Gestalten und Evaluieren von eLearning Szenarien/Lerntheoretische Ansätze

Bei lerntheoretischen Ansätzen handelt es sich um Modelle und Hypothesen, die den Lernprozess auf unterschiedliche psychologische Weise zu erklären und über möglichst einfach gefasste Regeln und Prinzipien zu definieren versuchen, wobei "Lernen" als "eine relativ dauerhafte Änderung von Verhalten bzw. von Verhaltensmöglichkeiten aufgrund von Erfahrung, d.h. von Interaktionen eines Organismus mit seiner Umwelt" verstanden werden kann (Schiefele & Heinen, 2001). Zu den bekanntesten lerntheoretischen Ansätzen gehören die Behavioristische (misst den internen Prozessen des Lernenden keinerlei Bedeutung bei), die Kognitivistische (Denk- und Verarbeitungsprozesse der Lernenden spielen eine entscheidende Rolle) und die Konstruktivistische Lerntheorie (Lernen als aktiver Prozess).

Definition

Lernen ist laut Skowronek (1970) ein stetiger Prozess der uns das ganze Leben lang bewusst oder unbewusst begleitet. Sei es Radfahren, die Regeln eines Kartenspiels zu beherrschen, Vokabeln zu lernen oder ein mathematisches Rechenschema zu verstehen, in all diesen Fällen handelt es sich um bewusstes Lernen. Man beginnt etwas zu trainieren bzw. zu üben mit dem fixen Ziel vor Augen nach Abschluss des Trainings einen bestimmten Lerneffekt erzielt zu haben. Unbewusstes Lernen kann ständig und völlig unbeabsichtigt erfolgen. Es können gewisse Ereignisse sein, oder Gespräche mit anderen, die in irgendeiner Weise unser Verhalten „relativ“ dauerhaft verändern. Damit kommt man einer Definition von Lernen bereits sehr nahe. Unter Lernen versteht man „die relativ dauerhafte Änderung von Verhalten bzw. von Verhaltensmöglichkeiten aufgrund von Erfahrung, d.h. von Interaktionen eines Organismus mit seiner Umwelt“ (Schiefele & Heinen, 2001). Die einfachste Definition von Lernen ist folglich: Lernen = Verhaltensänderung.

Behavioristische Lerntheorie

Der Begriff Behaviorismus wurde vom Amerikaner John Watson, unter anderem nach Anregung der Forschungen des russischen Psychologen Iwan Pavlov (Pawlow), erstmals eingesetzt. Dem Behaviorismus können die Theorien der klassischen sowie der operanten Konditionierung zugeordnet werden. Grundprinzip dieser Lerntheorie ist die Steuerung des Lernens durch Hinweisreize und Verstärkungen erwünschten Verhaltens. Ausgangspunkt ist dabei, dass es eine objektiv erfahrbare Welt gibt, die von allen Menschen gleichermaßen erfahren und auch gleich interpretiert wird. Der Behaviorismus misst den internen Lernprozessen des Lernenden keinerlei Bedeutung bei und betrachtet ihn als „Black Box“. Laut dieser Theorie erfolgt der Lernprozess bzw. steuert man diesen durch Belohnungen und Bestrafungen (Edelmann, 2000).

Konditionierung

Klassisches Konditionierung

Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Reizen, zum einen die unbedingten und zum anderen die neutralen Reize. Bei ersteren handelt es sich um Reize die eine angeborene bzw. ungelernte Reaktion auslösen. Ein Beispiel für eine solche Reaktion wäre etwa der Kniekehlenreflex. Kommt zu einem dieser Reize ein neutraler Reiz hinzu, kann es zu einer Reizsubstitution kommen. Dies führt dazu dass der neutrale Reiz, der eigentlich keine Reaktion nach sich ziehen würde, zu einer dritten Art von Reiz, dem bedingten Reiz, wird. Es löst in Folge eine gleiche oder sehr ähnliche angelernte Reaktion aus.

Pavlov erprobte dies anhand einer Testreihe an Hunden. Er verabreichte ihnen Futterkugeln woraufhin sich eine Reaktion durch Speichelfluss zeigte. Sein Versuch bestand darin immer vor der Fütterung eine Glocke zu läuten. Bereits nach wenigen Testläufen kam es zum Ergebnis dass bei Hunden nun bereits das läuten der Glocke die Reaktion des Speichelflusses auslöste (Baumgart, 1998).

klassische Konditionierung

Die Grafik stellt den Vorgang der Reizsubstitution in Pavlov’s Versuch dar. Im ersten Schritt wird wiederholt der Glockenton mit der Futtergabe verbunden und dadurch die Reizsubstitution erzielt. Ist diese erfolgt, ist der „Futterreiz“ nicht mehr nötig.

Damit hat Pavlov in diesen Versuchen deutlich sichtbar das Verhalten der Hunde verändert. Erinnert man sich an die oben genannte Definition von Lernen, haben die Hunde also gelernt beim Ertönen einer Glocke, Speichel abzusondern. Verhaltenspsychologen stellten fest, dass auch Menschen auf diese Weise lernen können.

Dies demonstrierte Watson anhand eines überaus umstrittenen Versuchs mit einem neun Monate alten Kind, namens Albert (Little Albert), und einer weißen Ratte. Zuerst wurden Versuche durchgeführt ob Albert vor bestimmten Tieren wie Ratten, Hunden oder Affen Angst zeigte. Weiters wurden verschiedene Objekte wie Baumwolle, menschliche Masken und sogar brennendes Zeitungspapier auf Angstreaktionen getestet. Albert zeigte immer die gleiche neugierige Reaktion, indem er nach den für ihn unbekannten Objekten griff. Allerdings zeigte sich nach weiteren Versuchen eine starke Angstreaktion, nach auslösen eines Knallgeräusches hinter dem Jungen.

klassische Konditionierung

Nach dem Abschluss dieser Versuchreihen begann Watson mit dem inzwischen elf Monate alten Albert mit dem Konditionierungsexperiment. Albert wurde wieder mit der Ratte konfrontiert worauf hin er sofort nach ihr greift. Diesmal wird der Griff nach der Ratte jedoch von einem lauten Knall begleitet der Albert bereits in vorhergegangenen Versuchen erschrecken lies. Nach mehreren Wiederholungen zeigte sich, dass Albert bereits beim Anblick der Ratte Angstsymptome aufwies. (Sämmer, 1999)

Ein weiters Beispiel stellt das ertönen der Luftschutzsirene dar. In Kriegszeiten rief dieser Reiz eine Angstreaktion hervor, da das Signal einen baldigen Luftangriff ankündigte. Noch heute löst das ertönen dieser Sirene in Form eines Probealarms, womit es sich prinzipiell um einen neutralen Reiz handelt, bei vielen Menschen diese angelernte Angstreaktion aus.

Operante Konditionierung

Während bei der klassischen Konditionierung Signale (Reize) als Auslöser eines bestimmten Verhaltens gelten, und eine Veränderung des Verhaltens auf eine Veränderung des Signals zurückgeführt wird, betrachtet die operante Konditionierung auch die Konsequenzen des Verhaltens. Das bedeutet, dass die Umwelt auf ein gewisses Verhalten positiv oder negativ reagiert und dadurch wiederum das zukünftige Verhalten ändert. Je nach Reaktion kommt es in Zukunft zu einer Wiederholung, einer Modifikation oder aber zur Unterlassung des gezeigten Verhaltens. (Baumgart, 1998)

Bei der operanten Konditionierung kann man zwischen vier möglichen Reaktionen durch die Umwelt unterscheiden.

1. Positive Verstärkung

Durch einen Verstärker kommt es zu einer Erhöhung der Auftretenswahrscheinlichkeit des Verhaltens. Folgt dem Verhalten ein positives Ereignis (Verstärker), kommt es zu einer positiven Konsequenz. Positive Verstärker können Geld (Materieller Verstärker), Lob und Anerkennung (Soziale Verstärker) oder die Erlaubnis etwas machen zu dürfen was einem Spaß macht (Aktivitätsverstärker) sein. Ein Beispiel dafür wäre ein Kind, das jedes Mal, wenn es sein Zimmer aufräumt, gelobt wird. Als Konsequenz wird dieses Kind öfter sein Zimmer aufräumen.

2. Negative Verstärkung

Hier folgt auf das Verhalten ein Ausbleiben eines unangenehmen Ereignisses (Verstärker). Unterscheiden kann man hier zwischen Fluchtlernen und Vermeidungslernen. Beim Fluchtlernen ist die Person bereits mit einem aversiven Ereignis konfrontiert und wird daher Maßnahmen ergreifen diesem zu entkommen. Wer sich schon einmal auf eine Prüfung vorbereitet hat, wird sich vielleicht erinnern, dass er Kinobesuche oder einen Hausputz gemacht hat, nur um den Büchern zu entkommen.

Beim Vermeidungslernen wird der Lernende durch einen Signalreiz gewarnt und ergreift rechtzeitig Maßnahmen dem aversiven Ereignis zu entkommen. Ein Beispiel wäre, dass die Androhung eines Säumniszuschlages jemanden dazu veranlasst einen Rechnungsbetrag rechtzeitig einzuzahlen.

3. Bestrafung durch aversive Reize

In dieser Form des Lernens folgt dem Verhalten ein unangenehmes Ereignis (Bestrafung). Radarmessungen und die damit möglicherweise verbundenen Strafen sollen Autofahrer dazu veranlassen, nicht mit überhöhter Geschwindigkeit zu fahren.

4. Bestrafung durch Entziehung positiver Reize (Löschung)

Auf ein Verhalten folgt weder ein unangenehmes noch ein angenehmes Ereignis. Ein Schüler benutzt zB im Unterricht oft Schimpfworte. Der Lehrer ignoriert diese Begriffe und es kommt somit zur Löschung, da der Schüler damit keine Aufmerksamkeit erregt.

(Edelmann, 2000)

Thorndike Box

Zwei der wichtigsten Vertreter der operanten Konditionierung waren Edward Lee Thorndike und Burrhus Frederic Skinner. Thorndike führte unter anderem Versuche mit Katzen durch, deren Verhalten er in Problemsituationen erproben wollte. Ein Beispiel wäre, dass sich das Tier in einem Käfig befindet dessen Tür sich nur durch einen bestimmten Mechanismus öffnen lässt. Thorndike stellte im laufe dieser Experimente fest dass die Katzen durch Versuch und Irrtum lernen. Je öfter die Katzen sich aus dem Käfig befreien sollten desto weniger Aktionen waren nötig um schließlich den Mechanismus aktivieren zu können (Edelmann, 2000). Thorndike formulierte daraufhin das Law of Effect und das Law of Exercise (Baumgart, 1998)

Skinner Box

Skinner griff die Idee, dass Verhalten sich nach den jeweiligen Konsequenzen verändert auf, verzichtete jedoch auf Begriffe wie „befriedigend“ oder „unbefriedigend“. Dies begründet sich durch seine strikte Überzeugung der behavioristischen Lehre, in der inneren Prozessen der Lernenden keine Beachtung zukommt (Mietzel, 1998). Ihn interessierte nicht nur unter welchen Bedingungen sich Verhalten verändert sonder vor allem wie man diese Veränderung kontrollieren kann.

Experimente führte Skinner vor allem mit Ratten und Tauben durch. Es wurde eine Ratte in eine von ihm konstruierte Box, später Skinner-Box genannt, gesteckt. Diese schlicht gehaltene Box bestand zumeist aus einem Schalter, Kontrollleuchten, einer Öffnung und teilweise eines am Boden befestigtem Gitter durch welches geringe Mengen Strom abgegeben werden konnte. Ziel war es die Ratte dazu zu bewegen den Schalter zu betätigen. Diese Reaktion wurde entweder durch positive Verstärker, durch Abgabe von Futterpillen beim betätigen des Schalters, gefördert bzw. durch einen stetigen schwachen Stromfluss durch die Gitter bis der Schalter betätigt wurde. In seinen Versuchen stellte Skinner fest, dass sich durch Einsatz der Verstärker das Verhalten der Ratte deutlich in die gewünschte Richtung lenken lässt.

Einsatzbereiche

Grundsätzlich wird die behavioristische Lerntheorie von einer Vielzahl der Lerntheoretiker und –praktiker als nicht gerade brauchbarste Theorie angesehen. Aufgaben bei denen das Themengebiet in kleine Teilbereiche gesplittet ist und mit Wiederholungen gearbeitet wird, werden als ungebräuchlich abgetan. Im Gegensatz zu diesen Meinungen findet man den Behaviorismus noch häufig in der Sprachlehre. Die Lernunterlagen sind in Teilbereiche unterteilt (einzelne Vokabel, Grammatik - Teilbereiche) und sind durch Wiederholungen sowie den Einsatz von Verstärkern (zB in Form von Rückmeldungen) erlernbar. Behavioristische Lernansätze können für jene Themen eingesetzt werden die bereits in kleine Einzelschritte unterteilt sind und nicht erst unterteilt werden müssen (Mitschian, 2000).

Vor- & Nachteile

Kognitivistische Lerntheorie

Beim Kognitivismus spielen im Gegensatz zum Behaviorismus Denk- und Verarbeitungsprozesse der Lernenden eine entscheidende Rolle. Bei dieser Lerntheorie wird der Lernende als Individuum betrachtet, welches äußere Reize aktiv verarbeitet und nicht dadurch steuerbar ist (Baumgart, 1998). Grundsätzlich werden durch kognitive Prozesse, kognitive Strukturen aufgebaut. Lernen ist daher häufig kein Neuerwerb von Informationen, sondern eher ein Umlernen bereits aufgebauter Strukturen (Edelmann, 2000). Dabei ist die Verknüpfung von externen Informationen und dem bestehenden Vorwissen entscheidend. Durch diesen Verarbeitungsprozess werden Informationen zu Wissen weiterverarbeitet.

Häufig wird das Gehirn in Zusammenhang mit der kognitivistischen Lerntheorie mit dem Speicher eines Computers verglichen. Beide dienen der Informationsverarbeitung, indem Informationen gespeichert werden und bei Bedarf wieder abgerufen werden.

Einer der bedeutendsten Vertreter der kognitivistischen Lerntheorie war Jean Piaget. Laut Piaget lässt sich lernen in zwei grundlegende Wissenseinheiten zerlegen. Bei diesen von ihm als Schemata bezeichneten Wissenseinheiten handelt es sich um die Akkomodation und die Assimilation.

Assimilation

Von Assimilation spricht man wenn neue Erfahrungen in die bestehende kognitive Struktur eingefügt werden. Man verfügt über ein relativ allgemeines Vorwissen dass ständig um spezielles Einzelwissen erweitert wird. Ein Beispiel hierfür findet sich bei Edelmann (2000): „Jeder Student der Pädagogischen Psychologie hat bestimmte Vorstellungen über Wissenserwerb (A). Er hört nun eine Vorlesung über das sinnvolle Lernen nach Ausubel (a). Einerseits erfasst er die neuen Regeln mit Hilfe seiner Vorkenntnisse in spezifischer Weise (a’) und andererseits verändert sich seine alte Wissensstruktur durch die neuen Informationen (A’). Auf diese Weise entsteht eine neue kognitive Struktur (A’a’)“

Akkomodation

Bei der Akkomodation kommt es durch erfahren von neuen Reizen durch die Umwelt zu einer qualitativen Veränderung der bereits vorhandenen Denk- und Verhaltensmuster. Als Beispiel lässt sich ein Kleinkind heranziehen welches bereits Hunde jedoch noch nie Katzen gesehen hat. Anfangs wird das Kind versuchen die Katze mit dem Bild des bereits bekannten Hundes zu assimilieren. Da Verhalten und Aussehen jedoch keine kognitive Verbindung zwischen dem Hund und der Katze zulassen, kommt es durch die neue Erfahrung zu einer Differenzierung der Denk- und Verhaltensmuster (Baumgart, 1998).

Eine der Hauptaufgaben des kognitivistischen Lernens ist die Problemlösung. Laut Jerome Bruner ist das Problem beim Lernen nicht das Speichern der Informationen, sondern deren gezieltes Abrufen. Zu diesem Zweck sollte Lernen als Problemlösen betrachtet werden. Der Lehrende ist nicht länger der Experte der das gesamte Wissen vermittelt, sonder nur noch ein Tutor der die Lernenden auf dem Weg zum Ergebnis begleitet. Er stellt die essenziellen Informationen zu Verfügung und zieht sich bis auf weiteres zum Beobachten und Unterstützen zurück.

Ein von Bruner vorgestelltes Beispiel hierfür ist das Vorgehen beim Lehren der Primzahlen. Zuerst bittet der Lehrende die Lernenden eine bestimmte Anzahl gleicher, zählbarer Objekte (zB Münzen) bereitzulegen. Danach zeigt er mit sechs Stück vor, in wie viele gleich große Teilgruppen sich diese sechs Stück teilen lassen. (2x3 Stück, 3x2 Stück , 6x1 Stück). Als nächsten Schritt bittet er die Lernenden dasselbe Vorgehen mit anderen Stückmengen zu wiederholen (8, 18, 7, 13). Nun wird angemerkt, dass es sich bei 7 und 13 um Primzahlen handelt und die Frage gestellt was Primzahlen ausmacht. Schlussendlich folgt die genaue Definition, dass Primzahlen jene Zahlen sind bei denen sich nur eine Stückgruppe bilden lässt, und eine Vielzahl von weiteren Beispielzahlen, die von den Lernenden unterschieden werden sollen (Patsula, 1999).

Einsatzbereiche

Kognitive Lernszenarien findet man häufig bei Softwarelernprogrammen. Es kommt zu einer kurzen Erklärung der Funktionen und einer darauf folgenden Anregung das erhaltene Wissen selbstständig auszuprobieren. Schlägt man fehl oder kommt an einem Punkt nicht mehr weiter können zusätzliche Hilfestellungen in Anspruch genommen werden.

Vor- & Nachteile

Konstruktivistische Lerntheorie

Bei der konstruktivistischen Theorie wird Lernen als aktive Wissenskonstruktion auf der Grundlage der eigenen Werte, Überzeugungen, Muster und Vorerfahrungen gesehen. Durch den Konstruktivismus wird das Lernen als Aneignungs- und Abbildungslernen kritisiert, da die Lernenden ihr Wissen sowie ihre Wirklichkeit selbst konstruieren. Die einzige Abhängigkeit besteht durch die kulturellen und zeitbedingten Konventionen. Das Hauptaugenmerk liegt deutlich auf der Subjektivität, die alleine durch die Möglichkeit nicht in genügendem Maße eigenständig konstruieren zu dürfen, bedroht wird. Der Lernerfolg ist hierbei von der Fähigkeit des Lerners eine eigene Perspektive auf sein Lernen einzunehmen abhängig. Dies kann durch die Motivation sein Lernen selbst zu organisieren, und Muster und Schematisierungen handlungsorientiert zu entwickeln, erreicht werden. Wissen befindet sich also, laut Konstruktivismus, nicht „außen“ und wird in den Lernenden transportiert, sondern existiert im Lernenden selbst.

Ausprägungen des Konstruktivismus

Radikaler Konstruktivismus

Der radikale Konstruktivismus ist eine Extremposition in dieser Lerntheorie, bei der davon ausgegangen wird, dass Menschen die Welt und deren Objekte nicht entdecken, sondern die Realität von sich aus erfinden (konstruieren). Bei dieser Form des Konstruktivismus neigt man stark zu der Position, die Existenz einer äußeren, realen Welt völlig abzulehen.

Gemäßigter Konstruktivismus

Bei dieser Ausprägung des Konstruktivismus wird davon ausgegangen, dass eine äußere, reale Welt zwar existiert, jedoch nicht objektiv wahrgenommen wird. Die Objekte existieren also tatsächlich, werden aber in spezieller (unterschiedlicher) Form von den Individuen wahrgenommen.

Konstruktivistisches Lernen

Das Lernen wird als ein aktiver Prozess angesehen, bei dem das Wissen nicht angeeignet, sondern vom Individuum selbst konstruiert wird, so dass neues Wissen an die vorhandenen individuellen Konstrukte angeschlossen wird oder sich die bestehende Konstrukte erweitern.

Daher kann man nicht von einem einzigen Verfahren ausgehen, welches der Lehrende verfolgen muss um den Lernenden etwas beizubringen. Eher muss der Lernvorgang an die einzelnen Lernenden angepasst werden. Der Lehrende kann das Wissen nicht vermitteln, sondern nur die Lehrenden auf ihrem Weg begleiten und versuchen ihnen die nötigen Mittel und Methoden zur Verfügung zu stellen.

Aus diesen grundsätzlichen Vorgaben haben sich einige Lehrmodelle entwickelt.

Der Anchored Instruction - Ansatz

Ausgangspunkt des Anchored Instruction Ansatzes ist die Annahme, dass der Erwerb von Wissen am besten erfolgt indem ein „Anker“ anhand einer Problemsituation gesetzt wird. Der Anker sollte einen hohen Grad an Komplexität und Authentizität aufweisen. Das Lernen erfolgt in diesem Fall durch selbstständiges aneignen von Wissen, sowie dem sofortigen Einsatz dieses Wissens zur Problemlösung. Dadurch wird intrinsische Motivation aufgebaut und der Erwerb von „trägem Wissen“ vermieden. Weiters werden Erfahrungen im Umgang mit der Lösung von Problemsituationen gesammelt und ein Vorgehen bei solchen erlernt.

Cognitive Apprenticeship - Ansatz

Dieser Ansatz beschäftigt sich mit dem Lernen in einer Lehrlings–Meister Konstellation. Um einen erfolgreichen Lernprozess zu erlangen muss der Meister den Lernprozess des Lehrlings in verschiedenen Schritten begleiten. Zuerst wird dem Lehrling das Vorgehen vom Meister vorgeführt (modeling). Dabei wird neben dem Zeigen des Verhaltens auch ständig kommentiert was gerade passiert und zum Teil, was der Meister dabei denkt. Im nächsten Schritt übt der Lehrling selbst und wird vom Meister durch Tipps und Hinweise unterstützt und im Bedarfsfall gezielt angeleitet (coaching und scaffolding). Darauf folgt der Rücktritt des Meisters in den Hintergrund (fading). Er lässt den Lehrling selbstständig tätig werden und bietet somit entsprechend Freiraum zur Exploration der Problemstellungen (exploration). Weiters wird der Lehrling aufgefordert sein Vorgehen zu verbalisieren wodurch ihm das Vorgehen und der Wissenserwerb bewusst gemacht werden (articulation). Abschließend folgt eine Diskussion mit anderen Lehrlingen und Experten um sein Vorgehen zu verbessern und flexibler zu gestalten (reflection).

Vor- & Nachteile

Selbstkontrolle

1 Nennen Sie die Grundsätzlichen Unterschiede zwischen der klassischen und der operanten Konditionierung.

Lösung 1

2 Nennen und beschreiben Sie die Arten der Verstärkung und der Bestrafung bei der operanten Konditionierung.

Lösung 2

3 Versuchen Sie die im Zuge der kognitivistischen Lerntheorie beschriebenen Schemata, Assimilation und Akkomodation zu beschreiben.

Lösung 3

4 Versuchen Sie die Unterschiede zwischen dem radikalen und dem gemäßigten Konstruktivismus darzustellen.

Lösung 4

5 Stellen Sie kurz den Inhalt des Cognitive Apprenticeship – Ansatzes dar.

Lösung 5

Literaturverzeichnis

-Baumgart, F. (Hrsg.). (1998). Entwicklungs- und Lerntheorien. Erläuterungen, Texte, Arbeitsaufgaben. Bad Heilbrunn: Klinkhardt.

-Mietzel, G. (2001). Pädagogische Psychologie des Lernens und Lehrens (6. korr. Aufl.). Göttingen: Hogrefe.

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