederholt, wobei hier nachgewiesen wurde, dass Verhalten, das als negativ im Gehirn abgespeichert wurde, nicht vollends aus dem 'Verhaltenskatalog' verschwindet (vgl. [MP01 S.56]). Beispiele hierfür lassen sich meist aus der eigenen Schulzeit ableiten. Der Reiz etwas Verbotenes zu tun, ist durchaus höher als der Reiz etwas ohne Bedeutung zu tun. Zusätzlich zum Bestrafen als negative Beeinflussung von Verhalten, gibt es noch die Möglichkeit, Verhalten zu ignorieren. Handlungsweisen die keinerlei Reaktion ihrer Umwelt hervorrufen, also weder positive noch negative, werden als unbrauchbar interpretiert und auf Dauer gelöscht. Davon ableitend weist sich die negative Beeinflussung durch Ignorieren, pädagogisch als wesentlich wirksamer (vgl. [MK01 S.56ff]). Wichtig ist, dass für die handelnde Person zwischen dem Verhalten und der Konsequenz ein Zusammenhang besteht. So ist es nötig auf ein Verhalten zeitlich nah zu reagieren. Hier zeigt sich bereits ein Vorteil von Lernsoftware gegenüber Lehrern, die schulische Leistung nicht immer unmittelbar belohnen können. Programme die Wissen abfragen und dem behavioristischen Modell folgen, können unmittelbar Feedback auf begangene Fehler oder korrekte Antworten geben (vgl. [MK01 S.57]). Aus der behavioristischen Lehrmethode ergibt sich folgendes Muster: 1. Der Lernende bekommt eine bestimmte Frage, einen bestimmten Reiz (Stimuli, bzw. Input). 2. Er gibt eine gewisse, bereits vordefinierte Antwort (Respone, bzw. Output). 3. Er erfährt eine Rückkopplung (Reinforcement). 4. Lerninhalte werden inkrementell bearbeitet. 5. Es werden zum größten Teil richtige Antworten angegeben. 6. Der Lernende nähert sich so allmählich an das Lernziel an (vgl. [HM01 S. 109]). 2.1 Behaviorismus in der Praxis Frank Thissen zeigte in eine seiner Arbeiten den Behaviorismus anhand eines Mathematik-Lernprogramms. In diesem Lernprogramm, welches auf Grundschüler und Schüler bis zur sechsten Klasse abzielt, werden die einfachen mathematischen Regeln durch Aufgaben ständig wiederholt und somit 'eingepaukt'. Erarbeiten kann man sich auf diese Weise einen Rang (von 'Weltraumlehrling' bis 'Rechengenie'), der die Motivation steigert und, nach dem Verständnis des Behaviorismus, den Lerneffekt verstärkt. Es ist eindeutig sichtbar wann in Lernprogrammen die Ziele erreicht sind, nämlich bei erfolgreicher Absolvierung der Aufgaben (vgl. [FT01 S.2ff]). Eine direkte Bestrafung gibt es für den Spieler in Thissens Beispielprogramm nicht. So wird man aufgefordert, nicht richtig gelöste Aufgaben später, oder direkt im Anschluss erneut zu erledigen, und zwar solange bis der Fehler nicht mehr gemacht wird. Eine negative Reaktion auf einen begangenen Fehler bleibt aus (vgl. [FT01 S.2ff]). Auffallend ist hierbei, dass, anders als beim Kognitivismus, einzig die richtige Antwort zählt, nicht was im Inneren zur Antwort führt. Dies ist direkt übertragbar auf die behavioristische Black-Box-Metapher: relevant ist nur die Ausgabe, nicht die Verarbeitung. Dem Behavioristen Burrhus Frederic Skinner liegt es zugrunde, dass Lehrmaterialien in Teilstoffe, sogenannte „Lehrstoffatome“ (vgl. [MK01 S. 58ff]) zerlegt werden. Dies gilt auch für die Verarbeitung der Lehrmaterialien für E-Learning-Umgebungen. Das zu lernende Material wird in Lehrstoffatome zerlegt, die sequentiell bearbeitet werden. Zu diesen Lehrstoffatomen sind die jeweilig richtigen Lösungen zu erarbeiten, die vom Lernenden richtig anzugeben sind. Richtige Antworten werden daraufhin mit Lob und dem Weiterkommen verstärkt, falsche Antworten führen dazu, dass das Lernsegment, oder nur die Frage, wiederholt werden muss (vgl. [MK01 S. 58ff]). 2.2 Vorteile des behavioristischen E-Learnings Wie bereits erwähnt, kann dem Lernende während einer computerbasierten Lernanwendung direkt Feedback gegeben, und Leistung objektiv bewertet werden. In der Schule jedoch werden Hausarbeiten erst nach tagelanger Verzögerung, bewertet zurück gegeben, oder die gute mündliche Note erst nach dem Schuljahr bekannt gegeben (vgl. [MK01 S. 59]). Die Objektivität der Leistungsbewertung schließt mit ein, dass sie - geduldig wie Software ist - auch wiederholte Fehler nicht beeinflussen. Die Nervosität wie sie im Klassenzimmer bei wiederholter falscher Antwort entsteht, bleibt hier aus. Zusätzlich können Lehrstoffatome beliebig wiederholt, oder zu einem späteren Zeitpunkt bearbeitet werden (vgl. [MK01 S. 59]). Durch die Zielstrebigkeit und die Objektivität, ist der Computer dem Menschen als Lehrer also überlegen. Diese moderne Form des 'Frontal Unterrichts', ist also besser als die alte Form (vgl. [PS01 S.77]), wenn auch diese Form des Unterrichts im Gesamten, in ihrer Effizienz fragwürdig ist. 2.3 Kritik an behavioristischen Systemen Da sich Verhalten nach dem behavioristischen Ansatz durch die Konsequenzen steuert, lässt sich nicht sagen wie die Reaktion auf eine neue Situation ist. Den Personen die nach behavioristischem Prinzip lernen sei es nicht möglich, ihre Antworten schnell an veränderte Fragestellungen anzupassen. Ein weiteres, schwerwiegendes Problem ist, dass es sich bei dieser Art von Lernen, eher um ein 'Auswendiglernen' handelt, es wird nicht verstanden warum etwas so ist, nur dass es so ist (vgl. [MK01 S. 60]). Zum Beispiel muss man, um die Physik zu verstehen, den Zusammenhang dahinter verstehen, es genügt nicht nur die richtige Formel zur richtigen Frage zu kenne, man muss auch mit logischem denken Formeln umstellen können um einen Problemfall zu lösen. Personen die nach behavioristischen Regeln belehrt werden, fällt es auch schwer Geisteszustände zu erfassen, so wissen sie, dass auf eine beschämende Situation ein erröten des Gesichtes zu Folge hat, über den inneren Zustand des Beschämtseins, der ja hier im Vordergrund steht, wissen sie nichts (vgl. [BP01 S.103]). Behavioristische Lernprogramme leiden zudem daran, dass sie nach kurzer Zeit nicht mehr motivierend genug sind. So sind die Lernenden bzw. User anfangs noch erpicht den neugewonnenen Wissensdurst zu stillen, ist dann aber die schlichte Struktur des Programms durchschaut, stellt sich die immer gleich bleibende Lernweise als zu monoton heraus (vgl. [MK01 S. 65]). Eine weitere Kritik ist, das vollkommen neue Lerninhalte nicht auf diese Art erlernbar sind. So sind behavioristische Programme nützlich um sich Fakten zu merken, zum Beispiel bei der Vorbereitung auf eine Führerscheinprüfung oder auf einen Vokabeltest. Für komplexe Inhalte wie die Grundlagen der Informatik, die verstanden und nicht nur kurzzeitig gemerkt werden müssen, sind die Programme nicht dienlich [MK01 S. 65]. Nicht zu ignorieren sind aber die Vorteile die sich eben für Vokabeltests oder Führerscheinprüfungen bieten, so ist dass Wissen 'nice to have' aber nicht ausschlaggebend für die Fähigkeit Englisch zu sprechen oder Auto zu fahren. Eine andere Methode diese Inhalte zu lernen wäre zwar denkbar, aber unnötig aufwendig in der Produktion (siehe Kritik zu kognitiven Lehrsystemen) und für den Zweck nicht besser geeignet. 2.4 Kybernetischer Ansatz In den 60er Jahren entstand in Europa, auf Basis der amerikanischen Theorie zur programmierten Instruktion, der kybernetische Ansatz. Anders als bei dem behavioristischen Ansatz legt der kybernetische Ansatz den Fokus nicht auf die Rückmeldung, bzw. die Konsequenz der Antwort oder des Verhaltens, sondern auf die Art und Häufigkeit wie die Information präsentiert wird. Das Lernen ist also, so sagt es die Theorie, ein Austausch von Informationen zwischen dem Lerner und dem Lehrsystem (vgl. [MK01 S. 61]). Ein weiterer grundlegender Unterschied zwischen dem behavioristischen und dem kybernetischen Ansatz, ist die Reaktion auf eine falsche Antwort. Wird beim behavioristischen Ansatz die Frage wiederholt, wiederholt sich beim kybernetischen Ansatz die Information, die zum Beantworten der Frage hilft. So wird selbst beim Feedback die anfängliche Information angegeben. Die Häufigkeit, mit der die Information dem Lernenden gezeigt wird, trägt laut dem Ansatz maßgeblich zum Lernen bei. Die Form in der die Information dem Lernenden präsentiert wird, nennt man Basaltext. Dieser Basaltext enthält die Information selbst, sowie auch Grafiken und Bilder die zum beantworten der Frage beitragen. Allerdings muss dieser Text so kurz wie möglich, also auch frei von Redundanzen gehalten sein (vgl. [MK01 S.63]). Ist der Umfang eines solchen Textes zu hoch, kann er in eine sogenannte „Halbordnung“ (vgl. [MK01 S.63]) aufgegliedert werden, die aus mehreren Basaltexten besteht. Wichtig ist hierbei auch, dass die Texte voneinander unabhängig verstanden werden können. Die Fragen die auf diese Information folgen, sind genauer auf sogenannte Basalwörter bezogen die im Basaltext hervorgehoben, oder auch „kondensiert“ (vgl. [MK01 S.63]) werden. 2.5 Vorteile des kybernetischen Ansatzes Der Vorteil des kybernetischen Ansatzes erschließt sich, wenn man Theorie in die praktische Anwendung des E-Learnings übergeht. So ist ein Basaltext, im Vergleich zu ihrer Quelle, einfacher auf ein Medium übertragen, da die Information bereits zu einer Quintessenz konzentriert wurde. Die Übertragung des Lehrstoffs auf ein Medium, das sogenannte „Objekt“, wird auch „Objektivation“ genannt (vgl. [MK01 S. 63ff]). 2.6 Kritik am kybernetischen Ansatz Das Problem das Grundsätzlich bei behavioristischen Lernprogrammen auftritt, ist, dass die Software den Anschein verbreitet die Person als Lehrkörper verdrängen zu wollen. Wird der Lehrstoff auf ein Medium übertragen, geht ein Teil der „Qualität der Lehrfunktion“ (vgl. [MK01 S. 64]), also die Art wie ein Pädagoge den Lehrstoff seinen Schülern beizubringen versucht, verloren (vgl. [MK01 S. 63ff]). Ähnlich wie auch die zwischenmenschliche Kommunikation einer Objektivation unterzogen wurde. So wird heute Kommunikation über Instant-Messengers oder Chatprogrammen geführt, bei der Mimik und Gestik komplett ausgeblendet wird. 3. Kognitivismus Anders als die Behavioristen, sehen die Kognitivisten das menschliche Gehirn nicht als eine Blackbox an. Genauer gesagt ist, nur der innere Verarbeitungsprozess für den Kognitivismus relevant. Es werden sogar Vergleiche gezogen zwischen der Funktionsweise eines Gehirns und der Funktionsweise eines Computers, dessen Prozesse auch der Informationsverarbeitung gelten (vgl. [BP01 S. 103ff]). Dem menschlichen Gehirn wird im Kognitivismus die Fähigkeit Informationen zu verarbeiten und zu verändern zugesprochen (vgl. [BP01 S. 105]). Dies weist darauf hin, dass die kognitivistischen Ansätze sich gegen den Behaviorismus auflehnen: Im Vordergrund steht beim Kognitivismus viel mehr die Problemlösung als die richtige Antwort selbst (vgl. [BP S. 105]). Bei Lehrsystemen die diesem Paradigma folgen, spricht man von sogenannten 'tutoriellen Systemen' (vgl. [MK01 S. 65ff]), von lat. tueri „behüten, beschützen“. Die Verbindung zum Kognitivismus erschließt sich hier auf dem zweiten Blick, wenn man die Lehrstrategie dieser Lerntheorie beachtet (Siehe Abbildung 1). In diesen tutoriellen Systemen ist es wichtig, den Lernenden zu bestimmten Operationen zu führen und ihn dadurch Wissen anzueignen (vgl. [MK01 S.66]). Lernen selbst wird als ein Prozess der Weiterentwicklung des bisherigen Wissens verstanden. Bereits gelernte Inhalte dienen also dazu, neue Inhalte zu lernen (vgl. [PS01 S. 78ff]). Abbildung 2: Lernmodell des Kognitivismus (schematisch) [BP01 Abb. 12] Als Beispiel zur Veranschaulichung eines solchen Tutoriums bietet sich die Lernseite zur C++ Programmiersprache an (vgl. [CPP01]). Auf dieser Seite werden einfache Grundstrukturen der Sprache C++ dargestellt und erklärt. Voraussetzung zum kognitiven Lernen ist, dass der User bzw. der Lerner die selben Schritte durchläuft wie sie auf der Seite vorgemacht sind. Man beachte, dass auf der Seite Dinge dargestellt werden, wie zum Beispiel, dass int main () { cout << " Hello World!"; return 0; } selbiges Ergebnis liefert wie int main () { cout << "Hello World!"; return 0; } Dies dient, dem Lerner den Unterschied bewusst zu machen, einen Denk- bzw. Lernprozess zu unterstützen und ihn darauf hinzuweisen warum es denn sinnvoll ist, alles nicht in eine Zeile zu schreiben. Anders als beim Behaviorismus ist es hier wichtig, dass der Lernende dies selber erkennt. Ein anderes Beispiel für tutorielle System bietet Thissen in Form des Bildbearbeitungsprogramms 'Photoshop' (Version 3 von 1994). Er zeigt hierbei wie in dieser alten Version, Bedienelemente und Funktionen durch ein Video erklärt werden. Wichtig ist hierbei, dass der Lerner versteht was passiert, wenn man diese Funktionen selber anwendet. Der Sprecher in dem Video hat dabei keine Lehrfunktion, sondern führt behütend und helfend durch das Programm (vgl. [FT01 S.7ff]). 3.1 Didaktisches Design Das didaktische Design beschreibt einen Vorgang der Zubereitung bzw. der Verarbeitung von Lehrmaterial zu einer unterrichtstauglichen Form (vgl. [MK01 S. 66ff]). Dabei wird unterschieden, auf welche Art sich die zu lernenden Inhalte vom Lernenden aufgenommen werden muss. Man unterscheidet hier zwischen dem deklarativem Wissen (vom lateinischen declaratio, „Kundgebung, Offenbarung“), also den „Kenntnissen“ über etwas (vgl. [MK01 S. 67]), den prozeduralen Wissen (vom italienischen procedere, „der Lauf“ bzw. Verlauf), die Art, wie etwas funktioniert, und dem kontextuellen Wissen, also fallbezogenes Kenntnisse (vgl. [MK01 S. 67]). Je nachdem um welche Art von Wissen es sich handelt, wird die Information auf einem anderen 'Kanal' dargestellt, also der Lernstoff auf eine andere Weise vorgeführt. Wichtig für das didaktische Design sind auch die Voraussetzungen für das Lernen (vgl. [MK01 S. 67]), also die 'Preconditions', zum Beispiel was bereits an Vorwissen vorhanden sein muss um das Lehrmaterial verstehen zu können. So wäre es für ein C++ Tutorium zwingend notwendig die Grundzüge der Informatik zu verstehen, oder für ein Bildbearbeitungsprogramm wäre der gekonnte Umgang mit Maus und Tastatur eine derartige Voraussetzung. In der Zubereitung des elektronischen Unterrichts wird in vier verschiedene Teilbereiche unterschieden. 1. Die „Benennung von Unterrichtszielen“, also wann konkret das Lernziel erreicht ist. 2. Es muss eine „Unterrichtssituation“ geschaffen werden. Der Lernende muss also dazu geführt werden, bestimmte Operationen auszuführen, die zum Lernziel hinführen. 3. Es müssen Hilfsmittel oder „Operationsobjekte“ bestimmt werden, mit deren Hilfe die Operationen ausgeführt werden 4. Um zu überprüfen, wann der Lernende ein Lernziel erreicht hat, müssen Instrumente bestimmt werden, die zur Überprüfung von Lernzuständen dienen (vgl. [MK01 S. 67]). Diese Teilbereiche gilt es im Rahmen des didaktischen Designs zu erarbeiten und zu vervollständigen. 3.2 Intelligente tutorielle Systeme Unter intelligenten tutoriellen Systemen versteht man Lernsysteme, mit denen man interagieren kann und die sich durch die Interaktion verändern können. Anders als die normale Lernsoftware, führt hier nicht ein strikter Weg zum Lernziel, sondern der Weg ändert sich um das Lernen an den Lernenden anzupassen. Das Ziel bleibt dabei aber unverändert und vordefiniert (vgl. [MK01 S. 71]). Das System muss also imstande sein, den Weg bzw. das Verhalten des Lernenden zu interpretieren und zu verarbeiten. Es legt, zum Beispiel anhand der begangenen Fehler, den bisherigen Weg, bzw. das bisherige Modell des Lernenden fest. Dieses Modell wird dann mit dem sogenannten „Idealen Modell“, also der Ideallinie, verglichen woraufhin der Verlauf des weiteren Programms angepasst wird (vgl. [MK01 S. 71ff]). 3.3 Vorteil der kognitiven Lehrsystemen Die Anpassungsfähigkeit der intelligenten, tutoriellen Systeme ist klar als Vorteil zu bewerten. Verständnislücken können viel genauer und effektiver geschlossen werden und die Zeit die zum Lernen aufgewendet wird sinkt dadurch ebenfalls (vgl. [MK01 S.71ff]). Tutorielle Programme können von Kindern eigenständig verwendet werden. Sie werden angeleitet zum lernen und der Lehrer steht für eventuelle Rückfragen zur Verfügung. Die Kinder können durch das Programm angeleitet, experimentieren und eigenständig den Inhalt erfassen (vgl. [HM01 S. 114]) 3.4 Kritik am kognitiven Lehrsystemen Ein großer Nachteil dieser Systeme ist der erhebliche Aufwand in Konzeption und die technische Umsetzung (vgl. [MK01 S. 72ff]). Auch, dass eine Mehrzahl von Tests bzw. Fragen durchgeführt werden müssen um zum Beispiel bei mathematischen Aufgaben Flüchtigkeitsfehler auszuschließen, ist ein großer Nachteil. Verständnisprobleme, also ein 'auf dem Schlauch stehen' müssen ebenfalls auf diese Art ausgeschlossen werden. Ein schlichtes tutorielles System kann hier nur schwer unterscheiden (vgl. [MK01 S. 72ff]). Eine mögliche Umsetzung, dem Lernenden bei Unverständnis den Lehrstoff anders darzubieten, wären die 'Intelligenten tutoriellen Systeme', so geht es aber auch einfacher, und zwar dass der Lernende zwischen verschiedenen Darstellungsformen wählen kann. Der User hat somit selbst die Möglichkeit einen komplexen Sachverhalt, bei Bedarf vereinfacht darstellen zu lassen (vgl. [MK01 S. 73]). Die Intelligenz der Systeme rührt auch aus der grafischen Darbietung. So ist die Oberfläche zur Ein- und Ausgabe, die 'UI', ein wichtiger Bestandteil derartiger Lehrsysteme. Bei tutoriellen Programmen ist es also nötig auch an dieser Stelle nicht an Ressourcen zu sparen (vgl. [MK01 S. 73]). Baumgartner und Payr sind auch der Meinung, dass die Kognitivisten, als Gegenmaßname zum Behaviorismus, überreagiert haben und „eine zu starke Konzentration auf geistige Verarbeitungsprozesse“ (vgl. [BP01 S. 105]) gelegt haben. So erklären sie den Fortschritt der denkenden Computer, aber das Zurückbleiben der motorischen Fähigkeiten der Roboter, also Roboter die laufen können, als Hinweis auf die Überlagerung kognitivistischer Ansichten (vgl. [BP01 S. 105]). 4. Konstruktivismus Der Konstruktivismus beherrschte in den neunziger Jahren die didaktische Diskussion in den USA und gilt seither als das „'neue' Paradigma der Didaktik“ (vgl. [MK01 S. 76]). Er begründet sich auf der Annahme, dass der Mensch Wissen nicht verarbeitet, sondern in realen Situationen neu konstruiert. So wird Erlebtes in Relation zu bereits vorhandenem Wissen gestellt und daraus neues Wissen gebildet. Anders als im Kognitivismus werden im Konstruktivismus nicht bereits existierende Probleme gelöst, bzw. Fragen beantwortet, sondern ein eigenes Problem erschaffen bzw. generiert (vgl. [BP01 S. 107]). Abbildung 3: Lernmodell des Konstruktivismus (schematisch) [BP01 Abb. 13] Das Gehirn ist hierbei ein informationell geschlossenes, sich selbst organisierendes System. Dies macht einen großen Unterschied aus, im Vergleich zu den anderen Lerntheorien. Die Reize, die die Sinne wahrnehmen, beeinflussen dieses geschlossene System kaum. Zum Beispiel hören die Ohren nicht die Musik, sie nehmen nur die Schallwellen wahr, die, als elektrische Impulse weitergeleitet, im Gehirn zu Musik zusammengesetzt und wahrgenommen werden. Das Gehirn erzeugt also den Eindruck der Musik, nicht die Ohren selbst (vgl. [FT01 S.17]). Im Kognitivismus wird Wissen aus dem Gedächtnis abgerufen. Hier entsteht ein Transferproblem, Wissen auf eine neue Situation zu übertragen. Im Konstruktivismus wird Wissen neu generiert, in neuen Situationen wird demnach Wissen produziert und nicht 'abgewandelt'. Hier zeigt sich eine Überlegenheit des Konstruktivismus über dem Kognitivismus (vgl. [MK01 S. 75]). Man vergleiche: während im Kognitivismus der Lehrende ein Tutor ist, der kommunikativ bei der Wahrheitsfindung bzw. Wissensbildung zur Seite steht, ist der Lehrende im Konstruktivismus eher eine Art Coach (ähnlich einem Fußballtrainer). Er arbeitet mit den Lernenden zusammen, und verliert dabei an Autorität und den Schein der Unfehlbarkeit (vgl. [BP01 S. 107ff]). Wissen ist im Konstruktivismus nicht nur etwas statisches was man sich einverleiben kann. Viel mehr wird Wissen in Handlungen neu konstruiert (vgl. [MK01 S. 82]). 4.1 Situiertes Lernen Nach dem Ansatz des situierten Handelns, ist Lernen immer von der Situation abhängig. Wissen wird nicht aus dem Gedächtnis abgerufen, sondern in jeder Situation neu konstruiert. So ist jede Interaktion, sei es mit Menschen oder der Umwelt, ein Lernprozess. Dieser soziale Kontext ist sehr bedeutend für das situierte Lernen. Von Vorteil für das Lernen ist, dass nicht auf bloße Stimuli reagiert wird, sondern in jeder Situation neue Pläne für die Handlungen erdacht werden (vgl. [MK01 S. 74ff]). 4.2 Konstruktivismus in der Praxis In konstruktivistischen Lernumgebungen ist es dem Lerner möglich, selbst Dinge auszuprobieren und Zusammenhänge selbst zu entdecken. Es ist ein eher spielerischer Umgang mit dem Lernstoff, der zur Kreativität und Neugier anregen muss. Die Eigenaktivität ist ein wichtiger Bestandteil des konstruktivistischen Lernprogramms (vgl. [FT01 S.12ff]). Thissen hat in seiner Arbeit verschiedene konstruktivistische Lernprogramme aufgeführt. So auch die betriebswirtschaftliche Simulation 'CABS'. Dieses Programm basiert auf wissenschaftlich und betriebswirtschaftlichen anerkannten Modellen und beinhaltet alle wichtigen unternehmerischen Bestandteile. Der Lernende kann mit diesem Programm im spielerischen Umgang mit den Instrumenten der Betriebswirtschaft Einfluss nehmen auf die Entwicklung des Unternehmens. Er kann Erfahrungen sammeln, Zusammenhänge selbst erkennen und auf diese Weise lernen. Es ist auch möglich bei Bedarf eine Hilfestellung und Informationen einblenden lassen, sowie sich einen grafischen Überblick über die derzeitigen Unternehmensdaten geben lassen. Inhalt des Programms ist auch eine tutorielle Hilfe, die nicht nach konstruktivistischer Ansicht lehrt, diese Hilfe ist aber nur dazu da den Einstieg in das Programm zu erleichtern, das Lernen findet durch die eigene Erfahrung statt (vgl. [FT01 S.14ff]). Ein weiteres Beispiel aus Thissens Arbeit ist das Programm 'Sofies Welt'. Dieses Programm, auf den ersten Blick eher ein Spiel als ein Lernprogramm, führt geschickt über Themengebiete der Philosophie. Der Lernende arbeitet sich in einer epischen Umgebung durch zwanzig Szenen durch. Auf dem Weg wird er von Grundfragen der Philosophie konfrontiert, die von dem Programm geschickt inszeniert werden. So bekommt der User immer wieder 'Emails' die ihm beim Lösen der Aufgaben helfen, aber auch an jemand anders adressierte 'Emails'. Will der Lernende diese 'Emails' lesen, wird er von dem Programm über die Zulässigkeit gefragt, fremde Post zu öffnen, und entfacht so die Diskussion der Ethik fremde Post zu lesen. Eine andere Szene wirft die Frage auf, ob der Lernende das Leben bereits als vorgeschrieben sieht, oder ob er denkt, das Schicksal sei beeinflussbar. Dabei kann er seine Meinung per Auswahl dem Programm mitteilen und erfährt auf diese Weise von dem Programm die unterschiedlichen philosophischen Ideen. In dem Programm ist der User nicht nur 'Lerner', er ist vielmehr 'Erleber' der Philosophie und wird immer wieder erneut zum Nachdenken angeregt (vgl. [FT01 S15ff]). 4.3 Vorteile des Konstruktivismus Der schwer wiegende Vorteil des Konstruktivismus ist die hohe Qualität des Erlernten. Hat sich der Lerner erst einmal über die Schwierigkeiten dieses neuen Lernstils hinweggesetzt, findet eine hochwertige Lernerfahrung statt und das Lernergebnis ist ein Höheres im Vergleich zu den anderen Lernansätzen (vgl. [FT01 S. 18]). 4.4 Kritik am Konstruktivismus Der Lernende wird von der eigenen Struktur, von seinem eigenen Befinden bei der Konstruktion von eigenem Wissen maßgeblich beeinflusst, dies führt zu der Annahme dass jeder Mensch ein eigenes 'Modell' von Wissen erzeugt. So gibt es nicht die absolute und reale Wahrheit, sondern 'pro Mensch, eine Wahrheit'. Diese Annahme wäre für die wissenschaftliche Forschung fatal, so würde jede Forschung zur Subjektive. Darüber hinaus nimmt sich der Konstruktivismus selbst die Kraft, denn auch der Konstruktivismus wäre dann nicht allgemein gültig (vgl. [BP01 S. 107ff]). Konstruktivistische Lernumgebungen lösen bei den Lernenden Unbehagen und Gefühle der Überforderung aus. Anders als bei behavioristischen Programmen, die schienen-artig von Wissensbrocken zu Wissensbrocken führen, oder einem begleitenden, tutoriellen Programm nach kognitivistischer Ansicht, werden bei konstruktivistischen Lernumgebungen hohe Anforderungen gestellt. So muss der Lernende sich intensiv mit dem Thema befassen (vgl. [FT01 S. 18]). Da Wissen im Konstruktivismus eher ein ständiger Fluss ist und immer wieder neu konstruiert wird, ist der konstruktivistische Ansatz eine vollkommen andere Art zu lernen. Diese Art von lernen will auch erst einmal gelernt sein. Der Lernende muss imstande dazu sein, seine ständig sich ändernde Umwelt zu erfassen und zu bewältigen (vgl. [MK01 S.82]). 5. Fazit Es gibt drei Entwicklungen die es maßgeblich attraktiv gemacht haben, den Computer als Lerninstrument zu etablieren: 1. Die schnelle Entwicklung in der Computerbranche und der damit verbundene Preisverfall, die es möglich gemacht haben, PCs für Haushalte erschwinglich zu machen. 2. Die Möglichkeit, Bilder, Texte, Videos und Töne auf Datenträgern zu digitalisieren und wiederzugeben. 3. Das Internet als Kommunikationsmedium, dass die Lernenden mit den Lehrern kurzschließt und so die Kommunikation intensiviert (vgl. [FT01 S.19]). Beachtlich ist, wie der Kopf, bzw. das Gehirn des lernenden Individuums an Bedeutung gewonnen hat, der Lehrer aber an Bedeutung verlor (Siehe Tabelle). Kategorie Behaviorismus Kognitivismus Konstruktivismus Hirn ist ein Passiver Behälter Informationsverarbeitendes „Gerät“ Informationell geschlossenes System Wissen wird Abgelagert Verarbeitet Konstruiert Wissen ist Eine korrekte Input-Output-Relation Ein adäquater interner Verarbeitungsprozess Mit einer Situation operieren können Lernziele Richtige Antworten Richtige Methoden zur Antwortfindung Komplexe Situationen bewältigen Paradigma Stimulus-Response Problemlösung Konstruktion Strategie Lehren Beobachten und helfen Kooperieren Lehrer ist Autorität Tutor Coach, (Spieler)Trainer Feedback Extern vorgegeben Extern modelliert Intern modelliert Abbildung 4: Lernparadigmen [BP01 Tab. 3] Es ist nicht möglich zu sagen, dass ein Paradigma der 'einzig wahre Ansatz' ist, so ist jeder Ansatz für seinen Bereich der bestmögliche. Wie bereits erwähnt, lassen sich mit behavioristischen E-Learning-Umgebungen einfaches Faktenwissen sehr gut aneignen. So ist es zwar möglich für eine Führerscheinprüfung ein Spiel nach konstruktivistischer Idee zu entwickeln, für die einfachen Ankreuzfragebögen ist dies aber überzogen und nicht unbedingt das Beste. Der kognitive Ansatz, jemanden in ein neues Thema zu begleiten, ist eine gute Methode um Wissen über Zusammenhänge einfach erlernbar zu machen. So ist es sinnvoll in den Grundlagen der Informatik ein Tutorium anzubieten, ein behavioristisches Programm das einen Frage-Antwort-Katalog abarbeitet wäre denn aber nur Ratsam wenn auch die Prüfung nur aus einer Multiple-Choice-Fragen Ansammlung bestünde. Über die Fähigkeit der so 'produzierten' Informatiker in der Wirtschaft zu bestehen, ließe sich aber streiten. Auch der konstruktivistische Ansatz bietet sich gut im Themengebiet der Informatik an, er erfordert aber bereits Grundwissen da es sonst sehr schwer ist, sich in diese Form der Lernumgebung einzuarbeiten (siehe 4.3 Kritik am Konstruktivismus). Die modernen Medien sind nicht mehr nur Behälter für Wissen, sie sind vielmehr Werkzeuge um Wissen anzueignen und zu konstruieren (vgl. [MK01 S.82]). Das ELearning als neue Art zu unterrichten und zu lernen die Zukunft. Dennoch wird sie mittelfristig den Lehrer als Überträger von Wissen auf keinen Fall ersetzen. Es ist abhängig von den Schulen und Universitäten, wie sie das neue Medium einsetzen, so gibt es noch große Unterschiede in Darbietung der elektronischen Lernmedien. Es erfordert einen zusätzlichen Aufwand in Verarbeitung und Pflege des E-LearningMaterials und die Möglichkeit zur Kommunikation muss ebenfalls vorhanden sein. ELearning als eine Freiwilligkeit für die Lehrer, das Material darzubieten, funktioniert auf Dauer nicht. Aber dieser Mehraufwand macht sich im Verständnis und der Lernbereitschaft der Nutzer bemerkbar. Die tutoriellen Systeme als unterstützendes Lernmittel oder zur Vertiefung des in der Vorlesung bereits erhaltenen Wissen, ist aus meiner Sicht wohl eine der nützlichsten Entdeckungen für das Lernen des letzten Jahrhunderts. Literaturverzeichnis [FT01] F. Thissen: Lerntheorien und ihre Umsetzung in multimedialen Lernprogrammen – Analyse und Bewertung; BIBB Multimedia Guide; Berlin; 1999; http://www.pzmluzern.ch/FDMA/Downloads/pdf_Dateien/Lerntheorien_multimlernprogr.pdf (30.10.2011) [BP01] P. Baumgartner S. Payr: Lernen mit Software; STUDIEN Verlag; Innsbruck, Wien, München; 1999 [MK01] M. Kerres: Multimediale und telemediale Lernumgebungen; Oldenbourg Wissenschafts Verlag; München; 2001 [HM01] H. Meschenmoser: Lernen mit Multimedia und Internet; Schneider Verlag; Hohengehren; 2002 [PS01] P. Stadtfeld: Allgemeine Didaktik und Neue Medien; Julius Klinkhardt Verlag; Bad Heilbrunn; 2004 [CPP01] Structure of a program; © cplusplus.com; 2000-2011; http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/program_structure/ (31.10.2011)
