GMD - Forschungszentrum Informationstechnik GmbH
Institut für Integrierte Publikations- und Informationssysteme
(IPSI)
Dolivostr. 15, D-64293 Darmstadt, Germany
E-Mail: {wessner,
pfister, miao}@darmstadt.gmd.de
WWW: http://www.darmstadt.gmd.de/~wessner
Im Mittelpunkt steht dabei die Nutzung neuer Informations- und (Tele-) Kommunikationstechnologien zur Informationsbeschaffung in weltweiten Netzen, zur Produktion und Bereitstellung von Informationsangeboten z.B. im World Wide Web (WWW), zur Kommunikation mittels elektronischer Post sowie das internet- bzw. WWW-basierte Tele-Lernen. Diese Formen des Tele-Lernens sind methodisch wenig innovativ und setzen lediglich die Prinzipien traditioneller, auf die individuelle Nutzung zielender Lernsoftware auf das Medium Internet bzw. WWW um.
Wir sehen mehrere Gründe, die dafür sprechen, auch kooperative Lernprozesse in Betracht zu ziehen und geeignet zu unterstützen, denn die Erfahrungen mit individuellem, computerunterstützten Lernen haben eine Reihe von Grenzen und Schwächen offenbart, z.B.: (vgl. [Beck-Wilson et al. 1999], [Oberle & Wessner 1998])
Die in weltweiten Netzen mögliche Kommunikation und Kooperation mit anderen Lernern, das Bearbeiten einer Aufgabenstellung im Team, das Hinzuziehen von Tutoren und Experten kann das nötige Maß an Interaktivität, Individualisierung und Feedback geben.
Die in Anbetracht der modernen Arbeitswelt, in der Wissen vielfach nicht in Büchern verfügbar ist, sondern im Prozeß der Arbeit dynamisch entsteht und auf mehrere Personen in einer Organisation verteilt ist, erhobenen Forderungen nach Teamfähigkeit und der Fähigkeit zu selbstorganisiertem Lernen sprechen ebenfalls für die frühzeitige und verstärkte Nutzung kooperativer Lernmethoden besonders auch im Bereich des schulischen Lernens.
Im folgenden Abschnitt werden der Begriff "kooperatives Lernen" geklärt
und die verschiedenen Dimensionen der Unterstützung kooperativen Lernens
durch den Computer skizziert. Darauf folgt in Abschnitt drei eine Diskussion
möglicher Einsatzszenarien in der Schule. Im vierten Abschnitt werden
Umgebungen für kooperatives Lernen vorgestellt, gefolgt von einem
konkreten Beispiel, der kooperativen Lernumgebung VITAL im fünften
Abschnitt. Der Beitrag schließt mit einem Ausblick, der die Chancen
für computerunterstütztes kooperatives Lernen in der Schule beleuchtet.
Als theoretische Fundierungen des kooperativen Lernens gelten konstruktivistische Ansätze, die kultur-historische Schule sowjetischer Prägung sowie der Ansatz des situierten Lernens bzw. der situierten Kognition (vgl. [Koschmann 1996; S. 10ff.]). All diesen Ansätzen ist gemeinsam, daß die aktive Rolle des Lernenden bei der Erarbeitung und Verarbeitung von Wissen betont wird.
Mit computerunterstütztem kooperativem Lernen (computer-supported cooperative/collaborative learning; CSCL) bezeichnet man Ansätze, kooperatives Lernen durch den Einsatz von Computern zu verbessern (vgl. [Pfister & Wessner 1999]). Häufig werden in diesem Kontext unter kooperativem Lernen verallgemeinert alle Formen des Lernens in Gruppen subsumiert. Dieser Forschungsbereich gewinnt zunehmende Bedeutung, vor allem angesichts des vermehrten Interesses am verteilten Lernen mithilfe des Internets. Die erste internationale Konferenz speziell zu dieser Thematik fand 1995 statt. In [Koschmann 1996] wird gar von CSCL als einem neuen Paradigma für die Instruktionstechnologie gesprochen.
CSCL umfaßt eine Vielzahl möglicher Lehr-Lernszenarien, die sich nach mehreren Dimensionen klassifizieren lassen:
CSCL ist für eine Vielzahl von Anwendungsbereichen interessant: Firmen und Organisationen erwarten sich vom Einsatz virtueller kooperativer Lernumgebungen Einsparungen im Bereich Reisezeiten und -kosten, flexibleres Lernen nach Bedarf am Arbeitsplatz oder eine Plattform für das innerbetriebliche Wissensmanagement. Hochschulen bereichern ihr Angebot um virtuelle Komponenten, um so z.B. auch die Studierenden zuhause zu erreichen. Andere Ansätze zielen auf virtuelle Universitäten, die (fast) ohne Präsenzzeiten auskommen. Auch im Bereich des "lebenslangen Lernens", wie es allenthalben gefordert wird, können CSCL-Systeme helfen, Lernpartner oder Experten zu finden und Lerngemeinschaften aufzubauen. (Die Einsatzszenarien für die Schule werden weiter unten diskutiert.)
Praktische Erfahrungen liegen bisher vor allem aus dem Hochschulbereich vor, wo versucht wurde, hochschultypische Szenarien wie Vorlesung und Seminar durch geeignete technische Unterstützung auf zwei oder mehr Standorte zu verteilen (vgl. z.B. [Pfister et al. 1999b], [Wessner et al. 2000], das Verbundprojekt Virtuelle Hochschule Oberrhein [Viror]). Die Erfahrungen mit derartigen Tele-Vorlesungen und Tele-Seminaren zeigen Probleme in drei Bereichen:
Vergleichbare Erfahrungen wurden auch mit virtuellen Klassenzimmern
gemacht (vgl. [Kerres 1998, S. 92], [Henze
& Neijdl 1998]).
Im Hinblick auf die örtliche Dimension sehen wir zwei Hauptanwendungsfelder in der Schule: Die Nutzung von CSCL-Umgebungen im Klassenraum bietet Vorteile, die aus dem Forschungsbereich computerunterstützte Besprechungen bekannt sind (z.B. aktivere Mitarbeit aller Teilnehmer, Beschleunigung von Ideenfindungs- und Entscheidungsphasen; vgl. [Streitz et al. 1994]). Eine Nutzung von Lernern an verschiedenen Standorten kann beispielsweise im Rahmen einer schul- oder länderübergreifenden Kooperation von Schulklassen erfolgen.
Zu den Dimensionen Zeit, Dauer und Sozialform: Die asynchrone Nutzung eignet sich vor allem zur arbeitsteiligen oder individuellen Vorbereitung von Beiträgen, zum Suchen/Nachschlagen von Informationen und zur Kommunikation genereller Natur bzw. über verschiedene Zeitzonen hinweg. Ein synchrone Nutzung ist dagegen für Lehr-Lernformen mit höherer Bedeutung der sozialen Präsenz wie Unterrichtsgespräch, Sprechstunde, Prüfung oder Beratung angezeigt. Die bisherigen Erfahrungen mit CSCL-Umgebungen zeigen ferner, dass sich im Zuge der Benutzung auch neue Nutzungsformen herausbilden, die keine Entsprechung im traditionellen Schulunterricht haben.
In den Dimensionen Symmetrie, Direktivität, Wissensziel des CSCL besteht u.E. noch erheblicher Forschungsbedarf. Diese Dimensionen hängen mit den sich wandelnden Rollen der Lehrenden und Lernenden zusammen: Lehrende werden zu Lernberatern, Lernende benötigen mehr Lernkompetenz.
Zwei Einsatzgebiete weisen gute Voraussetzungen für die Nutzung von CSCL-Umgebungen auf:
Zur Realisierung derartiger Umgebungen kann auf eine Reihe von Standardfunktionalitäten und -bausteine zurückgegriffen werden: Im Bereich der synchronen Kommunikation sind dies der text-basierte Chat, die Audio- oder Videokonferenz. Asynchrone Kommunikation läßt sich z.B. realisieren über E-Mail, Nachrichtengruppen oder das World Wide Web. Zur Koordination von Lernaktivitäten kommen Techniken wie Gruppenkalender und Workflow-Management zum Einsatz. Zur Kooperation werden gemeinsame Whiteboards, gemeinsame Dateiablagen, Mehrbenutzerdatenbanken oder gemeinsame Informationsräume genutzt.
Beispiele für kommerziell erhältliche CSCL-Umgebungen sind Lotus Learningspace [Learningspace] und WebCT [WebCT]. Forschungsprototypen werden in Deutschland z.B. an der Universität Duisburg [Collide] und am Institut für Integrierte Publikations- und Informationssysteme (IPSI) des GMD-Forschungszentrum Informationstechnik [CONCERT] entwickelt. Seit Wintersemester 1996/97 wird die Virtuelle Universität an der Fernuniversität Hagen [Fernuni-Hagen] erprobt. Hier wird versucht, Prozesse einer virtuellen Universität von der Bibliothek über das Schwarze Brett, bis hin zur Lehr- und Experimentierumgebung in einem homogenen System abzubilden.
Außerdem werden häufig auch generische CSCW-Systeme (computer-supported
cooperative work) im Bildungswesen eingesetzt. Beispiele sind BSCW [BSCW]
und TeamWave Workplace [Teamwave]. Diese Systeme sind
jedoch für die allgemeine Internet-basierte Zusammenarbeit entwickelt
worden, Lehr-/Lernprozesse werden also nicht direkt unterstützt (z.B.
werden die Rollen der Lehrenden und Lernenden nicht modelliert, Benutzungsoberflächen
und Funktionalität sind im Hinblick auf das Arbeitsergebnis und weniger
hinsichtlich des Kooperationsprozesses optimiert.
Die Lernumgebung VITAL (für: virtual teaching and learning) wurde am GMD-IPSI entwickelt [Beck-Wilson et al. 1999]. Sie basiert auf der Metapher virtueller Räume und stellt eine Lernwelt bereit, in der verteilte Lernende Lernmaterialien in Form von Hypermediadokumenten lesen und manipulieren sowie miteinander per Audiokonferenz kommunizieren können [Pfister et al. 1998]. In VITAL werden verschiedene Raumtypen unterschieden: In privaten Lernräumen bearbeiten die Benutzer individuell Hypermediadokumente, die sie im System erstellen oder aus anderen Quellen importieren. Virtuelle Gruppenräume dienen der gleichberechtigten Diskussion und Dokumentenbearbeitung einer Lerngruppe. In virtuellen Auditorien kann der Lehrende den Kooperationsmodus von lehrer-geleiteter Präsentation bis hin zum Brainstorming mit Zugriff für alle Benutzer einstellen.
Abbildung 1 zeigt ein virtuelles Auditorium mit einem Lehrer und vier Lernern. Auf der linken Seite sieht man, wer sich im Moment im Raum aufhält. Zwei Benutzer zeigen mithilfe von Telepointern auf bestimmte Stellen im Hypermediadokument auf der gemeinsamen "Tafel". Jeder Benutzer kann mit der sogenannten "Personal Pocket" Hypermedia-Elemente oder -Dokumente zwischen verschiedenen virtuellen Räumen per Drag und Drop austauschen. "People Browser" und "Room Browser" ermöglichen die Orientierung und Navigation in der Lernumgebung: Sie stellen Informationen über vorhandene Räume und angemeldete Benutzer bereit, man kann andere Benutzer treffen und den Raum wechseln.
Die Raummetapher erlaubt fließende Übergänge zwischen synchronem und asynchronem, zwischen individuellem und kooperativen Lernen: Die Art der Kooperationssituation wird bestimmt durch den Aufenthaltsort in der virtuellen Lernwelt und die dort ebenfalls Anwesenden.
Multimedia
1: Individuelle Nutzung von VITAL im privaten Lernraum
Multimedia
2: Selbstgesteuerte Nutzung von VITAL im virtuellen Gruppenraum
Multimedia
3: Klassenraum-Szenario, lehrergeleitete Präsentation
(Bem.: Zur Darstellung der gezipten Multimedia-Dokumente
wird der Lotus
ScreenCam-Player benötigt, der zur Zeit nur für Windows erhältlich
ist.)
Die Lernumgebung VITAL ist für nicht-kommerzielle oder Evaluationszwecke über das Internet kostenfrei verfügbar (Beschreibung: [CLear], Download des VITAL-Servers, des VITAL-Clients und des Handbuchs: [VITAL]).
VITAL ist implementiert auf Basis von COAST, einem Framework zur Entwicklung synchroner Groupware. Die Software läuft unter Windows und Unix-Betriebssystemen und benötigt eine IP-Verbindung.
VITAL wurde bisher vor allem in der Hochschule in Seminaren und Praktika eingesetzt und evaluiert ([Pfister et al. 1999b], [Wessner et al. 2000]). Dabei erlaubt VITAL sowohl die synchrone Nutzung während der Lehrveranstaltung durch Dozenten und Teilnehmer oder in Form einer virtuellen Sprechstunde, als auch asynchronen Zugriff z.B. für die Gruppenarbeit, Vorbereitung und Diskussion von Seminarbeiträgen.
Abbildung 1. Die Lernumgebung VITAL
Die Entwicklung von Bildungstechnologie erfolgt im wesentlichen außerhalb der Schule. Es sind viele (auch kommerzielle) Interessen und Ängste im Spiel. Einerseits wetteifern Informationsanbieter, Verlage, Hard- und Software-Produzenten um Marktanteile, andererseits werden von Bildungsexperten und Vertretern verschiedenster gesellschaftlicher Gruppen hochgradig emotionale und polarisierte Diskussionen über Nutzungspotential und Risiken der Technologien in der Schule geführt.
Gegenwärtige Projekte konzentrieren sich meist auf die Bereitstellung der Hardwareausstattung und der Telekommunikationsanschlüsse oder auf die Verbesserung der Infrastruktur. Das Angebot von Inhalten und Dienstleistungen wird - von einigen Bildungsservern abgesehen - weitgehend der Medien- bzw. Kommunikationsindustrie überlassen (vgl. z.B. [Bauer 1997, S. 397]).
Wie Evaluationsergebnisse zeigen, ist neben materieller Ausstattung und Infrastruktur vor allem auch die Pädagogik gefordert, geeignete Konzepte zur Bewältigung dieser Herausforderungen bzw. zur Nutzung des Potentials zu entwickeln. Die Evaluation bildungstechnologischer Produkte und Dienste ist nur in Zusammenarbeit von Produzenten und Schule sinnvoll.
Aus pädagogischer Sicht können viele Bemerkungen zu Charakteristika und Grenzen des computerunterstützten kooperativen Lernens aus der traditionellen Gruppenarbeit übertragen werden:
Gelingt es, (1) im Dialog zwischen Entwicklern und Anwendern geeignete
Werkzeuge und Umgebungen für CSCL zu entwickeln und (2) diese in eine
pädagogische Gesamtkonzeption einzubetten sowie (3) die Vorteile und
Einsatzmöglichkeiten des CSCL ausgewogen darzustellen und zu verbreiten,
kann CSCL das Lernen in der Schule bereichern und verbessern.
Literatur
[Bauer 1997] Bauer, W.: Multimedia
in der Schule? (1997) In Issing, L., Klimsa, P. (Hrsg.), Information und
Lernen mit Multimedia. (S. 376 - 399) Weinheim: Psychologie Verlags Union,
2. Aufl.
[Beck-Wilson et al. 1999] Beck-Wilson, J., Pfister, H.-R., Schuckmann, C. & Wessner, M. (1999). The CLear approach: Designing distributed computer supported co-operative learning environments. In A. Eurelings et al. (Hrsg.): Integrating Information & Communication Technology in Higher Education. Deventer: Kluwer, S. 291-305.
[BSCW] BSCW - Basic Support for Cooperative Work [WWW-Dokument]. http://www.orbiteam.de/index_de.html (Zugriff: 9.6.2000)
[CLear] CLear - Computer-Supported Cooperative Learning [WWW-Dokument]. Http://ipsi.gmd.de/concert/projects/clear (Zugriff: 9.6.2000)
[Collide] Arbeitsgruppe Collide [WWW-Dokument]. Http://collide.informatik.uni-duisburg.de (Zugriff: 2.6.2000)
[CONCERT] Concert - Open Cooperative Enrionments [WWW-Dokument]. Http://ipsi.gmd.de/concert (Zugriff: 9.6.2000)
[Fernuni-Hagen] Virtuelle Universität Hagen [WWW-Dokument]. Https://vu.fernuni-hagen.de (Zugriff: 7.6.2000)
[Henze & Neijdl 1998] Henze, N.; Neijdl, W. (1998): Das KBS Virtual Classroom Project: Informatik-Ausbildung über das Internet. In Claus, V. (Hrsg.), Informatik und Ausbildung. GI-Fachtagung 98 Informatik und Ausbildung. (S. 210-220) Berlin u.a.: Springer.
[Hesse et al. 1997] Hesse, F. W., Garsoffky, B. & Hron, A. (1997). Interface-Design für computerunterstütztes kooperatives Lernen. In L.J. Issing, P. Klimsa (Hrsg.), Information und Lernen mit Multimedia (S. 253 - 267). Weinheim: Psychologie Verlags Union, 2. Aufl.
[Kerres 1998] Kerres, M. (1998). Multimediale und telemediale Lernumgebungen: Konzeption und Entwicklung. München, Wien: Oldenbourg.
[Koschmann 1996] Koschmann, T. (1996). Paradigm shifts and instructional technology. In Koschmann, T. (Hrsg.), CSCL: Theory and practice of an emerging paradigm. (S. 1 - 23) Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum.
[Learningspace] Lotus LearningSpace 4.0. A new vision of e-learning [WWW-Dokument]. Http://www.lotus.com/home.nsf/welcome/learnspace (Zugriff: 9.6.2000)
[Magenheim & Opitz 1995] Magenheim, J.; Opitz, G. (1995): Computerunterstützte Gruppenarbeit im Unterricht - Das Projekt Trasse. In Schubert, S. (Hrsg.), Innovative Konzepte für die Ausbildung. 6. GI-Fachtagung Informatik und Schule (INFOS ’95) (S. 128-137) Berlin u.a.: Springer.
[Oberle & Wessner 1998] Oberle, T.; Wessner, M. (1998): Der Nürnberger Trichter. Computer machen Lernen leicht!? Alsbach/Bergstr.: LTV.
[Pfister & Wessner 1999] Pfister, H.-R. & Wessner, M. (1999). Das aktuelle Schlagwort: CSCL - Computerunterstütztes kooperatives Lernen. KI-Künstliche Intelligenz. Heft 4/1999, S.45.
[Pfister et al. 1998] Pfister, H.-R., Wessner, M., Beck-Wilson, J., Miao, Y. & Steinmetz, R. (1998). Rooms, protocols, and nets: metaphors for computer-supported cooperative learning of distributed groups. In Proc. of the Third International Conference on the Learning Sciences (ICLS-98), Dec. 16-19, 1998 (S. 242-248). Georgia Tech, Atlanta.
[Pfister et al. 1999a] Pfister, H.-R., Wessner, M. & Beck-Wilson, J. (1999). Soziale und kognitive Orientierung in einer computergestützten kooperativen Lernumgebung. In Arend, U., Eberleh, E. & Pitschke, K. (Hrsg.), Software-Ergonomie ´99. Design von Informationswelten.
[Pfister et al. 1999b] Pfister, H.-R., Wessner, M., Holmer, T. & Steinmetz, R. (1999). Evaluating Distributed Computer-Supported Cooperative Learning (D-CSCL): A Framework and Some Data. In: Proceedings of the 2nd International Conference on New Learning Technologies, Aug. 30-31, 1999, Berne, Switzerland.
[Schuckmann et al. 1996] Schuckmann, C., Kirchner, L., Schümmer, J., Haake, J.M.: Designing object-oriented synchronous groupware with COAST. In: Proceedings of the ACM 1996 Conference on Computer Supported Cooperative Work (CSCW'96). Boston, 1996: ACM. 30-38.
[Slavin 1995] Slavin, R.E. (1995). Cooperative Learning. Theory, Research, and Practice. Boston u.a.: Allyn and Bacon, 2. Aufl.
[Stöcker 1978] Stöcker, K. (1978). Neuzeitliche Unterrichtsgestaltung. München: Ehrenwirth, 17. Aufl.
[Streitz et al. 1994] Streitz, N.A., Geißler, J., Haake, J.M. & Hol, J. (1994). DOLPHIN: Integrated Meeting Support across LiveBoards, Local and Remote Desktop Environments. In Proceedings of the 1994 ACM Conference on Computer Supported Cooperative Work (CSCW '94), S. 345-358. New York: ACM Press.
[Teamwave] TeamWave.com [WWW-Dokument]. Http://www.teamwave.com (Zugriff: 9.6.2000)
[Viror] Verbundprojekt VIROR [WWW-Dokument] Http://www.viror.de (Zugriff: 9.6.2000)
[VITAL] Vital [WWW-Dokument]. Http://ipsi.gmd.de/concert/software/vital.html (Zugriff: 9.6.2000)
[WebCT] WebCT.com [WWW-Dokument]. Http://www.webct.com (Zugriff: 9.6.2000)
[Wessner et al. 2000] Wessner, M., Seeberg, C. & Steinmetz, R. (im Druck): Taking Our Own Medicine: Learning "Learning with Multimedia" with Multimedia. In Proceedings of the ED-MEDIA 2000. AACE.