Referat Lernprogramme - lerntheoretische Positionierung

Lernprogramme - lerntheoretische Positionierung

Die im Folgenden angeführten "Lerntheorien gehen dem Versuch nach, Kenntnisse über das Lernen zu systematisieren." (Lefrancois, 1976: S.6) Dabei folgen sie in ihrem Aufbau der historischen Entwicklung, wobei keine der vorgestellten Theorien nicht auch den Erkenntnissen der modernen Psychologie genügen würde. Jede Theorie beleuchtet bestimmte Aspekte des menschlichen Lernens und Denkens. Im Anschluss an jede Theorie werden die darauf basierenden Lernprogramme vorgestellt. Hierbei sollen die typischen Programme jeder einzelnen Entwicklungsphase dargestellt werden.

Behavioristische Lerntheorien und Instruktionssysteme

Da sich der Behaviorismus in erster Linie mit dem beobachtbaren Verhalten beschäftigt, sind auch die daraus entwickelten Lernprogramme auf die Überprüfung eines erfolgreichen Lernprozesses angewiesen, der sichtbar ist. Durch die Konditionierung eines bestimmten Inhalts, wird den Postulaten des Behaviorismus Folge geleistet.

Behavioristische Lerntheorien

Es handelt sich bei diesem Theoriekomplex um die ältesten lernpsychologischen Erkenntnisse. 1913 wurde der Behaviorismus mit WATSONS Aufsatz "Psychologie, wie der Behaviorist sie sieht" begründet, obwohl es schon früher Bemühungen gab, das menschliche Verhalten psychologisch zu erklären (PAWLOW). Die Behavioristen beschäftigen sich mit dem Verhalten von Menschen und Tieren unter bestimmten Bedingungen. Die zur Entwicklung der Theorien angewandten Methoden gründen fast ausschließlich auf experimentellen, wiederholbaren Versuchen innerhalb einer definierten Laborsituation. Entsprechend allgemeingültig haben die Behavioristen auch ihre Ergebnisse formulieren können. Das Lernen wird hier beschrieben als eine Reiz-Reaktions-Verbindung, die auf unterschiedliche Weise beeinflusst werden kann.

Klassisches Konditionieren nach PAWLOW

Diese von PAWLOW, einem russischen Physiologen, begründete Theorie besagt, dass dem natürlichen, meist angeborenen Reflex künstlich ein neuer, bedingter Reflex hinzugefügt werden kann. Der bedingte Reflex wird dabei die gleiche Reaktion hervorrufen, wie der natürliche, unbedingte Reflex. Pawlow bezeichnet diesen Vorgang als einen Lernvorgang. Da es sich um Reiz-Reaktionsverbindungen handelt, ist es wichtig hinzuzufügen, dass Reflexe wiederum im Körper als Reize weitergeleitet werden. Es ist auch wichtig, darauf hinzuweisen, dass die Konditionierung, also der Lernprozess, von einer zeitlichen Dimension abhängt. Der natürliche Reiz und der noch unbedingte Reiz müssen sehr kurz aufeinander folgen, wenn die Konditionierung zum Erfolg führen soll. Durch ein Beispiel soll der Vorgang des klassischen Konditionierens verdeutlicht werden:

Das Fallen der Bomben im  Weltkrieg hat bei den Menschen Angst und Schrecken ausgelöst. Meistens jedoch ertönte vor dem Fallen der ersten Bomben der Fliegeralarm. Bei vielen Menschen hat nach der zweiten Wiederholung jener Signalabfolge schon der Fliegeralarm selbst Angst und Schrecken verursacht. "Auch in Friedenszeiten löst die Sirene bei zahlreichen Menschen Angst aus, selbst wenn es sich nur um einen Probealarm handelt." (Edelmann, 1996: S.63) Für den unkonditionierten Menschen würde der Alarm alleine keine signifikante Reaktion auslösen. Erst durch die Kombination von Fliegeralarm und dem Fallen der Bomben wird die Reaktion (Angst und Schrecken) konditioniert. Hätten diese beiden Reize nicht in einem zeitlichen Verhältnis zueinander gestanden, hätte man den Fliegeralarm nicht mit dem Fallen der Bomben assoziiert und der unbedingte Reiz, Angst bei dem Ertönen des Heulens zu verspüren, wäre nie zu einem bedingten Reiz geworden. Das Modell der klassischen Konditionierung ist noch erweitert worden, nachdem man feststellte, dass allein die Vorstellung des Ertönens des Fliegeralarms zu Angstzuständen geführt hat.

Aber nicht nur der zeitliche Faktor, sondern auch die Anzahl der Wiederholungen der Koppelung von bedingtem und unbedingtem Reiz haben Auswirkungen auf den Lernprozess. "In der Regel ist also der Erwerb einer bedingten Reaktion an das wiederholte Zusammenvorkommen dieser beiden Reize gebunden. Dieses Prinzip wollen wir Bekräftigung nennen." (Edelmann, 1996: S.69)

Als Löschung werden solche Reiz-Reaktionsverbindungen bezeichnet, bei denen der bedingte Reiz wiederholt mit der Reaktion gekoppelt wird, ohne Darbietung des unbedingten Reizes. Dem ist hinzuzufügen, dass "im Gegensatz zu diesen bedingten Reflexsituationen () emotional-motivationale Reaktionen häufig sehr widerstandsfähig gegenüber Löschung" (Edelmann, 1996: S.70) sind. In einem Beispiel geht EDELMANN auf diesen Spezialfall ein: "Kinder und auch Erwachsene empfinden zuweilen auch vor relativ kleinen Hunden Angst, obwohl unangenehme Erlebnisse mit solchen Tieren überhaupt nicht mehr erinnert werden können." (Edelmann, 1996: S.70)

Bei der Reiz-Generalisierung wird der bedingte Reiz so verallgemeinert, dass er auf Reize mit ähnlichen Eigenschaften übertragen werden kann. Hat ein Kind zum Beispiel Angst vor Arzten, kann diese Angst schon erzeugt werden, gegenüber Menschen, die einen weißen Kittel tragen.

Die Reiz-Differenzierung stellt das genaue Gegenteil zur Reiz-Generalisierung dar. Hierbei ist der Handelnde in der Lage, zwei bedingte Reize voneinander zu unterscheiden. So wird einer der beiden bedingten Reize gelöscht, während der andere bekräftigt wird. Ein Beispiel aus dem Humanbereich könnte sein, "dass das Kind eine sehr differenzierte bedingte Angstreaktion dem Vater gegenüber zeigt, wenn häufiger nur dieser schimpft." (Edelmann, 1996: S.72) Dadurch empfindet es jedoch keine generelle Angst vor männlichen Erwachsenen.

Instrumentelles Lernen nach SKINNER

Die Grundlagen des instrumentellen Lernens sind dem des klassischen Konditionierens sehr ähnlich. Allgemein unterscheidet man zwischen zwei verschiedenen Konditionierungstypen, der Konditionierung des Antwortverhaltens und der Konditionierung des Wirkverhaltens. Die Konditionierung des Antwortverhaltens entspricht der klassischen Konditionierung. "Beim Antwortverhalten antwortet der Organismus auf Reize, beim Wirkverhalten wirkt er von sich aus auf die Umwelt ein." (Edelmann, 1996: S.108) Beim Wirkverhalten kommt dem Organismus also eine größere Aktivität zu. Das Verhalten ist kein reaktives, sondern eher ein spontanes. Es ist wichtig festzuhalten, dass man im Zusammenhang mit dem instrumentellen Lernen nicht von einer Reaktion spricht, sondern von "Verhalten", da die Reaktionsmuster meist komplexer sind.

"Beim instrumentellen Lernen entscheiden die Konsequenzen, die dem Verhalten folgen, über dessen zukünftiges Auftreten." (Edelmann, 1996: S.108) Es gibt verschiedene Arten von Konsequenzen, die auf eine jeweils andere Art und Weise das neue Verhalten bestimmen:

Positive Verstärkung: Durch die Darbietung eines positiven Reizes kann ein Verhalten aufgebaut werden. Wenn der Lehrer seinen Schüler beispielsweise lobt, so wird dies zu einer Wiederholung seines Verhaltens führen.

Negative Verstärkung: Auch durch den Entzug eines positiven Reizes kann ein Verhalten aufgebaut werden. Man unterscheidet zwei Formen der negativen Verstärkung. Das Fluchtlernen und das Vermeidungslernen. Von Fluchtlernen spricht man, wenn man "direkt mit dem aversiven Ereignis konfrontiert wird und Maßnahmen ergreift, diesem zu entkommen." (Edelmann, 1996: S.132) Das Vermeidungslernen scheint sich davon nur durch eine zeitliche Komponente zu unterscheiden. Eine schon im Vorhinein bekannte negative Konsequenz würde dann zum Vermeidungslernen führen. "Ein Lehrer sagt: In der kommenden Woche werdet ihr eure Hausaufgaben einwandfrei erledigen, sonst fällt der Wandertag aus. Die Schüler strengen sich alle an und die angedrohte Zwangsmaßnahme muss nicht angewandt werden." (Edelmann, 1996: S.114) In diesem Fall würde man von einem Vermeidungslernen sprechen, da die schon bekannte Konsequenz erst dann vollzogen wird, wenn die Hausaufgaben nicht gemacht werden. In jedem Fall ist jedoch die negative Verstärkung von der Bestrafung zu unterscheiden, weil die negative Verstärkung niemals die Durchführung einer negativen Konsequenz ist, sondern nur deren Androhung. Angst und negative Verstärkung stehen jedoch in einem sehr engen Verhältnis.

Die Bestrafung: Durch eine Bestrafung kann ein Verhalten abgebaut werden. In diesem Fall folgt auf das Verhalten unmittelbar eine negative Konsequenz. Ahnlich der Verstärkungs-Terminologie kann auch die Bestrafung auf der einen Seite der Entzug eines positiven Ereignisses oder die Darbietung eines negativen Ereignisses sein. Die Bestrafung ist jedoch vor allem im pädagogischen Umfeld nicht ganz unproblematisch, da der aversive Reiz einer Generalisierung unterliegen kann, was nicht zuletzt dazu führt, dass sich die Angst vor der Strafe auf den Erzieher oder Lehrer überträgt und so nicht mehr nur die Bestrafung selber, sondern der Bestrafende zum Mittelpunkt der Angstvorstellung wird.

Die Löschung: Durch Nichtbeachtung eines bestimmten Verhaltens kann dieses gelöscht werden. Dadurch dass jede mögliche Konsequenz auf eine bestimmte Reaktion ausbleibt, wird keiner der zuvor beschriebenen Mechanismen angetrieben. Das Verhalten steht so im Raum, als wäre es nie passiert. So "verabredet der Lehrer ohne Wissen des betreffenden Kindes mit den anderen Schülern, dass diese den Clownerien keine Beachtung schenken und vor allen Dingen nicht mehr lachen sollen. Er selbst übersieht konsequent das unerwünschte Verhalten." (Edelmann, 1996: S.148) D.h. das Verhalten bleibt aus, weil es keinen Erfolg mehr zeitigt.

Behavioristische Lernprogramme

Behavioristische Lernprogramme haben die Entwicklung computerunterstützten Lernens bis heute geprägt. Die ersten Lernprogramme wurden in den 50er und 60er Jahren entwickelt. SKINNER war zu diesem Zeitpunkt der Ansicht, ein programmierter Lernprozess sei für die Umsetzung behavioristischer Lerntheorien geeignet. Für diesen Zweck hat er den Grundstein für den Programmierten Unterricht gelegt, denn wie oben schon beschrieben, spielt der zeitliche Zusammenhang zwischen Reaktion und Konsequenz eine entscheidende Rolle. KERRES stellt dementsprechend fest, dass man gerade in der Schule häufig das Problem vorfindet, "dass Verhaltensweisen, die gelernt werden sollen zu selten und nicht unmittelbar belohnt werden." ( Kerres, 1998: S. 47) Die behavioristischen Lerntheorien sind in Regeln formuliert worden. Deshalb eignet sich eine mechanistische Gestaltung besser für die Umsetzung der behavioristischen Gesetze. So ist es auch schon sehr früh möglich gewesen, in einen einfachen Computer das sichtbar gemachte Verhalten, zum Beispiel in Form von Prüfungsfragen, zusammen mit den entsprechenden Konsequenzen einzuprogrammieren. Da es in der behavioristischen Theorie nur ein "Richtig" und "Falsch" gibt, treten keine Verzweigungen auf, die ein Verhalten komplexer machen.

1.1. Programmierte Instruktion

Die in den 60er und 70er Jahren entwickelten programmierten Instruktionen beruhten auf einem linearen Programmaufbau. Hierbei ist der Lerninhalt in kleinste Lernsegmente aufgeteilt worden, da man davon ausging, dass Regeln und Wissen unabhängig von dem Lerner bestehen. Spätestens seit dem Einzug des Konstruktivismus in die Lerntheorien weiß man, dass diese These nicht stimmt (vgl. Abschnitt 3.1.). MANDL beschreibt den Lernprozess behavioristischer Lerntheorien als einen Versuch des Lehrers, "einen Teil des Wissens objektiv zu vermitteln." (Mandl/Gruber/Renkl, 1995: S.167) 

Der Programmablauf eines Instruktionsprogramms stützt sich auf die These, Lernprozesse seien objektivierbar. Dementsprechend einfach ist die Programmstruktur definiert:

Präsentation des Lernstoffes

Prüfung

Eine Prüfung, zum Beispiel eine Abschlussfrage, konnte bestanden oder nicht bestanden werden. Erstere Möglichkeit hatte einen Fortschritt in der Vermittlung des Lerninhalts zur Folge. Es folgte eine neue Präsentation mit einer anschließenden Prüfung. Hat der Lernende die Frage nicht richtig beantwortet, wurde der Lernstoff wiederholt. Diese Art des Lernens bringt eine Reihe von Vor- und Nachteilen mit sich, die im Folgenden dargestellt und diskutiert werden sollen.

Durch das Medium Computer ist der Lehrende, also der Programmierer, in der Lage, den Benutzer in jeder Situation und vor allen Dingen unmittelbar zu verstärken. Der Lernende selbst wiederum kann zu jedem Zeitpunkt das Lernprogramm beenden und nach einiger Zeit an entsprechender Stelle weiterarbeiten. Die Emotionslosigkeit des Computers macht ihn zu einem geduldigen Lehrmeister, der fehlerhafte Antworten nicht bestraft, sondern ignoriert, indem er mit einer Wiederholung der Präsentation beginnt. Da man herausfand, dass negative Verstärker und auch Bestrafung auf Dauer nicht förderlich für den Lernprozess sind, wurden die Lernprogramme so gestaltet, dass sie auf dem Prinzip der Belohnung beruhten, schlimmstenfalls der Löschung. SCHULMEISTER bemerkt dazu: "Sobald aber das Feedback den Hauch der Kontrolle oder der Korrektur annimmt, weicht der Lernende zurück." (Schulmeister, 1997: S.111) Aus diesem Grund stellte ein Großteil der ersten Lernprogramme, die auf den SKINNERschen Verhaltensregeln beruhen, meist suggestive Fragen. So konnte man mit großer Sicherheit davon ausgehen, dass der Lernende die richtige Antwort geben würde. Auf der anderen Seite ist es wahrscheinlich für den Lernenden schon eine Bestrafung, wenn die Prüfungsfrage zum vierten Mal falsch beantwortet wurde und die Präsentation nochmals wiederholt wird, nicht nur, dass die Motivation des Lernenden rapide sinkt, sondern auch, dass diese Systeme aufgrund ihrer fehlenden diagnostischen Schnittstelle nicht in der Lage sind, den Fehler zu analysieren und dem Lernenden mitzuteilen. Denn "Fehler können für Lernende eine wichtige Informationsquelle sein, die das Lernen sogar fördern." ( Kerres, 1998: S. 50) Weiterhin ist zu bemängeln, dass der Lernende nur auf eine bestimmte Frage hin konditioniert wird, es fällt ihm jedoch schwer, das so erlernte Wissen auf andere, ähnliche Fragen anzuwenden. Seine Antworten werden auf bestimmte Fragen konditioniert, deren Sinn das Programm selbst nicht erfassen kann. Es kann nur mit einer gewissen Fehlertoleranz bezüglich der Rechtschreibung reagieren.

Autorensysteme

Durch die Entwicklung neuerer Programmiersprachen war es möglich, Lernprogramme zu verzweigen. Dennoch folgten auch diese Systeme dem Prinzip der programmierten Instruktion. Auch hier lagen die Lernziele ausschließlich im Bereich der Fakten- und Wissensvermittlung. Es entwickelten sich zwei Typen von Autorensystemen. Die einen reproduzierten programmierte Abläufe, während die anderen spontan Aufgaben variieren konnten. Letztere erhielten auch den Namen "generative Systeme".

Die Funktionsweise dieser Autorensysteme gestattet dem Benutzer, auch ohne einschlägige Programmierkenntnisse ein Lernprogramm selbst zu entwickeln, indem er dem System das Fachwissen in Form von Fragen einprogrammiert und richtige und vorhersehbare falsche Antworten vorgibt. Das Programm selber formt mit Hilfe vorprogrammierter Algorithmen den Input in ein Lernprogramm um. Der Lernende kann anschließend diesen Lerninhalt abrufen, wobei der Autorenteil ausgeblendet wird.

Ganz allgemein gilt für die Autorensysteme die gleiche Kritik, die schon an den programmierten Instruktionen vorgenommen wurde. Es gibt nur eine wesentliche strukturelle Unterscheidung im Vergleich zu den programmierten Instruktionen. Au­torensy­ste­me haben eine Expertenschnittstelle, die es ermöglicht das Lernprogramm einer bestimmten Gruppe von Benutzern anzupassen. Es ist ein Schritt auf dem Weg zur Individualisierung von Lernsystemen, dennoch bleibt das System für den Lernenden starr.

Die Erstellung eines solchen Lernprogramms zum Beispiel durch einen Lehrer wird auf 50 - 500 Stunden pro eine Stunde Programmzeit geschätzt (vgl. Schulmeister, 1997: S.105). Weiterhin ist es noch nicht gelungen, das Programm in die Lage zu versetzen, sich an die Lernfähigkeit des Lernenden anzupassen. Zur Effizienz solcher Lernsysteme bemerkt FISCHER: " Interessanterweise werden ihr [der computer-unterstützten Unterrichtung] nur kurzfristige Effekte zugeschrieben, die zudem noch verdächtig sind, vom Hawthorne-Effekt des ,Neuen' überlagert zu sein." (Fischer, 1985: S. 69)

Dennoch muss auf der anderen Seite auch benannt werden, dass es dem programmierunkundigen Lehrer mit Hilfe dieser Lernprogramme gestattet ist, ein Lernprogramm zu formulieren, dessen Einsatz sich für den Unterricht eignen würde, da durch die Kooperation zwischen Lehrer und Computer für die Schüler in den 60er Jahren ein neues Medium erschlossen wurde, dessen Inhalt dem Lehrer wohlbekannt war und mit dessen Hilfe eine neue Form der Wissensrepräsentation in die Schulen gelangte.

Courseware

In der Courseware sind die Autorensysteme durch Animation und Simulation weiterentwickelt worden. "der Begriff wird heute weitgehend mit CAI  oder CBT gleichgesetzt, wobei sich darunter Tutorien, Drill & Practice-Programme, Simulationen und Multimedia-Programme verbergen können." (Schulmeister, 1997: S.107) Nur aufgrund der sich immer weiterentwickelnden Computertechnologie ist es möglich, so viele verschiedene Anwendungsgattungen in ein System zu implementieren. Es steht jedoch weiterhin die Überprüfung der Reaktion des Lernenden im Mittelpunkt. Insofern bleiben die Wurzeln des Behaviorismus noch erkennbar. Trotzdem ist es gelungen, einige Defizite im Vergleich zu den Autorensystemen auszugleichen. Die Linearität auf der einen Seite und die sich ständig wiederholenden Methoden der Wissensvermittlung auf der anderen Seite werden in diesen Systemen durch eine ansprechende Gestaltung (multimedial) aufgefangen, wodurch zumindest die Motivation des Lernenden immer wieder neu angefacht wird. Ferner sind diese Lernprogramme auch in der Lage interpretationsabhängige Lerninhalte zu vermitteln, wie zum Beispiel "Erlernen von praktischen Fähigkeiten bei Sozialarbeitern [Seabury/Maple (1993)], Erlernen der wissenschaftlichen Argumentation [Borg (1993)], Erwerb der Fähigkeit zuhören zu können [Cronin (1993)] und die Verbesserung von Kommunikationsfähigkeiten [Mc Kenzie (1993)]" (Schulmeister, 1997: S. 108).

Ein großer Vorteil der CBT-Programme ist die Berücksichtigung der Individualität der Lernprozesse. Vor allem im Bereich der betrieblichen Weiterbildung sind die Vorkenntnisse der Teilnehmer meist sehr unterschiedlich. Durch CBT-Systeme wird es dem Benutzer möglich, sein individuelles Lerntempo zu bestimmen. Während der Fortgeschrittene bestimmte Lernsequenzen eines Programms überspringt, ist es dem Anfänger auch möglich, eine Lektion mehrmals zu wiederholen, ohne sich vor der Lerngruppe zu blamieren.