Kriterien zur Bewertung von (multimedialen) Lernumgebungen

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1 Kriterien zur Bewertung von (multimedialen) Lernumgebungen

2 Gliederung die medienpsychologische Perspektive
lern- und instruktionspsychologische Überlegungen motivationspsychologische Überlegungen

3 Die medienpsychologische Perspektive: Formen und Funktionen von Medien
Pädagogische Medien haben die Aufgabe, lernrelevante Informationen zu transportieren. Das Medium nimmt eine Mittlerrolle zwischen Bildautor und Bildrezipienten mit verschieden ausgeprägtem Bildverständnis (visual literacy, piktorale Literalität) ein Vorteil: Bilder geben raschen Überblick; Nachteil: geringe Eindeutigkeit, Konventionen müssen bekannt sein Verschiedene Taxonomien Verwendete Sinnesmodalität Erforderliche kognitive Operationen

4 Abbilder (z.B. Fotos, Filme) = Darstellung von Realitätsausschnitten
Bildarten Abbilder (z.B. Fotos, Filme) = Darstellung von Realitätsausschnitten Logische Bilder = kulturelle Erfindungen zur Visualisierung von Abstraktem (z.B. schematische Darstellung, Notationssysteme, Diagrammtypen, Mind-Maps) konventionalisierte Formsprache sollen Sachverhalte strukturieren Schematische Bilder dienen der Darstellung konkreter Realitätsausschnitte mit konventionalisierten Zeichen (z.B. Landkarten, Blaupausen)

5 Abbilder können Emotionen und emotional besetzte Erinnerungen wecken

6 Bild und Ton können auf subtile Weise intensive Gefühle und Interesse wecken

7 Logische Bilder können Sachverhalte komprimiert auf den Punkt bringen

8 Logische Bilder können komplexe Sachverhalte strukturieren
Bedürfnisse Erleben sozialer Einbindung Autonomie- erleben Kompetenz- erleben Stimulation .... Emotionale Unterstützung ..... Aktive A.unterstützung ...... Struktur .... keine Kontrolle ....

9 Enkodierung verschiedenartiger Codes
Taxonomien von Medien Sinnesmodalität Auditive (Vl) Visuelle (Lehrtext) audio-visuelle (Video) Enkodierung verschiedenartiger Codes Verbale (Lesen, Vortrag hören) Numerische (Zahlen, Formeln) Piktorale (Bilder, Animationen)

10 Die medienpsychologische Perspektive: Lernen mit Text, Bild, Ton
Theorie der dualen Kodierung (Paivio, 1986) zwei getrennte Systeme (verbales & nonberbales) mit referentiellen Verbindungen; doppelte Kodierung soll für bessere Verankerung im Gedächtnis sorgen, konkret Vorstellbares wird besser erinnert als Abstraktes („Bildüberlegenheitseffekt“)

11 Die medienpsychologische Perspektive: Lernen mit Text, Bild, Ton
Schnotz (1996,97,98) postuliert, dass beim Textverstehen zunächst der semantische Gehalt eines Textes in propositionalen Repräsentationen rekonstruiert und dann in ein mentales Modell des Lerngegenstands überführt wird Im mentalen Modell verbale und piktorale Informationen zusammengeführt und gegeneinander abgeglichen werden, so dass aus dem mentalen Modell neue propositionale Repräsentationen abgeleitet werden

12 Idealtypisches Ablaufschema für den Prozeß des Bildverstehens (Lewalter, 1997)
Vorphase (erster Bildkontakt) Initialphase (natürliches Bildverstehen) Progressionsphase (tiefergehende Verarbeitung) Stablisierungsphase (Konsolidierung des mentalen Modells) Speicherphase

13 Die medienpsychologische Perspektive: Lernen mit Text, Bild, Ton
Multimediale Lernprogramme können Lerner mit visuellem vs. verbalem Verarbeitungsstil „bedienen“; aber Existenz überdauernder Lernertypen ist fraglich, Lerner wählen Verarbeitungsmodalität nach Aufgabe und Situation

14 Der Prozeß des Bildverstehens: didaktische Hilfen
Erwartungshaltung wecken aktive Auseinandersetzung mit dem Bildmaterial anregen (Zeit, kooperative Szenarios, verbale Hinweise) Ergänzende Fragen zum Material stellen Ggfs. steigende Komplexität zur Anpassung an Lernervoraussetzungen (erst schematisches, dann logisches, dann reales Abbild vom Gehirn) Transformation von Symbolsystem zur Realität erleichtern (z.B. sukzessive Interpretation) eindeutige Figur-Hintergrund Unterscheidung, eindeutige Schattierungs- und Farbinformation, vertrauter Blickwinkel und Kontextualisierung Bedeutungsüberschuss kenntlich machen, zentrale Infos hervorheben (durch Techniken des Bildeingriffs wie z.B. Umrahmungen wichtiger Bestandteile, farblichen Hervorhebungen, Pfeile und Ausschnittsvergrößerungen)

15 Multimediales Lernen Gestaltung multimedialer Lernumgebungen:
Kontiguitätsprinzip: Räumliche und zeitliche Kontiguität von Text und Bild Vermeidung von „split-attention effect“ Modalitätsprinzip: In gesprochener Form mitgelieferte Kommentare werden langfristig besser behalten als auf dem Bildschirm abzulesende Worte Kombination von auditiver und visueller Information ist dem Ansprechen nur einer Sinnesmodalität überlegen

16 Bedingungen der Nützlichkeit von multimedialen Lernumgebungen
der Informationsgehalt von Bildern Rein dekorative Bilder und Photos haben keinen Lerneffekt spezielle Abbildungen (z.B. Statistiken) werden selten ohne Hilfe verstanden Texte dürften nicht allzu leicht verständlich sein (Unterhaltungseffekt) Reisserische Bilder dürfen nicht von Wesentlichem ablenken (seductive details, Sesamstrasse) die Informationsverarbeitungskapazität der Lerner .....

17 Bedingungen der Nützlichkeit von multimedialen Lernumgebungen
die Informationsverarbeitungskapazität der Lerner Generell Gefahr des „cognitive load“ ATI: Lerner mit geringem Vorwissen profitieren stärker von gleichzeitiger Darbietung von Bild und Ton hoch ausgeprägtes Vorstellungsvermögen erleichtert das Verstehen von illustrierten Texten Text- und Bildinformationen werden nicht automatisch abgeglichen, das zuerst dargestellte Medium (z.B. verbale Infos) bestimmt, welche Info als „Leitmedium“ zum Verstehensprozess herangezogen wird

18 Bedingungen der Nützlichkeit von multimedialen Lernumgebungen I
die Anstrengungsbereitschaft des Lerners Ohne gezielte Anreize kein indikatorisches Bildverstehen Heranwachsende nutzen Bilder/Filme eher zur Unterhaltung und Entspannung der Medienkonsum des Lerners Je größer der Medienkonsum, umso schneller läßt motivierende Funktion nach (Überstimulation) Generell ist Wechsel zwischen verschiedenen Präsentationsformen angesagt

19 Bedingungen der Nützlichkeit von multimedialen Lernumgebungen II
die Interessantheit des Materials Starke Emotionen haben keine positive Lernwirkung „seductive details“ können die Aufmerksamkeit von wichtigem ablenken Einbettung von Text-Bild Je größer Text-Bild-Schere umso geringer die Lernwirkung Sequenzeffekt beachten: animierte Bildübersicht bringt mehr, wenn sie vor und nicht nach Text präsentiert wird

20 Lernen mit Animationen, Simulationen und Hypertexten
Animation: schnell ablaufende Folge von Bildern auf dem Monitor, die dem Beobachter die Vorstellung einer Bewebung vermittelt Supplantationstheorie von Salomon (1979): ein äußeres Medium kann einen fehlenden inneren Prozeß ersetzen Animation regt die automatisierte Fähigkeit des visuellen Systems zur Herstellung einer scheinbaren Bewegung an, entlastet das KZG Fehlvorstellungen von Abläufen werden vermieden

21 Zum Einsatz von Simulationen
Simulationen: ein Programm, das einen Prozeß oder ein natürliches oder künstliches System mit deren Paramtern nachbildet Vorteil: gefahrloses Experimentieren und Simulieren von Vorgängen in einer artifiziellen Lernumgebung, fördert intrinsische Motivation Nachteil: Lernernden mangelt es häufig an einer systematischen, kognitiv und metakognitiv bewußten Vorgehensweise

22 Lernen mit Hypertexten
Hypertexte: die lineare Organisation von Dokumenten wird aufgebrochen und in eine netzwerkartige Struktur überführt; bei Einbeziehung von Videos, Animationen etc. spricht man von Hypermedia Vorteil: Lerner kann sich Inhalte lerngesteuert erarbeiten Problem: häufig mangelt es an einer Vorstellung über die Organisationsstruktur der Informationsbasis („lost in hyperspace“) Auch kann durch Überlastung der Gedächtniskapazität und/oder der Aufmerksamkeitsspanne die Interaktivität des Lehr-/Lernsystems nicht ausgeschöpft werden Insgesamt wird der pädagogische Nutzen von Hypertexten als begrenzt angesehen; aber evtl. Aufbau flexibler Wissensstrukturen

23 Cognitive Flexibility Theory (Spiro et al., 1990)
Stammt aus der Expertiseforschung Ziel ist geistige Flexibilität im Umgang mit komplexen Problemen Vorteile von Hypertexten sollen genutzt werden, die fortgeschrittenen Lernerns als Ergänzung zum herkömmlichen Unterricht gegeben werden Bsp: Citizen Kane: Zunächst wird ein Film gezeigt (Aufstieg und Fall eines amerik. Staatsbürgers) Kurze Filmszenen (Minicases, kleine Fallbeispiele) werden definiert, deren Inhalt interpretiert werden soll Im Programm werden 10 verschiedenen Erklärungsansätze angeboten, anhand derer die Minicases interpretiert werden können Jedem Minicase wird ein Vektor zugeordnet, auf dem die Wichtigkeit der 10 Themen für das einzelne Minicase angegeben ist.

24 Typen und Kennzeichen (nach Schreiber, 1998)
WBT/CBT-Modulen Typen und Kennzeichen (nach Schreiber, 1998) Intelligent Tutoring Systems (ITS) „Artificial Intelligence“ Expertenmodul Tutormodul Lernermodell Komm.-schnittstelle Lerner Diagnose Hypermedia / Hypertext Knoten- und Kantenstruktur Multiple... Repräsentationen Lernwege Wissensdiagnosen Aufgabenstellungen etc. Computer Aided Instruction (CAI) Frage-Antwort-Prinzip zyklische Rahmen- konzeption (Aufgabe → Denkprozess → Antwortanalyse → Aufgabe)

25 Gliederung die medienpsychologische Perspektive
lern- und instruktionspsychologische Überlegungen motivationspsychologische Überlegungen

26 Lernpsychologische Überlegungen: semantische Netze

27 Konsequenzen für den Unterricht / Präsentationen
a) Phase der Reizdarbietung / Hinwendung:  Orientierungsreaktion hervorrufen durch... - Einsatz (variiernder) physikalischer oder emotionaler Stimuli Stimulusdiskrepanz (Neues, Unerwartetes, Diskrepantes) verbale Aufforderungsreize persönliche Relevanz (Cocktail-Party)

28 Konsequenzen für den Unterricht / Präsentationen
b) Phase der Informationsverarbeitung  Organisationsprozesse erleichtern durch.... - Advanced organizer Mapping-Techniken Gegenstands- bzw. aspektweise Darstellung Clustering

29 Konsequenzen für den Unterricht / Präsentationen
b) Phase der Informationsverarbeitung  Elaborationsprozesse erleichtern durch.... - Beispiele geben Verknüpfungen (z.B. zu anderen Fächern) aufzeigen Mit Analogien,Metaphern arbeiten Durch Fragen elaborative Enkodierung anregen Bedeutungsgehalt des Lehrstoffs verdeutlichen kooperatives Lernen / recipocal teaching

30 c) Phase des Informationsabrufs
 Abrufprozesse erleichtern Prinzip der Enkodierspezifität beachten Abrufhilfen beachten  Förderung des Transfers Situiertes Lernen: narrativer Anker, authentische Probleme, multiple Perspektiven Cognitive apprenticeship: Modeling, scaffolding, contingent shift

31 Allgemeine Prinzipien der Vermittlung
deklarativen und prozeduralen Wissens aktives Lernen Verbalisierung (Wissenskompilation, Vermeidung von Kompentmatilsierung) Überlernen bis zum mastery level tuning: Differenzierung und Generalisierung durch multiple Perspektiven Lernkurve beachten; verteiltes vs. massiertes Lernen adaptives Vorgehen......

32 Verteilung des Software-Angebots nach Programmtypen (Leufen, 1996)

33 Instruktionsdesign (ID)
ID bezeichnet den Prozeß der Planung, Entwicklung und Gestaltung von Instruktionssituationen und -verläufen Instruktionstheorien sind eigenständige (von Lerntheorien m.o.w. losgelöste) „technologische Theorien“ mit deskriptiven und präskriptiven Komponenten. Es können 8 Arbeitsschritte des ID unterschieden werden: Bedarfsanalyse, Globalziele festlegen, Instruktionsanalyse, Spezifikation der Lehrziele, Verfahren zur Kontrolle des Lernerfolgs, Instruktionsstrategie und Medienwahl, Materialproduktion, Evaluation

34 Erklärungen für träges Wissen
Metakognitive Defizite Motivationale Defizite Kosten-Nutzen-Abwägungen Volitionale Defizite Dysfunktionale epistemiol. Überzeugung Metaprozess- Erklärungen Strukturdefizit- Erklärungen Defizite im konzeptuellen Wissen Mangelnde Wissenskompilierung Implizites und explizites Wissen als getrennte Systeme Kompartmentalisierung Träges Wissen Situiertheits- erklärung

35 Prinzipien der Gestaltung einer “situierten Instruktion”
Situated Cognition   Prinzipien der Gestaltung einer “situierten Instruktion” (nach Mandl/Gruber/Renkl 1993) Authentizität und Situiertheit Komplexe (wie natürliche) Ausgangsprobleme Multiple Kontexte (z.B. Aufgabenbsp.) und Perspektiven (z.B. in der Gruppenarbeit) Artikulation und Reflexion (Lernen im sozialen Austausch)   Ansätze zur Siutated Cognition Anchored Instruction Cognitive Apprenticeship Cognitive Flexibility

36 Anchored Instruction The Cognition and Technology Group (CTGV) Learning Technology Center (LCT) der Vanderbilt University (Nashville, TN) Reunion 99 Recap View photos and presentations from the LTC 15th Anniversary and Reunion, held in June.  T-shirts are still available, so get yours soon! LTC Intranet (Internal Use Only)

37 Anchored Instruction The Cognition and Technology Group (CTGV) Anwendungsbeispiele / Studien / Zukunftsprojekte Textaufgaben mit Indiana Jones Indiana Jones in den Naturwissenschaften Geschichte / Geographie mit "The Young Sherlock Holmes" Multidisziplinäres Projekt: "Der dritte Mann" "Invitations to Thinking" Designprinzipien Präsentation mit Hilfe von Video-Discs Narrative Präsentation Selbständige Problemgenerierung Embedded Data Design vs. Anregung zu Recherchen

38 Anchored Instruction Gestaltungsprinzipien (design principles) der Jasper-Serie zur Lösung mathematischer Probleme Speziell entwickelte Serie mit 12 Abenteuern für Schüler ab Klassenstufe 5 Videogestützte Situationspräsentation (unabh. von Lesefähigkeiten) Narrative Struktur, Erzählung mit realistischen Problemen (statt einer abstrakten Unterweisung -> Verknüpfung des Wissens mit Anwendungsbedingung) Dynamisches Problem (-> Förderung des Umgangs mit Dynamik) Generatives Problemlösen: Zur Aktivität anregende Darstellung (d. h. die Lernenden definieren das zu lösende Problem) Eingebettetes Daten-Design: „Detektivgeschichten“ enden in komplexem Problem und bieten alle zur Lösung benötigten Informationen Sinnvolle Komplexität (d. h. jedes Abenteuer schließt mindestens 14 Schritte ein) Paare aufeinanderbezogener Geschichten zur Transferförderung Verknüpfungen über verschiedene Fächer und das gesamte Curriculum, aber Fokus auf mathematische Probleme

39 Cognitive Apprenticeship
Modelling – Demonstration des richtigen Vorgehens, aber auch der Fehleranalyse Articulation -Lernender oder Instruktor verbalisiert Denkprozesse Coaching -Verbesserungen, Korrekturen, und Vorschläge seitens des Instruktors Scaffolding -Wirkt wie ein unterstützendes „Gerüst"; Struktur und Anleitung geben und Hilfe bei untergeordneten Zielen bis das komplexere Lernziel erreicht wird. Fading: Instruktion tritt in den Hintergrund sobald daß der Lernende die Aufgabe selbst durchführen kann. Reflection -Wiederholung u. Nachdenken über das Problemlösen Exploration -Einsetzen der Problemlösestrategien in praktischen Aufgaben

40 Learning Cycle (Open University; Mayes et al., 1994)
Theoriegeleitete Evaluation! Orientierung Exploration Experimentieren Konzeptualisierung Learning Cycle (Open University; Mayes et al., 1994) Diskussion Selektion Reflexion Sel. Kombination Restrukturierung Klassifizierung Dialog Konstruktion

41 Gliederung die medienpsychologische Perspektive
lern- und instruktionspsychologische Überlegungen motivationspsychologische Überlegungen

42 Goal-based Scenarios Die Leitidee: "An interest is a terrible thing to waste"                                                      Roger C. Schank, director of the Institute for the Learning Sciences (ILS) at Northwestern University

43                                                 

44 Die Komponenten von Goal-Based Scenarios
Beispiel: Sickle Cell Counselor (SCC) Der Lernende übernimmt die Rolle des Beraters für Sichelzellenanämie. Die Mission hat das Handlungsziel, Ehepaare über ihre Gefahr zu beraten, die Sichelzellenanämie an ihre Kinder zu vererben. Aus drei Ehepaaren sucht sich der Lernende eins zur Beratung heraus.

45 Prinzipien der Kursgestaltung mit GBS
1. Thematischer Zusammenhang/Verständlichkeit (Bezug der Aufgaben zur Zielsetzung) 2. Realitätsnähe; realistische Komplexität / Variabilität der Aufgabenstellung(en) 3. Kontrolle, Eigenverantwortung der Lernenden 4. Anforderungskonsistenz (am Lernfortschritt orientierte Steigerung des Schwierigkeitsgrades) 5. Unmittelbare Feedbackgabe (Ermöglicht gezielte Fehlersuche bzw. Ursachenforschung und steigert so das Gefühl der Kontrolle sowie in der Folge die Motivation) 6. Pädagogische Zielführung (Sicherstellen, daß die Lernenden die (Haupt-)Ziele nicht aus den Augen verlieren!) 7. Hinweise, Lernhilfen (Texte bzw. Videosequenzen, die Schwierigkeiten überwinden helfen)

46 Keller`s ARCS-Modell Komponenten des Modells
Attention (Neugier wecken, Aufmerksamkeit abschirmen) Relevance (Ziel- und Prozeßaspekt) Confidence (Kompetenz- und Kontrollmeinung, Erfolgserwartung) Satisfaction (Rückmeldung, intrinsische Belohnung und reflektierte Bewertung) Überlegungen bei der Anwendung des Modells Zeitperspektive bei Motivierungsmassnahmen Adressatenanalyse (Motivationsprofil)

47 Gliederung die medienpsychologische Perspektive
lern- und instruktionspsychologische Überlegungen motivationspsychologische Überlegungen Zusammenfassung: Kriterien zur Beurteilung von CBTs, Lernsoftware, CUU....

48 Kriteienkataloge für die Bewertung von Lernsoftware
Ein von Lauterbach (1989) entwickelter Katalog Ein am IPN entwickeltes Bewertungsinstrument (EPASoft; vgl. Gräber 1992) „große Prüfliste für Lernsoftware“ (GPL) von Thomé (1989) Katalog der Datenbank SODIS (LSW, 1994)

49 Kriterienkatalog für die Datenbank SODIS
Programmtechnische Beschreibung Bestandteile der Software-Einheit (z.B. sind Anleitungen verständlich?) Installation (z.B. ist Einbindung in übergeordnete Systeme möglich?) Bediensicherheit (z.B. werden Fehleingaben eingefangen?) Fachdidaktische Beschreibung und Bewertung Inhalte und Ziele (z.B. gibt es Bezüge zu Lehrplänen) Adressaten (Voraussetzungen?) Inhaltliche Entscheidungen (z.B. Gliederung) Methodische Entscheidungen (z.B. liegt ein Unterrichtskonzept zugrunde?) Mediendidaktische Bewertung Unterrichtsorganisation (z.B. läßt sich das Medium flexibel in verschiedenen Unterrichssituationen einsetzen?) Wirkung auf Nutzer (z.B. wecken die Inhalte Interesse?) Geschlechterrollen (z.B. werden geschlechtsspez. Interessen berücksichtigt?)

50 Weitere Kriterien zur Evaluation einer virtuellen Lernumgebung (nach Behrens, 1999)
Aktivierung und Lernerzentriertheit Selbststeuerung und Lernkontrolle Authentizität, Situiertheit, Multiple Perspektiven Strukturierung Aufmerksamkeit und Motivation Verständlichkeit Mediendidaktisches Design Hausaufgabe: Bewertung einer Lernumgebung!