Didaktisches Design medialer Lernangeboteim Umfeld ingenieurwissenschaftlicher Laborpraktika

Dissertation

zur Erlangung des Grades

eines Doktorsder

Philosophie (Dr. phil.)

im

Fachbereich GesellschaftswissenschaftenInstitut für Erziehungswissenschaft

der

Universität Duisburg-EssenCampus Duisburg

von

Harry Boldt

aus Aachen

Aachen 2005

Referent: Prof. Dr. Michael KerresKorreferentin: Prof. Dr. Claudia de Witt (Universität Hagen)

Tag der mündlichen Prüfung: 19. Dezember 2005

Danksagung

Die vorliegende Arbeit wurde in der Zeit von Februar 2002 bis Juli 2005 an der Fa­kultät für Gesellschaftswissenschaft, Institut für Erziehungswissenschaft der Uni­versität Duisburg-Essen angefertigt. Sie wurde im Rahmen des Verbundprojekts „INGMEDIA“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Mein Dank gilt Herrn Prof. Dr. Michael Kerres für die Überlassung des Themas und die konstruktive Betreuung dieser Arbeit während der letzten drei Jahre. Wichtige Hinweise und Unterstützung in vielerlei Hinsicht verdanke ich Frau Prof. Dr. Doris Samm, Herrn Prof. Dr. Heinrich Hemme und Herrn Prof. Dr. Hans-Jürgen Hage­mann.

Ganz besonders danke ich auch meinen Kolleginnen und Kollegen an der Fachhoch­schule Aachen, für die gute Zusammenarbeit, insbesondere allen, die am Projekt INGMEDIA beteiligt waren. Ebenso möchte ich mich bei Herrn Winfried Kock für die freundliche Überlassung einiger von ihm erstellten Grafiken bedanken, sowie bei den Studierenden aus den Fachbereichen 6 und 8 der Fachhochschule Aachen, die im Rahmen meiner Begleituntersuchung mehrmals bereitwillig Formulare aus­füllten.

Mein herzlicher Dank geht ebenso an Frau Susanne Ingendaaij für ihre Hilfe bei der Vermeidung einiger orthographischer, sprachlicher und inhaltlicher Ungenauigkei­ten.

Ein ganz spezielles Dankeschön gilt schließlich meiner Frau Jenny Boldt und un­serer Tochter Anne Katrin für ihr Verständnis und ihre Geduld, die sie während der Zeit des Schreibens an dieser Dissertation aufbrachten.

Aachen, im Juli 2005

Harry Boldt

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Inhalt

1 Laborpraktika in naturwissenschaftlichen Studiengängen ................................. 17

1.1 Einführung ............................................................................................................................... 171.1.1 Laborpraktikum – eine Begriffsdefinition................................................................ 171.1.2 Geschichtliche Entwicklung der Laborpraktika.................................................. 171.1.3 Ablauf der Laborpraktika............................................................................................... 19

1.2 Lehr-/ Lernziele von Praktika ....................................................................................... 201.2.1 Lernumgebung „Experiment“......................................................................................... 201.2.2 Kategorien nach „Labwork in Science Education“.............................................. 221.2.3 Zur Bedeutung von fachübergreifenden Kompetenzen................................... 27

1.3 Probleme im Umfeld der Laborpraktika ................................................................... 291.3.1 Organisatorische Aspekte.............................................................................................. 291.3.2 Ausstattung der Labore................................................................................................... 311.3.3 Anforderungen des Arbeitsmarktes.......................................................................... 31

1.4 Hochschuldidaktische Aktivitäten .............................................................................. 33

1.5 Zusammenfassung ............................................................................................................... 35

2 Vorüberlegungen zum Medieneinsatz im Laborpraktikum .................................... 39

2.1 Zur Bedeutung von Medien in der Hochschulausbildung .............................. 39

2.2 Lerntheoretische Betrachtungen ................................................................................ 412.2.1 Behavioristische Ansätze................................................................................................. 412.2.2 Kognitive Ansätze............................................................................................................... 432.2.3 Konstruktivistische Ansätze......................................................................................... 482.2.4 Zusammenfassung.............................................................................................................. 55

2.3 Bedeutung für die mediale Unterstützung von Laborpraktika ..................... 57

3 Didaktisches Design für den Medieneinsatz im Laborpraktikum ....................... 59

3.1 Präskriptive Ansätze der Mediendidaktik ................................................................ 593.1.1 Entstehung............................................................................................................................. 593.1.2 Gagné - Instruktionale Ereignisse................................................................................ 613.1.3 Issing - Systematisches Instruktionsdesign........................................................... 623.1.4 Kerres – Gestaltungsorientierte Mediendidaktik.............................................. 633.1.5 Kritik am Instruktionsdesign......................................................................................... 663.1.6 Fazit............................................................................................................................................ 67

3.2 Konzeptionelle Dimensionen (Überblick) ................................................................. 68

3.3 Zielgruppe: An wen richtet sich das multimediale Angebot? ......................... 73

3.4 Lehr-, Lernziele: Welche Lerneffekte sollen erreicht werden? .................. 743.4.1 Unterstützung der Lernziele des Präsenzpraktikums..................................... 753.4.2 Begegnung grundlegender Probleme des Praktikumsbetriebs................... 753.4.3 Medienkompetenz als Schlüsselqualifikation...................................................... 76

3.5 Auswahl und Aufbereitung der Inhalte ................................................................... 84

3

3.6 Auswahl geeigneter Medien ........................................................................................... 863.6.1 Laborbegleitende Angebote - Reales Labor............................................................ 873.6.2 Telematische Angebote - Semi-virtuelles Labor................................................... 883.6.3 Simulierte Angebote - Virtuelles Labor................................................................... 903.6.4 Beispiele für medial unterstützte Laborpraktika............................................... 923.6.5 Zusammenfassung.............................................................................................................. 98

3.7 Strukturierung der Medien ........................................................................................... 1013.7.1 Strukturierung nach dem Einsatzbereich............................................................. 1013.7.2 Medienspezifische Strukturierung.......................................................................... 1033.7.3 Strukturen von Hypertext........................................................................................... 104

3.8 Organisation der verwendeten Medien ................................................................... 1133.8.1 Reelle und virtuelle Anteile des Laborpraktikums.......................................... 1153.8.2 Organisation der reellen und virtuellen Anteile.............................................. 1173.8.3 Implementierung, Bekanntgabe und Betreuung ............................................... 122

4 Das Projekt INGMEDIA – eine Fallstudie .................................................................. 125

4.1 Kurzbeschreibung des Projekts ................................................................................ 125

4.2 Projektstruktur und Zeitplan .................................................................................... 125

4.3 Projektziele und Ergebnisse ........................................................................................ 1274.3.1 Teilprojekt 1 – Grundlagenpraktika....................................................................... 1284.3.2 Teilprojekt 2 – Telematiklabore............................................................................... 1344.3.3 Teilprojekt 3 – Virtuelles Technologiepraktikum Mikrofertigung........ 1384.3.4 Teilprojekt 4 – Didaktik und Evaluation............................................................... 1424.3.5 Teilprojekt 5 – Software-Qualitätsmanagement............................................. 1434.3.6 Teilprojekt 6 – Projektkoordinierung, Öffentlichkeitsarbeit.................. 146

4.4 Die INGMEDIA Lernumgebung ....................................................................................... 1474.4.1 Konzeptionelle Herangehensweise.......................................................................... 1474.4.2 Ebenen und Navigationsstruktur.............................................................................. 151

4.5 Multimedia versus Skript – Eine Begleituntersuchung .................................. 1564.5.1 Untersuchungsbeschreibung..................................................................................... 1564.5.2 Untersuchungsgegenstand......................................................................................... 1574.5.3 Hypothesen und Bewertungsmerkmale................................................................. 1594.5.4 Analyse der Daten........................................................................................................... 164

5 Fazit ............................................................................................................................................. 171

5.1 Erreichung praktikumsspezifischer Lernziele ...................................................... 171

5.2 Erreichung allgemeiner Lehr,- Lernziele des Praktikums .............................. 173

5.3 Lösung von Problemen im Umfeld der Laborpraktika .................................... 174

5.4 Eignung der gestaltungsorientierten Mediendidaktik .................................... 175

6 Lösungsansätze für den Medieneinsatz im Laborpraktikum .............................. 178

6.1 Ausgangssituation ............................................................................................................. 1786.1.1 Personelle und finanzielle Situation...................................................................... 179

4

6.1.2 Organisatorische Probleme und Nachhaltigkeit.............................................. 1796.1.3 Mediendidaktische Expertise der Lehrenden...................................................... 180

6.2 Lösungsansatz 1 - Lehrende als Produzenten ..................................................... 1816.2.1 Lehrende als Produzenten von begleitenden Angeboten............................. 1816.2.2 Technische Unterstützung - Multifunktionale Autorenwerkzeuge....... 1826.2.3 Didaktische Unterstützung - Planstelle Mediendidaktik............................. 189

6.3 Lösungsansatz 2 - Hochschulweites Medienzentrum ..................................... 1936.3.1 Zentrum für Medienintegration in der Lehre (ZML)....................................... 1936.3.2 Inner- und außerhochschulische Aktivitäten des ZML................................ 195

6.4 Kritische Betrachtung der Lösungsansätze ........................................................ 199

7 Schlusswort .......................................................................................................................... 202

5

Anhang

Anhänge - Überblick.............................................................................................................192

Anhang I - Vorbereitende Aktivitäten im Rahmen der Untersuchung............ 193

Vorstellung der Erstsemesterbefragung (Gruppen „Skript“ und „Multimedia“)................... 194

Vorstellung des Untersuchungsvorhabens (Gruppe „Multimedia“).............................................195

Vorstellung des Projekts und der Lernplattform INGMEDIA (Gruppe „Multimedia“)....... 196

Flugblatt „Einstieg in die Lernplattform“ (Gruppe „Multimedia“)................................................... 197

Anhang II - Fragebögen zur Evaluation........................................................................ 198

Erstsemesterbefragung Seite 1 (Gruppe „Skript“) ................................................................................ 199

Erstsemesterbefragung Seite 2 (Gruppe „Skript“) .............................................................................. 200

Erstsemesterbefragung Seite 1 (Gruppe „Multimedia“) ...................................................................... 201

Erstsemesterbefragung Seite 2 (Gruppe „Multimedia“) .................................................................... 202

Erstsemesterbefragung Seite 3 (Gruppe „Multimedia“) .................................................................... 203

Fragebogen zur Vorbereitung (Gruppen „Skript“ und „Multimedia“) ......................................... 204

Testfragen zum Versuch Feder (Gruppen „Skript“ und „Multimedia“) ....................................... 205

Testfragen zum Versuch Motor (Gruppen „Skript“ und „Multimedia“) ..................................... 206

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung.............................................................. 207

Ergebnisse zu Fragestellung 1....................................................................................................................... 208

Vergleichbarkeit der Gruppen - Persönliche Merkmale.............................................................208

Vergleichbarkeit der Gruppen – Vorwissen..................................................................................... 209

Vergleichbarkeit der Gruppen – Selbsteinschätzung................................................................... 211

Art der Vorbereitung.................................................................................................................................... 212

Grundlagenwissen – Fragen zum Versuch (Multiple Choice)................................................... 217

Beurteilung des Materials ........................................................................................................................ 219

Verbesserungsvorschläge aus der Skript Gruppe (FB 6).................................................................226

Verbesserungsvorschläge aus der Multimedia Gruppe (FB 8)...................................................... 228

Literaturverzeichnis............................................................................................................................................. 231

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Abbildungsverzeichnis

1. Versuchsdurchführung (Quelle: W. Kock)................................................................................ 19

2. Schallerzeugung beim Versuch Kundtsche Staubfiguren (Quelle: W. Kock)........................... 27

3. Vorhandene Kompetenzen vs. beruflich geforderte Kompetenzen........................................... 32

4. General Systems Design (GSD). Issing, 1998............................................................................62

5. Systematisches Instruktionsdesign nach Issing.......................................................................... 63

6. Magisches Viereck mediendidaktischer Innovation (Kerres).................................................... 64

7. Didaktisches Design medialer Angebote für Laborpraktika als iterativer Prozess....................69

8. Konzeption medialer Angebote (gestaltungsorientierter Ansatz).............................................. 72

9. Multimedia Praktikum begleitend (Foto: W. Kock).................................................................. 87

10. Telematischer Messplatz, „Elektronische Bauelemente“ (INGMEDIA) (Foto: W.Kock)........ 88

11. Multimedial simuliertes Praktikum (Foto: W. Kock)................................................................ 90

12. Mikrosystemtechnik - Simulation des Maskaligners mit Videosequenzen (INGMEDIA)........91

13. Maskaligner, real........................................................................................................................ 91

14. Automatisierung Simulation (VVL)...........................................................................................92

15. Automatisierung Telematik (VVL)............................................................................................ 92

16. Telerobot.....................................................................................................................................93

17. Remote Microscopy & Telescopy.............................................................................................. 93

18. Lernmodul Sensorkalibrierung im Teilprojekt Robotorlaboratorium (VVL)............................93

19. Virtuelles Praktikum Gentechnik (ViPGen)...............................................................................94

20. Mobile Roboter - Steuerung (LearNet)...................................................................................... 94

21. Serielle Verlinkung – Sequentielle Struktur.............................................................................106

22. Organisatorische Verlinkung – Hierarchische Struktur........................................................... 106

23. Referenzielle Verlinkung - Assoziative Struktur..................................................................... 107

24. Menüstruktur (ILIAS 3)............................................................................................................108

25. Sitemap (suse.de)......................................................................................................................109

26. Locator als Orientierungshilfe (ebay.de)..................................................................................109

27. Farben als Orientierungshilfe (aachen.de)............................................................................... 110

28. Schlüsselbilder als Orientierungshilfe......................................................................................110

7

29. In Deutschland verwendete Monitorauflösungen (Quelle: webhits.de, Stand 5.01.2005)...... 113

30. Umgestaltung der Präsenzpraktika zu hybriden Lernarrangements.........................................117

31. Szenario für begleitende mediale Angebote im Laborpraktikum.............................................118

32. Szenario für den Einsatz von Telematik im Laborpraktikum.................................................. 120

33. Szenario für den Einsatz von Simulationen im Laborpraktikum............................................. 121

34. INGMEDIA Standorte und Kompetenzen (Grafik: W. Kock).................................................125

35. INGMEDIA - Struktur und Zeitplan........................................................................................ 126

36. Interaktive Simulation zum Trainieren labortypischer Aufgaben............................................133

37. Oberfläche eines LabView Telematik-Messplatzes zur Widerstandsmessung........................135

38. Telematische Messung von Transistorkennlinien (ohne LabView-Plugin).............................137

39. Simulation eines Hochtemperaturofens....................................................................................141

40. Hochtemperaturofen im Reinraum........................................................................................... 141

41. Scribbles zur Lernplattform (Buttons, Menüstruktur, Layout)................................................ 148

42. Storyboard zu Funktionen und Inhalten der Lernplattform......................................................149

43. ILIAS Lernplattform im INGMEDIA Design.......................................................................... 149

44. Optisch und funktional an INGMEDIA angepasste ILIAS Lernplattform.............................. 150

45. Login der Lernplattform........................................................................................................... 151

46. Toolbar der Lernplattform........................................................................................................151

47. INGMEDIA - Administration der ILIAS Lernplattform..........................................................153

48. Autor und serielles „Blättern“.................................................................................................. 153

49. Standortpfad der Lernplattform................................................................................................154

50. Menübereich der Lernplattform............................................................................................... 155

51. Untersuchungsdesign der INGMEDIA Begleituntersuchung.................................................. 156

52. Laborpraktikum Ottomotor (Foto: W. Kock)...........................................................................158

53. Laborpraktikum Feder (Foto: W. Kock).................................................................................. 158

54. Laborkompetenz - Messwerte eintragen...................................................................................159

55. Mittelwerte zur Vorbereitung auf die Praktika........................................................................ 166

56. Bewertung der Vorbereitungsmaterialien................................................................................ 168

57. Lösungsansatz 1 - Lehrende als Produzenten...........................................................................182

58. Technik der Offline Autorenschnittstelle.................................................................................186

8

59. iLEX - Metadaten einer Lerneinheit........................................................................................ 187

60. iLEX - Eingabe von Sonderzeichen......................................................................................... 188

61. iLEX - Eingabe von Formeln................................................................................................... 188

62. Lösungsansatz 2 - Zentrum für Medienintegration in der Lehre..............................................195

9

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Studie "Labwork in Science Education" - Hauptzielkategorien..................................... 22

Tabelle 2: Studie "Labwork in Science Education" - Theorie und Praxis....................................... 23

Tabelle 3: Studie "Labwork in Science Education" - Experimentelle Fähigkeiten......................... 23

Tabelle 4: Studie "Labwork in Science Education" - Methoden wiss. Denkens............................. 24

Tabelle 5: Studie "Labwork in Science Education" - Persönlichkeit und soziale Kompetenz........ 24

Tabelle 6: Lernziele nach Haug - zur Versuchsvorbereitung...........................................................25

Tabelle 7: Lernziele nach Haug - bezogen auf die Versuchsanordnung..........................................25

Tabelle 8: Lernziele nach Haug - bezogen auf die verwendeten Geräte..........................................25

Tabelle 9: Lernziele nach Haug - für den Versuchsablauf...............................................................26

Tabelle 10: Lernziele nach Haug - für die Versuchsauswertung..................................................... 26

Tabelle 11: Lernziele nach Haug - bei der Ergebnisdiskussion....................................................... 26

Tabelle 12: Zusammengefasste Ziele der Lehrform Praktikum....................................................... 36

Tabelle 13: Grundlegende Probleme im Umfeld von Laborpraktika............................................... 37

Tabelle 14: Gruppen von Lernermodellen nach Self....................................................................... 48

Tabelle 15: Programmierte Instruktion vs. Kognitive Medien, Jonassen, 1991.............................. 55

Tabelle 16: Lernparadigmen und Softwaretypologie nach Baumgartner/Payr................................ 56

Tabelle 17: Instruktionale Ereignisse (nach Gagné)........................................................................ 62

Tabelle 18: Kriterien der gestaltungsorientierten Mediendidaktik, Kerres (2004)..........................65

Tabelle 19: Kompetenzfelder des didaktischen Designs..................................................................71

Tabelle 20: Leitfragen zur Identifizierung der Zielgruppe/n............................................................74

Tabelle 21: Zusammengefasste Ziele der Lehrform Praktikum....................................................... 75

Tabelle 22: Grundlegende Probleme des Praktikumsbetriebs..........................................................76

Tabelle 23: Dimensionen der Medienkompetenz nach Baacke (1997a)..........................................78

Tabelle 24: Dimensionen der Medienkompetenz nach Aufenanger (1998).....................................79

Tabelle 25: Dimensionen der Medienkompetenz nach Moser (1999)............................................. 80

Tabelle 26: Dimensionen der Medienkompetenz nach Hillebrand & Lange (1996)....................... 80

Tabelle 27: Dimensionen der Medienkompetenz nach Groebel (2001)...........................................81

Tabelle 28: Dimensionen der Medienkompetenz nach Groeben (2002)..........................................82

10

Tabelle 29: Projekte mit medialen Angeboten zu Laborexperimenten [Stand: 13.04.2005]...........97

Tabelle 30: Mediale Angebote für das Laborpraktikum, klassifiziert nach Virtualitätsgrad.........100

Tabelle 31: Prinzipielle Einsatzmöglichkeiten von Medien im Umfeld Laborpraktikum............. 115

Tabelle 32: Toolbar-Funktionen der INGMEDIA Lernplattform.................................................. 152

Tabelle 33: Multimedia vs. Skript - Untersuchte Lerneinheiten....................................................157

Tabelle 34: Begleituntersuchung – Bewertungsmerkmale/Variablen für Fragestellung 1............ 160

Tabelle 35: Begleituntersuchung - Bewertungsmerkmale für Fragestellung 2.............................. 162

Tabelle 36: Begleituntersuchung - Vorbereitende Aktivitäten.......................................................163

Tabelle 37: Begleituntersuchung - Fragebögen zur Untersuchung................................................ 163

Tabelle 38: Begleituntersuchung – Fragestellungen, Praktikumsbetreuer.....................................164

Tabelle 39: iLEX - Elemente, die nach ILIAS übertragen werden................................................ 185

Tabelle 40: Mediale Elemente zur Vorbereitung auf ein Laborpraktikum.................................... 190

Tabelle 41: Fachübergreifende Kompetenzen zum Thema Laborarbeit........................................ 193

Tabelle 42: Aufgaben des Zentrums für Medienintegration in der Lehre......................................198

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Abkürzungsverzeichnis

bmb+f Bundesministerium für Bildung und ForschungCBT Computer Based TrainingCUL Computer unterstütztes LernenCUU Computer unterstützter UnterrichtFB Fachbereich (einer Fachhochschule)GSD General Systems DesignID Instructional DesignISD Instructional System DesignITS Intelligente Tutorielle SystemeLE LerneinheitPE PraktikumseinheitPOL Problemorientiertes Lernen, Problem oriented learningQM QualitätsmanagementSCORM Sharable Content Object Reference Model SWS SemesterwochenstundenURL Unique Resource Locator (Internetadresse)WBT Web Based TrainingWWW World Wide Web (Internetdienst)GMD Gestaltungsorientierte Mediendidaktik

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Abstract

In dieser Arbeit wird versucht aufzuzeigen, was es konkret bedeutet, digitale Medi­en in einem Fachhochschulstudium zur Ausbildung von Ingenieuren zu etablieren. Ein wesentliches Merkmal bildet hier die gruppenbezogene praktische Ausein­andersetzung mit einem Untersuchungsgegenstand. Es wird der Frage nachge­gangen, welche grundlegenden Erkenntnisse der Mediendidaktik dem Problemfeld „Laborpraktikum an naturwissenschaftlich technischen Fachhochschulen“ gerecht werden und inwieweit spezielle, die Lehrform Praktikum betreffende, Zusammen­hänge zu berücksichtigen sind, um den Einsatz von Multimedien in diesem Kontext zum Erfolg zu führen. Dabei wird der Versuch unternommen, einen ganzheitlichen Blick auf die Konzeption und Umsetzung der multimedialen Lernangebote zu rich­ten. Es wird die Auffassung vertreten, dass lernfördernde multimediale Angebote weder als Alternative zu den bestehenden Präsenzveranstaltungen noch als „Beigabe“ (sog. AddOns) gesehen werden dürfen, sondern vielmehr Elemente in einem didaktisch neu zu konzipierenden Gesamtangebot „Laborpraktikum“ dar­stellen.

Die Forderung einer solchen Neukonzeption impliziert bereits die Notwendigkeit einer Anpassung der bestehenden Strukturen. Es werden daher Ansätze zur didak­tischen Gestaltung von Laborpraktika entwickelt, in denen multimediale und Präsenzelemente zu einem neuen Gesamtangebot kombiniert werden. Neben grund­legenden mediendidaktischen Erkenntnissen werden die existierenden Präsenzpha­sen, die vorhandenen Hochschulstrukturen, die in der Regel dort zur Verfügung stehenden Ressourcen, ökonomische, organisatorisch-administrative, technische so­wie sozio-kulturelle Aspekte in die Überlegungen mit einbezogen.

Als Quintessenz daraus werden zwei Lösungsansätze zur nachhaltigen Imple­mentierung von multimedialen Angeboten im Problemfeld diskutiert.

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Vorwort

“The life and soul of science is its practical application." (William Thomson, 1824 – 1907)

Theorie und Praxis, diese Begriffe werden häufig als unvereinbare Welten gegen­über gestellt. Hochschulabgänger fühlen sich oftmals sprichwörtlich „ins kalte Wasser geworfen“, wenn sie als Berufseinsteiger mit den Strukturen, Prozessen, In­halten und nicht zuletzt Mitarbeitern eines Unternehmens konfrontiert werden. Der Ruf nach mehr Praxisnähe in der Ausbildung und die gleichzeitig rasant steigenden Anforderungen an das theoretische Grundgerüst geraten für die Hochschulen zum Dilemma. Besonders bei der Lehre der Naturwissenschaften und der Technik steht man immer wieder vor der Herausforderung, mit dem Tempo aktueller Forschungs- und Entwicklungsergebnisse Schritt zu halten.

Zwar wird eine fundierte theoretische Ausbildung ihre vornehmliche Aufgabe bleiben, dennoch zeigen immer mehr Hochschulen vielfältige Bestrebungen, die Studierenden besser auf den Wechsel in das Berufsleben vorzubereiten. So erhalten Studierende beispielsweise Gelegenheit, über Forschungsaufträge oder andere Formen der Kooperation mit Unternehmen, bereits zu Studienzeiten team- und ziel­orientierte Mitarbeit in „echten“, fachbezogenen Projekten kennen zu lernen.

Fester curricularer Bestandteil, gerade an Fachhochschulen, ist das „Laborprak­tikum“, mit dem ebenfalls der Versuch unternommen wird, die Theorie geprägten Schulungsangebote durch regelmäßige, praktisch orientierte Veranstaltungen zu ergänzen. Hier untersuchen, dokumentieren und analysieren die Studierenden in kleinen Gruppen auf experimentelle Weise grundlegende naturwissenschaftliche Phänomene. Gemäß seines didaktischen Ansatzes soll das Praktikum Gelegenheiten zum Anfassen, zum selber Ausprobieren, zum Diskutieren bieten; Fragen sollen er­örtert, spezifische und fachübergreifende Handlungsabläufe erkannt und kollektiv Strategien zur Beobachtung bzw. Analyse des Untersuchungsgegenstandes entwi­ckelt werden. Die dadurch entstehenden Lernmöglichkeiten sind gleichsam kogni­tiver, motorischer, affektiver und sozialer Natur. De facto muss jedoch festgestellt werden, dass in vielen Fällen, trotz des prinzipiell hohen didaktischen Potenzials dieser Unterrichtsform, nicht von einem rundum gelungenen Bildungsangebot gesprochen werden kann. Während Laborpraktika in höheren Semestern und in Hauptfächern überwiegend mit ausreichendem Vorwissen und einem gewissen In­teresse besucht werden, haben Laborpraktika des ersten Semesters und in Nebenfä­chern Akzeptanzschwierigkeiten. Die Studierenden kommen oft ungern, viele unzu­länglich vorbereitet, zum obligatorischen Praktikumstermin, „fahren“ dort rezepturartig den Versuch, ohne oftmals wirklich nachzuvollziehen, worum es dabei überhaupt geht.

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Die vorliegende Arbeit behandelt die Möglichkeiten, das ingenieurwissenschaftliche Laborpraktikum in seinen Phasen Vorbereitung, Durchführung und Nachbe­arbeitung durch multimediale Angebote zu unterstützen. Es werden Ansätze didak­tischer Gestaltung aufgezeigt, die die bestehenden Präsenzveranstaltungen, kom­biniert mit multimedialen Elementen, in hybride Lernarrangements überführen. Die multimedialen Angebote sollen den Studierenden dabei helfen, versuchsrelevante und versuchsübergreifende Handlungsabläufe in den einzelnen Phasen des Prak­tikums verstehen und nachvollziehen zu können; deklaratives Wissen um prozedura­les Wissen und prozedurale Fähigkeiten ergänzen. Neben organisatorischen Erleich­terungen soll es Lehrenden gleichsam vereinfacht werden, Lernziele und inhaltliche Zusammenhänge in den Praktikumsveranstaltungen zu demonstrieren und die Stu­dierenden. Die aktuelle Situation Laborpraktikum soll auf diese Weise für die betei­ligten Lehrenden und Lernenden verbessert werden.

Die Arbeit ist entstanden im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (bmb+f) geförderten Verbundprojekts INGMEDIA, URL: www.ingme­dia.de, ein Projekt, in dem sechs beteiligte Hochschulen von 2001 bis 2003 eine Lernplattform1 mit Lerneinheiten aus den Bereichen Grundlagenpraktika, telema­tisch gesteuerte Experimente und komplexe Technologiepraktika realisiert haben.

Zum Inhalt

Die Entwicklung von Multimedien und deren Integration in einen bestehenden Lehr-/Lernkontext muss mit der Betrachtung dessen Bedeutung, dessen Istzustands und Bildungsanliegen einhergehen. Mit diesem Thema befasst sich daher das erste Kapitel dieser Arbeit. Nach Behandlung der existierenden Ansätze zur medialen Unterstützung von Unterricht in Kapitel 2 wird, darauf aufbauend, ein konkreter Vorschlag für die Gesamtkonzeption eines multimedial unterstützten ingenieur-wissenschaftlichen Laborpraktikums entwickelt (Kapitel 3). Die Konzeption ver­sucht, unter Berücksichtigung der Zielgruppen Lehrende und Lernende, die für Me­dienproduktionen typischen Arbeitsfelder Gestaltung, Didaktik, Technologie, Inhalt und Evaluation zu einem Konzept zusammenzuführen, welches als Ausgangsbasis für ähnliche Vorhaben dienen kann.

Anhand des Verbundprojekts INGMEDIA, das in Kapitel 4 kurz vorgestellt wird, soll anschließend gezeigt werden, wie das vorgestellte Konzept praktisch umsetzbar ist, nicht ohne auf Probleme, die im Verlauf der Umsetzung zu lösen sind, einzuge­hen. So erfordert die Einbindung multimedialer Lernangebote in die bestehende Form des Praktikums neue Formen der Lernorganisation, die eine Anpassung der

1 Basierend auf der Open Source Online Lernplattform ILIAS, entwickelt an der Universität zu Köln, URL: www.ilias.uni-koeln.de [Stand: 11.01.2005]

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Präsenzphase, ebenso wie neue Betätigungsfelder der Beteiligten mit einschließen. Seitens der Anbieter müssen die Angebote umgesetzt und bereitgestellt werden, im Falle tutorieller Betreuung ist diese zu organisieren. Schließlich verlangt der multimediale Part der Lernarrangements Medienkompetenz von Lehrenden wie von Lernenden.

Im Umfeld des Projekts INGMEDIA wurde im Teilprojekt „Grundlagenpraktika“ im Fach Physik eine Untersuchung durchgeführt, in der die Frage behandelt wird, ob bzw. inwieweit bereits die multimediale Aufbereitung des zuvor als Skript her­ausgegebenen Vorbereitungsstoffs eine Verbesserung gegenüber den bislang her­ausgegebenen Printmaterialien darstellt. Im Einzelnen wird untersucht, ob a) Stu­dierende, die sich anhand der medialen Angebote einer Lernplattform vorbereiten, besser vorbereitet ins Praktikum kommen als eine vergleichbare Gruppe, die sich anhand schriftlicher Unterlagen vorbereitet hat und b) ob die medialen Angebote von den Studierenden besser beurteilt werden, als die schriftlichen Unterlagen. Die Ergebnisse der Untersuchung fließen direkt in den ersten der beiden anschließend vorgestellten Lösungsansätze ein.

In Kap. 5 wird resumiert, inwieweit die allgemeinen Praktikumsziele sowie die spe­ziellen Ziele, die für die verschiedenen Praktikumstypen (reale, semi-virtuelle, virtu­elle Laborpraktika) definiert wurden, im Projekt INGMEDIA erreicht werden konn­ten. Zudem wird der Frage nachgegangen, ob und in welcher Weise grundlegende Probleme der Lehrform Praktikum mit den Medienangeboten gelöst werden konn­ten. Schließlich wird auf die Eignung der in Kap. 3 vorgestellten gestaltungs­orientierten Mediendidaktik als Modell für die Etablierung von Medien im Kontext der Lehrform Praktikum eingegangen.

Als Ausblick auf künftig mögliche hochschuldidaktische Aktivitäten, die der wei­teren Verbesserung der Situation dienen sollen, werden zwei Lösungsansätze (Kap. 6) ausgearbeitet, deren wesentliches Merkmal darin besteht, die Lehrenden mit Hilfe einer eigens hierfür eingerichteten zentralen Stelle für Mediendidaktik zur Mitarbeit an der Generierung medialer Angebote zu motivieren. Ziel des ersten Lö­sungsansatzes ist es, die Lehrenden, mit Abstrichen bzgl. des didaktischen Designs, zur Erstellung laborbegleitender Angebote zur Vorbereitung auf das Praktikum zu motivieren und zu befähigen. Als Teillösung wird eine, im Rahmen dieser Arbeit entwickelte, Exportroutine vorgestellt, die es Autoren erlaubt, ILIAS Lerneinheiten aus einer Standard-Textverarbeitungssoftware heraus zu generieren.

Ziel des zweiten Lösungsansatzes ist es, mit erweitertem personellen Aufwand hochschulweit zusätzlich telematische Experimente und simulierte Angebote zu etablieren und die Konzeption, Umsetzung und Implementierung der Angebote ge­mäß den Dimensionen der gestaltungsorientierten Medienpädagogik durchzuführen.

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Kapitel

1 Laborpraktika in naturwissenschaftlichen Studiengängen

1.1 Einführung

1.1.1 Laborpraktikum – eine Begriffsdefinition

Als Praktikum werden zum einen Lehrveranstaltungen bezeichnet, in denen wissen­schaftliche Experimente zu Übungszwecken durchgeführt werden (z.B. messen, be­obachten, auswerten, analysieren, mikroskopieren, präparieren, programmieren). Zum Anderen wird der Begriff „Praktikum“ auch für berufsbezogene praktische Tätigkeiten verwendet, deren Nachweis in den Studienordnungen naturwissen­schaftlicher und technischen Studiengänge verbindlich festgelegt sind. Diese meist als Grund-, Fach-, oder Industriepraktika bezeichneten Tätigkeiten sind entweder vor oder während des Studiums in fachverwandten Unternehmen, Organisationen etc. außerhalb der Hochschule abzuleisten.

Die in der vorliegenden Arbeit behandelten Praktika beziehen sich auf den ersten Typ Praktikum, den curricular eingebundenen, zumeist in hochschuleigenen Labo­ren angebotenen Veranstaltungen. Ergänzend zu den Theorie vermittelnden Lehr­veranstaltungen wird hier anhand von vorgegebenen Experimenten in kleinen Gruppen praktisches wissenschaftliches Arbeiten trainiert. Laborpraktika sind in der Regel Pflichtveranstaltungen, in denen das Experiment, der Versuch im Vordergrund steht. Mit den Begriffen „Praktikum“ oder „Laborpraktikum“ ist im Folgenden ausschließlich diese Lehrform gemeint.

1.1.2 Geschichtliche Entwicklung der Laborpraktika

"The systematic teaching of practical physics is a modern development. Until the second half of the nineteenth century was well begun, no teaching laboratory and no regular course of instruction were known." (The Cavendish Laboratory, Online im Internet: URL: http://www.phy.cam.ac.uk/ cavendish /history/years/firstten.asp, Stand[13.11.2003])

Als Vorläufer heutiger Praktika können Lehrveranstaltungen gesehen werden, in denen, neben der Vermittlung theoretischen Wissens, bestimmte naturwissenschaft­liche Phänomene experimentell vorgeführt wurden. Als Pionier dieser Lehrform gilt Georg Christoph Lichtenberg, Professor für Experimentalphysik an der Universität Göttingen, der 1778 erstmals in seinen Vorlesungen eindrucksvolle Demonstra­tionsexperimente vorführte, die er jeweils sorgfältig vorbereitete (etwa die nach ihm benannten Lichtenberg'schen Staubfiguren). Die für die Experimente benötigten

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Einführung

Geräte und Materialien erwarb Lichtenberg auf eigene Kosten (z.B. eine englische Vakuumpumpe für ein Jahresgehalt). Durch kontinuierliche Erweiterung seiner La­borausstattung stellte Lichtenberg eine, bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts, einzig­artige Gerätesammlung zusammen.

Im Zuge der Industrialisierung verlagerten sich die Anforderungen an die Hoch­schulabgänger insbesondere bezüglich der Praxisnähe: Von den produzierenden Un­ternehmen wurden zunehmend Fachkräfte gesucht, die neben einer fundierten theo­retischen Ausbildung ebenso praktische Fertigkeiten auf dem Gebiet der naturwissenschaftlichen Forschung und Entwicklung (z.B. Materialforschung) auf­weisen konnten. Abgesehen von einigen Absolventen, die als Forschungsassistenten tätig waren, war die praktische Anwendung des Gelernten für die meisten akade­mischen Berufseinsteiger jedoch ein Novum.

Diesem Anspruch versuchte man mit dem 1871 etablierten Cavendish Laboratorium für Experimentalphysik gerecht zu werden. Es war neben dem physikalischen Un­terrichtslaboratorium von William Thomson (Lord Kelvin) im schottischen Glasgow das zweite Labor dieser Art, sollte aber hinsichtlich seiner Ausstattung einzigartig werden. Nach seinem Geldgeber Henry Cavendish benannt und mit hohem Auf­wand aufgebaut, sollte das Labor den Studierenden erstmals ermöglichen, die Praxis physikalischer Forschung durch eigene Erfahrung kennen zu lernen. Für die Ge­samtkonzeption des Labors (Beschaffung von Geräten und Materialien) konnte der schottische Physiker James Clerk Maxwell (Maxwellsche Gleichungen) gewonnen werden. In dem 1874 eröffneten Labor konnten die Studierenden nach einer kurzen Einweisung in die Messtechnik eigenen Forschungsinteressen nachgehen.

Diese Forschungsfreiheit wurde 1880 von Lord Rayleigh, dem Nachfolger Max­wells, aufgehoben, da sich die curriculare Einbindung des freien Forschens als pro­blematisch herausstellte. Rayleigh ließ daher ein organisiertes Praktikum aufbauen, welches vorab definierte Versuche an verschiedenen Arbeitsplätzen vorsah, die von den Studierenden im Rotationsprinzip zu durchlaufen waren. Schriftliche Anleitungen für jeden Versuch enthielten Beschreibungen zu Versuchsaufbau und –ablauf. Aufgabe der Studierenden war es nun, den jeweiligen Versuch nach Anleitung aufzubauen, nachzuvollziehen, die Beobachtungen zu dokumentieren und schließlich Schlussfolgerungen aus den Beobachtungen zu formulieren - ein Prinzip, das im Grunde bis heute in den Laborpraktika der meisten naturwissenschaftlichen und technischen Studiengängen Anwendung findet. Im Wesentlichen geändert haben sich lediglich die Versuchsaufbauten hinsichtlich der Vorhersagbarkeit der Ergebnisse. Während die Durchführung jener ersten Versuche einen hohen Grad Eigenleistung, Geschick und Verständnis erforderten, kann heute insbesondere bei komplexeren Versuchen beobachtet werden, dass die verwendeten Aufbauten häufig

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Einführung

durch vorjustierte, fixierte, von den Studierenden kaum mehr manipulierbare Ein­stellungen quasi „idiotensicher“ gemacht sind.

1.1.3 Ablauf der Laborpraktika

1. Zur Vorbereitung auf die Praktika erhalten die Studierenden von dem betreu­enden Professor den Vorlesungsstoff meist als Skript mit zusätzlichen Literatur­hinweisen. Darüber hinaus gibt es zu jedem Versuch Praktikumsanleitungen, die vor dem Praktikumstermin durchzuarbeiten und zum Termin mitzubringen sind. Der Ablauf der Praktika in den Ingenieurstudiengängen an der FH Aachen kann wie folgt beschrieben werden:

2. Zu Beginn des Praktikums finden sich zwei bis fünf, teilweise mehr Studierende an ihrem jeweiligen Versuchsplatz ein. In der Regel wird nun von den Betreuern eine ca. 30 bis 60 minütige Einführung in die versuchsrelevanten theoretischen Grundlagen gegeben, bevor die praktische Arbeit am Versuch beginnt.

3. Die Versuchsdurchführung selbst gestaltet sich je nach Versuch sehr unterschiedlich. Als Ge­meinsamkeit aller Versuche kann festgehalten werden, dass die Studierenden den Versuch zu­nächst aufbauen bzw. den teilweise vorbereite­ten Aufbau komplettieren, am Versuchsaufbau bestimmte Größen variieren (einstellen) und dann andere, davon abhängige Größen messen. Die eingestellten Größen sowie die zugehörigen gemessenen Größen werden in Messwert­tabellen eingetragen, die gegebenenfalls um Spalten ergänzt werden, in denen weitere umgerechnete Größen eingetragen werden. Als problematisch für die Durchführung der Versuche kann angesehen werden, dass sich nicht alle Teil­nehmer einer Arbeitsgruppe gleichermaßen engagieren. In vielen Gruppen kris­tallisieren sich schnell ein bis zwei aktive Teilnehmer heraus, während die anderen Teilnehmer eher passiv das Geschehen verfolgen, oder um es mit dem Zitat eines Betreuers zu sagen: „Einer misst, einer schreibt, der Rest schaut zu.“.

Nach Abschluss des Versuchs werden in der Nachbereitungsphase die im Versuch ermittelten Werte in einem Protokoll dokumentiert und ausgewertet. Dies geschieht entweder direkt im Anschluss an den Versuch im Labor oder zu einem späteren Zeitpunkt zu Hause.

Der Studierende erhält nach Durchsicht und gegebenenfalls Korrektur des Versuch­sprotokolls vom betreuenden Praktikumsleiter eine schriftliche Teilnahmebestäti­

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Abbildung 1.1: Versuchsdurchfüh­rung (Quelle: W. Kock)

Einführung

gung. Nachdem alle für ein Semester vorgegeben Versuche durchgeführt sind, erhält der/die TeilnehmerIn das für die Klausur erforderliche Praktikums-Endtestat.

1.2 Lehr-/ Lernziele von Praktika

1.2.1 Lernumgebung „Experiment“

Erkenntnisse über naturwissenschaftliche Zusammenhänge und Gesetzmäßigkeiten können nicht bewiesen, sondern lediglich durch Beobachtung der Natur festgestellt werden. Dabei muss jede von der Naturwissenschaft formulierte Gesetzmäßigkeit beliebig häufigen Überprüfungen standhalten können, um als nicht widerlegt zu gelten. Beobachtungen der Natur können entweder zu gänzlich neuen Theorien füh­ren und/oder bestehende Theorien ganz oder teilweise bestätigen bzw. falsifizieren.

Die Tätigkeit des wissenschaftlichen Forschers besteht darin, Sätze oder Sys­teme von Sätzen aufzustellen und systematisch zu überprüfen; in den empi­rischen Wissenschaften sind es insbesondere Hypothesen, Theoriensysteme, die aufgestellt und an der Erfahrung durch Beobachtung und Experiment überprüft werden. (Popper, 1935).

Unter dem Beobachtungsgegenstand muss zum einen jedes irgendwie messbare na­turwissenschaftliche Phänomen verstanden werden, zum anderen nicht unbedingt die im Experiment gemessenen Größen Hauptgegenstand des Interesses sein. In Kenntnis direkter Abhängigkeiten oder komplexerer Zusammenhänge erlauben ge­messene Werte Rückschlüsse auf nicht oder nur schwer messbare Größen. So kann man etwa, um Aussagen über die nicht direkt messbare atomare Beschaffenheit eines Materials treffen zu können, dieses mit einer definierten Anzahl Elektronen beschießen und die durch das Material „hindurch fliegenden“, also nicht von Mate­rie reflektierten oder absorbierten Elektronen, auswerten. Als weiteres Beispiel kann die Kernspintomografie genannt werden, ein medizinisch diagnostisches Verfahren, das die magnetische Ausrichtbarkeit von gewebeeigenen Wasserstoffprotonen zur Bildgebung nutzt. Gemessen wird in diesem Verfahren die für unterschiedliche Ge­webetypen unterschiedliche Geschwindigkeit der Wiederherstellung des Normalzu­stands, nachdem das Magnetfeld abgeschaltet wurde.

„Systematisches“ Überprüfen nach Popper bezieht sich im Wesentlichen auf die ex­akte Definition und Dokumentation von Gegenstand, Umfeld und Ablauf der Unter­suchung (Was genau wurde unter welchen Bedingungen wie beobachtet?). Nur hin­reichend und eindeutig dokumentierte Untersuchungen können zu einem späteren Zeitpunkt exakt nachvollzogen, erweitert bzw. modifiziert werden. Dies gilt sowohl für einfache, als auch für hoch komplexe Versuchsaufbauten. Bei der Dokumentati­on zu berücksichtigen ist ebenfalls die Tatsache, dass die protokollierten Mess­

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Lehr-/ Lernziele von Praktika

ergebnisse immer nur als Näherungen an die real aufgetretenen Werte aufzufassen sind; ein Umstand aus dem die Redewendung „Wer misst misst Mist“ hervor ge­gangen ist. Die je nach Qualität der verwendeten Messgeräte unterschiedlichen To­leranzen führen zu Messungenauigkeiten, die sich im Verlauf weiterer Berechnung fortpflanzen. Diese sind ebenso zu berücksichtigen wie etwaige Störgrößen im Ver­suchskontext. Aber auch der Mensch muss als entscheidendes Kriterium für den qualitativen Ausgang eines Experiments gesehen werden: Kenntnisse über die ver­suchsrelevanten theoretischen Grundlagen, den Aufbau von Versuchen, über die Be­schaffenheit von verwendeten bzw. in Frage kommenden Materialien und über die Bedienung von Geräten sind für die erfolgreiche Durchführung eines Experiments unabdingbar.

Aus dem bisher Beschriebenen lassen sich zunächst drei übergeordnete, von der Un­terrichtsform Praktikum adressierbare, Bildungsanliegen ableiten:

1. Theorie und Praxis: Über die persönliche Durchführung von Experimenten sollen angehende Naturwissenschaftler rekonstruieren, wie ein bestimmter Zusammenhang erstmalig im Versuch beobachtet wurde (die Ausstattung der Hochschullabore kann insofern zuweilen als ideal bezeichnet werden, s. Kap. 1.3.2). Das Nachvollziehen naturwissenschaftlicher Erkenntnis soll die Ver­zahnung von Theorie und Praxis verdeutlichen: Theorie als rein aus prak­tischer Erfahrung (Beobachtung) gewonnene Erkenntnis. Statt als notwen­diges Übel soll der in der Vorlesung theoretisch vermittelte Stoff nunmehr als Gelegenheit aufgefasst werden, von den Erkenntnissen aus bereits doku­mentierten, oftmals aufwändigen und zeitraubenden Experimenten profitieren zu können.

2. Labortypische Aufgaben: Die Studierenden sollen erfahren und üben, was La­borarbeit auf versuchsübergreifender Ebene ausmacht, d.h. wie Versuchsauf­bau und Versuchsablauf dokumentiert, Geräte bedient, Messreihen proto­kolliert und Ergebnisse interpretiert und dargestellt werden. Die erworbenen Kompetenzen können bei der Durchführung späterer Forschungsvorhaben angewendet oder zumindest theoretisch nachvollzogen werden.

3. Wissenschaftliches Denken: Die Durchführung des Experiments, idealerweise inkl. selbstständigem Versuchsaufbau, soll dahingehend motivieren, eigene Lösungswege zu entwickeln, die die Beobachtung eines Untersuchungs­gegenstands ermöglichen und Zusammenhänge erkennen lassen. Ebenso sollen die Studierenden dazu ermuntert werden, aus den Untersuchungsergeb­nissen eigene Thesen und Fragestellungen abzuleiten, die wiederum Aus­gangspunkt für weitere Untersuchungen sein können.

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Lehr-/ Lernziele von Praktika

Diemer et al. (1998) nennt als Hauptziele des Praktikums „das Messen physikalischer Größen erlernen“ und „die Vertiefung des Stoffes der Vorlesungen durch praktische Anwendung“.

1.2.2 Kategorien nach „Labwork in Science Education“

Zu ähnlichen Aussagen gelangt eine zweijährige Studie, die von 1996 bis 1998 im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts „Labwork in Science Education“ durchgeführt wurde. In der Studie wurden Lehrende aus sechs europäischen Staaten2

zu Zielen des experimentellen Arbeitens in der naturwissenschaftlichen, technischen Ausbildung und zur Eignung verschiedener experimenteller Lernumgebungen für das Erreichen dieser Ziele befragt. Die Ergebnisse dieser Untersuchung sollten dazu beitragen, einen Rahmen für die Untersuchung der Effektivität verschiedener Arten des Experimentierens für das Lernen zu liefern.

The aims of this investigation were (1) to gather empirical data on the main objectives for labwork recognized by the teaching staff of upper secondary and first year university level in different European countries and different science subjects and (2) to find out which forms of labwork are useful to reach these objectives.

Die aus der Studie hervorgehenden Hauptzielkategorien (deutsche Formulierung) lauten: Beim Experimentieren soll

A der/die Lernende Theorie und Praxis miteinander verbinden,

B der/die Lernende experimentelle Fähigkeiten erwerben;

C der/die Lernende Methoden wissenschaftlichen Denkens kennen lernen;

D der/die Lernende motiviert werden, seine/ihre Persönlichkeit und seine/ihre so­ziale Kompetenz weiterzuentwickeln;

E der/die Lehrende die Möglichkeit haben, das Wissen der Lernenden zu überprü­fen.

Tabelle 1: Studie "Labwork in Science Education" - Hauptzielkategorien

Für die Hauptzielkategorien A bis D wurden Unterzielkategorien formuliert, die diese genauer beschreiben und erklären (s. folgende Tabellen).

A Die/der Lernende soll Theorie und Praxis miteinander verbinden. Ziel ist es,

1 das Verständnis der Theorie zu erleichtern,

2 naturwissenschaftliche Gesetze zu verifizieren,

3 bestimmte Phänomene zu erzeugen,

2 Dänemark, Deutschland, Frankreich, Griechenland, Großbritannien und Italien

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Lehr-/ Lernziele von Praktika

A Die/der Lernende soll Theorie und Praxis miteinander verbinden. Ziel ist es,

4 das Verständnis der Theorie durch Praxis zu vertiefen,

5 Phänomene zu illustrieren,

6 zu zeigen, dass für bestimmte wissenschaftliche Inhalte bestimmte expe­rimentelle Methoden notwendig sind,

7 zu beobachten und zu experimentieren, um es später in der Theorie verwenden zu können,

8 einen fachsystematischen Ansatz exemplarisch zu vertiefen,

9 Notationen und technische Terme einzuführen,

10 Probleme zu lösen, die von Experimenten kommen,

11 technische Anwendungen zu demonstrieren,

12 das Erinnern von Fakten und Prinzipien zu unterstützen.

Tabelle 2: Studie "Labwork in Science Education" - Theorie und Praxis

B Die/der Lernende soll experimentelle Fähigkeiten erwerben. Ziel ist es…

1 Erfahrungen in Standardtechniken und –methoden zu sammeln

2 Methoden anhand von Beispielen zu lernen

3 das Protokollieren zu lernen und zu üben

4 aufmerksames Beobachten zu lernen

5 sauberes und sicheres Arbeiten zu lernen

6 zu lernen, mit Messfehlern umzugehen

Tabelle 3: Studie "Labwork in Science Education" - Experimentelle Fähigkeiten

CDie/der Lernende soll Methoden wissenschaftlichen Denkens kennen lernen. Ziel ist es…

1 die wissenschaftliche Herangehensweise kennen zu lernen

2 wissenschaftliches Denken zu lernen

3 Fähigkeiten des Planens und Durchführens von Experimenten zu entwickeln,

4 eine kritische Herangehensweise bei der Interpretation von Daten zu entwickeln

5 Naturwissenschaften als komplexe Netzwerke zu verstehen

6 wissenschaftliche Erkenntnismethoden kennen zu lernen

7 kennen zu lernen, wie Wissenschaftler arbeiten

8 zu lernen, mit apparativen Schwierigkeiten umzugehen

Tabelle 4: Studie "Labwork in Science Education" - Methoden wiss. Denkens

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Lehr-/ Lernziele von Praktika

DDie/der Lernende soll besser motiviert werden, seine Persönlichkeit und soziale Kompetenz soll sich weiterentwickeln. Ziel ist es…

1 Interesse zu entwickeln

2 Freude am Fach und an der Tätigkeit zu entwickeln

3allgemeine Fähigkeiten der Kommunikation und der Interaktion weiterzuentwi­ckeln

4 zu motivieren

5 zu lernen, wie man im Team arbeitet

6 Umweltbewusstsein, Verantwortung und Toleranz zu entwickeln

Tabelle 5: Studie "Labwork in Science Education" - Persönlichkeit und soziale Kompetenz

Bereits 1980 beschrieb A. Haug in „Labordidaktik in der Ingenieurausbildung“ Lehr-, Lernziele praktischer Ingenieurausbildung, die er inhaltlich stärker am Ver­such und strukturell chronologisch an den Phasen von Praktikumsveranstaltungen ausrichtet:

A Als Voraussetzung zum Versuch und zur Versuchsvorbereitung

1 Die auftretenden Größen und Einheiten angeben

2 Einheitenbetrachtungen und Dimensionsproben durchführen

3 Unabhängige und abhängige Variable unterscheiden

4 Fehlerdefinitionen (nach DIN) angeben

5 Die Grundregeln der Fehlerfortpflanzung anwenden

6 Literaturhinweise auswerten

7 Die für den Versuch nötigen Unterlagen einholen

8 Die einschlägigen Vorschriften und Normen angeben

9 Sicherheits- und Arbeitsschutzvorschriften nennen

Tabelle 6: Lernziele nach Haug - zur Versuchsvorbereitung

B In Bezug auf die Versuchsanordnung

1 Prinzip- bzw. Blockschaltbild zum Versuch angeben

2 Den Versuchsaufbau erklären und erläutern

3 Bausteine/Geräte im Versuchsaufbau erkennen und benennen

4 Übereinstimmung zw. Prinzip und vorliegendem Aufbau erkennen

5 Einen Versuchsaufbau nach Angabe erstellen bzw. ergänzen

Tabelle 7: Lernziele nach Haug - bezogen auf die Versuchsanordnung

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Lehr-/ Lernziele von Praktika

C In Bezug auf die verwendeten Geräte

1 Betriebsanleitungen und Datenblätter lesen und erklären

2 Geräte in Betrieb nehmen, anschließen, auf Funktion prüfen

3 Geeignete Geräte für den Versuch auswählen und kombinieren

4 Mindestanforderungen an Geräte abschätzen bzw. festlegen

5 Geräte vergleichen und für ähnliche / andere Aufgaben einsetzen

6 Günstige Messbereiche angeben bzw. wählen

7 Die Wirkungsweise von Geräten erklären

8 Messgrößenaufnehmer applizieren

Tabelle 8: Lernziele nach Haug - bezogen auf die verwendeten Geräte

D Für den Versuchablauf

1 Geräte richtig einstellen und ablesen

2 Geräte justieren und/oder kalibrieren

3 Versuch in folgerichtigen Schritten durchführen

4 Bei Kurvenpunkten Intervallschritte sinnvoll wählen

5 In Messreihen Ausreißer erkennen, evtl. auch erklären

6 Störeinflüsse erkennen, benennen und evtl. eliminieren

7 Mit Anlagen / Geräten sicher umgehen

8 Sicherheits- und Schutzbedingungen einhalten

9 Bei Gefahr rasch und richtig reagieren

10 Verfahren und Routinen auf andere Situationen übertragen

11 Sich Versuchsmethoden selbst aneignen

12 Mitarbeiter anleiten

13 Im Team arbeiten

14 Versuche ggf. variieren und modifizieren

Tabelle 9: Lernziele nach Haug - für den Versuchsablauf

E Für die Versuchsauswertung

1 Beobachtungen und Messdaten übersichtlich festhalten

2 Daten in geeigneter Form darstellen, Form selbst wählen

3 Maßstäbe richtig und sinnvoll einsetzen

4 Dargestellte Daten erklären und Folgerungen ziehen

5 Versuchsabläufe- und Zusammenhänge erklären

6 Systematische und zufällige Fehler unterscheiden

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Lehr-/ Lernziele von Praktika

E Für die Versuchsauswertung

7 Messergebnisse korrigieren

8 Fehlergrenzen, Grenzfehler angeben bzw. abschätzen

9 Versuchs- und Entwicklungsprotokolle anfertigen

10 Daten rechnerisch verknüpfen und verwerten

11 Datenreduktion erreichen

Tabelle 10: Lernziele nach Haug - für die Versuchsauswertung

F Bei der Ergebnisdiskussion

1 Zum Versuchsergebnis kritisch Stellung nehmen

2 Versuch Anderen (evtl. auch Fachfremden) erklären

3 Versuchsalternativen vorschlagen

4 Entscheiden, ob der Versuch wiederholt werden muss

5 Entscheiden, ob Ergebnis und Theorie/Annahmen übereinstimmen

6Aus ungeordnet vorliegenden Ergebnissen qualitative bzw. quantitative zu­sammenhänge (evtl. Gesetzmäßigkeiten) ableiten

Tabelle 11: Lernziele nach Haug - bei der Ergebnisdiskussion

Es wird deutlich, dass mit der experimentellen Überprüfung naturwissenschaftlicher Gesetzmäßigkeiten, neben den kognitiven Lehr-, Lernzielen, also dem aktiven Auf­bau von fachlichem Wissen, auch motorische, affektive und soziale Lehrziele ver­knüpft werden können.

Ziel im kognitiven Bereich ist es, über die praktische Anwendung das Verständnis für Wissenschaft und fachliche Konzepte anzusprechen, durch Veranschaulichung die Bildung neuer Konzepte und mentaler Modelle zu fördern, Gesetze und Theori­en zu bestätigen.

Praktika bieten eine geeignete Umgebung zur Aneignung manipulativer und moto­rischer Fertigkeiten. Über das haptische Erlebnis kann erfahren werden, wie sich mit bestimmten Stoffen, Materialien, Geräten hantieren lässt. Einen einseitig fixierten Eisenstab mit einem Lappen und etwas Cholophonium zum Schwingen zu bringen, so dass ein lauter (unangenehm quietschender) Ton entsteht, lässt sich theoretisch nicht vermitteln. Es muss geübt werden. Gleiches gilt auch für viele Handgriffe, etwa im chemischen Praktikum, wie z.B. das Pipettieren oder Handgriffe, die für die Durchführung einer Chromatographie erforderlich sind.

Praktika sollen zudem motivieren (affektiver Bereich). Erstaunliche Ergebnisse und Erfahrungen sowie Erfolgserlebnisse sollen zu einem intrinsischen Interesse für das jeweilige Fach führen und die Lernenden dahingehend motivieren, selbst Fragestel­

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Lehr-/ Lernziele von Praktika

lungen und Lösungsstrategien, sog. „höhere“ expe­rimentelle Fähigkeiten (inquiry skills) zu entwickeln.

Die in Gruppenarbeit durchgeführten Praktika sind für die Studierenden gleichsam ein Übungsfeld zur gemeinsamen theoretischen und praktischen Ausein­andersetzung mit einem Problem. Das Vertreten, bzw. Überdenken von Standpunkten, Konsens­findung, das Treffen von Entscheidungen über eine sinnvolle, gerechte Arbeitsaufteilung innerhalb der Gruppe, sind Felder, auf denen soziale Kompetenzen erworben werden können.

Laborpraktika bieten somit zumindest das Potenzial für den Erwerb von moto­rischen Fertigkeiten, Zusammenhangsverständnis, Transfer- und Kommunikations­fähigkeit sowie von kreativem Problemlösungsverhalten.

1.2.3 Zur Bedeutung von fachübergreifenden Kompetenzen

Vor dem Hintergrund des dynamisch steigenden Wissens wird die Auswahl be­stimmter Inhalte für Hochschulen immer schwieriger. Welche Inhalte sollen einem angehenden Ingenieur vermittelt werden, wenn sich das für ihn relevante Wissen allein im Verlauf seiner Studienzeit verdoppelt? Für Studierende in ingenieur­wissenschaftlich technischen Studiengängen gehört es zu den nicht seltenen Erfah­rungen, mit seit Jahren unverändert angebotenem, längst überholtem Lernstoff kon­frontiert zu werden, dessen Dasein in der Regel mit der Argumentation gerechtfer-tigt wird, das Material eigne sich nach wie vor bestens, die Grundprinzipien auch zeitgemäßer Zusammenhänge zu verdeutlichen. Dies ist nur noch bedingt mit neueren Ansätzen vereinbar, die gerade die Konfrontation mit realen und entspre­chend komplexen Zusammenhängen favorisieren und verdeutlicht daher eher das Problem einiger Lehrender, Aufwand und finanzielle Mittel in die Aktualisierung ihres eigenen Wissensstandes und ihrer Lehrmaterialien zu investieren.

Vor diesem Hintergrund bedeutet der Abschluss des Studiums nicht das Ende des Lernens. Lernen wird zum „lebenslangen Lernen“. Die Frage nach den zu ver­mittelten Inhalten kann daher zumindest teilweise so beantwortet werden, dass es der Auftrag von Bildungseinrichtungen sein muss, neben Fachwissen auch fach­übergreifendes Methodenwissen (z.B. Methoden zur Informationsbeschaffung) zu vermitteln. Fähigkeiten auf den genannten Gebieten werden in der Literatur häufig als Schlüsselqualifikationen, in jüngster Zeit auch als Schlüsselkompetenzen be­zeichnet, s. hierzu auch Knauf & Knauf, (2003), Brinker (2002) und Brinker & Müller (2003).

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Abbildung 1.2: Schallerzeugung beim Versuch Kundtsche Staubfi­guren (Quelle: W. Kock)

Lehr-/ Lernziele von Praktika

Unter Schlüsselkompetenzen versteht man allgemeine, funktionsübergreifende und langfristig verwertbare Fähigkeiten, welche es dem Menschen ermöglichen,

a) sich rasch selbständig Spezialgebiete zu erschließen,b) sich eigenverantwortlich in neue Gebiete einzuarbeiten,c) Probleme selbständig zu lösen undd) befriedigend zu kommunizieren und zu kooperieren.

Extrafunktionale Qualifikationen wie Systemdenken, methodisches und planerisches Know-how, Lernbereitschaft und soziale Kompetenzen werden als Schlüsselkompe­tenzen in naher Zukunft einen entscheidenden Wettbewerbsfaktor darstellen und da­her zunehmend von potentiellen Arbeitgebern erwartet.

Grundlegende, versuchsübergreifende Arbeitsverfahren und Handlungsabläufe der Laborarbeit müssen daher ebenfalls als Lernziele von Praktika erkannt werden. Die Studierenden sollen hier erfahren und erarbeiten, wie Messungen erfasst, doku­mentiert und interpretiert werden. Zu wichtigen Lernzielen werden ebenso Verhal­tensweisen, die zur Sicherheit im Labor (etwa im Chemielabor beim Hantieren mit hautreizenden Chemikalien) beitragen. können, welche Risiken bei der Durchfüh­rung von Versuchen existieren und wie im Risikofall ggfs. reagiert werden kann.

1.3 Probleme im Umfeld der Laborpraktika

1.3.1 Organisatorische Aspekte

Studierende an Fachhochschulen absolvieren während eines Semesters Praktika in verschiedenen Fächern. Neben den Vorlesungen, in denen die Vermittlung von Un­terrichtsstoff im Vordergrund steht, besuchen die Studierenden Übungen und Prak­tika. Die quantitative Verteilung dieser Unterrichtsformen variiert in jedem Stu­diengang und Semester teilweise erheblich. Im Schnitt fallen auf die Vorlesungen ca. 50% der Semesterwochenstunden (SWS)3, die zweite Hälfte bilden die Übungen und Praktika zu etwa gleichen Teilen (teilweise mehr Übungen). So fallen beispiels­weise für die Studierenden im ersten Semester der Studienrichtung Konstruktions­technik des Fachbereichs Maschinenbau und Mechatronik an der FH Aachen bei insgesamt 26 Wochenstunden 13 Stunden Vorlesung, 7 Stunden Übung und 6 Stunden Praktikum an. Während in den Übungen der in den Vorlesungen behandelte Stoff meist in Form von Übungsaufgaben geübt wird, werden für die Praktikums­veranstaltungen fünf bis acht Versuche bereitgestellt, die von allen Studierenden der jeweiligen Studienrichtung während eines Semesters durchzuführen sind.

3 Stunden pro Woche innerhalb eines Semesters

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Probleme im Umfeld der Laborpraktika

Praktika sind in der Regel Pflichtveranstaltungen, die Teilnahme an sämtlichen angebotenen Praktikumsversuchen gilt als Voraussetzung für die im jeweiligen Fach angebotene Klausur. Die Teilnahme an einem Versuch wird jeweils von der betreu­enden Person bescheinigt, diese kann neben dem/der zuständigen ProfessorIn auch eine externe Mitarbeiterin bzw. eine externer Mitarbeiter sein. Das Endtestat, nach­dem der letzte Versuch durchlaufen ist, gilt als Berechtigungsnachweis für die Klausur.

Erfolgreiches Arbeiten im Praktikum setzt das Vorhandensein theoretischer Grund­kenntnisse voraus. Es wird daher von den Praktikumsteilnehmern erwartet, dass sie vorbereitet zum Praktikumstermin erscheinen. Für das Bundesland Nordrhein-Westfalen muss allerdings angemerkt werden, dass nach dem Eckdatenerlass4 des Ministeriums für Wissenschaft und Forschung, rechtlich gesehen, keine Handhabe besteht, einen Studierenden wegen mangelnder Vorbereitung von der Teilnahme an einem Praktikum auszuschließen. Ein Student könnte demnach, um es überspitzt zu formulieren, im Labor, anstatt sich an der Durchführung des Versuchs zu beteiligen, Zeitung lesen, ohne den Anspruch auf ein Testat für den jeweiligen Praktikums­termin zu verlieren. Eine Ausnahme ist lediglich gegeben, wenn durch Unkenntnis eines Teilnehmers die Sicherheit im Labor gefährdet sein sollte. Beispiel: beim Han­tieren mit gefährlichen Lösungen sollte ein Teilnehmer, zur eigenen und der Si­cherheit anderer, Kenntnis über mögliche Wirkungen des Stoffes bei Hautkontakt oder im Zusammenspiel mit anderen Stoffen besitzen.

Ein weiteres Problem stellt die Belegung der zur Verfügung stehenden Räumlich­keiten bei der Praktikumsplanung dar. Ein Beispiel: Für ein Physikpraktikum an der Fachhochschule Aachen stehen zwei Räume mit insgesamt 15 Arbeitsplätzen zur Verfügung. Für jeden von ca. 500 Studierenden müssen innerhalb eines Semesters vier bis fünf Versuchstermine geplant werden.

Sollen nicht mehr als vier Teilnehmer an einem Versuch arbeiten, kann das Prak­tikum nur mit den folgenden Nachteilen organisiert werden:

• Es müssen Praktikumstermine vom ersten Tag des Semesters an geplant werden; folglich arbeiten Studierende zu Semesterbeginn an Versuchen, ohne vorher deren zugrunde liegende Theorie in der Vorlesung gehört zu haben.

• Durch die geringe Zahl der Arbeitsplätze müssen Versuche ständig umgebaut werden; dadurch entsteht ein erheblicher Mehraufwand für die Betreuer.

4 Vom Ministerium für Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen im Frühjahr 1994 erlassene Rechtsverordnung zu quantitativen Eckdaten für Studium und Prüfungen in uni­versitären Studiengängen. Zweck: Vorgabe von Rahmenbedingungen zur Modernisierung der Stu­diengänge und Einhaltung der Regelstudienzeit.

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Probleme im Umfeld der Laborpraktika

• Der Schallpegel in den Praktikumsräumen ist aufgrund der vielen Teilnehmer, die ja diskutieren und hantieren sollen, teilweise enorm; dies erschwert sowohl den Teilnehmern, als auch den Betreuern die Arbeit.

Damit eine Praktikumsveranstaltung, über das Semester gesehen, überhaupt durch­geführt werden kann, ist es unter den genannten Umständen unabdingbar, dass nicht nur Termine, Ersatztermine, Raumbelegungen, Personaleinsatz und Verfügbarkeit von Versuchsmaterial geplant werden, sondern die einzelnen Versuche selbst müssen so organisiert sein, dass sie von den Studierenden in der vorgegebenen Zeit vollständig durchgeführt werden können. Die Folge sind mehr oder weniger klar vorgegebene Versuchsaufbauten, mit eingeschränkten Variationsmöglichkeiten in der Handhabung.

Diese Art des „perfekten“ Praktikums findet bereits seit Jahrzehnten Kritik in der didaktischen Diskussion. So schreibt K. Haefner, bei einem Vergleich verschie­dener Praktikumstypen: „Im 'perfekten' Praktikum ist alles perfekt vorgeplant, die Zeiten sind fest vergeben, ausgefeilte Versuchsanleitungen sind vorhanden, ein sehr differenzierter und wohl funktionierender, immer 'idiotensicherer' Versuchsapparat liegt vor, Versuchsauswertungen sind weitgehend vorstrukturiert ...“ (Haefner, 1977, 20).

1.3.2 Ausstattung der Labore

Die einem Professor pro Semester für sämtliche anfallenden Kosten (Studentische Hilfskräfte, Büromaterial, Porto, etc.) zur Verfügung stehenden finanziellen Mittel sind an Fachhochschulen gering. An der Fachhochschule Aachen sind dies je nach Fachbereich 500,- bis 1000,- €. Lediglich ein Teil dieses Budgets kann in die Labor­ausstattung investiert werden, die dadurch, gemessen am aktuellen Industriestan­dard, folglich bescheiden ausfällt. Die Versuchsaufbauten werden häufig ganz oder teilweise von den Inhabern der Professur und deren Mitarbeitenden mit geringem Materialaufwand in Eigenleistung realisiert, teilweise mit Unterstützung der Hoch­schulwerkstatt. Dies führt dazu, dass Versuche u.U. über Jahre bzw. Jahrzehnte in unveränderter Form angeboten werden.

Den geringen Ausstattungsbudgets steht eine immer aufwändigere und damit kost­spielige Technik gegenüber, die in der Industrie Anwendung findet. Der dadurch zwangsweise entstehenden Lücke zwischen Ausbildung und Beruf wird auf ver­schiedenen Arten begegnet:

• Die kurzen Entwicklungszyklen technischer Anlagen führen zu kurzen Ab­schreibungszeiten. Abgeschriebene Anlagen, etwa in der Medizin, werden vom Lehrstuhl preiswert bzw. umsonst erworben. Vorteil: die Geräte sind relativ neuwertig, Nachteil: sie entsprechen nicht dem neuesten Stand der Technik und

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Probleme im Umfeld der Laborpraktika

ihre Beschaffung ist mit kommunikativem, administrativem und logistischem Aufwand verbunden, insbesondere bei regelmäßigen Neuanschaffungen, wenn der Standard gehalten werden soll.

• Hochwertige Neugeräte werden zum Einsatz in den Praktika von der Industrie gestellt. Dies geschieht im Rahmen einer Partnerschaft durch Sponsoring.

• Geräte und Materialien werden über Drittmittel finanziert, z.B. bei geförderten Projekten.

1.3.3 Anforderungen des Arbeitsmarktes

Aufgrund der praxisnahen Gruppenarbeit zählt das Laborpraktikum neben projekt­orientierten Studienangeboten zu den Lehrformen, in deren Lernzielkatalogen der Erwerb von fachübergreifenden Kompetenzen (s. Kap. 1.2.3) eine herausragende Rolle spielt. Besonders an Fachhochschulen gilt das Praktikum als wichtigste Lehr­form, in der die für den Berufseinstieg als Ingenieur erforderlichen fachüber­greifenden Kompetenzen wie Methodenkompetenz, Selbstkompetenz und Sozi­alkompetenz erworben werden. Damit stellt sich die Frage, inwieweit es zutrifft, dass Studienabgänger über ausreichende Kompetenzen verfügen, um im Berufs­leben bestehen zu können.

Dieser Fragestellung sind Schaeper & Briedisist (2004) von der HIS Hochschul-In­formations-System GmbH nachgegangen. Aus ihrer, vom Bund geförderten, re­präsentativen Befragung von Hochschulabsolventinnen und Hochschulabsolventen des Prüfungsjahres 2001 geht hervor, dass von den Berufseinsteigern deutlich mehr fachübergreifende Kompetenzen erwartet werden, als diese mitbringen. Nach Auf­fassung der Untersucher steht dieses Missverhältnis im direkten Zusammenhang mit der Ausgestaltung der an den Hochschulen angebotenen Lehre. Im Projektbericht heißt es:

„[...] Die Ausgestaltung der Lehre an den Hochschulen hat dagegen großen Einfluss auf das Kompetenzniveau der Hochschulabsolventinnen und -absolventen. Vor allem ein projektorientiertes Studium führt zu posi­tiven Effekten bei den Kompetenzen. Und auch die Studienqualität trägt zu einem erhöhten Kompetenzniveau bei: Eine gelungene Einübung in professionelles Handeln, eine hohe fachliche Qualität der Lehre und ein gu­ter Bezug zur Praxis sind Kriterien, an denen sich die Lehre an den Hoch­schulen messen lassen muss, um Kompetenzentwicklung zu fördern.“

Studienabgänger verschiedener Fachrichtungen von deutschen Universitäten und Fachhochschulen wurden darüber befragt, wie sie ihre tatsächlichen Kompetenzen gegenüber den im Beruf geforderten Kompetenzen einschätzen. Auszugsweise für Fachhochschulabsolventinnen und -absolventen der Fachbereiche Elektrotechnik u.

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Probleme im Umfeld der Laborpraktika

Maschinenbau zeigt Abbildung 1.3 die vorhandenen Kompetenzen im Vergleich zu deren Bedeutung für die Berufsausübung (in Prozent, Werte 1 und 2 der fünfstu­figen Skala. 1 = in hohem Maße, 5 = in geringem Maße).

Es zeigt sich ein insgesamt unausgewogenes Bild. Während die Kenntnisse über wissenschaftliche Methoden als ausreichend eingeschätzt werden, können die erwarteten Kompetenzen in allen übrigen Bereichen nicht erfüllt werden. So schätzen 71 % der Befragten die Forderung nach sozialen Kompetenzen im Beruf hoch bis sehr hoch ein, während nur 22 % ihre Sozialkompetenz auf diesem erwarteten Niveau sehen.

1.4 Hochschuldidaktische Aktivitäten

Von den Lehrenden an technischen Hochschulen wird einerseits fundiertes Fach­wissen auf den von ihnen vertretenen Gebieten gefordert, andererseits obliegt ihnen die Aufgabe, die Studierenden in geeigneter Weise dazu anzuleiten, sich Wissen anzueignen. Die Bedeutung der pädagogischen Eignung für Lehrende an Hoch­schulen wurde in der BRD Mitte der 60er Jahre im Zuge der Hochschulreform­diskussionen thematisiert. Dies führte Anfang der 70er Jahre zur Einrichtung einiger universitärer Arbeitsstellen für Hochschuldidaktik. Zu nennen sind das Interdiszipli­näre Zentrum für Hochschuldidaktik der Universität Hamburg und das Institut für

32

Abbildung 1.3: Vorhandene Kompetenzen vs. beruflich geforderte Kompetenzen

Präsentationskompetenz

Sozialkompetenz

(Selbstkompetenz, Organisationskomp.

Methodenkompetenz

Wiss. Ergebnisse/ Konzepte umsetzen

Fachübergreifendes Denken

Kenntnisse wiss. Methoden35

51

26

64

43

22

36

35

75

49

92

88

71

69

Absolventenbefragung zu Kompetenzen

Vorhandene Kompe-tenzenBerufliche Bedeutung

Hochschuldidaktische Aktivitäten

Hochschuldidaktik der Technischen Universität Berlin sowie das Hochschuldidak­tische Zentrum (HDZ) der Universität Dortmund und das Interdisziplinäre Zentrum für Hochschuldidaktik (IZHD) an der Universität Bielefeld5.

In Form mehrerer landesweiter Zusammenschlüsse zogen die Fachhochschulen nach, zunächst in Bayern, Baden-Württemberg und Hessen, später in Nordrhein-Westfalen. Das DiZ – Zentrum für Hochschuldidaktik6 der bayerischen Fachhoch­schulen bietet einwöchige hochschuldidaktische Basisseminare an, koordiniert ein- bis zweitägige Seminare zur didaktischen Weiterbildung und weitere hochschuldi­daktische Veranstaltungen, stellt alle zwei Jahre auf einem „Forum der Lehre“ Neu­igkeiten auf dem Gebiet der Hochschuldidaktik vor und verfügt über eine Fachbi­bliothek und Mediothek zur Hochschuldidaktik. Angehörige der bayerischen Fachhochschulen können die Angebote des DiZ kostenfrei in Anspruch nehmen, die Teilnahme an den Basiskursen ist für neu berufene Professoren verpflichtend.

Auch Baden Württemberg sieht für neu berufene Lehrkräfte an Fachhochschulen zwingend ein dreitägiges Paket an Einführungskursen in Didaktik vor. Organisiert werden die Kurse von der Geschäftsstelle der Studienkommission für Hochschuldi­daktik Baden-Württemberg mit Sitz in Karlsruhe7, die für die hochschuldidaktische Betreuung aller staatlichen Fachhochschulen in diesem Bundesland zuständig ist. Darüber hinaus koordiniert die Geschäftsstelle als Projektträger das Förderpro­gramm des Landes Baden-Württemberg „LARS“ (Leistungsanreizsysteme in der Lehre), in dem didaktische Projekte an den Fachhochschulen des Landes gefördert werden.

In Hessen existiert bereits seit 20 Jahren die dezentral organisierte Arbeitsgruppe Wissenschaftliche Weiterbildung hessischer Fachhochschulen (AGWW)8, die in allen Fachhochschulen ein gemeinsames Programm fachwissenschaftlicher, hoch­schuldidaktischer und verwaltungspraktischer Weiterbildungsseminare für Professo­rInnen und MitarbeiterInnen durchführt. Das Programm wird von den Hochschulen aus eigenen Mitteln finanziert. Die Veranstaltungen sind ein- bis zweitägig und für die TeilnehmerInnen hessischer Hochschulen kostenlos.

5 Eine ausführliche Liste regionaler und überregionaler hochschuldidaktischer Zentren bietet das Interdisziplinäre Zentrum für Hochschuldidaktik der Universität Hamburg. Online im Internet: URL: http://www.izhd.uni-hamburg.de/paginae/links.html [Stand 04.03.2004]

6 DiZ online im Internet: URL: http://www.diz-bayern.de/[Stand: 13.02.2005]7 Studienkommission für Hochschuldidaktik, BW online im Internet: URL: http://www.fh-karlsru­he.de/ghd/ [Stand: 13.02.2005]

8 Arbeitsgruppe Wissenschaftliche Weiterbildung hessischer Fachhochschulen online im Internet: URL: http://www.tzm-giessen.de/agww/index.html [Stand: 13.02.2005]

33

Hochschuldidaktische Aktivitäten

An den Fachhochschulen in NRW ist 1999 das landesweite Netzwerk zur Hoch­schuldidaktischen Weiterbildung HDW-NRW-FH9 entstanden. Über drei regionale Arbeitsstellen in Aachen, Bielefeld und Hagen wird ein umfangreiches Weiterbil­dungsprogramm angeboten. Das Hochschuldidaktische Weiterbildungsprogramm will einen Beitrag zur Qualifizierung der Hochschullehrenden leisten und qualitäts­sichernde Maßnahmen von Studium und Lehre realisieren. Aspekte von Organisa­tionsentwicklung und institutioneller Qualitätssicherung werden im Rahmen des Konzepts mit verfolgt. Das Programm bietet sowohl Basis- und Einführungsveran­staltungen für Neuberufene als auch vertiefende Workshops für Professorinnen und Professoren. Schwerpunktmäßig werden die Themen Basis-/Einführungsveran­staltungen, Hochschuldidaktische Einzelthemen, (Neue) Medien, Beratung, Organi­sationsentwicklung, Evaluation und Fach- und themenspezifische Arbeitskreise ver­folgt. Die Arbeitsstelle für Hochschuldidaktik und Studienberatung (HDSB) der Fachhochschule Aachen koordiniert das landesweite hochschuldidaktische Weiter­bildungsprogramm. Die regelmäßig stattfindende Tagung „Forum Hochschullehre“ rundet das Angebot ab.

Konzeption und Durchführung von Praktika sind ebenfalls Betätigungsfelder der fachdidaktischen Lehrstühle, die an nahezu allen Hochschulen Deutschlands vertre­ten sind. So existieren Lehrstühle für die Didaktik der Physik10 wie für Chemie, Bio­logie, Mathematik, Geographie etc.

1.5 Zusammenfassung

Laborpraktika können eine ganze Reihe von Lernchancen bieten: Faktenwissen ebenso wie motorische, affektive und soziale Kompetenzen können in den Prak­tikumsveranstaltungen erworben werden. Praktika bieten den Studierenden die Ge­legenheit, das theoretisch erworbene Wissen praktisch nachzuvollziehen und zu vertiefen, experimentelle Fähigkeiten zu erwerben sowie grundsätzliche Herange­hensweisen bei der Planung und Durchführung von Experimenten zu entwickeln. Durch die Organisation der Praktika als Gruppenarbeit ergeben sich für die Ler­nenden zusätzliche Erfahrungsfelder im sozialen Bereich. Kompetenzen auf diesem Gebiet nehmen in den Kriterienkatalogen der Unternehmen für die Einstellung neu­er Mitarbeiter als sog. Soft-Skills zunehmend höhere Ränge ein; die Potentiale der Gruppenarbeit zur Persönlichkeitsentwicklung können daher als besonders geeignet zur Vorbereitung auf die berufliche Arbeit als Ingenieur bezeichnet werden.

9 Netzwerk zur Hochschuldidaktischen Weiterbildung HDW-NRW-FHURL: http://www.hdw-nrw-fh.de. [Stand: 13.02.2005]

10Auflistung der Lehrstühle für Physikdidaktik in Deutschland:http://www.uni-muenster.de/Physik/DP/didinst.html

34

Zusammenfassung

Die folgende Tabelle fasst die Lehr-/ Lernziele im Umfeld von Laborpraktika zu­sammen:

Ziele der Lehrform Praktikum

Theorie und Praxis Theorie und Praxis sollen miteinander verbunden werden. Aus kognitivistischer Perspektive bedeutet dies, die Ler­nenden darin zu unterstützen, deklaratives, prozedurales so­wie kontextuelles Wissen zum jeweiligen Lernkontext durch praktische Erfahrung aufzubauen und zu vertiefen.

Experimentelle Fähigkeiten

Es sollen experimentelle Fähigkeiten erworben werden. Die Studierenden lernen, wie Versuchsaufbau und Versuchsab­lauf dokumentiert, Geräte bedient, Messreihen protokolliert und Ergebnisse interpretiert und dargestellt werden. Die erworbenen Kompetenzen können bei der Durchführung spä­terer Forschungsvorhaben angewendet oder zumindest theo­retisch nachvollzogen werden.

WissenschaftlichesDenken

Wissenschaftliche Erkenntnismethoden und grundsätzliche Herangehensweisen bei der Planung und Durchführung von Experimenten sollen entwickelt werden. Aus dem Ver­ständnis der Naturwissenschaften als komplexe Netzwerke heraus, soll der Umgang mit apparativen Schwierigkeiten und eine kritische Haltung bei der Interpretation von Daten entwickelt werden.

Persönlichkeits­entwicklung

Der/die Lernende soll motiviert werden, Persönlichkeit und soziale Kompetenz weiter zu entwickeln. Im Vordergrund steht das verantwortliche Arbeiten im Team. Allgemeine Fä­higkeiten der Kommunikation und der Interaktion sollen so ausgeprägt und das Interesse am Fach und an der Tätigkeit gestärkt werden.

Überprüfbarkeit des Wissens

Das Wissen der Lernenden soll für Lehrende und für die Ler­nenden selbst überprüfbar werden.

Tabelle 12: Zusammengefasste Ziele der Lehrform Praktikum

Den Chancen der Lehrform Praktikum stehen einige Probleme gegenüber. So lassen sich Vorlesungs- und Praktikumsveranstaltungen aufgrund begrenzter Räumlichkei­ten nicht über das ganze Semester ideal synchronisieren. Die Experimente selbst werden von den Studierenden, die sich in hoher Teilnehmerzahl mit weitgehend vorgegebenen Versuchsaufbauten und Handlungsabläufen konfrontiert sehen, häu­fig als „unspannend“ empfunden.

Für Fachhochschulen gilt zudem, dass das Budget, welches den dortigen Fachberei­chen zur Ausstattung von Praktika zur Verfügung steht, in den meisten Fällen nicht

35

Zusammenfassung

ausreicht, um eine, am derzeitigen Industriestandard orientierte, praktische Ausbil­dung anbieten zu können.

Die folgende Tabelle fasst die Probleme im Umfeld von Laborpraktika zusammen:

Probleme im Umfeld der Laborpraktika

Raumproblem Die zur Verfügung stehenden Räumlichkeiten zur Praktikums­durchführung sind knapp. Daher müssen bereits zu Beginn des Semesters Praktika stattfinden, bevor die Grundlagen zum Ver­such in der Vorlesung behandelt werden können.

Betreuungsaufwand Durch die geringe Zahl der Arbeitsplätze müssen Versuche häufig umgebaut werden; dadurch entsteht ein erheblicher Mehr­aufwand für die Betreuer.

Teilnehmerdichte Der Schallpegel in den Praktikumsräumen ist aufgrund der vielen Teilnehmer, die ja diskutieren und hantieren sollen, teilweise enorm; dies erschwert sowohl den Teilnehmern, als auch den Be­treuern die Arbeit.

Budget für die Laborausstattung

Zur Ausstattung der Labore steht nur ein geringes Budget zur Verfügung. Gemessen am aktuellen Industriestandard fällt die Ausstattung der Praktikumslabore daher bescheiden aus.

Engagement in der Gruppe

Nicht alle Teilnehmer einer Arbeitsgruppe engagieren sich glei­chermaßen. In vielen Gruppen kristallisieren sich schnell ein bis zwei aktive Teilnehmer heraus, während die anderen Teilnehmer eher passiv das Geschehen verfolgen.

Desinteresse Laborpraktika sind in der Regel Pflichtveranstaltungen. Der einstige Forschungscharakter naturwissenschaftlicher Labor­übung ist in vielen Fällen einer „Schritt-für-Schritt“ Abarbeitung vorgeschriebener Handlungsabläufe gewichen, die von den Stu­dierenden häufig als „unspannend“ empfunden wird. Durch die mehr oder weniger klar vorgegebenen Versuchsaufbauten mit eingeschränkten Variationsmöglichkeiten wird das motivierende Gefühl des selbstständigen Forschens getrübt. Die Durchführung des Praktikums beschränkt sich auf das Nachvollziehen vorgege­bener Experimente unter Einhaltung fest vorgegebener Zeiten anhand ausgefeilter Versuchsanleitungen und weitgehend vor­strukturierter Versuchsauswertungen.

Ausrichtung auf die Bedürfnisse des Arbeitsmarktes

Die mit der Lehrform Praktikum erreichten Lerneffekte sind für die derzeitigen Bedürfnisse des Arbeitsmarktes nicht ausrei­chend. Im Bereich der fachübergreifenden Kompetenzen (wissenschaftliches Denken, Methoden-, Selbst- und Sozialkom­petenz), deren Erwerb man sich gerade über die Lehrform Prak­tikum erhofft, stellen Studienabgänger bei Eintritt ins Berufs­leben erhebliche Defizite fest.

Tabelle 13: Grundlegende Probleme im Umfeld von Laborpraktika

36

Zusammenfassung

Die Aufgaben der hochschuldidaktischen Einrichtungen können zusammengefasst als die Bemühungen beschrieben werden, durch Forschung und Bildungsmaß­nahmen zur Verbesserung der Qualität der Lehre beizutragen und die Studienreform weiter zu entwickeln. Im Mittelpunkt der Einrichtungen stehen daher Evaluationen sowie Fortbildungsveranstaltungen, Beratung und Service in allen hochschuldidak­tischen Fragen für die Mitglieder der Universitäten und Fachhochschulen, in Einzel­fällen auch externen Interessenten. Neben fachübergreifenden hochschuldidaktischen Basiskursen, wie "Lehren lernen" werden insbesondere Kurse und Informationen für den Einsatz von Computern/Multimedia/Internet im Hochschulunterricht angeboten. Darüber hinaus verstehen sich die Zentren ebenso als Servicestelle für Anfragen und Anregungen im Bereich Didaktisierung der Pla­nung, Durchführung und Nachbereitung von Lehrveranstaltungen sowie in Fragen der Qualitätssicherung und Organisationsentwicklung. Bei der Erforschung und Evaluation der Qualität und Effektivität der Lehre wird, neben den klassischen Präsenzveranstaltungen, in zunehmendem Maße auch der Einsatz von Multimedien an den Hochschulen evaluiert. Aus den Ergebnissen ihrer Untersuchungen sowie aus ihrer Erfahrung heraus entwickelt die Hochschuldidaktik Lösungen zur Ver­besserung der Lehr-, Lernsituation – sowohl generell als auch im Einzelfall.

Trotz der umfassenden Aktivitäten der Hochschuldidaktik bieten Laborpraktika nach wie vor ausreichenden Spielraum zur Verbesserung der didaktischen Gestaltung, etwa im Bereich des Erwerbs fachübergreifender Kompetenzen, wie die Ergebnisse aus der HIS Studie zum Ausbildungsstand deutscher Studienabgänger (s. Kap. 1.3.3) zeigen. Zusammengefasst zeigt sich das Laborpraktikum derzeit als eine Lehrform, deren fachliche und fachübergreifende Lehr-, Lernziele präzise definiert sind, die sich jedoch mit organisatorischen, finanziellen und didaktischen Proble­men konfrontiert sieht. Die im Folgenden vorgestellten Lösungen, die sich mit dem Einsatz von Medien im Umfeld der Laborpraktika befassen, orientieren sich an den genannten Zielen und Problemen und werden danach beurteilt werden müssen, in­wieweit

a) sich durch den Medieneinsatz Möglichkeiten ergeben, die für Laborpraktika definierten Lernziele besser zu erreichen;

b) mit dem Medieneinsatz den Problemen im Umfeld der Laborpraktika be­gegnet wird;

Darüber hinaus ist zu fragen, welche hochschuldidaktische Aktivitäten auf dem Ge­biet des Medieneinsatzes definierbar sind, die zu Verbesserungen im Lehr-, Lernfeld Laborpraktikum führen können.

37

Kapitel

2 Vorüberlegungen zum Medieneinsatz im Laborpraktikum

Zur Unterstützung der im vorangegangenen Kapitel dargestellten Ziele und zur Lö­sung der ebenfalls dort beschriebenen Probleme im Umfeld Laborpraktikum bieten sich zum Einen konventionelle Ansätze an, etwa die freiere Gestaltung von Expe­rimenten, die Aufarbeitung von Skripten zur Vorbereitung oder die Veränderung der Betreuungsmethoden bis hin zur völligen Neugestaltung der Praktika zu Veran­staltungen mit Projektcharakter (s. z.B. Projektlabor der Technischen Universität Berlin11). Zum Anderen kann über die Möglichkeiten nachgedacht werden, das Ler­nen im Hinblick auf die mit dem Praktikum angestrebten Bildungsanliegen durch den Einsatz von Multimedien zu verbessern. In der Praxis zeigt sich, dass erfolgrei­che Lösungen meist auf beiden Ebenen Veränderungen zur Folge haben. Der Fokus der in dieser Arbeit vorgestellten Lösungen liegt im Bereich des Medieneinsatzes.

2.1 Zur Bedeutung von Medien in der Hochschulausbildung

Computer werden in naturwissenschaftlichen Hochschulpraktika bereits seit Mitte der 80er Jahre eingesetzt. Ihre Aufgabe bestand zunächst im Wesentlichen darin, über geeignete Software und Peripherie die Versuche selbst technisch aufzuwerten (Diemer et al. 1998). Über die, meist von Hochschulmitarbeitern oder Studierenden selbst entwickelten Schnittstellen, wurden vornehmlich Messdaten vom Computer erfasst und weiterverarbeitet.

Eine didaktische Aufwertung der Lernform Praktikum zu einem „neuen Lernen“ mit Hilfe von Multimedien erfordert jedoch eine weiter gefasste, über die computer­technische Aufrüstung von Versuchen hinausgehende, Betrachtungsweise der Situa­tion. Didaktische Aufwertung bedeutet letztendlich, wie auch immer geartete posi­tive Lerneffekte durch die Medien zu erzielen. In der aktuellen didaktischen Diskussion herrscht weitgehend Konsens darüber, dass der Einsatz digitaler Medien an sich nicht automatisch zu besseren Bildungsangeboten führt (vgl. Schulmeister, 2002. Kerres, 2001a. Tennyson et al., 1997. Glowalla & Häfele, 1997. Ballstaedt, 1997. Nielsen, 2004). Diese Auffassung teilt auch Hasebrook (1995), für den sich eine sinnvolle Lernanwendung keineswegs durch eine maximale Medi­ennutzung ergibt:

11Ein projektorientiertes Praktikum im Grundstudium der Elektrotechnik. Die Studierenden wäh­len ihr Thema selbst aus und bearbeiten dieses als Gruppe. Im SS 04 wurde z.B. ein fahrbarer Roboter gebaut, der einem Sender folgt (bzw. auf ihn zu fährt) und dabei Hindernissen aus­weicht.

38

Zur Bedeutung von Medien in der Hochschulausbildung

„Multimedia ist keine Schlüsseltechnologie der Zukunft. Multimedia ist ein Sammelbegriff für eine Reihe derzeit am Computer verfügbarer Darstel­lungsformen und -technologien. [...] Etliche Studien zur Qualität von Multimediaprogrammen haben gezeigt, daß diese Programme oft noch weit hinter der Qualität von Büchern zurückbleiben. [...] Das bloße Ansammeln von Informationen in elektronischen Archiven ist noch keine Bewältigung sondern eine Kapitulation vor den Aufgaben der Wissensverarbeitung in einer immer komplexer werdenden Welt.“

Erst durch den gezielten pädagogischen Medieneinsatz entstehen für Hasebrook aus „bewegten Bildern“ echte Lernmedien. Die Frage der Lernwirksamkeit sowohl ein­zelner Medien als auch von Multimedia könne daher nur im Kontext einer konkre­ten Lernsituation beantwortet werden. Von besonderer Wichtigkeit sei dabei, neben der inhaltlichen Angemessenheit, auch die Einbettung in den Lehrzusammenhang.

Jonassen (1992) warnte bereits frühzeitig davor, Lernsoftware lediglich auf technischer Ebene weiter zu entwickeln. Nach seiner Auffassung lernen Menschen nicht von Computern, Büchern oder anderen Medien, sondern durch Lernaktivitä­ten, die eigenes Denken erfordern und allenfalls durch instruktionelle Vermittlung angeregt werden.

Technologies do not directly mediate learning. That is, people do not learn from computers, books, videos, or the other devices that were developed to transmit information. Rather, learning is mediated by thinking (mental pro­cesses). Thinking is activated by learning activities, and learning activities are mediated by instructiona1 interventions, including technologies. Learn­ing requires thinking by the learner. In order to more directly affect the learning process, therefore, we should concern ourselves less with the design of technologies of transmission and more with how learners are re­quired to think in completing different tasks. Rather than developing ever more powerful teaching hardware, we should be teaching learners how to think more effectively. We should focus less on developing sophisticated multimedia delivery technologies and more on thinking technologies, those that engage thinking processes in the mind.

Den begründeten Hinweisen auf die Notwendigkeit didaktischer Aufbereitung multimedialer Lehr-/Lernangebote scheint jedoch bis heute nicht in ausreichendem Maße Rechnung getragen zu werden, wie die im Jahr 2003 durchgeführte Studie des Projekts kevih12 (Konzepte und Elemente virtueller Hochschule) aufzeigt. Aufgabe von kevih war die Verlaufsanalyse der im Rahmen des vom bmb+f geförderten Pro­

12Die Ergebnisse im Projekt kevih sind über dessen Website zugänglich. URL: http://www.iwm-kmrc.de/kevih. Stand: August 2004.

39

Zur Bedeutung von Medien in der Hochschulausbildung

gramms "Neue Medien in der Bildung"13 durchgeführten Hochschulprojekte. kevih stellt fest, dass nur ein Drittel der knapp über 100 Projekte des Programms über ein explizites didaktisches Konzept verfügt und sieht daher einen dringenden Nachholbedarf, gezielt auf Empfehlungen und Modelle aus den Bereichen Didaktik, Instruktionsdesign und Lehr-/Lernforschung zurückzugreifen (Bett , 2003). Letztere kann als Basis für die Gestaltung erfolgreicher Lernmedien angesehen werden, da sie u.a. Erkenntnisse darüber liefert, welche Umstände Lernen überhaupt ermögli­chen und die Prozesse benennt, über die sich Lernen definieren lässt. Im Folgenden werden die, seit den 60-er Jahren diskutierten, drei lerntheoretischen Hauptströ­mungen Behaviorismus, Kognitivismus, Konstruktivismus, deren Auswirkungen auf die Mediendidaktik und deren Bedeutung für die mediale Unterstützung von Labor­praktika skizziert.

2.2 Lerntheoretische Betrachtungen

2.2.1 Behavioristische Ansätze

Wissen als interne Repräsentation einer externen Realität

Mit dem durch Skinner & Corell (1967) angestrebten Ansatz der Programmierten Instruktion wurde in den 60er und 70er Jahren insgesamt eine Objektivierung der Lehrmethoden durch den Medieneinsatz angestrebt. Die theoretische Grundlage dieser Methoden bildete eine als Objektivismus bezeichnete Position, nach der Wissen als etwas angesehen wurde, das extern und unabhängig vom Lernenden existiert. Lernen bedeutete demnach, Kenntnis der existierenden Objekte, ihrer Eigenschaften und Beziehungen, zu erlangen. Nach objektivistischer Auffassung gab es (genau) eine vollständige und korrekte objektive Form der real existierenden Strukturen. Das Ziel des Lernens bestand darin, dieses externe Wissen auf eine in­terne Repräsentation abzubilden, die den externen Strukturen möglichst nahe kommt (Knuth & Cunningham, 1991). Unterschiedliche Positionen oder Sichtweisen waren in diesem Verständnis eine Frage fehlerhafter Wahrnehmung der Welt. Die Intenti­on der Lehrenden bzw. eines Lehrmediums war folglich darauf konzentriert, das objektive Wissen eines Experten abzubilden und dem Lerner zu vermitteln.

Die Methodik der Wissensvermittlung in diesem Sinne wird als behavioristisch (be­havior, engl.:Verhalten) bezeichnet. Sie geht auf die Erkenntnisse von I.P. Pawlow

13Knapp über 100 vom Bund geförderte Hochschul-Verbundprojekte zur breiteren Integration der Neuen Medien als Lehr- und Lernmittel in Aus- und Weiterbildung (Zeitraum: 2001-2004). Weite­re Informationen auf der Website des Projektträgers. URL: http://www.medien-bildung.net. [Stand: August 2004].

40

Lerntheoretische Betrachtungen

zurück, der um die Jahrhundertwende (20. Jh.) bedingte und unbedingte Reflexe bei Tieren untersuchte. Im Behaviorismus ging man davon aus, dass auf bestimmte Rei­ze (Stimuli) bestimmte Reaktionen (Response) erfolgen. Aus dem Verständnis des Objektivismus heraus, brauchte ein Lerner somit lediglich in geeigneter Weise sti­muliert zu werden, um bestimmte „Lernreaktionen“ hervorzurufen. M. Watson und E. Thorndike untersuchten dieses Phänomen und kamen zu dem Ergebnis, dass Be­lohnungen als Response wirksamer seien als Bestrafungen (Hasebrook, 1995, Schulmeister, 2002). Die Erzeugung bedingter Reflexe wird als klassische Kon­ditionierung oder auch als Signallernen, reaktives Lernen oder Reiz-Reaktions-Ler­nen bezeichnet. Nach behavioristischer Vorstellung verstärken Belohnungen auf erwünschte Reaktionen (richtige Antworten) den Lerneffekt, während unerwünschte Reaktionen (falsche Antworten) nicht belohnt bzw. bestraft und damit gelöscht werden. Wesentliches Merkmal war dabei, dass die Konsequenz auf ein bestimmtes Verhalten möglichst unmittelbar erfolgt, was zur Folge hatte, dass der Lehrstoff in kleinste Frage-Antwort-Muster, sog. frames aufgeteilt werden musste.

Skinner (1954), der als wichtigster Vertreter des Behaviorismus gilt, erweiterte das einfache behavioristische Modell durch eine differenzierte, an die Leistungen des Lerners angepasste, Belohnungsstrategie, die ebenfalls berücksichtige, dass das Lernverhalten nicht immer reaktiv ist, sondern auch spontan (operant) auftreten kann.

Mediendidaktische Konsequenzen (Course Ware, Tutorielle Systeme)

Die Anwendung des Modells der „Operanten Konditionierung“ auf Medien wurde unter der Bezeichnung „Programmierte Instruktion“ in den 60er und Anfang der 70er Jahren weltweit bekannt. Sie sollte den Unterricht nicht nur wiederholbar ma­chen, sondern auch z.B. lerngerechter. Die Programmierte Instruktion, der Skinner eine höhere Effektivität zusprach als dem personellem Unterricht, bestimmte damit die Sicht auf die Didaktik. Die Folge war eine Welle behavioristisch und objektivis­tisch orientierter Lernsoftware, deren vorrangiger Fokus auf Prozessen der Fakten- und Wissensvermittlung lag.

Im deutschsprachigen Raum wurde die Programmierte Instruktion unter dem Begriff CUU (computerunterstützter Unterricht) bekannt. Anwendungsgebiete waren die Einführung in neue Lerninhalte sowie das Üben bereits erworbener Kenntnisse in so genannten "Drill & Practice“ Programmen. Auch heute noch sind Drill & Practice-Elemente z.B. in Sprachlernprogrammen eingebunden. Ein Beispiel: Über den Bild­schirm eines Vokabeltrainers wandern Worte, die eventuell Rechtschreibfehler ent­halten. Aufgabe des Benutzers ist es, Letztere per Mausklick möglichst rasch zu

41

Lerntheoretische Betrachtungen

identifizieren. Dadurch sammelt man Punkte gegen die Zeit. Schwierigkeitsgrad und Tempo können dem individuellen Können angepasst werden.

Die ersten computerbasierten Lernprogramme hatten den Status von „Blätterma­schinen“, in denen mehr oder weniger Funktionen der Programmierten Instruktion implementiert waren. Die verschiedenen Varianten dieser linear abzuarbeitenden Lernprogramme können unter dem Begriff der Tutoriellen Systeme zu­sammengefasst werden. Diese erlebten in den 60er Jahren zunächst einen Boom, der jedoch recht schnell wieder abflachte (Möhrle ,1995). Durch die Unflexibilität der Programme stellte sich bei den meisten Benutzern, nach anfänglich positivem Neu­heitseffekt, Langeweile ein, da deren Aufgabe lediglich darin bestand, auf Basis auswendig gelernten Wissens, zur richtigen Zeit den richtigen Knopf zu drücken.

2.2.2 Kognitive Ansätze

Mit Beginn der siebziger Jahre entwickelte sich eine neue, wenn auch nicht sehr ge­schlossene, Richtung innerhalb der Psychologie. Die Kognitionspsychologie oder der Kognitivismus. Ausgangspunkt war der lange ausgefochtene und durch expe­rimentelle Untersuchung nicht lösbare Streit, ob Verhalten eher als Resultat externer Bedingungen (vor allem Behaviorismus) oder interner Handlungsziele (vor allem Motivationstheorien und neuere Gestaltpsychologie) aufzufassen ist. Die Abkehr von der Modellvorstellung eines passiv reagierenden Menschen zu einem planenden, selbsttätig handelnden und wahrnehmenden Individuum wurde als Ko­gnitive Wende in der Psychologie bezeichnet.

Sie erfasst neben der Allgemeinen Psychologie alle Teilgebiete bis hin zu den Anwendungsbereichen. (vgl. z.B. Ulich, 1989, 102ff.). Die Bezeichnung »Wende« trifft jedoch, aus psychologiegeschichtlicher Perspektive, eher für die amerikanische Psychologie zu, als für die europäische, insbesondere die deutsche, in der wahrneh­mungs-, gestalt-, ganzheits-, denkpsychologische Strömungen stets stärkere Bedeu­tung hatten als in den USA.

Wissen aus der Perspektive der Lernenden

Im Gegensatz zum Behaviorismus wurde im Kognitivismus nicht mehr nur das Verhalten von außen beobachtet, sondern man betrachtete nun das menschliche Ler­nen aus der Perspektive der Gedächtnis- und Wissenspsychologie und interessierte sich für die Denkprozesse während des Lernens. In den Fokus der Untersuchungen gerieten geistige Prozesse und Strukturen wie Aufmerksam sein, Erinnern, Urteilen, Vorstellen, Antizipieren, Planen, Entscheiden, Problemlösen und das Mitteilen von Ideen. Es wurde klar, dass die Lernleistung von unzähligen Faktoren beeinflusst ist und geriet gleichsam in die Problematik, dass die hochkomplexen Vorgänge im Ge­

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Lerntheoretische Betrachtungen

hirn nur indirekt gemessen werden können. Infolge dessen entwickelten sich eine ganze Reihe von Theorien und Modellen, die zu unterschiedlichen Ausprägungen des Kognitivismus führten. Die auf die Theorien von Jean Piaget und Jerome Bruners zurückgehende Kognitive Psychologie ging davon aus, dass sich die Entwicklung des Individuums durch ständige Anpassung der kognitiven Strukturen an die erlebte Umwelt vollzöge. Die Forschungserkenntnisse von J.R. Anderson () führten zur Unterscheidung von deklarativem und prozeduralem Wissen, später ergänzt durch das kontextuelle Wissen14.

1) Deklaratives Wissen: Mit dem Begriff „Deklaratives Wissen“ wird die Re­präsentation eines kognitiven Vorgangs oder einer Bewusstheit bezüglich eines (oder mehrerer) Objektes, Ideen oder Vorgänge bezeichnet (Jonassen, Beissner & Yacci, 1993). Allgemein kann deklaratives Wissen als „Wissen, dass...“ bezeichnet werden (Ryle, 1949). Deklaratives Wissen beinhaltet Fak­ten und Begriffe als elementare Wissenseinheiten, die in hierarchisch ver­knüpfter Anordnung gespeichert werden. Eine Person wird damit in die Lage versetzt, über die im Gedächtnis gespeicherten Objekte eine Definition oder Beschreibung abzugeben, aber nicht unbedingt, dieses Wissen anzuwenden, da „deklaratives“ Wissen nicht das Verständnis des gespeicherten Wissens­inhaltes impliziert (Jonassen et al., 1993). Ein Bereich, der beispielsweise diesem kognitions-psychologischen Bereich zugeordnet wird, ist das Wissen über Sachverhalte. Will man deklaratives Wissen und dessen Erwerb beschreiben, so eignen sich hierzu Schemaansätze und sog. Netzwerk­modelle. Dem liegt wiederum die Annahme zugrunde, dass Informationen in einer netzartig verwobenen Struktur gespeichert sind. Diese Art der Spei­cherung macht das Wissen gut zugänglich, der Lerner ist in der Lage, sich In­halte bewusst zu machen und sie zu verbalisieren (Weidenmann, Krapp, Hofer, Huber & Mandl, 1993). Zum deklarativen Wissen im Kontext der La­borpraktika gehören allgemeine mathematisch, technisch oder naturwissen­schaftlich begründete und gesicherte Erkenntnisse, die für das Erfassen von Fakten und Zusammenhängen unabdingbar sind.

2) Prozedurales Wissen: Mit der Begrifflichkeit des prozeduralen Wissens wird die Wissensbasis für das Ausführen von Fertigkeiten bezeichnet. Eine Fertig­keit, oder auch Prozedur, bezeichnet ein Verhalten, welches aus einer kom­plexen Handlungsfolge zusammengesetzt ist und in determinierter Reihen­folge beliebig praktiziert werden kann. Als Grundlage für das prozedurale Wissen agiert das deklarative Wissen. Nicht das „Wissen, dass“ sondern das

14 Alternative Modelle kategorisieren nach episodischem vs. semantischem oder analogem vs. propositionalem Gedächtnis (Bonato, 1990).

43

Lerntheoretische Betrachtungen

„Wissen, wie“ stellt den Inhalt des prozeduralen Wissens dar (Jonassen et al., 1993; Ryle, 1949). Prozedurales Wissen kann aus relativ allgemeinen Regeln zur Bewältigung einer Aufgabe oder eines Problems bestehen oder es kann sich um spezielle Fertigkeiten handeln. Fertigkeiten sind z.B. Fahrrad­fahren (psychomotorischer Bereich) oder Messwerte protokollieren, Ausfüh­rung einer Rechenaufgabe (kognitiver Bereich). Die spezifischen Denk-, Arbeits- und Verhaltensweisen des Ingenieurs basieren auf prozeduralem Wissen. Die methodische Befähigung für eine bestimmte Arbeit entkoppelt diese vom konkreten Fall und ist so in gleich oder ähnlich gelagerten Fällen einsetzbar.

3) Kontextuelles Wissen: Unter kontextuellem Wissen werden Problemlöse­strategien für bestimmte Kontexte verstanden. Das kontextuelle Wissen de­terminiert die Art der Organisation und die Zugreifbarkeit deklarativen und prozeduralen Wissens in Anwendungssituationen. Es bezieht sich auf nicht-verbal kodiertes, analog repräsentiertes Wissen. Beispiele sind kognitive Landkarten von einer Stadt, einem Zusammenhang, bildhafte Erinnerungen an Ereignisse, Personen und Szenen.

Wissensorganisation

Bei der Organisation der genannten Wissenstypen nutzen wir folgende Strukturen:

1. Schemata (deklaratives Wissen): generelle begriffliche Rahmen oder Wissensstrukturen, die Vorannahmen über bestimmte Gegenstände, Men­schen und Situationen implizieren. Schemata sind gespeicherte Vorstellungen über Objekte, die in unserem Erfahrungsbereich häufig auftreten. Sie enthal­ten wesentliche Merkmale dieser Objekte. Ein Beispiel dafür wäre das Sche­ma “Auto”, unter dem sich in unserem Kulturkreis nahezu jeder etwas vor­stellen kann.

2. Skripte (prozedurales Wissen): Skripte sind gespeicherte Cluster (Pakete) von Wissen über Sequenzen aufeinander bezogener spezifischer Ereignisse und Handlungen zur Verwendung in wiederkehrenden Situationen. Das Skript ist für prozedurales Wissen das, was das Schema für deklaratives Wissen ist. Skripte können situationsgesteuert (leise in der Bibliothek), rollengesteuert (Militär), personengesteuert (Ehrlichkeit, Großzügigkeit, Hilfsbereitschaft) bzw. Kombinationen daraus sein.

3. Mentale Modelle: komplexe Wissensrepräsentationen, z.B. semantische Netz­werke, Situationsmodelle, Strukturmodelle, Kausalketten.

44

Lerntheoretische Betrachtungen

4. Propositionen: abstrakte Bedeutungseinheiten, die eine Beziehung zwischen Konzepten, Gegenständen oder Ereignissen ausdrücken, bzw. kleinste Wissenseinheiten, die als richtig oder falsch beurteilt werden können.

5. abstrakte Codes: Unkonkrete Abstraktionen wie Wahrheit, Liebe, Heimweh.

6. Begriffe (Konzepte): kognitiv gebildete Repräsentationen (Kategorien) von Gegenständen, Ereignissen oder theoretischen Konstrukten

7. Räumliche Beziehungen: Bildliches Vorstellen (begrenzte Möglichkeit des "Wiedersehens" zuvor wahrgenommener und im Gedächtnis abgespeicherter Informationen) und Kognitive Landkarten (kognitive Repräsentation für den physikalischen Raum)

Die vom Kognitivismus in den Mittelpunkte gestellte Art des Lernens ist das menschliche Vorgehen beim Lösen von Problemen. Der erste Schritt sollte eine kla­re Definition des Problems und eine Beschreibung des anzustrebenden Idealzu­standes sein. Funktionale Fixiertheit, also die Tendenz, alte bereits bewährte Strate­gien des Problemlösens anzuwenden, kann dies behindern, wenn die gewählten Strategien ungeeignet sind, ein spezielle Problem zu lösen. Fertigkeiten in bestimm­ten Bereichen können das Problemlösen erleichtern, bzw. erst ermöglichen. Drei Schritte des Erlernens von motorischen oder kognitiven Fertigkeiten wurden identi­fiziert:

1. Das Stadium des Wissens (Erlernen der Fakten),

2. das Stadium der Assoziationen und praktischen Übungen,

3. das autonome Stadium (reagieren ohne oder mit wenig Nachdenken).

Besitzt jemand in einer Klasse von Fragen und Problemen umfangreiches Wissen, spricht man von Expertenwissen (Expertise). Meist erlangt man dieses nur über die jahrelange Beschäftigung in einem speziellen Problemfeld. Expertenwissen beinhaltet

• effiziente Systeme von Regeln, Schemata und Skripts,• heuristische "Abkürzungen" für Suchprozesse durch eine große Menge an In­

formation,• die Fähigkeit, sowohl "Top-down" wie auch "Bottom-up"-Verarbeitungspro­

zesse kurz nacheinander oder gleichzeitig auszuführen,• die Speicherung einer beträchtlichen Menge von Fakten und Handlungswissen,• die Fähigkeit, allgemeines oder Alltagswissen auf technische oder spezielle Be­

reich anzuwenden.

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Lerntheoretische Betrachtungen

Mediendidaktische Konsequenzen (Intelligente Tutorielle Systeme)

Die Sichtweise des Lernens im Sinne der Verarbeitung kognitiver Prozesse stellte neue Herausforderungen an die Mediengestaltung. Nach Auffassung der Kognitivis­ten boten die behavioristisch geprägten Lernmaterialien nach dem Frage-Antwort-Schema viel zu wenig Spielraum. Lerner sollten daher, statt den Lernstoff gebets­mühlenartig abzuarbeiten, durch intelligentere und flexiblere Systeme unterstützt werden. Software im kognitivistischen Sinne, musste in der Lage sein, sich indivi­duell auf den Wissensstand und auf die Lerngewohnheiten des jeweiligen Lerners einzustellen, indem, je nach Einschätzung der Situation, unterschiedliche Verzwei­gungen und Aufbereitungen zu präsentieren waren.

Die in Abgrenzung zu den behavioristisch orientierten Tutoriellen Systemen, als „Intelligente Tutorielle Systeme“ (ITS) bezeichneten Lernprogramme versuchen, den kognitivistischen Anforderungen zu gerecht zu werden. Mit ihnen wird ange­strebt, aus dem Antwortverhalten von Lernenden Rückschlüsse auf deren kognitive Struktur zu ziehen. Die Lernereingaben werden dabei mit einem hinterlegten Ex­pertenwissen verglichen und weitere Lernschritte aus der Differenzbildung: Ex­pertenwissen - Lernerwissen abgeleitet.

Technische Grundlagen für ITS bilden die Modellierung eines Wissensgebietes (do­main model), Modelle des Lerners (student model), die Abbildung pädagogischer Strategien (tutor model) sowie eine Komponente für die Kommunikation mit dem Lernenden (Benutzerschnittstelle). Self (1988) unterscheidet sechs Gruppen von Lernermodellen:

Gruppen von Lernermodellen

Korrektive Funktion Das System muss in der Lage sein, inkorrektes Wissen des Lerners zu korrigieren, den Fehler durch Rückver­folgung des Problemlöseprozesses zu finden und aufzu­zeigen (etwa anhand eines Beispiels).

Elaborative Funktion Das System muss intervenieren, wenn das Wissen des Lernenden zwar korrekt aber unvollständig ist (etwa durch Vorschlagen bestimmter Aktionen).

Strategische Funktion Die Analyse des Lernenden kann dazu führen, dass das System die aktuelle Lehrstrategie wechselt (etwa durch Verlagerung des Lernvorgangs auf eine höhere Ebene).

Diagnostische Funktion Das Modell soll die Vorstellungen des Lernenden her­ausfinden und ggf. sein eigenes Lernermodell korri­gieren.

Prädiktive Funktion Das System muss den Lernenden als Modell simulieren können, um herauszufinden, in welche Richtung die

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Lerntheoretische Betrachtungen

Gruppen von Lernermodellen

Lernprozesse des Lernenden führen können.

Evaluative Funktion Das System muss aufgrund der aufgezeichneten Lernhistorie den Lernprozess des Lernenden rekonstru­ieren können.

Tabelle 14: Gruppen von Lernermodellen nach Self

Zumindest theoretisch können derartige Analysen des Lernprozesses bzw. des Ler­ners zu einer Individualisierbarkeit des Lernens führen, wenn die aus den jeweiligen Berechnungen generierten Aktionen tatsächlich den aktuellen Wissensstand des Ler­nenden zu reflektieren vermögen. Die in den Jahren 1970 bis 1992 entwickelten Systeme15 machten jedoch deutlich, dass deren Realisierung keineswegs trivial ist. Es stellte sich heraus, dass sie aufgrund der Komplexität der Materie unzähligen Faktoren gerecht werden mussten - ein praktisch unmögliches Unterfangen, da die Systeme als einzige Basis für Entscheidungen lediglich die bisherigen Benutzereingaben heranziehen können. Mit solchen Daten lässt sich jedoch nur sehr ungenau auf mögliche Defizite der Lernenden schließen. Noch schwieriger wird es, wenn Flüchtigkeitsfehler erkannt werden sollen.

Die ursprüngliche Euphorie gegenüber den intelligenten tutoriellen Systemen wich daher bereits mit den ersten Umsetzungen einer gewissen Ernüchterung. Der Entwicklungsaufwand für derartige Systeme erwies sich als immens im Vergleich zum erwartbaren Nutzen. Lippert (1989) schätzt ihn auf 200-300 Stunden für eine Unterrichtsstunde und erklärt damit den Umstand, dass die meisten intelligenten tu­toriellen Systeme nicht über den Status eines Prototypen hinaus kommen konnten. „Because of the complexity, costs and time to build these programs, most ITS have been designed and remain as prototype.“

2.2.3 Konstruktivistische Ansätze

Die für den kognitiven Ansatz maßgebliche Zuwendung zu den kognitiven Pro­zessen des Lernenden darf nicht darüber hinwegtäuschen, dass auch dort eine er­kenntnistheoretische Position vertreten wird, die Wissen als eine mehr oder weniger genaue Abbildung der externen Realität betrachtet.

„Der Lernende wird im Wesentlichen als rezeptives System verstanden, das neues Wissen abspeichert und in der Lage sein soll, dieses Wissen abrufbar zu reproduzieren und auf neue Zusammenhänge zu übertragen“ (Issing, 1999).

15Schulmeister (2003, S. 192 ff.) beschreibt und diskutiert 15 Systeme

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Lerntheoretische Betrachtungen

Diese als Objektivismus bezeichnete, und schon vom Behaviorismus vertretene, Sichtweise geriet bereits während der Entwicklung kognitivistischer Lernstrategien ins Wanken. So kann etwa der von dem Kognitivisten Bruner (1961) verfolgte An­satz des entdeckenden Lernens als Wegbereiter einer neuen Position gesehen werden, die in einem wesentlichen Punkt von den Grundsätzen kognitivistischer Anschauung abwich: Wissen wurde nicht mehr als interne Repräsentation der exter­nen Realität aufgefasst und Lernen nicht nur auf die interne Informationsver­arbeitung eines Individuums bezogen. Vielmehr gelangte man zu der Auffassung, dass Wissen in einem, von jedem Individuum selbst zu leistenden, Erkenntnispro­zess neu konstruiert wird.

Verstehen als aktiv-konstruktiver Prozess

Die vom Konstruktivismus vertretene Auffassung von der „Theorie der Genese des Wissens von den Dingen“, Schulmeister (2002), also als eine genetische Erkennt­nistheorie bezeichnet werden. Aufbauend auf den Arbeiten von Bateson und Piaget (vgl. Prenzel & Mandl 1993) wird Lernen als aktiv-konstruktiver Prozess angese­hen. Konstruktivisten gehen davon aus, dass die Genese der Kognition in der eigen­ständigen Auseinandersetzung des erkennenden Subjekts mit seiner Umwelt statt­findet. Als wesentlich werden dabei die Kontextgebundenheit sowie die soziale und die kommunikative Dimension menschlichen Handelns hervorgehoben. Selbst ohne kognitiven Informationsaustausch findet, so Maturana (1987) eine Anpassung von Personen an ihre Umwelt - und damit Lernen - statt. Für Maturana ist Erkennen eine effektive Handlung und jedes Handeln ist Erkennen. Die handelnde (und damit ler­nende) Person entwirft, prüft und probiert, unter stetem Einfluss seiner Umwelt, neue Handlungsentwürfe aus.

Lernen kann im konstruktivistischen Sinn als Abarbeitung von Komplexität verstanden werden. Umgangssprachlich ausgedrückt, wird ein Zustand angestrebt, in dem man verstehen will, was eigentlich los ist. Am Ende eines gelungenen Lern­prozesses, wenn Komplexität abgearbeitet ist, steht Verstehen.

In Anlehnung an Reusser und Reusser (1994) umfassen Lern- bzw. Verstehenspro­zesse acht Merkmale:

1. Lernen ist immer Neuerzeugung von Sinn. Verstehen als kognitive Konstruktion ist ein Vorgang, in dem die Beteiligten nicht eine vorgegebene Struktur mit feststehendem Sinnbestand übernehmen, sondern selbst neuen Sinn erzeugen. Die Lernmaterialien müssen also so beschaffen sein, dass dieser Prozess der Neuerzeugung unterstützt wird.

2. Lernen ist immer Integration von neuem in altes Wissen. Erwachsene haben immer schon ein Wissen über ihr Lernfeld. Studierende der Erwachsenenbildung

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Lerntheoretische Betrachtungen

sind zumeist bereits in der Erwachsenenbildung tätig. Die Arbeit mit der 'Einführung' in die Erwachsenenbildung soll deshalb einen Verstehensprozess anregen, in dem die Integration des neu erzeugten Wissens in die bereits existierende Struktur des bestehenden Wissens erfolgt.

3. Lernen ordnet Wissensbestände immer hierarchisch16 Lernarbeit in Hypertexten ist als ein Prozess von Analyse, Hypothesenbildung, und auf diesen Hypothesen aufbauendem Handeln im Arbeitsfeld zu verstehen. Dabei entstehen auch hierarchische Ordnungsmodelle, die zu Handlungserwartungen führen. Diese wiederum werden im Arbeitsfeld bestätigt oder modifiziert. Lernen ist also ein interaktiver Prozess, in dem das Handeln im Arbeitsfeld zu neuen Verstehensprozessen führt, die nach Wichtigkeit für das eigene Handeln geordnet werden. Die Frage bei der Konstruktion von Lernmedien im Internet besteht also auch darin, wie dieser 'lnteraktionsprozess' von Lernarbeit und Arbeitsfeld mit Hilfe der möglichen Interaktivität des Mediums genutzt werden kann.

4. Lernen ist immer ein mehrdimensionaler Prozess, der für die Lernenden zu einem subjektiv kohärenten Ganzen verarbeitet wird. Verstehen wird in der Kognitionspsychologie dann unterstellt, wenn ein Sachverhalt 'in das subjektive Handlungs- und Prozesswissen integriert werden kann'. Grundsätzlich ist die Frage, ob diese Dimension des Lernens nicht zu anspruchsvollen didaktischen Arrangements führen muss, in dem das technische Lernmedium ergänzt wird durch face-to-face Interaktionen.

5. Lernen heißt auch, die Unabgeschlossenheit von Sachverhalten auszuhalten. Diese Offenheit der Lern- bzw. Verstehensprozesse entspricht der ins Auge gefassten Wirklichkeit. Die Beteiligten müssen dabei auch lernen, dass auch dies angemessene Lernvorgänge sind und sich von der impliziten schulischen Kultur lösen, in der festgelegte Unterrichtsgegenstände bevorzugt werden. Hier bietet das technische Medium mit seiner prinzipiellen Unabgeschlossenheit und Nichtlinearität eine gute Voraussetzung. Die poststrukturalistischen Arbeiten (Landow) zur Rekontextualisierung von Texten bieten eine theoretische Grundlage.

6. Lernen bedeutet immer auch, dass man Lernstrategien (weiter-) entwickelt. Wenn komplexe Sachverhalte bearbeitet werden, stellt sich eine Struktur oder eine Lösung selten zufällig her. Alte Erfahrungen und Einteilungen versagen, werden als unzureichend erkannt. Die Notwendigkeit neuer Wissens- und

16 Diese Aussage scheint mir nicht gesichert. Sicherlich ist die hierarchische Struktur das Ord­nungssystem, mit dem sich die meisten Sachverhalte abbilden lassen. Lernen erfaßt darüber hin­aus aber auch Beziehungsrealitäten, deren Regeln nicht hierarchischen Ordnungsprinzipien ge­horchen und die demnach ebensowenig hierarchisch abbildbar sind (Synonyme, Gegensätzlichkeiten, Ähnlichkeiten).

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Lerntheoretische Betrachtungen

Verstehensstrukturen wird für die Lernenden offensichtlich. Diese dann beginnenden Lernprozesse sind Problemlösungen, durch Strategien und Heuristiken gesteuerte Such- und Irrtumsvorgänge. Auch in dieser Dimension könnten Lernmedien erweitert werden, in dem konkrete Aufgabenstellungen entwickelt werden, die diese Komplexität erst durch die Arbeit der Teilnehmer erzeugen.

7. Lernen ist besonders erfolgreich, wenn man das Gelernte (eine Theorie, Struktur) in der Wirklichkeit sieht. Seit den Untersuchungen der Gestaltpsychologie ist bekannt, dass viele Verstehensvorgänge als ein 'Sehen von Zusammenhängen' verstanden werden kann. Dieses Sehen führt dann zu 'Aha-Erlebnissen' in denen Menschen plötzlich etwas klar wird, weil sie es 'sehen'. Solche Erlebnisse sind nicht herstellbar aber man kann sie anregen.

8. Lernen heißt, das Gelernte in unterschiedlichen Kontexten angemessen aktualisieren zu können. Verstehen ist ein kontextuell eingebetteter Vorgang. In beruflichen/professionellen Kontexten kommuniziert, interpretiert und versteht man anders als in studentischen; in personalen Begegnungen anders als in apersonalen, durch das technische Medium dominierten. Deshalb müssen die Kontexte unterschiedlich sein, also ein Lernen, das ausschließlich durch das Medium geschieht, durfte wenig effektiv sein.

Lernen darf demnach nicht auf die kognitive Informationsverarbeitung des Individu­ums reduziert werden, sondern die Lernenden konstruieren ihr Wissen auf der Basis von Vorerfahrungen ständig neu und ordnen es in die Probleme der Lebenswelt ein (vgl. Schulmeister, 1997. Issing, 1999. Arnold und Schüßler, 1999).

Anchored Instruction

Zur Untersützung dieses Einordnungsprozesses entwickelten Bransford et al. (1990)17 das Modell des geankerten Lernens (anchored instruction), in dem die Be­reitstellung eines Ankers zur Lösung bestimmter Probleme als motivationsfördern­des Element im Vordergrund stand. Aufmerksamkeit wird dadurch erlangt, dass z.B. in Erzählungen eingebettete Problemsituationen eingebaut werden. Der Lernende erfasst und bearbeitet so komplexe Probleme strukturierter und schneller. Anchored Instruction orientiert sich an folgenden Gestaltungsprinzipien:

• Videobasiert: Die Problemsituation wird mittels Video dargestellt. Der Ler­nende soll dadurch ein mentales Modell aufbauen können und zusätzlich mo­tiviert werden.

17Cognition and Technology Group (CTGV, 1990) des Learning and Technology Center der Vander­bilt Universität in Nashville, Tennessee

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Lerntheoretische Betrachtungen

• Narratives Format: Das Problem wird in eine bedeutungsvolle Geschichte ein­gebettet.

• Generatives Lernformat: Die Geschichten sind so konstruiert, dass sie die Kompetenzen zur Definition eines Problems fördern.

• Einbettung der Daten: Alle Informationen, die zur Lösung des Problems nötig sind, sind in der Geschichte enthalten.

• Problemkomplexität: Die Komplexität des Problems entspricht der einer realen Situation.

• Geschichtenpaare: Es werden jeweils zwei Geschichten mit ähnlichen Pro­blemstellungen präsentiert, um unter verschiedenen Perspektiven zu lernen und Wissen flexibel anzuwenden.

Problemorientiertes Lernen

Ähnlichen Überlegungen liegt der Ansatz des Problemorientierten Lernens (POL) zugrunde. Nach Gruber, Mandl, Renkel (2000) muss ein Unterricht mindestens folgende vier Gestaltungsprinzipien des situated-cognition-Konzeptes einhalten, um als problemorientiert zu gelten:

a) authentische Kontexteb) multiple Kontextec) soziale Lernkontexte / Expertenkontakten d) instruktionaler Kontext

Die Instruktion besteht im Beraten, Unterstützen, Anregen, Anleiten des Lehrenden (scaffolding), aber auch im rechtzeitigen Rückzug bei inhaltlichen Fragen, die von der Gruppe bearbeitet werden sollen (s. Cognitive apprenticeship im folgenden Ab­schnitt).

Die Aufstellung macht deutlich, dass die Entwicklung von Software, die solches Lernen unterstützen will, mit einem ganzen Paket von sich gegenseitig be­einflussenden Parametern konfrontiert ist.

Mediendidaktische Konsequenzen

„Lernen ist kognitive Konstruktion von Wirklichkeit angesichts einer kom­plexen Wirklichkeit und als Reduktion von Komplexität aufzufassen. Lernen konfrontiert mit zu strukturierenden komplexen Sachverhalten. Ziel der neu­en Medien sollte es sein, kognitive Konstruktionen zu erleichtern, d.h. das Ordnen komplexer Sachverhalte in individuell verstehbare Konstrukte.“ (Hermann Forneck, Universität Gießen).

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Lerntheoretische Betrachtungen

Das mit dem Kognitivismus verbundene Verständnis von Lernen und die aus dieser Anschauung heraus entstanden medialen Lernangebote (im Wesentlichen intel­ligente tutorielle Systeme) sind sowohl aus theoretischer wie aus praktischer Sicht kritisiert worden (vgl. Collins et al. 1988, Schulmeister 1997, Arnold & Schüß­ler 1998). Aus konstruktivistischer Sicht kann Lernen nicht über die instruierte Vermittlung von objektivem Wissen stattfinden, da ein solches objektives Wissen nicht existiert. Auch die einheitliche Methodik, das Wissen des Lernenden mit einem hinterlegten Expertenwissen über automatisierte Wenn-Dann-Regeln quasi „abzugleichen“ muss scheitern, so die Konstruktivisten. Vielmehr ergeben sich aus dem Verständnis des Lernens als kollektiven, in bestimmten Handlungskontexten eingebundenen (situierten) Prozess, neue pädagogische Herausforderungen für die Entwicklung von Lernsoftware.

Die bei der Umsetzung dieser Anforderungen entstandenen Begriffe wie Lern­umwelten oder Lernumgebungen (Savery & Duffy, 1995) machen bereits deutlich, dass die Ziele für Lernsoftware im konstruktivistischen Sinn umfassender gesteckt waren und statt reiner Vermittlung von Fakten- und Zusammenhangswissen die kreativ handelnde Auseinandersetzung mit der Umwelt einzubeziehen versuchten (vgl. Jonassen und Mandl 1990, Duffy und Jonassen 1992, Spiro et al. 1992, Gräsel et al. 1997). Die Lernumgebungen sollten

1. den Lernenden Freiräume für die Bildung eigener Konstrukte bieten, z.B. in­dem verschiedene Zugänge zu den jeweils angebotenen Themen geschaffen werden, jedoch ohne die Lernenden voneinander zu isolieren,

2. die Behandlung der Themen in realistische Kontexte und Situationen ein­betten (situiertes Lernen)

3. und die Lernenden zur Entwicklung eigener Problemlösungsstrategien mo­tivieren.

Konstruktivistische Lernumgebungen sollten also die individuelle Situation des Ler­nenden berücksichtigen, dabei gleichzeitig jedoch in einen sozialen Kontext in­tegriert sein. In Bezug auf ihre sozialen Aspekte haben sich in der konstruktivis­tischen Medienpsychologie drei wesentliche Ansätze für die Differenzierung von Lernumwelten herausgebildet:

Cognitive apprenticeship Im Vordergrund steht das Verhältnis zwischen Lehrer und Lehrling, (Collins, Brown et al., 1988 und 1989). Grundlegende Elemente sind dabei die Beobachtung des Lehrers durch den Lehrling mit dem Ziel, ein Modell zu bilden (modeling), der eigene Übungsprozess des Lehrlings mit Beratung durch den Lehrer (coaching), der mit steigender Fortentwicklung des Lehrlings seine tutorielle Aktivität allmählich zurück nimmt (fading).

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Lerntheoretische Betrachtungen

Communities of practice Lernen als kommunikatives Handeln in Wissensgemein­schaften. Wissen entsteht durch diskursive Bedeutungszuweisung in Praxisgemein­schaften (communities of practice), die durch ihre Handlungspraxis, Sprache, Werk­zeuggebrauch, Werte und Normen geprägt sind. Lernen bedeutet, sich in die Handlungspraxis einer Gemeinschaft (enculturation) einzufügen (vgl. Collins et al. 1989, Wenger 1998). Der Computer spielt dabei, nach Brown, die Rolle eines “communication facilitator”, d.h., er ermöglicht Kommunikationsprozesse. Die Förderung pluralistischer Sichtweisen und die kollaborative Natur des Wissens transparent zu machen, sind zwei der Hauptanliegen einer konstruktivistisch orientierten Konzeption kommunikativer Netzwerke.

Cognitive Tools Lernen mit kognitionsfördernden Werkzeugen; Jonassen führt in die mediendidaktische Diskussion den Begriff „cognitive tools“ (kognitive Werk­zeuge) ein, um die hieraus abgeleitete Mediennutzung zu beschreiben:

„Cognitive tools are constructivistic, because they actively engage learners in creation of knowledge that reflects their comprehision and conception of the information rather than focussing on the presentation of objective knowledge.“ (Jonassen, 1991, 5).

Kognitive Medien sollen der oben erwähnten Forderung gerecht werden, den Ler­nenden, Freiräume für die Bildung eigener Konstrukte bieten, indem jene selbst die Kontrolle und Steuerung des Programmablaufs übernehmen. Die aktive Ausein­andersetzung mit den Lerninhalten soll so den Lerner befähigen, neuen Stoff in sei­ne Wissensbasis zu integrieren und mentale Modelle zu entwickeln bzw. zu ergän­zen. Die folgende Tabelle zeigt die Unterschiede zur programmierten Instruktion in Bezug auf Lernaktivität, Produktionsart und Programmsteuerung:

Programmierte Instruktion Kognitive Medien

Lernaktivität Lerner passiv Lerner aktiv

Produktionsart Präsentation durch das System Kreation durch den Lerner

Art der Kontrolle undSteuerung

Kontrolle und Steuerung durch das System

Kontrolle und Steuerung durch den Lerner

Tabelle 15: Programmierte Instruktion vs. Kognitive Medien, Jonassen, 1991

Kognitive Medien werden demnach als eine Konzeption verstanden, die den Lerner dazu befähigt, durch selbsttätige Steuerung und Kontrolle einen kreierenden Einfluss auf die Lernmedien auszuüben. Die Aktivität der Lerner ist sowohl eine Voraussetzung als auch eine Folge dieser Medien. Erst durch den Einsatz kognitiver Medien wird sog. exploratives Lernen möglich, welches den Lerner zum Auffinden neuer Problemlösungen und zur Formulierung neuer Fragestellungen befähigt.

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Lerntheoretische Betrachtungen

Als entscheidendes Merkmal konstruktivistischer Softwarekonzepte fordert Clancey (1993), bereits in der Planungsphase die Gemeinschaft der Lernenden mit einzubeziehen. Für Clancey reicht es nicht aus, den späteren Benutzer während der Konzeption im Auge zu haben, in der Annahme, dass durch ein bestimmtes Design vorhersagbare Wirkungen erzielbar seien. Vielmehr sei dieser von Beginn an am Designprozess zu beteiligen. Clancey spricht in diesem Zusammenhang vom parti­zipatorischem Design, zu dem ihn die Erfahrung führte, dass seine zuvor entwi­ckelten Programme praktisch nicht genutzt wurden. „After more than a decade, I felt that I could no longer continue saying that I was developing instructional pro­grams for medicine because not a single program I worked on was in routine use...“.

Programmatisch kann der konstruktivistische Anspruch an multimediale Lehr-/Ler­numgebungen mit Stebler wie folgt zusammengefasst werden:

“Wir müssen Lerngelegenheiten schaffen, die das Vorwissen der Schüler aufgreifen, der Situationsbezogenheit des Denkens Rechnung tragen und Lernen als selbstgesteuerten Wissensaufbau im Rahmen von Lern- oder Forschungsgemeinschaften konzipieren. Wir brauchen interaktive Lehr-,Lern-Umgebungen.” Stebler et al. (1994).

2.2.4 Zusammenfassung

Die drei einflussreichsten Theoriesysteme der letzten Jahrzehnte, Behaviorismus, Kognitivismus und Konstruktivismus, gehen in ihrer Theoriebildung von unter­schiedlichen Grundannahmen des Lernens aus. Die verschiedenen Vorstellungen über den Lernprozess implizieren gleichzeitig unterschiedliche Sichtweisen des Lehrens, d.h. der Art und Weise, wie Wissen und Fertigkeiten vermittelt werden sollen.

Baumgartner/Payr (1994, 110, 174) führen die Unterscheidungsmerkmale der Theoriesysteme in folgender Matrix auf:

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 zu können

Lernziele Richtige Antworten Richtige Methoden zur Antwortfindung

Komplexe Situationen bewältigen

Paradigma Stimulus-Response Problemlösung Konstruktion

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Lerntheoretische Betrachtungen

Behaviorismus Kognitivismus Konstruktivismus

Strategie Lehren Beobachten und helfen Kooperieren

Lehrer ist Autorität Tutor Coach, (Spieler)Trainer

Feedback Extern vorgegeben Extern modelliert Intern modelliert

Interaktion Starr vorgegeben Dynamisch in Abhängig­keit des externen Lern­modells

Selbstreferentiell, zirkulär, strukturde­terminiert (autonom)

Programmerk­male

Starrer Ablauf, quan­titative Zeit- und Antwortstatistik

Dynamisch gesteuerter Ablauf, vorgegebene Problemstellung, Ant­wortanalyse

Dynamisch, komplex vernetzte Systeme, keine vorgegebene Problemstellung

Software-Paradigma

Lernmaschine Künstliche Intelligenz Sozio-technische Um­gebungen

"idealer" Soft­waretypus

Tutorielle Systeme, Drill & Practice

Adaptive Systeme, ITS Simulationen, Mikro­welten, Hypermedia

Tabelle 16: Lernparadigmen und Softwaretypologie nach Baumgartner/Payr

Eine an der konstruktivistischen Sicht des Lernens orientierte Didaktik kann über den Einsatz multimedialer Lernumgebungen zur individuellen Konstruktion von Wissen beitragen, gleichwohl wäre es falsch, kognitivistische und behavioristische Ansätze damit als vollkommen überholt einzustufen. Nach wie vor eignen sich für bestimmte didaktische Situationen durchaus auch behavioristisch konzipierte Angebote (z.B. Vokabeltrainer) oder kognitivistische Konzepte, etwa für das Erler­nen von Programmiersprachen. Wie interaktiv eine Anwendung gestaltet werden sollte, wie abstrakt die Lerninhalte dargestellt werden und welche Strukturtypen für ein bestimmtes Bildungsanliegen geeignet erscheinen, darf keine Frage der Über­legenheit der einen oder anderen Lerntheorie sein, sondern muss im Rahmen des mediendidaktischen Designs einer bestimmten Anwendung jedes mal neu entschie­den werden. Statt der Suche nach dem einen, auf alle Lehr-/Lernkontexte übertrag­baren, idealen didaktischen Modell, empfiehlt sich daher die Abstimmung und Anwendung der verschiedenen Ansätze auf konkrete didaktische Vorhaben.

2.3 Bedeutung für die mediale Unterstützung von Laborpraktika

Medien, deren Funktion sich an behavioristischen Konzepten orientiert, können im Kontext multimedialer Unterstützung von Laborpraktika durchaus lernförderlich wirken. Bestimmte Abläufe im Praktikum, wie die Bedienung von Geräten, etwa eines Oszilloskops oder eines Digitalmultimeters, können durch behavioristische, interaktive Simulationen erfolgreich „trainiert“ werden.

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Bedeutung für die mediale Unterstützung von Laborpraktika

Zur medialen Unterstützung von Laborpraktika sind die aus kognitivistisch orientierten Ansätzen entstandenen tutoriellen Systeme zwar denkbar, praktisch müssen sie jedoch, zumindest in der jetzigen Form, aus folgenden Gründen als un­geeignet eingestuft werden.

• Verglichen mit den technischen Aufwand, der für die Entwicklung tutorieller Systeme zu betreiben ist, ist eine Praktikumsveranstaltung schlichtweg zu kurz, die Menge des jeweils vorzubereitenden und in der Veranstaltung behandelten Stoffes entsprechend begrenzt. Der Aufwand für Konzeption und Imple­mentierung eines Expertensystems für eine dreistündige Grundlagenprak­tikumsveranstaltung zum Thema „Ohm'sches Gesetz“ stünde in keiner Relation zum erwartbaren Nutzen.

• Da das Praktikum selbst lediglich einen Teil des Gesamtstudiums ausmacht, sind die Studierenden auch nicht bereit, sich „über Gebühr“ mit dem Prak­tikumsstoff zu befassen. Bei der im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Un­tersuchung der Grundlagenpraktika, Physik gaben 2/3 von 289 befragten Stu­dierenden an, sich weniger als eine Stunde auf ein Praktikum vorbereitet zu haben. Die Hälfte davon war auch nicht bereit, sich länger mit dem Material zu beschäftigen. 42% der Befragten waren nicht bereit, sich länger als zwei Stunden mit dem Stoff für eine Praktikumsveranstaltung vorbereitend ausein­ander zu setzen (s. Kap. 4.5.4).

• Zwar werden die Themen in den fortgeschrittenen Praktika komplexer, dennoch scheint auch hier der Einsatz tutorieller Systeme nicht geboten. Im Praktikum steht nach wie vor die praktische Gruppenarbeit im Vordergrund, die theoretische Auseinandersetzung mit dem versuchsrelevanten Stoff macht also nur einen Teil dieser Lehrform aus.

Im Kontext von Laborpraktika erlangen konstruktivistische Ansätze eine besondere Bedeutung, da das Konzept der eigenständigen und selbstverantwortlichen Beschäf­tigung mit einem Thema sowohl für das Praktikum als auch für konstruktivistische Lernsoftware gleichermaßen im Vordergrund steht. Für die Realisierung medialer Angebote, die praktikumsrelevante Aufgaben und Vorgehensweisen ganz oder teil­weise abbilden wollen, kommen daher schon prinzipiell konstruktivistische Gestaltungsansätze in Frage, wenn der Charakter des Praktikums (s. auch Kap. 1.2) erhalten bleiben soll. Dies spiegelt sich auch in den didaktischen Konzepten ver­schiedener Vorhaben wieder, die sich die mediale Unterstützung von Laborpraktika zur Aufgabe gemacht haben. Beispiele hierfür sind der „Verbund virtueller Labore“ (VVL), das Projekt „Virtuelles Praktikum Gentechnik“ (ViPGen) sowie „Lernen und Experimentieren an realen Anlagen im Netz“ (LearNet).

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Kapitel

3 Didaktisches Design für den Medieneinsatz im Laborpraktikum

Für die eingangs beschriebene Situation „Laborpraktikum“ wird im Folgenden der Versuch unternommen, Wege für einen erfolgreichen Medieneinsatz in diesem Kontext aufzuzeigen. Hierfür werden zunächst präskriptive Modelle vorgestellt, die zur Bewältigung derartiger Aufgaben bereits entworfen wurden. Die Entwicklung des mediendidaktischen Konzeptes für die mediale Unterstützung ingenieurwissen­schaftlicher Laborpraktika an Hochschulen orientiert sich am Modell der gestaltungsorientierten Mediendidaktik (GMD) (Kerres, 2001a).

Um die Implikationen des Modells der GMD für den hier diskutierten Gegenstand zu untersuchen, werden die Dimensionen des Modells, quasi als Idealfall, auf den Kontext des Untersuchungsfeldes übertragen. Unberücksichtigt bleibt dabei zu­nächst, inwiefern eine Umsetzung in diesem Sinne unter den gegebenen Umständen überhaupt realistisch erscheint. Dieser Fragestellung wird in Kap. 5.4 nachge­gangen.

3.1 Präskriptive Ansätze der Mediendidaktik

„Instructional design is this linking science – a body of knowledge that prescribes instructional actions to optimise desired instructional outcomes, such as achievement and affect” (Reigeluth 1983, 5).

3.1.1 Entstehung

Was bedeutet es in der Praxis, die Erkenntnisse der verschiedenen Lerntheorien auf konkrete didaktische Vorhaben abzustimmen und anzuwenden? Wie lassen sich aus den verschiedenen lerntheoretischen Ansätzen handlungsleitende Strategien für eine sinnvolle Mediengestaltung ableiten? Kurz: Welche Medien eignen sich für welche didaktischen Felder? Der Bedarf an präskriptiven, d.h. vorschreibenden oder zu­mindest empfehlenden Ansätzen für die konkrete Entwicklung medialer Angebote ist unverkennbar. Bereits John Dewey forderte 1899 die Entwicklung einer Wissen­schaft, die die Theorie des Lernens und die erzieherische Praxis miteinander ver­binden sollte, denn die Lerntheorien selbst erweisen sich aufgrund ihres deskrip­tiven Charakters als ungeeignet, direkte Antworten auf oben gestellte Fragen zu liefern.

Während Skinners Ideen behavioristisch orientiert waren, entwickelten sowohl Bruner als auch Ausubel kognitivistische Ansätze. Erste Erwähnung findet der Be­

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Präskriptive Ansätze der Mediendidaktik

griff „Instructional Design“ bei Glaser (1966) in seinem Werk „The Design of In­struction“. Zur seiner Etablierung haben u.a. die Lehrbücher von Gagné & Briggs (1974) beigetragen. Gagné's Werk „Conditions of Learning and Events of Instruc­tion“ (1965) stand zahlreichen weiteren Modellen des Instruktionsdesigns Pate. Die von Reigeluth herausgegebenen Sammelbände befassen sich mit theoretischen Modellen (1983), mit der Umsetzung (1987) sowie neueren Ansätzen (1999) des In­struktionsdesigns. Zu größerer Beachtung in der didaktischen Diskussion gelangten ebenfalls die ID-Modelle von Hannafin & Peck (1988), Romiszowski (1988), Heinich, Molenda & Russell (1989), Banathy (1991), Dick & Carey (1990), Merrill (1994).

Aus historischer Sicht verständlich, orientierte man sich zur Realisierung der einzel­nen Phasen zunächst an den behavioristischen Ansätzen Thorndikes und Skinners, um praktische Entscheidungen über die Auswahl von Medien zu treffen. Im Wesentlichen bezog man sich dabei auf die konkrete Unterrichtspraxis und die ent­sprechend zu definierenden Lernziele. Später spielten darüber hinaus auch kognitive Lernmodelle eine Rolle. Der Einfluss kognitivistischer und konstruktivistischer Lerntheorien führten zu einer Weiterentwicklung zum „Instruktionalen Design der zweiten Generation“ (Merrill). In Ansätzen des situierten Lernens bspw. wird ver­sucht, grundlegende Forderungen dieser neueren Lerntheorien durch folgende Gestaltungsmittel von Lernumgebungen umzusetzen: Komplexe Ausgangsproble­me, Authentizität und Situiertheit, Multiple Perspektiven, Artikulation und Reflexi­on, Lernen im sozialen Austausch.

Im deutschsprachigen Raum fanden die Forschungsaktivitäten zunächst wenig Be­achtung. Während sich das Instructional Design aus dem Auftrag entwickelte, eine groß angelegte, möglichst systematische Schulung tausender, verteilt stationierter Teilnehmer des Militärs zu realisieren und damit die Organisation der Lehre fo­kussierte, befassten sich die didaktischen Modelle hierzulande vornehmlich mit der Erforschung von Lernprozessen. Mit der deutschsprachigen Übersetzung Didak­tisches Design prägte Flechsig (1987) einen Begriff, der alle im Kontext von Ler­nen stattfindenden Aspekte, also auch nicht instruktionale Lehr-/Lernmethoden zum Ausdruck bringen sollte.

Entgegen der Vermutung, die das Wort Design aufkommen lassen könnte, beschäf­tigt sich das didaktische Design nicht nur mit dem visuellen Design, sondern mit der grundsätzlichen Erforschung von Lehr- und Lernmethoden. Gemeint ist damit die strukturierte Umsetzung einer didaktischen Theorie, eines didaktischen Modells in eine reale Lehrsituation. Es beinhaltet die zielgerichtete Planung, die inhaltliche, technische und organisatorische Umsetzung, Interaktionsdesign, Text- und Bildge­staltung und Mediendesign sowie die Evaluation der Ergebnisse.

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Präskriptive Ansätze der Mediendidaktik

Besondere Anforderungen ergeben sich hierbei für die Konzeption mediengestützter Lernangebote. Ein Medium kann nicht spontan auf unvorhergesehene Ereignisse reagieren, wie dies etwa ein Lehrender im personalen Unterricht vermag. Daher ist es für die Realisierung von medialen Lernangeboten zwingend erforderlich, dass sämtlicher Interaktionsmöglichkeiten zwischen Lerner und Medium bereits im Vorfeld konzipiert und implementiert sein müssen, einschließlich der Reaktion auf eventuelle Verständnisschwierigkeiten seitens der Lernenden.

Im Folgenden werden einige präskriptive Ansätze der Mediendidaktik vorgestellt, die versuchen, eine Antwort auf die eingangs gestellten Fragen zu geben.

3.1.2 Gagné - Instruktionale Ereignisse

Die Vorstellungen von Gagné sind praktisch von allen nachfolgenden ID Modellen aufgegriffen worden. Gagné sieht das Ziel einer effektiven Kursgestaltung in einem optimalen und systematischen Aufbau von Vermittlungsschritten, dem "Instructio­nal System". Sein Vorgehen erfolgt in mehreren Schritten: In einer Bedarfsanalyse werden Kursziele festgelegt (target objectives). Die Kursziele werden in konkrete Lehrziele (performance objectives) überführt und hierarchisch angeordnet. Ausge­hend von den Lehrzielen werden die Lerneinheiten gestaltet und Tests für ihre Über­prüfung entwickelt. Performance objectives stellen konkrete, verhaltensbezogene Kriterien zur Beurteilung des Lernerfolgs dar. Es handelt sich um Zieldefinitionen in der Sprache beobachtbaren Verhaltens. Das erwünschte Lernergebnis wird mit Verben wie erklären, auswählen, wiedererkennen, anwenden, analysieren um­schrieben.

In seinem Modell „Events of Instruction“, einem vor allem in den USA populären Ansatz, beschrieb Gagné eine Folge von neun „Ereignissen“, die seines Erachtens bei jedem - erfolgreichen - Lehr-Lernprozess stattfinden (müssen). Hierbei unter­scheidet er Aktivitäten des Lehrenden bzw. des technischen Mediums und Aktivitä­ten des Lernenden, die jeweils einander gegenüber gestellt werden.

Aktivität des Lehrenden Aktivität des Lernenden

1 Aufmerksamkeit erzielen Konzentration mobilisieren

2 Lehrziele mitteilen realistische Erwartung über Lernergebnis aufbauen

3 An Vorwissen anknüpfen Langzeitgedächtnis aktivieren

4 Lernmaterial präsentieren Lernmaterial wahrnehmen

5 Lernhilfen anbieten Übernahme in Langzeitgedächtnis durch seman­tische Enkodierung fördern

6 Gelerntes anwenden Rückschlüsse auf Lernergebnis ermöglichen

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Präskriptive Ansätze der Mediendidaktik

Aktivität des Lehrenden Aktivität des Lernenden

7 Rückmeldung geben diagnostische Information und Verstärkung geben

8 Leistung testen Hinweise zur Verfügung haben, die bei der Erinne­rung benötigt werden

9 Behaltensleistung und Lern­transfer fördern

Leistung in neuen Situationen erproben

Tabelle 17: Instruktionale Ereignisse (nach Gagné)

3.1.3 Issing - Systematisches Instruktionsdesign

Nach Issing (1997) zeigen die verschiedenen Instruktions-Systeme – er spricht hier von hunderten von verschiedenen Modellen – eine gemeinsame Orientierung am Systems Approach bzw. „General Systems Design“ (GSD), einem generischen Verfahren zur Entwicklung von Systemen, welches seit Ende der 50er Jahre auch auf Bildungssysteme angewandt wird (Banathy, 1968). Das GSD basiert auf den folgenden Arbeitsanweisungen:

1. Definiere das Problem.

2. Analysiere die Problemlage, mache einen Lösungsvorschlag, setze Ziele.

3. Entwickle die einzelnen Lösungsschritte und Hilfsmittel.

4. Erprobe die Lösungsschritte und korrigiere.

5. Realisiere und evaluiere den Erfolg.

Die Vorgehensweise sieht in der Praxis ein Wiederholen und Überspringen von ein­zelnen Teilschritten vor, so dass es als ein heuristisches Problemlöseverfahren be­zeichnet werden kann. Ersetzt man die Handlungsanweisungen durch entsprechende Phasenbezeichnungen, so ergibt sich ein Modell mit den Ablaufschritten Analyse, Planung, Entwicklung, Einsatz, Evaluation, mit der Möglichkeit, sich innerhalb der linearen Verkettung vor und zurück bewegen zu können.

Auch bei detaillierterer Betrachtung, so Issing, lassen die verschiedenen Modelle des Instruktionsdesigns gemeinsame Merkmale erkennen. So heben alle Ansätze in der Analysephase die Definition der Lernziele sowie eine Identifizierung der Ler­nereigenschaften hervor. Für die Planung spielen die inhaltliche Auswahl und Vor­

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Abbildung 3.1: General Systems Design (GSD). Issing, 1998

Präskriptive Ansätze der Mediendidaktik

bereitung des Lernstoffs und die Konzeption der Medien eine wesentliche Rolle. In Bezug auf die Umsetzung weisen alle Modelle auf die Wichtigkeit einer Zusammen­führung der erforderlichen unterschiedlichen Kompetenzen hin, die sich naturgemäß nur selten in einer Person wiederfinden. Organisation (Projektmanagement), Fach­kompetenz, Kompetenzen in Mediendidaktik, Mediengestaltung, Multimedia­technik, Datenverarbeitung, Medienrecht, Dokumentation werden als Felder aufge­führt, die in der Regel von Teams abgedeckt werden. Ebenfalls wird einhellig betont, dass bereits während der Entwicklung und auch im Regelbetrieb der Softwa­re festgestellt werden sollte, ob und inwieweit diese den eingangs festgelegten Lernziele gerecht wird. Dies geschieht durch formative und summative Evaluation. Damit ergibt sich eine, den verschiedenen Ansätzen des Instruktionsdesigns gemein­same, allgemeine Herangehensweise, die Issing im folgenden Schaubild darstellt:

3.1.4 Kerres – Gestaltungsorientierte Mediendidaktik

Die vielfach als alternative Ansätze der Lehr-, Lernforschung diskutierten Lerntheo­rien, und die auf deren Grundlagen entwickelten didaktischen Modelle, versucht der ebenfalls präskriptive Ansatz der gestaltungsorientierten Mediendidaktik nach Kerres (2001a) zu integrieren. Das Anliegen dieses Ansatzes liegt in einer professionellen, ganzheitlichen und pragmatischen Betrachtung der Produktion me­dialer Lernangebote, ohne konkrete Bindung an eine bestimmte Lerntheorie. Da sich

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Abbildung 3.2: Systematisches Instruktionsdesign nach Issing

Präskriptive Ansätze der Mediendidaktik

die verschiedenen lerntheoretischen Ansätze weniger paradigmatisch unterscheiden, als oftmals angenommen wird, so Kerres, komme es vielmehr darauf an, diese als Fundus für die Gestaltung von Lernangeboten zu erkennen, auf ihren Beitrag zur angemessenen Adressierung eines Bildungsproblems hin zu untersuchen und ent­sprechend einzusetzen.

Der Erfolg mediendidaktischer Planung wird an vier Ebenen gekoppelt, auf denen, je nach Rahmenbedingungen eines didaktischen Feldes, bestimmte Aktivitäten in bestimmter Gewichtung nötig sind (s. Abb. 3.3). Für Kerres sind dies die Felder

• Infrastruktur: Ausstattung in Hard- und Software ebenso wie die Verfügbarkeit von Dienstleistungen für deren Einrichtung, Wartung, Pflege

• Entwicklung: Schaffung der personellen und strukturellen Voraussetzungen für die erfolgreiche Mediennutzung

• Medien: Konzeption, Entwicklung und Distribution mediengestützter Lern­angebote und Sicherung deren Nutzung

• Didaktische Reform: Welche (neuen) Lehrinhalte sollen vermittelt werden? Welche (neuen) Methoden des Lehrens und Lernens sollen angestrebt werden?

Nach Auffassung der gestaltungsorientierten Mediendidaktik lässt sich die didak­tische Qualität nicht allein an Merkmalen des Mediums selbst festmachen, sondern hängt vielmehr davon ab, ob das richtige Medium für die richtige Lernsituation ge­funden wird. „Den Wert eines Mediums bestimmt die Situation, und nicht das Medi­um selbst. Medien sind Artefakte, die keinen Wert an sich haben, sondern ihre Be­deutung erhalten sie erst durch eine bestimmte Nutzung in bestimmten Kontexten und zu bestimmten Zeiten.“ Kerres & de Witt, (2002). Daher sei es die wesentliche Aufgabe für die Mediendidaktik, Rahmenbedingungen aufzuzeigen, die einen effizi­

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Abbildung 3.3: Magisches Viereck mediendidaktischer Innovation (Kerres)

Präskriptive Ansätze der Mediendidaktik

enten und nachhaltigen Einsatz der eingesetzten Mittel wahrscheinlich werden lassen. Um sicher zu stellen, dass digitale Medien auch tatsächlich einen Wirkungs­grad für die Bildungsarbeit entfalten, hat die gestaltungsorientierte Mediendidaktik folgende Postulate aufgestellt:

Kriterien der gestaltungsorientierten Mediendidaktik

Adressierung des Bildungsproblems

Ein Vorhaben muss immer ein Bildungsproblem oder, allgemeiner ausgedrückt, ein Bildungsanliegen ansprechen. Das Ziel, ein digi­tales Medium herzustellen, ein internetbasiertes Lernangebot zu entwickeln, Materialien für Lernende bereitzustellen, ist nicht hinreichend, es stellt den didaktischen Nutzen des Vorhabens möglicherweise infrage. Der Erfolg eines Vorhabens hängt nicht davon ab, ob ein bestimmtes technisches Problem gelöst wird, sondern ob mit dieser Lösung ein bestimmtes Bildungsanliegen adressiert werden kann.

Konzeption als Gestaltungs­aufgabe

Es geht nicht darum, die eine, „beste“ didaktische Methode zu finden und anzuwenden. Die Lösung eines Bildungsanliegens macht es vielmehr erforderlich, den Prozess der Konzeption und Entwicklung als Gestaltungsaufgabe zu erkennen.

Parameter des didaktischen Feldes

Ein Vorhaben ist an Parametern des didaktischen Feldes auszu­richten. Es sind dazu die bekannten didaktischen Eckwerte zu spezifizieren, wie Zielgruppe, Bildungsbedarf und -bedürfnisse, Lehrinhalte und -ziele, Lernsituation und -organisation. Hieraus lässt sich ein didaktisches Konzept ableiten und begründen.

Mehrwert und Effizienz

Die Medienkonzeption muss den Mehrwert gegenüber anderen (ggfs. bereits etablierten) Lösungen aufzeigen. Darüber hinaus ist die Effizienz der gefunden Lösung zu beachten, d.h. das Verhält­nis von Kosten und Nutzen verschiedener Varianten abzuwägen.

Tabelle 18: Kriterien der gestaltungsorientierten Mediendidaktik, Kerres (2004)

Die Konzeption von mediengestützten Lernangeboten erfordert nach Kerres eine Analyse des didaktischen Feldes. Die Analyse umfasst die Teilbereiche:

• Didaktische Medien: Benennung der Gründe für den Medieneinsatz, Kosten-, Nutzenabschätzung, Funktion des didaktischen Mediums und Wahl des Me­diensystems

• Merkmale der Zielgruppe: Allgemeine Angaben, Lerngewohnheiten, Motivati­on, Vorwissen

• Lehrinhalte und –ziele: Grobstruktur des Themengebietes, kognitive und affek­tive Lernziele, Einordnung von Lehr-, Kommunikations- und Projektzielen, Ableitung von Lernangeboten (didaktische Transformation)

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Präskriptive Ansätze der Mediendidaktik

• Didaktische Struktur: sequentiell strukturierte Lernangebote, logisch struktu­rierte Lernangebote, Werkzeuge der Wissenskonstruktion, mediengestützte Kommunikation

• Lernorganisation: Elemente des Lernarrangements, Distribution des Mediums, Art der angestrebten Kommunikation, Betreuung von Lernaktivitäten

3.1.5 Kritik am Instruktionsdesign

Instructional-Design-Modelle sind eng mit der Entwicklung tutorieller Systeme verbunden. Die meisten ID-Modelle spiegeln deshalb auch eine Sichtweise des Lernens wider, die dem Instruktionsparadigma folgt. Ein Instructional Designer sieht die Ursachen für den Lernerfolg in einer systematischen Vermittlung der Inhalte, für die er Ziele setzt. Ob diese Ziele von den Lernenden erreicht werden, liegt im Verantwortung des Instructional Designers. Im Kontext der Diskussion um konstruktivistische Ansätze ist der Begriff Instruktionsdesign daher verschiedentlich problematisiert worden, denn nach konstruktivistischer Auffassung ist Lernen immer situationsgebunde Konstruktion von Wissen und somit nicht planbar. Checkland (1985) weist darauf hin, dass ID bzw. ISD daher Bildungsziele vernachlässigt, die sich nicht in objektivierbare Lernziele fassen lassen. Winn (1991) kritisiert die zeitaufwändige Realisierung und eine zu starke Anlehnung an linearem Vorgehen.

Die Bemühungen der Instruktionalisten, ihre Ansätze theoretisch zu fundieren sind aufgrund ihrer präskriptiven Natur von konstruktivistischer Seite ebenfalls scharf kritisiert worden. Allgemein gilt, dass Sätze einer deskriptiven Theorie sich nicht in präskriptive Sätze übersetzen lassen. Dies wird von den meisten Instruktionisten auch nicht dementiert: „First of all, we obviously have no general and comprehens­ive theory of Id at hand.“ (Seel, 1997). Seel schlägt stattdessen vor, mit den im ID entwickelten verschiedenen Modellen zu arbeiten: „Id theorists must play off differ­ent ID planning-and-prognosis models against each other in order to identify the optimal model for instructional planing. As a consequence, the different ID modes are merely different possibilities to realize particular theoretical positions.“

Schulmeister (2001), beschreibt ausführlich den hauptsächlich in der Zeitschrift Educational Technology geführten Streit zwischen Instruktionalisten (Dick, Merill, Reigeluth u.a.) und den Konstruktivisten (Duffy, Jonassen, Clancey u.a.), schlägt sich allerdings klar auf die Seite der Konstruktivisten:

„Es handelt sich um einen grundlegenden Paradigmenwechsel, dem wir im Streit der Instruktionalisten mit den Konstruktivisten begegnen. Selbst wenn man sich nicht programmatisch dem Konstruktivismus verschreiben wollte, kann man feststellen, daß das lange Jahrzehnte vorherrschende Paradigma

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Präskriptive Ansätze der Mediendidaktik

der Instruktion allmählich abgelöst wird durch das Paradigma offener Lernsituationen, daß die lernzielorientierte Planung von Unterricht ersetzt wird durch das Arrangement von Lernumgebungen. [...] Das Instruktions­design ist – gerade aus der Sicht der Praktiker – vom Konstruktivismus abgelöst und von der Verbreitung der netzbasierten Hypertext-Systeme überholt worden. (Schulmeister, 2001).“

3.1.6 Fazit

Die Kritik am Instructional Design stützt sich bei genauerer Betrachtung im Wesent­lichen auf die historisch bedingte Nähe zu objektivistischen Theorien des Behavio­rismus bzw. Kognitivismus sowie ihrem teilweise erhobenen Theorieanspruch. Letzterer kann als gescheitert gewertet werden. Die lehrerzentrierte Sichtweise in­struktionaler Ansätze wird von den Konstruktivisten mit der Argumentation ausge­hebelt, dass Lernen als ein in einem komplexen Umfeld stattfindender kreativer Wissenskonstruktionsprozess aufzufassen und damit nicht planbar sei.

Ist die Ära des Instruktionsdesign damit beendet und haben die Instruktionalisten, wie Schulmeister (2001, 169) es nennt, den grundlegenden Paradigmenwechsel [zum Konstruktivismus] offenbar noch nicht realisiert? Die Ansicht muss in Frage gestellt werden, wenn als Aufgabe des Instruktionsdesigns mehr als die inhaltliche und funktionelle Gestaltung von Lernsoftware gesehen wird. Flechsig's Begriff Di­daktisches Design deutet bereits auf ein erweitertes Verständnis des mediendidak­tischen Handlungsfeldes hin: Betrachtet man den gesamten Prozess der Realisierung von medialen Lernangeboten als didaktische Aufgabe, so wird deutlich, dass eine ganze Reihe von Teilkomponenten dieses Prozesses sehr wohl systematisierbar und planbar ist. Zu nennen sind u.a. die Schaffung geeigneter technischer Voraus­setzungen oder die personelle und zeitliche Organisation der einzelnen Elemente des Lernarrangements. Aber auch die Ebene der inhaltlichen und funktionellen Gestaltung, in Abhängigkeit bestimmter Parameter des jeweiligen didaktischen Feldes, verschließt sich nicht davor, von präskriptiven Annahmen profitieren zu können. Die Berücksichtigung bestimmter Zielgruppen wie Alter, Geschlecht, ein­geschränkte Sinneswahrnehmung etc. wirkt sich immer auf Maßnahmen der Gestaltung aus. Ähnlich verhält es sich mit instruktionalen Präskriptionen. Eine im Stil des problembasierten Lernens umgesetzte Software mit explorativer Naviga­tionsstruktur kann weder auf ein strukturelles Konzept verzichten noch kommt sie ohne Instruktion aus - jede Schaltfläche, jeder Hyperlink ist eine Instruktion („Kli­cken Sie hier.“). Ebenso wenig kann auf inhaltliche Vorüberlegungen verzichtet werden, etwa um die Frage zu klären, welche Probleme geeignet sind, bestimmte Lerneffekte beim Lernenden zu evozieren. Hier lassen sich Richtlinien aufstellen, die von vorne herein bestimmte Medien ausschließen bzw. empfehlen; Richtlinien,

65

Präskriptive Ansätze der Mediendidaktik

die auch ein Konstruktivist trotz ihres präskriptiven Charakters nicht kategorisch ab­lehnen würde.

Die Vorstellung, im Sinne des "radikalen" Instruktionsdesigns, ein für alle Ler­nenden "optimales" Lernsystem entwickeln zu können, kann generell als überholt angesehen werden. Vornehmliche, wenn auch nicht immer leicht zu lösende, Auf­gabe des didaktischen Designs muss es eher sein, die systematisierbaren und planba­ren Anteile eines didaktischen Vorhabens zu lokalisieren, ohne Konzepte spontaner, nicht planbarer Interaktion aufzugeben. Je nach Rahmenbedingungen kann vom in­struktional geleitetem Lernen bis hin zur lernerkontrollierten interaktiven Anwendung gewichtet werden. Inwieweit dies in lernförderlicher Ausgewogenheit gelingt, liegt jeweils im „Fingerspitzengefühl“ des Didakten.

3.2 Konzeptionelle Dimensionen (Überblick)

Wenngleich die mittlerweile weitreichenden technischen Möglichkeiten der Medienproduktion durchaus als „Ideengeber“ für didaktische Konzepte fungieren können, sollte bei der Medienproduktion nicht das technisch Machbare sondern das pädagogisch Sinnvolle im Vordergrund stehen. Entsprechend kann man die technische Umsetzung als Teil der Gesamtkonzeption eines didaktischen Vorhabens sehen, wie das in Kap. 3.1.3 beschriebene General Systems Design auch zeigt. In Anlehnung daran kann die allgemeine Herangehensweise für die multimediale Unterstützung ingenieurwissenschaftlicher Laborpraktika als iterativer Prozess mit den Phasen Analyse und Planung, Umsetzung und Implementierung sowie Evaluation verstanden werden (s. Abb. 3.4).

66

Konzeptionelle Dimensionen (Überblick)

Analyse und Planung

Für die Phase der Analyse und Planung spielt zunächst das Bildungsproblem eine entscheidende Rolle. Im Vordergrund stehen hierbei die Fragen, was durch den Ein­satz von Medien überhaupt erreicht werden soll, wer die Lernenden sind und in wel­chem curricularen und sozialen Kontext das Lernen eingebettet ist. Die Auswahl der Inhalte ist ebenso entscheidend für den Lernerfolg wie die Art, die Strukturierung und die Organisation der Lernangebote. Sie werden daher in der Planung des didak­tischen Designs berücksichtigt. Unter der Prämisse, dass die Präsenzphasen des La­borpraktikums durch Medien nicht ersetzt, sondern allenfalls ergänzt werden können, muss die Organisation der einzusetzenden Medien eben diese Präsenzver­anstaltungen mit einbeziehen und für die einzelnen Phasen des Praktikums (Vorbe­reitung, Durchführung und Nachbereitung) entsprechend geeignete Angebote vorse­hen. Wesentliche Merkmale sind hierbei die zeitliche und die inhaltliche Synchronisierung der virtuellen mit den realen Phasen (s. Kap. 3.8).

Umsetzung und Implementierung

Die Umsetzung der medialen Angebote und deren Einbindung in die Hochschulleh­re stellt einen separaten Aufgabenblock dar, dessen Konzeption in der Regel eben­falls einen nicht unerheblichen Teil der Gesamtplanung ausmacht. Je nach Komple­xität und Verwendungszweck muss entschieden werden, auf welchen Systemen die Angebote verfügbar sein sollen, welche Werkzeuge zu deren Realisierung eingesetzt

67

Abbildung 3.4: Didaktisches Design medialer Angebote für Laborpraktika als iterativer Prozess

Konzeptionelle Dimensionen (Überblick)

und inwieweit Standards eingehalten bzw. Schnittstellenkompatibilitäten berück­sichtigt werden sollen.

Gemessen am zu erwartenden Lernerfolg kann eine Planung bis hier hin bereits zu dem Ergebnis führen, dass der Aufwand für die Realisierung eines Vorhabens nicht gerechtfertigt ist. Dies mag im Einzelfall bedauerlich sein, schützt jedoch vor even­tuellen Fehlinvestitionen. Die Betrachtung der Wirtschaftlichkeit des geplanten Me­dieneinsatzes empfiehlt sich daher auch und - aufgrund der vergleichsweise be­grenzten Mittel - gerade für den Hochschulbereich.

Evaluation

Die medialen Angebote sollen positive Lerneffekte hervorrufen. Ob dies der Fall ist, oder bestimmte Faktoren dieses Ziel gefährden, wird mittels Evaluationen überprüft. Um bereits in einem frühen Projektstadium rechtzeitig Korrekturen vornehmen zu können, empfiehlt sich eine Überprüfung der zu erwartenden Effekte bereits in der Planungsphase (formative Evaluation). Die Ergebnisse derartiger Untersuchungen fließen regulativ in die Planung ein und helfen so bei der Anpassung der Angebote an die Zielgruppe und die beabsichtigten Lernziele. In diesem Zusammenhang sei auf die aus konstruktivistischer Sicht geforderte Betonung partizipatorischer Desi­gnprozesse hingewiesen, in denen die Gemeinschaft der Lernenden in den Design­prozess mit einbezogen wird (Schulmeister, 2002, 85f.). Ein derartiges Modell liefert der benutzerzentrierte Ansatz von Norman und Draper (vgl. Hasebrook, 1995, 249). Hier steht der Benutzer und die Verbesserung der menschlichen Arbeitsumgebung im Vordergrund und nicht der informationstechnische System­entwurf. Dadurch soll sichergestellt werden, dass nicht programmiergerechte, son­dern vielmehr benutzergerechte Programme entstehen.

Für die Evaluation medialer Angebote im Umfeld Laborpraktikum ist es ent­scheidend, nicht nur deren technische Seite oder veränderte Lernprozesse an sich zu bewerten. Qualitativ verwertbare Ergebnisse können erst im Kontext der gesamten Lehrveranstaltung einschließlich der Präsenzveranstaltungen sowie der Betreuungs­tätigkeiten erbracht werden.

Kompetenzfelder des didaktischen Designs

Der hier zunächst grob skizzierte Überblick macht bereits eines deutlich: Selbst kleinere Vorhaben erfordern bereits eine derartige Bandbreite an unterschiedlichem Know-how, dass erfolgversprechende Angebote praktisch nur im Team über die Bündelung der erforderlichen Kompetenzen realisierbar sind.

68

Konzeptionelle Dimensionen (Überblick)

Phasen Aufgabenbereiche Kompetenzfelder

Analyse und Planung Zielgruppenanalyse Kenntnisse über Zielgruppe

Analysemethoden

Auswahl der Inhalte Fachkompetenz

Didaktische Konzeption Allgemeine Didaktik

Fachdidaktik

Mediendidaktik

Hochschuldidaktik

Psychologie

Funktionale Planung Benutzerführung (Usability)

Screendesign

Storyboarding

Koordination Projektmanagement

Dokumentation

Umsetzung und Implementierung

Umsetzung Softwaredesign, QM

Programmiersprachen

Datenbanken

Werkzeuge zur Medienerstellung

Grafik-, Audio-, Videobearbeitung

Autorensysteme

Standards

Schnittstellen

Zielplattformen (Betriebssysteme, Browser etc.)

Implementierung Systemkenntnisse

Netzwerktechnik

Evaluation Vorbereitung Untersuchungsdesign

Durchführung Evaluationsmethoden

Analyse Analyseverfahren

Werkzeuge zur Analyse

Dokumentation

Tabelle 19: Kompetenzfelder des didaktischen Designs

Die Forderung nach Kompetenzbündelung in dieser Form ist derzeit nicht mit den realen Verhältnissen an ingenieurwissenschaftlich technischen Hochschulen ver­einbar. Abgesehen von Fällen, in denen ausreichende Drittmittel zur Verfügung stehen, verfügen die Fachbereiche und Institute in der Regel nicht über die hierfür

69

Konzeptionelle Dimensionen (Überblick)

erforderlichen Ressourcen. Auf die Problematik wurde in Kap. 1.3.2 bereits genauer hingewiesen.

Analyse und Planung im Detail

Der Start eines didaktischen Designs zur Entwicklung medialer Lernangebote kann zunächst an drei Fragestellungen festgemacht werden, mit denen versucht wird, das Bildungsproblem zu erfassen (s. Abb. 3.5):

1. An welche Zielgruppen richten sich die multimedialen Angebote?

2. Welche Ziele sollen durch den Medieneinsatz erreicht werden?

3. Wie ist der bestehende Lehr-/Lernkontext beschaffen, in dem die Medien etabliert werden sollen?

Der Beantwortung dieser Fragen schließt sich der zweite Teil der Konzeption an, in dem es um die inhaltliche, didaktische, technische und ökonomische Planung der Medien geht (erst hier ist also das Medium selbst Gegenstand der Betrachtung), de­ren Konzeption entscheidend durch die Ergebnisse aus den Fragestellungen 1.-3. ge­prägt wird (Kerres, 2001a).

4. Welche Inhalte sollen in welchem Umfang angeboten werden?

70

Abbildung 3.5: Konzeption medialer Angebote (gestaltungsorientierter Ansatz)

An wen richtet sich das multimediale Angebot?

Zielgruppe

In welchem Umfeld sollen die Lernmedien etabliert werden?

Lehr-, Lernkontext

Auswahl der InhalteReduktion und Abstimmung auf die Lernziele

Inhaltliche Konzeption

Welche Lerneffekte sollen durch Multimedia erreicht werden?

BildungszieleInhaltlich

Konzeption

Bildungsproblem Adressierung des Bildungsproblems

Welche didaktischen Medien eignen sich?Struktur und Organisation?

Didaktische Konzeption

FachdidaktischMediendidaktischHochschuldidaktisch

TechnischTechnischer GesamtrahmenWomit werden einzelne Inhalte umgesetzt?

Technische Konzeption

Ökonomisch

Abschätzung des AufwandesErwartbarer Nutzen

Wirtschaftliche Konzeption

Konzeptionelle Dimensionen (Überblick)

5. Welche didaktischen Medien eigenen sich und in welcher Struktur sollten sie wie organisiert angeboten werden?

6. Wie kann dementsprechend die technische Umsetzung aussehen?

7. In welchem Verhältnis steht der Realisierungsaufwand zum Nutzen?

Aufgrund der Wichtigkeit der aufgezeigten Fragestellungen soll im Folgenden näher darauf eingegangen werden.

3.3 Zielgruppe: An wen richtet sich das multimediale Angebot?

Lernangebote sind Produkte. Je besser ein Produkt auf die Bedürfnisse der im betreffenden Marktsegment angesiedelten Interessenten abgestimmt ist, desto eher kann es seine Marktposition behaupten. Neue Lernangebote an Hochschulen sind ebenfalls Produkte, so dass auch hier eine Anpassung an die Zielgruppe/n erforder­lich ist. Die wichtigste Zielgruppe wird von den Studierenden gebildet. Als Kriteri­en für eine Berücksichtigung der Zielgruppe „Studierende“ kann zum Einen die Höhe des Semesters, sowie die Vorbildung genannt werden, zum Anderen ist es auch nicht unerheblich, ob die jeweiligen Medien aus Sicht der Studierenden in einem Haupt- oder in einem Nebenfach angeboten werden. Neben den Studierenden kommen jedoch auch Professoren, Wissenschaftliche Mitarbeiter, etc. als Ziel­gruppe für die Medienangebote in Frage.

Der Fachbereich Maschinenbau und Mechatronik der Fachhochschule Aachen führt seit 1995 zu jedem Semesterbeginn eine Erstsemesterbefragung durch, die Auf­schluss darüber geben soll, auf welchem Vorbildungsstand die Erstsemester sind, wie sie das Studium finanzieren wollen/müssen, wie sie zu bestimmten Fächern ih­res Studiums stehen und inwieweit Computer bei der Arbeit eingesetzt werden. Auf der Basis der so gewonnenen Daten wird versucht, die Lehrveranstaltungen an die Kenntnisse und Möglichkeiten der Studierenden anzupassen.

71

Zielgruppe: An wen richtet sich das multimediale Angebot?

Leitfragen zur Identifizierung der Zielgruppe/n

• Was für einer Altersgruppe ist der Lernende zuzuordnen?

• Um wie viele Personen handelt es sich?

• Wie ist der Bildungsstand der Lernenden einzuschätzen?

• Wie hoch ist die Motivation der Lernenden?

• Wie ist die Akzeptanz der neuen Ideen unter den Lernenden?

• Wie viel Erfahrung haben die Lernenden bereits mit Computern/Lernpro­grammen/multimedialen Lehrveranstaltungen?

• Wie heterogen ist die Gruppe?

• Welche Probleme könnten bei zu großer Heterogenität entstehen?

• Wie können multimediale Mittel dem entgegen wirken?

• Ist den Lernenden die Struktur der Lehrveranstaltung bekannt?

• Bedarf es zusätzlicher Betreuung, Einweisung, etc.?

• Wie sieht das Zeitfenster für die Bewältigung von Aufgaben aus?

• Können sich die Lernenden selbst organisieren?

• Wie ist die örtliche Verteilung der Lernenden?

Tabelle 20: Leitfragen zur Identifizierung der Zielgruppe/n

3.4 Lehr-, Lernziele: Welche Lerneffekte sollen erreicht werden?

Bei der Definition von Zielen, die mit dem Einsatz von Medien verfolgt werden können, geht es letztlich darum, einen wie auch immer gearteten Mehrwert für die beteiligten Lehrenden und Lernenden im Umfeld des Laborpraktikums zu schaffen. Für die Lehrform Praktikum existieren einerseits Zielsetzungen, die mit Medien heute (noch) nicht gelöst werden können, wie z.B. das Lernen durch haptisches Erleben oder der Erwerb von Problemlösungsstrategien im direkten kommunika­tiven Austausch innerhalb der Gruppe. Andererseits bieten Medien wiederum Möglichkeiten des Lernens, die sich der konventionellen Präsenzform des Prak­tikums ganz oder zumindest teilweise verschließen, etwa die des zeit- und ortsun­abhängigen Lernens, oder die Möglichkeiten des unterschiedlichen Einstiegs in einen Lernstoff.

Für eine erste Bestimmung von Lehr- und Lernzielen, die mit dem geplanten Me­dieneinsatz verbunden werden, empfiehlt es sich jedoch nicht, die Grenzen medialer Möglichkeiten weiter zu präzisieren. Um nicht Gefahr zu laufen, bestimmte, eventu­ell doch verfolgbare Ziele auszublenden, sollte daher zunächst wertfrei festgestellt werden, auf welchen Ebenen grundsätzlich Ziele verfolgt werden können und wie diese Ziele benannt werden können. Folgende Ebenen können identifiziert werden:

1) Unterstützung der Lernziele des Präsenzpraktikums

72

Lehr-, Lernziele: Welche Lerneffekte sollen erreicht werden?

2) Begegnung grundlegender Probleme des Praktikumsbetriebs

3) Lernziele, die durch den Medieneinsatz selbst entstehen (Erwerb von Medien­kompetenz)

Verlässliche Hinweise darauf, ob auf den genannten Ebenen durch den Medienein­satz eine Verbesserung der Situation erreicht werden kann oder nicht, ergeben sich im weiteren Verlauf der Konzipierung. Die Auswahl, Strukturierung und Organisa­tion der Medien wird danach auszurichten sein, inwieweit sie geeignet sind, zur Er­reichung der genannten Ziele beizutragen bzw. den aufgeführten Problemen zu be­gegnen.

3.4.1 Unterstützung der Lernziele des Präsenzpraktikums

Eine erste Orientierung bieten die „klassischen“ Lernziele von Praktika, die zu­nächst uneingeschränkt auch als Zielsetzungen des Medieneinsatzes gesehen werden können. Die folgende Tabelle zeigt zusammengefasst die wichtigsten, bereits für das Präsenzpraktikum definierten Ziele (s. hierzu auch Kap. 1.2):

Ziele der Lehrform Praktikum

Theorie und Praxis sollen miteinander verbunden werden. Aus kognitivistischer Perspektive bedeutet dies, den Lernenden darin zu unter­stützen, deklaratives, prozedurales sowie kontextuelles Wissen zum jeweiligen Lernkontext aufzubauen.

Experimentelle Fähigkeiten

Es sollen experimentelle Fähigkeiten erworben werden.

Versuchsübergreifende Methoden

Versuchsübergreifende Methoden des wissenschaftlichen Denkens sollen gelernt werden.

Persönlichkeits­entwicklung

Der/die Lernende soll motiviert werden, seine/ihre Persön­lichkeit und seine/ihre soziale Kompetenz weiter zu entwi­ckeln.

Überprüfbarkeit des Wissens

Das Wissen der Lernenden soll überprüfbar werden, sowohl für die Lehrenden als auch für die Lernenden.

Tabelle 21: Zusammengefasste Ziele der Lehrform Praktikum

3.4.2 Begegnung grundlegender Probleme des Praktikumsbetriebs

Medien bieten neue Lehr- und Lernqualitäten. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass der Medieneinsatz Potenziale zur Begegnung grundlegender Probleme des Praktikumsbetriebs birgt. Eine Zusammenfassung veranstaltungstypischer Pro­bleme zeigt die folgende Tabelle.

73

Lehr-, Lernziele: Welche Lerneffekte sollen erreicht werden?

Laborpraktika im curricularen Kontext - Probleme

Raumproblem Die zur Verfügung stehenden Räumlichkeiten zur Praktikums­durchführung sind knapp. Daher müssen bereits zu Beginn des Se­mesters Praktika stattfinden, bevor die Grundlagen zum Versuch in der Vorlesung behandelt werden können.

Betreuungs­aufwand

Durch die geringe Zahl der Arbeitsplätze müssen Versuche ständig umgebaut werden; dadurch entsteht ein erheblicher Mehraufwand für die Betreuer.

Hohe Teilnehmerzahlen

Der Schallpegel in den Praktikumsräumen ist aufgrund der vielen Teilnehmer, die ja diskutieren und hantieren sollen, teilweise enorm; dies erschwert sowohl den Teilnehmern, als auch den Be­treuern die Arbeit.

Budget für die Laborausstattung

Zur Ausstattung der Labore steht nur ein geringes Budget zur Verfügung. Gemessen am aktuellen Industriestandard fällt die Ausstattung der Praktikumslabore daher bescheiden aus.

Engagement in der Gruppe

Nicht alle Teilnehmer einer Arbeitsgruppe engagieren sich glei­chermaßen. In vielen Gruppen kristallisieren sich schnell ein bis zwei aktive Teilnehmer heraus, während die anderen Teilnehmer eher passiv das Geschehen verfolgen.

Desinteresse Laborpraktika sind in der Regel Pflichtveranstaltungen. Der einstige Forschungscharakter naturwissenschaftlicher Laborübung ist in vielen Fällen einer „Schritt-für-Schritt“ Abarbeitung vorge­schriebener Handlungsabläufe gewichen, die von den Stu­dierenden häufig als „unspannend“ empfunden wird.

Tabelle 22: Grundlegende Probleme des Praktikumsbetriebs

Die geschilderten Probleme werden im Einzelnen daraufhin zu überprüfen sein, ob und wieweit es möglich erscheint, diesen mit dem Einsatz geeigneter Medien zu be­gegnen. Dabei darf nicht vernachlässigt werden, dass der Einsatz von Multimedien selbst Probleme hervorruft18, die kompensierbar sein müssen, wenn letztlich von einem Erfolg deren Einsatzes gesprochen werden soll.

3.4.3 Medienkompetenz als Schlüsselqualifikation

Medien bieten Lernchancen, die auf das Verwenden der Medien selbst zurückge­führt werden können. Lernende, die z.B. computergestützte Werkzeuge zur In­formationsbeschaffung nutzen, setzen sich zwangsweise mit den technischen, be­dienungsspezifischen, sozialen und inhaltlichen Dimensionen auseinander, die die Beschäftigung mit dem Medium Computer mit sich bringt. Sie eigenen sich auf diese Weise Kenntnisse und Fähigkeiten an, die zusammengefasst als „Medienkom­

18z.B. Kompetenzen, die ein Benutzer, eine Benutzerin im Umgang mit Medien haben muss oder auch technische Probleme bzgl. des Zugriffs auf das Medienangebot.

74

Lehr-, Lernziele: Welche Lerneffekte sollen erreicht werden?

petenz“ bezeichnet werden und die in der beruflichen Praxis mittlerweile branchen­übergreifend erwartet werden.

Der Begriff der Medienkompetenz ist in zahlreichen fachwissenschaftlichen Publi­kationen thematisiert worden (Baacke, 1997a; Aufenanger, 1998; Spanhel, 1999; Moser, 1999; Groebel, 2001; Groeben & Hurrelmann, 2002). Zur Definition des Begriffs „Medienkompetenz“ wurden verschiedene Ansätze entwickelt. Die Schwierigkeit einer gemeinsamen Begriffsbildung für „Medienkompetenz“ ergibt sich bereits aus dem Umstand, dass eine Fülle von Definitionsansätzen bereits für die Einzelbegriffe „Medien“ und „Kompetenz“ entwickelt wurden. Hinzu kommt, dass der Begriff „Medienkompetenz“ aufgrund seiner pädagogischen, psycholo­gischen, kommunikationswissenschaftlichen und systemtheoretischen Relevanz ent­sprechend geprägte Ansätze zur Begriffsbildung aus den jeweiligen Disziplinen her­vorgebracht hat. Im Folgenden werden, ohne Anspruch auf Vollständigkeit, insbesondere pädagogisch orientierte Modelle vorgestellt:

Für Baacke (1997a) soll Medienkompetenz, in ihrer Gesamtheit gesehen, den Nutzer befähigen, die neuen Möglichkeiten der Informationsverarbeitung souverän handhaben zu können. Er verweist darauf, dass der humane Fortschritt heute unauf­haltsam über elektronische Technologien verläuft und eine Teilnahme daran nicht nur Netzanschlüsse erfordert, sondern die Fähigkeit, sich in der computerisierten Medienwelt zurecht zu finden. Nach Baackes Auffassung fällt der Medienpädago­gik bei der Bearbeitung dieses Arbeitsfeldes, eine wichtige Rolle zu, er warnt jedoch davor, die Förderung von Medienkompetenz ausschließlich als Vermittlungsaufgabe zu betrachten oder lediglich auf berufliche Kontexte zu beziehen:

„Zum einen ist ,Medienkompetenz‘ nicht auf organisierte Erziehungsakte zu beschränken, sondern stellt ein umfassendes, gleichsam grundlegendes Qualifikationsfeld dar. Zum anderen ist ,Medienkompetenz‘ nicht nur auf Vermittlung von Information und Karriere-Wissen sowie beruflichem Rou­tinehandeln bezogen, sondern bezieht die unterhaltende Telekultur ebenso ein wie einen Reflexionsraum des Wissens, Überlegens und Nachdenkens über den ,Sinn‘ von Kommunikation.“

Modell Medienkompetenz - Baacke

Vermittlung Medienkritik Medienkompetenz umfasst die Fähigkeit zu Medienkritik. Diese ist deshalb vorangestellt, weil die edukative Dimension der pädagogischen Verantwortung als reflexive Rückbesinnung auf das, was über sozialen Wandel lebens­weltlich und medienweltlich geschieht, Grundlage für alle weiteren Operationen ist. Dabei muss Medienkritik in dreifacher Weise gesehen werden:

75

Lehr-, Lernziele: Welche Lerneffekte sollen erreicht werden?

Modell Medienkompetenz - Baacke

a) Analytisch sollten problematische gesellschaftliche Prozesse (z. B. Konzentrationsbewegungen) angemessen erfasst werden können;

b) reflexiv sollte jeder Mensch in der Lage sein, das analytische Wissen auf sich selbst und sein Handeln anwenden zu können;

c) ethisch ist die Dimension, die analytisches Denken und reflexiven Rückbezug als sozial verantwortet abstimmt und definiert.

Me­dienkunde

Die Medienkunde umfasst das Wissen über heutige Medi­en und Mediensysteme. Sie kann zweifach ausdiffe­renziert werden:

a) Die informative Dimension umfasst klassische Wissens­bestände (wie: Was ist ein „duales Rundfunksystem“? Wie arbeiten Journalisten? Welche Programm-Genres gibt es? Wie kann ich auswählen? Wie kann ich einen Computer für meine Zwecke effektiv nutzen? etc.).

b) Die instrumentell-qualifikatorische Dimension meint die Fähigkeit, die neuen Geräte auch bedienen zu können, also z. B. das Sich-Einarbeiten in die Hand­habung einer Computer-Software, das Sich-Einloggen-Können in ein Netz usw.

Ziel­orientierung

Medien­nutzung

Medienhandlung ist Mediennutzung, die in doppelter Weise gelernt werden muss:

a) rezeptiv, anwendend (Programm-Nutzungskompetenz),

b) interaktiv, anbietend (vom Tele-Banking bis zum Tele-Shopping oder zum Tele-Diskurs).

Medien­gestaltung

a) Innovativ: Mediengestaltung ist zum einen zu ver­stehen als innovativ (Veränderungen, Weiterentwick­lungen des Mediensystems innerhalb der angelegten Lo­gik) und zum anderen als

b) kreativ (Betonung ästhetischer Varianten, das Über-die-Grenzen-der-Kommunikationsroutine-hinaus-Gehen).

Tabelle 23: Dimensionen der Medienkompetenz nach Baacke (1997a)

Auch für Aufenanger (1998) lässt sich Medienkompetenz besser in direkter Erfah­rung mit den Medien selbst erwerben als in irgendeiner didaktisierten Form. Dabei betont er den Stellenwert klassischer, also nichtelektronischer Medien:

„Zuerst möchte ich feststellen, dass Medienkompetenz eine allgemeine Fä­higkeit beschreiben soll, die prinzipiell auf alle Medien bezogen ist; sie

76

Lehr-, Lernziele: Welche Lerneffekte sollen erreicht werden?

dürfte damit über die grundlegenden Fähigkeiten bestimmbar sein, sich in einer durch Medien geprägten Welt zurechtzufinden und zu handeln. Damit ist gemeint, dass Medienkompetenz nicht einseitig nur auf die Neuen Medi­en bezogen sein sollte, sondern auch die alten Medien nicht übersieht. (...) Sie könnte als eine Art „hermeneutische“ bzw. sinnverstehende Kompetenz verstanden werden.“

Aufenanger erweitert zudem Baackes Begriff der kommunikativen Kompetenz um die politische Dimension und kommt zu folgendem Modell:

Modell Medienkompetenz - Aufenanger

Kognitive Dimension Wissen, Verstehen, Analysieren

Moralische Dimension Medien müssen unter ethischen Aspekten betrachtet werden

Soziale Dimension Umsetzung der kognitiven und moralischen Dimension im Raum sozialen und politischen Handelns

Affektive Dimension Funktion der Medien als Unterhaltung und des Genießens;

Ästhetische Dimension Gestaltung der Medieninhalte mit Betonung auf den kommunikationsästhetischen Aspekt

Handlungs-Dimension Mit Medien gestalten, sich ausdrücken, informieren oder experimentieren

Tabelle 24: Dimensionen der Medienkompetenz nach Aufenanger (1998)

Moser (1999) unterscheidet fünf Teilkompetenzen:

Modell Medienkompetenz - Moser

Technische Kompetenz mit der umgebenden Technik zurecht kommen können

Soziale und kommunikative Kompetenz

die durch die neuen Medien veränderten sozialen Situa­tionen beherrschen

Kompetenz zur Informations­entwicklung

die durch neue Medien verursachte Informationsflut beherrschen

Kompetenz zur individuellen Orientierung

die Medientechnik in die eigene Lebenssituation in­tegrieren können

Kompetenz zur demokra­tischen Orientierung

neue Medien im Hinblick auf gesellschaftliche Folgen und demokratische Erfordernisse beurteilen und nutzen können

Tabelle 25: Dimensionen der Medienkompetenz nach Moser (1999)

77

Lehr-, Lernziele: Welche Lerneffekte sollen erreicht werden?

Hillebrand & Lange (1996) erörtern folgende fünf Dimensionen der Medienkompe­tenz:

Modell Medienkompetenz - Hillebrand & Lange

Selbstbestimmungs- und Orientierungskompetenzen:

Sich über Medienentwicklung informieren und die sich daraus ergebenden Veränderungen in der Arbeits- und Lebenswelt einschätzen

Selektions- und Entscheidungskompetenzen

Die Fähigkeit, sich für bestimmte technische Systeme und Anwendungen (Hardware, Software, Internet-Provi­der) bewusst zu entscheiden

Instrumentell-qualifikato­rische Aneignungskompetenzen

Die Fähigkeit, Hardware richtig zu installieren, Softwa­re zu bedienen und Fernverbindungen aufzubauen, um sich Daten auch online besorgen zu können (hierzu ge­hört auch die Verwendung von E-Mail und die Navigati­on im Internet).

Konstruktiv-qualifikatorische

Aneignungskompetenzen

Die Fähigkeit, genutzte Angebote und Dienste reflektiert zu bewerten, um effektiv, kreativ und kri­tisch damit zu arbeiten

Lern- und Gestaltungskompetenzen

Die Motivation (allgemein), Fähigkeit auf vielfältige An­forderungen in verantwortlicher, selbstbestimmter und angemessener Weise zu reagieren, Bereitschaft zur me­dienspezifischen Qualifizierung

Tabelle 26: Dimensionen der Medienkompetenz nach Hillebrand & Lange (1996)

Groebel (2001) verankert Medienkompetenz im Kontext unterschiedlicher Lebens­bereiche und Verhaltensweisen. Sein Begriff der Medienkompetenz umfasst daher nicht nur das kognitive Vermögen im Umgang mit Medien sondern darüber hinaus auch Bereiche menschlichen Verhaltens. Zum Erwerb von Medienkompetenz gehö­ren für Groebel im weitesten Sinn die Bereiche Mediendidaktik, Medienerziehung und Kommunikationsbildung (S. 96):

Modell Medienkompetenz - Groebel

Mediendidaktik erfordert (technisches) Wissen um den Einsatz von Me­dien

Medienerziehung vermittelt Wissen über die inhaltlichen Möglichkeiten und Begrenzungen der Medien

Kommunikationsbildung integriert dieses Wissen in den gesamten Wissens­bestand eines Menschen“

Tabelle 27: Dimensionen der Medienkompetenz nach Groebel (2001)

78

Lehr-, Lernziele: Welche Lerneffekte sollen erreicht werden?

Ein aus der Medienpsychologie stammendes Modell liefert Groeben (2002). Sein Modell kann zusammenfassend wie folgt dargestellt werden:

Modell Medienkompetenz - Groeben

Medienwissen / Medialitätsbewusstsein

Diese Dimension gilt als Voraussetzung für medienspezi­fische Verarbeitungsmuster.

Medienwissen ist nicht absolut bestimmbar, da es abhängig vom jeweiligen Anspruch ist. Folgende Dimensionen können dazu gezählt werden:

• Wissen über wirtschaftliche, rechtliche und politische Rahmenbedingungen

• Wissen über spezifische Arbeits- und Operations­weisen von bestimmten Medien bzw. Me­diengattungen

• inhaltliche Bewertung der Intention der Medien­inhalte

• Wissen um Medienwirkung

Medialitätsbewusstsein kann auf drei Ebenen unter­schieden werden:

1. die Unterscheidung zwischen Medialität und Realität

2. Unterscheidung von Realität und Fiktionalität und

3. Unterscheidung von Parasozialität/Orthosozialität (das heißt, beispielsweise eine schauspielerische Rolle nicht für einen Persönlichkeitsausdruck zu hal­ten).

Medienspezifische Rezeptionsmuster

Entwicklung medienspezifischer Verarbeitungsmuster, von technologisch-instrumentellen Fertigkeiten bis hin zu komplexen (kognitiven) Verarbeitungsschemata. Diese Dimension setzt Medienwissen und Medialitätsbe­wusstsein voraus.

Medienbezogene Genussfähigkeit

Das genussvolle Erleben ist motivational der ent­scheidende Faktor für die Aufnahme und Aufrecht­erhaltung der Medienrezeption. Bisher ist dieser Aspekt in ungenügender Weise in die Konzepte einbezogen worden.

Medienbezogene Kritikfähigkeit

Die zentrale Fähigkeit bedeutet hier, sich nicht von me­dialen Angeboten „überwältigen zu lassen, sondern eine eigenständige, möglichst rational begründete Po­sition aufrecht zu erhalten“ (S. 172).

Analog zum Konzept des „kritischen Lesens“ Unter­scheidung inhaltlicher und formaler Aspekte, d.h. die Bewertung der dargelegten Positionen von der Präsentations- und Darstellungsweise zu trennen.

79

Lehr-, Lernziele: Welche Lerneffekte sollen erreicht werden?

Modell Medienkompetenz - Groeben

Selektion / Kombination von Mediennutzung

Hier ist die Kompetenz gemeint, „aus der Vielzahl der vorhandenen Medienangebote das für eine bestimmte Bedürfnislage, Zielsetzung, Problemstellung etc. ad­äquate Angebot auszuwählen“ (S. 175). Die Selektions­fähigkeit führt automatisch zu der Fähigkeit, sich über Kombination in der Mediennutzung gezielter orientieren zu können.

Die kulturpessimistische Verdrängungshypothese (Fernsehen/Computer verdrängen Print-Medien) hat sich nicht erfüllt.

(Produktive) Partizipationsmuster

Die aktive Partizipation enthält Aspekte relativ weitrei­chender Produktivität. In Bezug auf das klassische Printmedium wurde erkannt, „dass jede (mediale) Re­zeption eine aktive Konstruktion (von Bedeutung) dar­stellt“ (S. 177). Elektronischen Medien verfügen dar­über hinaus über die Möglichkeit der direkten aktiven Teilnahme bis hin zu eigentlichen Gestaltung des Angebots (als Beispiele können Foren oder Informa­tionsdienste wie Wikipedia.de oder leo.org genannt werden, deren Informationsgehalt durch Partizipation der Benutzer stetig steigt).

Anschluss-kommunikation

Empirisch belegt wurde die Relevanz der Anschlusskom­munikation in der Entwicklung der Medienkompetenz vor allem in Bezug auf den Fernsehkonsum. „[...] An­schlusskommunikation (ist) diejenige Teildimension von Medien-kompetenz [...], die für den je aktuellen Ver­arbeitungsprozess von Medienangeboten prozessual am Schluss steht und zugleich strukturell eine Voraus­setzung qua Ermöglichungsgrund für die ontogene­tische Entwicklung der übrigen Teildimensionen des Konstrukts Medienkompetenz darstellt“ (S. 179).

Tabelle 28: Dimensionen der Medienkompetenz nach Groeben (2002)

Den Dimensionen der Medienkompetenz im Modell von Groeben wird in Groeben und Hurrelmann (2002) der Mensch als „gesellschaftlich handlungsfähiges Subjekt’ vorgelagert. Medienkompetenz wird in diesem erweiterten Modell in der gesell­schaftlichen Einbettung des Menschen generell betrachtet. Menschen können nicht außerhalb der gesellschaftlichen Strukturen handeln, in denen sie leben. Die Struk­turen und der Mensch selbst, sind dem sozialen Wandel ausgesetzt. In der Gegen­wart heißt dies, dass ein handlungsfähiges Subjekt sich der Pluralisierung von Wirklichkeitsbildern, der Individualisierung von Lebensgeschichten und der Media­tisierung der Weltbezüge bewusst sein muss.

80

Lehr-, Lernziele: Welche Lerneffekte sollen erreicht werden?

Medienkompetenz im Umfeld von Laborpraktika

Vor dem Hintergrund des Bildungsauftrags ingenieurwissenschaftlich technischer Hochschulen, die dort Studierenden zu Ingenieuren auszubilden und der Tatsache, dass besonders in diesem Berufsfeld ein sicherer Umgang mit Medien vielfach ent­scheidend für den beruflichen Einstieg und Werdegang ist, sehen sich die Hoch­schulen zunehmend in der Pflicht, den Studierenden in den verschiedenen Lehr­formen durch entsprechende Medienangebote Möglichkeiten zum Erwerb von Medienkompetenz zu bieten. Wie die vorgestellten Definitionen zur Medienkompe­tenz mehrheitlich beschreiben, ist hierbei zu berücksichtigen, dass sich die Qualität von Medienkompetenz aus verschiedenen Aspekten zusammensetzt, die erst in ihrer Summe die tatsächliche Medienkompetenz ausmachen. Zum einen wird auf die technologisch-instrumentelle Dimension hingewiesen, die die Fähigkeiten beschreibt, mit der umgebenden Technik der Medien

• konsumierend (Informationsaufnahme, z.B. durch navigierendes ), • bearbeitend (Infomationsbearbeitung, z.B. Forenbeiträge, Annotationen,

Groupware-Nutzung),• gestalterisch anbietend (Mediengestaltung z.B. Broschüre, Konzeption und Er­

stellung eines Lernmoduls, medial unterstützte Präsentation)

zurecht zu kommen. Ebenso heben die genannten Modelle den Aspekt der kritischen Auseinandersetzung mit den über die Medien transportierten Inhalten und den dar­aus resultierenden Effekten sozialen, kommunikativen Handelns hervor.

Was bedeuten nun die genannten Dimensionen der Medienkompetenz für die me­diale Gestaltung naturwissenschaftlich technischer Praktika, wenn mit dem Me­dieneinsatz auch Chancen zum Erwerb von Medienkompetenz geboten werden sollen? Folgt man den Ausführungen von z.B. Baacke und Aufenanger, sollte von einer Thematisierung im Sinne von Unterweisung grundsätzlich abgesehen werden, da der Erwerb von Medienkompetenz die direkte Erfahrung mit den Medien selbst erfordert. Zudem steht im Kontext der Laborpraktika ohnehin die praktische Aus­einandersetzung mit einem Untersuchungsgegenstand im Vordergrund, die theore­tische Behandlung zusätzlicher Themen wäre daher eher kontraproduktiv.

Dennoch lassen sich mediale Angebote im Umfeld Praktikum durchaus auf den Erwerb von Medienkompetenz hin ausrichten. Die Aufgabe bestünde zunächst ein­mal darin, Medien einzusetzen, die bezüglich ihrer Möglichkeiten die verschiedenen Dimensionen zur Aneignung von Medienkompetenz überhaupt erfassen. Eine web­basierte Lernplattform mit zahlreichen Kommunikations- und Autorenfunktionen bietet beispielsweise mehr Möglichkeiten zum Erwerb von Medienkompetenz als ein auf CD-ROM angebotenes elektronisches Buch. Die theoretische Einführung in die versuchsrelevanten Grundlagen können zudem, statt vom Praktikumsbetreuer,

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Lehr-, Lernziele: Welche Lerneffekte sollen erreicht werden?

von Studierenden medial vorbereitet und z.B. in Form einer Präsentation vorge­tragen werden. Eine besondere Bedeutung gewinnt das Thema Medienkompetenz im Bereich der telematisch unterstützten Laborpraktika. Die ferngesteuerte Be­dienung von technischen Geräten, z.B. im Bereich Fernwartung, wird in zunehmenden Maße von Unternehmen eingesetzt, so dass die realen, über das Inter­net gesteuerten Versuche im Laborpraktikum als Vorbereitung und Übung betrach­tet werden können, mit derartigen Technologien umzugehen.

3.5 Auswahl und Aufbereitung der Inhalte

Anhand welcher Inhalte sollen die Lernziele erreicht werden? Wie geeignet sind die Inhalte, um bestimmte Sachverhalte oder Zusammenhänge zu verdeutlichen? Wel­cher Abstraktionsgrad ist sinnvoll, um Behaltensleistung oder Transfer19 zu ermögli­chen? Dies sind die Kernfragen bei der Auswahl und Vorbereitung der Lerninhalte, die im direkten Zusammenhang mit den in Kap. 3.4 aufgeführten Problemstellungen und Lernzielen stehen.

Inhaltsbestimmungen verbinden gleichsam fachwissenschaftliche und erziehungs­wissenschaftliche Aspekte interdisziplinär, so dass dieser Aufgabenbereich im Wesentlichen in das Kompetenzfeld der Fachdidaktik fällt (s. Kompetenzfelder des didaktischen Designs, S. 69).

Nach Kerres erfordert die thematische Aufbereitung der Lehrinhalte für eine didak­tische Medienkonzeption eine Reihe von Schritten, bei der Wissen in Lernangebote überführt wird (Kerres, 2001a, S. 148):

9 Tätigkeitenanalyse (was gekonnt werden soll, z.B. Bedienung von Geräten)

9 Analyse der Sachlogik (begriffliche Erfassung des Lerngegenstandes)

9 Sammlung von Lerninhalten (zunächst unstrukturiert und unzensiert)

9 Gliederung der Lerninhalte (in hierarchische Beziehung setzen)

9 Gewichtung und Reduktion der Lerninhalte

Im Falle der medialen Unterstützung von Laborpraktika kann davon ausgegangen werden, dass die inhaltliche Aufbereitung in der Regel bereits für die existierenden Präsenzveranstaltungen vorgenommen wurde. Dennoch empfiehlt sich an dieser Stelle ein Abgleich mit weiteren Dimensionen der Konzeption.

Abgleich mit der Zielgruppe: An Hochschulen ist curricular relativ klar vorgegeben, welchen Stoff die Studierenden im Verlauf Ihres Studiums zu lernen haben. Dies gilt ebenso und besonders für Praktika, weil dort mit vorgegebenen Versuchsauf­

19Transfer: beschreibt den Vorgang, Gelerntes auf andere Kontexte sinnvoll zu übertragen.

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Auswahl und Aufbereitung der Inhalte

bauten gearbeitet wird. Es wäre jedoch falsch, zu vermuten, auf einen Abgleich der inhaltlichen Aufbereitung mit der Zielgruppe verzichten zu können, da ja „alle dasselbe lernen müssen“. Zum einen geht es um den Einstieg. Studierenden mit weniger Vorwissen sollte dieser ebenso ermöglicht werden, wie Studierenden mit mehr Vorwissen. Zum anderen gibt es immer sowohl interessierte Studierende, die über das „Pflichtprogramm“ hinaus lernen wollen, als auch Studierende, deren Engagement im jeweiligen Fach auf das Nötige beschränkt bleibt. Die Auswahl und Aufbereitung der Inhalte sollte beiden Typen gerecht werden.

Zur Auswahl der Lerninhalte: Die auszuwählenden Inhalte sollten in ausreichendem Maße in bestehende Wissensstrukturen der Teilnehmer eingeordnet werden können, eine hinreichende Verflechtung mit angrenzenden Fachinhalten ermöglichen und Zusammenhänge zu den Lebenserfahrungen herstellen lassen. Hierbei können die Vorteile multimedialer Lernangebote durchaus lernförderlich eingesetzt werden:

e) Multimedien bieten komplexere Möglichkeiten, ein Thema zu strukturieren bzw. unterschiedliche Strukturen und verschieden differenzierte Inhalte für ein und dasselbe Thema bereitzustellen, als dies Printmedien vermögen (da­mit ergibt sich ebenfalls eine Verzahnung mit der Strukturierung der Lern­angebote, s. Kap. 3.7). Es wird dadurch möglich, verschiedenen Lernerty­pen gerecht zu werden sowie Einstiege anzubieten, die sich über unterschiedliche Level an verschiedene Grade des Vorwissens der Ler­nenden anpassen können.

f) Multimedien bieten, insbesondere durch animierte und auditive Elemente, Chancen für einen aus konstruktivistischer Sicht vorgeschlagenen sog. An­ker (s. Kap. 2.2.3, Anchored instruction). Der Anker ist als motivations­förderndes Element für den Einstieg in ein Thema geeignet, da er die Ler­nenden beim Einordnungsprozesses in ein für sie neues Thema unterstützt, etwa eine einstürzende Brücke für das Physikpraktikum zum Thema Schwingungen. Ein solcher Anker muss natürlich gefunden werden – eine in erster Linie also inhaltliche, in der Praxis nicht immer leicht lösbare, Auf­gabe.

Darüber hinaus existieren für die Inhaltsauswahl Kriterien, die sich auf die Art des dargestellten Wissens beziehen. In der Literatur zum didaktischen Design bediente man sich zunächst der von der Kognitionsforschung unterschiedenen Wissenstypen deklaratives und prozedurales Wissen. Tennyson & Rasch führten 1988 kontextu­elles Wissen als dritten Wissenstyp ein (s. Kap. 2.2.2).

Aus den Erkenntnissen der Kognitionsforschung kann für die inhaltliche Gestaltung von Lernaufgaben festgehalten werden: Den Teilnehmern muss einerseits gezielt deklaratives Sachwissen aus dem jeweiligen Realitätsbereich der Aufgabenstellung

83

Auswahl und Aufbereitung der Inhalte

vermittelt werden, andererseits müssen sie darüber hinaus heuristisches Wissen zum Beispiel in Form von Regeln, Methoden, Systematiken und Lösungsoperatoren erwerben, um komplexere Problemstellungen schrittweise lösen zu können. Mit ih­rer zusätzlichen Komponente der Erfahrbarkeit von Wissen, bietet die Lehrform La­borpraktikum Potenziale für die Aneignung von prozeduralem Wissen und einzig­artige Chancen für die Aneignung von kontextuellem Wissen.

Schließlich spielen auch ethische Prinzipien zum Umgang mit fachwissenschaftli­chen Erkenntnissen ein Rolle. Dies betrifft beispielsweise Einschätzungen zur Anwendbarkeit wissenschaftlicher Erkenntnisse, wenn damit Gefahren verbunden sind oder die Beachtung des Umweltschutzes, die Verantwortung für andere Men­schen und die Unterstützung benachteiligter Gruppen. Gerade die forschende Labor­arbeit stößt immer wieder in Bereiche ethischer Fragestellungen vor (z.B. in der Gentechnik). Hochschulen sollten es daher auch als ihre Aufgabe betrachten, im Zu­sammenhang mit forschender Laborarbeit auch ethische Aspekte zu thematisieren.

3.6 Auswahl geeigneter Medien

Mediale Angebote im Umfeld von Laborpraktika werden häufig als „Virtuelles Praktikum“ bezeichnet. Namengebungen wie „Virtuelles Praktikum Gentechnik“ oder „Verbund virtueller Labore“ lassen zunächst vermuten, dass sich die dahinter stehenden Angebote als Konkurrenzprodukte zu den klassischen Laborpraktika ver­stehen. Hieraus scheint sich zunächst ein innerer Widerspruch zu ergeben. Wie soll eine Veranstaltung, deren hauptsächlicher Fokus auf der praktischen und gruppen­bezogenen Auseinandersetzung mit einem Untersuchungsgegenstand liegt, virtuell, d.h. nicht real, abgebildet werden können, ohne sich selbst in Frage zu stellen?

Die Suche nach geeigneten Medien für eine solche Aufgabe muss sich zunächst an dieser Fragestellung orientieren, d.h. es ist zu klären, inwieweit es sinnvoll er­scheint, im Rahmen des technisch Machbaren, das Experiment selbst medial abzu­bilden und inwieweit die Medien als Teil eines neu gestalteten Praktikums konzi­piert werden. Es geht also um die Frage, was man genau unter „virtuell“ versteht und welche Ausprägungen und Kombinationsmöglichkeiten mit realen Anteilen es hier womöglich gibt. Tatsächlich kann der Grad der Virtualität eines Angebotes als Ausgangspunkt für die didaktische Auswahl von Medien herangezogen werden. Im folgenden werden drei Virtualitätsgrade und deren Eignung für bestimmte Auf­gabenstellungen im Praktikum vorgestellt.

1. Laborbegleitende Angebote - reales Labor: Das Laborpraktikum findet im realen Labor statt, parallel dazu stehen den Studierenden mediale Angebote in allen Phasen des Praktikums (Vorbereitung, Durchführung, Nachbereitung) zur Verfügung.

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Auswahl geeigneter Medien

2. Telematische Angebote - semi-virtuelles Labor: Der Versuchsaufbau ist real, der Zugriff auf den Versuch erfolgt ferngesteuert, i.d.R. über das Internet/In­tranet.

3. Simulierte Angebote - virtuelles Labor: Der Praktikumsversuch wird voll­ständig am Computer simuliert. Die für Vorbereitung, Durchführung und Nachbearbeitung des Versuchs erforderliche Software und Daten werden wahlweise lokal (CD-ROM) oder über das Internet angeboten.

Die Frage nach dem für ein bestimmtes Praktikum zu bevorzugenden Virtualitäts­grad macht erneut deutlich, dass die in dieser Arbeit vorgestellten Phasen des didak­tischen Designs nicht isoliert voneinander betrachtet werden dürfen, sondern vielfäl­tig miteinander verzahnt sind. Entscheidungen für Medien mit einem bestimmten Virtualitätsgrad haben unmittelbare Auswirkungen auf die Organisation der Medien (s. Kap. 3.8).

3.6.1 Laborbegleitende Angebote - Reales Labor

Unter laborbegleitenden Angeboten werden hier Medien verstanden, die den Studierenden parallel zu den realen Präsenzveranstaltungen des Praktikums zur Verfügung gestellt werden.

In naturwissenschaftlichen Grundlagenpraktika, z.B. im Fach Physik, sollen bestimmte naturwissen­schaftliche Phänomene und Zusammenhänge expe­rimentell bestätigt werden. Aufgrund der hohen Teilnehmerzahl und der begrenzten Raumsituation (s. Raumproblem, S. 75), steht in den Praktikums­veranstaltungen die experimentelle Verifizierung im Vordergrund. Ohne theoretische Grundkenntnisse, die dem jeweiligen Versuch zu­grunde liegen, ist effektives Experimentieren jedoch kaum möglich. Daher wird von den Teilnehmern erwartet, dass ihnen die jeweiligen Grundlagen bereits bekannt sind, wenn sie zum Praktikum erscheinen.

Aufgabe der medialen Angebote kann es nun sein, parallel zu den existierenden Lehrveranstaltungen, als zusätzliche Lernmedien zur Vorbereitung auf die Labor­praktika zu fungieren. Das Angebot kann auch optional während der Präsenzphase genutzt werden, wenn im Labor ein Rechner bereitgestellt wird, auf dem das zum aktuell durchgeführten Versuch gehörende Lernmodul abrufbar ist. Auch eine Nach­bereitung der Versuchsergebnisse kann, falls vorsehen, medial unterstützt werden.

85

Abbildung 3.6: Multimedia Prak­tikum begleitend (Foto: W. Kock)

Auswahl geeigneter Medien

Explizit ausformulierte didaktische Konzepte zur Gestaltung laborbegleitender Me­dien, wie der in Kap. 6.2.3 unterbreitete Vorschlag, konnten weder auf nationaler noch auf internationaler Ebene ausgemacht werden. Versuchsbegleitende Medien gehören in vergleichbaren Projekten zwar durchweg zum Angebot, sie spielen je­doch konzeptionell eine eher untergeordnete Rolle. In den Teilprojekten des VVL, URL: http://www.vvl.de/vvl/, bestehen die begleitenden Angebote aus statischen html-Seiten mit überwiegend textuellen Informationen zum Versuch. Der Mangel an didaktischen Konzepten für begleitenden Angebote liegt möglicherweise darin be­gründet, dass die Aktivitäten zur medialen Unterstützung von Laborpraktika haupt­sächlich die Arbeitsfelder Telematik und Simulation fokussieren (s. folgende Kapi­tel).

3.6.2 Telematische Angebote - Semi-virtuelles Labor

Unter telematischen Angeboten werden Medien verstanden, die überwiegend per Internet/Intranet auf einen real exis­tierenden Versuch zugreifen, etwa einen Messplatz . Die Studierenden arbeiten hier an einem realen Versuchsaufbau, der Zu­griff erfolgt jedoch virtuell. Für die Interne­tanbindung und die Steuerung des Versuch sowie für eventuell vorgesehenen Daten­austausch müssen die Versuche entspre­chend hard- und softwaretechnisch auf- bzw. umgerüstet werden. Dadurch erhalten die Studierenden die Möglichkeit, zu jeder Zeit auch von zu Hause aus, Messungen real durch Fernsteuerung des Online-Messplatzes durchzuführen.

Die telematische Steuerung von Versuchen eignet sich nicht für jeden Versuchstyp (s. hierzu auch die zusammenfassenden Tabellen in Kap. 3.6.5). Beispiele, in denen telematisch gesteuerte Versuche zum Einsatz kommen, sind Messplätze für elektronische Bauelemente sowie elektronische und digitale Schaltungen. Telema­tische Messplätze bieten den Studierenden den Vorteil, dass jeder von Ihnen persön­lich die Gelegenheit erhält, Experimente und Messungen durchzuführen und zwar in der Zeit, die individuell zum Verständnis und zur Versuchsdurchführung insgesamt benötigt wird. Im Vergleich dazu können die Präsenztermine nur zeitlich beschränkt und für Gruppen angeboten werden. Ein weiterer Vorteil für die Studierenden ergibt sich dadurch, dass sie über die Arbeit mit der telematischen Software Medienkom­petenz erwerben. Da die Lehrenden durch telematische Angebote von Routine­aufgaben entlastet werden, können diese den Studierenden für intensivere Beratung

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Abbildung 3.7: Telematischer Messplatz, „Elektronische Bauelemente“ (INGMEDIA) (Foto: W.Kock)

Auswahl geeigneter Medien

und Betreuung zur Verfügung stehen. Dem stehen als Nachteile gegenüber, dass die konkreten Erfahrungen mit den realen Maschinen und Messgeräten, wie sie die Präsenzpraktika bieten, verloren geht bzw. auf die virtuelle Ebene verschoben wird. Je komplexer die im Praktikum gestellten Aufgaben, je vielfältiger die Vernetzung der Apparate und je umfangreicher die telematischen Programme werden, umso hö­her ist die Wahrscheinlichkeit, dass das individuelle Vorstellungsvermögen der Ler­nenden überlastet wird (kognitive Überlast20). Es wird daher die Aufgabe der Organisation eines Gesamtarrangements „Telematik-Praktikum“ sein, die Vorteile der Telematik unter Berücksichtigung der genannten Nachteile effizient einzusetzen (s. hierzu auch Kap. 3.8).

Ein Anwendungsfall soll am Beispiel des Praktikums Elektronik an der Fachhoch­schule Aachen erläutert werden: Im dortigen Pulselektronikpraktikum können den Lernenden anstelle aktiven Messens und Experimentierens nur Demonstrationsver­suche geboten werden, denn die Erfassung und Verarbeitung schneller Signale er­fordert hoch spezialisierte und damit kostspielige Elektronik. Zurzeit werden die Elektronikmessplätze von je zwei Studierenden zu festgelegten Zeiten während des Praktikums belegt. Wegen der Aufsichts- und Betreuungsnotwendigkeiten können die Messplätze nur an 3 bis 4 Nachmittagen pro Woche während der Vorlesungszeit genutzt werden. Die Geräteeinstellungen werden manuell vorgenommen, die Daten­aufnahme erfolgt über angeschlossene Drucker oder Schreiber. Ergebnisauswertung und Dokumentation sind den Lernenden als Hausaufgaben überlassen. Wegen der wachsenden Bedeutung der schnellen Pulselektronik, z.B. in der Medizintechnik, der Informationstechnologie und der Grundlagenforschung ist andererseits eine pra­xisnahe Laborausbildung der Studentinnen und Studenten dringend geboten. Hier bietet sich in Form von telematisch gestützten Praktika für jeden Studierenden die Gelegenheit, den Versuch durchzuführen. Die Studierenden melden sich hierfür über das Internet an dem im Labor aufgebauten Pulselektronik-Messplatz an, und können so reale Messungen durchführen.

3.6.3 Simulierte Angebote - Virtuelles Labor

Der sichere Umgang mit Fertigungsanlagen gehört häufig zum späteren Berufsalltag der angehenden Ingenieurinnen und Ingenieure. Erste Erfahrungen mit solchen Ma­schinen sammeln die Studierenden bei der Durchführung ihrer Hochschul- oder In­dustriepraktika. Das Lernen an und Üben mit den technischen Anlagen ist sehr zeit-

20Kognitive Überlast (engl. cognitive overhead): Von Conklin (1987, vgl. Kuhlen 1991) geprägter Begriff. Man versteht hierunter die zusätzliche kognitive Belastung, die dadurch entsteht, dass beim Lernen zusätzliche Gedächtniskapazität benötigt wird, um bereits Gelerntes bzw. noch nicht Gelerntes, bekannte aber noch nicht bearbeitete Informationsquellen, bereits gebildete mentale Repräsentationen etc. im Gedächtnis zu behalten.

87

Auswahl geeigneter Medien

und kostenintensiv. Um die Studierenden möglichst effektiv an realen Maschinen innerhalb eines Prak­tikums auszubilden, können multimediale Simu­lationen entwickelt werden, die ein vorheriges Trainieren der erforderlichen Prozessschritte und der Maschinenbedienung erlauben. Der Einsatz von Computersimulationen zum Lernen von Fertigungs­prozessen bietet gegenüber dem Arbeiten in realen Laboren nennenswerte Vorteile. Zum einen sind moderne Fertigungsanlagen kostenintensiv bezüg­lich Anschaffung und Unterhaltung, so dass nur wenige Hochschulen über kom­plette Anlagen, wie etwa zur Mikroprozessorherstellung, verfügen. Zum Anderen können bereits kleine Ungenauigkeiten in der Handhabung der Maschinen dazu füh­ren, dass mit daraus resultierenden fehlerhaften Werkstücken oder defekten Ma­schinen in der Prozesskette nicht mehr weiter gearbeitet werden kann. Dies ist mit Kosten verbunden und vor allem zeitlich nur sehr schwierig zu koordinieren. Wird die Maschinensteuerung realistisch abgebildet und an relevanten Stellen Feedback implementiert, entstehen Softwareangebote, die, ähnlich wie Flugsimulatoren, Feh­ler erkennen lassen und diese zudem verzeihen, ohne dass teure Geräte schaden nehmen. Die Studierenden erhalten so die Möglichkeit, die realen Maschinen kennen zu lernen, bestimmte Fertigungssequenzen ggfs. mehrfach ausführen zu können und zeitintensive Fertigungsschritte im Zeitraffer zu durchlaufen. Den Vor­teilen gegenüber steht der Entwicklungsaufwand, der für derartige Softwareangebo­te enorm ist.

Eine praxisorientierte und industrienahe Ausbildung von Ingenieuren in innovativen Technologien wie z.B. der Mikrosystemtechnik scheitert an den Hochschulen meist daran, dass der Zugang zu modernen Fertigungsanlagen mit fertigungsgerechter Umgebung (Reinraum) fehlt. Folglich beschränkt sich die technologische Ausbil­dung oft auf die Vermittlung von theoretischem Grundlagenwissen, auf Präsentation von Beispielen und Anschauung durch Exkursionen. Zum Kennenlernen und Ver­stehen wichtiger Abläufe, der Handhabung und Funktionsweise von Geräten eignen sich Medien, die in der Lage sind, dies zu simulieren.

Zu den Abbildungen 3.9 und 3.10: Die Anlage Mask Aligner wird für Belichtungs­vorgänge von UV-empfindlichen Schichten verwendet. Neben zwei Bedienpulten mit Tasten und Reglern muss der Anwender auch manuelle Einstellungen über die Drehknöpfe eines Mikroskops vornehmen. Gleiches gilt für die Einstellungen an der UV-Lampe. In der Simulation können alle Einstellungen vom Anwender am Bild­schirm vorgenommen oder aus einer gespeicherten Datendatei übernommen werden.

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Abbildung 3.8: Multimedial simu­liertes Praktikum (Foto: W. Kock)

Auswahl geeigneter Medien

3.6.4 Beispiele für medial unterstützte Laborpraktika

Ein Beispiel für die Kombination von simulierten und telematisch gestützten Prak­tika zeigt die Fachhochschule-Reutlingen. Im Rahmen des Projekts VVL wurde dort eine Roboterzelle entwickelt, mit der unterschiedliche Gerätesteuerungskonzepte demonstriert werden können21. Eine Werkstückvereinzelungseinheit (im vor­liegenden Fall eine Ballvereinzelungseinheit) ist dafür verantwortlich, einen Robo­

21Teilprojekt 2 des VVL, Automatisierte Anlagen und Informatik virtueller Systeme

URL: http://robo16.fh-reutlingen.de/german/index.html [Stand: 10.04.2005]

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Abbildung 3.9: Mikrosystemtechnik - Simulation des Maskaligners mit Videosequenzen (INGMEDIA)

Abbildung 3.10: Maskaligner, real

Auswahl geeigneter Medien

terarm mit kleinen Plastikbällen zu versorgen, die dieser auf ein Transfer-System überträgt. Die Steuerung dieser Aufgabe kann über ein Java Applet zunächst simu­liert, anschließend telematisch am realen Versuchsaufbau nachvollzogen werden.

Die Fernuniversität Hagen entwickelte in Zusammenarbeit mir den Universitäten Dortmund und Bochum „Reale System im virtuellen Labor“. Kerngedanke des Pro­jektes war es, an verschiedenen Universitätsstandorten Laborversuche anzubieten, die dann hochschulübergreifend von den Studierenden unter einer einheitlichen Be­dieneroberfläche, dem „virtuellen Labor“, zeit- und ortsflexibel genutzt werden können.

Das Projekt „I-Labs“ ist eine Kooperation zwischen der Stanford University, der KTH Stockholm und dem Forschungszentrum L3S. In Stanford werden optische Ex­perimente für das Physikstudium, in Stockholm strömungsmechanische Expe­rimente für das Maschinenbaustudium und in Hannover mechatronische Anlagen für das Ingenieurstudium als Fernlabor entwickelt.

Die Wissenschaftler des Robotics & Automation Lab an der University of Western Australia (Robotics & Automation Lab) waren unter den ersten, die einen Roboter über das Internet steuerbar machten. Seit September 1994 steht der steuerbare Grei­farm „Telerobot“ im Internet der Öffentlichkeit zur Verfügung. Der Roboter wird über ein Java-Applet gesteuert und über eine Webcam beobachtet.

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Abbildung 3.12: Automatisierung Tele­matik (VVL)

Abbildung 3.11: Automatisierung Simulation (VVL)

Auswahl geeigneter Medien

Um Teleskope aus der Ferne bedienen und einstellen zu können, entwickelte das Team des Berkeley Lab ein „Remote Microscopy & Telescopy“-System, welches mit unterschiedlichen Geräten kommuniziert und somit dem Nutzer ermöglicht diese optischen Geräte über das Internet zu steuern und Observationen durchzuführen. Mit dem Programm können auch Mikroskope und Elektronenmikroskope angesteuert werden.

Der Verbund virtueller Labore (VVL) ist ein in­genieurwissenschaftliches Gemeinschaftsprojekt baden-württembergischer Hochschulen. Umgesetzt wurden eine telematische Anbindung an reale Hoch­schullaboratorien mit Robotern, Laborgeräten und Werkzeugmaschinen sowie virtuelle Laboratorien als Simulationen. Die Studierenden führen hierüber Laborexpe­rimente im Bereich Fernwartung und Fernsteuerung von Ma­schinen durch. Der über das Inter­net mit den realen und virtuellen Laboratorien agierende Benutzer wird dabei selbst Teil eines rück­gekoppelten Prozessregelkreises. Er hat sowohl das virtuelle Steuerpult mit Online-Befehlsein­gabe am Bildschirm als auch gleichzeitig die virtuelle und die reale Maschine (per Video-Rück­kopplung) und kann in Echtzeit die Wirkung seiner Handlungen erfahren.

Im Projekt Virtuelles Praktikum Gentechnik (ViPGen) wurde eine multimediale Unterstützung gentechnischer Praktika im Biologie-Studium geschaffen und bei mehreren Hochschulen als neue Form des Praktikumsangebotes eingeführt. Das Programm soll interaktiv ein breites Spektrum gentechnischer Methoden vermitteln, die Nutzung moderner Internetressourcen nahebringen und die Verknüpfung dieser beiden Komponenten zur Lösung typischer Fragestellungen aus Molekularbiologie und Genetik einüben.

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Abbildung 3.13: Telerobot

Abbildung 3.14: Remote Mi­croscopy & Telescopy

Abbildung 3.15: Lernmodul Sensorkalibrierung im Teil­projekt Robotorlaboratorium (VVL)

Auswahl geeigneter Medien

In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekt Lernen und Experimentieren an realen Anlagen im Netz (LearNet) wurden von sieben Hochschulinstituten aus verschiedenen Bundesländern je ein interaktives Laborexperiment realisiert, das in der Regel nur an einem Hochschulstandort real vor­handen ist, aus den Bereichen der Regelungs- und Steuerungstechnik, Automatisierungstechnik und Mecha­tronik. Die Experimente besitzen einen Zugang über Internet mit dem Ziel, die Studierenden mit zukünftigen und multimodalen Tele-Arbeitsplätzen des Ingenieurs und der darin verwandten Technik vertraut zu machen. Anhand kleiner in sich abgeschlossener Ler­neinheiten sollen grundlegende und fortgeschrittene Verfahren der industri­ellen Regelungs- und Steuerungs­technik, Automatisierungstechnik und Mechatronik durch inkrementelles Ler­nen praktisch vermittelt und eingeübt werden. Hierzu wurde gemeinsam eine Lehrplattform mit standardisierten, wiederverwendbaren Lehreinheiten entwickelt. Das didaktische Konzept sieht die Einbettung von Lerninhalte in realitätsnahe Situationen und möglichst authentischer Darstellung vor sowie In­teraktivitätsformen für aktives und lö­sungsorientiertes Lernen. Die Lernziele liegen sowohl im Bereich der klassischen automatisierungstechnischen Methoden­lehre, als auch im Bereich der Heranführung an zukünftige Techniken der Tele­präsenz selbst, z.B. unter Einsatz multimodaler Kommunikationsformen.

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Abbildung 3.16: Virtuelles Praktikum Gentechnik (ViPGen)

Abbildung 3.17: Mobile Roboter - Steuerung (Lear­Net)

Auswahl geeigneter Medien

Telematische Labore werden seit etwa 1995 weltweit von verschiedenen ame­rikanischen und europäischen Universitäten, mit Unterstützung der Hard- und Soft­wareindustrie, entwickelt und angeboten. Die folgende Tabelle listet beispielhaft Projekte auf, in denen mediale Angebote zu Laborexperimenten (national und in­ternational) entwickelt wurden.

Projekt Beschreibung Teilnehmer / URL

Control Net Fernprogrammierung, Indus­trielle Bildverarbeitung, Elektrische Antriebstechnik, Fertigungssimulation, Ferti­gungstechnik, Prozessmess­technik, Telesensoren

FH Nordostniedersachsen, FH Köln, FH Düsseldorf, FH Stralsundhttp://control-net.fhnon.de/website/in­dex.php

Discourse Distributed & Collaborative University Research & Study Environment

Online Experimente in ver­teilten Systemen

Microsoft, TU Berlin, Freie Universität Berlin, Humbold-Universität zu Berlin, Hasso-Plattner-Institut /Universität Pots­dam

http://www.discourse.de/

FiPS RLab Früheinstieg ins Physikstu­dium. Online Lehrgang und Online Experimente der ersten zwei Semester für Nicht-Studierende, z.B. Si­mulation eines Oszilloskops

Universität Kaiserslautern

http://pcphy71.physik.uni-kl.de/

I-Labs Internet-Assisted-Laborato­ries

Optische Experimente für das Physikstudium (Stan­ford), strömungsme­chanische Experimente für das Maschinenbaustudium (Stockholm) und mechatronische Anlagen für das Ingenieurstudium (Han­nover)

Learnig Lab Stanford, KTH Stockholm, Learning Lab Hannover

http://www.learninglab.de/deutsch/projekte/i-labs.html

INTERBUS Telepraktikum, Analyse einer automatisierten Ferti­gungsstation, Prüfung von Werkstücken

Fachhochschule Düsseldorf, Labor für Prozesslenkung

http://pl.et.fh-duesseldorf.de/prak/

LearNet Lernen und experimentieren im Internet

Regelungs- und Steuerungs­technik, Automatisierungs­

BTU Cottbus, FH Weingarten, FernUni­versität Hagen, PH Weingarten, Ruhr-Universität Bochum, TU Dresden, TU München, Universität Siegen

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Auswahl geeigneter Medien

Projekt Beschreibung Teilnehmer / URL

technik und Mechatronik http://www.learnet.de/

Microelec­tronics Weblab

Messplätze für elektronische Bauelemente, Kommunika­tions- u. Kollaborationstools

Massachusetts Institut of Technology (MIT), Cambridge, Massachusetts

http://icampus.mit.edu/iLabs/default.aspx

PEARL Practical Experimentation by Accessible Remote Lear­ning

Online-Experimente zu Spektrometrie, Abstands­messung, Signalmessung

Tools für Kommunikation und Gruppenarbeit

Open University (UK), University of Dundee (Schottland), Trinity College Du­blin (Irland), Faculdade de Engenharia da Universade do Porto (Portugal), Ze­non, SA. Robotics and Informatics (Grie­chenland), Open University Worldwide (UK)

http://iet.open.ac.uk/pearl/

Reale Systeme im virtuellen Labor

Online-Experimente zur Regelungstechnik

FernUniversität Hagen, Ruhr-Universität Bochum, Universität Dortmundhttp://prt.fernuni-hagen.de/virtlab/

Remote Dyna­mical System Laboratory

Online-Experimente zur Regelungstechnik

Open University (UK), University of Dundee (Schottland), Trinity College Du­blin (Irland), Faculdade de Engenharia da Universade do Porto (Portugal), Ze­non, SA. Robotics and Informatics (Grie­chenland), Open University Worldwide (UK)

http://dynamics.soe.stevens-tech.edu/

Remote Lab Lab-On-Web

Elektrotechnik, Charakte­risierung elektronischer Bauteile ( Diode, NMOS, PMOS, CMOS, BJT)

Norwegian University of Sience and Technology (NTNU), Rensselaer Poly­technic Institute NY

http://www.lab-on-web.com

Remote Mi­croscopy & Telescopy

Steuerung optischer Geräte über das Internet (Tele­skope, Mikroskope, Elektronenmikroskope)

Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) University of California

http://ncem.lbl.gov/frames/on-line.htm,

http://www.lbl.gov/Science-Articles/Archive/remote-scopy.html

RMCLab Remote Monitored and Con­trolled Laboratory

Analoge und digitale Schalt­kreise

University of Patras, Griechenland

http://www.apel.ee.upatras.gr/rmclab/

Telerobot Robotersteuerung (Lab­VIEW)

University of Western Australia (Robotics & Automation Lab)

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Auswahl geeigneter Medien

Projekt Beschreibung Teilnehmer / URL

http://telerobot.mech.uwa.edu.au/Telerobot/index.html

VipGen Virtuelles Praktikum Gen­technik

Umgang mit Geräten und Reagenzien im gen­technischen Labor des Bio­logiestudiums

Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg, Carl von Ossietzky Universi­tät Oldenburg

http://www.vipgen.de

Verbund Virtu­elles Labor

Virtuelles und telemanipu­lierbares Roboterlaboratori­um (FH Aalen), Automa­tisierte Anlagen (Uni Tübingen), Telematik und Regelungstechnik (FH Wein­garten), Virtuelles Pneuma­tik-Lehr- und Versuchsfeld / Virtuelles NC-Lehr- und Ver­suchsfeld (FH Aalen), 3D-Bildverarbeitung (FH Konstanz), Automation (FH Konstanz), Optische 2D-Messtechnik (FH Heilbronn)

FH Aalen, Universität Tübingen, FH Konstanz, FH Heilbronn, FH Weingarten

http://www.vvl.de (neues Design)

http://www.vvl.de/vvl (altes Design, ausführlichere Informationen)

WEAVE Web-based Educational framework for Analysis, Vi­sualization, and Expe­rimentation

Physikalische Experimente, numerische Simulationen

Duke University, Department of Civil and Environmental Engineering

http://weaveserve.cee.duke.edu/in­dex.php

Tabelle 29: Projekte mit medialen Angeboten zu Laborexperimenten [Stand: 13.04.2005]

3.6.5 Zusammenfassung

In Analogie zu den Lerntheorien (Kap. 2.2) geht es auch bei der Wahl des Virtuali­tätsgrades nicht um die Überlegenheit des einen oder anderen Medientyps. Vielmehr muss die Frage nach dem für einen bestimmten Versuchstyp geeignetsten Medium gestellt werden. Versuche, wie der in Kap. 4.5.2 vorgestellte „Ottomotor“ lassen sich nur schwerlich vollständig fernsteuern, während die Duchführung von Messrei­hen an elektronischen Bauelementen oder Robotersteuerungen durchaus für eine telematische Anbindung geeignet ist. Telematik benötigt spezielle Soft- und Hard­warelösungen, wie sie z.B. von National Instruments (LabView) angeboten werden. Simulierte Angebote kommen ohne zusätzliche Hardwarekomponenten aus. Der Entwicklungsaufwand für die Software steigt dagegen immens, vor allem wenn ver­

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Auswahl geeigneter Medien

sucht wird, realitätsnahe „Bedingungen“ zu schaffen, indem die Software die natür­lichen Schwankungen bestimmter Versuchselemente „kennt“ und bei jedem Ver­suchsdurchlauf entsprechend toleranzbedingte unterschiedliche Ergebnisse zurück­liefern soll. Die folgende Tabelle zeigt die Unterschiede der verschiedenen, nach dem Virtualitätsgrad klassifizierten, Typen multimedialer Angebote im Überblick.

Begleitende Angebote

Semi-virtuelle Angebote

Virtuelle Angebote

WeitereBezeichnungen

Praktikums-Lernmo­dul

Praktikums-Ler­neinheit

Grundlagen

Telematisches Prak­tikum

Telematiklaborengl.: Remote labora­tory

SimulationVirtuelles Laborengl.: Virtual labora­tory

Laborversuch findet real im Labor als Präsenzveran­staltung statt

findet real im Labor statt, wird über Inter­net gesteuert

wird vollständig von der Software simuliert

Zugang • online (Internet)

• lokal (CD-ROM)

• kombiniert

• online (Internet) • online (Internet)

• lokal (CD-ROM)

• kombiniert

Eignung • Grundlagen

• Vorbereitung

• Nachbereitung

• Elektron. Bau­elemente

• Elektron. Schaltungen

• Mechatronik

• Fernanalyse, -wartung

• Maschinen, Anlagen die komplex, teuer und empfindlich sind

• als Element in be­gleitenden Angebo­ten

Vorteile • bereits mit geringem Auf­wand, d.h. geringen Kosten realisierbar

• bietet über Foren, Chat die Möglich­keit zur asyn­chronen, syn­chronen Kommunikation vor, während und nach dem Prak­tikum

• kann für organi­satorische Zwecke

• ermöglicht orts- und zeitunabhängiges Arbeiten am realen Versuch, d.h. ein Versuch kann hoch­schulübergreifend angeboten werden

• Jeder Studierende erhält die Gelegen­heit, den Versuch durchzuführen

• vermittelt bei Video- Rückkopplung bei den Lernenden den Eindruck der Steue­rung eines realen

• benötigt i.d.R. keine zusätzliche Hardware

• kann als CD-ROM Version auch lokal auf Rechnern ein­gesetzt werden

• bietet zusätzliche außerhochschu­lische Vertriebs­möglichkeiten

• Zusätzliche Kosten für Hardware ent­fallen.

• zeitraubende Pro­zesse können

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Auswahl geeigneter Medien

Begleitende Angebote

Semi-virtuelle Angebote

Virtuelle Angebote

(Termine, aktuelle Informationen, Austausch von Ma­terial, Einreichung von Praktikumsbe­reichten etc.) genutzt werden

• kann zu Demons­trations- und In­formationszwe­cken während des Praktikumstermins eingesetzt werden

Vorgangs

• vermittelt Kompe­tenzen auf dem Ge­biet der telema­tischen Steuerung

• Die Anlagen liefern bei Messungen natür­liche Werte mit den real existierenden Schwankungen (kein Programmieraufwand hierfür erforderlich)

• Messwerte können unmittelbar nach der Messung zu Analyse­zwecken digital wei­terverarbeitet werden

erheblich verkürzt dargestellt werden (Zeitraffer)

• Störungen, die ein Weiterarbeiten im realen Labor verhindern oder verzögern würden, können durch „Reset“ behoben werden

• Risiken, die im rea­len Betrieb exis­tieren, sind ausge­schaltet

• Kosten, die im rea­len Betrieb anfallen (z.B. Verbrauchs­material, Betriebs­kosten für die Prak­tikumsräume) entfallen

Nachteile • erfordert zusätzli­chen Lernaufwand bzgl. der Be­dienungder Soft­ware (Navigation, Suche bestimmter Inhalte).

• kann Lernende mit nicht ausrei­chender Medien­kompetenz be­nachteiligen (z.B. Installation zusätz­lich benötigter Plugins)

• erfordert hohes technisches Wissen

• erfordert teure Hardware (= hohe Kosten)

• Aufwendige In­stallation

• erfordert regelmä­ßige Überprüfung und Erhaltung der Funktionalität (Gerä­tepflege)

• haptische Erfahrung kann mit der jet­zigen Technologie kaum vermittelt werden

• können immer nur einem Benutzer gleichzeitig die Kon­trolle übergeben (=

• erfordert hohen Entwicklungs­aufwand für die Software (= hohe Kosten)

• vermittelt auch bei hoher Abbildungs­treue bei den Ler­nenden nicht den Eindruck der Be­arbeitung eines realen Vorgangs

• erfordern oft hohen Einarbeitungs­aufwand seitens der Lernenden

• können durch Schwierigkeiten bei der Bedienung der Software demo­tivierend wirken

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Auswahl geeigneter Medien

Begleitende Angebote

Semi-virtuelle Angebote

Virtuelle Angebote

Probleme bei gleich­zeitigem Mehrfach­zugriff möglich)

Besonderheiten • Bandbreite der Angebote reicht vom vom Skript als Downloaddatei bis zu aufwendigen, interakti-ven Dar­stellung versuchsrelevanter Grundlagen

• kann komplexe, interaktive Elemente enthal­ten, die hohen Entwicklungs­aufwand (grafische Qualität, Interak­tivität) erfordern

• erfordert Sessionma­nagement (regelt, welcher Benutzer zu welcher Zeit Zugriff auf den Versuch hat)

• reales Geschehen am Versuchsplatz sollte in Echtzeit dem Benutzer rückge­meldet werden (Vi­deo/Foto)

• Benutzer sollten je­derzeit über die ak­tuelle „Belegung“ des Versuchsplatzes informiert sein.

• Bei der Simulation von Verfahren können durch Redu­zierung auf allg­meine Abläufe Ein­satzbereich und Einsatzdauer erwei­tert werden.

• Bei der Simulation von gerätety­pischen Abläufen ist zu berück­sichtigen, dass Nachfolgemodelle Anpassungen der Software erforder­lich machen.

Tabelle 30: Mediale Angebote für das Laborpraktikum, klassifiziert nach Virtualitätsgrad

Die Angebotstypen schließen sich nicht gegenseitig aus. So werden für telematisch und simuliert angebotene Praktikumsversuche in der Regel auch begleitende Medien bereitgestellt. Diese Angebote können wiederum komplexe Simulationen als Elemente enthalten. Je nach Umfang eines solchen Elementes kann es nötig werden, dieses organisatorisch als eigenes Projekt zu betrachten und handzuhaben.

3.7 Strukturierung der Medien

3.7.1 Strukturierung nach dem Einsatzbereich

Es ist festzustellen, auf welchen hochschulspezifischen strukturellen Ebenen grund­sätzlich didaktische Ansätze zur Verbesserung der Lehrform Praktikum entwi­ckelbar sind, um diese anschließend auf Potenziale für den Einsatz von Multimedien hin zu untersuchen. Die folgende Abbildung zeigt die verschiedenen Ebenen vom Experiment bis hin zum global vernetzten Praktikum:

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Strukturierung der Medien

1. So bieten zunächst, bezogen auf eine Praktikumsveranstaltung, der Versuch an sich sowie die beteiligten Personen (Lehrende und Lernende) Ansatz­möglichkeiten für eine didaktische Aufbereitung.

2. Es folgen Betrachtungen auf der nächsthöheren Ebene: dem Praktikum als Gesamtangebot in einem speziellen Fach über die Dauer eines oder mehrerer Semester. Die didaktischen Fragestellungen auf dieser Ebene unterscheiden sich nicht grundlegend von denen, die sich mit der Gestaltung und Um­setzung eines Experiments befassen. Es gilt hier jedoch zusätzlich, grund­legende dem jeweiligen Fach zugrunde liegende Lernziele zu definieren und die einzelnen Versuche daraufhin und untereinander zu einem Gesamtangebot „Praktikum“ in Bezug auf ihren inhaltlichen Aufbau, auf steigenden Schwie­rigkeitsgrad etc. abzustimmen.

3. Zu ähnlichen Überlegungen kommt man auf der Ebene der Bildungseinrich­tung: Im Falle der Hochschulen sind Praktika curricular in den Lehrplänen verankert und werden von den einzelnen Fachbereichen/Fakultäten autonom konzipiert und durchgeführt. Auch hier können Absprachen untereinander dazu beitragen, die Effizienz des Praktikums als Gesamtangebot der Hoch­schule für die Studierenden zu steigern. Möglich wäre dies etwa über Abspra­chen zur Vermittlung fachübergreifender Lernziele, sog. Schlüssel­qualifikationen (s. hierzu Kap. 1.2.3) oder durch die gemeinsame Nutzung von Ressourcen.

4. Schließlich ergeben sich mit den heutigen und zukünftigen Möglichkeiten digitaler Vernetzung neue Herausforderungen für die didaktische Gestaltung des Lehrens und Lernens über die Grenzen der Hochschule hinaus. Beispiele für solche hochschulübergreifende Projekte sind der „Verbund Virtuelles Labor“ (VVL), in dem deutsche und ausländische Hochschulen gemeinsam virtuelle Laboratorien entwickeln, evaluieren und betreiben (URL:

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Abbildung 3.18: Strukturierung nach dem Einsatzbereich

Hochschulübergreifende Angebote zur Lehrform Praktikum

Bildungseinrichtung: Praktikum im Hochschulkontext

Fach, Fachbereich, Institut: Gesamtangebot Praktikum

Beteiligte:

Lehrende,Lernende

Versuch:

Aufbau, Ablauf, Lernziele

Strukturierung der Medien

http://www.vvl.de, Stand: 26.11.2004) sowie das Virtuelle Praktikum Gentechnik, ViP-Gen (URL: http://www.vipgen.de) zur multimedialen Unterstützung gentechnischer Praktika im Biologie-Studium.

Eine frühzeitige Entscheidung für eine der genannten Ebenen ist von eminenter Be­deutung, da die Kriterien für die Gesamtgestaltung der medialen Angebote in Abhängigkeit der gewählten Ebene zum Teil deutlich variieren. So können etwa Zielgruppenbetrachtungen naturgemäß erst dann vorgenommen werden, wenn fest steht, ob die geplanten Angebote für einen bestimmten Versuch, innerhalb eines be­stimmten Fachbereichs/Instituts, hochschulweit oder gar hochschulübergreifend angeboten werden sollen. Die Auswirkungen auf die technische Umsetzung sind ebenfalls bedeutend. Während auf Ebene 1, dem Versuch, technische Werkzeuge, interne technische Repräsentationen und Zielsysteme relativ frei gewählt werden können, spielen auf höheren Ebenen Schnittstellenproblematiken und die Einhaltung von Standards eine zunehmende Rolle. Für die inhaltliche Gestaltung, sowie für die Art der Modularisierung von Lerneinheiten ergeben sich bereits ab Ebene 3, der hochschulweiten d.h. fachbereichs- bzw. institutsübergreifenden Etablierung zusätz­liche Anforderungen, die genaue Absprachen unter den Beteiligten erfordern.

Als wichtige Anhaltspunkte für eine Entscheidung können daher auch die allge­meine Bereitschaft zur Zusammenarbeit innerhalb der Gruppe der Beteiligten sowie die Ausbaustufe einer bereits bestehenden technischen und kommunikativen Infra­struktur gesehen werden. Verfügt eine Hochschule beispielsweise über eine gemein­same Lernplattform, und gibt es seitens der verantwortlichen Lehrenden Interesse an einer Zusammenarbeit, so können bestimmte Teile von Grundlagenpraktika identifi­ziert und gemeinsam angeboten werden. Bereichsspezifische Inhalte werden mit den allgemeinen Teilen entsprechend verlinkt und bestimmten Zielgruppen automatisch zugewiesen.

3.7.2 Medienspezifische Strukturierung

Neue Medien zeichnen sich dadurch aus, dass Benutzern verschiedene Möglichkei­ten des Sich-Bewegens durch die zur Verfügung stehenden Inhalte angeboten werden. Realisiert wird dies dadurch, dass die entsprechenden Systeme, meist gra­fische Benutzerschnittstellen, verschiedene Steuerelemente bereitstellen und die Software darauf wartet, dass ein/e Anwender/in über eines der angebotenen Steuer­elemente eine Aktion auslöst. Aus der Art und Weise, wann, wo und wie welche Steuerelemente innerhalb der medialen Angebote zur Verfügung gestellt werden, er­gibt sich deren Struktur22. Als allgemeine Bezeichnung für die Summe der Steuer­

22 Die für den Benutzer relevante Struktur darf nicht mit der technischen Struktur medialer Angebote verwechselt werden. Auf technischer Seite ergeben sich aufgrund anderer Kriterien

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Strukturierung der Medien

elemente hat sich der aus der Nautik stammende Begriff Navigation durchgesetzt. Bei der Gestaltung der Navigation für Lernangebote geht es zum Einen darum, den Benutzern die Orientierung zu erleichtern, andererseits soll ihnen die Möglichkeit gegeben werden, bestimmte Teile eines Angebotes nach eigenem Ermessen gezielt ansteuern zu können.

Untersuchungen zur Bedienbarkeit (Usablity) von Lernsoftware haben gezeigt, dass die Akzeptanz multimedialer Angebote entscheidend von der Art ihrer Struktu­rierung abhängt. Die Bereitstellung nachvollziehbarer, lernergerechter und stim­miger Strukturen wird damit zur notwendigen Aufgabe des didaktischen Designs.

Es stellt sich zunächst die Frage, welche Ebenen im Rahmen eines Gesamtangebotes berücksichtigt werden sollen. Für den Fall, dass zur Unterstützung der Praktika ein System vorgesehen ist, welches mehrere Praktika adressiert, muss ein übergeordne­ter Rahmen (techn.: Shell) geschaffen werden, aus dem heraus die Angebote für ein bestimmtes Praktikum ausgewählt werden können und ggfs. praktikumsüber­greifende Funktionalitäten wie Kommunikation, Verwaltung persönlicher Daten etc. zur Verfügung gestellt werden. Derartige Überlegungen sind eng verknüpft mit den Betrachtungen im vorangegangene Kapitel behandelten Implementierungsebenen. Dies sollte bereits in einer frühen Planungsphase festgelegt werden, um einerseits inhaltliche Verzahnungen der einzelnen Module untereinander durch Verweise be­rücksichtigen zu können, andererseits um den Aufwand für die Implementierung späterer Erweiterungen in Grenzen zu halten. Folgende Strukturebenen lassen sich bei den meisten komplexeren Lernangeboten wiederfinden und können als erster Anhaltspunkt für eine strukturelle Gliederung gesehen werden.

1. Gesamtrahmen: System (z.B. eine Lernplattform), über das verschiedene Praktikumsversuche abrufbar sind. Versuchsübergreifende zusätzliche Funktionalitäten, wie Kommunikationswerkzeuge, Annotationen, inhaltlich übergeordnete Angebote (z.B. „Laborkompetenzen“) können auf dieser Ebene platziert werden.

2. Lerneinheit: im Falle von Praktika die zu einem Versuch bereitgestellten theoretischen Grundlagen, Darstellung des Versuchsaufbaus, Versuchsab­laufs, Selbsttest etc.

3. Kapitel einer Lerneinheit: ein inhaltlich in sich geschlossenes, der Ler­neinheit untergeordnetes Thema, ähnlich dem Kapitel eines Buches.

4. Didaktisches Element innerhalb eines Kapitels: z.B. eine Grafik, ein Sound, ein Java-Applet, ein in Flash realisiertes, in sich geschlossenes Medium zur

(Entwicklung im Team, Einsatz von Datenbanken, Skalierbarkeit, interne Modularisierung, verwendete Formate, Softwarespezifika) häufig abweichende struktuelle Repräsentationen.

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Strukturierung der Medien

Vermittlung eines konkreten Sachverhalts oder Zusammenhangs. Didaktische Elemente können interaktiv sein, eigene Navigationsstrukturen aufweisen und funktional u.U. einen höheren Komplexitätsgrad erreichen als die übergeord­neten Strukturelemente.

3.7.3 Strukturen von Hypertext

Die Strukturierung der Lernangebote dient den Lernenden als Orientierungshilfe und hilft dabei, bestimmte Zusammenhänge verstehen zu können. Soll das be­handelte Wissensgebiet strukturell eigenständig bearbeitet werden können - d.h. es sind unterschiedliche Wege und Verzweigungen innerhalb des Angebotes aus­wählbar - werden Strukturen erforderlich, die mit Hypertextsystemen realisierbar sind. Zur Strukturierung medialer Angebote in dieser Weise ist es daher wichtig, sich mit den Merkmalen von Hypertexten zu befassen.

Historischer Überblick

Den Anstoß zur Entwicklung von Hypertexten gab Vanevar Bush in einem 1945 er­schienenen Artikel mit dem Titel "As we may think". Bush hatte während des zwei­ten Weltkrieges als Berater des Präsidenten Roosevelts gearbeitet und bei seiner Verwaltungstätigkeit festgestellt, dass die angewendeten Ordnungssysteme, wie zum Beispiel alphabetisch sortierte Ablagen, bei der Informationssuche oft nur wenig hilfreich waren, da Menschen vor allem assoziativ, also in Querverweisen denken.

Bush entwickelte daher die Idee eines auf Mikrofilmen basierenden Archivierungs­systems, das in der Lage sein sollte, Dokumente über beliebig viele Querverweise miteinander zu verknüpfen. Es stellte sich jedoch rasch heraus, dass mit den damals zur Verfügung stehenden Mitteln ein solch kompliziertes System nicht zu verwirkli­chen war.

Anfang der 60er Jahre griffen zwei Computerexperten Bushs Ideen wieder auf: Douglas Engelbart und Theodor Nelson. Sie verfeinerten das von Bush mit ME­MEX bezeichnete Konzept und entwickelten 1968 ON-Line-System (NLS), das erste Hypertextsystem überhaupt. NLS wurde im Laufe der Jahre zu einem kom­pletten Hypertextsystem weiterentwickelt und hat die Entwicklung vieler anderer Hypertextprogramme maßgeblich mit beeinflusst.

Strukturmerkmale von Hypertexten

Der in Hypertext umgesetzte Gedanke besteht darin, den Inhalt eines Gegenstands­bereichs in einzelne Informationseinheiten aufzugliedern und über Knoten mitein­

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Strukturierung der Medien

ander zu verknüpfen. Die Knoten und Verbindungen werden in einer netzwerk­artigen elektronischen Datenbasis repräsentiert, so dass ein flexibler Zugriff auf beliebige Informationsknoten in beliebiger Reihenfolge möglich ist.

Knoten: Die elementaren Einheiten der Informationsspeicherung werden als Knoten bezeichnet. Sie werden repräsentiert von Objekten wie Text, Grafik, Video, Sound, beliebige digitale Dateien etc. Der Umfang des Knoteninhalts kann variieren. Möglich ist sowohl die Repräsentation einzelner Worte und Abbildungen, als auch ganzer Dokumente und Videosequenzen. Ferner können mehrere Informations­knoten zu sog. Chunks zusammengefasst werden.

Granularität: Der inhaltliche Umfang eines Knotens wird als Granularität bezeich­net. Ein Knoten kann aus einem einzigen Wort oder auch aus einem komplexen Do­kument bestehen. Die Extrempositionen sind mit Bedacht einzusetzen, da umfang­reichen Knoten die Vorteile hypertextueller Strukturierbarkeit verloren gehen, zu kleine Knoten dagegen können lernhinderlich wirken, da sie die Sicht auf wichtige kontextuelle Zusammenhänge erschweren. Die Wahl einer geeigneten Granularität kann jedoch nicht pauschal festgelegt, sondern muss im Einzelfall definiert werden.

Links: Verknüpfungen (engl.: Links) stellen Beziehungen zwischen Knoten her. Sie sind die Grundlage für den Zugriff auf Informationen in der Hypertextbasis. Die Realisierung der Verknüpfung erfolgt elektronisch: Ein Wort, ein Satz, Teile einer Grafik, Ikonen können die Funktion einer Verknüpfung zu einem anderen Knoten wahrnehmen. Die einfachste Form struktureller Verlinkung stellt die Sequenz dar. Auf der Benutzeroberfläche würde dies z.B. durch einen „Weiter“-Link dargestellt werden. Durch den Einsatz von sog. bidirektionalen Links, repräsentiert durch einen zusätzlichen „Zurück“-Link, wird ein Rückwärts-Gehen innerhalb der Sequenz ermöglicht.

Mit Linktypen, die zu komplexeren Strukturen führen, hat sich Conklin (1987) befasst. Er unterscheidet organisatorische Links ("organizational links") von refe­renziellen Links ("referential links").

Organisatorische Links bilden eine hierarchische Struktur ab. Dies sind Verweise auf übergeordnete und untergeordnete Knoten bzw. auf benachbarte Knoten in hier­archischer Anordnung. Sie sind meist nicht in den Text integriert, sondern als sepa­rates - mehr oder weniger als solches erkennbares - Menü realisiert.

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Abbildung 3.19: Serielle Verlinkung – Sequentielle Struktur

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Strukturierung der Medien

Referentielle Links sind dagegen nichthierarchisch und bilden eine assoziative Struktur semantisch oder argumentativ verknüpfter Konzepte (z.B. „Siehe auch...“). „Referential links are the kind of links that most clearly distinguishes hypertext.“ (Conklin, 1987, S. 33).

Im Zusammenhang mit referentiellen Verlinkungen wird oftmals von semantischen Links gesprochen und deren Funktionsweise mit der des menschlichen Gehirns verglichen. Dieser Vergleich ist jedoch unzulässig, denn hierfür müssten referenti­elle Links über Metainformationen verfügen, die in der Lage wären, Auskunft über den jeweiligen Beziehungstyp geben. Dies ist jedoch, zumindest zum jetzigen Zeit­

punkt, technisch nicht gegeben. Eine Referenz von Knoten A auf Knoten B macht keinerlei qualitative Aussage über die Art der Beziehung. Ein Link kann derzeit höchstens den Browser auffordern, bei Aufruf ein neues Browserfenster zu öffnen. So können über referentielle Links zwar semantische Beziehungen hergestellt werden, deren Bedeutung muss aber vom Benutzer kontextuell erschlossen werden.

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Abbildung 3.20: Organisatorische Verlinkung – Hierarchische Struktur

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Abbildung 3.21: Referenzielle Verlinkung - Assoziative Struktur

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Bewegen in Hypertexten

Über die Verbindung (Link) der einzelnen Knoten gelangt der Nutzer, meist durch Klicken mit der Maus, von Knoten A zu Knoten B. Die Gesamtheit des Knotenver­bundes stellt das Navigationskonzept der Hypertextumgebung dar, dessen Anlage somit wesentlich verantwortlich für ein "Sich-Zurechtfinden" in der Datenbasis ist. Folgende Formen des Informationszugriffs lassen sich unterscheiden:

Das Browsing ist die typischste Form des Informationszugriffs in Hypertext/Hy­permedia Systemen. Nach Kuhlen (1991) entspricht Browsing einem "Stöbern" und "Herumschmökern" in der Datenbasis. Kuhlen unterscheidet hier zwischen gerichte­tem und ungerichtetem Browsing. Beim ungerichteten Browsing besteht kein kon­kreter Plan, eine bestimmte Information zu finden, der Benutzer bewegt sich asso­ziativ durch die Datenbasis, sich leiten lassend von der Attraktivität des Angebots. Beim gerichteten Browsing erfolgt die Exploration des Datenbestandes mit der Zielsetzung, eine bestimmte Information zu finden.

Die gezielte Suche nach Informationen mittels Suchalgorithmen ist eine weitere mögliche Form des Informationszugriffs. Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass die Datenbasis zusätzlich mit inhaltsbezogenen Schlüsselbegriffen ausgestattet ist und ein Werkzeug zur Verfügung stellt, mit dem der Benutzer über eine Anfrage be­stimmte Dokumente oder Bereiche aus der Datenbasis heraus filtern kann.

Das Folgen von Pfaden ist eine überwiegend im E-Learning Bereich anzutreffende Form der Navigation. Die Pfade sind technisch gesehen extern gespeicherte Knoten­listen, die eine bestimmte Reihenfolge der Informationsverarbeitung repräsentieren. Das Folgen solcher vorgegebener Pfade eignet sich besonders für Lerner mit wenig Vorwissen bzw. wenig Erfahrung im Umgang mit komplexen Hypertextbasen.

Wie stark Lernwege vom System vorgegeben werden sollten, hängt also im Wesent­lichen davon ab, wie viel Vorwissen und Erfahrung die Benutzer im Umgang mit Hypertexten mitbringen. Starke Führung bedeutet einerseits Überblick behalten, Ge­wissheit ans Ziel zu gelangen und das Gefühl etwas geschafft zu haben. Man ent­kommt der Gefahr der Desorientierung. Andererseits kann starke Führung als Einengung und Vorenthaltung interessanter Informationen erlebt werden. Explora­tives Lernen wird eingeschränkt, die Möglichkeit, per Zufall auf interessante Themen zu stoßen (Serendipity-Effekt, s. Kuhlen et al., 1989. Mayes, Kibby et al., 1990) entfällt.

Sequentielle, organisatorische und referentielle Strukturen sind jedoch kombinier­bar. So kann erfahrenen Benutzern über referentielle Strukturen exploratives Lernen ermöglichst werden, während unerfahrenen Benutzern über denselben Stoff ein Lernpfad zur Verfügung gestellt werden kann.

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Strukturierung der Medien

Orientierung in Hypertexten

Wenn Hypertext-, Hypermedia-Benutzer nicht mehr in der Lage sind, einzuschätzen oder festzustellen, an welcher Stelle im Programm bzw. Netz sie sich momentan be­finden, oder sie den "roten Faden" in ihrer Nutzung verloren haben, spricht man von Desorientierung im Sinne von Konfusion (Schlagwort: Lost-in-Hyperspace). Dies kann in einer zu starken Verzweigung des Hypertextsystems begründet sein; oftmals liegt die Ursache jedoch (auch) in einer mangelhaften Navigationsstruktur des Pro­gramms (s. z.B. Schulmeister, 2001, 58 ff.). Im Folgenden werden einige mediale Elemente vorgestellt, die Designer von Multimedia-Anwendungen einsetzen können, um Benutzern ihrer Software Orientierung zu geben.

Menüs: Menüs strukturieren Inhalte gemäß ihrer natürlichen Repräsentation. Es sollte angestrebt werden, reale Zusammenhänge in der hier­archischen Struktur des Menüs abzubilden. Menüpunkte, die auf einer Ebene liegen, beschreiben so Sachverhalte, die sich auch in der realen Abbildung auf gleicher Ebene be­finden, d.h. sie sind nicht disparat. Beispiel: Ge­häuse, Lautsprecherchassis, Frequenzweichen, Kabel (gemeinsamer Oberbegriff wäre hier: Komponenten von Lautsprecherboxen). Ungünstig wäre es, auf dieser Ebene den Begriff „Fertiglautsprecher“ hinzuzufügen. Kompromisse zugunsten einer weniger verzweigten Menütiefe sind im Einzelfall zu entscheiden.

Sitemaps und Suchfunktion: Für ein gezieltes Ansteuern bestimmter Inhalte in einem Hy­pertextsystem kann ein Gesamtüberblick (Si­temap) grafisch oder als verschachtelte Liste angeboten werden. Die Sitemap beinhaltet die Themen eines Hypertextes in einer kategorialen Auflistung, die der Navigationshierarchie ent­spricht. Alternativ oder zusätzlich dazu haben sich Suchfunktionen bewährt, die über die Ein­gabe eines oder mehrerer Suchbegriffe eine Linkliste mit Seiten zurückgeben, die den gesuchten Begriff bzw. die gesuchten Be­griffe enthalten.

Krümelpfad (Breadcrumb Trail): Unglücklicherweise hat sich der Begriff Krümel­pfad oder Brotkrumenpfad für eine Verortungshilfe durchgesetzt, die etwas völlig anderes darstellt, als der Begriff Krümelpfad (nach „Hänsel und Gretel“) vermuten

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Abbildung 3.22: Menüstruktur (ILIAS 3)

Abbildung 3.23: Sitemap (suse.de)

Strukturierung der Medien

lässt. Der Krümelpfad zeigt nämlich keinesfalls irgendwelche bisherigen Benutzer­wege an, sondern beschreibt, in­nerhalb der Gesamthierarchie des Anbieters, die absolute Stelle, an der der Benutzer sich zurzeit befindet. Passender wäre daher der Begriff Standortpfad oder der alternativ verwendete englische Begriff Lo­cator. Da jeder Knoten innerhalb einer Hierarchie immer genau einen übergeordne­ten Knoten besitzt, kann der Standortpfad als linearer Knotenast gezeigt werden. Dabei wird mit dem obersten Knoten begonnen, alle Knoten werden als sensitive Links angezeigt, so dass der Anwender schnell auf höhere Ebenen springen kann (s. Abb. 3.24). Standortpfade haben mittlerweile eine weite Verbreitung und hohe Nutzerakzeptanz im Web gefunden. Sie werden besonders dort eingesetzt, wo auf­grund großer Inhaltsmengen komplexe Strukturen entstehen, die sich aus Platz- und Übersichtsgründen für eine seitliche Darstellung als Hierarchiebaum nicht mehr eignen. Der Standortpfad braucht in Zusammenarbeit mit einem Menü immer nur die Unterknoten der Ebene anzeigen, auf der der Benutzer sich gerade befindet.

Orientierung durch Farbgebung: Eine Farb­navigation kann die Orientierung des Benutzers unterstützen, indem die Zugehörigkeit von In­halten zu einem Inhaltsbereich durch Farben symbolisiert wird. Farbe kann systematisch ein­gesetzt werden, um wichtige Konzepte zu be­tonen oder Unterscheidungen hervorzuheben. Für Farbsysteme gibt es allerdings Grenzen: Sollen zu viele Informationen farbig codiert werden, fällt es schwer, die Abstufungen zu un­terscheiden und die Farben den einzelnen Elementen zuzuordnen (Hooper & Hannafin, 1991) . Die Abbildung zeigt die farbige Gestaltung der Navigation bei aachen.de. Weitere Beispiele sind zdf.de und spiegel.de.

Schlüsselbilder (Icons): Ergänzend zur Farb­navigation werden häufig Schlüsselbilder (Key visuals) eingesetzt. Schlüsselbilder sind fixierte Symbole für verschiedene Inhaltsbereiche eines Hypertextes. Sie dienen dazu, inhaltliche Segmente abzugrenzen und die Orientierung zu erleichtern. Gestalterisch ist darauf zu achten, dass zwischen dem visuellen Zeichen und dem symbolisierten Inhaltsbereich eine Ähnlichkeitsbezie­hung besteht (Wirth, 2002) .

107

Abbildung 3.24: Locator als Orientierungshilfe (ebay.de)

Abbildung 3.25: Farben als Orientierungshilfe (aachen.de)

Abbildung 3.26: Schlüsselbilder als Orientierungshilfe

Strukturierung der Medien

Scrolling vs. Paging

Layoutgestalter arbeiten in der Regel mit Satzspiegel und Gestaltungsraster. Mit dem Satzspiegel werden zunächst die Größenverhältnisse des Bereiches festgelegt, in dem die Inhalte platziert werden sollen. Ein Gestaltungsraster zerlegt den Satz­spiegel zusätzlich in einheitliche Flächen, um die verschiedenen Inhalte auf allen Seiten gleichmäßig anzuordnen. Diese im Printbereich bewährte Vorgehensweise gilt im Wesentlichen auch für die Gestaltung medialer Angebote. Durch die Fenster­technik grafischer Benutzeroberflächen ergibt sich für digitale Angebote allerdings eine Besonderheit: Die Inhalte dürfen prinzipiell mehr Platz beanspruchen, als dies der Satzspiegel zulässt. In diesem Fall kann der Inhalt über die eingeblendeten Scollbalken in den Sichtbereich verschoben („gescrollt“) werden. Ob ein Designer dieses Scrolling zulässt oder zusammengehörige Inhalte passend auf mehrere Seiten verteilt (Paging), wirkt sich entscheidend auf Struktur und Benutzerführung aus und muss daher frühzeitig geklärt werden. Da horizontales Scrollen den Lesefluss erheblich erschwert, besteht Einigkeit darüber, auf diese Möglichkeit weitestgehend zu verzichten. Im Folgenden wird deshalb ausschließlich von vertikalem Scrollen die Rede sein.

Noch im Jahr 1996 schien die Frage eher belanglos. Der Webdesign-Guru Jakob Nielsen hatte das Scrollen - zumindest für die Dauer eines Jahres - zu den 10 Tod­sünden der Webgestaltung erklärt23, da sich nach seinen Untersuchungen 90 Prozent der Internet-Nutzer lediglich mit dem sichtbaren Bildschirminhalt befassten. Ver­schiedene, zur selben Zeit durchgeführte, Evaluationen zum Internet-Surfverhalten (z.B. ARD/ZDF, 2001) bescheinigten den Surfern zudem eine tendenzielle „Scroll­faulheit“. Die bestätigte eine ganze Reihe von Webangeboten, die mit wohlverteil­ten Inhalten auf übersichtlichen Seiten ohne Scrollbalken auskamen und über Sei­tenblättern (Paging) einsehbar waren. Augenfällig dabei ist, dass Paging sich besonders im Bereich der Lernsoftware durchgesetzt hat. Dieser Trend ist am ehes­ten mit dem Umstand erklärbar, dass die Mehrheit der Didaktiker heute zwar kon­struktivistische Lernansätze befürwortet, eine Vielzahl der zurzeit auf dem Markt befindlichen Lernprogramme jedoch eher dem Prinzip der kleinschrittigen Wissens­verabreichung verhaftet ist. Aus lerntheoretischer Sicht muss Paging, aufgrund der häppchenweisen Darbietung von Inhalten, am ehesten behavioristischen Ansätzen zugeordnet werden. Paging widerspricht gleichzeitig konstruktivistischen Vorstel­lungen, nach denen die Konfrontation mit komplexen Zusammenhängen als eine wichtige Lernvoraussetzung gesehen wird.

Die Forschungslage zum Thema ist nicht eindeutig: Neben der ARD/ZDF-Studie ergab eine Untersuchung zum Navigationsverhalten von Internet Anfängern, dass

23Jakob Nielsen's 10 Todsünden aktuell unter URL: http://www.useit.com [Stand: 11.01.2005]

108

Strukturierung der Medien

24% eine Information, die "erscrollt" werden muss, nicht finden (Wandke & Hurtienne, 1999). In einer Studie zum Lesen und Verstehen von Hypertexten, die an der Universität Utrecht durchgeführt wurde, erzielten scrollbare Seiten in Punkto Benutzerfreundlichkeit bessere Noten (Nimwegen et al., 1999). Studien von Jared Spool ergaben, dass die Benutzer zwar behaupten, lange Seiten nicht zu mögen, in Beobachtungssituationen allerdings klaglos scrollen (Spool et al., 1999). Die derzeit bekannteste Studie zum Thema führten Bernard et al. (2002) im Usability Research Laboratory der Wichita State University durch. Demnach wurden scrollbare Seiten schneller gelesen, erfahrene Internetbenutzer empfanden scrollbare Seiten als angenehmer24.

CONCLUSION: The findings from this study show that participants using the paging condition took significantly longer to read the passages than ei­ther the full or scrolling conditions. Participants also showed no significant differences in their ability to answer comprehension questions correctly, nor in their perceptions or satisfaction of the reading conditions. This is somewhat surprising given that previous research has shown paging to be typically faster than scrolling (Dyson & Kipping, 1998). One might have expected that the Scrolling condition may be more time consuming given the users had to click the scroll bar more times to view the entire passage than they did in the Paging (3 clicks) or Full (1 click) condition. However, several users commented that they were more accustomed to scrolling when reading documents on the web. It may be that since participants had more exposure to scrolling they were able to read through the documents more quickly using that mode of navigation. Participants stated that they found the Paging condition to be "too broken up," and that they had to "go back and forth" quite a bit to search for information. It is possible then, that for searching as well, viewing more of the document on a single screen facili­tated easier scanning. Bernard et al. (2002).

Einige Vorteile des Scrolling sind unbestritten. So sind die Inhalte hier bequemer mit dem Browser durchsuchbar und größere Passagen lassen sich leichter ausdru­cken. Das Scrollrad der Maus, das mittlerweile zur PC-Standardausstattung zählt, erlaubt komfortables Scrollen solange sich der Mauszeiger irgendwo im Inhaltsbe­reich befindet; der Scrollbalken muss daher nicht mehr zum Scrollen mit der Maus angesteuert werden. Geht man davon aus, das ein Benutzer die Hand auf der Maus hat, ist sowohl ein anzusteuernder „Weiter-Button“ als auch ein Tastaturkürzel (Shortcut) immer langsamer als das Scollrad der Maus. Ein weiteres Argument für

24Im Internet: http://psychology.wichita.edu/surl/usabilitynews/51/paging_scrolling.htm, Stand: 22.12.2004

109

Strukturierung der Medien

längere Seiten ist, dass Klicks und Ladevorgänge seltener sind, so dass man sich länger durchgehend mit den Inhalten beschäftigen kann. Demgegenüber weisen Pa­ging Angebote durchschnittlich kürzere Ladezeiten auf. Zudem gibt es keine nicht sichtbaren Inhalte. In Anspielung auf den Verlust des Litfaßsäuleneffektes (was man nicht vollständig sieht, macht neugierig), muss dies jedoch nicht unbedingt nur vor­teilhaft sein.

Für Paging Angebote nicht unerheblich ist der häufig unterschätzte Mehraufwand für die technische Realisierung. Einzuplanen sind höhere Seitenzahlen, komplexere Navigationsstrukturen und mehr Navigationselemente. Falls im Team gearbeitet wird, fallen mehr Rücksprachen bzgl. der genauen Verteilung der Inhalte an. Letzte­re werden empfindlich und möglicherweise verständniserschwerend oder gar sinn­entstellend gekürzt, um sie jeweils noch auf einer Seite „unterzubringen“.

Was aber, muss man fragen, ist denn eigentlich eine Seite? Der für den Benutzer verfügbare „Platz“ wird durch die Auflösung des angeschlossenen Monitors (bzw. der Monitore) bestimmt. Im Jahr 2000 waren dies auf den meisten Systemen 800 x 600 Pixel² oder 1024 x 768 Pixel². Die Lösung nun bestand für Softwarean­bieter einfach darin, dass die kleinere Auflösung Maßgabe für die Seitengröße wurde, so dass eine Seite in allen Auflösungen vollständig sichtbar war. Heute finden bereits fünf verschiedene Auflösungen (bis 1600 x 1200 Pixel²) in nennens­wertem Aufkommen Verwendung (s. Abb. 3.27), so dass die Lösung „kleinster ge­meinsamer Nenner“ für eine größer werdende Zahl von Anwendern als unzufrieden­stellend eingestuft werden muss.

Zum KO-Kriterium für Paging gerät schließlich der Anspruch, barrierefreie Angebote zu schaffen, d.h. Angebote, die z.B. auch von Menschen mit einge­schränkter Sehfähigkeit nutzbar sein sollen. Barrierefreie Angebote dürfen einen Benutzer nicht daran hindern, die Schriftgröße einer Anwendung zu vergrößern. Da­mit kann auf Entwicklerseite, auch bei vorgegebener Fenstergröße, nicht mehr vor­ausgesagt werden, wieviel Inhalt auf eine Seite passt, da unterschiedliche Schrift­größen naturgemäß unterschiedlichen Raum einnehmen.

110

Abbildung 3.27: In Deutschland verwendete Monitorauflö­sungen (Quelle: webhits.de, Stand 5.01.2005)

Strukturierung der Medien

Der Artikel 28 des Behindertengleichstellungsgesetzes (BGG) enthält Änderungen des Hochschulrahmengesetzes (HRG), mit dem Ziel Benachteiligungen behinderter Studierender zu vermeiden und ihre Eigenständigkeit und Chancengleichheit zu fördern. Dies betrifft insbesondere die Barrierefreiheit, die erstmals auch die In­formationstechnik umfasst. § 3 a Gleichstellung behinderter Studierender:

„Die Hochschulen stellen sicher, dass Studierende mit Behinderung in ih­rem Studium nicht benachteiligt werden, insbesondere, dass sie soweit wie möglich ohne fremde Hilfe die Angebote der Hochschule, die für das Studi­um erforderlich sind, nutzen können.“

Mit der Verordnung zur Schaffung barrierefreier Informationstechnik (BITV) hat der Bund Umsetzungsstandards vorgelegt. Es obliegt der Verantwortung der Hoch­schulleitungen, diese Gesetze im Sinne der behinderten Studierenden umzusetzen.

3.8 Organisation der verwendeten Medien

Einem erfolgreich geplanten und umgesetzten medialen Lernangebot darf nicht automatisch ein ebenfalls erfolgreicher Einsatz unterstellt werden, „denn ob ein di­daktisches Medium überhaupt genutzt oder gar erfolgreich genutzt wird, hängt nicht (nur) von Charakteristika des Mediums ab, sondern von der Relation des Me­diums zu der Lernsituation.“ (Kerres, 2001a). Es ist daher wichtig, den Medienein­satz zeitlich, räumlich und personell so zu organisieren, dass sich im Kontext mit der jeweiligen Lernsituation tatsächlich beobachtbare positive Effekte einstellen. So muss, um ein einfaches Beispiel zu nennen, den Lernenden rechtzeitig mitgeteilt werden, dass ab einem bestimmten Zeitpunkt überhaupt eine neues Lernangebot existiert, welche Voraussetzungen zur Nutzung erfüllt sein müssen (Systemvoraus­setzungen, ggfs. zusätzliche Software, Zugangsdaten etc.) und was die Lernenden außerdem noch über das neue Angebot wissen sollten (Bedienungshinweise, Ziel­vorstellung des Anbieters, Mithilfe bei der Verbesserung des Angebotes, Informa­tionen zu eventueller tutorieller Betreuung, Kontaktmöglichkeiten etc.).

Die Anpassung an den Kontext der jeweiligen Lernsituation darf nicht als isolierter abschließender Schritt einer Medienkonzeption gesehen werden, nachdem man die Medienangebote fertig gestellt hat. Jede Lernsituation liefert eine ganze Reihe von Aspekten, die ihrerseits an sehr unterschiedliche Stellen der mediendidaktischen Planung anknüpfen und diese somit maßgeblich beeinflussen. Wenn z.B. für einen Versuch im Laborpraktikum vorgesehen ist, dass die Teilnehmer selbst heraus­finden, wie und womit ein Versuch aufgebaut wird, so darf in einer medialen Ver­suchsvorbereitung nicht gezeigt werden, wie das geht. Themen wie

• Art und Zeitpunkt der Distribution

111

Organisation der verwendeten Medien

• Synchronisierung der zum übrigen Lernkontext gehörenden Lernphasen• Inhaltliche und strukturelle Passung der Medienangebote zum Lernkontext25

• Art und Organisation der Betreuung der Lernenden• Art und Organisation des kooperatives Lernens

müssen daher über die gesamte Laufzeit der mediendidaktischen Konzeption als Einfluss gebende Parameter aufgefasst werden. Ob diese Aufgabe als eigenstän­diges Gestaltungsfeld einer Mediendidaktik verstanden wird oder es einer allge­meinen Didaktik (bzw. einer Hochschuldidaktik) zugeschrieben werden sollte, Me­dien und Lernkontext aufeinander abzustimmen, erscheint zweitrangig vor dem Hintergrund, dass es letztlich darum geht, interdisziplinäre Aufgabenbereiche zu er­kennen und entsprechend zu berücksichtigen.

3.8.1 Reelle und virtuelle Anteile des Laborpraktikums

Um die medialen Angebote mit dem Lernkontext des Praktikums abzustimmen, muss zunächst gefragt werden, welche Rolle die Medien in diesem Kontext über­nehmen sollen. Sollen sie erweiternde, begleitende oder ersetzende Funktionen erhalten? Die folgende Tabelle zeigt die prinzipiellen Möglichkeiten, die für einen Einsatz von Multimedien im Umfeld der Laborpraktika an Hochschulen in Erwä­gung gezogen werden können.

Nr.

Medieneinsatz als Bedeutung

1 Erweiterung der Präsenzpraktika

Medien werden eingesetzt, um bestimmte Aufgaben im La­bor zu übernehmen, z.B. zum Messen und Auswerten von Daten oder zur Steuerung von Versuchsabläufen (Diemer et al., 1998).

2 Ergänzung zu den Präsenzpraktika

Parallel zu den Präsenzveranstaltungen begleiten die Medi­en das Praktikum in seinen Phasen Vorbereitung, Durchfüh­rung und Nachbereitung

3 Teilweiser Ersatz für Präsenzpraktika

Mithilfe von Medien lassen sich Aufgabenstellungen be­arbeiten, die normalerweise in den Präsenzveranstaltungen durchgeführt werden. Teile der Präsenzveranstaltung können dadurch entfallen. Beispiel: Der erste Abschnitt eines Versuchs wird online per Simulation durchgeführt. Die Präsenzveranstaltung beginnt mit dem zweiten Ab­schnitt unter Verwendung von Daten, die Ergebnis der vor­herigen Simulation waren.

25Die Planung der medialen Angebote muss sich nicht stets am bestehenden Lernkontext ausrich­ten. Im Einzelfall kann durchaus auch der umgekehrte Weg beschritten werden, wenn Korrek­turen im Umfeld des mediengestützten Lernens sinnvoller erscheinen.

112

Organisation der verwendeten Medien

Nr.

Medieneinsatz als Bedeutung

4 Parallel angebotene Praktika

Die Praktika oder Teile von Praktika werden wahlweise als Online- oder als Präsenzveranstaltung wahrgenommen werden.

5 Vollständiger Ersatz für die Präsenzprak­tika

Die Praktika werden ausschließlich über Medien durchge­führt. Die Präsenzveranstaltungen entfallen.

Tabelle 31: Prinzipielle Einsatzmöglichkeiten von Medien im Umfeld Laborpraktikum

Unter Berücksichtigung der in Kap. 1.2 genannten didaktischen Begründungen für die Lehrform Praktikum, kann nicht davon ausgegangen werden, dass multimediale Angebote die bislang angebotenen Präsenzveranstaltungen ersetzen können. Wenn­gleich es heute technisch möglich ist, Versuche online vorzubereiten, ferngesteuert durchzuführen (Telematik), softwarebasiert auszuwerten und Protokolle per E-Mail zu kommunizieren, gingen in einem solchen Fall die für den Verstehensprozess wichtigen motorischen und haptischen Erfahrungen verloren, die ein Versuchsteil­nehmer bei realer Versuchsdurchführung macht. Zumindest, solange dies virtuell nicht abbildbar ist, kann daher nicht grundsätzlich auf den Präsenz-Versuch verzich­tet werden, ohne den Begriff „Praktikum“ in Frage zu stellen.

Als Konsequenz daraus empfehlen fast alle Experten, statt umfangreiche Vir­tualisierungen ganzer Veranstaltungssequenzen anzugehen, multimediale und virtu­elle Elemente zur didaktischen Bereicherung (enrichment) der Präsenzlehre einzu­setzen. Die auf diese Weise entstehenden „hybriden Lernarrangements“ charakterisiert Kerres (2002) wie folgt:

"Lernarrangements bestehen aus verschiedenen Lernangeboten und lern­förderlichen Maßnahmen personeller wie (infra-) struktureller Art. Diese sollten in ihrer Anlage unterschiedliche Lernerfahrungen ermöglichen und unterschiedlichen Lernbedürfnissen entsprechen. Das Lernarrangement sollte insofern überdeterminiert sein als verschiedene Elemente das anzu­strebende Lehrziel gleichermaßen verfolgen, d.h. es liegen z.B. sowohl Print- als auch AV-Medien zu einem bestimmten Thema vor. Der einzelne Lerner kann dabei seine Schwerpunkte setzen und die für seine Lernsituati­on günstigste Variante wählen. Bestimmte Lernangebote können sich dabei entweder inhaltlich überlappen, indem z.B.

• unterschiedliche Medien für die gleichen Inhalte und methodische Aufbereitung gewählt werden (Der Lerner kann z.B. bestimmte Inhalte in einer Präsenzver­anstaltung hören oder als multimediales CBT bearbeiten.),

113

Organisation der verwendeten Medien

• verschiedene oder gleiche Medien einen unterschiedlichen methodischen Zugang bieten (Der Lerner kann z.B. eine Aufgabe alleine oder in einer Lerngruppe bearbeiten.)

• oder inhaltlich ergänzen, indem z.B. vertiefende Informationen angeboten werden oder fehlendes Wissen, das für das Verständnis wichtig ist, nachgeholt werden kann." (Kerres 2001a, S. 283)

Auch in hybriden Lernarrangements, so stellt Kerres fest, ist ein Leitmedium zu bestimmen und damit eine Hierarchie der einzelnen Elemente. „Entscheidendes Merkmal des Leitmediums ist aus didaktischer Sicht, dass es die Lernaktivitäten zeitlich organisiert: Das Leitmedium taktet den Lernprozess“ (Kerres 2001a, S. 316).

Es wird festzustellen sein, wie in diesem Sinne „virtueller“ und „reeller“ Teil des Praktikums miteinander kombinierbar sind und für welche Lernfelder sich welche Medien und Methoden eignen.

3.8.2 Organisation der reellen und virtuellen Anteile

Die unten stehende Grafik veranschaulicht die Problematik der Abstimmung webba­sierter medialer Lernangebote auf die existierende Präsenzlehre. Der Bereich der Präsenzlehre gliedert sich zunächst in eine Vorbereitungs-, eine Versuchs- und eine Nachbearbeitungsphase. Jede dieser Phasen zeichnet sich durch einen Mix bestimm­ter Unterrichtsformen und -methoden aus, an die sich die Online Angebote dergestalt anlehnen sollten, dass sich beide Angebotsformen ideal ergänzen und zu einer Erhöhung der Effizienz bzgl. der Lernleistung der Studierenden führen.

114

Abbildung 3.28: Umgestaltung der Präsenzpraktika zu hybriden Lernarrangements

Vorbereitung Versuch Nachbereitung

VorlesungÜbungGespräch

InstruktionBetreutes Lernen

Form MethodeAufbauU-GegenstandMessgerät

VerstehenMessenAuswertenBetreuen

Form MethodeProtokoll- Messwerte- Diagramm

ÜberprüfenBetreuenTestat

Form Methode

virt

uell

real

? ?Form Methode

? ?Form Methode

mit Präsenzphase

Telematik (ohne Präsenz)

Organisation der verwendeten Medien

So sind für jede der drei genannten Phasen die jeweils praktizierten Unterrichts­formen und -methoden zu analysieren und entsprechend zu fragen, mit welchen Formen und Methoden die Online-Angebote ergänzend darauf abgestimmt werden können (s. hierzu auch Schulmeister, 2002). Derartige Abstimmungen erfordern genaueste Kenntnis der für die jeweilige Unterrichtsform/ -methode bekannten Pro­bleme, um Entscheidungen für die Entwicklung didaktisch sinnvoller Medien zur Bereicherung der Präsenzlehre treffen zu können.

Begleitende Angebote – keine Virtualität (Szenario 1)

Praktika, deren Lernziele primär im Bereich des „Erfahrens“ und „Erlebens“ natur­wissenschaftlicher Zusammenhänge liegen, eignen sich nicht für eine Virtuali­sierung und sollten daher medial nicht ersetzt sondern unter Beibehaltung der Präsenzphase begleitet werden. Hierzu gehören insbesondere Grundlagenpraktika, die in der Regel zu Studienbeginn angeboten werden. Die folgende Abbildung zeigt ein mögliches Szenario.

Im realen Teil der Vorbereitung finden nach wie vor Vorlesungen und Übungen statt. In den Vorlesungen kann zusätzlich mit den multimedialen Elementen gearbei­tet werden, die für den virtuellen Bereich entwickelt wurden. Die Vorbereitung auf virtueller Ebene wird über eine Lernplattform angeboten. Den Lernern stehen hier über eine personalisierte Umgebung die in Kap. 4.4 näher beschriebenen Angebote zur Verfügung. Abhängig von den Anforderungen eines jeweiligen Themas können die genannten Punkte variieren. Als Medien werden Texte, Bilder, Animationen,

115

Abbildung 3.29: Szenario für begleitende mediale Angebote im Laborpraktikum

Vorbereitung Versuch Nachbereitung

virt

uell

real

Rechner im Praktikum

Multimediale Angebote:- Praxisbeispiel- Historisches- Versuchsaufbau-, ablauf- Selbsttest- Kommunikative Elemente- Schlüsselqualifikationen

Nachbereitungsteil:Auswertung, Interpretation und Dokumentation bzw. Präsentation der Arbeit aus der Präsenzphase.

- Theoretische Einführung - Versuchsaufbau mit oder

ohne schriftl. Anleitung- Versuchsdurchführung:

Messen, dokumentieren, interpretieren

Vorlesung: Vermittlung der erforderlichen theoretischen Grundlagen

Übung: Aufgaben rechnen anhand konkreter Beispiele

Aufbereitung der im Versuch ermittelten Daten

Testat durch den Praktikumsleiter

Organisation der verwendeten Medien

Filmsequenzen, Sprache sowie interaktive Übungen und Simulationen eingesetzt. Da auch im Präsenzteil der Praktikumsvorbereitung Übungen stattfinden, sollte dar­auf geachtet werden, dass die Aufgaben dort nicht identisch mit denen auf der Lern­plattform sind, damit Studierende immer neue Aufgaben rechnen können (zu­mindest die Zahlenwerte sollten variieren). Was im Einzelfall bei einer Lerneinheit tatsächlich eingesetzt wird, entscheidet der jeweilige Autor der Lerneinheit. Als elektronische Kommunikationsmittel stehen den Benutzern systeminterne E-Mail und Foren zur Verfügung, die vornehmlich im Vorfeld zur Klärung von Fragen genutzt werden. Lehrende erhalten somit die zusätzliche Aufgabe der Betreuung. Der Betreuungsaufwand darf dabei nicht unterschätzt werden. Die Feedbackzeit für asynchrone Kommunikation sollte 24 h nicht überschreiten.

Lehrende geben über die Plattform Praktikumstermine bekannt, Studierende sehen die Terminplanung ein und melden sich online für ein Praktikum an. Wer für einen bestimmten Termin einen oder mehrere Praktikumspartner sucht, kann dies hier tun.

Die Durchführung der Versuche in Gruppenarbeit findet weiterhin als Präsenzprak­tikum im Labor statt. Ein Rechner im Labor, über den auf die medialen Angebote zum jeweils stattfindenden Praktikum zugegriffen werden kann, wird von Leh­renden und Lernenden genutzt, um bestimmte Sachverhalte und Zusammenhänge auch während des Praktikums noch einmal nachsehen zu können. Hier kommen auch die in Kap. 3.4.3 beschriebenen Medien zum Erwerb von Schlüsselqualifika­tionen, z.B. das Thema „Laborkompetenz“ zum Einsatz, da die Studierenden im Praktikum dieses Wissen benötigen.

Innerhalb einer bestimmten Frist nach Versuchsdurchführung geben die Teilnehmer eine Nachbearbeitung des durchgeführten Versuchs ab. In dieser sind die im Ver­such gemessen Daten aufbereitet (meist tabellarisch und grafisch), dokumentiert und die Ergebnisse bewertet. Da es eines der Lernziele des Praktikums ist, dass die Teil­nehmer die Dokumentation von Versuch und Versuchsergebnissen eigenständig durchführen, beschränkt sich die virtuelle Unterstützung bei der Nachbearbeitung auf allgemeine Hinweise zur Anfertigung von Versuchsdokumentationen.

Variante: Die Nachbearbeitung findet unmittelbar im Anschluss an den Versuch statt. Die Teilnehmern wird vor Verlassen des Labors die Teilnahme bescheinigt. Virtuelle Anteile zur Nachbereitung sind hier nicht erforderlich.

Telematische Angebote – Semi-Virtualität (Szenario 2)

Im Fach Elektrotechnik werden, vornehmlich gegen Ende des Grundstudiums, Prak­tika angeboten, in denen Verhalten und Eigenschaften elektronischer Bauelemente sowie Aufgabenbereich und Funktionsweise von elektronischen und digitalen Schaltungen untersucht werden. Die in diesen Praktika durchgeführten Versuche

116

Organisation der verwendeten Medien

lassen sich technisch so vorbereiten, dass sie elektronisch über das Internet steuerbar sind. Der Versuch selbst wird im Labor unter realen Bedingungen mit echten Bau­teilen bzw. Schaltungen durchgeführt. Verschiedene Bauelemente bzw. Schaltungen können vom PC aus ferngesteuert selektiert werden, deren Parameter und ggfs. wei­tere Randbedingungen eingestellt und mit den eingestellten Werten reale Messungen durchgeführt werden. Die Ergebnisse der Messungen stehen den Benutzern un­mittelbar nach der Messung auf dem eigenen Computer zur Verfügung und können dort weiter verarbeitet werden. Die folgende Abbildung zeigt ein mögliches Szen­ario.

1. Zur Vorbereitung auf die Praktika nehmen die Studierenden an Vorlesungen und Übungen teil. Über die medialen Angebote zum jeweiligen Versuch eignen sich die Studierenden via PC und Internet die für die Praktikums­aufgaben notwendigen Vorkenntnisse an (wie Szenario 1).

2. Danach folgt (falls erforderlich) eine Einführungsphase im Messlabor, wo sich die Studierenden vor Ort unter Anleitung der Tutoren mit den Messgerä­ten und den Messplätzen vertraut machen und exemplarische Messungen zur Orientierung vornehmen.

3. Anschließend führen sie systematische und kontrollierte Reihenmessungen von ihrem PC aus über das Internet real durch und erhalten so die für die Auf­gaben relevanten Messdaten auf ihren Client-PC.

4. Die klassischen Messplätze stehen den Studierenden weiterhin zur Verfü­gung. Optional können hier die telematisch durchgeführten Messungen nach Terminabsprache noch einmal real durchgeführt werden.

117

Abbildung 3.30: Szenario für den Einsatz von Telematik im Laborpraktikum

Vorbereitung Versuch Nachbereitung

virt

uell

real

Rechner im Praktikum

Multimediale Angebote:- Praxisbeispiel- Historisches- Versuchsaufbau-, ablauf- Selbsttest- Kommunikative Elemente- Schlüsselqualifikationen

Nachbereitungsteil:Auswertung, Interpretation und Dokumentation bzw. Präsentation der Arbeit

Theoretische Einführung durch den Praktikumsleiter

Vorlesung: Vermittlung der erforderlichen theoretischen Grundlagen

Übung: Aufgaben rechnen anhand konkreter Beispiele

1

Versuchsaufbau Durchführungklassisch (optional)

telematisch

2

4

53

Organisation der verwendeten Medien

5. Die Auswertung der Daten erfolgt ausschließlich auf PC mit den Daten aus den telematischen Messungen. Die Studierenden erstellen einen schriftlichen Praktikumsbericht, der zur Bewertung abzugeben ist.

Simulierte Angebote – Virtualität (Szenario 3)

Praktika, die auf das Erlernen von Bedienungsfertigkeiten komplexer Maschinen oder ganzer Fertigungsanlagen abzielen, lassen sich durch Simulationen unter­stützen. Ähnlich einem Flugsimulator können die Lernenden den Umgang mit den meist empfindlichen Geräten und das Durchlaufen von Prozessketten zunächst am Computer trainieren, bevor im praktischen Teil mit den echten Maschinen gearbeitet wird.

1. Zur Vorbereitung auf die Praktika nehmen die Studierenden an Vorlesungen und Übungen teil. Über die medialen Angebote zum jeweiligen Versuch eignen sich die Studierenden via PC und Internet die für die Praktikums­aufgaben notwendigen Vorkenntnisse an (wie Szenario 1). Das Schulungsma­terial enthält Beschreibungen zur Bedienung der virtuellen Maschinen mit Hinweisen zu Unterschieden zu den realen Maschinen, Abbildungen der rea­len Anlagen, Bilder zu den virtuellen und realen Bedienoberflächen, Erläute­rungen zu allgemeinen Bedienfehlern und Hinweise zum benötigten theore­tischen Hintergrund.

2. Das virtuelle Labor setzt sich aus virtuellen Maschinen in Form von Compu­tersimulationen und Animationen zusammen und bildet die zu trainierende Fertigungsanlage in seiner Gesamtheit ab. Die Studierenden führen den ge­samten Fertigungsprozess exemplarischen am Computer durch.

118

Abbildung 3.31: Szenario für den Einsatz von Simulationen im Laborpraktikum

Vorbereitung Versuch Nachbereitung

virt

uell

real

Animation: Fertigungsketten Interaktive Simulationen:- Maschinensoftware - Maschinen

Multimediale Angebote:- Praxisbeispiel- Historisches- Versuchsaufbau-, ablauf- Selbsttest- Kommunikative Elemente- Schlüsselqualifikationen

Nachbereitungsteil:Auswertung, Interpretation und Dokumentation bzw. Präsentation der Arbeit

Theoretische Einführung Vorlesung: Vermittlung der erforderlichen theoretischen Grundlagen

Übung: Aufgaben rechnen anhand konkreter Beispiele

1

4

3

2

Aufbereitung der im Versuch ermittelten Daten

Testat durch den Praktikumsleiter

5Versuchsaufbau Durchführung

Organisation der verwendeten Medien

3. Anschließend werden die in den einzelnen Fertigungsstufen gewonnenen Da­ten am PC aufbereitet und ausgewertet.

4. Die theoretische Einführung in den sich anschließenden realen Teil des Prak­tikums fällt kürzer aus, da die hier zu durchzuführenden Arbeiten bereits vir­tuell durchgespielt wurden und die Studierenden dadurch ein höheres Grund­verständnis für wichtige Zusammenhänge aufbringen.

5. Die Auswertung der im realen Praktikumsteil gewonnenen Daten werden mit denen aus der virtuellen Phase verglichen und Unterschiede diskutiert. Die Studierenden erstellen einen schriftlichen Praktikumsbericht, der zur Be­wertung abzugeben ist.

3.8.3 Implementierung, Bekanntgabe und Betreuung

Die medialen Angebote müssen zur Benutzung bereitgestellt werden. Aufgrund der Tatsache, dass deutsche Hochschulen heute flächendeckend über ein Computernetz­werk mit Internetanbindung verfügen, bieten sich als Basis für den Medieneinsatz die verschiedenen Dienste des Internet an. Aber auch andere Gründe sprechen für die Implementierung als Online-Angebote:

• Die Studierenden können die Angebote jederzeit bequem von jedem Rechner mit Internetanschluss aus (zuhause, unterwegs, auf dem Hochschulgelände) nutzen.

• Änderungen, Erweiterungen müssen nur einmal zentral vorgenommen werden.• Die Studierenden erlernen den Umgang mit Medien (Medienkompetenz).• Bereitstellung und Pflege von Lernmaterialien an Hochschulen gehören in der

Regel zu den Aufgabenbereichen der Lehrenden. Nicht alle Lehrenden verfügen jedoch über die dafür erforderliche Medienkompetenz. Als Lösung kann ein Softwaresystem installiert werden, das Lehrende darin unterstützt, den Studierenden ein Medienangebot zu einem bestimmten Versuch - im Folgenden als Lerneinheit bezeichnet - zur Benutzung zur Verfügung zu stellen.

• Zur Benutzung über das Internet existieren zahlreiche kostenpflichtige aber auch einige kostenlose webbasierte Lernplattformen, die spezielle Funktionen zur Organisation der Lehre und des Lernens bereitstellen26. Funktionen sind beispielsweise: Benutzer- und Gruppenmanagement, Erstellen, Bereitstellen

26Trotz der zahlreichen, teilweise kostenlos erhältlichen, Lernplattformen werden immer wieder Eigenentwicklungen auf den Weg gebracht, meist mit der Argumentation verbunden, die auf dem Markt befindlichen Systeme seien außerstande, die gestellten Anforderungen zu erfüllen. In den vielen Fällen entstehen auf diese Weise Insellösungen mit den bekannten Problemen (hoher Aufwand, Inkompatibilitäten, ungewisse Weiterentwicklung etc.) Es wird dringend empfohlen, solche Vorhaben vorher genau zu prüfen.

119

Organisation der verwendeten Medien

und Bearbeiten von Lerneinheiten und Selbsttests, Annotationen27, Suche, Dru­cken, Kommunikative Elemente (Chat, Foren, E-Mail). Eine Übersicht über Lernplattformen geben Baumgartner et al. (2002) und Schulmeister (2003).

Implementierung

Üblicherweise werden hochschulweite Installationen von Systemadministratoren der Hochschule vorgenommen. Auch Installationen auf niedrigeren Ebenen werden meist von fachkundigen Mitarbeitern durchgeführt. Zur Implementierung gehört ein abschließender Test, um sicher zu stellen, dass sämtliche Funktionen fehlerfrei arbeiten. Insbesondere Studierenden im ersten Semester sollte die Möglichkeit gege­ben werden, die Angebote über die hochschuleigenen ZIP-Pools zu nutzen. Es sollte daher überprüft werden, ob die Systemvoraussetzungen der Rechner in den ZIP-Pools ausreichen, um die Angebote darüber anbieten zu können. Ggfs. muss mit den Verantwortlichen für die ZIP-Pools über die Nachinstallation bestimmter Software verhandelt werden. Bei Studierenden, die gerade ihr erstes Semester beginnen, kann es vorkommen, dass diese noch keine Zugangsdaten zur Nutzung des Hochschul­netzes erhalten haben. Dies macht es ihnen nicht möglich, die neuen Angebote zu nutzen, da sie bereits beim Versuch, sich im Hochschulnetz anzumelden, scheitern. Erstsemestler sollten daher frühzeitig darauf hingewiesen werden, dass die Nutzung medialer Angebote innerhalb des Hochschulnetzes, nur mit gültigen Zugangsdaten möglich ist.

Bekanntgabe

Die Studierenden müssen rechtzeitig erfahren, dass es mediale Angebote gibt, wo und wie sie diese erreichen und was zu beachten ist, um diese zu erfolgreich zu nutzen. Studierende in höheren Semestern können über die bekannten Kommunika­tionskanäle benachrichtigt werden. Bei Studierende im ersten Semester eignen hierfür sich zusätzlich die Einführungsveranstaltungen, weil sich diese erfahrungs­gemäß durch hohe Teilnehmerquoten auszeichnen.

Betreuung

Die Bereitstellung einer Lernplattform mit kommunikativen Elementen hat un­mittelbare Auswirkungen auf die Lehrpläne und Curricula. Telematische Angebote und Simulationen können die Betreuer zwar teilweise entlasten, hinzu kommen je­doch zusätzliche Betreuungsaufgaben, die durch den Medieneinsatz entstehen. Der

27Annotation: Persönliche Anmerkung eines Lerners an einer bestimmten Stelle innerhalb des me­dialen Angebots. Die Anmerkung steht dem Lernenden auch später an gleicher Stelle zur Einsicht oder Bearbeitung zur Verfügung.

120

Organisation der verwendeten Medien

bislang gewohnte Stundenrhythmus wird dabei aufgehoben, denn über die angebo­tenen Kommunikationskanäle können jederzeit Anfrage, Anregungen etc. eintreffen. Die Kommunikation zwischen Lehrenden und Lernenden ist somit nicht mehr auf den unmittelbaren gemeinschaftlich verbrachten Unterrichtszeitraum beschränkt. Besonders in der Anfangsphase neu eingesetzter Medien und bei Studierenden im ersten Semester ist erfahrungsgemäß mit höherem Kommunikationsaufkommen zu rechnen, wobei sich ein nicht unerheblicher Teil inhaltlich auf das System selbst und dessen Funktionsweise bezieht. Daher sollte bei der Bereitstellung von Medien­angeboten mit kommunikativen Elementen im Vorfeld festgelegt werden, welche Ansprechpartner für welche Fragestellungen seitens der Studierenden verantwort­lich sind und sicher gestellt werden, dass diese, bzw. deren Vertreter (z.B. ein Tutor) in bestimmten Mindestzeiträumen Anfragen beantworten.

121

Kapitel

4 Das Projekt INGMEDIA – eine Fallstudie

4.1 Kurzbeschreibung des Projekts

Das Verbundprojekt INGMEDIA wurde im Förderprogramm "Neue Medien in der Hochschullehre" vom Ministerium für Bil­dung und Forschung, Bundesrepublik Deutschland gefördert.

Im Rahmen des Projekts wurde eine interak­tive, multimediale Lernumgebung zur Un­terstützung technischer und physikalischer Laborpraktika in Ingenieurstudiengängen entwickelt und evaluiert. An dem Projekt beteiligt waren sechs Hochschulen, über 40 Mitarbeiter, die Laufzeit war begrenzt auf den Zeitraum von Juni 2001 bis Dezember 2003, die Förderungssumme betrug ca. 5,4 Mio DM.

Der Projektschwerpunkt lag in der Entwicklung multimedialer Lernangebote, die in der Vorbereitungs-, Durchführungs- und Nachbereitungsphase der Praktikumsarbeit die Lernanreize und den Lernerfolg nachdrücklich steigern sollten. Die Ergänzung der Praktika durch multimediale Module wie Animationen, Video- und Sprachse­quenzen, interaktive Lernkontrollen, Simulationen etc. sollte ein zielgerichtetes, ganzheitliches Lernen gestatten und flexiblere Organisationsformen des Lernens hinsichtlich Zeit und Ort erlauben. Unterschiedlichen Lernverhalten wie z.B. lernty­pbedingten und geschlechterspezifischen Herangehensweisen sollte Rechnung ge­tragen werden.

Projekthomepage online im Internet: URL: http://www.ingmedia.fh-aachen.de/ [Stand: 01.12.2004]

4.2 Projektstruktur und Zeitplan

INGMEDIA wurde in sechs Teilprojekte unterteilt. In den ersten drei Teilprojekten wurden verschiedene multimediale Softwaremodule entwickelt, in den Teilprojek­ten vier bis sechs werden projektbegleitende Aufgaben wahrgenommen:

1. Teilprojekt 1: Vor- und Nachbereitung von Grundlagenpraktika,

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Abbildung 4.1: INGMEDIA Standorte und Kompetenzen (Grafik: W. Kock)

Projektstruktur und Zeitplan

2. Teilprojekt 2: Telematische Durchführung elektronischer und physikalisch-technischer Messvorgänge,

3. Teilprojekt 3: Virtuelle Technologiepraktika (Simulationen) im Bereich Mi­krofertigung.

4. Teilprojekt 4: Didaktik und Evaluation

5. Teilprojekt 5: Softwaredesign

6. Teilprojekt 6: Projektkoordinierung

Die entwickelten Module in den Teilprojekten „Grundlagenpraktika“ und „Telema­tikpraktika“ beruhen auf einem einheitlichen, webbasierten Konzept. Die Angebote im Teilprojekt „Virtuelle Technologiepraktika“ werden aufgrund großer Daten­mengen als Computer Based Training (CBT) auf CD-ROM angeboten.

Die neuen Angebote ersetzen keineswegs die bestehenden Präsenzphasen: Nach wie vor bleiben die Grundlagenpraktika Präsenzveranstaltungen. Parallel zu den telema­tisch aufbereiteten Praktika werden weiterhin Präsenztermine angeboten, die von den Studierenden optional oder zusätzlich wahrgenommen werden können. Mithilfe der Simulationen im Bereich Mikrofertigung können die Studierenden die komple­xen Abläufe sowie die Bedienung komplizierter Maschinen bei der Chip Herstel­lung nachvollziehen, bevor sie in den hierfür notwendigen Reinräumen am Präsenz­praktikum teilnehmen.

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Abbildung 4.2: INGMEDIA - Struktur und Zeitplan

Projektziele und Ergebnisse

4.3 Projektziele und Ergebnisse

Hauptziel des Projekts war die Weiterentwicklung des Praktikums zu einer produk­tiveren und selbst bestimmten Lernumgebung. Mit Hilfe von interaktiven, multime­dialen Softwaremodulen sollten alle Phasen der ingenieurwissenschaftlichen Labor­praktika für die Studierenden attraktiver und effizienter werden. Ein weiteres Ziel war es, die Umsetzungen rechtzeitig im Regelbetrieb anzubieten, um die Ergebnisse, wie geplant, noch zur Projektlaufzeit formativ evaluieren zu können. Die umzu­setzenden Angebote sollten technisch, strukturell und teilweise inhaltlich so gestaltet werden, dass sie generell für die technisch-naturwissenschaftliche Hoch­schullehre verwendbar sind. Ebenso sollte eine Adaptation auf in anderen Fächern angebotene Praktika möglich sein.

Technisch vorgesehen war eine offene, möglichst standardisierte Open-Source-Plattform, zu deren Nutzung lediglich Standard-Hardware und Internetsoftware be­nötigt werden, ohne dass Installationsprozeduren auf ihrem PC vorgenommen werden müssen. Daher wurde eine browserbasierte Lernumgebung realisiert, deren Funktionalität durch standardisierte Zusatzsoftware (Plugins) gewährleistet ist (Aus­nahme: eine spezielle Variante der telematischen Anbindung erfordert die clientsei­tige Installation einer Software der Firma National Instruments); die Nutzung von Daten und Programmen ist lizenzfrei möglich. Eine nachhaltige Verwertung der Projektergebnisse innerhalb der beteiligten Hochschulen sowie durch andere Hoch­schulen, Weiterbildungsinstitutionen und Unternehmen wurde durch das modulare, auf Open-Source ausgerichtete und auf aktuelle Standards wie XML (Extensible Markup Language) setzende Softwarekonzept angestrebt. Alle Lern- und Prak­tikumseinheiten können mit Standard-Internet-Browsern über die INGMEDIA-Ler­numgebung (ILIAS Open Source) benutzt werden. Für Lehrende wird die Plattform durch ein komfortables Offline-Autorensystem ergänzt, mit dem multimediale Lern- und Praktikumseinheiten ohne spezielle Programmierkenntnisse erstellt und automa­tisch in die Datenbank der ILIAS Lernplattform importiert werden können.

Die weiterentwickelten Praktikumseinheiten werden seit dem Wintersemester 2002/03 im regulären Lehrbetrieb eingesetzt und formativ evaluiert. Bei den Erpro­bungen der hypermedialen Lerneinheiten in physikalischen Grundlagenpraktika schätzten die Lernenden den Stand ihrer Vorbereitung als befriedigend ein, der Wissensstand der Studierenden verbesserte sich mit dem Einsatz der zusätzlichen medialen Angebote. Die Mehrheit der Studierenden begrüßte vor allem die mit den telematischen Angeboten verbundene größere Freiheit eines zeit- und ortsunabhän­gigen Lernens und der eigenen Lernorganisation.

Das virtuelle Technologie-Praktikum: „Sensor-Fertigung“ ermöglicht die Neukon­zeption einer industrienahen Ausbildung von Ingenieuren in innovativen Technolo­

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Projektziele und Ergebnisse

gien und hat sich im Regelbetrieb bereits bewährt. Die empirischen Befunde über alle im INGMEDIA-Projekt evaluierten Praktika weisen darauf hin, dass Akzeptanz und Lernerfolg beim Einsatz Neuer Medien umso deutlicher sichtbar werden je grö­ßer die Selbstlern- und Medienkompetenzen der Studierenden sind.

4.3.1 Teilprojekt 1 – Grundlagenpraktika

Ziele des Einsatzes der Lernsoftware:

Ziel in Teilprojekt 1 war es, die Vor- und Nachbereitung von Präsenzpraktika in na­tur- und ingenieurwissenschaftlichen Grundlagenfächern durch interaktive, multimediale Lerneinheiten attraktiver und effizienter zu gestalten. Tutorien mit Hy­pertext-Strukturen sollten die Vorbereitung erleichtern und erlauben, komplexe Bei­spiele aus der technischen Praxis einzubeziehen. Simulationsmodule sollten es den Studierenden ermöglichen, sich in der Vorbereitung auf einen Praktikumstermin ein Bild von den Versuchsaufbauten und den Geräten zu machen.

Für die umfangreichen Grundlagenpraktika „Physik“, „elektronische Bauelemente“ und „Handhabungstechnik logistischer Systeme“ mit insgesamt 23 Mess- und Ver­suchsplätzen sollten den Studierenden mit Hilfe von multimedial aufbereitetem Grundlagenwissen eine eigenständige Vorbereitung auf ihre Praktikumsversuche ermöglicht werden. Durch kontextsensitive Übungen sollte eine Verbesserung des Verständnisses und durch anschaulich dargestellte, komplexe Beispiele praktischer technischer Anwendungen ein Motivationsschub erreicht werden. Interaktive Modu­le zu bestimmten Themen sollen einen explorativen, kreativen Umgang mit den ge­stellten Aufgaben fördern und die selbständige Durchführung der realen Expe­rimente sowie die Auswertung und Nachbereitung der realen Messungen erleichtern.

Ergebnisse Grundlagenpraktika

Die Praktikumseinheiten bestehen aus einem browserbasierten, multimedialen Vor­bereitungsteil, Gruppenarbeit im Präsenzlabor zur Durchführung der Versuche und Messungen und einem internetbasierten multimedialen Nachbereitungsteil für die Auswertung, Interpretation und Dokumentation bzw. Präsentation der Arbeit aus der Präsenzphase. Es konnten sechs Einheiten der Physikpraktika für Studierende des Maschinenbaus, der Elektrotechnik und der Informatik entwickelt werden. Davon sind 26 Lerneinheiten über die INGMEDIA-Plattform für die Nutzung im regulären Lehrbetrieb zur Verfügung gestellt worden. 10 der Lerneinheiten werden im Folgenden exemplarisch kurz vorgestellt:

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Projektziele und Ergebnisse

1. Ottomotor: Geschwindigkeit und Beschleunigung sind Themen, mit denen wir täglich konfrontiert werden. Der Versuch „Ottomotor“ soll die theore­tischen Zusammenhänge von Geschwindigkeit und Beschleunigung erklären und deren Relevanz für das ingenieurmäßige Arbeiten verdeutlichen. In dieser Einheit bereiten sich die Studierenden auf Messungen am Motorblock im Präsenzpraktikum vor, lernen den Zusammenhang zwischen den physikalischen Größen wie Ort, Geschwindigkeit und Beschleunigung zu ver­stehen und üben das numerische Differenzieren.

2. Federkonstante: Federn können durch Kräfte gedehnt oder gestaucht werden. Umgekehrt üben gedehnte oder gestauchte Federn Kräfte aus. Bei diesen auch „Spannen“ genannten Vorgänge speichern Federn Energie, die sie wieder abgeben, wenn sie sich entspannen. Hieraus ergeben sich die viele Verwendungen von Federn, beispielsweise zur Arbeitsspeicherung in Uhren oder Spielzeugen, zur Stoß- und Schwingungsdämpfung bei Autos und Ma­schinen, als Pufferfeder bei Eisenbahnwaggons oder als Rückholfeder bei Ventilen. In diesem Praktikum ermitteln die Studierenden, wie die Federkraft von der Federgeometrie und von der Dehnung abhängt. Diese Einheit ist zugeschnitten auf Studierende des ersten Semesters. Anhand der Bestimmung der Federkonstanten und ihrer Abhängigkeit von einzelnen Federparametern wie Windungszahl und Windungsdurchmesser wird geübt, wie Messreihen zu planen sind und Daten systematisch aufgenommen und ausgewertet werden.

3. Kundt´sche Staubfiguren: Diese Praktikumseinheit ist in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern des Instituts für Didaktik der Physik an der Universität Duisburg Essen entwickelt worden, um unterschiedlichen Lernergruppen im Niveau angepasste Einblicke in die faszinierende Welt der Schwingungen und Wellen zu vermitteln. Exemplarisch für andere Lerneinheiten sind hier viele interaktiv nutzbare Animationen und Simulationen zur Veranschauli­chung der Vorgänge und Zusammenhänge realisiert worden. Die Lerneinheit Kundt ist daher sehr umfangreich und angebotsorientiert aufgebaut mit Berei­chen für Basiskenntnisse, Schnelldurchgang, Vertiefung, mathematische Be­handlung, Praxisbezüge, Historisches etc. In diesem Praktikumsversuch geht es darum, Schallgeschwindigkeit in Festkörpern und Gasen zu bestimmen. Die Methode beruht darauf, einen Metallstab zu Schwingungen anzuregen. Der Stab erzeugt dann seinerseits Schwingungen in dem Gas eines Rohres. Diese sind besonders heftig, wenn die Länge des Rohres zu der Frequenz der Stabschwingung „passt“. Man spricht dann von Resonanz. In diesem Fall lässt sich ein Resonanzmuster erzeugen, das eine einfache Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in dem Gas ermöglicht.

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Projektziele und Ergebnisse

4. Fahrradfelge: Die Größe der Masse und des Massenträgheitsmoments sind zwei wichtige Kenngrößen eines jeden mechanischen Bauteils, die ein In­genieur bei Konstruktionen beinahe immer benötigt. Während die Masse eines Gegenstandes mit einer Waage im Prinzip sehr leicht messbar ist, ist das Massenträgheitsmoment deutlich schwieriger zu ermitteln. In dieser Prak­tikumseinheit wird zunächst ein Verfahren vorgestellt, mit dem man das Massenträgheitsmoment bestimmen kann. Mit Hilfe dieses Verfahrens wird anschließend im Präsenzpraktikum das Massenträgheitsmoment einer Fahr­radfelge gemessen.

5. Federschwingung: Federn aller Art begegnen uns fast täglich. In den meisten Fahrzeugen, in vielen Uhren, manche schlafen sogar auf (und in) Federn. Haben Sie sich schon mal Gedanken darüber gemacht,nach welchen Gesetz­mäßigkeiten sie funktionieren? Haben Sie eine Feder schon einmal in Schwingungen versetzt? Was konnten Sie beobachten?In diesem Praktikum haben Sie die Gelegenheit, mehr darüber zu erfahren. Die Lerneinheit ver­mittelt, angereichert mit vielen multimedialen, interaktiv nutzbaren Elementen, den Studierenden zwei Methoden zur Bestimmung von Feder­konstanten. Schallgeschwindigkeit von Metallen:Mit Hilfe vieler interaktiv nutzbarer Animationen und Simulationen lernen Studierende unterschiedliche Methoden zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit von Metallen kennen.

6. Gekoppelte Pendel: Gekoppelte Schwingungen stellen eine Vorstufe zum Verständnis der Wellen dar. In diesem Versuch wird das Schwingungsverhal­ten zweier mit einer Feder gekoppelter Schwerependel untersucht und den Kopplungsgrad bestimmt. Wasserwellen, Erdbebenwellen, Schallwellen - so unterschiedlich diese Naturphänomene sind, basieren sie doch alle auf dem­selben physikalischen Prinzip: Eine Störung breitet sich im Raum aus: Es ent­steht eine Welle. Allgemein gilt:Sind schwingungsfähige Systeme mitein­ander verknüpft, können sich die einzelnen Objekte nicht unabhängig voneinander bewegen, es kommt zu so genannten gekoppelten Schwingungen.

7. Glühlampe: Edison entwickelte die Glühlampe zur Serienreife. Seitdem ist sie aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Die Temperatur des in der Lampe befindlichen Glühfadens lässt sich nicht direkt messen. In diesem Praktikum soll deshalb die Temperatur des Glühfadens indirekt bestimmt werden. Von den Teilnehmern sollen der Zusammenhang zwischen Tempera­tur und elektrischem Widerstand und die Grundlagen einfacher elektrischer Schaltungen erarbeitet werden.

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Projektziele und Ergebnisse

8. Linsen: Optische Linsen kannte man schon in der Antike. Gewölbte Gläser und Kristallkugeln wurden zum Anzünden von Feuer benutzt. Der römische Philosoph Seneca beschrieb, wie man eine mit Wasser gefüllte Glaskugel als Lupe verwenden kann. Linsen begegnen uns im Alltag überall: Brillen, Fern­bedienungen, CD-Spieler, Ferngläser, Lupen und vieles mehr. In diesem Praktikum werden zwei Modelle genutzt, mit denen man in der Physik Licht beschreibt. Das Brechungsgesetz, eines der Grundgesetze der Strahlenoptik, soll verstanden werden.

9. Magnetische Felder: Magnetfelder spielen in der Natur und in der Technik eine wichtige Rolle. So schützt uns das natürliche Erdmagnetfeld vor der kos­mischen Teilchenstrahlung, in einem Kernfusionsexperiment werden mit Hil­fe großer Spulen starke Magnetfelder erzeugt, die heiße Plasmen ein­schließen, Magnetfelder im Schienensystem lassen den Transrapid schweben. Im Rahmen dieses Praktikumsversuchs werden mit Hilfe einer Spule, bzw. zweier Spulen in Helmholtz-Anordnung Magnetfelder erzeugt und ausge­messen.

10.Supraleitung: Legt man an einen Leiter eine elektrische Spannung, so fließt ein elektrischer Strom entsprechend seinem elektrischen Widerstand. Der Widerstand hängt nicht nur vom Material ab, sondern auch von der Tempera­tur des elektrischen Leiters. Im Extremfall kann der Widerstand bei sehr tiefen Temperaturen schlagartig auf Null sinken, der Leiter wird supraleitend. Ein äußeres Magnetfeld wird von einem Supraleiter vollständig verdrängt. Er schwebt auf dem Magnetfeld. Im Rahmen des Praktikumsversuchs wird die elektrische Leitung eines Hochtemperatur-Supraleiters im Vergleich zu einem Metall (Kupfer) untersucht. Es wird der Widerstand in Abhängigkeit von der Temperatur gemessen, die Sprungtemperatur eines Supraleiters bestimmt und seine kritische Stromstärke gemessen.

In den physikalischen Grundlagenpraktika werden multimediale Tutorien angebo­ten, die auf die Aufgaben im Präsenzpraktikum vorbereiten. Dabei werden für zu­künftige Ingenieure bedeutungsvolle Bezüge zur komplexen technischen Praxis und zur Technikgeschichte hergestellt, wie z.B. Beschleunigung und Drehmoment beim Otto-Motor. Interaktive Module ermöglichen in der Computersimulation den krea­tiven Umgang mit Versuchsaufbauten und Geräten. Die anschließende Auswertung, Interpretation oder Präsentation der Versuchsdaten wird durch Leitfäden unterstützt.

Ergebnisse - Schlüsselkompetenzen

Bezugnehmend auf die in Kap. 3.7.1 vorgestellten Implementierungsebenen wurde ein hochschulweites Angebot zum Thema Schlüsselkompetenzen konzipiert und

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Projektziele und Ergebnisse

umgesetzt. Die eigenständigen Lerneinheiten können von jeder Seite innerhalb einer Praktikumseinheit über die horizontale INGMEDIA – Toolbar aufgerufen werden (hier beschrieben, wie online angekündigt):

• Lerntipps: Auch Studieren will gelernt sein. In dieser Lerneinheit haben wir für Sie ausgewählte Lerntipps zusammengestellt, mit denen Sie das Studium effek­tiver und erfolgreicher gestalten können. Themen: Lesetechniken, Selbstrefle­xion, Aufgaben lösen, Beratung, Weiterbildung

• Mathe Vorkurs: Mathematische Grundlagen, nicht nur für das Ingenieurstudi­um. Diese Lerneinheit bietet Unterstützung bei der Aktualisierung Ihrer Schul­kenntnisse. Themen: Brüche, Potenzen, Wurzeln, quadratische Binome, Glei­chungen, Ungleichungen, Potenzfunktionen, Exponentialfunktionen, Logarithmusfunktionen, trigonometrische Funktionen, Arcusfunktionen, ma­thematischer Begriff der Funktion, Programme zur grafischen Darstellung von Funktionen.

• Software-Qualitäts-Management: Softwarequalität, ein spannendes und wichtiges Thema für alle Gestalter, Entwickler und Vermarkter von Software. Die Lerneinheit bietet neben Grundsätzlichem zum Thema Qualität auch kon­krete Praxishinweise.

• Gerätebedienung: Das Wissen um die Bedienung von Geräten ermöglicht erst deren Nutzung. Die Lerneinheiten konzentrieren sich derzeit auf den Bereich Messtechnik, im Zusammenhang mit technischen und physikalischen Labor­praktika. Themen: Messschieber, Messuhr, Funktionsgenerator, Digital­multimeter, Speicheroszilloskop, LCR – Messbrücke, Konstantstromquelle.

• Messen & Dokumentieren: Wichtige labortypische Aufgaben wie das Auf­nehmen von Messwerte und Messreihen, die Darstellung von Messwerten, die Darstellung von Diagrammen, Achsen und Ausgleichskurven werden mit Hilfe der neuen Medien interaktiv und multimedial vermittelt. Damit werden Studi­enanfänger auf erste praktische Arbeiten im Labor vorbereitet. Internetbasierte, interaktive Lerneinheiten sollen dialogbasiert das Lernen erleichtern, effizi­enter machen und die Studierenden zusätzlich motivieren. Anhand von einfa­chen Beispielen wird eine Teilnahme an Grundlagenpraktika im Grundstudium erleichtert. Die Software ermöglicht den Studierenden, mit Hilfe von vorgege­benen Versuchsdaten, online Messwerte in eine Tabelle einzutragen und aus dieser Tabelle ein Diagramm zu zeichnen. Dabei werden die für Erstsemester typischen Fehler abgefangen. Die Fehler werden kommentiert, um dann von den Studierenden selbst korrigiert zu werden. So werden das Erstellen von Tabellen und das Zeichnen von Diagrammen bereits vor dem Präsenzprak­tikum geübt. Darauf aufbauend wird für fortgeschrittenere Studierende eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Erstellen von fach- und normgerechten Dia­grammen mit Microsoft Excel angeboten. Themen: Allgemeine Methoden des Messens, die Dokumentation von Messreihen und die Analyse von Ergebnissen an den Beispielen Volumenausdehnung einer Flüssigkeit, Radioaktiver Zerfall

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Projektziele und Ergebnisse

von Radon, Freier Fall, Absorption von Licht, Dehnung eines Drahtes, Luftwi­derstand eines Motorrades

Die beschriebenen Angebote zum Thema Schlüsselqualifikationen befinden sich auf der INGMEDIA (ILIAS) Lernplattform und sind über die URL http://www.ingme­dia.fh-aachen.de erreichbar.

Leistungsmerkmale der entwickelten Lernsoftware:

• Aufarbeitung der inhaltlichen Hintergründe der Praktikumsaufgaben in Form von Hypertext, Bildern, Filmen und gegebenenfalls interaktiven Modulen,

• Bereitstellung der technischen Daten aller Elemente und Geräte des Arbeitsplatzes,

• Nachbildung der Bedienoberflächen der eingesetzten Geräte mit integrierter Be­dienungsanleitung,

• Fotografien der Messplätze, Videoclips zur realen Versuchsdurchführung, • Zur Beschäftigung mit dem jeweiligen Thema motivierende Praxisbeispiele,• Selbsttest zum Versuch,• Einsatz der Lernsoftware während der Präsenzphasen im Praktikum,• Lernmodul zum Thema „Schlüsselqualifikationen“ (s. Kap 1.3.3).

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Abbildung 4.3: Interaktive Simulation zum Trainieren labortypischer Aufgaben

Projektziele und Ergebnisse

Evaluation

Die Lerneinheiten Ottomotor, Feder und Laborkompetenzen wurden projektbeglei­tend untersucht, s. Kap. 4.5).

4.3.2 Teilprojekt 2 – Telematiklabore

Ziele des Einsatzes der Lernsoftware:

Im Teilprojekt Telematiklabore sollten für Kernfächer die technischen und didak­tischen Voraussetzungen dafür erarbeitet und umgesetzt werden, dass die Ver­messung realer Bauelemente und elektronischer oder physikalischer Vorgänge und die Aufnahme und Auswertung der Messdaten von beliebigen PC aus über das In­ternet zu beliebigen Zeiten von allen dazu autorisierten Teilnehmern und Teil­nehmerinnen ausgeführt werden können.

Das Konzept der telematisch unterstützten Praktika sieht vor, dass die Studierenden sich vorab mit Hilfe des Angebots der jeweiligen Praktikumseinheit auf der ING­MEDIA-Lernplattform via PC und Internet die für die Praktikumsaufgaben notwen­digen Vorkenntnisse erwerben. Danach folgt in einigen Fällen eine Einführungspha­se im Messlabor,wo sich die Studierenden vor Ort unter Anleitung der Tutoren mit den Messgeräten und den Messplätzen vertraut machen können und exemplarische Messungen zur Orientierung vornehmen. Danach führen sie systematische und kon­trollierte Reihenmessungen von ihrem PC aus über das Internet durch („remote ex­periments“) und erhalten so die für die Aufgaben relevanten Messdaten. Ihre persönlichen Messdaten laden sie auf ihren Client-PC herunter, werten die Daten aus und erstellen den schriftlichen Praktikumsbericht, der zur Bewertung abzugeben ist.

Dabei war eine realistische Darstellung der Benutzeroberflächen anzustreben. Die erbrachten prüfungsrelevanten Praktikumsleistungen sollten online testierbar sein. Darüber hinaus sollte die Lernsoftware die Einarbeitung in die zu lösenden Prak­tikumsaufgaben unterstützen und den Aufbau des realen Systems zeigen.

Ergebnisse

Bei den telematisch unterstützten Praktika für Elektronik und elektronische Bau­elemente wird ein Teil des Messens und Experimentierens aus dem Labor zu einem beliebigen vernetzten PC verlagert. In „remote experiments“ steuern die Stu­dierenden reale Messplätze im Labor übers Internet, nehmen ihre Daten auf und transferieren sie zur Weiterbearbeitung auf ihren PC. Die Teilnehmer können ihre Praktika auf diese Weise weitgehend orts- und zeitungebunden durchführen.

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Projektziele und Ergebnisse

Ein wesentlicher Aspekt für die Beurteilung telematisch durchgeführter Praktika ist, dass, neben der versuchsbezogenen technischen Problemlösung, der Umgang mit

einem zunächst noch unzureichend beherrschten Medium als zusätzliche Lernge­legenheit wahrgenommen wird. Die Mehrheit der Studierenden reagierte positiv auf diese Herausforderung und begrüßte vor allem die durch die Telematik angebotene größere Freiheit eines zeit- und ortsunabhängigen Lernens und der eigenen Lern­organisation. Ein anderer Teil zeigte sich den Neuerungen gegenüber eher skeptisch, da durch die Telematik jeder seine individuelle Leistung erbringen muss.

In einer ersten Variante der Telematikmessplätze wird der seit LabView 6.1 vor­handene Webserver genutzt mit einem clientseitigen LabView-Browser-Plugin genutzt. Dabei erhalten die Studierenden Zugang zu den Messplatzrechnern, nach­dem sie sich über die INGMEDIA Lernumgebung angemeldet haben. Da die Kom­munikation des LabView-Browser-Plugins direkt mit der Messplatzsoftware erfolgt, musste hierfür eine eigene Authentifizierungsschnittstelle zwischen Messplatz und INGMEDIA-Server geschaffen werden. Durch die integrierte Benutzerverwaltung

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Abbildung 4.4: Oberfläche eines LabView Telematik-Messplatzes zur Widerstandsmessung

Projektziele und Ergebnisse

der INGMEDIA-Lernumgebung wird sichergestellt, dass nur Studenten mit den nö­tigen Rechten die Telematik-Praktikumseinheit benutzen dürfen. Innerhalb dieser Einheit haben sie die Möglichkeit, das LabView-Programm zur Steuerung der Hard­ware aufzurufen. Zur Identifizierung eines Benutzers während einer Sitzung werden die eindeutige Benutzer-ID und die dynamisch für jede Sitzung generierte IP-Adresse des Benutzers herangezogen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass nur ein im INGMEDIA- System bekannter Benutzer mit entsprechenden Rechten sein persönliches Telematikpraktikum durchführen kann.

Über die Benutzer-ID werden die Messergebnisse gezielt für den Benutzer aufberei­tet und nur ihm persönlich zur Ansicht und zum Download angeboten. Die Ler­nenden arbeiten sowohl mit realitätsnahen Abbildern der Bedienfelder von Messge­räten als auch mit grafischen Bedienoberflächen für ganze Messabläufe. Zur besseren Veranschaulichung dafür, dass wirklich real gemessen und gesteuert wird und nicht etwa Simulationen verwendet werden, wurden auf den Messplatz gerich­tete Life-Webcams installiert, die sämtliche Veränderungen beim Versuchsablauf, z.B. Anzeigen an den Messgeräten, aufzeichnen und als Streaming-Video zur Verfügung stellen. Damit sieht der Benutzer, dass hinter der vom ihm bedienten LabView Oberfläche echte Geräte stehen, die er über das Internet fernsteuert.

Als zweite Variante wurde ein Telematikkonzept entwickelt, welche es Stu­dierenden ermöglicht, ohne die Installation eines Plugins, direkt über eine HTML-Oberfläche im Browser Messungen durchzuführen. Auch hier erhalten die Stu­dierenden Zugang über die INGMEDIA-Lernplattform. Ein speziell entwickeltes Authentifizierungssystem stellt sicher, dass nur angemeldete Benutzer auf die Pro­gramme zugreifen können.

Wie bei der Variante 1 ist die eigentliche Messplatzautomatisierung auf dem Tele­matikserver mit LabView realisiert. Das LabView System nimmt im Hintergrund Befehle vom Client entgegen, führt die entsprechenden Messungen durch und gibt die Messergebnisse an den Client zurück. Der Datenaustausch zwischen dem HTML-Interface und LabView wird mittels einer ASCII Textdatei realisiert. Das serverseitige LabView-Programm liest die Daten aus dieser Textdatei und bereitet sie auf. Mit dem Übertragungsprotokoll TCP/IP werden die aufbereiteten Daten an das LabView-Programm (→Hardware-Server) übermittelt, das die Daten wiederum an die Messhardware überträgt.

Durch die Trennung von Daten-Aufbereitung und Hardware-Ansteuerung konnte der Data-Server in reinem „LabView-Code“ erstellt werden und kann somit sowohl auf Linux- als auch auf Windows-Servern betrieben werden. Der Hardware-Server übernimmt die Daten und gibt diese sequenziell an die Hardware ab. Anschließend werden die Messdaten wieder an den Data-Server übermittelt, der die Daten für den

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Projektziele und Ergebnisse

PHP-Code aufbereitet und in die als Schnittstelle fungierende Textdatei schreibt. Aufgrund der geringen zu übertragenen Datenmengen ist die serverseitige Be­arbeitung einer Anfrage sehr kurz. Dadurch wird es möglich, mehrere Benutzer qua­si gleichzeitig zu bedienen und verschiedene Versuche anzusteuern.

Als Vorteile gegenüber der Lösung mit LabView Webserver und Run-Time-Engine als Browser-Plugin können genannt werden:.

• Clientlizenzen für den Betrieb des LabView Programms als Server entfallen. • Multiplexing mit Timesharing für parallele Messungen verschiedener Benutzer

ist möglich, wenn die Messvorgänge nicht zu zeitaufwändig sind. • Der Client-PC (Lerner) benötigt lediglich einen Internetbrowser.

Andererseits kann nicht auf vorgefertigte Treiber und grafische Entwickler- und Benutzeroberflächen einer professionellen Entwicklungsumgebung zurückgegriffen werden. Um LabView Anwendungen online verfügbar zu machen, muss lediglich die Messsoftware erstellt werden; das Darstellen im Internet übernimmt LabView

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Abbildung 4.5: Telematische Messung von Transistorkennlinien (ohne LabView-Plugin)

Projektziele und Ergebnisse

automatisch. Im Falle der Variante 2 muss dies programmiert werden. Der Aufwand hierfür kann trotz Modularisierung erheblich werden, wenn die Ansprüche an Quali­tät und Funktionalität der Benutzeroberfläche steigen. Im Einzelfall ist daher abzu­wägen, welche der beiden Varianten für eine bestimmte Anwendung vorzuziehen ist.

Leistungsmerkmale der entwickelten Lernsoftware:

• Darstellung des inhaltlichen Hintergrunds der Bauelemente, Messaufgaben und Experimente,

• Präsentation der technischen Datenblätter der zu untersuchenden elektronischen Bauelemente und der Spezifikationen der Geräte des Arbeitsplatzes

• Nachbildung der Benutzeroberflächen der eingesetzten Geräte mit integrierter Bedienungsanleitung,

• Nachbildung des Messplatzaufbaus• Tele-Einstellung der elektronischen Geräte, Auslesen der Messdaten• Simulation der Funktion und Verschaltung von Komponenten der schnellen

Pulselektronik• Durchführung von Pulselektronik-Experimenten per PC-Fernsteuerung• Hilfen für die Auswertung und Dokumentation der Ergebnisse nach fachlichen

Standards

4.3.3 Teilprojekt 3 – Virtuelles Technologiepraktikum Mikrofertigung

Ziele des Einsatzes der Lernsoftware:

Halbleitertechnologie und Mikrotechnik mit realem Praxistraining ("Chipsimula­tor"). Studierende machen sich mit moderner Mikrotechnikfertigung vertraut und lernen an virtuellen Maschinen mit realitätsnahen Bedienoberflächen die Optimierung der Prozessparameter.

Ziel dieses Teilprojekts war es, mit Hilfe multimedialer Techniken modernste Mi­krofertigungsprozesse an "virtuellen Fertigungsmaschinen" zu simulieren. Durch eine Gestaltung der Bedienoberflächen in enger Anlehnung an reale Fertigungsma­schinen in Verbindung mit entsprechend aufbereiteten Lernsequenzen sollten die Studierenden die Bedienung der Maschinen trainieren und die Optimierung der Pro­zessparameter erlernen, ohne dass tatsächlich ein zeitaufwendiger und Kosten ver­ursachender Fertigungsprozess durchgeführt werden muss. Das Training an virtu­ellen Maschinen dient somit der Vorbereitung auf Praktika an realen Fertigungsmaschinen in der Industrie oder speziellen Hochschulen, um diese über­haupt effizient durchführen zu können. Praktika an virtuellen Fertigungsmaschinen

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Projektziele und Ergebnisse

sollten es den Studierenden ermöglichen, die Prozessabläufe in der Mikrosystem­technik selbstbestimmt nachvollziehen zu können, ohne dass Folgekosten durch fehlerhafte Bedienung oder zu langer Aufenthalt in den Räumlichkeiten des Labors entstehen können. Als Demonstrationsprozess sollte die Herstellung eines mikro­technischen Drucksensors dienen. Der FH-Standort Zweibrücken verfügt über die zur Chipherstellung notwendigen Anlagen, daher sollte dort die Software zur Ver­mittlung von Grundlagen der Mikrosystemtechnik, zur Simulation von Arbeitsab­läufen sowie ein virtueller Rundgang durch die einzelnen Stationen des Labors entwickelt werden.

Ergebnisse

In den virtuellen Technologiepraktika machen sich fortgeschrittene Studierende der Mechatronik mit moderner Mikrofertigung vertraut und lernen an virtuellen Ma­schinen mit realitätsnahen Bedienoberflächen die Einstellung und Optimierung der Prozessparameter. Nachdem sie dieses Training erfolgreich absolviert haben, sind die Studierenden in der Lage, in einem Hochtechnologie-Reinraumlabor integrierte Drucksensoren zu fertigen.

Das Technologiepraktikum Mikrofertigung besteht aus der Kombination eines virtu­ellen Labors und eines realen Praktikums, das in einem Reinraum stattfindet. Das virtuelle Labor bzw. Technologiepraktikum setzt sich aus virtuellen Maschinen in Form von Computersimulationen und Animationen zusammen und bildet den Reinraum in seiner Gesamtheit ab.

Als Fertigungsverfahren wurde mit der Herstellung eines Silizium-Drucksensors ein Prozess gewählt, der im Vergleich zur Herstellung von z.B. Speicherchips oder Mi­kroprozessoren relativ einfach ist aber doch die wesentliche Prozessschritte für die Fertigung eines mikrotechnischen oder mikroelektronischen Bauteils enthält.

Der Herstellungsprozess gliedert sich in sechs Hauptprozesse, die wiederum aus weiteren Teilprozessen (insgesamt über 100) bestehen. Jeder einzelne Prozessschritt wird mit einer bestimmten Anlage durchgeführt und baut auf den Ergebnissen der vorherigen Schritte auf:

1. Vorbereitung der Wafer

2. Masken-Prozess 1: Erzeugen der piezoresistiven Widerstände

3. Masken-Prozess 2: Erzeugen der Membranen

4. Masken-Prozess 3: Erzeugen der Kontaktlöcher

5. Masken-Prozess 4: Erzeugen der Leiterbahnstrukturen

6. Aufbau- und Verbindungstechnik

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Projektziele und Ergebnisse

Zu Beginn jeder Anlagenumsetzung erfolgte die Erstellung eines Storyboards, in dem Prozessparameter, Geräteparameter und die zur Bedienung der Anlage notwen­digen Schritte dokumentiert wurden. Außerdem wurden Art und Umfang der zuge­hörigen Schulungsunterlagen konzipiert. Die benötigten Prozessparameter wurden während des Projekts fortlaufend im realen Laborbetrieb optimiert und kontinuier­lich in den virtuellen Maschinen angepasst.

Das Schulungsmaterial enthält Beschreibungen zur Bedienung der virtuellen Ma­schinen mit Hinweisen zu Unterschieden zu den realen Maschinen, Abbildungen der realen Anlagen, Bilder zu den virtuellen und realen Bedienoberflächen, Erläute­rungen zu allgemeinen Bedienfehlern und Hinweise zum benötigten theoretischen Hintergrund. Zum Erreichen dieser Funktionen wurde in die virtuellen Ma­schinenoberflächen eine Navigationsleiste integriert. Die jeweiligen Module können separat oder verkettet eingesetzt werden, so dass eine Teilprozesskette aus dem ge­samten Fertigungsprozess durchgeführt werden kann.

Leistungsmerkmale der entwickelten Lernsoftware:

• Lerneinheiten zu den Grundlagen der Mikrosystemtechnik• Virtueller Rundgang durch die Laborräume (Reinräume)• Virtuell nachgebildete Prozessabläufe als interaktive und animierte Lernmodule

mit persistenter Datenhaltung, d.h. ab dem zweiten Prozessschritt wird mit den gespeicherten Parametern des vorhergehenden Prozesses weiter gearbeitet

• Realitätsnahe Nachbildung von in den ausgewählten Prozessschritten verwendeten Geräten, Bedienoberflächen und Software. Im Unterschied zum realen Praktikum, kann in den virtuellen Modulen eine kontextbezogene Hilfe­stellung bei Problemen und Fehlbedienungen aktiviert werden

• Anpassung der Software an die individuelle Lerngeschwindigkeit des Lerners, Möglichkeiten zur Selbstkontrolle und zur Überprüfung des Wissensstandes

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Projektziele und Ergebnisse

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Abbildung 4.6: Simulation eines Hochtemperaturofens

Abbildung 4.7: Hochtemperaturofen im Reinraum

Projektziele und Ergebnisse

4.3.4 Teilprojekt 4 – Didaktik und Evaluation

Didaktische Zielsetzung

Didaktisches Ziel für die Multimedia-Lernsoftware war es, einen Mehrwert für die beteiligten Lehrenden und Lernenden im Umfeld des Laborpraktikums zu schaffen. Den Lernenden sollte die aktive Aneignung von deklarativem und prozeduralem Wissen und der Erwerb von Zusammenhangsverständnis (kontextuelles Wissen), Transfer- und Kommunikationsfähigkeit sowie von kreativem Problemlösungsver­halten erleichtert werden. Es sollte eine aktivierende und lernförderliche Umgebung geschaffen werden, die unterschiedliche Lerntypen berücksichtigt.

Vorgehensweise

Didaktisch wurde das Projekt weitgehend gemäß dem in Kap. 3 vorgestellten didak­tischen Design konzipiert. Darüber hinaus sind in die Konzeptentwicklung empi­rische Untersuchungen eingeflossen, die in Rahmen des INGMEDIA-Projekts durchgeführt wurden. Professoren sind zu Lernzielen und Durchführung der be­stehenden Präsenzveranstaltungen befragt worden. Zu Interessenlage und Lernpro­blemen der Studierenden wurden systematische Interviews durchgeführt. Anhand von Praktikumsunterlagen, Hospitationen und Befragungen wurden die Bestandteile und der Ablauf von ingenieurwissenschaftlichen Praktika analysiert und grund­legende Begriffe definiert als strukturelle Basis für die Umsetzung in multimediale Lernsoftware als „Praktikumseinheit“ (PE) mit den Elementen Organisation, Vorbe­reitung, Durchführung und Nachbereitung.

In den Teilprojekten wurde jeweils untersucht, ob der Einsatz von Multimedia

• Auswirkungen auf die Motivation der Studierenden hat, sich mit dem im Prak­tikum angebotenen Thema auseinander zu setzen,

• die Qualität der Vorbereitung verändert,• im Praktikum zum Gelingen der Veranstaltung beitragen kann,• Einfluss auf die Qualität der von den Studierenden anzufertigenden Protokolle

(Messprotokoll, Auswertung) haben kann.

Einer Gruppe mit ca. 150 Studierenden bereitete sich mit den neuen medialen Angeboten auf zwei Praktika vor, einer etwa gleich großen Vergleichsgruppe dagegen wurden die bisherigen Vorbereitungsunterlagen in gedruckter Form zur Verfügung gestellt. Untersucht wurde per Fragebögen, die anonym ausgefüllt wurden, deren Rückgabe aber obligatorisch war (s. ausführlichere Darstellung in Kap. 4.5).

139

Projektziele und Ergebnisse

Die Praktikumseinheiten „Widerstände“ und „Kondensatoren“ wurden im Elektronikpflichtpraktikum von Studierenden der Elektrotechnik als Telematikmo­dule absolviert. Alle ca. 80 Teilnehmer des Praktikums hatten darüber hinaus die Einheiten Magnetwerkstoffe und Halbleiterdioden in herkömmlicher Weise als Präsenzmodule zu bearbeiten. Lernerfolg und Motivation wurden vergleichend un­tersucht. Methodisch wurden für diese Untersuchung Fragebögen, Interviews mit studentischen Teilnehmern und ein Workshop zur Bewertung durch die Praktikums­betreuer eingesetzt. Die neuen Medien haben sich nach den ersten Eindrücken des Evaluationsteams insgesamt positiv auf die Motivation, die fachlichen Ergebnisse und die Selbständigkeit beim Arbeiten ausgewirkt. Letztere wurde aus studentischer Sicht jedoch nicht nur positiv bewertet. Während insgesamt begrüßt wurde, dass das Praktikum telematisch zu beliebiger Zeit durchgeführt werden konnte, zeigte sich eine Unzufriedenheit bezüglich der Tatsache, das die Versuche nun von jedem aktiv durchzuführen waren. In den Präsenzveranstaltungen ist es eher üblich, dass ein oder zwei aktive Studierende die restliche Gruppe „mitziehen“. Es wurden auch Schwierigkeiten bemängelt (Server-Probleme, fehlerhafte Anzeigen) sowie zu wenig Betreuung bzw. Nachfragemöglichkeiten.

Die Praktikumseinheit „Integrierter Drucksensor“ im Studiengang Mechatronik wurde erstmals mit obligatorischer Vorbereitung durch die im INGMEDIA-Projekt entwickelten Simulationsmodule Oxidationsofen, Mask Aligner, FTP und Sputter Coater mit einer mittelgroßen Gruppe von Studierenden von der FH Aachen getes­tet. Beim anschließenden Präsenzpraktikum im Reinraum der FH Zweibrücken konnte eine Zunahme an prozessrelevantem Wissen und Bedienfertigkeiten festge­stellt werden. Die formative Evaluation umfasste schriftliche Befragungen und In­terviews der Studierenden und Betreuer sowie Beobachtungen und Video-Doku­mentationen während des Simulationspraktikums in Aachen und beim realen Reinraumpraktikum in Zweibrücken. Ferner wurde bei einem Studenten der Nutzungsprozess der Simulationssoftware mit Hilfe des Verfahrens „stimulated re­call“ (lautes Denken, Videoanalyse) analysiert.

4.3.5 Teilprojekt 5 – Software-Qualitätsmanagement

Technische Zielsetzung

Mit dem World Wide Web (WWW) und den für diesen Dienst zum großen Teil frei erhältlichen Softwaremodulen steht eine Plattform zur Verfügung, die zunehmend im Bereich der Lernsoftware eingesetzt wird. Das WWW ermöglicht synchrone und asynchrone Formen der Wissensvermittlung und Kommunikation. Mit der Verwendung von Datenbanken in Verbindung mit einer Programmiersprache (z.B.

140

Projektziele und Ergebnisse

die frei erhältliche Kombination MySQL/PHP) können Angebote entwickelt werden, die dem Benutzer individuelle Möglichkeiten zu Bearbeitung von Wissens­gebieten geben.

Aufgabe des Teilprojekts war es zunächst, auf der Basis des WWW eine technische Infrastruktur zur standortübergreifenden Nutzung zu schaffen und anschließend, ebenfalls vornehmlich webbasiert, die vorgesehenen Multimedien zu konzipieren und umzusetzen. Ein wichtiger Meilenstein war hier die die Integration der Um­setzungen in den Normalbetrieb der Hochschulen im September 2002. Für die technische Konzeption und Umsetzung wurden folgende Auflagen definiert:

• Die Nutzung der im Rahmen des Projekts erstellten Angebote sollte vollständig über Standardsoftware (Internet-Browser und Standard-Plugins) möglich sein, ohne dass die Benutzer zusätzliche kostenpflichtige Software erwerben müssen.

• Zur Darstellung sowie zum Austausch von Daten (über Schnittstellen) sind durchgängig moderne und zukunftsweisende Standards einzuhalten.

• Daten für Design und Funktionalität sollten skalierbar und getrennt vom Inhalt gehalten werden, um die Software für andere oder erweiterte Inhalte (z.B. neue Praktikumsmessplätze, andere Fächer, berufliche Bildung etc.) einsetzen zu können.

• Um unnötige Entwicklungsarbeit zu sparen sollte bei der Umsetzung der Angebote soweit wie möglich auf existierende Software gesetzt werden, auf­grund der begrenzten Mittel besonders auf Open Source Produkte.

• Es muss auch Anwendern ohne spezielle EDV-Kenntnisse möglich sein, den Lernenden neue Inhalte zur Verfügung zu stellen, bzw. existierende Lerneinhei­ten zu überarbeiten.

Die aufgeführten Punkte spielen im Wesentlichen auf die Nachhaltigkeit der Projek­tergebnisse an. Erfahrungsgemäß „sterben“ proprietäre Systeme unmittelbar nach Projektende, da die zu ihrer Erhaltung notwendigen Mitarbeiter fehlen und die Be­dienung und Weiterpflege durch „Nichteingeweihte“ oftmals nur mit erheblichen Investitionen möglich wäre. Bewährte und standardgebundene Konzepte und Soft­ware schaffen eher den Sprung in eine Verwertbarkeit außerhalb des Projekts und über das Projektende hinaus. Als eine der vornehmlichen Aufgaben des Teilprojekts 5 wurde daher die Auswahl und gegebenenfalls Anpassung von Werkzeugen gese­hen, die derartige Standards bereits erfüllen – etwa ein auf HTML basierendes Redaktionssystems für Lerneinheiten, das Autoren ermöglicht, auch ohne spezielle Computerkenntnisse Inhalte selbst zu produzieren und zu veröffentlichen.

Voraussetzung für die Abbildung der Ingenieurpraktika in eine Online-Lernumge­bung ist die Installation einer leistungsfähigen Lernplattform, um die ganze Band­breite der Lerninhalte von Ingenieurpraktika mit Praktikumsvorbereitung, -durch­führung und -nachbereitung über das Internet zu verteilen und zu nutzen. Anhand

141

Projektziele und Ergebnisse

des didaktischen und inhaltlichen Konzepts und der daraus folgenden An­forderungen war eine geeignete Plattform zu finden und/oder zu entwickeln. Die von der Lernplattform bereitgestellte Oberfläche sollte in einem gewöhnlichen Browser darstellbar sein und als einzige Schnittstelle dienen. Die Lernplattform sollte grundlegende Funktionalitäten wie: Benutzeradministration, Autorensystem und Kommunikationsmöglichkeiten bieten. Dabei bestand prinzipiell die Wahl zwi­schen drei Möglichkeiten: Kauf eines kommerziellen Produkts, Entwicklung einer eigenen Lernplattform oder Auswahl und Anpassung eines Open- Source-Projektes.

Ergebnisse

Da die Eigenentwicklung einer Lernplattform aus Zeit- und Effizienzgründen nicht in Frage kam, wurde nach kommerziellen und Open-Source Lösungen recherchiert. Aus Kostengründen, und auch aufgrund der Erweiterbarkeit im Hinblick auf die projektspezifischen didaktischen und inhaltlichen Anforderungen wurde einer Open-Source Plattform der Vorzug gegeben.

Die Entscheidung fiel auf die Open-Source Lernplattform ILIAS. ILIAS basiert technisch auf einem LAMP-System (Linux, Apache, MySQL, PHP) und zeigt sich im Regelbetrieb als ausgesprochen stabil. Es besitzt ein differenziertes Benutzer- und Rechtemanagement und bietet neben interner E-Mail Kommunikation zusätz­lich die Möglichkeit, Foren zu beliebigen Themen einzurichten. Auch technisch weniger versierten Autoren gelingt es nach vertretbarer Einarbeitungszeit, Ler­neinheiten, Selbsttests, Foren etc. zu erstellen und zu veröffentlichen. Es stellte sich zudem heraus, dass die meisten, für INGMEDIA konzipierten, didaktischen An­forderungen von den ILIAS gebotenen Funktionen bereits erfüllt wurden. In Koope­ration mit dem ILIAS-Entwicklerteam der Universität Köln wurden spezielle zusätz­liche Funktionalitäten und Änderungen in der Benutzerführung programmiert und in das System integriert. Nach einer ersten Entwicklungsphase wurde ein erstes stabi­les System auf der Basis von ILIAS 1.6 zur Nutzung durch alle Partner im Verbund­projekt und zur öffentlichen Nutzung im Lehrbetrieb freigeschaltet.

Für die benutzerfreundliche Verwendung von Videos in den Lerneinheiten wurde ein Videoserver installiert, welcher ein Betrachten schon während des Download-Vorgangs ermöglicht (Streaming Video). Diese Technik ist unerlässlich, da ein Großteil der Studenten nur über ISDN oder Modem auf unser System zugreift und ohne dieses Feature Download-Zeiten von mehreren Minuten in Kauf genommen werden müssten.

Das Angebot von telematisch unterstützten Praktikumseinheiten erforderte die Schaffung einer eigenen Schnittstelle des INGMEDIA-Webservers zu den einzelnen Telematikrechnern, welche die Versuche ansteuern. Damit ist es nun möglich, die

142

Projektziele und Ergebnisse

Benutzerverwaltung der INGMEDIA/ILIAS Plattform für den gesicherten Zugriff auf die Telematikrechner zu verwenden, d. h. nur im System angemeldete Benutzer dürfen die Telematikfunktion verwenden.

Auf der technischen Grundlage dieses System wurden zwei weitere Oberflä­chendesigns (FH Aachen 1 und 2) gestaltet, die alle auf dieselbe Datenbasis zu­greifen und parallel betrieben werden können. Seit Beginn des Wintersemesters 2002/2003 wird die INGMEDIA-Lernumgebung von Studenten im Rahmen ihrer regulären Lehrveranstaltungen genutzt. Dabei greifen zurzeit mehr als tausend ange­meldete Benutzer auf über zwanzig Lerneinheiten zu.

Darüber hinaus wurden Konzepte und Umsetzungen für Teillösungen entwickelt, beispielsweise zur Einbindung von Animationen, Sprache und Tonsignalen eben­falls im Streaming Verfahren, sowie eine Autorenschnittstelle. Als Werkzeuge kamen im Wesentlichen verschiedene Web-Entwicklungsumgebungen (Html-, XML, Java) sowie Grafikbearbeitungssoftware zum Einsatz.

4.3.6 Teilprojekt 6 – Projektkoordinierung, Öffentlichkeitsarbeit

Der Umfang des Projekts mit fünf Verbundpartnern und 30 aktiven Projektbeteilig­ten erforderte die Steuerung und Koordinierung des Projektablaufs. Insbesondere waren Controlling-Mechanismus zu etablieren für die Bearbeitung der einzelnen Aufgabenpakete, deren Schnittstellen untereinander, ihre zeitliche Abfolge und die Beachtung der kritischen Pfade und Meilensteine. Mit den zuständigen Bereichen der Hochschuladministrationen mussten Koordinierungsinformationen zur Budge­tierung und Verwaltung der Projektressourcen ausgetauscht werden. Neben einer kontinuierlichen internen Kommunikation und Dokumentation waren in diesem Teilprojekt die Berichte für den Projektträger zusammenzufassen und die Präsenz auf Tagungen, Messen und anderen Veranstaltungen anzuregen und vorzubereiten. Dazu kommt die administrative Unterstützung der Projektbeteiligten. Über die zu­ständigen Technologie- und Wissenstransferstellen und die Presse- und Öffentlich­keitsarbeit der Hochschulen wurden Kontakte geschaffen und gepflegt, um die Pro­jektaktivitäten auch extern bekannt zu machen und die spätere Verbreitung und Vermarktung der Softwareprodukte vorzubereiten. Während der Projektlaufzeit von INGMEDIA wurden Pressemitteilungen herausgegeben, die zu Artikeln in regiona­len Tageszeitungen und in Fachzeitschriften geführt haben. Die im Projekt entwi­ckelten Produkte wurden auf mehreren Messen und Ausstellungen vorgestellt. Eine weitere Aufgabe in Teilprojekt 6 war es, die Integration der Projektergebnisse in den Lehrbetrieb projektexterner Hochschulen und anderer Bildungseinrichtungen anzuregen und zu vermitteln.

143

Projektziele und Ergebnisse

Projekthomepage & Corporate Design

Unter der URL www.ingmedia.de wurde eine Web-Präsenz zum Projekt INGME­DIA realisiert, die der Öffentlichkeit Idee, Ziele und Ergebnisse des Projekts be­kannt macht. Die Site hat nicht nur informativen Charakter indem sie über Hin­tergrund, Ziele, Leistungen und Verbundpartner des Projekts informiert. Auf dieser Seite werden auch Beispiele und Touren zur INGMEDIA Lernsoftware vorgestellt und es wird auf einen Gastzugang zur Lernplattform verlinkt. Zur Strukturierung und Intensivierung des Austausches mit den Verbundpartnern wurde die Projekt­homepage um einen geschützten internen Bereich ergänzt, der als Informations- und Projektdrehscheibe genutzt wurde.

Verschiedene Logoentwürfe wurden erstellt, im Verbundprojekt präsentiert und diskutiert. Ende Dezember 2001 wurde der stilisierte Drehregler als Logo einge­führt. Es steht für die Mess- und Regeltätigkeiten im Laborpraktikum und weist auf die Selbsteuerungsmöglichkeiten bei der INGMEDIA Software und den telematisch unterstützten Praktika hin.

Zum Projektabschluss wurden Design und Farbgebung der INGMEDIA-Lernumge­bung der„Corporate Identity“ der Fachhochschule Aachen angepasst. Durch die Verwendung von Stylesheets und einen professionelle Template Mechanismus der zugrunde liegenden ILIAS Lernplattform war dies mit minimalem Aufwand möglich.. Die Plattform mit umgestaltetem Aussehen steht mit einem Link auf der Index-Seite der Fachhochschule Aachen auf oberster Ebene als „eFacH“ allen Inter­essierten zur Verfügung. Von dort gelangt man ebenfalls zu den Dienstleistungs­angeboten des IMwork-Teams der Arbeitsgemeinschaft eLearning, einer Gruppe von ehemaligen Mitgliedern des INGEDIA Teams.

4.4 Die INGMEDIA Lernumgebung

4.4.1 Konzeptionelle Herangehensweise

Bereits zu Projektbeginn wurden die geplanten medialen Angebote nicht als An­sammlung von mehr oder weniger autonomer Einzellösungen betrachtet. Vielmehr sollten die Angebote über eine gemeinsame Online-Plattform verfügbar gemacht werden. Abgeleitet aus dem didaktischen Design wurden folgende Kriterien für die Auswahl der Plattform aufgestellt:

1. Benutzer- und Gruppenverwaltung: es sollte möglich sein, nur bestimmten Benutzern bzw. Gruppen Zugriff auf bestimmte Inhalte zu geben.

2. Administratoren und Autorenebenen: Autoren sollten in der Lage sein, Benutzer und Benutzergruppen zu erstellen und zu bearbeiten. Administrato­

144

Die INGMEDIA Lernumgebung

ren sollten Autoren dazu autorisieren können und vollständigen Zugriff auf alle internen Einstellungen haben. Administratoren haben somit ebenfalls Autorenrechte

3. Inhaltserstellung und -bearbeitung: Autoren sollten Lerneinheiten erstellen, bearbeiten und löschen können.

4. Personalisierbarkeit: Über ein User-Session-Management sollte sich ein Benutzer am System anmelden können, von diesem „erkannt“ werden und zu­nächst zu einem persönlichen Startbereich gelangen. Erwartete Features: Anzeige bestimmter abonnierter Lerneinheiten, Persönliche Daten, Annota­tionen (Notizen des Benutzers zu bestimmten Inhalten).

5. Kommunikationswerkzeuge: Benutzern sollte es möglich sein, mit anderen Lernenden und mit Lehrenden über die Plattform zu kommunizieren (E-Mail, Foren, Chat).

6. Anpassbarkeit: Es sollte möglich sein, Erscheinungsbild und Funktionalitäten an eigene Vorstellungen anzupassen.

Didaktisches Design auf der Ebene der Didaktik und Sichtung möglicher Lernplatt­formen auf der technischen Seite liefen in der Startphase parallel mit regelmäßiger Absprache. Zunächst wurde auf didaktischer Seite ein Navigationskonzept entwi­

ckelt, das unterschiedlichen Lerntypen bzw. unterschiedlichem Vorwissen gerecht werden sollte und daher sowohl exploratives als auch mehr lineares, geführtes Ler­nen ermöglichen sollte. Daraufhin entstanden die ersten Scribbles für die Benutzer­oberfläche (Abb. 4.8).

145

Abbildung 4.8: Scribbles zur Lernplattform (Buttons, Menüstruktur, Layout)

Die INGMEDIA Lernumgebung

Die Scribbles boten wiederum die Grundlage für ein tabellarisches Storyboard, wel­ches die geplanten Strukturen, Formate und Funktionalitäten beschrieb (Abb. 4.9).

Es stellte sich jedoch heraus, dass das Lesen des Storyboards anstrengend war und zu Missverständnissen führte. Daher wurde das Storyboard durch einen HTML Pro­totypen ersetzt.

Mit diesem Prototypen war es dem Teilprojekt „Technik“ nun möglich, eine Ent­scheidung für eine Lernplattform zu treffen. Die Wahl fiel auf ILIAS. Um Überein­stimmung mit dem Layout und der Funktionsweise des Prototypen herzustellen, wurde ILIAS optisch und funktional angepasst. Es wurden folgende Erweiterungen entwickelt:

146

Abbildung 4.10: ILIAS Lernplattform im INGMEDIA Design

Abbildung 4.9: Storyboard zu Funktionen und Inhalten der Lernplattform

Die INGMEDIA Lernumgebung

1. Toolbar: Zusätzliche Schaltflächen „Kompetenzen“ zum direkten Aufruf der Angebote zu den fachübergreifenden Kompetenzen von jeder Seite der Lern­plattform, zusätzliches Angebot „Entspannungsübungen“ gegen Verkramp­fungen durch zu langes Sitzen am PC.

2. Pfadbar (Breadcrumb): Horizontale Leiste unterhalb der Toolbar, auf der der aktuell gewählte Knoten innerhalb der Struktur der Lerneinheit abgebildet wird.

3. Linksseitiges, vertikales Menü mit Logo der Lerneinheit, „Nach oben“-Schaltfläche, Anzeige aller aktuell untergeordneten Kapitel sowie die zusätzlichen Funktionen „Inhaltsverzeichnis“, „Glossar“ und „Notizen“.

4.4.2 Ebenen und Navigationsstruktur

Login und persönlicher Schreibtisch

Auf der obersten Ebene der INGMEDIA Lernplattform befindet sich zunächst der Login-Bereich. Registrierte Benutzer können sich hier im INGMEDIA System an­

147

Abbildung 4.11: Optisch und funktional an INGMEDIA angepasste ILIAS Lernplattform

Die INGMEDIA Lernumgebung

melden, nicht registrierte Benutzer können eine Tour durch das Angebot machen, bzw. sich als neuer Benutzer registrieren lassen.

Registrierte Benutzer gelangen nach Anmeldung zu ihrem "Persönlichen Schreibtisch". Der persönliche Schreibtisch ist die Schaltzentrale des Benutzers. Hier erfährt er alles Wesentliche rund ums Praktikum, z.B. welche Praktika wann angeboten werden. Aus dem Gesamtangebot aller Praktika können Praktika abonniert werden. Auf diese Weise erhält der Benutzer eine persönliche Liste der für ihn relevanten Praktika, die ihm nach jedem Einloggen automatisch zur Verfügung steht. Unter anderem können Lerneinheiten für bestimmte Praktika abonniert und auf­gerufen werden. Besitzt ein Benutzer Autoren- oder Administratorrechte, stehen ihm zusätzliche administrative Funktionen zur Verfügung.

Toolbar

Die INGMEDIA Toolbar steht dem Benutzer der INGMEDIA Lernplattform im Kopfbereich aller Seiten zur Verfügung. Sie enthält administrative und auf die aktu­elle Lerneinheit bezogene Funktionen sowie Schaltflächen zum Aufrufen von Kom­munikationswerkzeugen.

Toolbar der INGMEDIA Lernplattform

Persönlicher Schreibtisch

Startseite und persönliche Schaltzentrale, von der aus man auf die verfügba­ren Angebote zugreift. Der Schreibtisch zeigt persönliche Informationen an, z.B. die abonnierten Lerneinheiten.

Kompetenzen

Anregungen zu fach- und praktikumsübergreifenden Fragestellungen, die oft auch als Schlüsselqualifikationen bezeichnet werden. Themen: Gerätebe­dienung, Laborkompetenzen, Lerntipps, Software Qualitätsmanagement, Ma­thematik Vorkurs.

Suchen

Suchen nach bestimmten Inhalten in Lerneinheiten oder nach Personen im Sys­

148

Abbildung 4.12: Login der Lernplattform

Abbildung 4.13: Toolbar der Lernplattform

Die INGMEDIA Lernumgebung

Toolbar der INGMEDIA Lernplattform

tem

Bookmarks

Persönliche Hyperlinks, zu Seiten in Lerneinheiten können hier angelegt werden. Die erstellten Links werden Ihnen in einer Liste dargestellt.

Foren

Fragen zu Lerninhalten oder zum Umgang mit der Lernumgebung können in verschiedenen Diskussionsforen behandelt werden.

Mail

Austausch von Informationen zwischen anderen Lernenden oder einem Tutor bzw. Praktikumsleiter. Nachrichtenverwaltung mit entsprechenden Postfä­chern (Eingang, Ausgang, Gesendet etc.)

Feedback

Direktkontakt zum Systemverwalter, Praktikumsleiter, Tutor

Drucken

Ausdruck der aktuellen Seite oder spezieller Seiten einer Lerneinheit. Es können auch ganze Lerneinheiten ausgedruckt werden.

Hilfe

Hilfe zur Benutzung der Lernplattform

Tabelle 32: Toolbar-Funktionen der INGMEDIA Lernplattform

Administration der Lernplattform

Die Benutzer der Lernplattform werden in Benutzergruppen aufgeteilt, z.B. Stu­dentengruppen je nach Studiengang oder Lehrveranstaltungen, Autoren und Do­zenten, Administrator usw. Beim Login wird der Benutzer automatisch anhand sei­ner Zugangsdaten einer Benutzergruppe zugeordnet. Die Steuerung der Zugangsberechtigungen aller Benutzer erfolgt in verschiedenen Benutzergruppen, mit denen festgelegt wird, auf welche Menüs und Funktionen in der Lernumgebung der einzelne Benutzer zugreifen darf. So wird je nach Berechtigung des Benutzers die „Toolbar“ (Kopfleiste) der Lernplattform entsprechend dargestellt. Zusätzliche Schaltflächen für Autoren und den Administrator werden rot umfasst (s. Abb. 4.14).

Die Lernplattform bietet dem Autor die Möglichkeit, Lerninhalte mit dem Online-Autorensystem der Lernplattform zu erstellen. Ein Benutzer mit Autorenrechten hat Zugriff auf das Menü Autorenbereich um eine Praktikumseinheit online erstellen oder um eine vorhandene Praktikumseinheit zu editieren. Der Autor hat allerdings

149

Die INGMEDIA Lernumgebung

nicht die Berechtigung, eine Praktikumseinheit zu importieren oder zu exportieren. Dieses Recht besitzt nur die Benutzergruppe „Administrator“. Die Benutzergruppe „Administrator“ darf auf alle Menüs und Funktionen der Lernplattform zuzugreifen, so auch auf Im- und Exportfunktionen für die Lerneinheiten. Der Administrator verwaltet Lerneinheiten und Benutzergruppen und hat Zugang zu allen Grund- bzw. Systemeinstellungen.

Inhaltsbereich

Der Inhaltsbereich ist der Bereich, indem die Inhalte einer Lerneinheit dargestellt werden. Er befindet sich unterhalb des Standortpfades und rechts von der Menüleiste. Navigationsschaltflächen am oberen und unteren Rand des Inhaltsbereichs erlauben ein serielles Navigieren durch die im Menübereich angezeigten Inhalte der Lerneinheit. In der Kopfzeile erscheint kann optional der Autor angezeigt werden.

Standortpfad

Der Standortpfad (s. Kap. 3.7.3 Orientierung in Hypertexten) zeigt die Tiefe der Ebene an, auf der der Benutzer sich gerade befindet. Der Pfad besteht aus einer Rei­

150

Abbildung 4.15: Autor und serielles „Blättern“

Abbildung 4.14: INGMEDIA - Administration der ILIAS Lernplattform

Die INGMEDIA Lernumgebung

he klickbarer Knoten, die, von rechts nach links gelesen, jeweils den nächsthöheren Knoten anzeigen.

Damit kann sich der Benutzer in der Hierarchie einer Lerneinheit nach oben be­wegen. Standortpfade arbeiten immer mit einem Menü zusammen, das die nach un­ten abzweigenden Knoten (Menüpunkte) des aktuell ausgewählten Knotens zeigt. Über das Menü kann somit in der Hierarchie nach unten verzweigt werden. Das Verzweigen nach unten aktualisiert den Standortpfad entsprechend.

Menübereich

Nachdem eine Lerneinheit angewählt wurde, gelangt der Benutzer auf die dort zuletzt von ihm besuchte Seite (falls es eine solche gibt). Auf der linken Seite erscheint das in Abb. 4.17 gezeigte Menü zum Auswählen von Kapiteln und Funktionen, die sich auf die ausgewählte Lerneinheit beziehen..

Logo: Im oberen Bereich wurde Platz für ein Logo vorgesehen. Das Logo bezieht sich auf die jeweilige Ler­neinheit und gibt dem Benutzer auf allen Seiten ein visu­elles Feedback über das in der Lerneinheit behandelte Sachgebiet.

Nach oben: Unter dem Logo befindet sich die „Nach-Oben“ Schaltfläche (Kreis mit Pfeil nach oben), mit der man in der Hierarchie der Lerneinheit eine Ebene nach oben gelangt. Alternativ dazu kann auch der Standortpfad hierfür genutzt werden (s. o.).

Kapitel, Unterkapitel: Darunter befindet sich das Menü, in dem die Kapitel, bzw. Unterkapitel etc. der Lerneinheit aufgeführt sind. Studierende, die mit dem jeweiligen The­ma nicht oder nur wenig vertraut sind, können die einzel­nen Kapitel von „Praxisbeispiele“ bis „Versuchsablauf“ nacheinander durcharbeiten, Fortgeschrittene können aus dem Angebot gezielt wählen, z.B. sofort einen Selbsttest machen.

Test: Bei Auswahl des Menüpunktes „Test“ gelangt man zunächst zur Testübersicht. Hier können verschiedene Testaufgaben ausgewählt oder Testaufgaben ausgewertet

151

Abbildung 4.16: Standortpfad der Lernplattform

Abbildung 4.17: Menübe­reich der Lernplattform

Die INGMEDIA Lernumgebung

werden. Ein Test kann jederzeit unterbrochen und später wieder fortgesetzt werden. Neben der Auswertung am Ende eines Testdurchlaufs gibt es noch eine gesonderte Auswertung, in der die Ergebnisse aller bearbeiteten Testaufgaben tabellarisch auf­gelistet werden. Hierbei werden alle Aufgaben berücksichtigt, die zu aktuelle Ler­neinheit bearbeitet wurden.

Kontext: Aus dem Kontext der jeweiligen Lerneinheit heraus stehen den Stu­dierenden die in gezeigten Dienste zur Verfügung. D.h. beim Aufruf des Glossars beispielsweise werden nur die Begriffe aufgelistet, die im Kontext des aktuell aus­gewählten Praktikums relevant sind. Zur aktuell ausgewählten Seite können Notizen (Annotationen) eingegeben und verwaltet werden.

152

Multimedia versus Skript – Eine Begleituntersuchung

4.5 Multimedia versus Skript – Eine Begleituntersuchung

4.5.1 Untersuchungsbeschreibung

Unmittelbar nach der Realisierung der ersten drei Online-Angebote im Bereich Grundlagenpraktika wurde die folgenden Frage untersucht:

Fragestellung: Inwieweit können bereits die Online-Varianten der zuvor als Skript herausgegebenen Vorbereitungsmaterialien positive Lerneffekte hervorrufen?

An der FH Aachen wurden zwar in den vergangenen Jahren bereits Untersuchungen zur Eignung der Vorbereitungsunterlagen und zur Qualität der Vorbereitung auf Praktika durchgeführt. Da diese sich nicht konkret genug auf die o.a. Fragestellung beziehen und die zeitliche Distanz Rückschlüsse erschwert, wurde eine zeitgleiche Untersuchung mit zwei Vergleichsgruppen vorgesehen.

• Die Erstsemester der Fachbereiche FB 6 (160 Studierende) und FB 8 (123 Stu­dierende), erhalten in den Grundlagen der Physik ein übereinstimmendes Stoff­angebot.

• Die Versuche Feder und Ottomotor werden mit jeweils identischer Aufgaben­stellung und Durchführung in beiden Fachbereichen angeboten.

• Während die Studierenden des FB 6 sich mit Skripten vorbereiten, benutzen die Studierenden des FB 8 die medialen Angebote zur Vorbereitung auf die Prak­tika.

• Text- und Bildmaterial der Scripte für FB 6 wurden so aufbereitet, dass sie formell und inhaltlich exakt die Informationen liefern, die die Studierenden des FB 8, neben den erwähnten Funktionalitäten, über die Lernplattform erhalten.

• Es wird darauf geachtet, dass die Studierenden des Fachbereichs 6 von der Existenz der Lernplattform nichts erfahren (es gibt erfahrungsgemäß in den ersten Semesterwochen kaum Querkommunikation).

153

Abbildung 4.18: Untersuchungsdesign der INGMEDIA Begleituntersuchung

Multimedia versus Skript – Eine Begleituntersuchung

4.5.2 Untersuchungsgegenstand

Untersuchungsgegenstand waren die in die Lernplattform eingestellten Lerneinhei­ten Ottomotor und Feder sowie das Angebot zum Thema Laborkompetenz. Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht, über die quantitative Ausstattung der Ler­neinheiten.

Typ Laborkompetenz Feder Ottomotor

Text (Umfang) ca. 14 DIN A-4 Seiten zu

Messwerten

Messreihen

Diagrammen

Achsenbeschrif­tungen

(Doppelt-) logarith­mische Auftragung

ca. 16 DIN A-4 Sei­ten zu

4 Praxisbeispiele

Historisches

Selbsttest

Grundlagen

Versuchsaufbau

Versuchsablauf

Kontextinforma­tionen

ca. 22 DIN A-4 Seiten zu

8 Praxisbeispiele

Historisches

Selbsttest

Grundlagen

Versuchsaufbau

Versuchsablauf

Kontextinforma­tionen

Betextete Fotos, Grafiken

24 14 12

Betextete Videos, Animationen

- 4 3

Interaktive Lern­module, Applets

2 2 2

Übungen 4 - 2

Beispiele 2 - 1

Selbsttest - 4 Aufgaben 13 Aufgaben

Tabelle 33: Multimedia vs. Skript - Untersuchte Lerneinheiten

Praktikumseinheit Ottomotor

Der Versuch „Ottomotor“soll die theoretischen Zusammenhänge von Geschwindig­keit und Beschleunigung erklären und deren Relevanz für das ingenieurmäßige Arbeiten verdeutlichen. Neben den Historischen Informationen, Kuriositäten werden Grundlagen zu den Themen Geschwindigkeit, Beschleunigung und Drehbe­wegung sowie ein Multiple Choice Selbsttest angeboten (11 Fragen).

154

Multimedia versus Skript – Eine Begleituntersuchung

Für die Versuchsdurchführung soll angenommen werden, dass die Kurbelwelle eine konstante Drehzahl von 1667 min-1 hat.

1. Die Teilnehmer messen und zeichnen für einen sinnvollen Zeitraum die Weg-Zeit-Diagramme für eine Kolbenfläche.

2. Sie errechnen und zeichnen aus Ihren Messdaten für einen sinnvollen Zeitraum die Geschwindig­keit-Zeit-Diagramme für den Kolben.

3. Sie errechnen und zeichnen aus Ihren Messdaten für einen sinnvollen Zeitraum die Beschleuni­gung-Zeit-Diagramme für den Kolben.

4. Sie diskutieren die drei Diagramme. Das heißt, sie erläutern schriftlich, was die Maxima, die Minima und die Nullstellen der drei Kurven bedeuten, wie sie zustande kommen und wie sie zusammen­hängen. Die Zeitachse sollte in allen drei Diagrammen den gleichen Bereich und den gleichen Maßstab haben (erleichtert den Vergleich der drei Dia­gramme untereinander).

Praktikumseinheit Feder

In diesem Praktikum sollen ermittelt werden, wie die Federkraft von der Federgeometrie und von der Dehnung abhängt. Vom Aufbau entspricht die Ler­neinheit Feder der Lerneinheit Ottomotor, d.h. es zeigt ebenfalls die Kapitel Grundlagen, Praxisbei­spiele, Selbsttest, Versuchsaufbau und Versuchsab­lauf. Die Teilnehmer...

1. ...messen die Abhängigkeit der Federkraft F von der Dehnung s der Feder für eine beliebige Feder ihrer Wahl und nehmen dazu zehn Messwertpaare auf.

2. ...tragen Sie die Messwerte in ein Federkraft Dehnungs-Diagramm ein, und zeichnen durch die Messpunkte eine Aus­gleichskurve. Diese Ausgleichskurve ist die Federkennlinie.

3. ...überprüfen anhand der Federkennlinie, ob die untersuchte Feder eine Hoo­kesche Feder ist, und bestimmen die Federkonstante.

155

Abbildung 4.19: Laborpraktikum Ottomotor (Foto: W. Kock)

Abbildung 4.20: Laborpraktikum Feder (Foto: W. Kock)

Multimedia versus Skript – Eine Begleituntersuchung

4. ...bestimmen für vier verschiedene Drahtdurchmesser d die Federkonstante k(d). Tragen die vier Messwertpaare in ein doppeltlogarithmisches k-d-Dia­gramm ein, und ermitteln mit der Ausgleichskurve den Exponenten u.

5. ...bestimmen für vier verschiedene mittlere Federdurchmesser D die Feder­konstante k(D). Tragen die vier Messwertpaare in ein doppeltlogarithmisches k-D-Diagramm ein und ermitteln mit der Ausgleichskurve den Exponenten v.

6. ...ermitteln den Wert der Konstante a aus ihren Messkurven (a=1/8) .

Schlüsselqualifikationen bei der Laborarbeit

Zum Thema Schlüsselqualifikationen (s. Kap. 1.2.3) wurde eine Lerneinheit entwi­ckelt, mit der Studierende am PC erfahren und erarbeiten können, welche grund­legenden Abläufe, Handlungsweisen und Risiken bei der Durchführung von Versu­chen existieren, wie Messungen erfasst, dokumentiert und interpretiert werden, kurz: was Laborarbeit ausmacht. Das Modul behandelt die Themen:

• Was ist ein Messwert?• Warum Messreihen?• Größe von Diagrammen• Achsen beschriften• Ausgleichskurven• Funktionsbestimmung• Übungsaufgaben• Interaktives Labor (wurde nach

der Evaluation hinzugefügt)

4.5.3 Hypothesen und Bewertungsmerkmale

Es ist das Ziel von Medienangeboten, zu einer Verbesserung einer Lernsituation bei­zutragen. Um dies zu untersuchen, wurde daher folgende Hypothese aufgestellt:

Hypothese 1: Studierende, die sich mit dieser ersten Ausbaustufe der INGMEDIA Lernplattform vorbereiten sind besser vorbereitet als Studierende, die sich, wie bis­her, per Skript vorbereiten.

156

Abbildung 4.21: Laborkompetenz - Messwerte ein­tragen

Multimedia versus Skript – Eine Begleituntersuchung

Wenn die Studierenden, die sich mit der Lernplattform vorbereiten, besser vorberei­tet ins Praktikum kommen, als es bisher der Fall war, kann dies eine positive Wirkung der Lernplattform sein.

Kommen die Studierenden genauso gut/schlecht vorbereitet, wie bisher ins Prak­tikum, kann dies ebenfalls positiv bewertet werden, denn die jetzige Version ist eine erste Ausbaustufe mit noch wenig interaktiven Elementen – insbesondere diesbe­züglich wird das Angebot in Zukunft erweitert werden. Eine Nichtverschlechterung der Situation lässt vermuten, dass Nachteile, wie erforderlicher Einarbeitungs­aufwand in das neue System und die Einschränkung, dass nur online gelernt werden kann, in irgendeiner Form kompensiert wurden.

Möglicherweise sind die Studierenden schlechter vorbereitet als bisher. In diesem Fall sollten schnellstmöglich Defizite erkannt und beseitigt werden – Schwach­stellen sind in den Bereichen Konzeption, Technik, Inhalt, Kommunikation zu vermuten.

Bewertungsmerkmale/Variablen

1.1 Persönliche Merkmale AlterGeschlechtStaatsangehörigkeitStudium finanziell gesichert

1.2 Vorwissen Schulabschluss NotendurchschnittBerufstätig vor StudiumGewechselt von Hochschule

1.3 Selbsteinschätzung Kenntnisse MathematikKenntnisse PhysikEinstellung zu MathematikEinstellung zu Physik

1.4 Art der Vorbereitung VorbereitetBeginn der VorbereitungDauer der VorbereitungMax. akzeptierte Dauer der VorbereitungAllein vorbereitetOrt der Vorbereitung

1.5 Grundlagenkenntnisse (Multiple Choice)

[versuchsabhängig]

Tabelle 34: Begleituntersuchung – Bewertungsmerkmale/Variablen für Fragestellung 1

1.1 – 1.3: Um Aussagen darüber machen zu können, wie vergleichbar die beiden Gruppen sind, wurden deren persönliche Eigenschaften und fachliche Vorkenntnisse sowie deren Selbsteinschätzung zu den Fächern Mathematik und Physik erfragt.

157

Multimedia versus Skript – Eine Begleituntersuchung

Grundlage hierfür waren die Fragebögen einer Erstsemesterbefragung, die seit 1995 im Fachbereich 8 durchgeführt wird. Die Fragebögen wurden für die vorliegende Untersuchung für beide Fachbereiche vorgesehen und ergänzt um Fragen zur PC- und Interneterfahrung (für FB 6 in gekürzter Fassung).

1.4: Die Unterschiede in der Vorbereitungsart sollen Aufschluss darüber geben, in­wieweit Medien die Art des Lernens beeinflussen können.

1.5: Grundlagenkenntnisse wurden über einen Multiple-Choice Test unmittelbar vor Beginn des Versuchs ermittelt. Es wurden Fragen zu fünf Themenbereichen gestellt, die die mit dem Versuch angestrebten Bildungsziele möglichst umfassend abdecken. Zu jedem Themenbereich wurden jeweils vier Behauptungen aufgestellt, die als wahr oder falsch zu identifizieren waren (mindestens eine richtig, maximal alle).

Das didaktische Konzept der INGMEDIA Lernangebote sieht vor, Lerngewohnhei­ten, Möglichkeiten und Anforderungen der Studierenden in die weitere Planung und Umsetzung mit einfließen zu lassen. Da nicht ausgeschlossen werden konnte, dass der Medieneinsatz zu einer Situationsverschlechterung führt, sollte überprüft werden, wie die medialen Angebote im Vergleich zu den bisherigen schriftlichen Unterlagen von den Studierenden beurteilt werden. Für die Untersuchung wurde ein frühes Stadium gewählt, um entsprechend korrektive Maßnahmen rechtzeitig ergreifen zu können

Hypothese 2: Die medialen Angebote werden von den Studierenden besser beur­teilt als die bisher zur Verfügung gestellten Skripte in Papierform.

Zur Beurteilung der medialen Angebote wurden Kriterien definiert, die sich auf die Medien selbst und die Beschäftigung mit den Medien beziehen (2.1 bis 2.6 in Tabelle 35). Weitere Kriterien sollten berücksichtigen, dass die Medien in einem Lernkontext angeboten werden (andere verwendete Materialien, Gesamteindruck, Verbesserungsvorschläge). Darüber hinaus sollte die Frage danach, welchen Stellen­wert die Studierenden den einzelnen Kriterien einräumen, Hinweise zur Verbesse­rung des Angebots geben.

158

Multimedia versus Skript – Eine Begleituntersuchung

Bewertungsmerkmale/Variablen

2.1 Verständlichkeit (Beurteilung und Bedeutung)

2.2 Vollständigkeit (Beurteilung und Bedeutung)

2.3 Struktureller Aufbau (Beurteilung und Bedeutung)

2.4 Spaßfaktor (Beurteilung und Bedeutung)

2.5 Motivation (Beurteilung und Bedeutung)

2.6 Stoffmenge (Beurteilung und Bedeutung)

2.7 Grad der Nutzung der Vorbereitungsmaterialien

2.8 Gesamteindruck, Weiterempfehlung

2.9 Verbesserungsvorschläge

Tabelle 35: Begleituntersuchung - Bewertungsmerkmale für Fragestellung 2

2.1 - 2.6: Die zentralen Bewertungskriterien Verständlichkeit, Vollständigkeit, struktureller Aufbau, Spaßfaktor und Motivation werden auf einer 5-Punkte Skala von "sehr gut" bis "mangelhaft" direkt abgefragt. Ebenso soll angegeben werden, welche Bedeutung den Punkten jeweils beigemessen wird (5-Punkte Skala "sehr wichtig" bis "völlig unwichtig"). In gleicher Weise sollen ebenfalls Angaben zur Stoffmenge gemacht werden.

2.7-2.9: Inwieweit die Studierenden das Angebot zur Vorbereitung überhaupt nutzen, soll über die Frage nach zusätzlich verwendetem Material (Buch, zusätzli­ches Skript, ältere Praktikumsberichte, Internet) ermittelt werden. Angaben zum Ge­samteindruck („Passen die medialen Angebote zur Lernsituation Praktikum?“) Neben der Angabe, ob sie die Materialien weiter empfehlen würden, erhalten die Studierenden über eine offene Frage die Möglichkeit, Anregungen zur Verbesse­rung der Angebote zu machen.

Um auch hier Unterschiede zwischen den beiden Vorbereitungsmethoden feststellen zu können, gelten diese Fragestellungen sowohl für die multimedial unterstützte als auch für die Skript-basierte Vorbereitung; die Bewertungsmerkmale weisen daher keine Multimedia spezifischen Formulierungen auf. Unterschiedliche Beurtei­lungen, etwa der strukturelle Aufbau, könnten so eventuelle, spezielle An­forderungen an das Online-Lernangebot verdeutlichen.

Vorbereitung und Fragebögen

Beide Gruppen wurden im Vorfeld, d.h. in den Semester-Einführungsveran­staltungen, auf die bevorstehende Untersuchung aufmerksam gemacht.

159

Multimedia versus Skript – Eine Begleituntersuchung

I. Vorbereitende Aktivitäten im Rahmen der Untersuchung

FB 6 Vorstellung des Untersu­chungsvorhabens und der Fragebögen (s.u.)

FB6_Flugblatt_Evaluation_20021009.doc

FB 8 Vorstellung des Untersu­chungsvorhabens und der Fragebögen (s.u.)

FB8_Flugblatt_Evaluation_20021009.doc

Vorstellung des Projekts ING­MEDIA

FB8_Vorstellung_Projekt_20021009.ppt

Vorstellung der Lernplattform INGMEDIA

FB8_Vorstellung_Plattform_20021011.ppt

Flugblatt Einstieg in die Lern­plattform

FB8_Flugblatt_Plattform_20021015.doc

Tabelle 36: Begleituntersuchung - Vorbereitende Aktivitäten

Jeweils unmittelbar zu Beginn eines Praktikumstermins wurden die Erstsemes­terbefragung, die Befragung zur Art der Vorbereitung sowie die Befragung zum Vorbereitungsstand (Testfragen zum Versuch) durchgeführt.

II. Fragebögen zur Untersuchung

FB 6 Erstsemes­terbefragung

FB6_Fragebogen_Einstieg_20021013.doc

FB 8 Erstsemes­terbefragung

FB8_Fragebogen_Einstieg_20021013.doc

FB 6 und FB 8

Fragebogen zur Vor­bereitung

FBX_Fragebogen_Vorbereitung_20021014.doc

Testfragen zum Ver­such Feder

FBX_Fragebogen_Feder_20021010.doc

Testfragen zum Ver­such Motor

FBX_Fragebogen_Motor_20021010.doc

Tabelle 37: Begleituntersuchung - Fragebögen zur Untersuchung

Nach Ablauf der Fragebogen-Aktion wurde ein abschließendes Gespräch mit den Praktikumsbetreuern geführt, um qualitative Hinweise auf folgende Fragestellungen zu erhalten:

160

Multimedia versus Skript – Eine Begleituntersuchung

III. Fragestellungen für das Gespräch mit den Praktikumsbetreuern

1 Gab es Kritik, Feedback zur durchgeführten Befragung?

2 Wie gut waren die Studierenden inhaltlich vorbereitet bezüglich

• Grundlagen

• Laborkompetenz

• Versuchsziele

3 Wie funktionierte die Zusammenarbeit in den Gruppen?

4 Welche Schwierigkeiten bzgl. des Vorbereitungsmaterials wurden ge­äußert?

5 Welche Kritik bzgl. des Vorbereitungsmaterials wurde geäußert?

6 Wie und wo kann dann das Vorbereitungsmaterial verbessert werden?

Tabelle 38: Begleituntersuchung – Fragestellungen, Praktikumsbetreuer

4.5.4 Analyse der Daten

Vergleichbarkeit der Gruppen (1.1 – 1.3)

Es wurde zunächst überprüft, ob für die beiden Stichproben hinsichtlich der Hypo­thesen 1 und 2 eine Grundgesamtheit angenommen werden kann. Herangezogen hierfür wurden die in Tabelle 34, 1.1 bis 1.3 aufgeführten Variablen zu persönlichen Merkmalen, zum Vorwissen und zu Kenntnisstand bzw. Einschätzung der Fächer Mathematik und Physik. Der Vergleich zwischen den Gruppen brachte die in der folgenden Tabelle aufgeführten Ergebnisse (Methode: Mann-Whitney-U, Signifi­kanzniveau: α = 0,05):

Hinsichtlich der untersuchten persönlichen Merkmale zeigen sich keine signifi­kanten Unterschiede. Die Gruppen können daher als vergleichbar angesehen werden.

161

Persönliche Merkmalea

9333,000 9970,000 9725,000 9618,00017848,000 18485,000 18240,000 22498,000

-1,649 -1,379 -1,751 -1,156

,099 ,168 ,080 ,248

Mann-Whitney-UWilcoxon-WZAsymptotischeSignifikanz (2-seitig)

Alter GeschlechtStaatsangehörigkeit

Studiumfinanziellgesichert

Gruppenvariable: Gruppea.

Multimedia versus Skript – Eine Begleituntersuchung

Es besteht jedoch ein signifikanter Unterschied (p = 0,027) zwischen den Gruppen bzgl. des Vorwissens. In der Gruppe Skript gaben 11,9 % an, vorher bereits studiert zu haben, 21,5 % waren es in der Multimedia Gruppe. Bezüglich der Variablen Schulabschluss, Notendurchschnitt und beruflicher Tätigkeit vor dem Studium (Be­rufsschule) können die Gruppen als vergleichbar angesehen werden.

In der Selbsteinschätzung bzgl. der Fächer Mathematik und Physik sind die Grup­pen ebenfalls vergleichbar, bis auf die Einstellung zur Mathematik (p = 0,006 ). Angegeben werden konnten hier die Werte: „Lieblingsfach“, „Neutral“, „Hor­rorfach“. Während die Angabe „Neutral“ mit 60% (Skript) und 62 % (Multimedia) etwa gleich verteilt war, gaben 30 % der Skript Gruppe Mathematik als Lieblings­fach an, demgegenüber sind nur 19 % der Multimedia Gruppe dieser Meinung (s. Anhang Seite 221).

Art der Vorbereitung (1.4)

Ein Vergleich der beiden Gruppen hinsichtlich der Art der Vorbereitung zeigt signi­fikante Unterschiede:

162

Vorwissena

9302,000 5082,000 9430,000 9395,00017817,000 12585,000 17945,000 22275,000

-1,769 -,523 -1,689 -2,217

,077 ,601 ,091 ,027

Mann-Whitney-UWilcoxon-WZAsymptotischeSignifikanz (2-seitig)

Schulabschluß

Notendurchschnitt

Berufstätigvor Studium

Studium vorStudium

Gruppenvariable: Gruppea.

Selbsteinschätzunga

9667,000 10068,500 8275,500 9644,50022547,000 22948,500 21155,500 22524,500

-1,100 -,495 -2,758 -,201

,271 ,620 ,006 ,841

Mann-Whitney-UWilcoxon-WZAsymptotischeSignifikanz (2-seitig)

Vorkenntnisse MA

Vorkenntnisse PH

Einstellungzu Mathe

Einstellungzu Physik

Gruppenvariable: Gruppea.

Multimedia versus Skript – Eine Begleituntersuchung

Während 14% der Skript Gruppe angaben, sich gar nicht auf das Praktikum vorbe­reitet zu haben, waren es bei der Multimedia Gruppe lediglich 5%. Als Begründung dafür gaben 86% der Unvorbereiteten aus der Multimedia Gruppe an, sie hätten keinen Zugriff auf das Material gehabt. Dies kann auf anfängliche Probleme in den ZIP Pools der Hochschule zurückzuführen sein. Es ist jedoch zu vermuten, dass die Probleme von einigen Studierenden als „Ausrede“ dafür genutzt wurden, sich nicht vorzubereiten. Die meisten Nicht-Vorbereiteten der Skript Gruppe gaben als Be­gründung „Keine Zeit“ an (56%), keine Lust hatten 13%. Dagegen hatten 17% der Multimedia Gruppe keine Zeit und 0% keine Lust.

Insgesamt kann festgestellt werden, dass die Teilnehmer der Multimedia Gruppe früher mit der Vorbereitung begannen, sich länger vorbereitet hatten und mehr Zeit in die Vorbereitung investierten.

Die Multimedia Gruppe hat sich im Vergleich zur Skript Gruppe durchschnittlich etwa doppelt so lange vorbereitet . Sie ist darüber hinaus bereit, noch mehr Zeit in die Vorbereitung zu investieren (bis 2,2 h), während die Skript Gruppe als Limit die

163

Art der Vorbereitunga

9525,500 7951,000 5569,000 8993,50022405,500 20831,000 18449,000 21873,500

-2,196 -3,476 -7,005 -1,968

,028 ,001 ,000 ,049

Mann-Whitney-UWilcoxon-WZAsymptotischeSignifikanz (2-seitig)

Haben Siesich aufdieses

Praktikumvorbereitet?

Wann habenSie mit der

Vorbereitungbegonnen?

Wie langehaben Sie

sichvorbereitet?

Wie viel Zeitwürden Sie

maximalinvestieren?

Gruppenvariable: Gruppea.

Abbildung 4.22: Mittelwerte zur Vorbereitung auf die Praktika

Vorbereitung auf die Praktika

1,74 ,881 1,7472,917 ,8327 1,4558

2,56 1,946 2,2603,059 1,8929 2,3160

2,10 1,356 1,9763,004 1,5021 1,9024

MittelwertStandardabweichungMittelwertStandardabweichungMittelwertStandardabweichung

GruppeSkript

Multimedia

Insgesamt

Wann habenSie mit der

Vorbereitungbegonnen?

Wie langehaben Sie

sichvorbereitet?

Wie viel Zeitwürden Sie

maximalinvestieren?

Multimedia versus Skript – Eine Begleituntersuchung

Zeit angibt, die auch tatsächlich investiert wurde (genauere Tabelle hierzu siehe S. 226). Ein Grund dafür, dass die Skript Gruppe später mit der Vorbereitung beginnt, kann darin vermutet werden, schriftliche Unterlagen noch bis kurz vor Praktikums­beginn eingesehen werden können. Multimedia „erzwingt“ quasi eine frühzeitigere Vorbereitung.

Grundlagenkenntnisse – Multiple Choice (1.5)

Der Multiple Choice Test bestand aus 5 Fragen mit jeweils vier kombinierbaren Antwortmöglichkeiten (Einzelpunkten). Die Fragen deckten die versuchsrelevanten Wissensbereiche ab. Als Vorgabe erhielten die Studierenden den Hinweis, dass mindestens einer der pro Frage genannten Einzelpunkte richtig ist (daraus folgt eine Chance beim Raten von 24-1 = 1:15). Für die Auswertung wurden zunächst alle richtig beantworteten Einzelpunkte gezählt, d.h. es wurde jeder richtig beantwortete Einzelpunkt gewertet. In einer zweiten Reihe wurden nur die Fragen gewertet, die vollständig richtig beantwortet wurden (d.h. alle vier Einzelpunkte richtig).

Zählt man die richtig beantworteten Einzelfragen, liegen beide Gruppen nahezu gleich. Wertet man nur die vollständig richtig beantworteten Fragen, ergibt sich ein Vorteil für die Multimedia Gruppe (2,1 gegenüber 1,5 durchschnittlich richtig be­antworteter Fragen). Mittels t-Test (s. S. 228) kann jedoch auch hier kein signifi­kanter Unterschied zwischen den Gruppen festgestellt werden (p = 0,534, Signifi­kanzniveau α = 0,05).

Bewertung der Vorbereitungsmaterialien (Hypothese 2)

Im zweiten Teil der Untersuchung sollte überprüft werden, ob die jeweils angebo­tenen Lernmaterialien von den Gruppen unterschiedlich beurteilt werden. Die Skript Gruppe beurteilte also die zur Vorbereitung ausgegebenen bzw. angegebenen schriftlichen Materialien, die Multimedia Gruppe beurteilte die bereit gestellten me­dialen Angebote. Inhaltlich und strukturell waren die Angebote identisch. Unter­sucht wurden die in Abb. 4.23 dargestellten Variablen. Das Diagramm zeigt die Mit­

164

Grundlagenkenntnisse - Mittelwert

1,50 15,091,293 2,147

2,09 15,741,358 2,108

1,76 15,381,352 2,151

MittelwertStandardabweichungMittelwertStandardabweichungMittelwertStandardabweichung

GruppeSkript

Multimedia

Insgesamt

Zahl der vollständig richtigbeantworteten Fragen

Zahl der richtigbeantworteten Einzelpunkte

Multimedia versus Skript – Eine Begleituntersuchung

telwerte der Bewertungen beider Gruppen im Spiderweb wobei weiter außen liegende Punkte bessere Be­wertungen bedeuten (Schulnoten 1 bis 5).

Signifikante Unterschiede zeigten sich bei den Variablen „Verständlichkeit“ und „Aufbau“ (s. Mann-Whitney-Test, S. 234). Die Verständlichkeit der me­dialen Angebote wurde von der Gruppe Multimedia signifikant besser beurteilt als die schriftlichen Materiali­en von der Skript Gruppe (p = 0,027). Allerdings zeigt die parallel dazu erhobene Frage nach der eingeschätzten Wichtig­keit der Variablen ebenfalls einen signifikanten Unterschied zwischen den Gruppen (p = 0,015, s. Mann-Whitney-Test, S. 235). 88% der Skript Gruppe halten Verständ­lichkeit für „sehr wichtig“, dieser Auffassung sind jedoch nur 76% der Multimedia Gruppe. Es kann also vermutet werden, dass die Skript Gruppe das Merkmal Ver­ständlichkeit kritischer bewertet hat als die Multimedia Gruppe.

Die unterschiedliche Bewertung des Aufbaus ist höchst signifikant (p = 0,000). Während 69% der Skript Gruppe den Aufbau mit gut oder sehr gut bewerteten, waren nur 41% der Multimedia Gruppe dieser Auffassung. Dies kann zurückgeführt werden auf eine Problematik bei der Umsetzung des strukturellen Konzeptes der medialen Angebote. Konzeptionell wurden zu einem Knoten x alle untergeordneten Seiten im linken Menübereich der Seite angezeigt und standardmäßig die erste Seite aufgerufen. Der Standort des Benutzers innerhalb der Struktur (Anzeige im Stand­ortpfad) blieb das ausgewählte Kapitel, so dass ein „nach oben“ Navigieren in­nerhalb der Struktur zu dem Knoten oberhalb des Kapitels führte. Ein auf HTML basierendes Autorentool bildete genau diese Struktur ab. Die INGMEDIA Ler­neinheiten wurden daher entsprechend verfasst. Beim Transfer der Lerneinheiten in die Zielumgebung ILIAS wurde jedoch festgestellt, dass

1. ILIAS zu jedem Knoten (auch lediglich verzweigende Knoten) einen Inhalt erwartet,

2. In ILIAS beim Aufruf einer Seite eines Knotens (Kapitels) x den Benutzerstandort auf die ausgewählte Seite wechselte28.

28Im Zusammenspiel von Standortpfad und Anzeige der untergeordneten Knoten als Menü darf der (interne) Fokus des aktuellen Standortpfades nur dann verändert werden, wenn der ausgewählte Menüpunkt weitere untergeordnete Knoten enthält. Der Standortpfad wird dann entsprechend

165

Abbildung 4.23: Bewertung der Vorbereitungsma­terialien

Verständlichkeit

Vollständigkeit

Aufbau

Spaßfaktor

Motivation

Stoffmenge

Skript

Multimedia

Multimedia versus Skript – Eine Begleituntersuchung

Dies hatte für die online gestellten INGMEDIA Angebote ein entscheidend verändertes Navigationsverhalten zur Folge: Das „Hochverzweigen“ innerhalb der Struktur über die „Nach-oben“-Schaltfläche führte nun nicht mehr zum Knoten, der dem Knoten x übergeordnet war, sondern zu wieder zu Knoten x, weil der Benutzerstandort intern auf die dem Knoten x untergeordnete aktuell gewählte Seite gesetzt wurde. Strukturell passierte für den Anwender also nichts, es wurde im Men­übereich wieder dasselbe Menü angezeigt. Auf der Inhaltsebene erschien eine leere Seite, da für einen Kapitelknoten konzeptionell keinen eigener Inhalt vorgesehen war und die Autoren folglich keine Inhalte hierzu erstellt hatten. Als Folge davon hatten viele Anwender der Lernplattform erhebliche Orientierungsschwierigkeiten. Durch die verwirrende Benutzerführung wurde der strukturelle Aufbau der medialen Angebote nicht transparent, die schlechtere Bewertung des Aufbaus ist daher nicht weiter verwunderlich.

Befragung der Praktikumsbetreuer

Es wurden nach Abschluss der untersuchten Praktika vier Praktikumsbetreuer nach ihrem persönlichen Eindruck bzgl. des Vorbereitungsstands der Studierenden befragt. Der Eindruck, dass keine der beiden Gruppen besser vorbereitet ist, als die andere, wird von den Praktikumsbetreuern durchweg bestätigt. Die Vorbereitung auf die Praktika wurden als nach wie vor „verbesserungsfähig“ charakterisiert. Von den üblichen Ausnahmen abgesehen, waren weder das Verständnis für die Ver­suchsziele, noch das nötige Grundlagenwissen, noch fachübergreifendes Wissen bei den Teilnehmern in gewünschtem Maße vorhanden. Die Zusammenarbeit in der Gruppen wurde als unverändert beschrieben. Verbesserungsmöglichkeiten für die medialen Angebote sahen die Praktikumsbetreuer einerseits in der Beseitigung von Rechtschreibfehlern sowie andererseits in der Entwicklung interaktiver Module, die es den Studierenden erlauben, bestimmte versuchsrelevanten Vorgänge, vorberei­tend auf das Praktikum „durchzuspielen“. Als positiv bewerteten die Betreuer, dass in den Praktikumsräumen Computer mit Zugriff auf die Lernplattform installiert wurden. Sobald ein Betreuer bei einem Teilnehmer Wissensdefizite entdeckte, wurde der Teilnehmer aufgefordert, die entsprechenden Grundlagen zunächst auf der Lernplattform zu erarbeiten. Die Betreuer konnten feststellen, das die Bereit­

erweitert und das Menü zeigt die Untereinträge des neu gewählten Knotens an. Führt der Menü­punkt lediglich zu einem Knoten ohne weitere Unterknoten, bleibt man auf der gewählten Hier­archieebene und der Fokus des aktuellen Standortes bleibt unverändert. Ein ggfs. existierender „Nach-oben“ Link führt dann richtigerweise zu dem Knoten oberhalb des Knotens, zu dem man gerade die untergeordneten Einträge im Menü sieht. Das Menü zeigt dann die untergeordneten Knoten neu gewählten Knotens an. Dies ist heute eine der am häufigsten eingesetzten Naviga­tionmethoden, besonders für inhaltsreiche kategorial strukturierte Webangebote (Suchma­schinen, Auktionen, Foren, Portale).

166

Multimedia versus Skript – Eine Begleituntersuchung

schaft der Teilnehmer hierzu höher war, als das bisher mit den schriftlichen Un­terlagen der Fall war.

Die Kritik, die die Gruppe Multimedia gegenüber den Praktikumsbetreuern äußerten, bezog sich im Wesentlichen auf die technischen Startschwierigkeiten der Lernplattform, ansonsten begrüßten sie die medialen Angebote.

Die Durchführung der Befragung selbst wurde von den Studierenden den Betreuern gegenüber, und auch von den Betreuern selbst, nicht bemängelt.

Zusammenfassung

Die Untersuchung zeigt ein fast ausgewogenes Bild. Keine der beiden Gruppen kam signifikant besser vorbereitet ins Praktikum als die andere – dies wird auch von den Praktikumsbetreuern qualitativ bestätigt. Einzelne signifikante Unterschiede müssen relativiert werden. So fiel das Ergebnis des Vorwissen-Tests für die Multimedia Gruppe zwar geringfügig besser aus, es muss jedoch auch berücksichtigt werden, dass 59% dieser Gruppe Abiturienten mit Hochschulreife waren, in der Skript Gruppe waren es nur 46%. Der strukturelle Aufbau der medialen Angebote schnitt vergleichsweise schlechter ab; das Problem ließe sich jedoch über eine Korrektur des Navigationskonzeptes beheben.

Auffällig ist, dass die Multimedia Gruppe sich länger vorbereitet hat als die Skript Gruppe und darüber hinaus bereit ist, sich noch länger auf die Praktika vorzuberei­ten. Zumindest teilweise muss diese Einstellung jedoch auch mit dem „Neuheits­effekt“, den die Medien auf die Lernenden zunächst ausüben, erklärt werden.

Berücksichtigt man zum Einen, dass die medialen Angebote zum Zeitpunkt der Un­tersuchung noch keine multimedialen, interaktiven Elemente enthielten und zum Anderen, dass der erforderliche Einarbeitungsaufwand in die Bedienung der Lern­software keine negativen Auswirkungen auf die Qualität der Vorbereitung hatte, kann der Medieneinsatz insgesamt positiv beurteilt werden.

Einige Nachteile, die durch den Medieneinsatz entstanden sind, konnten mit Hilfe der vorliegenden Untersuchung aufgedeckt werden. Da diese als formative Untersu­chung angelegt war, konnte in dem noch recht frühen Stadium der Entwicklung konzeptionell im Sinne einer Optimierung der Angebote reagiert werden.

167

Kapitel

5 Fazit

5.1 Erreichung praktikumsspezifischer Lernziele

Mit den im Verbundprojekt INGMEDIA realisierten Lerneinheiten zur Unter­stützung von Laborpraktika waren unterschiedliche Lernziele verknüpft.

In Teilprojekt 1, Grundlagenpraktika standen das Ziel im Vordergrund, den Stu­dierenden effizientere Möglichkeiten zur Vor- und Nachbereitung anzubieten. Pra­xisbeispiele und Simulationsmodule sollten neben naturwissenschaftlichen Zu­sammenhängen auch den Versuchsaufbau verdeutlichen und es den Studierenden so ermöglichen, besser vorbereitet zum Praktikumstermin zu erscheinen. Durch eine bessere Kenntnis der, das jeweilige Experiment betreffenden, grundlegenden Zu­sammenhänge sollte effektiveres Arbeiten ermöglicht werden. Ein im Labor in­stallierter Rechner sollte als Online-Hilfe die Praktikumsbetreuer bei der Erläute­rung versuchsrelevanter Zusammenhänge entlasten. Darüber hinaus sollte eine praktikumsübergreifende Lerneinheit grundlegend über das Auswerten und Doku­mentieren von Laborversuchen informieren.

Es muss konstatiert werden, dass dieses Ziel zunächst nicht erreicht wurde, s. Un­tersuchung „Multimedia versus Skript“, Kap. 4.5. Zwar konnte bei Studierenden, die sich mit multimedialer Unterstützung auf ein Praktikum vorbereitet hatten, fest­gestellt werden, dass diese sich länger vorbereitet hatten und auch gewillt waren, sich länger mit den Vorbereitungsmaterialien zu befassen, als eine vergleichbare Gruppe, die sich per Skript vorbereitet hatte, die Qualität der Vorbereitung war je­doch bei beiden Gruppen etwa gleich.

Die Tatsache, dass die medialen Angebote zum Zeitpunkt der formativen Untersu­chung weder interaktive Elemente noch Simulationen enthielten, legt die Vermu­tung nahe, dass mit der Bereitstellung von Skriptmaterial im Internet allein keine nennenswert verbesserte Lernleistung bei den Studierenden erwartet werden kann, selbst nicht, wenn sich diese länger mit dem Lernstoff auseinandersetzen. Die Grundlagenpraktika wurden im Projektverlauf um multimediale, interaktive Elemente erweitert, eine weitere Untersuchung unter diesen neuen Bedingungen konnte im Projektzeitrahmen jedoch nicht mehr realisiert werden.

In Teilprojekt 2, Telematikpraktika wurden Laborversuche in Echtzeit über das In­ternet durchgeführt. Ziel war es hierbei, allen Studierenden die Möglichkeit zu ge­ben, den jeweiligen Versuch, auf Wunsch auch mehrmals, durchzuführen. Optional bestand weiterhin die Möglichkeit, den Versuch im Labor durchzuführen. Ein wei­teres Lernziel war es, die Studierenden grundsätzlich mit der telematischen Steue­

168

Erreichung praktikumsspezifischer Lernziele

rungen von Geräten vertraut zu machen, da derartige Technologien im Ingenieurbe­ruf eine zunehmend wichtige Rolle spielen, etwa in der Fernwartung, in der Raum­fahrt oder in der Logistik.

Im Elektronikpraktikum für Studierende der Elektrotechnik wurden die Praktikums­einheiten „Widerstände“ und „Kondensatoren“ als Telematikmodule mit lernplatt­formgestützter Vorbereitung, Datenübermittlung via Internet und PC-Auswertung absolviert. Vergleichend hierzu bearbeiteten alle ca. 80 Teilnehmer des Praktikums darüber hinaus die Einheiten Magnetwerkstoffe und Halbleiterdioden in herkömmli­cher Weise als Präsenzmodule. Über Fragebögen, Interviews mit studentischen Teil­nehmern und einen Workshop zur Bewertung durch die Praktikumsbetreuer wurden Lernerfolge und Motivation der Studierenden untersucht.

Als Ergebnis kann festgehalten werden, dass die neuen Medien sich trotz technischer Anfangsschwierigkeiten insgesamt positiv auf die Motivation, die Selb­ständigkeit beim Arbeiten und die fachlichen Ergebnisse ausgewirkt haben.

In Teilprojekt 3, Praktikum Mikrosystemtechnik im Studiengang Mechatronik wurden wichtige Phasen der Herstellung eines Drucksensors per Computersimulati­on rekonstruiert. Die Studierenden erhielten dadurch Gelegenheit, wichtige, im Präsenzpraktikum durchzuführende, Arbeitsschritte bei der Drucksensorherstellung als Vorbereitung auf das Präsenzpraktikum zu trainieren. Ziel der hierfür entwi­ckelten Module war es, dass die Studierenden mit Hilfe der Simulationen die realen Maschinen so gut kennen lernen, dass sie im realen Praktikum im Reinraum intensi­ver und effektiver mit den einzelnen Maschinen arbeiten. Die für das Training angebotenen Simulationen boten Apparaturen und deren Bedienelemente in möglichst naturgetreuer Darstellung zur Benutzung an. Auf korrekte Bedienung bzw. Fehler reagierte die Software mit entsprechend positivem bzw. negativem Feedback. Anhand der Module Oxidationsofen, Mask Aligner, FTP und Sputter Coater wurde mit einer mittelgroßen Gruppe von Studierenden von der FH Aachen getestet, inwieweit dieses Ziel erreicht wurde. Die Untersuchungen mit 20 Prak­tikumsteilnehmern am Standort Zweibrücken der FH Kaiserslautern zeigten, dass Praktikumsteilnehmer, die zuvor per Simulation die Bedienung verschiedener Gerä­te zur Chipherstellung geübt hatten, die entsprechenden Geräte im Präsenzprak­tikum insgesamt sicherer bedienen konnten, weniger Fehler machten und effektiver arbeiteten, als dies zuvor ohne Simulationstraining der Fall war. Mit der Untersu­chung konnten jedoch auch Qualitätsmängel an einigen Stellen der umgesetzten Softwaremodule aufgedeckt werden. Einige dieser Mängel wurden im Anschluss an die Untersuchung behoben. Im Untersuchungsbericht heißt es:

„Anhand der Prozessevaluation in Aachen lässt sich zusammenfassend feststellen: die angebotene Simulationssoftware wurde von allen Stu­

169

Erreichung praktikumsspezifischer Lernziele

dierenden bei allen vier Maschinen im vorgegebenen Rahmen erfolgreich genutzt. D.h. alle Benutzerpaare hatten die jeweils gestellten Simulations­aufgaben nach drei Zeitstunden bewältigt.

Die Teilnehmer kamen in der Beobachtung aber auch nach eigenen Angaben mit der angebotenen Simulationssoftware in der Mehrzahl gut bzw. sehr gut zurecht: 40% der Antwortenden bei M2 (Mask Aligner) bis 60 % bei M3 (Sputter Coater). Schon bei dieser Angabe fällt der Mask Aligner M2 allerdings etwas aus dem Rahmen der ansonsten positiven Rückmel­dung. Denn bei M2 geben immerhin 45% der Antwortenden an, mit der Software schlecht bzw. gar nicht zurecht gekommen zu sein während sich bei den anderen Maschinen lediglich 5 bis 20 % entsprechend äußern. Le­diglich bei M2 (60%) und M1 (50%) äußern viele Teilnehmer Motivations­verluste aufgrund technischer Funktionsprobleme.

5.2 Erreichung allgemeiner Lehr,- Lernziele des Praktikums

Mit den im Projekt INGMEDIA umgesetzten medialen Angeboten wurde gleichsam versucht, auch die in Kap. 1.2 vorgestellten allgemeinen Lehr-, Lernziele von Prak­tika zu berücksichtigen. Ziele wie die Verbindung von Theorie und Praxis, der Erwerb experimenteller Fähigkeiten, die Fähigkeit zu wissenschaftlichem Denken und die Förderung der Persönlichkeit bedingen jedoch einen, wie auch immer gestalteten, praktischen Teil. Dem wurde im Projekt INGMEDIA dadurch Rech­nung getragen, dass für alle drei Praktikumstypen (Grundlagen, Telematik, Simulati­on) hybride Lernarrangements mit entsprechenden Präsenzphasen entwickelt wurden.

Darüber hinaus wurde versucht, diesen Zielen durch die Herstellung des Bezugs auf theoretischer Ebene Rechnung zu tragen. Im Projekt wurde Wert darauf gelegt, dass die vorbereitenden Materialien aussagekräftige Praxisbeispiele enthalten. Mit den Praxisbeispielen sollte verdeutlicht werden, dass die Untersuchungsgegenstände der einzelnen Praktika zwar stark vereinfacht sind, die damit jeweils untersuchten natur­wissenschaftlichen Zusammenhänge jedoch für zeitgemäße Ingenieurtätigkeit hohe Relevanz besitzen.

Die für den Bereich „Technologiepraktikum Mikrofertigung“ umgesetzten Simu­lationen eignen sich zum Erwerb experimenteller Fähigkeiten, da die Bedienung von Software einen nicht unerheblichen Teil der Fertigung darstellt und die Simu­lationen in Funktion und Darstellung weitgehend mit der im Realbetrieb eingesetz­ten Software übereinstimmt.

170

Erreichung allgemeiner Lehr,- Lernziele des Praktikums

Den für die Persönlichkeitsentwicklung erforderlichen sozialen Kontakten kann me­dial durch kommunikative Elemente Rechnung getragen werden. Im Projekt ING­MEDIA wurden, innerhalb der Lernplattform, Foren zu verschiedenen Themen ein­gerichtet. Zu den Erfahrungen des Projekts gehört, dass die Studierenden die Foren ausschließlich zur Klärung organisatorischer Fragen nutzten, technische Fragen be­züglich der Lernplattform stellten, Hinweise auf Fehler gaben oder Verbesserungs­vorschläge einreichten, obwohl es sich um betreute Foren handelte. Inhaltliche, die in den Praktika behandelten Themen betreffende, Diskussionen kamen nicht auf.

Die Möglichkeiten zur Überprüfung des eigenen Wissensstandes konnten mit Ein­führung der Medien durch Selbsttest-Module, die zur Vorbereitung auf die Grund­lagenpraktika und die telematisch durchgeführten Praktika eingerichtet wurden, ver­bessert werden.

5.3 Lösung von Problemen im Umfeld der Laborpraktika

Mit den im Projekt INGMEDIA realisierten medialen Angeboten war das Ziel ver­bunden, den bisherigen, im Umfeld der Praktika festgestellten Problemen zu be­gegnen (s. Kap. 1.3).

Das Raumproblem konnte im Bereich der Grundlagenpraktika nicht behoben werden, da die Präsenzphasen mit der Einführung der Module zur Vor- und Nachbe­reitung unverändert blieben. Zu einer deutlichen Verbesserung der Raumsituation konnten jedoch die Angebote in Teilprojekt 2 (telematisch durchgeführte Praktika) beitragen. Ein Großteil der Studierenden nutzte die Möglichkeit, die Praktika tele­matisch durchzuführen, was zu einer deutlichen Entlastung des Präsenzlabors führte, welches den Studierenden parallel zu den Telematikversuchen weiterhin zur Verfügung stand. Eine Verbesserung der Raumsituation konnte ebenfalls für die Reinräume des Praktikums der Mikrosystemtechnik (Teilprojekt 3) konstatiert werden: Durch das Training im Vorfeld des Praktikums konnten die Praktikumsteil­nehmer die Aufgaben der einzelnen Prozessschritte schneller bewältigen als dies zu­vor der Fall war.

Der in den Präsenzphasen erforderliche Betreuungsaufwand kann aus oben genann­ten Gründen für Teilprojekt 2 durchweg als niedriger eingestuft werden. Hinzu kommen jedoch Betreuungsaktivitäten auf der Ebene der Medien. Zum einen muss die technische Infrastruktur bereitgestellt und regelmäßig gewartet werden, zudem erfordern die medialen Angebote bei allen Praktikumstypen tutorielle Betreuungs­arbeit, so dass insgesamt mit einer Erhöhung des Betreuungsaufwandes zu rechnen ist.

171

Lösung von Problemen im Umfeld der Laborpraktika

Das den Fachbereichen, vor allem an Fachhochschulen, zur Verfügung stehende geringe Budget, erschwert die Schaffung professioneller, mediengestützter Lö­sungen enorm. Letztere bieten jedoch auch Chancen zu Einsparung von Kosten. So können sich, im Bereich der telematisch realisierten Laborversuche, mehrere Hoch­schulen die Kosten für den Aufbau von Praktikumsplätzen teilen, wie dies beispiel­haft im Projekt Learnet (s. S. 93) realisiert wurde. Die Simulationen für das Prak­tikum Mikrosystemtechnik können ebenfalls helfen, Kosten einzusparen, da im Präsenzpraktikum häufig Material und Maschinen durch unsachgemäße Behandlung zu Schaden kommen. Die bessere Vorbereitung der Praktikumsteilnehmer senkt das Risiko von Fehlverhalten, so dass z.B. seltener ein Wafer durch fehlerhaftes „Anfassen“ unbrauchbar gemacht wird.

Für die Lehrform Praktikum kann häufig festgestellt werden, dass das Engagement der Studierenden, gemessen an den Lernchancen, die das Praktikum bietet, eher gering ist. Aus den Untersuchungen, die im Rahmen von INGMEDIA durchgeführt wurden, geht erfreulicherweise hervor, dass die umgesetzten Angebote einen wichtigen Beitrag dazu leisten, das Engagement zur Bearbeitung der Praktikums­aufgaben zu steigern.

5.4 Eignung der gestaltungsorientierten Mediendidaktik

Die gestaltungsorientierte Mediendidaktik (GMD) zeigt Rahmenbedingungen für einen effizienten und nachhaltigen Einsatz von Medien auf. Aufgrund seines ganz­heitlichen, pragmatischen Ansatzes, der neben der Planung und Produktion auch die Strukturierung und Organisation der Medien im gegebenen curricularen Kontext als Aufgabe didaktischer Gestaltung betrachtet, stand der Ansatz der GMD Pate für die didaktische Begleitung des Projekts INGMEDIA (s. Kap. 3 und 4).

Gleichzeitig soll mit der Anwendung des Modells überprüft werden, inwieweit es im Kontext der Lehrform Laborpraktikum für die Planung und Umsetzung der me­dialen Angebote geeignet ist. Es stellt sich nun die Frage nach der Praxistauglichkeit der dort beschriebenen konzeptionellen Methoden im speziellen Umfeld der Labor­praktika. Inwieweit kann oder muss das didaktische Modell hier korrigiert werden? Inwieweit kann oder muss die derzeitige Lehrform Praktikum inhaltlich, formell und organisatorisch angepasst werden, um eine höhere Anlehnung an die Dimensionen des Modells zu erfahren?

Rückblickend auf die im Projekt gemachten Erfahrungen kann die GMD grundsätz­lich als geeignet für die Schaffung von medialen Angeboten im Bereich der Labor­praktika bezeichnet werden. Die von der GMD beschriebenen Dimensionen der Pla­nung, Entwicklung, Implementierung und Evaluation der Medien bildeten für INGMEDIA eine Art „Rückgrat“ der Projektplanung. Über den Zeitraum der Pro­

172

Eignung der gestaltungsorientierten Mediendidaktik

jektlaufzeit von drei Jahren wurden Lerneinheiten für verschiedene Zielgruppen und mit unterschiedlichen Lernzielen konzipiert, umgesetzt und in den Lehrbetrieb in­tegriert. Die curriculare Einbindung erfolgte anhand von detaillierten Szenarien, in denen virtuelle und reale Anteile einzelner Praktikumsveranstaltungen inhaltlich und chronologisch aufeinander abgestimmt wurden. Verständlich ist allerdings auch, dass selbst ein pragmatisch orientierter Ansatz wie die GMD keine vorgefertigten Lösungen für den spezifischen Kontext „Lernen durch Expe­rimentieren“ liefern kann. Konkrete Fragestellungen, über den inhaltlichen Aufbau der Medien selbst, die Anpassung der Medien an die Zielgruppe, Fragen zur Imple­mentierung in die bestehende Lehre müssen den individuellen Lehr-, Lernkontext einer Praktikumsveranstaltung reflektieren und erfordern ebenso individuelle Lö­sungen. Ein didaktisches Modell kann daher nur die Dimensionen aufzeigen, die einen erfolgreichen, nachhaltigen Einsatz der Medien am wahrscheinlichsten ma­chen.

Größere, z.B. vom Bund finanzierte, E-Learning Projekte an Hochschulen begüns­tigen eine Vorgehensweise nach der GMD bzgl. der technischen Ausstattung und der personellen Situation. Letztere kann hier auf die interdisziplinäre Aufgabe der Medienproduktion und -integration zugeschnitten werden. In der Regel stehen für die Dauer des Projekts zusätzliche Know-how Träger mindestens auf den Gebieten Technik, Didaktik und Design zur Verfügung, um den erforderlichen fachlichen In­put in den jeweiligen Disziplinen zu liefern. Typisch für Projekte, an denen sich mehrere Fachbereiche oder, im Falle von Verbundprojekten, mehrere Hochschulen beteiligen, ist jedoch auch der steigende Aufwand für gemeinsame Absprachen. Der kommunikative Aufwand zur Vereinbarung gemeinsamer Strategien darf, bei den in der Regel sehr unterschiedlichen Motiven und Zielen der einzelnen Projektbeteilig­ten, nicht unterschätzt werden. Bei der Konsensfindung bzgl. der zu schaffenden technischen Infrastruktur für eine gemeinsame Lernplattform ergaben sich im Pro­jekt INGMEDIA nennenswerte Probleme. Während für einen Projektpartner die Etablierung einer Lernplattform zunächst nicht erforderlich war, da gute Erfah­rungen mit Präsentationssoftware gemacht wurden, verwies ein weiterer Partner auf eine bereits an seiner Hochschule etablierte Lernplattform. Letztere wurde von anderen Partnern aufgrund zu hoher Anschaffungs- und Unterhaltungskosten abge­lehnt. Im Bereich der Mikrosystemtechnik war für die simulierten Praktika im Hin­blick auf große Dateimengen und spätere Vermarktung von Beginn an eine CD-ROM Produktion geplant. Die Verfügbarkeit einer Lernplattform für die geplanten Lerneinheiten war daher für dieses Teilprojekt von untergeordneter Bedeutung.

Für die im vorangegangenen Beispiel angesprochenen Probleme bietet die GMD keine direkten Lösungen. Hier wäre denkbar, das Modell um Dimensionen zu ergän­

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Eignung der gestaltungsorientierten Mediendidaktik

zen, die speziell auf die Probleme bei der Koordination von Hochschulprojekten zugeschnitten sind.

Werden in einem Fachbereich Medienprojekte in Eigenregie durchgeführt, ohne auf Drittmittel zurückgreifen zu können, entfallen die Probleme fachbereichsüber­greifender Koordination weitgehend. Dafür ergibt sich hier jedoch die Schwierig­keit, die erforderlichen Kompetenzen zusammenzubringen. Als Folge davon vernachlässigen derzeitige Medienprojekte auf Fachbereichsebene zwangsweise eine umfassende didaktische Konzeption im Sinne einer GMD.

174

Kapitel

6 Lösungsansätze für den Medieneinsatz im Laborpraktikum

6.1 Ausgangssituation

Wie das Projekt INGMEDIA zeigt, können Medien einen entscheidenden Beitrag zur Verbesserung der Lehrform Praktikum leisten. Allgemeine Ziele des Prak­tikums sowie spezielle Lehr-, Lernziele der im Projekt entwickelten Praktika konn­ten durch den Medieneinsatz erreicht werden, einige Probleme konnten behoben werden. Zudem kann von einer grundsätzlichen Eignung der GMD als Modell für eine Implementierung von Medien im Umfeld der Laborpraktika ausgegangen werden. Allerdings stellen Medienproduktionen im Rahmen geförderter Projekte nicht den Alltag eines Fachbereichs dar. Wenn überhaupt Lernmedien in Fachberei­chen entwickelt und angeboten werden, zeichnen sich die Ergebnisse nicht selten durch ein fehlendes oder nicht ausreichendes didaktische Konzept aus.

Geht man davon aus, dass eine verstärkte Verbreitung didaktisch sinnvoller Medien in der Hochschullehre nicht nur über geförderte Projekte erreichbar ist, sondern auch als Aufgabe gesehen werden muss, der sich die einzelnen Fachbereiche par­allel zum Lehrbetrieb widmen, entsteht eine neue mediendidaktische Heraus­forderung: Es müssen Strukturen für die Fachbereiche gefunden werden, die es ih­nen ermöglichen, lernwirksame Medien zu produzieren, ohne finanzielle Mittel in zusätzliche Ressourcen zu investieren und ohne das vorhandene Zeitkontingent der einzelnen Mitarbeiter zu überschreiten. Eine Anregung hierzu sollen die im Folgenden beschriebenen Lösungsansätze geben, die im Wesentlichen darauf ab­zielen:

• die Lehrenden mediendidaktisch weiterzubilden und zur Medienerstellung zu motivieren;

• den Lehrenden effiziente Software-Werkzeuge zur Bearbeitung ihrer bishe­rigen und neuen Aufgaben zur Verfügung zu stellen und sie darin zu schulen;

• vorhandene Hochschulstrukturen zu nutzen bzw. zu erweitern, um die Leh­renden intensiver als bisher bei konkreten E-Learning Vorhaben zu unter­stützen.

Im Folgenden wird, ausgehend von der in Kap. 1 beschriebenen Situation des Prak­tikums an Fachhochschulen, eine kurz- bis mittelfristige Lösung für den Medienein­satz im Bereich der begleitenden Angebote mit eingeschränkter Verwendbarkeit des GMD-Modells vorgeschlagen. Anschließend wird ein weiterer, mittel- bis langfris­tig umsetzbarer, Lösungsweg aufgezeigt, der darüber hinaus auch semi-virtuelle so­

175

Ausgangssituation

wie virtuelle Angebote berücksichtigt und gleichzeitig eine deutliche Annäherung an das Modell der GMD erfährt.

6.1.1 Personelle und finanzielle Situation

Multimediale Angebote im Rahmen der von der GMD vorgesehenen Dimensionen zu entwickeln ist aufwändig und erfordert Fachexpertise auf verschiedenen Ge­bieten, u.a. der Didaktik, der Computertechnologie, des Designs und der Betriebs­wirtschaft (s. Kompetenzfelder des didaktischen Designs, S. 69) . Das erforderliche Personal kann ein Fachbereich in der Regel nicht aus den eigenen Reihen vollstän­dig rekrutieren, so dass zusätzliche interne oder externe Ressourcen, z.B. über Werkverträge, eingebunden werden müssten, was ein Fachbereich jedoch nicht fi­nanzieren kann. Die Größenordnungen sind erheblich: Im Virtuellen Campus Schweiz werden im Durchschnitt 100.000 Euro für ein Angebot im Umfang einer Vorlesung eingesetzt. Erst ab einer Größenordnung von ca.125.000 € spricht man von Standard-Produktionen, die bereits Videosequenzen und Computeranimationen enthalten. Nach Aussage von Kandzia (2002b) ließ sich die Virtuelle Fachhoch­schule (www.vfh.de) zwei Studiengänge über 20 Millionen Euro kosten, wobei es sich dabei jeweils um den Aufwand der reinen Erstentwicklung handelte. Produkt­pflege und laufende Betreuung der Studierenden waren nicht eingerechnet. Ange­sichts dieser Dimensionen wurden und werden Fördergelder von den Hochschulen bislang als einzige Chance gesehen, hochwertige Medien für die Lehre realisieren zu können.

6.1.2 Organisatorische Probleme und Nachhaltigkeit

Die Erfahrung zeigt, dass die zumeist in Form befristeter Projekte angelegten Förderungen zwar zu respektablen Ergebnissen, nicht jedoch zu den erhofften Effekten, in Bezug auf eine nachhaltige Implementierung der Projektergebnisse in die Lehrpläne, geführt haben. Diesen Eindruck bestätigen zusammengefasst die Referate der GMW-Tagung "Virtuelle Hochschule 2002": Zwar wurden vom Bund erhebliche Fördermittel in die Hochschullehre investiert, der überwiegende Teil der im letzten Jahrzehnt geförderten Multimedia-Projekte konnte seine Ergebnisse je­doch nicht nachhaltig in den Hochschulalltag integrieren. Die Gründe dafür sieht man zum einen in strukturellen Problemen wie der zeitlichen Befristung der Projek­te und dem damit verbundenen Knowhow-Verlust nach Projektabschluss sowie in den Planungs- und Umsetzungskosten, andererseits aber auch in der mangelhaften didaktischen Planung bei vorherrschend technischer Ausrichtung vieler Projekte (Schulmeister, 2001 und 2002, Kerres, 2001a). In diesen drei Punkten sieht

176

Ausgangssituation

Kandzia (2002b) auch die Hauptprobleme bei der Etablierung von E-Learning an Hochschulen:

Schon vor Beginn der Förderprogramme, aber auch während der Förderung der Projekte, werden drei Bereiche als wesentliche Hindernisse bei der Einführung von E-Learning genannt: Nicht ausgereifte Technik, fragliche Didaktik und vor allem enorme Kosten. Deutlich feststellbar, aber oft nicht beachtet, ist auch deren enger Zusammenhang: Verfolgt ein Vor­haben einseitig eine der drei Richtungen, zieht dies erfolgsgefährdende Ein­bußen bei den anderen nach sich.

In der Tat sind zahlreiche, auch kosten- und personalintensive, Projekte aufgrund der beschriebenen Mängel in der Schublade verschwunden. Schlagworte wie „Nachhaltigkeit“, „Verstetigung“ und „Curriculare Integration“ von Projektergeb­nissen wurden daraufhin zu prägenden Begriffen in der didaktischen Diskussion (Niegemann, 2001, Kerres, 2001b, Hartung et al., 2003, Hoppe & Haas, 2003). Handlungsbedarf sieht ebenfalls der Bund, der sein derzeitiges Fördervorhaben für das Jahr 2005 mit: „Förderung der Entwicklung und Erprobung von Maßnahmen der Strukturentwicklung zur Etablierung von eLearning in der Hochschullehre“ be­titelt.

Als eine mögliche Konsequenz aus dieser Problemsituation, die nicht nur monetär sondern auch zeitlich bedacht werden muss, diskutiert Kandzia (2002b) die Alterna­tive, sich von den WBT Produktionen abzuwenden und sich statt dessen auf die Qualität der Präsenzveranstaltungen zu besinnen, deren Vorteil auch darin bestünde, auf aktuelle Entwicklungen spontan eingehen zu können. Kandzia aber auch weiter: „Diese dem Lehrpersonal und Studierenden vertrauten "Workflows" lassen sich kostengünstig und schnell örtlich und zeitlich flexibel im Internet realisieren. Die dazu nötigen Verfahren wie Nutzung vorhandener Verwaltungsprodukte, Presenta­tion Recording, netzgestützter Übungsbetrieb oder verteilte Seminare sind inzwi­schen (dank der Projektförderung) zur Alltagstauglichkeit gereift (Kandzia, Maass, 2001)“

6.1.3 Mediendidaktische Expertise der Lehrenden

Selbst optimistischen Schätzungen zufolge setzen derzeit deutlich weniger als 10 % der Dozenten an deutschen Hochschulen E-Learning in der Lehre ein. Wedekind schätzt den Anteil sogar auf nur 3-5 %. Dabei stützt er seine Hochrechnung auf Ergebnisse des Begleitprojektes „kevih" im Rahmen der BMBF-Förderinitiative "Neue Medien in der Bildung, Bereich Hochschule", das den aktuellen Stand virtu­eller Lehrangebote an deutschen Hochschulen bilanziert (URL: www.iwm-kmrc.de/kevih/). Demnach kann trotz der erheblichen Fördersummen der letzten

177

Ausgangssituation

Jahre nicht davon gesprochen werden, dass E-Learning in den Alltag der Hoch­schullehre eingezogen ist. Für viele Lehrende ist E-Learning nach wie vor etwas Neues.

6.2 Lösungsansatz 1 - Lehrende als Produzenten

Wenn Für Laborpraktika hieße dies, dass, unter Verwendung vorhandener Mittel in den Fachbereichen, bzw. durch Einbeziehung existierender Strukturen (z.B. Rechen­zentrum, Bibliothek) Wege gefunden werden, den zur Vorbereitung auf die Praktika existiernden Vorlesungsstoff im Internet bereitzustellen und darüber hinaus ggfs. zusätzliche Angebote zu den verschiedenen Experimenten online anzubieten. Auf dieser Basis beruht der erste Lösungsansatz zur medialen Unterstützung von Labor­praktika.

6.2.1 Lehrende als Produzenten von begleitenden Angeboten

Mit dem hier vorgestellten Lösungsansatz soll versucht werden, den Anteil der Leh­renden, die aktiv E-Learning einsetzen, zu erhöhen, indem die Lehrenden mit technischer und didaktischer Unterstützung zur Produktion praktikumsbegleitender medialer Angebote angeregt werden. Es wird die These vertreten, dass es auch technisch und didaktisch weniger gebildeten Lehrenden unter bestimmten Be­dingungen möglich sein wird, geeignete mediale Angebote zur Vorbereitung auf das Praktikum, und zur Anschauung während des Praktikums, ohne finanzielle oder zeitliche Mehrbelastung, selbst zu erstellen und zu veröffentlichen.

Die Lehrenden benötigen hierfür eine technische Infrastruktur, geeignete Autoren­werkzeuge sowie technische und mediendidaktische Unterstützung. Das hier vorge­stellte Modell sieht die unbefristete Planstelle eines hochschulweit tätigen Medien­didaktikers vor, der die technische Verfügbarkeit der Autorenwerkzeuge sicherstellt, Absprachen mit der Hochschule und den Studierenden trifft und die Lehrenden im Sinne einer Hilfe zur Selbsthilfe technisch und didaktisch trainiert, s. Abb. 6.1.

Die Planstelle des Mediendidaktikers ist strukturell an die Hochschuldidaktik ange­bunden, der Mediendidaktiker übernimmt in den entsprechenden Gremien die Rolle des kommunikativen Bindeglieds zwischen den zentralen Einrichtungen der Hoch­schule und den Lehrenden sowie den Studierenden. Seine Aufgabe ist es, anhand mediendidaktischer Kriterien und anhand der Bedürfnisse aller Beteiligten an der hochschulweiten Einrichtung technischer Lösungen mitzuarbeiten sowie die Leh­renden durch Schulungen und Seminare an die Aufgabe des Erstellens didaktischer Medien heranzuführen. Die Entkopplung der Lehrenden von technischen und organisatorischen Fragen geschieht in erster Linie, um diese zu entlasten, keinesfalls um sie von Entscheidungsprozessen auszuschließen. Eventuelles Engagement sei­

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Lösungsansatz 1 - Lehrende als Produzenten

tens der Lehrenden in technischen und didaktischen Fragen sieht das Modell aus­drücklich vor.

6.2.2 Technische Unterstützung - Multifunktionale Autorenwerkzeuge

Das Erstellen digitaler Unterrichtsmaterialien ist, abgesehen von den didaktischen Dimensionen als reine Autorenaufgabe, selbst auf einfachem Niveau nicht trivial. Es sind nicht die vom jeweiligen Autorenwerkzeug angebotenen Features, die die größ­te Herausforderung für den Autoren darstellen, sondern die Art und Weise, wie mit der Software bestimmte Aufgaben ausgeführt werden. Von der Definition des Lay­outs über das Einfügen und Platzieren bestimmter Inhaltstypen bis hin zur Konzi­pierung und Integration von Navigationselementen sind die Unterschiede zwischen den am Markt befindlichen Werkzeugen erheblich. Fest steht jedoch, dass keine der Lösungen, wie vom Herstellern oftmals angepriesen, wirklich „intuitiv“ bedienbar“ ist - die Fülle der von Autorenwerkzeugen zu leistenden Funktionen macht dies be­reits prinzipiell unmöglich.

Neben der Motivierung, sich selbst als Autor zu betätigen, wird es daher eine der Kernaufgaben des Mediendidaktikers sein, bei der Zusammenstellung geeigneter Softwarewerkzeuge (Lernplattform, Autorenwerkzeuge, Tools) mitzuwirken und die Lehrenden dann mit den technischen Möglichkeiten, Vorteilen aber auch Grenzen dieser Werkzeuge vertraut zu machen. Die Wahl dieser Werkzeuge entscheidet maßgeblich über Erfolg oder Misserfolg des Gesamtvorhabens.

Hochschulweite Lernplattform

Ein Blick auf die Internetseiten der Hochschulangebote zum Thema Laborpraktikum zeigt, sofern die parktikumsbegleitenden Angebote ganz oder teilweise öffentlich

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Abbildung 6.1: Lösungsansatz 1 - Lehrende als Produzenten

Studierende

RECHENZENTRUM | HOCHSCHULBIBLIOTHEK | HOCHSCHULVERWALTUNG

HOCHSCHUL-DIDAKTIK

Mediendidaktiker

FACHBEREICHE

Lehrende

Praktikumsbegleitendemediale Angebote

Support Tools Plattform

REKTORAT

Lösungsansatz 1 - Lehrende als Produzenten

zugänglich sind, überwiegend Seiten im HTML Format. Der Verbund Virtuelles La­bor (VVL) leistet sich sogar in jedem Teilprojekt eine nach eigenen Vorstellungen gestaltete Oberfläche, einzig die Angebote der FH Heilbronn werden über ein daten­bankbasiertes Content Management System (CMS) angeboten. CM-Systeme bilden die Alternative zu statischen HTML Seiten und sind, einmal installiert, aufgrund ih­rer wesentlich einfacheren und flexibleren Handhabung und aufgrund ihrer weiter reichenden Möglichkeiten für den Einsatz als Plattform für begleitende Angebote wesentlich besser geeignet als statische Internetseiten. Sie bieten in weit höherem Maße die von Kandzia geforderte „schnelle Aktualisierbarkeit“ durch ihre klare Trennung von Form und Inhalt. Aktuelle Informationen, zusätzliche Informationen zu bestimmten Praktika können vom Lehrenden per Browser-Schnittstelle über Formulare eingefügt werden; das Überarbeiten und anschließende Hochladen sta­tischer Seiten entfällt. Sofern die Hochschule noch nicht über eine Lehrplattform verfügt, ist es ratsam, zunächst hochschulweit über deren Einführung nachzuden­ken29.

Multifunktionale Autorenwerkzeuge

Die Akzeptanz einer Lernumgebung hängt nicht nur von der Software selbst, son­dern auch wesentlich von der Qualität der angebotenen Inhalte ab. Eine wichtige Rolle bei der eigenverantwortlichen Erstellung laborbegleitender Angebote spielen daher die Möglichkeiten für Autoren, ihre Inhalte aufzubereiten und zur Verfügung zu stellen. Ein hierfür geeignetes Werkzeug muss auch medientechnisch weniger versierten Autoren ermöglichen, z.B. durch eine WYSIWYG30 Benutzeroberfläche, Inhalte mediengerecht aufzubereiten. Zudem ist der Faktor Zeit ein wesentliches Kriterium. Es ist verständlich, wenn Autoren ihre Inhalte nicht für jedes Ausgabe­medium technisch anpassen möchten. Eine zufriedenstellende Lösung zur Bereit­stellung des Begleitmaterials sollte daher drei Dinge berücksichtigen:

• Wissen liegt vielfach bereits digital vor. Es sollte möglich sein, existierende di­gitale Inhalte ohne großen Aufwand übernehmen zu können.

• Die Lehrenden an Fachhochschulen sind nicht immer Medienexperten. Das Aufbereiten von Inhalten sollte in einer leicht erlernbaren, bezüglich des Be­dienungskonzepts vertrauten Umgebung stattfinden können.

• Das Erstellen von Lerneinheiten gehört selten zu den Kernaufgaben der Leh­renden. Kaum jemand hat die Zeit, unterschiedliche Versionen für Druckaus­gabe, Internet und Lernplattform zu pflegen. Ein Autorenwerkzeug sollte daher

29Eine Liste kostenlos erhältlicher Lernplattformen kann unter http://www.opensourcecms.com eingesehen werden. Zu allen dort vorgestellten Systeme existieren Demoinstallationen, die ein direktes Testen der verschiedenen Ebenen (Benutzer-, Admin-Ebene) erlauben.

30What You See Is What You Get

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Lösungsansatz 1 - Lehrende als Produzenten

aus einem einzigen zentralen Dokument verschiedene Ausgabeformate erzeugen können. Überarbeitungen erfolgen dann einmalig im Zentraldoku­ment.

Alternativ zum ILIAS Online-Editor und Offline Editoren wie XLML31 wurde im Rahmen eines K2-Forschungsvorhabens an der FH Aachen die Schnittstelle „Erl­könig“, später umbenannt in „iLEX“ (Abk. für ILIAS Export) entwickelt. iLEX überführt Dokumente einer Textverarbeitung nach ILIAS 3. Das Tool basiert auf der in OpenOffice integrierten Textverarbeitung "Writer", mit der die Autoren ihre Ler­neinheiten erstellen. Handhabung und Möglichkeiten, der OpenOffice Textver­arbeitung entsprechen modernen Anforderungen und sind auch für technisch weniger versierte Benutzer leichter erlernbar als Autorenwerkzeuge, die auf HTML oder XML basieren. Die Kernaufgabe des Projekts bildet eine Programmierung, die Metadaten, Struktur und Inhalt eines Dokuments erfasst und in ein XML Format ex­portiert, welches ohne Zwischenschritt als Lerneinheit in ILIAS 3 importiert werden kann. Die umgesetzte Version ist in der Lage, die nachfolgenden Merkmale, wie im Textdokument angegeben, zu erkennen und in ein für die Zielplattform ILIAS 3 importierbares Datenpaket zu überführen.

Die folgende Übersicht zeigt tabellarisch, welche Elemente aus dem Dokument auf die Lernplattform ILIAS 3 übertragen werden.

Element Übertragen werden

Metadaten der Lerneinheit

Titel, Kommentar, Sprache, Schlagworte

Struktur der Lerneinheit

Titel der LE als oberster KnotenKapitelbezeichnungen als hierarchische Ebenen (bis Ebene 10)

Text Normaler Text Alle Sonderzeichen/Schriftarten des Unicode ZeichensatzesZitate (bei Nutzung der OOo-Formatierung "ILIAS Zitat")Codedarstellungen (Systemschrift, z.B. Courier New)FußnotenExterne Hyperlinks (auch in Fußnoten)Textfarben

Bilder Alle im Inhaltsbereich befindlichen Bilder - unabhängig von der Quelle (verlinkt oder integriert) - unabhängig vom Format (gif, jpg, png) Horizontale Ausrichtung der Bilder (Links, Mitte, Rechts)Die in OpenOffice.org eingestellte Größe der Bilder (Dateigröße bleibt dabei unverändert)Bildunterschriften

Textauszeich­ Fett

31XLML, Universität Erlangen-Nürnberg, URL: http://www.xlml.org [Stand: 18.04.2005]

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Lösungsansatz 1 - Lehrende als Produzenten

Element Übertragen werden

nungen (kombinierbar)

KursivHochgestellt/Tiefgestellt

Formeln Formeln (mit integrierten OOo Formeleditor) - Die Formeln werden als gif exportiert. - Die Formeln bleiben auch nach dem Export editierbar.

Absatzforma­tierungen

Formatierte Liste (Bullet, Numerisch, Alphanumerisch)Hinweis, Zusatz, Zitat, Bemerkung, BeispielCode (versch. Sprachen mit Syntax Highlighting und Auto-Indent.

Multimediale Elemente

MovieSoundFlash

Tabelle 39: iLEX - Elemente, die nach ILIAS übertragen werden

Damit verfügt der Autor, die Autorin über ein Werkzeug, welches bestehende Do­kumente gängiger Formate (PPT über das OpenOffice Präsentationsformat, DOC und TXT über „Einfügen | Aus Datei“) einlesen und aus einem einzigen Dokument heraus Skripte, Webseiten, ILIAS-Lerneinheiten und PDF-Dokumente generieren kann. Neben dem integrierten PDF Export ermöglicht die Kompatibilität zu Mi­crosoft Word, dass in Word erstellte Dokumente in eine iLEX Vorlage eingelesen und nach kurzer Überarbeitung als ILIAS Lerneinheit exportiert werden können.Die folgende Grafik zeigt schematisch die Möglichkeiten des Autorenwerkzeugs be­züglich Import und Export:

Das Autorentool besteht aus einer OpenOffice Textvorlage und einer separaten Pro­grammbibliothek, die der Anwender in der OpenOffice Umgebung zunächst in­stalliert. Zum Umfang des Pakets gehört ferner eine Installationsbeschreibung und eine Anleitung für Autoren. Die Textvorlage bietet auf der Einstiegsseite ein Formu­

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Abbildung 6.2: Technik der Offline Autorenschnittstelle

Lösungsansatz 1 - Lehrende als Produzenten

lar, in dem Autoren Informationen zur betreffenden Lerneinheit eingeben (s. Abb.6.3).

Die Struktur einer Lerneinheit wird im Textdokument durch die Ebenen der Kapitel­überschriften repräsentiert. OpenOffice.org hält 10 Absatzvorlagen mit den Namen Überschrift 1 bis Überschrift 10 bereit, deren Endziffer jeweils die Strukturtiefe der folgenden Absätze kennzeichnen. Absätze unter Überschrift n bilden dabei das Un­terkapitel von Absätzen unter Überschrift n-1. Die Struktur der Vorlage wird aus einem sich selbst aktualisierenden Inhaltsverzeichnis ersichtlich, welches für die Druckausgabe integriert wurde.

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Lösungsansatz 1 - Lehrende als Produzenten

Inhalte werden eingegeben, wie es in gängigen Textverarbeitungssystemen üblich ist. Für die Eingabe gilt zunächst der Grundsatz: das Dokument kann weitgehend nach den Vorstellungen des Autors, der Autorin erstellt werden, um dem Autor für die Druckausgabe möglichst viel Freiraum für das Erscheinungsbild des Textes zu geben. Die Exportroutine, welche über die auf der Startseite angebotene Schaltflä­che Export aktiviert wird, entnimmt dem Dokument die für Darstellung auf der ILI­AS 3 Plattform nötigen Informationen und generiert daraus eine gepackte Datei. In dieser sind die im Dokument enhaltenen Objekte (Bilder, Formeln etc.) und die für den Import in ILIAS erforderliche XML-Datei enthalten. Im Folgenden wird darge­stellt, welche Elemente und Formatierungen beim Export übertragen werden.

Sonderzeichen: Es können beliebige Sonderzeichen eingesetzt werden, solange mit der voreingestellten Absatzformatvorlage Textkörper gearbeitet wird. In dieser ist auf Windows Plattformen der Zeichensatz Arial Unicode MS eingestellt. Die meis­ten Sonderzeichen, befinden sich nicht auf der Tastatur. Diese sind jedoch über den Menüpunkt Einfügen | Sonderzeichen abrufbar. Es öffnet sich darauf das rechts dargestellte Fenster. Ein Klick auf ein Zeichen, etwa β, λ, Σ und dann auf OK, fügt das gewählte Zeichen an der aktuellen Cursorposition ein.

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Abbildung 6.3: iLEX - Metadaten einer Lerneinheit

Lösungsansatz 1 - Lehrende als Produzenten

Formeln: OpenOffice besitzt einen integrierten Formeleditor, mit dessen Hilfe

Formeln geschrieben und jederzeit editiert werden können. Die Eingabe erfolgt wahlweise mausunterstützt oder durch parallel dazu angebotene textuelle Eingabe in einem gesonderten Fenster. Die Syntax der Texteingabe ist an LaTex angelehnt aber nicht identisch. Beim Export des Dokuments in ein ILIAS ZIP-Paket werden Formeln in Grafik Dateien (GIF) umgewandelt.

iLEX ist in seiner jetzigen Form ein erster Ansatz für ein professionelles Autoren­

tool. Es bleiben Wünsche für eine Erweiterung der Möglichkeiten. So können derzeit noch keine verschachtelten Tabellen exportiert werden. Ebenso ist es nicht möglich, interne Verweise (Hyperlinks) zu definieren. Als nachteilig kann ebenso angesehen werden, dass iLEX das proprietäre ILIAS Format unterstützt. Hier wäre

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Abbildung 6.5: iLEX - Eingabe von Formeln

Abbildung 6.4: iLEX - Eingabe von Sonderzeichen

Lösungsansatz 1 - Lehrende als Produzenten

wünschenswert auf ein Standard Format wie das Sharable Content Object Reference Model (SCORM32) zu wechseln, welches von ILIAS ebenfalls unterstützt wird.

6.2.3 Didaktische Unterstützung - Planstelle Mediendidaktik

Die Organisation einer didaktische Unterstützung der Lehrenden in diesem Modell muss berücksichtigen, dass hochschulweit nur eine Planstelle für alle Lehrenden vorgesehen ist. Die Betreuungskapazitäten für den einzelnen Lehrenden sind daher begrenzt. Begegnet werden kann diesem Umstand mit Vorlagen und allgemeine, auf Laborpraktika zugeschnittene Empfehlungen zur didaktischen Aufbereitung der Lernangebote, durch die sich der Aufwand für spezielle didaktische Betreuung redu­ziert.

Didaktisches Design für laborbegleitende Angebote

Zur Aufbereitung der Inhalte für einen bestimmten Praktikumsversuch erhalten die Lehrenden eine Vorlage, die strukturell und inhaltlich bereits didaktisch sinnvolle Vorgaben liefert und Vorschläge für die Wahl von Medien macht. Eine mitgelieferte Dokumentation erläutert die didaktischen Überlegungen, die zur Auswahl der vorgeschlagenen Punkte geführt haben, um den Lehrenden nicht das Gefühl zu ver­mitteln, zu einer bestimmten Vorgehensweise gedrängt zu werden. Die Vorlage ist demnach als Angebot zu verstehen, auf die Lehrende jederzeit ganz oder teilweise verzichten können. Gleichsam sollen die Lehrenden angeregt werden, Vorschläge zur Verbesserung der Vorlage zu machen und für spezielle Themen mit allge­meinem Charakter (z.B. Gerätebedienung) konkretisierte Vorlagen zu entwickeln und diese ggfs. anderen Lehrenden zur Verfügung zu stellen.

Im Folgenden wird die im Projekt INGMEDIA zu diesem Zweck entworfene Vor­lage vorgestellt. In dieser wurde versucht, die Eigenaktivität und die Möglichkeiten zur Steuerung des Lernprozesses seitens des Lerners zu fördern, d.h. es soll zum „aktiven“ Lernen angeregt werden – technisch im Umgang mit den neuen Medien und sozial im Umgang mit Kommilitonen, Professoren etc. sowie kognitiv durch di­daktisch wertvoll aufbereitete Inhalte. Der Fähigkeit zur Lösung neuer Probleme und metakognitive Fähigkeiten – insbesondere die Planung und Evaluation des eigenen Handelns (Jonassen & Mandl, 1990. Duffy & Jonassen, 1992. Rohde, 2003) – wurde Rechnung getragen, indem z.B. dazu angeregt wird, bestimmte Expe­

32Das Sharable Content Object Reference Model (SCORM) ist der Versuch, eine gemeinsame Basis für den Austausch von elektronischen Lerneinheiten zu schaffen. Es handelt sich um ein Refe­renz-Modell für austauschbare Lerninhalte und Learning Management Systeme (LMS), das von der Advanced Distributed Learning Initiative (ADL) (http://www.adlnet.org) veröffentlicht wird.

186

Lösungsansatz 1 - Lehrende als Produzenten

rimente in vereinfachter Form als sog. „Freihandexperimente“ selbst nachzuemp­finden.

Die folgende Liste stellt die mediendidaktisch aufbereiteten Vorschläge für eine Lerneinheit zur Vorbereitung auf ein Laborpraktikum dar. Über sie wird gleichsam auch der Versuch unternommen, zur Lösung der auf S. 75 zusammengefassten Pro­bleme und zur Erreichung der in Kap. 3.4 beschriebenen Ziele konventioneller Prak­tika beizutragen.

Nr. Problem – Lehr-, Lernziel Mediale Elemente

1 Interesse und Lernmotivation fördern

Praxisbeispiel, Kurioses zum Thema

Authentische Problemstellungen und Aufgaben

„Do it yourself“ (Freihandexperimente zum selber nachbauen)

Multimediale Elemente zur Vermittlung theo­retischer Sachverhalte und Zusammenhänge

2 Unterschiedliche Grade des Vorwissens berücksichtigen

Konfrontation mit mehreren Perspektiven und Kontexten

Persönliche Betreuung mittels Online-Kom­munikation (Chat, Forum, E-Mail) durch Be­treuer oder Tutor

„Mysterious X“ - Expertenforum

3 Unsicherheit „Was kommt da auf mich zu?“ ausräumen

Informationen zu Versuchsaufbau und -ablauf

4 Feedback über den Wissens­stand des Lerners bzw. Lern­fortschritt geben

Selbsttest

„Ask your Tutor“ - Tutorielle Lernbegleitung

5 Lerninhalte auf spätere Verwertbarkeit ausrichten

Schlüsselqualifikationen (fachübergeifende Kompetenzen)

Tabelle 40: Mediale Elemente zur Vorbereitung auf ein Laborpraktikum

Praxisbeispiele, Kurioses zum Thema: Bereits zu Beginn der Beschäftigung mit den Lerninhalten sollen kontextsensitive Praxisbeispiele die Studierenden zu einer klassischen Technik der Naturwissenschaft anregen: der Beobachtung. Spektakuläre Darbietungen und Kuriositäten steigern die Aufmerksamkeit und lösen Fragen aus. Affektive Elemente bei der Beobachtung (Erstaunen, Faszination) begünstigen durch die emotionale Koppelung außerdem ein späteres Abrufen von Inhalten aus dem Gedächtnis.

Authentische Problemstellungen und Aufgaben: Authentisch sind Aufgaben dann, wenn sie realistisch, bedeutungsvoll und relevant für die Lernenden sind (vgl.

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Lösungsansatz 1 - Lehrende als Produzenten

Jonassen et al., 1997). Eine komplexe Lernaufgabe erfordert die Entwicklung einer zur Komplexitätsbewältigung geeigneten Problemsicht. Dies trägt zur Authentizität von Lernaufgaben bei und erleichtert den Transfer der Lernergebnisse auf andere Domänen (vgl. Gräsel et al., 1997)

„Do it yourself“ - Eigenaktivität fördern: Durch das Angebot von „Freihand-Expe­rimenten“, werden die Lernenden angeregt, den Versuchsaufbau (mit vereinfachten Mitteln) zuhause nachzubauen. Durch das „Machen“ wird ein tieferes Verständnis der Zusammenhänge ermöglicht. Die bereitgestellte „Do it yourself“- Anordnung soll außerdem Kreativität wecken und zur Entwicklung eigener, alternativer Frei­handexperimente motivieren.

Multimediale Elemente: Im Gegensatz zu Printmedien können Multimedien beweg­te Bilder zeigen und verschiedene Sinneskanäle (im Wesentlichen Sehen und Hö­ren) gleichzeitig ansprechen. In welchem Ausmaß multimediale Elemente zur Verdeutlichung von theoretischen Sachverhalten und Zusammenhängen eingesetzt werden, hängt von den technischen, finanziellen und zeitlichen Möglichkeiten des Lehrenden ab, derartige Elemente umzusetzen. Dies gilt ebenso interaktive Angebo­te. Die Entscheidung für einen bestimmten Medientyp, insbesondere deren Kombi­nation, muss für jeden Anwendungsfall individuell getroffen werden, da nicht jeder Medientyp gleichermaßen geeignet ist, einen positiven Lerneffekt hervorzurufen, siehe hierzu auch Ballstaedt et al. (1987), Ballstaedt (1997), Drewniak (1992), Drewniak & Kunz (1992), Engelkamp (1991), Haasebrook (1995), Issing (1988) , Schnotz (1994a u. 1994b), Seel (1991), Weidenmann (1994a u. 1994b). Bei der Auswahl spielen Kriterien wie die Wichtigkeit für das Verständnis, die verfolgten Bildungsziele sowie das Vorwissen und die Anforderungen der Zielgruppe an me­diale Angebote ein Rolle. Um hier zu zufriedenstellenden Ergebnissen zu kommen, ist individuelle mediendidaktische Beratung erforderlich, die durch die Planstelle ausgefüllt wird. Komplexere interaktive Übungselemente können durchaus zu einer Aufgabe „heranwachsen“, die selbst Projektcharakter erhält und somit der eigenen Analyse, Planung, Umsetzung und Implementierung bedarf.

Umsetzung als Online-Angebot: Mit der Bereitstellung als Online-Angebot wird die zeit- und ortsunabhängige Bearbeitung der multimedialen Inhalte ermöglicht. Über einen sog. „persönlichen Schreibtisch“ erhält der Lernende aktuelle und persönliche Nachrichten, steigt an der früheren Ausstiegsstelle wieder ein oder wählt eines der ihm zu Verfügung stehenden Angebote aus. Studierende mit weniger Vorwissen erhalten eine zusätzliche Möglichkeit, Defizite bis zum Prak­tikumstermin auszugleichen. Auf diese Weise kann auch dem Problem „Einer misst, einer schreibt, die anderen schauen zu“ begegnet werden, da eine solche Situation oft dadurch begründet ist, dass Teilnehmer mit unzureichendem Fachwissen eher die

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Lösungsansatz 1 - Lehrende als Produzenten

Rolle des Zuhörers einnehmen (eine ebenfalls wichtige Rolle hierbei spielen die Persönlichkeitsmerkmale der Teilnehmer).

Konfrontation mit mehreren Perspektiven und Kontexten: Je nach Vorwissen des Lerners sind verschiedene, individuell wählbare Einstiege auf inhaltlich unter­schiedlichem Niveau denkbar. Es können darüber hinaus verschiedene Struktur­prinzipien angeboten werden, die unterschiedlichen Lernertypen gerecht werden (siehe hierzu auch Kap. 3.7).

„Mysterious X“ - Expertenforum: Ungeklärte Phänomene, die im Zusammenhang zu einer Lerneinheit stehen, können in einem speziellen Forum behandelt werden. Die Lernenden werden dazu aufgefordert, mögliche Erklärungen zu suchen. Damit wird der Aufbau eigener und gemeinsamer Wissensstrukturen begünstigt. Die Ein­bindung in eine Expertenkultur kann das akademische Selbstkonzept der Lerner stärken, wobei Selbstwirksamkeitsüberzeugungen aus- bzw. aufgebaut werden können. Die Erfolgsaussichten, tatsächlich ein aktives Forum aufzubauen, müssen allerdings aufgrund der kurzen Zeitspanne, die sich die Studierenden mit dem Prak­tikum befassen, als gering eingestuft werden.

Informationen zu Versuchsaufbau und Versuchsablauf: Laborarbeit ist für die meisten Studierenden Neuland. Damit verbunden ist häufig eine gewisse Hemm­schwelle, sich mit dem Experiment auseinanderzusetzen. Haben die Studierenden bereits vor dem Praktikumstermin die Möglichkeit, eine visuelle Vorstellung von Versuchsaufbau und Versuchsablauf gewinnen zu können, kann dies statt einem „Fremdheitseffekt“ einen motivierenden „Wiedererkennungseffekt“ auslösen. Wie detailliert die Darstellungen ausfallen, ist im Einzelfall zu entscheiden. Eine voll­ständige Vorwegnahme kann auch zu einem „Abstumpfungseffekt“ führen, der zu wenig Platz für Neugier lässt und dementsprechend demotivierend wirken kann.

Selbsttest: Aus lernpsychologischer Perspektive heraus sind Selbsttests als lern­förderlich anzusehen, da sie den Lernenden eine direkte Rückmeldung zu ihrem ak­tuellen Wissensstand liefern. Voraussetzung hierfür ist, dass der Selbsttest in Hin­blick auf die konkreten Lernziele (Behaltensleistungen, Transferfähigkeit gelernter Inhalte, Problemlösekompetenz, etc.) entwickelt wird.

„Ask your Tutor“ - Tutorielle Lernbegleitung: Austausch und Problemlösung durch mediengestützte Kommunikation. Direkte Kontaktaufnahme zu anderen Ler­nenden, die online sind sowie zu einem Tutor, kann ermöglicht werden. Neben dem Kontakt über (integrierte) Kommunikationsmodule können Foren angeboten bzw. von Benutzern eingerichtet werden. Feedback und Rückfragemöglichkeiten per E-Mail oder in Foren zu Inhalten oder Technik werden von zuständigen Tutoren be­antwortet. Die Studierenden fühlen sich auf diese Weise nicht allein gelassen und

189

Lösungsansatz 1 - Lehrende als Produzenten

erhalten argumentatives Feedback (statt der oft üblichen "richtig/falsch" Antworten).

Fachübergreifende Kompetenzen: (s. hierzu auch Kap. 1.2.3). Angebote zum The­ma „Kompetenzen“ vermitteln semester- und fachübergreifende Angebote in den Bereichen:

Bereich Beschreibung

Metakognition über die eigenen Lernstrategien reflektieren

Laborspezifische Kennt­nisse und Fähigkeiten

Messen, dokumentieren und analysieren im Labor

Gerätebedienung mit Mess- und Analysegeräten arbeiten

Soft-Skills Umgang mit Menschen und Entscheidungen

Medienkompetenz Einsatz von Medien zur Informationsbeschaffung, Doku­mentation, Präsentation, Problemlösung und Kommunikati­on

Tabelle 41: Fachübergreifende Kompetenzen zum Thema Laborarbeit

6.3 Lösungsansatz 2 - Hochschulweites Medienzentrum

6.3.1 Zentrum für Medienintegration in der Lehre (ZML)

Der zweite Lösungsansatz kann als Erweiterung des ersten Lösungsansatzes be­trachtet werden. Ziel dieser erweiterten Lösung ist es, alle Ebenen multimedialer Unterstützung von Laborpraktika zu berücksichtigen, d.h. neben den praktikumsbe­gleitenden Angeboten auch telematische Lösungen sowie Simulationen anzubieten. Gleichzeitig sollen Strukturen geschaffen werden, die es ermöglichen, die Planung, Entwicklung und Implementierung der medialen Angebote an den Anforderungen der gestaltungsorientierten Mediendidaktik (s. Kap. 3.1.4) auszurichten.

Der Ansatz findet Anlehnung an das Modell des Projekts „LearNet“ (S. 93), in dem sieben Hochschulinstitute aus verschiedenen Bundesländern je ein Laborexperiment realisiert haben, das nur an einem der Hochschulstandorte real vorhanden ist, jedes der Experimente jedoch von den Studierenden aller beteiligten Hochschulen genutzt werden kann. Überlegungen wie diese - durch Kooperationen Kosten zu senken - stehen im Vordergrund des Modells, mit dem insgesamt das Ziel verfolgt wird, ohne auf Gelder aus Drittmitteln angewiesen zu sein, hochwertige mediale Angebote für das Laborpraktikum nachhaltig in den Lehrplan zu integrieren.

Gleichsam fließen Erkenntnisse und Überlegungen ein, die aus der Experten­befragung „Nachhaltigkeit von eLearning-Innovationen“ (Seufert, Euler, 2003 u.

190

Lösungsansatz 2 - Hochschulweites Medienzentrum

2004) hervorgegangen sind. In der Delphi-Studie der Universität St. Gallen wurden­mehr als zwanzig E-Learning-Experten zur nachhaltigen Implementierung von eLearning-Innovationen befragt. Auf der Grundlage der Expertenmeinungen wurde ein 5-Dimensionenmodell aufgebaut und folgende Arbeitsdefinition für Nachhaltig­keit aufgestellt:

Unter Nachhaltigkeit von eLearning-Innovationen soll die dauerhafte Im­plementierung und ökonomisch effiziente, pädagogisch wirksame, organi­satorisch-adminsitrativ effiziente, technologisch problemgerechte und stabile und sozio-kulturell adaptive Nutzbarmachung von eLearning-Inno­vationen für Organisationen, einzelne Projekte bzw. Lernangebote sowie für die beteiligten Zielgruppen verstanden werden.

Im Sinne dieser Definition erfordert die im Folgenden vorgestellte Lösung neue, auf Hochschulebene angelegte, Strukturen und Prozesse auf den Gebieten Betriebswirt­schaft, Pädagogik/Didaktik, Organisation/Administration, Technik sowie Lehr- Lernkultur (sozio-kulturelle Dimension). Die erforderlichen Aktivitäten gehen dabei über die Grenzen der Hochschule hinaus. Im Vergleich zum ersten Lösungsansatz ist Personal mit weiter reichenden Kenntnissen in den genannten Bereichen (z.B. Hard- und Software für Telematik und Simulation, betriebswirtschaftliches Know-how für Projektmanagement und Absprachen mit externen Kooperationspartnern bzw. -interessenten) erforderlich. Da diese Aufgaben zeitlich und bzgl. der erforder­lichen Skills nicht mehr zufriedenstellend von einem einzelnen Mitarbeiter wahrge­nommen werden können, tritt in diesem Lösungsansatz an die Stelle des Mediendi­daktikers das „Zentrum für Medienintegration in der Lehre“ (ZML), siehe Abb. 6.6.

Die Einrichtung eines ZML allein zur Unterstützung von Laborpraktika wäre für eine Fachhochschule zu teuer, daher fokussiert das ZML alle Unternehmungen der Hochschule zur Integration von E-Learning. Es ist personell durch mehrere Plan­stellen repräsentiert, über deren Besetzung die Palette der erforderlichen Kompeten­zen abgedeckt wird. Dem ZML fällt als wesentliche Aufgabe zu, Strategien für die Sicherstellung der Nachhaltigkeit zu gewährleisten. Dazu die bereits erwähnte Del­phi-Studie (Seufert, Euler, 2004):

191

Lösungsansatz 2 - Hochschulweites Medienzentrum

Für die Erzielung der Nachhaltigkeit von eLearning ist eine strategische Verankerung in der Hochschule jedoch zunehmend bedeutsamer, wie die bisherigen Erfahrungen sowie auch die Expertenmeinungen aus der Del­phi-Studie belegen. Bottom-up-Entwicklungen können jedoch durchaus hilf­reich sein, da dezentrale Kräfte für die weitere Diffusion von eLearning ebenfalls notwendig sind. Daher erscheint eine ausgewogene Balance zwi­schen top-down- und bottom-up-Strategien eine vielversprechende Variante zu sein. Beispielsweise sollten hochschulweite Qualitätsstandards top-down von der Hochschulleitung bzw. zumindest von den verschiedenen Fakultä­ten vorgegeben werden, wohingegen dezentrale Kräfte in Form von Positiv­beispielen zur Nachahmung genutzt werden könnten.

Ob und inwieweit Möglichkeiten gefunden bzw. geschaffen werden können, eine institutionelle Verankerung auch in Fachhochschulen zu finanzieren, ist jeweils auf der Ebene der Hochschule und ggfs. auch auf bildungspolitischer Ebene zu prüfen.

6.3.2 Inner- und außerhochschulische Aktivitäten des ZML

Hochschulintern übernimmt das Zentrum für Medienintegration in der Lehre die selben Aufgaben, die bereits für die Planstelle des Mediendidaktikers im ersten Lö­sungsansatz beschrieben wurden. Hinzu kommen Aktivitäten, die das Ziel ver­folgen, begleitende Materialien zu bestimmten Experimenten, telematische Mess­plätze und Experimente sowie Softwaresimulationen ganz oder teilweise gemeinsam mit anderen Hochschulen oder anderen Bildungseinrichtungen zu nutzen, um so

192

Abbildung 6.6: Lösungsansatz 2 - Zentrum für Medienintegration in der Lehre

Studierende

Rechenzentrum | Hochschulbibliothek | Zentrale Hochschulverwaltung

HOCHSCHUL-DIDAKTIK

ZENTRUM FÜR MEDIENINTEGRATION

IN DER LEHRE

FACHBEREICHE

Lehrende

BEGLEITENDE ANGEBOTETELEMATIKSIMULATION

Support Tools Plattform

VERBÄNDE HOCHSCHULEN INDUSTRIE BUND/LAND

REKTORAT

Lösungsansatz 2 - Hochschulweites Medienzentrum

auch dem „Reinvent the wheel33“ Effekt entgegen zu steuern. Aufwendigere Module (z.B. ein interaktives Flashelement zur Schliffpräparation), deren Umsetzung von einem einzelnen Fachbereich nicht ohne Weiteres leistbar wäre, könnten von mehre­ren Hochschulen gemeinsam realisiert werden. Aufgaben wie diese machen jedoch eine dauerhafte und regelmäßige Abstimmung mit Verbänden, Hochschulen, Unter­nehmen und der Bildungspolitik erforderlich. Kerres (2004) nennt in diesem Zu­sammenhang vier Kriterien, die zunehmend in den Mittelpunkt mediendidaktischer Theorie und Praxis rücken:

• Übertragbarkeit als Forderung an mediendidaktische Konzeptionen,• Einbindung der Medienentwicklung in etablierte, professionelle Produktions­

umgebungen,• Sicherung des tatsächlichen Einsatzes von Medien in der Lehre,• Implementierung von Maßnahmen zur Dissemination von Projektergebnissen

(Sicherung der faktischen Übertragung).

Aus diesen Kriterien, in Verbindung mit den Dimensionen der gestaltungs­orientierten Mediendidaktik und dem 5-Dimensionenmodell der Deplhi-Studie, können die im Folgenden aufgeführten Aufgaben für das ZML abgeleitet werden. Zu bedenken ist dabei, dass aufgrund der geringen Trennschärfe der an die Delphi-Studie angelehnten Bereiche, bestimmte Aufgaben in der Praxis mehrere Bereiche berühren.

Bereich Aufgaben für das ZML

Betriebswirtschaft Kosten-, Nutzenanalyse von E-Learning Vorhaben

Projektmanagement (hochschulintern und hochschulüber­greifend)

Prüfung und Durchführung von Vorhaben zur externen Verwendung von E-Learning

Kooperation mit dem jeweiligen Kompetenzzentrum des Landes, mit anderen Hochschulen, Verbänden, Industrie, privaten Bildungsinstituten u. -dienstleistern

Entwicklung von Vertriebsstrategien für die Nutzung von Experimenten, Modulen durch externe Interessenten

Eruierung und Beantragung von Drittmitteln zur Förderung hochschulinterner Projekte zur Medienintegration in der Lehre

33Anstatt zum wiederholten Mal das Schaubild eines OP-Verstärkers oder einer Wechselschaltung zu zeichnen, werden oft benötigte Inhalte einmal erstellt, für die beteiligten Hochschulen zentral abgelegt und interessierten Lehrenden und Lernenden verfügbar gemacht (idealerweise helfen Metadaten zu den einzelnen Elementen bei der Recherche nach bestimmten Inhalten).

193

Lösungsansatz 2 - Hochschulweites Medienzentrum

Bereich Aufgaben für das ZML

Absprachen mit dem Rektorat und zentralen Einrichtungen der Hochschule (Rechenzentrum, Hochschulbibliothek)

Pädagogik/Didaktik Aufnahme des Status Quo der Gesamtsituation E-Learning an der Hochschule

Entwicklung von Lehr-, Lernkonzepten in Zusammenarbeit mit Lehrenden und Studierenden (Definition von Lernzielen, Zielgruppenanalysen, Medienwahl, Medienstruk­turierung)

Didaktische Beratung, Betreuung, Support von Lehrenden („Train the Trainer“ Programm)

Informationsveranstaltungen zum Thema E-Learning

Evaluation von E-Learning

Organisation/Administra­tion

Planung und Umsetzung einer Implementierungsstrategie für E-Learning an der Hochschule (technische, didaktische, kommunikative Infrastruktur)

Information und Beratung von Lehrenden hinsichtlich denk­barer Einsatzszenarien

Abstimmung zwischen virtuellen und Präsenz-Anteilen (Organisation hybrider Lernarrangements)

Prüfung der Gesamt-Infrastruktur für alle E-Learning Angebote

Planung und Durchführung qualitätssichernder Maßnahmen (Qualitätsmanagement)

Absprachen zur Modularisierung von E-Learning Einheiten zur Verwendung durch mehrere Bildungsinstitute (Vergabe von ECTS Punkten)

Aufbau von E-Teams (technisch und didaktisch qualifizierte Studierende, die als projektbezogene Mitarbeiter auf Zeit eingesetzt werden können)

Technik Auswahl, Bereitstellung und Pflege einer gemeinsamen technischen Plattform für die Bereitstellung von E-Learning Angeboten (Lern- u. Kommunikationsplattform, Groupware)

Auswahl und Bereitstellung von benutzerfreundlichen Soft­warewerkzeugen für die Erstellung von Content

Absprachen zur Verwendung und Einhaltung von Standards

Entwicklung bzw. Anpassung von Schnittstellen für die Kom­munikation und den Datentransfer zwischen Systemen

Kooperation mit technischen Partnern

Lehr- Lernkultur Unterstützung der Hochschulleitung bei allen Maßnahmen

194

Lösungsansatz 2 - Hochschulweites Medienzentrum

Bereich Aufgaben für das ZML

zur Etablierung von E-Learning

Informationsveranstaltungen, Motivierung der Lehrenden, Schaffung von Anreizsystemen, Vorstellung von Best Practi­ces

Förderung der Kommunikation zwischen allen Beteiligten

Alle Bereiche Dokumentation, Berichtswesen

Beteiligung an ausgewählten nationalen und internationalen Netzwerken in allen Bereichen des E-Learning

Präsentationen, Publikationen, Presse- u. Öffentlichkeits­arbeit

Tabelle 42: Aufgaben des Zentrums für Medienintegration in der Lehre

In Deutschland besitzt mittlerweile jedes Bundesland ein Zentrum, das zur Etablierung von Multimedia in der Hochschullehre eingerichtet wurde. Für das hochschulinterne ZML spielt als Kooperationspartner daher zunächst das jeweilige Zentrum des eigenen Bundeslandes die wichtigste Rolle. Die landesweiten Zentren kooperieren wiederum teilweise mit internationalen Partnerhochschulen, so dass sol­che vorhandenen Synergieeffekte sofort nutzbar sind. Im „Learning Lab Lower Sa­xony (L3S)“, Niedersachsen arbeiten fünf deutsche, drei schwedische Hochschulen sowie die Stanford Universität gemeinsam an der Entwicklung neuer Konzepte für das E-Learning.

Gegenüber der universitären Beteiligung fällt das Engagement der deutschen Fachhochschulen zur Nutzung und Mitgestaltung der vorhandenen Strukturen eher gering aus. Das Bremer „Zentrum für Multimedia in der Lehre“ (ZMML) ist eine rein universitäre Einrichtung; die über das „Centrum für eCompetenz in Hoch­schulen NRW“ (CeC) erreichbaren Bildungsangebote kommen fast ausschließlich von Universitäten. Dieses Ungleichgewicht könnten durch die Schaffung fachhoch­schulinterner Zentren ausgeglichen werden. Eine vollständige Liste der Kompetenz­zentren der Bundesländer bietet die „Virtuelle Hochschule, das Kompetenzzentrum von Baden-Württemberg unter www.virtuelle-hochschule.de/index2.html?1065.

6.4 Kritische Betrachtung der Lösungsansätze

Zusammengefasst zielen die vorgestellten Lösungsansätze darauf ab, das Angebot an lernwirksamen medialen Angeboten mit dauerhafter institutioneller Unter­stützung nachhaltig zu verbessern und somit zu einer insgesamt höheren Qualität der Lehre beizutragen. Wichtiger Aspekt dabei ist die didaktische Aus- und Weiterbil­dung der Lehrenden, ein Ziel, das jedoch in erster Linie von der Motivation und

195

Kritische Betrachtung der Lösungsansätze

dem Engagement der Lehrenden selbst abhängt. Einer der Gründe für die derzeit geringe Durchdringung der Hochschulen mit E-Learning Angeboten kann in der ins­gesamt mangelnden Medienkompetenz der Lehrenden gesehen werden, die sich zu­dem mit einer, zumindest technisch, immer kompetenter werdenden „Netzgenerati­on“ (de Witt, 2000) konfrontiert sehen.

„Oft sind es die jüngeren, die sich den neuen Wahrnehmungsweisen mit Neugier und nicht mit Abwehr stellen; sie sind es auch, die zumindest in den Bereichen Medien, Konsum, Freizeit, Mode überdurchschnittlich gut Bescheid wissen und auch für die ältere Generation Orientierungssignale setzten ... Vieles lernen die Älteren heute von den Jüngeren. Von den Frei­zeitstilen bis zu den Medien: Es sind die jungen Menschen, die Bescheid wissen.“ (Baacke, 1997b)

Es muss daher als problematische Aufgabe betrachtet werden, insbesondere die me­dienunerfahrenen Lehrenden dahingehend zu motivieren, Multimedia in ihre Lehr­konzepte zu integrieren. Gelingen kann dies nur, wenn den Lehrenden ein „erträgli­cher“ Einarbeitungsaufwand garantiert werden kann und dem Aufwand glaubhaft ausgleichende Vorteile gegenübergestellt werden können. Der Erfolg der Lösungs­ansätze wird wesentlich von der Behutsamkeit der Argumentation abhängen, mit der der Mythos der multimedialen Verdrängung der Präsenzlehre ausgeräumt werden kann. Die Vorteile der Medienintegration unter Beibehaltung klassischer Lernszen­arien für den einzelnen Lehrenden müssen kommuniziert werden, nicht ohne auf die Grenzen des Medieneinsatzes, insbesondere bzgl. der Integration in Laborpraktika, hinzuweisen.

Gemeinsam genutzte Plattformen bieten augenscheinliche Vorteile. Die Lehrenden müssen sich in der Regel nicht mit der Installation des Systems befassen und können sich so ausschließlich auf dessen Nutzung konzentrieren. Bei Bedienungsproblemen stehen - zumindest potentiell - genügend Benutzer in unmittelbarer Umgebung zur Verfügung, die mit demselben System arbeiten und entsprechend helfen können. Studierende werden entlastet, da sie sich nicht mit fachspezifisch divergierenden Bedienkonzepten der Online Angebote auseinander setzen müssen. Allerdings zeigt die Erfahrung, dass die Einigung auf bestimmte Technologien, selbst hoch­schulintern, ein schwieriger, oft langwieriger und damit Ressourcen raubender Pro­zess werden kann, eine Problematik, die mit der Anzahl der beteiligten Parteien, z.B. bei der Zusammenarbeit mehrerer Hochschulen, deutlich zunimmt. Die Gründe hierfür sind vielfältig und reichen von persönlichen Präferenzen einzelner Lehrender über hard-, bzw. softwarebedingte Restriktionen bis hin zu hochschulpolitischen In­teressen, die im Einzelfall soweit auseinander gehen können, dass es unmöglich wird, sich auf die Nutzung gemeinsamer Technologien zu verständigen.

196

Kritische Betrachtung der Lösungsansätze

Ein weiteres Problemfeld stellt die in Lösungsansatz 2 vorgeschlagene Planung und Umsetzung didaktischer Medien dar, die von verschiedenen Hochschulen genutzt werden sollen. An deutschen Fachhochschulen bilden die Studiengänge eines Fach­bereichs autarke, ihren Lehrplan selbst bestimmende Einrichtungen, die eigene Schwerpunkte setzen. Die verschiedenen Kontexte, in denen die Medien also zum Einsatz kommen sollen, machen eine aufwendige Aufteilung der medialen Angebo­te in kleinere bis kleinste Einheiten erforderlich. Eine von einem Lehrenden X entwickelte Lerneinheit zu einem speziellen Laborversuch wird nicht immer von dem Dozenten eines anderen Fachbereichs ohne Änderung für die eigene Lehre übernommen werden, so dass man nicht umhin kommt, Teile dieser Lerneinheit als „Kleinstmodule“ inhaltlich und technisch zu definieren und letztlich für den Do­zenten identifizierbar und in eine eigene Lerneinheit einbindbar zu machen. Der di­daktische und technische Aufwand hierfür darf nicht unterschätzt werden und muss als Parameter in die Kosten-Nutzen Analyse jedes diesbezüglichen Vorhabens mit einfließen.

197

Schlusswort

7 Schlusswort

Der Einsatz von digitalen Medien zur Unterstützung von Laborpraktika eröffnet neue Möglichkeiten des Lehrens und Lernens an den Fachhochschulen und kann verschiedene Zielstellungen verfolgen. So können zum Einen versuchsbegleitende Lernmaterialien zur Vorbereitung auf ein Experiment bereitgestellt werden, die zu einer effektiveren Nutzung der Präsenzzeiten führen können. Andererseits lassen sich mit Hilfe semi-virtueller Praktika reale Versuche zugänglich machen, die den Studierenden per Echzeit-Video-Rückmeldung das Gefühl vermitteln, an einem rea­len Versuchsplatz zu arbeiten, der zudem jedem Studierenden die Gelegenheit gibt, den Versuch selbstständig durchzuführen. Darüber hinaus sind sicherheitskritische und/oder kostenintensive Abläufe, wie sie z.B. bei nukleartechnischen bzw. ferti­gungstechnischen Praktika existieren über Simulationen abbildbar, die von den Stu­dierenden zunächst gefahrlos, material- und kostenschonend zu Trainingszwecken genutzt werden können. Bildungsinstitute, die nicht über die entsprechenden Anlagen verfügen, können leichter externe Praktika organisieren, wenn aufgrund des Trainingsfortschritts per Simulation erheblich kürzere Präsenzzeiten kalkuliert werden können. Durch die Bereitstellung der Angebote über das Internet können die Studierenden diese jederzeit und überall auf allen Ebenen multimedialer Prak­tikumsunterstützung nutzen.

Schließlich stellen die Medien selbst ein, zur Vorbereitung auf die berufliche Praxis, zunehmend wichtiger werdendes Lernumfeld dar. Die Lernenden setzen sich über die an den Hochschulen etablierten medialen Angebote zwangsweise mit dem Me­dium Computer auseinander. Sie eigenen sich auf diese Weise Kenntnisse und Fä­higkeiten an, die zusammengefasst als „Medienkompetenz“ bezeichnet werden und die von Hochschulabgängern mittlerweile branchenübergreifend erwartet werden.

Gleichwohl müssen Medienangebote im Kontext der Laborpraktika didaktisch konzipiert werden, um die mit ihrer Etablierung verfolgten Bildungsziele zu errei­chen. Neue Lernangebote dürfen nicht isoliert konzipiert und entwickelt werden, da sie immer im Rahmen eines bestehenden Lehr-/Lernkontextes angeboten werden und die Lerner bezüglich ihrer Kenntnisse, ihrer Lerngewohnheiten und ihrer aktuellen persönlichen Situation, eine heterogene Gruppe darstellen. Daher beschränkt sich das didaktische Design der Medien, im Sinne Flechsig's, nicht allein auf die Konzeption und Umsetzung der Medien selbst, sondern berücksichtigt den gesamten Kontext des Lehr-/Lernumfeldes.

Die hier vorgestellte mediendidaktische Konzeption wird als Aufgabe verstanden, die nicht nur die Planung und Umsetzung der Medien selbst ins Auge fasst. Viel­

198

Schlusswort

mehr wird darüber hinaus auch die Organisation der Medien und deren Integration in den tatsächlichen Lernkontext reflektiert. Die verschiedenen Dimensionen, die von Vorhaben dieser Art berührt werden, wurden herausgestellt, ebenso die damit verbundenen erforderlichen Kompetenzen, die letztlich darauf hinauslaufen, dass er­folgreiche Projekte nur im Team bewältigbar sind.

Ausgehend von Ansätzen des Instruktionsdesigns (Gagné, Issing) und dem Ansatz der gestaltungsorientierten Mediendidaktik (Kerres) wurden Szenarien entwickelt, die konventionelle Laborpraktika unter Einbeziehung medialer Lernangebote in hy­bride Lernarrangements überführen. Alle Szenarien sehen eine hochschulweit etablierte Lernplattform sowie parallel zu den Medienangeboten stattfindende, Präsenzveranstaltungen vor, denn letztere bieten Lernchancen im sozialen und hap­tischen Bereich, die von Medien (noch) nicht abgedeckt werden können.

Es kann festgehalten werden, dass die Planung, Umsetzung und Implementierung hochwertiger Medienprodukte zwangsweise fach- und mediendidaktische, lernpsy­chologische, technische und sozio-kulturelle Kompetenzen erfordert, die nur selten von „Einzelkämpfern“ in ihrer Gesamtheit abgedeckt werden können. Aufgrund der begrenzten finanziellen Mittel ist es Lehrenden an Hochschulen oder einzelnen Fachbereichen jedoch nicht möglich, Aufgaben, die nicht abgedeckte Kompetenz­felder betreffen, dauerhaft als Auftrag extern zu vergeben. Hierzu zählt i.d.R. auch die Bereitstellung einer technischen Infrastruktur, die Lehrenden und Lernenden gleichermaßen den Zugang zu den Lernmaterialien ermöglicht.

Es bleibt daher also zunächst die Situation, dass Medien produziert werden sollen, ohne auf die aus mediendidaktischer Sicht dringend erforderlichen Ressourcen zu­rückgreifen zu können. Ein erster Lösungsansatz hierfür lässt sich aus der im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Begleituntersuchung des INGMEDIA Projek­ts ableiten. Dass bereits die medial aufbereiteten Skripte zur Vorbereitung auf einen Laborversuch Vorteile verschaffen - wenn auch keine weitreichenden - kann Leh­rende dazu ermutigen, das Erstellen von Lerneinheiten zur Vorbereitung auf die Praktika selbst zu übernehmen. Um eine zumindest minimale didaktische und technische Betreuung zu gewährleisten, genügte, bei entsprechender Qualifikation eines einzustellenden Mitarbeiters, eine einzelne hochschulweit einzurichtende Planstelle für Mediendidaktik. Steigt die Vertrautheit der Lehrenden im Umgang mit den verwendeten Werkzeugen und damit proportional deren Engagement, Medien zur Unterstützung der Praktika einzusetzen, sind in einer zweiten Ausbaustufe auch komplexere Angebote wie telematisch unterstützte Praktika und Simulationen realisierbar, ohne auf Drittmittel angewiesen zu sein. Um dies zu leisten, werden je­doch Kooperationen, langfristig einzurichtende Planstellen und hochschulweit gül­tige Strukturen erforderlich, in denen allgemein die Integration von Medien in der

199

Schlusswort

Hochschullehre organisiert ist. Auf diese Weise, so auch das Ergebnis einer Ex­pertenbefragung (Seufert, Euler, 2004), wird es möglich, die multimediale Unter­stützung der Lehre nachhaltig in den Hochschulen zu etablieren.

Während an verschiedenen Universitäten bereits entsprechende Zentren gebildet wurden - als jüngstes Zentrum stellte sich das CIL der RWTH Aachen34 am 8.April 2005 der Öffentlichkeit vor - zeigen sich die Fachhochschulen derzeit noch zöger­lich mit der institutionellen Organisation multimedial unterstützter Lehre. Für sie besteht zunehmend Handlungsbedarf, denn ohne eine strategische Verankerung der in den letzten Jahren entwickelten, vielversprechenden Ansätze, auch im Bereich der Unterstützung von Laborpraktika, drohen diese, im Sande zu verlaufen.

Schließlich spielen bei der Suche nach der geeigneten Hochschule deren Online-Angebote für Studierwillige eine immer wichtiger werdende Rolle als Informations­quelle. Dies geht aus einer Umfrage des Instituts für Geographie an der Universität Gießen hervor, an der im Jahr 2004 rund 1330 Studierende aus Gießen und Marburg teilgenommen haben. Rund 63 Prozent der Befragten haben sich im Netz umge­schaut und vor allem die Service-Leistungen, wie Anmeldungsformalitäten und Vorlesungsverzeichnisse der Hochschulen herunter zu laden. In einer vergleichba­ren Studie aus dem Jahr 2000 waren es nur 20 Prozent der Studierenden. Doch auch als studienbegleitendes Medium wird das Internet immer wichtiger und ist stark im heutigen Studienbetrieb integriert. 94 Prozent der Befragten nutzen es, während es im Jahr 2000 nur 26 Prozent waren. Über 90 Prozent der Studierenden kennen die Seiten des eigenen Fachbereichs, kritisieren jedoch häufig die optische Gestaltung und Benutzerführung. Grund für die Hochschulen, so die beiden Autoren der Studie, sich um mehr Professionalität beim eigenen Internetauftritt zu bemühen.

Multimediale Angebote zur Unterstützung von Laborpraktika können daher nicht nur diese, gerade für Fachhochschulen wichtige, Lehrform aufwerten, sie besitzen darüber hinaus auch Potential, die Außenwirkung einer Fachhochschule zu stärken. In diesem Sinne erfolgversprechende Strategien lassen sich jedoch nur unter Einbe­ziehung aller Hochschulebenen etablieren. Es müssen gemeinsam nutzbare Struk­turen aufgebaut werden, die die unterschiedlichen Interessen von Rektorat, invol­vierten zentralen Einrichtungen, Fachbereichen, einzelnen Lehrenden und Studierenden zusammenführen, ohne die Autonomie der einzelnen Beteiligten zu sehr einzuschränken. Inwieweit Medien nachhaltig in der Lage sein werden, zur Verbesserung der Hochschullehre beizutragen wird wesentlich von der Qualität der Ergebnisse aus dieser Zusammenarbeit abhängen.

34Centrum für Integrative Lehr-, Lernkonzepte (CIL), RWTH Aachen, URL: www.cil-rwth-aachen.de [Stand: 18.04.2005]

200

Anhänge - Überblick

Anhänge - Überblick

Anhang I: Vorbereitende Aktivitäten im Rahmen der Evaluation

FB 6: Vorstellung des Untersuchungsvorhabens und der Fragebögen

FB 8: Vorstellung des Projekts INGMEDIA

FB 8: Vorstellung des Untersuchungsvorhabens und der Fragebögen

FB 8: Flugblatt Einstieg in die Lernplattform

Anhang II: Fragebögen zur Evaluation

FB 6: Erstsemesterbefragung

FB 8: Erstsemesterbefragung

FB 6 und FB 8: Fragebogen zur Vorbereitung

FB 6 und FB 8: Testfragen zum Versuch Feder

FB 6 und FB 8: Testfragen zum Versuch Motor

Anhang III: Analysedaten zu Fragestellung 1

Analysedaten zu Fragestellung 2

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Anhang I - Vorbereitende Aktivitäten im Rahmen der Untersuchung

Anhang I - Vorbereitende Aktivitäten im Rahmen der Untersuchung

1. Vorstellung des Untersuchungsvorhabens und der Fragebögen (Gruppen „Skript“ und „Multimedia“)

2. Vorstellung des Untersuchungsvorhabens und der Fragebögen(Gruppe „Multimedia“)

3. Vorstellung des Projekts INGMEDIA (Gruppe „Multimedia“)

4. Vorstellung des Untersuchungsvorhabens und der Fragebögen(Gruppe „Multimedia“)

5. Flugblatt Einstieg in die Lernplattform(Gruppe „Multimedia“)

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Anhang I - Vorbereitende Aktivitäten im Rahmen der Untersuchung

Vorstellung der Erstsemesterbefragung (Gruppen „Skript“ und „Multimedia“)

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Erstsemesterbefragung des FB 6 – Luft- und Raumfahrttechnik

Wir möchten Ihre Möglichkeiten zur Vorbereitung und Durchführung von Praktika verbessern. D.h. übersichtliche, noch besser verständliche und zum Lernen motivierende Lernangebote schaffen. Sie können uns hierbei unterstützen, indem Sie einen kurzen Fragebogen ausfüllen. Themen sind

- Ihre allgemeine Studiensituation - Wie haben Sie sich vorbereitet? - womit, wann, wie lange, gemeinsam/allein

WICHTIG!!!

- Es handelt sich hierbei nicht um eine Prüfung - Sie geben die Fragebögen anonym ab - Bitte antworten Sie ehrlich

DENN:

- Nur so können wir unser Angebot verbessern - Sie profitieren bereits in Ihrer Studienzeit von den Ergebnissen

Wir bedanken uns schon jetzt für Ihre Mithilfe, wünschen Ihnen einen guten

Start in Ihr Studium.

Ansprechpartner

Andreas vom Hemdt vom-hemdt@fh-aachen.de

Harry Boldt boldt@fh-aachen.de

Anhang I - Vorbereitende Aktivitäten im Rahmen der Untersuchung

Vorstellung des Untersuchungsvorhabens (Gruppe „Multimedia“)

204

Liebe Studentinnen und Studenten, im Rahmen des Forschungsprojekts INGMEDIA haben wir eine webbasierte, multimediale und

interaktive Lernplattform entwickelt, die Sie ab sofort bei der Vorbereitung auf die Praktika

"Ottomotor" und "Feder" nutzen können. Sie finden diese unter:

http://re.ingmedia.fh-aachen.de

Wir wollen die Qualität dieses Angebotes weiter verbessern. Ihre Wünsche und Möglichkeiten stehen

dabei für uns im Vordergrund. Daher bitten wir Sie, in einem Ihrer kommenden Praktika einen kleinen

Fragebogen zur Ihrer PC-Nutzung und PC-Ausstattung auszufüllen.

Zum Ausfüllen dieses Fragebogens brauchen Sie nur wenige Minuten. Die Befragung wird anonym

durchgeführt und ausgewertet. Es gibt in diesem Zusammenhang keine richtigen oder falschen

Antworten, wir sind allerdings auf die ehrliche Beantwortung aller Fragen angewiesen, damit Sie in

Ihrem Studium von INGMEDIA profitieren können.

Wir bedanken uns schon jetzt für Ihre Mithilfe, wünschen Ihnen viel Spaß mit der

Lernplattform INGMEDIA und einen guten Start in Ihr Studium.

Ihr INGMEDIA Team

Ansprechpartner

Andreas vom Hemdt vom-hemdt@fh-aachen.de

Harry Boldt boldt@fh-aachen.de

Projektbüro INGMEDIA Raum 4/08 Goethestraße 1, D-52064 Aachen Telefon: +49 - 241 - 6009 - 2486 Telefax: +49 - 241 - 6009 - 2487 E-Mail: vom-hemdt@fh-aachen.de Besuchen Sie unsere Projektsite unter www.ingmedia.fh-aachen.de Melden Sie sich auf unserer Lernplattform an: http://re.ingmedia.fh-aachen.de

Anhang I - Vorbereitende Aktivitäten im Rahmen der Untersuchung

Vorstellung des Projekts und der Lernplattform INGMEDIA (Gruppe „Multime­dia“)

205

10.03.2004 INGMEDIA 2

INGMEDIA – Die webbasierte Lernumgebung

Menü PE

Toolbar

Pfadbar

Kontext

Inhalt Kopf

Inhalt

Inhalt Fuß

Nach oben

10.03.2004 INGMEDIA 3

INGMEDIA – Das Verbundprojekt

Anhang I - Vorbereitende Aktivitäten im Rahmen der Untersuchung

Flugblatt „Einstieg in die Lernplattform“ (Gruppe „Multimedia“)

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Liebe Studentinnen und Studenten, im Rahmen des Forschungsprojekts INGMEDIA haben wir für Sie eine webbasierte, multimediale und interaktive Lernplattform entwickelt, die Sie ab sofort bei der Vorbereitung und Durchführung der Praktika "Feder" und "Ottomotor" nutzen können und sollen. Sie finden diese unter:

http://re.ingmedia.fh-aachen.de Wenn Sie INGMEDIA zum ersten Mal nutzen, rufen Sie mit einem aktuellen Browser (Internet Explorer, Netscape oder Mozilla) die o.a. Adresse auf, und melden Sie sich zunächst an. Klicken Sie hierfür auf die Schaltfläche "Neu anmelden".

Sie werden darauf hin aufgefordert, eine Benutzerkennung, sowie ein Passwort einzugeben. Beides kann und soll von Ihnen frei gewählt werden, denn auf Ihrer Lernplattform INGMEDIA können Sie vollkommen anonym agieren.

Lesen Sie bitte sorgfältig die darunter aufgeführten Nutzungsbedingungen und klicken Sie dann auf die Schaltfläche "Anmelden". Sie gelangen daraufhin zu Ihrem persönlichen Schreibtisch, von wo aus Sie die angebotenen Lerninhalte aufrufen können. Weiterführende Information zur Bedienung der INGMEDIA Lernplattform entnehmen Sie bitte der Online Hilfe, die Sie von der oberen, gelb unterlegten Toolbar über die Schaltfläche erreichen.

Ansprechpartner

Dr. Andreas vom Hemdt vom-hemdt@fh-aachen.de

Dipl.-Ing., Dipl.-Päd. Harry Boldt boldt@fh-aachen.de

Projektbüro INGMEDIA Raum 4/08 Goethestraße 1, D-52064 Aachen

Telefon: +49 - 241 - 6009 - 2486 Telefax: +49 - 241 - 6009 - 2487

Besuchen Sie auch unsere Projektsite unter www.ingmedia.fh-aachen.de, wenn Sie mehr über das Projekt INGMEDIA erfahren möchten.

Anhang II - Fragebögen zur Evaluation

Anhang II - Fragebögen zur Evaluation

Die Fragebögen zur Erstsemesterbefragung wurden so gestaltet, dass sie für beide untersuchten Gruppen gleich waren. Eine Ausnahme bildet der Fragenblock zur Computernutzung, der wurde für die Gruppe „Multimedia“ detaillierter verfasst wurde.

Die Fragebögen zur Vorbereitung und die Testfragen zu den Versuchen sind bei beiden Gruppen identisch.

1. Erstsemesterbefragung

2. Fragebogen zur Vorbereitung

3. Testfragen zum Versuch Feder

4. Testfragen zum Versuch Ottomotor

5. Verbesserungsvorschläge aus der Skript Gruppe (FB 6)

6. Verbesserungsvorschläge aus der Multimedia Gruppe (FB 8)

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Anhang II - Fragebögen zur Evaluation

Erstsemesterbefragung Seite 1 (Gruppe „Skript“)

208

Erstsemesterbefragung des FB 6 – Luft- und Raumfahrttechnik

Wir wollen uns immer besser auf die Bedürfnisse der jungen Menschen einstellen, die bei uns studieren. Deshalb benötigt die FH-Aachen mehr Informationen über Sie. Bitte helfen Sie uns, gesichertes statistisches Material zu erarbeiten, indem Sie diesen Bogen für uns ausfüllen. Wir danken Ihnen für Ihre Mühe. Statistik für das 1. Semester WS 02/03 Text in Druckbuchstaben eintragen bzw. Zutreffendes ankreuzen Gewählter Studienschwerpunkt:

Flugzeugbau Flugbetriebstechnik Triebwerkbau Raumfahrttechnik Leichtbau und Karosserietechnik

Alter: Geschlecht (Angabe freiwillig):

Staatsangehörigkeit:

____________ weiblich männlich deutsch sonstige: ____________________________________________ Schulabschluß:

allgem. Hochschulreife Fachhochschulreife sonstiges: ____________________________________________________________

Welche Einrichtung stellte das Zeugnis aus? (Name und Ort der Schule): Notendurchschnitt (Angabe freiwillig): _________________________________________________________________________________________

___________ Berufsausbildung (z.B.:Schlosser): Berufstätig vor Studium: _______________________________________________

__ nein ja, als ___________________________________________________

Wie sind Sie auf die Fachhochschule Aachen aufmerksam geworden?:

Medien (Zeitung, Radio...) Internetseiten Schule andere Studierende Arbeitsamt sonstiges:___________________________ Überwechsler: Wenn ja, von wo?:

nein ja von Uni/TH von anderer FH innerhalb FH Aachen innerhalb FB 8

Semesterzahl bisher: Bisherige Hochschule, Studiengang, Studienrichtung: ________________ _____________________________________________________________________________________________________

Letzter Wohnort: Entfernung von Aachen:

____________________________________________________________________

<20km 20 - 50 km 50 - 100 km >100 km Was hätten Sie sonst noch gerne studiert?: 1.) ___________________________________________________________ 2.) __________________________________________________________

Wie schätzen Sie selbst Ihre Vorkenntnisse zu den folgenden Fachgebieten ein? Technisches Zeichnen Mathematik Physik CAD

sehr gut

gut

durchschnittlich

mit Lücken

praktisch keine Vorkenntnisse

Wie finanzieren Sie Ihr Studium?

Ehepartner Eltern / Verwandte BAföG gelegentliche Jobs ständige Jobs

Ist Ihr Studium für die gesamte Studiendauer finanziell gesichert?

ja, unabhängig von Dauer ja, wenn ich in Regelstudienzeit studiere ja, wenn ich einen Job habe nein, ungewiss

Anhang II - Fragebögen zur Evaluation

Erstsemesterbefragung Seite 2 (Gruppe „Skript“)

209

Fremdsprachen gehören zu den häufig geforderten Qualifikationen eines Ingenieurs. Wie beurteilen Sie Ihre jetzigen Fremdsprachenkenntnisse? Keine Schul- "Verhandlungs Kenntnisse kenntnisse sicher"

Englisch: Französisch: sonstige: Bitte benennen: __________________________________________

Warum studieren Sie an der Fachhochschule Aachen? (maximal 3 Kreuze)

guter Ruf der FH Aachen ___________ vielfältiges Lehrangebot ___________ attraktiver Hochschulort ___________ überschaubare Hochschulgröße ____ Nähe zu Heimatort ___________ private Bindungen ___________ FreundInnen, Bekannte studieren hier _ Überwechsler von RWTH ___________ sonstiges (bitte im rechten Feld nennen) ________________________________________________________________ Warum studieren Sie dieses Fach? sehr

wichtig völlig

unwichtig

Begabung / Neigung __________________________

kurze Studiendauer __________________________

gute Berufsaussichten __________________________

Ansehen / Einkommen __________________________

Möglichkeit einer späteren Selbständigkeit ____________

Rat von Eltern / Bekannten ___________________

sonstiges (bitte rechts im Feld nennen) ____________ ____________________________________

Beurteilung Bedeutung Wie beurteilen Sie Ihren Studieneinstieg? sehr

gut mangel-

haft sehr

wichtig völlig

unwichtig

Einführungswoche __________________________ _____ Erstsemestertutorien __________________________ _____ Kontakte zu Lehrenden __________________________ _____ Stundenplanabstimmung __________________________ _____ inhaltliche Abstimmung unter den Fächern ____________ _____ Transparenz der Prüfungsordnung ___________________ _____ Kontakte zu Mitstudierenden ___________________ _____ Anpassungskurse (falls Sie teilgenommen haben) _____ _____ Information zu Studieninhalten und -ablauf ____________ _____ Was sollte Ihrer Meinung nach geändert werden?

____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________ Welche Einstellung haben Sie zu folgenden Fächern? Physik eher Lieblingsfach neutral eher Horrorfach Mathematik eher Lieblingsfach neutral eher Horrorfach Steht Ihnen ein PC zur privaten Nutzung zur Verfügung? Wenn ja Welches Betriebssystem verwenden Sie? Windows Apple Linux/Unix Wie oft nutzen Sie Ihren privaten PC? täglich mehrmals pro Woche gelegentlich Wenn nein Planen Sie die Anschaffung eines privaten PC? Nein ja, in diesem Jahr ja, später Besitzen Sie einen privaten Internetzugang? Wenn ja Welche Verbindung besitzen Sie? Modem ISDN DSL Breitband Wie oft nutzen Sie das Internet? täglich mehrmals pro Woche gelegentlich Wenn nein Planen Sie die Anschaffung eines Internetzugangs? ja, über

Modem ja, über ISDN ja über DSL nein

Abgabe: Bitte sofort. (Copyright bei FB6)

Anhang II - Fragebögen zur Evaluation

Erstsemesterbefragung Seite 1 (Gruppe „Multimedia“)

210

Erstsemesterbefragung des FB 8 – Maschinenbau und Mechatronik

Wir wollen uns immer besser auf die Bedürfnisse der jungen Menschen einstellen, die bei uns studieren. Deshalb benötigt die FH-Aachen mehr Informationen über Sie. Bitte helfen Sie uns, gesichertes statistisches Material zu erarbeiten, indem Sie diesen Bogen für uns ausfüllen. Der Dekan des Fachbereiches 8 – Maschinenbau und Mechatronik dankt Ihnen für Ihre Mühe. Statistik für das 1. Semester WS 02/03 Text in Druckbuchstaben eintragen bzw. Zutreffendes ankreuzen Gewählte Studienrichtung:

Konstruktionstechnik Produktionstechnik Mechatronik Betriebswirtschaftliche Technik noch offen

Alter: Geschlecht (Angabe freiwillig):

Staatsangehörigkeit:

____________ weiblich männlich deutsch sonstige: ____________________________________________ Schulabschluß:

allgem. Hochschulreife Fachhochschulreife sonstiges: ____________________________________________________________

Welche Einrichtung stellte das Zeugnis aus? (Name und Ort der Schule): Notendurchschnitt (Angabe freiwillig): _________________________________________________________________________________________

___________ Berufsausbildung (z.B.:Schlosser): Berufstätig vor Studium: _______________________________________________

__ nein ja, als ___________________________________________________

Wie sind Sie auf die Fachhochschule Aachen aufmerksam geworden?:

Medien (Zeitung, Radio...) Internetseiten Schule andere Studierende Arbeitsamt sonstiges:___________________________ Überwechsler: Wenn ja, von wo?:

nein ja von Uni/TH von anderer FH innerhalb FH Aachen innerhalb FB 8

Semesterzahl bisher: Bisherige Hochschule, Studiengang, Studienrichtung: ________________ _____________________________________________________________________________________________________

Letzter Wohnort: Entfernung von Aachen:

____________________________________________________________________

<20km 20 - 50 km 50 - 100 km >100 km Was hätten Sie sonst noch gerne studiert?: 1.) ___________________________________________________________ 2.) __________________________________________________________

Wie schätzen Sie selbst Ihre Vorkenntnisse zu den folgenden Fachgebieten ein? Technisches Zeichnen Mathematik Physik CAD

sehr gut

gut

durchschnittlich

mit Lücken

praktisch keine Vorkenntnisse

Wie finanzieren Sie Ihr Studium?

Ehepartner Eltern / Verwandte BAföG gelegentliche Jobs ständige Jobs

Ist Ihr Studium für die gesamte Studiendauer finanziell gesichert?

ja, unabhängig von Dauer ja, wenn ich in Regelstudienzeit studiere ja, wenn ich einen Job habe nein, ungewiss

Bitte wenden!

Anhang II - Fragebögen zur Evaluation

Erstsemesterbefragung Seite 2 (Gruppe „Multimedia“)

211

Fremdsprachen gehören zu den häufig geforderten Qualifikationen eines Ingenieurs. Wie beurteilen Sie Ihre jetzigen Fremdsprachenkenntnisse? Keine Schul- "Verhandlungs Kenntnisse kenntnisse sicher"

Englisch: Französisch: sonstige: Bitte benennen: __________________________________________ Warum studieren Sie an der Fachhochschule Aachen? (maximal 3 Kreuze)

guter Ruf der FH Aachen ___________ vielfältiges Lehrangebot ___________ attraktiver Hochschulort ___________ überschaubare Hochschulgröße ____ Nähe zu Heimatort ___________ private Bindungen ___________ FreundInnen, Bekannte studieren hier _ Überwechsler von RWTH ___________ sonstiges (bitte im rechten Feld nennen) ________________________________________________________________ Warum studieren Sie dieses Fach? sehr

wichtig völlig

unwichtig

Begabung / Neigung __________________________

kurze Studiendauer __________________________

gute Berufsaussichten __________________________

Ansehen / Einkommen __________________________

Möglichkeit einer späteren Selbständigkeit ____________

Rat von Eltern / Bekannten ___________________

sonstiges (bitte rechts im Feld nennen) ____________ ____________________________________

Beurteilung Bedeutung Wie beurteilen Sie Ihren Studieneinstieg? sehr

gut mangel-

haft sehr

wichtig völlig

unwichtig

Einführungswoche __________________________ _____ Erstsemestertutorien __________________________ _____ Kontakte zu Lehrenden __________________________ _____ Stundenplanabstimmung __________________________ _____ inhaltliche Abstimmung unter den Fächern ____________ _____ Transparenz der Prüfungsordnung ___________________ _____ Kontakte zu Mitstudierenden ___________________ _____ Anpassungskurse (falls Sie teilgenommen haben) _____ _____ Information zu Studieninhalten und -ablauf ____________ _____ Was sollte Ihrer Meinung nach geändert werden?

____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________

Anhang II - Fragebögen zur Evaluation

Erstsemesterbefragung Seite 3 (Gruppe „Multimedia“)

212

Welche Einstellung haben Sie zu folgenden Fächern? Physik eher Lieblingsfach neutral eher Horrorfach Mathematik eher Lieblingsfach neutral eher Horrorfach Steht Ihnen ein PC zur privaten Nutzung zur Verfügung? ja nein Wenn ja (ein PC zur privaten Nutzung steht zur Verfügung)

Welchen Rechnertyp besitzen Sie? Home PC Laptop Welches Betriebssystem verwenden Sie? Windows Apple Unix/Linux Anderes Mit welcher Monitorauflösung arbeiten Sie? 800 x 600 Pixel 1024 x 768 Pixel 1280 x 1024 Pixel Höher Wie alt ist Ihr Rechner? älter als 2 Jahre 2 Jahre 1 Jahr Jünger Wenn nein (ein PC zur privaten Nutzung steht nicht zur Verfügung)

Planen Sie die Anschaffung eines PC? Nein ja, in diesem Jahr ja, später Besitzen Sie einen privaten Internetzugang? ja nein

Wenn ja (Sie besitzen einen privaten Internetzugang) Welche Verbindung besitzen Sie? Modem ISDN DSL Breitband

Seit wann nutzen Sie das Internet? seit kurzem seit 1-2 Jahren seit mehr als 2 Jahren

Wie oft nutzen Sie das Internet? täglich mehrmals pro Woche gelegentlich

Besitzen Sie eine Flatrate ja nein

Wenn nein (Sie besitzen keinen Internetzugang)

Planen Sie die Anschaffung? ja, über Modem ja, über ISDN ja über DSL nein Wie schätzen Sie Ihre Arbeit mit dem PC ein?

Ja Teils Gar nicht Weiß nicht

Ich erledige meine Arbeit wenn möglich mit PC und Internet _______________________________ Ich würde PC und Internet auch als Hobby bezeichnen ____________________________________ PC-Lernprogramme werden schnell langweilig oder nervend _______________________________ Mit PC-Lernprogrammen lerne ich selbstbestimmter als in "normalen" Lehrveranstaltungen ______ Am PC habe ich weniger Angst, Fehler zu machen als in Gegenwart von Lehrer, Prof., Tutor ______ Wie nutzen Sie Ihren PC bzw. das Internet?

Ja Teils Gar nicht Weiß nicht

Textverarbeitung (z.B. Word) ________________________________________________________ Tabellenkalkulation bzw. Datenbank __________________________________________________ Grafik-, bzw. Bildverarbeitung _______________________________________________________ Computerspiele ___________________________________________________________________ Web-Seiten Erstellung _____________________________________________________________ Programmieren ___________________________________________________________________ Kommunikation (E-Mail, Chat, ICQ) __________________________________________________ Lernprogramme (z.B. Schule, Führerschein) ____________________________________________ Informationsbeschaffung für Schule/Studium/Hobby im Internet (Hausaufgaben/Referate) ________ Abgabe: Bitte sofort. (Copyright bei FB8) C:\vordr\stat_01

Anhang II - Fragebögen zur Evaluation

Fragebogen zur Vorbereitung (Gruppen „Skript“ und „Multimedia“)

213

Liebe Studentin, lieber Student, Ihre Angaben zu den folgenden Fragen sollen uns Aufschluss darüber geben, wie wir unser Angebot zur Vorbereitung auf dieses Praktikum noch besser Ihren Bedürfnissen anpassen können. Dieser Fragebogen wird absolut anonym ausgewertet. Welches Praktikum werden Sie heute durchführen? Feder Ottomotor Haben Sie sich auf dieses Praktikum vorbereitet? ja nein Wenn ja Wann haben Sie mit der Vorbereitung begonnen? Heute Gestern Vorgestern vor ______ Tagen Wie lange haben Sie sich vorbereitet? 0,5 Stunden bis 1 Stunde bis 2 Stunden Mehr ______ Std Wie viel Zeit würden Sie maximal investieren? 0,5 Stunden bis 1 Stunde bis 2 Stunden Mehr ______ Std Haben Sie sich hauptsächlich allein vorbereitet? ja nein, mit Anderen Wo haben Sie sich hauptsächlich vorbereitet? außerhalb der Hochschule innerhalb der Hochschule Wenn nein (mehrere Antworten möglich) Warum haben Sie sich nicht vorbereitet? Keine Zeit keine Lust kein Material nicht nötig (bin fit)

Beurteilung Bedeutung Wie beurteilen Sie die Vorbereitungsmaterialien nach den folgenden Punkten und welche Bedeutung haben diese für Sie?

sehr gut

mangel- haft

sehr wichtig

völlig unwichtig

Verständlichkeit Vollständigkeit Struktureller Aufbau Spaßfaktor (die Vorbereitung ist insgesamt kurzweilig) Motivation (das Material regt zum Weiterlernen an) zu

wenig zu

viel sehr

wichtig völlig

unwichtig

Stoffmenge Würden Sie die Materialien weiterempfehlen?

Ja Ja, mit Einschränkung Nein

Welche zusätzlichen Materialien haben Sie gegebenenfalls genutzt? (mehrere Antworten möglich)

Buch zusätzliches Skript Ältere Praktikums-Protokolle Internet

Was sollte Ihrer Meinung nach an den Vorbereitungsmaterialien geändert werden?

____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________

Anhang II - Fragebögen zur Evaluation

Testfragen zum Versuch Feder (Gruppen „Skript“ und „Multimedia“)

214

Liebe Studentinnen, liebe Studenten, die folgenden fünf Fragen sind kein Eingangstest, sondern für Sie ein reiner Selbsttest. Ihre Antworten sollen uns Aufschluss darüber geben, wie und wo wir unser Angebot zur Vorbereitung auf dieses Praktikum noch besser Ihren Bedürfnissen anpassen können. Selbstverständlich wird dieser Fragebogen absolut anonym ausgewertet. WICHTIG: mindestens eine Antwort ist richtig, es kann auch mehrere richtige Antworten geben. Frage 1: Für eine hookesche Feder gilt

Dehnt man sie doppelt so stark, übt sie die vierfache Kraft aus.

Wirkt keine Kraft auf die Feder, so wird sie weder gestaucht noch gedehnt.

Die Kraft, die die Feder ausübt, ist proportional zu ihrer Längenänderung

Die Federkonstante hat die Einheit N/s. Frage 2: Warum darf man zur Ermittlung des Federkonstante-Drahtstärke-Diagramms nur Federn benutzen, die den gleichen Windungsdurchmesser und die gleiche Windungszahl haben?

Weil sonst einige der Federn zerstört werden könnten.

Diese Forderung ist gar nicht notwendig. Windungsdurchmesser und Windungszahl brauchen für die Messung nicht gleich zu sein.

Wenn die Abhängigkeit von einem Parameter untersucht werden soll, müssen immer alle anderen Parameter konstant gehalten werden.

Weil sonst der Messbereich der Ableseskalen nicht ausreicht.

Frage 3: Warum soll beim Federkonstante-Windungsdurchmesser-Diagramm eine doppeltlogarithmische Auftragung gewählt werden?

Damit die Ausgleichskurve eine Gerade ist.

Da der Messbereich sonst nicht auf ein Blatt passt.

Damit man aus der Ausgleichskurve den Exponenten des Windungsdurchmessers in der Federkonstantengleichung ablesen kann.

Es ist nicht sinnvoll, eine doppeltlogarithmische Auftragung zu wählen, da sonst die Ausgleichskurve eine Exponentialfunktion ergibt.

Frage 4: Wie lautet der Zehnerlogarithmus von 100 kg?

10 kg

2

2 kg

nicht lösbar Frage 5: Von welchen Parametern hängt die Federkonstante einer hookeschen Schraubenfeder ab?

von der Windungszahl

von der Steigung der Windungen

von der Erdbeschleunigung g

von der angehängten Masse

Anhang II - Fragebögen zur Evaluation

Testfragen zum Versuch Motor (Gruppen „Skript“ und „Multimedia“)

215

Liebe Studentin, lieber Student, die folgenden fünf Fragen sind kein Eingangstest, sondern für Sie ein reiner Selbsttest. Ihre Antworten sollen uns Aufschluss darüber geben, wie und wo wir unser Angebot zur Vorbereitung auf dieses Praktikum noch besser Ihren Bedürfnissen anpassen können. Selbstverständlich wird dieser Fragebogen absolut anonym ausgewertet. WICHTIG: mindestens eine Antwort ist richtig, es kann auch mehrere richtige Antworten geben. Frage 1: Welche Aussagen über die Geschwindigkeit einer geradlinigen Bewegung sind immer gültig?

Eine negative Geschwindigkeit bedeutet Rückwärtsfahren.

Die Geschwindigkeit erhält man, indem man die gesamte zurückgelegte Strecke durch die dafür benötigte Zeit teilt.

Die Geschwindigkeit kann mit der Gleichung v = ds/dt berechnet werden.

Zum Zeitpunkt t = 0 ist auch die Geschwindigkeit v = 0. Frage 2: Welche Aussagen über die Beschleunigung einer geradlinigen Bewegung sind immer gültig?

Die Beschleunigung ist im Allgemeinen nicht konstant.

Eine negative Beschleunigung ist ein Abbremsen.

Die Beschleunigung kann mit der Gleichung a = dv/dt berechnet werden.

Wenn die Beschleunigung konstant 0 ist, ist auch die Geschwindigkeit konstant 0. Frage 3: Ein Auto fährt im Kreis. Das Tachometer zeigt dabei konstant auf 72 km/h.

Die Winkelgeschwindigkeit des Autos beträgt 20 m/s.

Die Winkelgeschwindigkeit des Autos ist nicht konstant.

Die Winkelgeschwindigkeit des Autos ist mit diesen Angaben nicht berechenbar.

Die Winkelgeschwindigkeit ist keine Geschwindigkeit. Frage 4: Welche Aussagen über eine Kreisbewegung sind immer gültig?

Die Winkelbeschleunigung ist gleich der Erdbeschleunigung g = 9,81 m/s2.

Wenn die Winkelgeschwindigkeit 0 ist, muss auch die Winkelbeschleunigung 0 sein.

Drehzahl und Frequenz sind gleich.

Die Winkelbeschleunigung ist die Umfangsbeschleunigung. Frage 5: Bilden Sie die numerische Ableitung dieser Messwertpaare. Wie groß ist die Ableitung am Punkt x = 4?

0,0

1,5

2,0

x y ----------------- 0,0 0,0 2,0 1,0 4,0 4,0 6,0 9,0 Das Problem ist mit diesen Angaben nicht lösbar.

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

1. Ergebnisse zu Fragestellung 1

2. Ergebnisse zu Fragestellung 2

216

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Ergebnisse zu Fragestellung 1

Vergleichbarkeit der Gruppen - Persönliche Merkmale

Alter * Gruppe Kreuztabelle

44 50 9427,7% 38,5% 32,5%

105 71 17666,0% 54,6% 60,9%

9 9 185,7% 6,9% 6,2%

1 0 1,6% ,0% ,3%159 130 289

100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

bis 20

21-25

26-30

über 30

Alter

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Geschlecht * Gruppe Kreuztabelle

146 124 27091,3% 95,4% 93,1%

14 6 208,8% 4,6% 6,9%

160 130 290100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

männlich

weiblich

Geschlecht

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Staatsangehörigkeit * Gruppe Kreuztabelle

13 19 328,1% 14,6% 11,0%

147 111 25891,9% 85,4% 89,0%

160 130 290100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

Andere Nationalität

Deutsch

Staatsangeh.

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

217

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Vergleichbarkeit der Gruppen – Vorwissen

Schulabschluss * Gruppe Kreuztabelle

73 76 14945,6% 58,5% 51,4%

83 52 13551,9% 40,0% 46,6%

4 2 62,5% 1,5% 2,1%

160 130 290100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

Abitur

Fachabitur

Sonstige

Schulabschluss

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

218

Studium finanziell gesichert * Gruppe Kreuztabelle

1 3 4,6% 2,3% 1,4%

68 39 10742,5% 30,0% 36,9%

49 47 9630,6% 36,2% 33,1%

10 23 336,3% 17,7% 11,4%

32 18 5020,0% 13,8% 17,2%

160 130 290100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

0

ja, unabhängig von Dauer

ja, wenn ich inRegelstudienzeit studiere

ja, wenn ich einen Jobhabe

nein, ungewiss

Studiumfinanziellgesichert

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Notendurchschnitt * Gruppe Kreuztabelle

2 0 21,6% ,0% 1,0%

38 28 6631,1% 33,3% 32,0%

76 50 12662,3% 59,5% 61,2%

6 6 124,9% 7,1% 5,8%

122 84 206100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

1

2

3

4

Notendurchschnitt

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Berufstätig vor Studium * Gruppe Kreuztabelle

102 95 19763,8% 73,1% 67,9%

58 35 9336,3% 26,9% 32,1%

160 130 290100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

nein

ja

Berufstätig vorStudium

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Studium vor Studium * Gruppe Kreuztabelle

141 102 24388,1% 78,5% 83,8%

19 28 4711,9% 21,5% 16,2%

160 130 290100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

Nein

Ja

Studium vorStudium

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

219

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Vergleichbarkeit der Gruppen – Selbsteinschätzung

Vorkenntnisse MA * Gruppe Kreuztabelle

1 0 1,6% ,0% ,3%

8 4 125,0% 3,1% 4,1%

45 30 7528,1% 23,1% 25,9%

67 62 12941,9% 47,7% 44,5%

37 34 7123,1% 26,2% 24,5%

2 0 21,3% ,0% ,7%

160 130 290100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

0

sehr gut

gut

durchschnittlich

mit Lücken

praktisch keineVorkenntnisse

VorkenntnisseMA

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Vorkenntnisse PH * Gruppe Kreuztabelle

2 2 41,3% 1,5% 1,4%

5 5 103,1% 3,8% 3,4%

44 33 7727,5% 25,4% 26,6%

71 54 12544,4% 41,5% 43,1%

35 33 6821,9% 25,4% 23,4%

3 3 61,9% 2,3% 2,1%

160 130 290100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

0

sehr gut

gut

durchschnittlich

mit Lücken

praktisch keineVorkenntnisse

VorkenntnissePH

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

220

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Einstellung zu Mathe * Gruppe Kreuztabelle

49 24 7330,6% 19,4% 25,7%

96 77 17360,0% 62,1% 60,9%

15 23 389,4% 18,5% 13,4%

160 124 284100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

Lieblingsfach

neutral

Horrorfach

Einstellungzu Mathe

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Art der Vorbereitung

Haben Sie sich auf dieses Praktikum vorbereitet? * Gruppe Kreuztabelle

21 7 2813,1% 5,4% 9,7%

139 122 26186,9% 94,6% 90,3%

160 129 289100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

nein

ja

Haben Sie sich aufdieses Praktikumvorbereitet?

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

221

Einstellung zu Physik * Gruppe Kreuztabelle

53 37 9033,1% 30,3% 31,9%

97 80 17760,6% 65,6% 62,8%

10 5 156,3% 4,1% 5,3%

160 122 282100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

Lieblingsfach

neutral

Horrorfach

Einstellungzu Physik

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Wann haben Sie mit der Vorbereitung begonnen? * Gruppe Kreuztabelle

52 25 7732,5% 19,4% 26,6%

61 42 10338,1% 32,6% 35,6%

22 25 4713,8% 19,4% 16,3%

6 4 103,8% 3,1% 3,5%

3 9 121,9% 7,0% 4,2%

5 4 93,1% 3,1% 3,1%

1 5 6,6% 3,9% 2,1%

3 8 111,9% 6,2% 3,8%

0 1 1,0% ,8% ,3%

3 2 51,9% 1,6% 1,7%

1 0 1,6% ,0% ,3%

2 4 61,3% 3,1% 2,1%

1 0 1,6% ,0% ,3%160 129 289

100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

heute

gestern

vorgestern

3

4

5

6

7

8

10

12

14

21

Wann habenSie mit derVorbereitungbegonnen?

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

222

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Wie lange haben Sie sich vorbereitet? * Gruppe Kreuztabelle

57 22 7935,6% 17,1% 27,3%

72 24 9645,0% 18,6% 33,2%

25 54 7915,6% 41,9% 27,3%

2 3 51,3% 2,3% 1,7%

2 16 181,3% 12,4% 6,2%

0 1 1,0% ,8% ,3%

2 4 61,3% 3,1% 2,1%

0 2 2,0% 1,6% ,7%

0 1 1,0% ,8% ,3%

0 1 1,0% ,8% ,3%

0 1 1,0% ,8% ,3%160 129 289

100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

,0

1,0

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

5,0

7,0

12,0

15,0

Wie langehaben Siesichvorbereitet?

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

223

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Wie viel Zeit würden Sie maximal investieren? * Gruppe Kreuztabelle

30 32 6218,8% 24,8% 21,5%

32 8 4020,0% 6,2% 13,8%

73 49 12245,6% 38,0% 42,2%

1 1 2,6% ,8% ,7%

12 15 277,5% 11,6% 9,3%

7 13 204,4% 10,1% 6,9%

3 4 71,9% 3,1% 2,4%

0 2 2,0% 1,6% ,7%

0 1 1,0% ,8% ,3%

2 3 51,3% 2,3% 1,7%

0 1 1,0% ,8% ,3%160 129 289

100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

,0

1,0

2,0

2,5

3,0

4,0

5,0

6,0

8,0

10,0

16,0

Wie viel Zeitwürden Siemaximalinvestieren?

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

224

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Bericht

1,74 ,881 1,747160 160 160

2,917 ,8327 1,455821 4,0 10,0

heute ,0 ,021 4,0 10,0

2,56 1,946 2,260129 129 129

3,059 1,8929 2,316014 15,0 16,0

heute ,0 ,014 15,0 16,0

2,10 1,356 1,976289 289 289

3,004 1,5021 1,902421 15,0 16,0

heute ,0 ,021 15,0 16,0

MittelwertNStandardabweichungSpannweiteMinimumMaximumMittelwertNStandardabweichungSpannweiteMinimumMaximumMittelwertNStandardabweichungSpannweiteMinimumMaximum

GruppeSkript

Multimedia

Insgesamt

Wann habenSie mit der

Vorbereitungbegonnen?

Wie langehaben Sie

sichvorbereitet?

Wie viel Zeitwürden Sie

maximalinvestieren?

Haben Sie sich hauptsächlich allein vorbereitet? * Gruppe Kreuztabelle

20 27 4712,5% 20,9% 16,3%

140 102 24287,5% 79,1% 83,7%

160 129 289100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

nein

ja

Haben Sie sichhauptsächlichallein vorbereitet?

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Wo haben Sie sich hauptsächlich vorbereitet? * Gruppe Kreuztabelle

140 115 25587,5% 89,1% 88,2%

20 14 3412,5% 10,9% 11,8%

160 129 289100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

außerhalb der FH

innerhalb der FH

Wo haben Sie sichhauptsächlichvorbereitet?

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

225

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Grundlagenwissen – Fragen zum Versuch (Multiple Choice)

226

Zahl der vollständig richtig beantworteten Fragen * Gruppe Kreuztabelle

Anzahl

43 19 6245 21 6636 47 8325 21 46

7 14 214 7 11

160 129 289

012345

Zahl der vollständigrichtig beantwortetenFragen

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Zahl der richtig beantworteten Einzelpunkte * GruppeKreuztabelle

Anzahl

2 0 21 1 23 1 4

12 6 1820 16 3625 10 3522 17 3937 34 7119 17 3611 18 29

4 2 64 7 11

160 129 289

91011121314151617181920

Zahl der richtigbeantwortetenEinzelpunkte

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Fragen zum Versuch (Multiple Choice)

,154 ,695 -2,606 287 ,010 -,657 ,252 -1,153 -,161

-2,611 276,153 ,010 -,657 ,251 -1,152 -,162

,388 ,534 -3,740 287 ,000 -,585 ,157 -,893 -,277

-3,720 268,206 ,000 -,585 ,157 -,895 -,276

VarianzensindgleichVarianzensind nichtgleichVarianzensindgleichVarianzensind nichtgleich

Zahl der richtigbeantwortetenEinzelpunkte

Zahl dervollständigrichtigbeantwortetenFragen

FSignifikanz

Levene-Testder

Varianzgleichheit

T df

Sig.(2-seiti

g)Mittlere

Differenz

Standardfehler derDifferenz Untere Obere

95%Konfidenzintervall

der Differenz

T-Test für die Mittelwertgleichheit

227

Grundlagenkenntnisse - Mittelwert

1,50 15,091,293 2,147

160 1600 95 20

2,09 15,741,358 2,108

129 1290 105 20

1,76 15,381,352 2,151

289 2890 95 20

MittelwertStandardabweichungNMinimumMaximumMittelwertStandardabweichungNMinimumMaximumMittelwertStandardabweichungNMinimumMaximum

GruppeSkript

Multimedia

Insgesamt

Zahl dervollständig

richtigbeantworteten

Fragen

Zahl derrichtig

beantwortetenEinzelpunkte

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Beurteilung des Materials

Beurteilung des Materials bzgl. Verständlichkeit * Gruppe Kreuztabelle

11 14 257,3% 12,0% 9,3%

70 64 13446,4% 54,7% 50,0%

54 30 8435,8% 25,6% 31,3%

16 8 2410,6% 6,8% 9,0%

0 1 1,0% ,9% ,4%151 117 268

100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

sehr gut

gut

befriedigend

ausreichend

mangelhaft

Beurteilung desMaterials bzgl.Verständlichkeit

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Beigemessene Bedeutung der Verständlichkeit * Gruppe Kreuztabelle

128 86 21487,7% 76,1% 82,6%

14 21 359,6% 18,6% 13,5%

3 4 72,1% 3,5% 2,7%

0 2 2,0% 1,8% ,8%

1 0 1,7% ,0% ,4%146 113 259

100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

sehr wichtig

wichtig

mittel

unwichtig

völlig unwichtig

BeigemesseneBedeutung derVerständlichkeit

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

228

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Beurteilung des Materials bzgl. Vollständigkeit * Gruppe Kreuztabelle

17 12 2911,6% 10,3% 11,0%

84 65 14957,1% 55,6% 56,4%

39 32 7126,5% 27,4% 26,9%

7 6 134,8% 5,1% 4,9%

0 2 2,0% 1,7% ,8%147 117 264

100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

sehr gut

gut

befriedigend

ausreichend

mangelhaft

Beurteilung desMaterials bzgl.Vollständigkeit

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Beigemessene Bedeutung der Vollständigkeit * Gruppe Kreuztabelle

98 68 16668,5% 60,7% 65,1%

34 35 6923,8% 31,3% 27,1%

10 7 177,0% 6,3% 6,7%

0 2 2,0% 1,8% ,8%

1 0 1,7% ,0% ,4%143 112 255

100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

sehr wichtig

wichtig

mittel

unwichtig

völlig unwichtig

BeigemesseneBedeutung derVollständigkeit

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

229

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Beurteilung des Materials bzgl. Aufbau * Gruppe Kreuztabelle

14 9 239,4% 7,8% 8,7%

89 39 12859,7% 33,6% 48,3%

39 44 8326,2% 37,9% 31,3%

7 18 254,7% 15,5% 9,4%

0 6 6,0% 5,2% 2,3%149 116 265

100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

sehr gut

gut

befriedigend

ausreichend

mangelhaft

Beurteilungdes Materialsbzgl. Aufbau

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Beigemessene Bedeutung des Aufbaus * Gruppe Kreuztabelle

53 40 9337,1% 35,7% 36,5%

71 57 12849,7% 50,9% 50,2%

17 11 2811,9% 9,8% 11,0%

1 4 5,7% 3,6% 2,0%

1 0 1,7% ,0% ,4%143 112 255

100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

sehr wichtig

wichtig

mittel

unwichtig

völlig unwichtig

BeigemesseneBedeutung desAufbaus

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

230

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Beurteilung des Materials bzgl. Spaßfaktor * Gruppe Kreuztabelle

2 2 41,3% 1,7% 1,5%

26 21 4717,4% 18,1% 17,7%

67 54 12145,0% 46,6% 45,7%

42 34 7628,2% 29,3% 28,7%

12 5 178,1% 4,3% 6,4%

149 116 265100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

sehr gut

gut

befriedigend

ausreichend

mangelhaft

Beurteilung desMaterials bzgl.Spaßfaktor

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Beigemessene Bedeutung des Spaßfaktors * Gruppe Kreuztabelle

38 39 7736,5% 42,9% 39,5%

40 32 7238,5% 35,2% 36,9%

21 12 3320,2% 13,2% 16,9%

5 8 134,8% 8,8% 6,7%

104 91 195100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

sehr wichtig

wichtig

mittel

unwichtig

BeigemesseneBedeutung desSpaßfaktors

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

231

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Beurteilung des Materials bzgl. Motivation * Gruppe Kreuztabelle

7 5 124,7% 4,3% 4,5%

30 29 5920,0% 24,8% 22,1%

62 58 12041,3% 49,6% 44,9%

36 20 5624,0% 17,1% 21,0%

15 5 2010,0% 4,3% 7,5%

150 117 267100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

sehr gut

gut

befriedigend

ausreichend

mangelhaft

Beurteilungdes Materialsbzgl. Motivation

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Beigemessene Bedeutung der Motivation * Gruppe Kreuztabelle

51 50 10166,2% 61,7% 63,9%

20 25 4526,0% 30,9% 28,5%

5 6 116,5% 7,4% 7,0%

1 0 11,3% ,0% ,6%

77 81 158100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

sehr wichtig

wichtig

mittel

unwichtig

BeigemesseneBedeutung derMotivation

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

232

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Beurteilung des Materials bzgl. Stoffmenge * Gruppe Kreuztabelle

1 3 4,7% 2,7% 1,5%

21 19 4014,2% 17,0% 15,4%

112 73 18575,7% 65,2% 71,2%

14 15 299,5% 13,4% 11,2%

0 2 2,0% 1,8% ,8%148 112 260

100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

zu wenig

wenig

mittel

viel

zu viel

Beurteilung desMaterials bzgl.Stoffmenge

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Beurteilung des Materialsa

7556,000 8251,000 6036,500 8297,000 7652,000 8251,000

14459,000 19129,000 17211,500 15083,000 14555,000 19277,000-2,211 -,632 -4,552 -,596 -1,903 -,077

,027 ,527 ,000 ,551 ,057 ,938

Mann-Whitney-UWilcoxon-WZAsymptotischeSignifikanz(2-seitig)

Beurteilung des

Materialsbzgl.

Verständlichkeit

Beurteilung des

Materialsbzgl.

Vollständigkeit

Beurteilung des

Materialsbzgl.

Aufbau

Beurteilungdes

Materialsbzgl.

Spaßfaktor

Beurteilung des

Materialsbzgl.

Motivation

Beurteilungdes

Materialsbzgl.

Stoffmenge

Gruppenvariable: Gruppea.

233

Beigemessene Bedeutung der Stoffmenge * Gruppe Kreuztabelle

56 52 10849,6% 62,7% 55,1%

55 28 8348,7% 33,7% 42,3%

2 3 51,8% 3,6% 2,6%

113 83 196100,0% 100,0% 100,0%

Anzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von GruppeAnzahl% von Gruppe

sehr wichtig

wichtig

mittel

BeigemesseneBedeutung derStoffmenge

Gesamt

Skript MultimediaGruppe

Gesamt

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Beigemessene Bedeutunga

7295,000 7416,000 7888,000 4471,000 2996,000 4130,000

18026,000 17712,000 18184,000 8657,000 5999,000 7616,000-2,424 -1,207 -,226 -,706 -,504 -1,639

,015 ,227 ,821 ,480 ,614 ,101

Mann-Whitney-UWilcoxon-WZAsymptotischeSignifikanz(2-seitig)

Beigemessene

Bedeutungder

Verständlichkeit

Beigemessene

Bedeutungder

Vollständigkeit

Beigemessene

Bedeutungdes

Aufbaus

Beigemessene

Bedeutungdes

Spaßfaktors

Beigemessene

Bedeutungder

Motivation

Beigemessene

Bedeutungder

Stoffmenge

Gruppenvariable: Gruppea.

234

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Verbesserungsvorschläge aus der Skript Gruppe (FB 6)

1-2 Beispiele kurz in der Vorlesung skizzieren

allgemeine Beispiele der zu erfüllenden Aufgaben zur besseren Verständlichkeit

Bedeutung der Buchstaben hervorheben. Zeichnungen beifügen

bessere Gliederung

Da die Vorkenntnisse fehlen ist es recht schwer die Materialien nach zu vollziehen

Das Thema Feder hätte ausführlicher behandelt werden können

Definition von Fachbegriffen ( wie z.B. doppellogarithmisches Koordinatensystem)

Die Bezeichnung des doppeltlogarithmischen Koordinatensystems könnte besser sein

Die Darstellung soll verständlicher werden, denn ich weiß nicht was man von mir will

Die Formeln etwas vereinfacht darstellen

Die Formeln sollten etwas genauer erklärt werden

Die Formulierung könnte noch praxisnäher und anschaulicher sein (Vermittelt mehr Spaß durch leichteres Verständnis). Bei manchen Tricks in der Anwendung könnte man noch das Ziel erwäh­nen

Die nötigen Formeln & Bezeichnungen für ein bestimmtes Praktikum z.B. Feder auf einem Blatt zusammen zu fassen. Damit man sie schnell findet und nach schauen kann

Die Unterlagen von Werkstoffkunde sind mangelhaft (Physik ist gut)

Erklärung der zu anwendenden Formeln

Es wirkt auf den ersten Blick erschlagend. Umständlich formuliert

Evtl. kleine Tipps zu den Versuchen einbringen

genauere Erklärungen bei Inhalten die noch nicht in der Vorlesung behandelt wurden

ggf. mehr visuelle Beispiele auf den Unterlagen

Kurze Erläuterung von Fachbegriffen, zwecks Zeitaufwand beim Nachschlagen in Fachbüchern

Logischer Aufbau der auf die individuellen Problemstellung bezogen mathematischen Formeln (würde aber selbstverständlich den Rahmen des zeitlich machbaren sprengen), daher nur an­satzweise

Man sollte nicht so viele Beispiele bringen, sondern lieber wenige und diese dafür genauer (Herleitung, usw..)

Mehr Details zur Ausarbeitung des Versuchs. Z.B. werden zwei doppelt logarithmische Dia­gramme benötigt, aber nicht erklärt was das genau ist.

Mehr Graphiken, keine so hohen Grundvoraussetzungen

Mehr Infos über den im Praktikum zu behandelnden Stoff, bzw. Basiswissen für ganz normale "Fußgänger"

Mehr Strukturierung und mehr Beispiele zu den Themen

Mehr Zeichnungen & Graphen, vielleicht Vorbereitung mit Tutoren etc.

235

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

mehr Zeichnungen, um sich die Versuche besser vorzustellen

nicht so eine Formelflut, mehr Zeichnungen, Beispiele, verständlichere Erklärungen

Online Verfügbarkeit

Steigerung der Verständlichkeit (insbes. Herleitung der Formeln) durch langsamere/detaillierte­re Erklärungen

Struktur klarer darstellen. Auf nicht bedeutende Dinge sollte keine Rücksicht genommen werden

Struktureller Ablauf (1..2..3..) wie Werkstoffkunde Praktikum

übersichtlicher aufgebaut

Übersichtlichere Gestaltung, Systematische Ordnung der Formeln. Bessere Versuchsanleitung (Graphiken, Schaubilder). Modernere Aufmachung (so wie dieser Fragebogen). Wichtige Dinge hervorheben. Skizzen (in der Physik eigentlich üblich)

verständlicher Schreiben

Verständlichere Aufgabenstellungen

Verständlicherer Aufbau

Verweisung auf bestimmte Bücher

Vorbesprechung -> Formelherleitung, Hintergrundwissen

Vorgabeblätter zu den Diagrammen um die Versuchsergebnisse direkt zu übernehmen. Benötigte Formeln zusammengefasst an das Kapitel anhängen

Vorgedruckt Achsenkreuze für Diagramme hinzufügen

weniger Ausschweifungen / schneller zum Punkt

Wenn ich die Möglichkeit gehabt hätte, würde ich mir zum Versuch alte Protokolle ansehen. Er­klärungen waren teilweise recht kompliziert

Zur Verständlichkeit auch mal Bilder einfügen. Ansprechender!

Zusätzliche Formelsammlung

236

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Verbesserungsvorschläge aus der Multimedia Gruppe (FB 8)

Im Vorbereitungsteil sind noch einige Rechtschreibfehler. Wenn man auf Ausdrucken geht ,druckt der Drucker einige Buchstaben vom Rand nicht aus.

Der Ausdruck sollte an den Drucker angepasst werden,damit man alles auf ein Blatt bekommt (d.h die Breite sollte umgestellt werden).

Ein Beispiel zu logarithmischen Diagrammen besser erklären wie man an die Variabeln kommt. Ansonsten gut aufgebaut und verständlich

Kapitelübersicht und Auswahl analog zur Druckfunktion (Aufbau der Page wie print.php -> ent­sprechende Weiterleitung)

Einige Rechtschreibfehler

Die Lösungswege der Beispiele und Aufgaben sollte angegeben werden

Mehr allgemeine Informationen zum Thema Feder. Weniger Rechtschreibfehler

Rechtschreibfehler verbessern

Fehlerfreie Überarbeitung

Fachbegriffe etwas erklären

die Vorbereitungsmaterialien sollten kompakter gefasst sein

Mehr Fragen im Selbsttest die variieren damit man sie nicht auswendig lernt

Übersichtlicher, Link zum Hauptmenü fehlt

Hier und da sind Rechtschreibfehler und unvollständige Sätze

Die Fragen zur Verständigung sollten beim Ausdruck direkt dabei sein. Die fehlen leider

Es sollte eine bessere Übersicht über alle vorhandenen Unterpunkte gegeben sein in einer Menü­leiste die immer geöffnet bleibt (linker Bildrand)

Es sollten keine Fehler bei der Benutzung der Plattform auftreten

Man sollte nicht so viele Seiten drucken müssen um sich vorbereiten zu können und die Auf­gabenstellungen sollten präziser und verständnisvoller sein.

Beim Ausdrucken dürfte ruhig eine kleinere Schriftgröße verwendet werden

Es gab zu viele Seiten im Internet die man drucken muss um sich gut vorzubereiten. Umständ­lich. Skripte oder dergleichen sind mir persönlich lieber

Habe das Skript zum kopieren verliehen und leider noch nicht zurück erhalten

Die einzelnen Kapitel der Vorbereitung könnten noch besser strukturiert werden, die Unter­punkte in der Inhaltsangabe müssten kleiner unterteilt sein, damit man schneller erfährt, wo man etwas Spezielles nach lesen kann

Bessere Struktur: was braucht man minimal

Abspeicherung als Pdf und mehr Übungen u. Interaktivitäten

Zugang von der Hochschule ermöglichen, Struktur verbessern

Struktur, Aufbau, der Ton beim Einwählen ist schrecklich

237

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Das Internet in der Schule hat nicht funktioniert

Passt schon denke ich, hängt vom Erfolg im Praktikum ab

Die Übersicht über die einzelnen Unterpunkte eines Themas ist sehr unübersichtlich und zu verschachtelt. Es fehlt ein roter Faden durch den Vorbereitungsstoff

Ich finde, die Vorbereitungsmaterialien sind nicht sehr gut auf der Internet Seite zu finden, und es ist schwer, den Überblick zu behalten.

Zu diesen Beispielen sollten Vorlagen zu richtigen Federn dabei sein, damit man die Aufgaben komplett durchrechnen kann.

Mehr Informationen Zahlenbeispiele

Der Zugang zum Internet war nicht immer möglich

ist ok

Zugänglichkeit, Beispiele

Man weiß nicht, was für den versuch relevant ist und was nebensächlich.

Es sollte möglich sein sämtliche Materialien mit dem Anklicken eines Buttons herunter zu laden das Dateiformat so wählen, dass es sich auf jedem Rechner ausdrucken lässt, auch auf einem anderen, der nicht ans Internet angeschlossen ist.

Das Material sollte zusammenhängend gestaltet sein, jede Seite sollte von jeder Seite aus er­reichbar sein, nicht immer schrittweise zurück bis zu einem Punkt und von da aus dann weiter.

Anschauliche Herleitung, Zusammenhänge von physikal. Zusammenhängen, doppel logarith­mische Diagramme

Sie sollte umfangreicher sein

Zu den angegebenen Formeln sollten Diagramme zur Veranschaulichung abgebildet sein. Es soll­ten eventuell quellen zu jedem Thema angegeben werden, damit man bei nicht verstanden Sachverhalt dies nachlesen kann.

Allgemein der Zugang wird überhaupt nur sporadisch gewährt. In meinem Fall konnte ich mich nicht einmal einloggen da das Einlog Fenster nicht auf dem Bildschirm erschien.

Lebenslauf weglassen, Formeln besser erklären bzw. verständlicher

Druckansicht nur Text ohne Photos, Bilderdruck dauert zu lange

Die Formeln bei dem Laborkompetenzen sind nicht ausreichend verständlich erklärt, die ver­schiedenen Formelzeichen waren mir auch nicht alle bekannt.

Rechtschreibung,Übersicht

Ich fände es besser, wenn man die Vorbereitungstexte in gedruckter Form erhalten würde. Das Drucken aus dem Internet hat sich bei mir als schwierig gestaltet.

Mehrere Beispiele für mathematische Rechnungen

Die Navigation, der Browser konnte die Seite nicht richtig darstellen

Verständlichkeit, Heranführung, zu Formeln, direkte Rechenbeispiele

Formelbuch, Buch über Motoren aus der Kfz-Lehre

238

Anhang III – Ergebnisse der Untersuchung

Mehr Selbsttest, mehr Beispiele

Kurze Hinweise auf die Art und Weise, wie die Vorbereitung abgefragt wird.

239

Literaturverzeichnis

Literaturverzeichnis

ARD/ZDF (2002). Online-Studie. In Media Perspektiven 8/2002, 376-388.Arnold, R. & Schüßler, I. (1998). Wandel der Lernkulturen: Ideen und Bausteine für ein lebendiges Lernen. Darmstadt. Wissenschaftliche Buchgesellschaft.Aufenanger, S. (1997). Medienpädagogik und Medienkompetenz – Eine Bestands­aufnahme. In: Enquete-Kommission ‘„Zukunft der Medien in Wirtschaft und Gesellschaft. Deutschlands Weg in die Informationsgesellschaft". Dt. Bundestag (Hg.). Medienkompetenz im Informationszeitalter. Bonn, S. 15-22.Baacke, D. (1997a). Medienpädagogik. Grundlagen der Medienkommunikation, Bd.1, Tübingen: NiemeyerBaacke, D. (1997b). Schulen im Strom gesellschaftlicher Kommunikation. In: Päd­agogik 6/1997, S. 23–25.Baacke, Dieter (1999): Medienkompetenz als zentrales Operationsfeld von Projek­ten, in: Handbuch Medien (1999), S. S.31-35 vgl. auch: http://www.medienpaed­agogik-online.de/mk/00381/, 21.10.04Ballstaedt, S.-P., Molitor, S. & Mandl, H. (1987). Wissen aus Text und Bild (For­schungsbericht 40). Deutsches Institut für Fernstudien an der Universität Tübingen.Ballstaedt, S.-P. (1997). Wissensvermittlung. Die Gestaltung von Lernmaterial. Weinheim: Psychologie VerlagsUnion.Banathy, B.H. (1968). Instructional systems. Palo Alto, CA: Fearon Publishers.Banathy, B.H. (1991). Systems design of education: A journey to create the future. Englewood Cliffs, NJ: Educational Technology Publications.Baumgartner, P. Payr, S. (1994). Lernen mit Software, Innsbruck,Bransford, J.D.Baumgartner, P. Häfele, H. Maier-Häfele, K. (2002). Auswahl von Lernplatt­formen. Studien Verlag.Behrendt, H. (1997). Physiklernen und Begriffsnetze. In: BEHRENDT, H. (Hrsg.). Zur Didaktik der Physik und Chemie. Alsbach: Leuchtturm Verlag, 299-301.Bernard, M. L., Baker, J. R., & Fernandez, M. (2002). Paging vs. Scrolling: Loo­king for the Best Way to Present Search Results. Usability News, 4.1. URL: http://psychology.wichita.edu/surl/usabilitynews/51/paging_scrolling.htm. Bett, K. (2003). Lernszenarien und didaktische Konzepte in der virtuellen Hoch­schullehre. In Beck, U. & Sommer, W. (Hrsg.), Learntec. 11. Europäischer Kongress und Fachmesse für Bildungs- und Informationstechnologie. Karlsruhe: Holler, 237-244Bianchini, J.A. (1997). Where knowledge construction, equity, and context intersect: Student learning of science in small groups. Journal of Research in Science Tea­ching, 1039-1065.Bortz, J. (1985). Lehrbuch der Statistik. Berlin: Springer.

240

Literaturverzeichnis

Boud, D.J., Dunn, J., Kennedy, T. & Thorley, R. (1980). The aims of science labora­tory courses: A survey of students, graduates and practising scientists. European Journal of Science Education, 415-428.Boud, D.J., Dunn, J. & Hegarty-Hazel, E. (1988). Teaching in laboratories. Guild­ford: Society for Research into Higher Education.Bransford, J.D.; Sherwood, R.D.; Hasselbring, T.S.; Kinzer, C.K.; Williams, S.M. (1990). Anchored instruction: Why we need it and how technology can help. In: Nix, D. and Spiro, R. (Eds.): Cognition, education, and multimedia: Exploring ideas in high technology. Hillsdale, 115-141.Brinker, T. (2002). Die Vermittlung von Schlüsselqualifikationen mit Hilfe neuer Medien. In Neumann, K. & Osterloh, J. Gute Lehre in der Vielfalt der Disziplinen. Weinheim: Deutscher Studien-Verlag Beltz. Brinker, T. & Müller, E. (2003). Schlüsselqualifikationen - und was darunter verstanden werden kann...SQ-Forum, Schlüsselqualifikationen in Lehre, Forschung und Praxis, 1, 5-16.Bruner, J.S. (1961/1973) Der Akt der Entdeckung. In H. Neber (Hrsg.). Entde­ckendes Lernen. Weinheim: Beltz. (Original 1961 : The act of discovery).Briggs, L. J., Gagné, R., & Wager, W. W. (1992). Principles of instructional design. (4. Aufl.). Orlando: Harcourt, Brace & Javanovich.Brinker, T. & Rössler, U. (2004 ). Hochschuldidaktik an Fachhochschulen. Neue Ansätze in der Lehre aus den Fachhochschulen des Landes Nordrhein-Westfalen. Bielefeld: Wilhelm-Bertelsmann.Checkland, P. (1985). From optimizing to learning: a development of systems thin­king for the 1990s. In: Journal of the Operational Research Society, 36, 1985, 9, 757 – 767.Clancey, W. (1993). Situated action: A neuropsychological interpretation. Response to Vera and Simon. Cognitive Science, 17, 87-116.Collins, A. Brown, J.S. (1988). The Computer as a Tool for Learning Through Reflection”, in: Mandl, H. Lesgold, A.M. (Hg.), Learning Issues for Intelligent Tu­toring Systems, Berlin, Heidelberg.Collins, A., Brown, J.S., & Newman, S.E. (1989). Cognitive apprenticeship: Tea­ching the crafts of reading, writing and mathematics. In L.B. Resnick (Ed.), Kno­wing, learning and instruction. Hillsdale, NJ: Erlbaum, 453-494.Conklin, E. J. (1987): Hypertext: An introduction and survey. IEEE Computer, 20 (9), 17-41.del Alamo, J.A., Chang, V., Brooks, L., McLean, C., Hardison, J., Mishuris, G., & Hui, L. (2003). MIT Microelectronics WebLab. In Tor, A.F., & Shur, A.S. (Hrsg.). Lab on the Web: Running Real Electronics Experiments via the Internet. Hoboken. John Wiley & Sons, Inc.de Witt, C. (2000) Medienbildung für die Netz-Generation. In: MedienPädagogik 1/2000, 1-8 (Online-Zeitschrift, http://www.medienpaed.com)

241

Literaturverzeichnis

Dick, W. & Carey, L. (1990). Systematic design of instruction (4th ed.) Glenview, IL: Scott Foresman.Diemer, U. Baser, B. & Jodl, H.J. (1998). Computer im Praktikum. Heidelberg: Springer.Drewniak, U. (1992). Lernen mit Bildern in Texten: Untersuchung zur Optimierung des Lernerfolgs bei Benutzung computerpräsentierter Texte und Bilder. Münster, New York: Waxman.Duffy, T.M. & Jonasson, D.H. (1992). Constructivism and the technology of instruc­tion. A conversation. Hillsdale, NJ: Erlbaum.Duit, R. (1995). Zur Rolle der konstruktivistischen Sichtweise in der naturwissen­schaftlichen Lehr- und Lernforschung. Zeitschrift für Pädagogik, 905-923.Drewniak, U. (1992). Lernen mit Bildern in Texten: Untersuchung zur Optimierung des Lernerfolgs bei Benutzung computerpräsentierter Texte und Bilder. Münster, New York: Waxman.Drewniak, U. & Kunz, G.C. (1992). Verstehensrelevante Bilder in Lehrtexten: Ihre Verarbeitung, ihre Funktion und ihre Bedeutung für die Förderung des Lernens mit Texten. Zeitschrift für Pädagogische Psychologie, 6 (1), 49-62.Fischer, H.E. (1990). Konstruktivismus und Didaktik der Physik. Physica Didactica, 33-65.Engelkamp, J. (1991). Bild und Ton aus Sicht der kognitiven Psychologie. Medien­psychologie, 3 (4), 278-300.Fischer, H.E. (1994). Physiklernen. Eine Herausforderung für Unterrichtsforschung. In Nachtigall, D. (Hrsg.): Didaktik und Naturwissenschaften, Band 3. Frankfurt: Lang.Fischer, H.E. & Horstendahl, M. (1998). Motivation and learning physics. Research and Science Education, 411ff.Flechsig, K.-H. (1987). Didaktisches Design. Neue Mode oder neues Entwicklungs­stadium der Didaktik? Göttingen: Inst. f. Interkulturelle Didaktik.Gagné, Robert M., Briggs, Leslie J., Wager, Walter W. (1992). Principles of In­structional Design. 4. Ed., Fort Worth: Harcourt Brace Jovanovich.Gerdes, J. & Schecker, H. (1997). Physiklernen mit Modellbildungssystemen. In Behrendt, H. (Hrsg.). Zur Didaktik der Physik und Chemie. Alsbach: Leuchtturm.Glaser, R. (1966). The design of instruction. In: Goodlad, J. S. (Hrsg.). The chan­ging american school, 215 – 242.

Glowalla,, U. Häfele, G. (1997). Einsatz elektronischer Medien: Befunde, Proble­me, Perspektiven. In: Issing, J. Klimsa, P. (Hrsg.). Information und Lernen mit Multimedia. Weinheim: Psychologie Verlags Union, 415-434Gott, R. & Duggan, S. (1996). Practical work: Its role in the understanding of evi­dence in science. International Journal of Science Education, 791-806.

242

Literaturverzeichnis

Gräsel, C., Bruhn, J., Mandl, H. & Fischer, F. (1997). Lernen mit Computernetz­werken aus konstruktivistischer Perspektive. Unterrichtswissenschaft. Zeitschrift für Lernforschung, 25 (1), 4 -18.Groebel, J. (1998). Medienkompetenz: universell und unmittelbar. Television, 11 (1), 36 - 44.Groeben, N., Hurrelmann, B. (2002). Medienkompetenz. Voraussetzungen, Dimensionen, Funktionen. München: Juventa.Gruber, H., Mandl., H. & Renkl, A. (2000). Was lernen wir in Schule und Hoch­schule: Träges Wissen? In Mandl, H. & Gerstenmaier, J. (Hrsg.) Die Kluft zwischen Wissen und Handeln. Göttingen: Hogrefe, 139-157.Haug, A.. (1980). Labordidaktik in der Ingenieurausbildung. Berlin: VDE.Hannafin, M. & Peck, K. (1988). The design, development, and evaluation of in­structional software. New York: Macmillan Publishing Company.Hartung, M., Hesser, W., Koch, K. (2003). Aufbau von Blended Learning mit der open source E-Lernplattform ILIAS an einer Campus Universität. In: Kerres, M. Voß, B. (Hrsg.). Digitaler Campus, Vom Medienprojekt zum nachhaltigen Me­dieneinsatz in der Hochschule. München, Berlin: Waxmann, 139-148Hasebrook, J. (1995). Multimedia-Psychologie: Eine neue Perspektive menschli­cher Kommunikation. Heidelberg, Berlin, Oxford: SpringerHeafner, K. (1977). Lehr- und Lernziele in naturwissenschaftlichen Praktika und ihre Umsetzbarkeit. In: Ucke, C. (Hrsg.). Didaktik naturwissenschaftlicher Praktika. Hamburg: AHD.Heinich, R., Molenda, M., & Russell, J. (1989). Instructional media and the new technologies of instruction. New York: MacMillan.Helms, J.V. (1998). Science and/in the community: Context and goals in practical work. International Journal of Science Education, 643-653.Hooper, S. & Hannafin, M. J. (1991). Psychological Perspektives on Emerging In­structional Technologies: A Critical Analysis. Educational Psychologist, 26 (1), 69 - 95.Hoppe, U., Haas, C. (2003). Curriculare Integration elektronischer Lehr-, Lernmodu­le in die traditionelle Präsenzlehre – dargestellt am Beispiel des Projektes IMPULSEC. In: Kerres, M. Voß, B. (Hrsg.). Digitaler Campus, Vom Medienprojekt zum nachhaltigen Medieneinsatz in der Hochschule. München, Berlin: Waxmann, 149-159..Issing, L.J. (1988). Wissensvermittlung mit Medien. In Mandl, H. & Spada, H. (Hrsg.), Wissenspsychologie. München, Weinheim: Psychologische Verlags Union, 531-553Issing, L.J. (1997). Instructionsdesign für Multimedia. In: Issing, J. Klimsa, P. (Hrsg.). Information und Lernen mit Multimedia. Weinheim: Psychologie Verlags Union.

243

Literaturverzeichnis

Jodl, H.J . & Baser, B. (1996). Use of computers in problem solving and in students laboratory. In OBLAK, S. et al. (Editors): New Ways of Teaching Physics - Procee­dings of the GIREP-ICPE International Conference, Ljubljana, 1996. Board of Edu­cation of Slovenia.Jonassen, D.H., Mandl, H. (Hrsg.). (1990). Designing Hypermedia for Learning. Berlin & Heidelberg.Jonassen, D. H. (1992): What are Cognitive Tools? In: Kommers, P. A. M.; Jo­nassen, D. H. & Mayes, J. T. (Eds.): Cognitive Tools for Learning. Berlin: Springer, Computer and Systems Sciences, Vol. 81, 1-6.Jonassen, D. H., Beissner, K. & Yacci, M. (1993). Structural knowledge: techniques for representing, conveying, and acquiring structural knowledge. Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum.Jonassen, D.H. & Grabowski, B.L. (1993). Handbook of individual differences: Learning & instruction. Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum.Knauf, H. & Knauf, M. (2003). Schlüsselqualifikationen praktisch. Bielefeld: Wil­helm-Bertelsmann.Kommers, P. A. M., Jonassen, D.H., Mayes, J.T. (1992). Cognitive Tools for Lear­ning. Berlin: Springer.Kandzia, P.-T., Maass, G. (2001) Course Production - Quick and Effective. In: Proc.3rd International Conference on New Learning Technologies (NLT/NETTIES). Fribourg.Kandzia, P.-T. (2002a): Die virtuelle Hochschule in der Konsolidierungsphase. In: Bachmann, G., Haefeli, O., Kindt, M. (Hrsg.): Campus 2002. Die Virtuelle Hoch­schule in der Konsolidierungsphase. Münster u.a.: Waxmann.Kandzia, P.-T. (2002b): E-Learning an Hochschulen - Von Innovation und Frustrati­on. In: Bachmann, G., Haefeli, O., Kindt, M. (Hrsg.): Campus 2002. Die Virtuelle Hochschule in der Konsolidierungsphase. Münster u.a.: Waxmann.Kelly, G.J. & Crawford, T. (1996). Students' interaction with computer representa­tions: Analysis of discourse in laboratory groups. Journal of Research in Science Teaching, 693-707.Kerres, M. (2001a). Multimediale und telemediale Lernumgebungen, Oldenbourg.Kerres, M. (2001b). In Wagner, E. & Kindt, M. (Hrsg.). Virtueller Campus. Szen­arien – Strategien – Studium. Münster: Waxmann Verlag, S. 293-302.Kerres, M. (2001c). In Wissenschaftsmanagement. Zeitschrift für Innovation. (5/2001). Lemmens-Verlag, Bonn. S. 17-20. Kerres, M. (2002). Online – und Präsenzelemente in hybriden Lernarrangements kombinieren. In: Hohenstein, A. & Wilbers, K. (Hrsg). Handbuch E-Learning. Köln: Fachverlag Deutscher Wirtschaftsdienst.Kerres, M. & C. de Witt (2002). Quo vadis Mediendidaktik? Zur theoretischen Fun­dierung von Mediendidaktik. MedienPädagogik. Heft 02.

244

Literaturverzeichnis

Kerres, M. (2004). Gestaltungsorientierte Mediendidaktik und ihr Verhältnis zur Allgemeinen Didaktik. In Dieckmann, B. & P. Stadtfeld. Allgemeine Didaktik im Wandel. Bad Heilbrunn: Klinhardt.Kleinbeck, U. (1996). Arbeitsmotivation - Entstehung, Wirkung und Förderung. Weinheim: Juventa.Knauf, H. & Knauf, N. (Hrsg.). (2003). Schlüsselqualifikationen praktisch. Veran­staltungen zur Förderung überfachlicher Qualifikationen an deutschen Hochschulen. Bielefeld: Bertelsmann (Arbeitsgemeinschaft für Hochschuldidaktik).Knuth, R. A. & Cunningham, D. J. (1991). Tools for constructivism. In: Duffy, T., Lowyk, J., Jonassen, D.: Designing Environments for Constructive Learning. NATO ASI Series F: Computer and System Sciences, Vol. 105. Berlin: Springer, 163-188.Kozma, R.B. (1991). Learning with media. Review of Educational Research, 179- 211.Kuhlen, R. (1991). Hypertext: ein nicht-lineares Medium zwischen Buch und Wissensbank. Berlin: Springer.Hillebrand, A., Lange, B.-P. (1996). Medienkompetenz - die neue Herausforderung der Informationsgesellschaft. In Spektrum der Wissenschaft, Heft 8, 36-41.Leybold (1994). Cassy, Version 2.13, Universelle Messwerterfassung. Hürth: Ley­bold Didactic GmbH (http://www.lh.de).Lippert, R.C. (1989). Expert Systems: Tutors, Tools and Tooties. In: Journal of Computer Based Instruction, 11-19Mandl, H. & Hron, A. (1989). Psychologische Aspekte des Lernens mit dem Computer. Zeitschrift für Pädagogik, 657-678.Mandl, H. & Reinmann-Rothmeier, G. (1995). Unterrichten und Lernumgebungen gestalten. Forschungsbericht Nr. 60, Ludwig-Maximilians-Universität München, In­stitut für Pädagogische Psychologie und Empirische Pädagogik.Mandl, H., Gruber, H., Renkl, A. (1997). Situiertes Lernen in multimedialen ernum­gebungen. In: Issing, J. Klimsa, P. (Hrsg.). Information und Lernen mit Multimedia. Weinheim: Psychologie Verlags Union.Maturana, H., Varela, F. (1987): Der Baum der Erkenntnis. München: Scherz.Mayes, T., Kibby, M. und Anderson, T. (1990). Learning about learning from hy­pertext. In Jonassen, D. H. und Mandl, H. (Hrsg.). Designing Hypermedia for Lear­ning, Kap. 13. Springer: Berlin.Merill, M.D. (1991). Constructivism and Instructional Design. Educational Techno­logy, 45-53.Merrill, M.D. (1992). Constructivism and Instructional Design. In: Duffy, T.M., Jo­nassen, D.H. (eds): Constructivism and the Technology of Instruction: A Conversa­tion. Lawrence Erlbaum: Hillsdale NJ, 99-114.Merrill M.D., Li, Z., Jones, M.K. (1990). Second Generation Instructional Design. In Educational Technology; 30 (2), 7-14.

245

Literaturverzeichnis

Merrill, M. D. (1994). Instructional design theory. Englewood Cliffs, NJ.Möhrle, M.G. (1995). Wachstum durch neue Technologien: Das Computerunter­stützte Lernen an der Schwelle zur Breitentechnologie. In: Schoop, E., Witt, R., Glowalla, U. (Hrsg.): Hypermedia in der Aus- und Weiterbildung: Dresdner Sympo­sium zum computerunterstützten Lernen, 15-26.Moser, H. (2000). Einführung in die Medienpädagogik. Aufwachsen im Medien­zeitalter. Opladen.Niedderer, H., Paulsen, A., Robinault, K. & Aufschnaiter, S. v. (1998). Ziele, die Lehrende mit experimentellem Arbeiten in der naturwissenschaftlichen Ausbildung verbinden - Ergebnisse einer europäischen Umfrage. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 29-44.Niegemann, H. M. (1995). Computergestützte Instruktion in Schule, Aus- und Wei­terbildung: theoretische Grundlagen, empirische Befunde und Probleme der Entwicklung von Lehrprogrammen. Frankfurt: Peter Lang.Niegemann, H. M. (2001). Neue Lernmedien – Konzipieren, Entwickeln, Einsetzen. Göttigen, Bern: Hans Huber.Niegemann, H. M. (2002). Didaktische Modelle. In Learntec. 10. Europäischer Kongress und Fachmesse für Bildungs- und Informationstechnologie. Karlsruhe: Holler.Nielsen, J. (2004). Designing Web Usability, dt. Ausg. Markt und Technik.van Nimwegen, C., Pouw, M., van Oostendorp, H. (1999). The influence of struc­ture and reading-manipulation on usability of hypertexts . Interacting with Compu­ters 12, 7- 21.Osborne, J. (1993). Alternatives to practical work. School Science Review, 117-123.Osborne, J. (1998). Science education without a laboratory? In Wellington, J. (Edi­tor): Practical work in school science - Which way now? London: Routledge, 156-173.Pickering, M. (1980). Are lab courses a waste of time? Chronicle of Higher Educa­tion, 44-50.Popper, K. R. (1935). Logik der Forschung. Wien.Prenzel, M. & Mandl, H. (1993). Lerntransfer aus einer konstruktivistischen Per­spektive. In L. Montada (Hrsg.), Bericht über den 38. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Psychologie in Trier 1992 (Bd. 2, 701-709). Göttingen: Hogrefe.Rasmussen, J. (1986). Information processing and human-maschine interaction. An approach to cognitive engineering. Amsterdam: North-Holland.Reigeluth, Ch.M. (1983). Instructional design: What is it and why is it? In: Reige­luth, Ch. M (Ed.), Instructional Theories and Models: An Overview of Their Cur­rent Status. Hilsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates, 3-36.Reusser, K. & Reusser-Weyeneth, M. (1994) (Hrsg.). Verstehen- Psychologischer Prozeß und didaktische Aufgabe. Bern: Hans Huber.

246

Literaturverzeichnis

Rohde, M. (2003). Medienkompetenz – Innovative Methoden und didaktische Kon­zepte. In Mambrey, P.; Pipek, V.; Rohde, M. (Hrsg.). Wissen und Lernen in Virtu­ellen Organisationen. Heidelberg: Physica-Verlag, 97-119.Rolf, R. & Fischer, H.E. (1996). Der Einfluss unterschiedlich offener Lernumge­bungen auf die Lernentwicklung. In Behrendt, H. (Hrsg.). Zur Didaktik der Physik und Chemie. Alsbach: Leuchtturm Verlag, 278-280.Romiszowski, A.J. (1988). The selection and use of instructional media. London: Kogan Page.Roth, W.-M. (1994). Experimenting in a constructivist high school laboratory. Journal of Research in Science Teaching, 197-223.Ryle, G. (1949): The concept of mind, London: Hutchinson.Ryle, G. (1969). Der Begriff des Geistes. Stuttgart: Reclam.Sander, F. (1999, im Druck). Handeln und Lernen im Praktikum. Dissertation am Fachbereich 1 (Physik/Elektrotechnik) der Universität Bremen.Savery, J. R. & Duffy, T. M. (1995). Problem Based Learning. An Instructional Model and its Constructivist Framework, In: Educational Technology, 35 (5), 31-37.Schaeper, H., Briedis K. (2004). Kompetenzen von Hochschulabsolventinnen und Hochschulabsolventen, berufliche Anforderungen und Folgerungen für die Hoch­schulreform. HIS Projektbericht. Goseriede (URL: http://www.his.de/Service/Publi­kationen/Kia/pdf/Kia/kia200406.pdf, Stand: 30.06.2005)Schemann, M. (1995). Diagnose von Wissensstrukturen: Eine empirische Untersu­chung. Unterrichtswissenschaft, 208-228.Sherwood, R.D.; Hasselbring, T.S.; Kinzer, C.K. & Williams, S.M. (1990). Anchored instruction: Why we need it and how technology can help. In: D. Nix & Spiro (Eds.). Cognition, education, multimedia. Exploring ideas in high technology, 115 - 141. Hillsdale: Erlbaum AssociatesSchnotz, W. (1994a). Aufbau von Wissenstrukturen: Untersuchungen zur Kohä­renzbildung bei Wissenserwerb mit Texten (Fortschritte der psychologischen For­schung 20). Weinheim: Beltz, Psychologische Verlagsunion.Schnotz, W. (1994b). Wissenserwerb mit logischen Bildern. In Weidenmann, B. (Hrsg.), Wissenserwerb mit Bildern: Instruktionale Bilder in Printmedien, Film/Vi­deo und Computerprogrammen. Bern, Göttingen, Toronto, Seattle: Verlag Hans Hu­ber, 95-147Schott, F. Kempter, S., Seidl, P. (1997). Instruktionstheoretische Aspekte zur Gestaltung von multimedialen Lernumgebungen.Schulmeister, R. (2002). Grundlagen hypermedialer Lernsysteme, München, Wien: Oldenburg.Schulmeister, R. (2003). Lernplattformen für das virtuelle Lernen. Evaluation und Didaktik. München, Wien: Oldenbourg.

247

Literaturverzeichnis

Schulmeister, R. (2004). Didaktisches Design aus hochschuldidaktischer Sicht - Ein Plädoyer für offene Lernsituationen. In: Rinn, U. / Meister, D.M. (eds): Didak­tik und Neue Medien. Konzepte und Anwendungen in der Hochschule. Medien in der Wissenschaft, 19-49.Seel, N.M. (1991). Weltwissen und mentale Modelle. Göttingen, Toronto, Zürich: Dr. C.J. Hogrefe.Seel, N.M. (1997) Models of Instructional Design: Introduction and Overview. In: S. Dijkstra, F. Schott, N. Seel & R. Tennyson (Eds.). Instructional Design: Interna­tional Perspectives. Lawrence Erlbaum Associates, Inc., Publishers, Hillsdale, New Jersey.Self, J. (1988). Artificial Intelligence and human learning: Intelligent Computer-Aided Instruction. London: Chapman & Hall.Seufert, S., Euler, D. (2003) Nachhaltigkeit von eLearning-Innovationen. SCIL-Arbeitsbericht 1. SCIL, University of St.Gallen.Seufert, S., Euler, D. (2004) Nachhaltigkeit von eLearning-Innovationen - Ergeb­nisse einer Delphi-Studie. SCIL-Arbeitsbericht 2. SCIL, University of St.Gallen.Skinner, B. F. (1954). The science of learning and the art of teaching. Harvard Edu­cational Review, 24, 86-97.Skinner, B.F. & Corell, W. (1967). Denken und Lernen. Braunschweig: Wes­termann.Spanhel, D. (1999). Integrative Medienerziehung in der Hauptschule. München: KoPäd.Spiro, R.J., Feltovich, P.J., Jacobson, M.J., Coulson, R.L. (1992). Knowledge Re­presentation, Content Specification, and the Development of Skills in Situation-Spe­cific Knowledge Assembly: Some Constructivist Issues as They Relate to Cognitive Flexibility Theory and Hypertext. in: Duffy, T.M., Jonassen, D.H. (eds): Constru tivism and the Technology of Instruction: A Conversation Lawrence Erlbaum: Hills­dale NJ, 121-135.Spool, J., Scanlon, T., Schroeder, W., Snyder, C. & DeAngelo, T. (1999). Web Site Usability. A Designers Guide. San Francisco: Morgan Kaufman.Stebler, R., Reusser, K. & Pauli, C. (1994). Interaktive Lehr-Lern-Umgebungen: Di­daktische Arrangements im Dienste des gründlichen Verstehens. In K. & M. Reusser (Hrsg.), Verstehen. Psychologischer Prozess und didaktische Aufgabe. Bern: Huber, 227-259.Suhr, W. Backhaus, U. (2003) Stellung und Zielsetzung des Experimentalprak­tikums in der Physikausbildung“, Nordmeier,V. (Redaktion), Didaktik der Physik. Beiträge zur Frühjahrstagung der DPG- Leipzig 2002 (veröffentlicht als Tagungs-CD).Tennyson, R.D., & Rasch, M. (1988). Linking cognitive learning theory to instructio­nal prescriptions. Instructional Science, 17, 369-385.

248

Literaturverzeichnis

Tennyson, R.D., Schott, F., Seel, N. & Dijkstra, S. (Eds.) (1997). Instructional Design – International Perspectives. Vol. 1: Theory, Research, and Models. Mah­wah, New Jersey, London: Lawrence Erlbaum Associates.Tergan, S.-O. (1997). Hypertext und Hypermedia: Konzeptionen, Lernmöglichkei­ten, Lernprobleme. In: Issing, J. Klimsa, P. (Hrsg.). Information und Lernen mit Multimedia. Weinheim: Psychologie Verlags Union, 123-137.Tobin, K.G. (1990). Research on science laboratory activities: In pursuit of better questions and answers to improve learning. School Science and Mathematics, 403-418.Toothacker, W.S. (1983). A critical look at introductory labwork instruction. Ame­rican Journal of Physics, 516-520.

Ulich, D. (1989). Einführung in die Psychologie. Urban-Taschenbuch Nr. 551. Stut gart: Kohlhammer.Wagner F. (2000). Schlüsselqualifikationen - warum und wozu? Kernkompetenzen für das individuelle und kollektive Überleben. Online im Internet: URL: http://so­ziologie.soz.uni-linz.ac.at/sozthe [Stand: 11.03.2004].Wandke, H. & Hurtienne, J. (1999). Zum Navigationsverhalten von Anfängern im World Wide Web. Z. f. Arbeits- und Organisationspsychologie 43, 1, 46-54.Weidenmann, B., Krapp, A., Hofer, M., Huber, G.L. & Mandl, H. (1986). Pädago­gische Psychologie. Ein Lehrbuch. München/Weinheim: Beltz, Psychologie Verlags Union.Weidenmann, B. (1994a). Lernen mit Bildmedien: Psychologische und didaktische Grundlagen. Basel, Weinheim: Beltz Verlag.Weidenmann, B. (1994b). Informierende Bilder. In Weidenmann, B. (Hrsg.), Wissenserwerb mit Bildern: Instruktionale Bilder in Printmedien, Film/Video und Computerprogrammen. Bern, Göttingen, Toronto, Seattle: Huber, 9-58.Weidenmann, B. (1997). Abbilder in Multimedia-Anwendungen. In: Issing, J. Klim­sa, P. (Hrsg.). Information und Lernen mit Multimedia. Weinheim: Psychologie Verlags Union, 107-121.Welzel, M., Haller, K., Bandiera, M., Hammelev, D., Koumaras, P., Niedderer, H., Paulsen, A., Robinault, K., von Aufschnaiter, S. v.. (1998). Ziele, die Lehrende mit experimentellem Arbeiten in der naturwissenschaftlichen Ausbildung verbinden - Ergebnisse einer europäischen Umfrage. Zeitschrift für die Didaktik der Natur­wissenschaften.Wenger, E. (1998). Communities of Practice: Learning, Meaning, and Identity. Cambridge University Press.White, R.T. (1996). The link between laboratory and learning. International Journal of Science Education, 761-774.Wilson, J.T. & Stensfold, M. (1993). Using three types of outcomes to design labo­ratory activities. School Science Review, 422-427.Wirth, T. (2002). Missing Link. Über gutes Webdesign. Darmstadt: Hanser.

249

Literaturverzeichnis

Winn, W. (1991). A Constructivist Critique of the Assumptions of Instructional Design. In: Duffy, T.M., Lowyk, J., Jonassen, D.H.: Designing Environments for Constructive Learning, 189-212.

250