Seminar: Grundlagen Multimedialer Lernsysteme / SoSe 1998

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1. Kategorisierung von Software im didaktischen Einsatz und Kriterien zu deren Beurteilung (SODIS)

       1.1 Kategorien verschiedenartiger Lernsoftware

      1.2 Das SODIS Projekt - Prüfung interaktiver Medien für den Unterricht

       1.2.1 Allgemeine Anforderungen an Software für den Unterricht
       1.2.2 Die Bewertung von Interaktiven Unterrichtsmedien im SODIS-Projekt

                 - Die Programmtechnische Beschreibung
                 - Die Fachdidaktische Beschreibung
                 - Die Fachdidaktische Bewertung
                 - Die Mediendidaktische Bewertung

      1.3 Literatur
 

1.1 Kategorien verschiedenartiger Lernsoftware

Die Beratungstelle für neue Technologien in NRW (Landesinstitut für Schule und Weiterbildung NRW) schlägt folgende Klassifikation von interaktiven Lernsystemen vor [LSW94/7]:
 
 



Übungs- und Lernprogramme
Der Ablauf dieser Programme kann verzweigt sein, ist aber immer fest vorgegeben und basiert auf der behavioristischen Lerntheorie. Ziel dieser Programme ist es, vorhandene Kenntnisse und Fertigkeiten zu trainieren oder neue Inhalte zu vermitteln. Beispiele sind: Vokabel-, Rechtschreib-, Grammatik- oder Bruchrechentrainer.

Simulationsprogramme und Experimentierumgebungen
In Simulationsprogramme für stochastische und dynamische Prozesse sind Modelle der Wirklichkeit (z.B. radioaktiver Zerfall) oder auch fiktive Mikrowelten (z.B. "Spiele zu vernetzten Systemen") mit einer begrenzten Anzahl von Parametern fest abgebildet. Es existieren Programme für den gesellschaftswissenschaflichen und naturwissenschaftlichen Bereich.

Themenbezogene Datenbestände
Diese Datenbestände sind eine Sammlung umfangreicher Informationen rund um ein Thema. Sie unterscheiden sich in der Art der gespeicherten Inhalte (z.B. Umweltdaten, Nachrichten etc.) und in deren Typus (z.B. Verweise, Volltexte, Grafiken, Bild- und Tonfolgen). Solche Datenbestände werden oft in Verbindung mit einem Werkzeug zur Verfügung gestellt, das es ermöglicht, auf diese Datenbestände zuzugreifen, in ihnen zu suchen oder sie weiter zu verarbeiten. Themenbezogene Datenbestände werden im Unterricht ergänzend zu herkömmlichen Medien genutzt, um mehr und aktuellere Informationen in den Unterricht einzubeziehen.

Intelligente tutorielle Systeme
Diese Art Software gibt es für den Schulunterricht noch nicht (bis auf einige Prototypen in der Geometrie). Sie werden als Expertensysteme für Lernen entwickelt und sollen einige Nachteile des programmierten Unterrichts aufheben. Intelligente tutorielle Systeme bestehen aus einer (lernfähigen) Wissensbasis mit Fakten- und Regelwissen sowie einem (lernfähigen) Tutor- und Lernermodell. Das Tutormodell entscheidet, auf der Grundlage der Eingabe des Lerners, über den Lernweg, die Methode des Lernens und die Art der Präsentation des zu lernenden Stoffes. Das Lernermodell (Abspeicherung der Lernwege und "Fehler" des Lerners) erlaubt lernerbezogene Hilfen und Rückmeldungen. (siehe z.B. unter http://www.zmms.tu-berlin.de/~sandro/docs/its/ )

Werkzeuge zur Modellbildung und Simulation
Diese sind gegenüber den genannten Simulationsprogrammen "offen", d.h. mit ihnen ist es möglich, selbst Modelle zu den unterschiedlichsten Gegenstandsbereichen zu erstellen und zu verbessern. Während es in der Vergangenheit nur möglich war, z.B. mit einer Programmiersprache eine mathematische Modellierung vorzunehmen, gibt es inzwischen Werkzeuge, die mit einer graphischen Oberfläche eine symbolische Modellierung ermöglichen. Mit solchen Modellierungssystemen gelingt es, die doch oft recht schwierige formale Mathematik im Hintergrund zu belassen. Entscheidend ist, daß hier der mögliche Lerneffekt schon bei der Konzeption eines bestimmten Modells beginnt und bei den späteren Simulationen, die gegebenenfalls zu einer Revision der ursprünglichen Modellannahmen führen, fortgesetzt wird. Mit dem Einsatz solcher Werkzeuge wird versucht, "systematisches Wissen", die Einsicht in Zusammenhänge und Wechselwirkungen, also "vernetztes Denken" zu erreichen.

Werkzeuge zum Schreiben, Rechnen, Gestalten etc.
Diese Werkzeuge sind im Gegensatz zu themenbezogenen Datenbeständen, Lernprogrammen oder Simulationsprogrammen inhaltsneutral. Sie unterstützen die schnelle und zügige Bearbeitung, Ergänzung, Produktion und Gestaltung von Texten, Bildern und Graphiken sowie die veranschaulichung von Fakten, Tabellen und Funktionen. Dazu gehören die "klassischen" Anwenderprogramme wie Textverarbeitungs-, Dateiverwaltungs-, Tabellenkalkulations- und Geschäfts-graphikprogramme, aber auch die z.T. sehr komplexen Graphik- oder Konstruktionsprogramme. Viele dieser Werkzeuge sind primär nicht für den schulischen Einsatz bestimmt. Die unterrichtliche Nutzung macht die Anwenderprogramme aber auch zur Unterrichts-Software, indem die Möglichkeiten dieser Systeme genutzt werden, um Texte zu schreiben und zu gestallten, um Daten zu sammeln, zu systematisieren, auszuwerten und grafisch darzustellen etc..

Themenbezogene Programmierumgebungen
Diese stellen einen begrenzten Umfang an Befehlen zur Verfügung, mit denen kleinere Programme geschrieben werden können. Es gibt völlig eigenständige Realisierungsmöglichkeiten, die z.T. auch einen eingeschränkten Umfang an Kontrollstrukturen bereitstellen (z.B. hinsichtlich vorgegebener Transaktionen in einem Warenhaus) sowie themenbezogene Erweiterungen von herkömmlichen Programmier- sprachen (z.B. Spracherweiterungen zur Prozeßdatenverwaltung), die die Struk-turierungs- und Modularisierungsmöglichkeiten der zugrundeliegenden Programmier-sprache beinhalten. Mit solchen themenbezogenen Programmierumgebungen können Schüler an ganz konkreten Anwendungen oder auch zu Anwendungsbereichen Grund-strukturen und Funktionen der neuen Technologien untersuchen.

Universelle Programmiersysteme
Programmiersprachen und -systeme dienen im professionellen Bereich der Entwicklung von Problemlösungen mit dem Computer. Neben der "eigentlichen Programmier-sprache" stehen zumeist diverse Werkzeuge (z.B. Tools zur Gestaltung von Benutzer-schnittstellen) zur Verfügung. In der Schule werden solche Programmiersysteme vor-nehmlich im Informatikunterricht eingesetzt. Sie sind ein universelles Hilfsmittel, um auch komplexe Daten und Abläufe zu strukturieren bzw. das Beziehungsgefüge der definierten Objekte zu beschreiben. Sie können sowohl als Werkzeug verwendet werden, um z.B. im Unterricht entwickelte Algorithmen auf einem vorhandenen Rechner zu implementieren, als auch selbst Gegenstand vergleichender Betrachtungen der zugrundeliegenden Konzepte sein. (z.B. Turbo Pascal, Prolog etc.)

Themenbezogene Datenbanken, Explorative Arbitsumgebungen, Hypermedia Arbeits-umgebungen
Themenbezogene Datenbanken bestehen aus vorgegebenen themenbezogenen Datenbeständen (die aber in der Regel vom Benutzer erweitert oder auch selbst bereitgestellt werden können) und Werkzeugen, mit denen diese Datenbestände bearbeitet werden können (z.B. suchen/finden/sortieren vorhandener Informationen). Solche themenbezogenen Datenbanken ermöglichen es, mehr und aktuellere Informationen in den Unterricht einzubeziehen und selbstständig, nach eigenen Kriterien und nicht vorgezeichneten Wegen mit dem zugrundeliegenden Datenbestand zu arbeiten sowie durch verschiedene Verknüpfungen der Daten zu neuen Erkenntnissen zu gelangen.
 Explorativen Arbeitsumgebungen liegen ebenfalls thembezogene Datenbestände zugrunde. Im Gegensatz zu themenbezogenen Datenbanken verfügen sie aber über weitere oder andere Werkzeuge zur Auswertung dieses Datenbestandes. Es existieren z.B.Werkzeuge zur Explorativen Datenanalyse (z.B. Statview, Datadesk etc.), mit denen statistische Daten unter verschiedenen Gesichtspunkten verknüpft und ausgewertet werden können; andere Systeme ermöglichen auch den Zugriff auf textuelle und visuelle Daten mit zusätzlichen Möglichkeiten zur Weiterverarbeitung.
Hypermedia Arbeitsumgebungen integrieren einen multimedialen, vernetzten, themenbezogenen Datenbestand mit verschiedenen Werkzeugen. Der Datenbestand enthält Dokumente vom Typ: Text, Grafik, Bild, Ton, Bildfolge und Tonfolge. Die Dokumente (bzw. ein Teil von ihnen) sind untereinander z.B. nach Sinn- und Sach-zusammenhängen verknüpft. Die dadurch entstehende Netzstruktur hat eine Bedeutung: den Hypertext. Multimedia-Dokumente befinden sich also in diesem Hypertext; daher Hyper(multi)media. Die Werkzeuge unterstützen das Suchen und Finden, Lesen und Schreiben, Rechnen und Kalkulieren, Zeichnen und Gestalten sowie Modellieren und Simulieren und machen aus der Hpermedia-Datenbank eine Hypermedia-Arbeitsumgebung. (z.B Medi8or, Toolbook etc.)
Bei der Entwicklung solcher Arbeitsumgebungen wird ein Paradigmenwechsl von Behaviorismus zur Kognitionspsychologie vollzogen. Neue Formen des entdeckenden und konstruierenden Lernens sollen ermöglicht werden.
 
 

1.2 Das SODIS Projekt - Prüfung interaktiver Medien für den Unterricht

(aus Werkstattbericht 7, Beratungsstelle für Neue Technologien, Stand Mai 1994)

Seit Anfang der 80er Jahre setzt sich das Landesinstitut für Schule und Weiterbildung in NRW mit Unterrichtsoftware auseinander, um zu prüfen, ob die auf dem Markt angebotene Software den pädagogischen Ansprüchen genügt. Es entstand das Landesmodell SODIS, (Software Informatios und Dokumentations System) dessen Ziel es ist Lehrerinnen und Lehrern mit Hilfe einer Datenbank einen zeitökonomischen, kostengünstigen Marktüberblick über die angebotenen Unterrichtsprogramme zu ermöglichen. Dazu finden jährlich Experten-tagungen mit Vertretern der beteiligten Länder statt, auf denen Probleme diskutiert und Erfahrungen ausgetauscht werden. Im Vordergrund der Diskussionen stehen Fragen zur Klassifikation von Software und die Abstimmung von Bewertungskriterien - insbesondere die Auseinandersetzung mit fachdidaktischen Fragen. Interaktive Medien müssen auf der Grundlage fachlicher, fachdidaktischer und mediendidaktischer Aspekte bewertet werden.
 

1.2.1 Allgemeine Anforderungen an Software im didaktischen Einsatz

Interaktive Medien sollten ein aktiv konstruierendes und handlungsorientiertes Lernen herausfordern.

Lernsoftware soll nicht nur rein rezeptiv ansprechen. Vielmehr sollte sie interpretierende, deutende, entdeckende, klassifizierende, begriffsbildende, ordnende, planende, produzierende, herstellende Tätigkeiten fördern und herausforden.

Interaktive Medien sollten einen erfahrungsorientierten Unterricht unterstützen.

Medien sollten keine sinnvolle und verantwortbare direkte Erfahrungsmöglichkeit durch eine mediale ersetzen. Verbietet aber z.B. die Gefährlichkeit der Versuchsdurchführung bei der Beobachtung die direkte Erfahrung, ist der zeitliche Ablauf so schnell oder so langsam, daß eine direkte Beobachtung kaum oder nicht möglich ist, dann kann die Nutzung von Interaktiven Medien Sinn machen. Die Auswertung von (Versuchs-) Ergebnissen und der Beobachtungen kann auch medial unterstützt werden.

Interaktive Medien sollten aufbauend auf einem erfahrungsorientierten auch einen wissenschaftsorientierten Unterricht unterstützen.

Interaktive Medien sollen gestatten, fachliches Fakten-, Regel- und Systemwissen sowie überfachliches Orientierungswissen aufbauend zu konstruieren und so Wissen subjektiv zu vertiefen und vernetzte Zusammenhänge und Wechselwirkungen aufzubauen. Weiterhin sollten sie zu wissenschaftlichen Methoden und Verfahrensweisen der Erkenntnisgewinnung anleiten und diese fördern.
 Interaktive Medien sollten einen zukunftsorientierten Unterricht unterstützen.

Wenn die "Mitwirkungsfähigkeit in einer sich ändernden Gesellschaft" (Klafki) das zentrale Erziehungs- und Bildungsziel ist, dann muß sich die Gestalltung Interaktiver Medien, über das Basiswissen hinausgehend, an den "Schlüsselproblemen unserer Zeit" (Klafki) oder an der Ethik  der Natur (Umweltprobleme), Ethik des Lebens (z.B. Probleme der Radikalität, Gentechnologie), Ethik der Entwicklung (Entwicklung der 3. Welt), Ethik des Geldes (Entwicklung von Gerechtigkeit), Ethik des Bildes (Medien)" (Club of Rome, 1991) orientieren.

Interaktive Medien sollten wegen ihrer steigenden inneren Komplexität selbstreflexiv sein.

Da Medien die Wirklichkeitskonstruktion beeinflussen, sollten Medien selbst dazu anregen, die durch sie gewonnenen Erkenntnisse daraufhin  überprüfen zu können, ob das Medium selbst erst diejenige Wirklichkeit erzeugt hat, von der Erkenntnisse gewonnen werden.
 
 

1.2.2 Die Bewertung von Interaktiven Unterrichtsmedien im SODIS-Projekt

Ziel der Bewertung ist es, für die einzelnen Software-Einheiten - unter Berücksichtigung programmtechnischer, fachdidaktischer und mediendidaktischer Aspekte - zu einem differenzierten Urteil über die Möglichkeiten eines sinnvollen Einsatzes im Unterricht zu gelangen und aus der Menge der geprüften Interaktiven Medien  die "beispielhaften" herauszufinden. Als "Beispielhaft" sind diejenigen zu bezeichnen, die den oben genannten Anforderungen entsprechen und mit denen sich das Denken und Erkennen, also das Lernen verbessern läßt - das heiß u.a.

* Mit denen sich Unterrichtsinhalte schneller lernen, besser veranschaulichen oder vertiefte Erkenntnisse gewinnen lassen als mit herkömmlichen Medien oder
* die neue Untersuchungsmethoden ermöglichen oder
* die neue pädagogisch bedeutungsvolle Ziele erreichbar werden lassen, die bisher nicht oder kaum erreichbar waren
 und
* die ein aktiv konstruierendes und handlungsorientiertes Lernen herausfordern sowie einen erfahrungs-, wissenschafts- und zukunftsorientierten Unterricht unterstützen.

Entsprechend der Gliederung in programmtechnische Beschreibung, fachdidaktische Beschreibung und Bewertung sowie mediendidaktische Bewertung sind im folgenden die Kriterien benannt, die zur Bewertungsgrundlage dienen. Die Zusammenstellung der Bewertungsaspekte erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und ist im einzelnen vom jeweiligen Programmpaket abhängig.
 
 

Die Programmtechnische Beschreibung

Bestandteile der Software-Einheit

Installation Inbetriebnahme Programmfunktionen Bedienoberfläche Bildschirmgestaltung Dialoge Erwartungskonformität Bediensicherheit Steuerbarkeit/Komfort Die Fachdidaktische Beschreibung

Inhalte und Ziele

Adressaten Inhaltliche Entscheidungen Methodische Entscheidungen


Die Fachdidaktische Bewertung

Inhalte und Ziele

Adressaten Inhaltliche Entscheidungen Methodische Entscheidungen Wirkungen Die Mediendidaktische Bewertung

Unterrichtsorganisation

Anregungen für bzw. Wirkungen auf die Nutzer Geschlecherrollen Werden geschlechterspezifische Zugangsweisen wie 1.3 Literatur

[LSW94/7] Landesinstitut für Schule und Weiterbildung (Hrsg.), Beratungsstelle für neue Technologien, Mai 1994, Werkstattbericht 7 - Zur Prüfung interaktiver Medien für den Unterricht in Nordrhein-Westfalen, Landesinstitut für Schule und Weiterbildung, Soest