Computersimulationen
Unterstützungsmaßnahmen
Unterstützungsmaßnahmen beim Lernen mit Simulationen
In der Literatur zu Computersimulationen findet sich eine Reihe von empirisch bestätigten Ansätzen, wie der Lernprozess unterstützt und die aufgeführten Probleme überwunden oder zumindest reduziert werden können (de Jong, 2006; de Jong und van Joolingen, 1998):
- Übungsaufgaben implementieren: Lernende sollen beispielsweise einüben, die Simulation durch Parameterveränderungen auf einen bestimmten Zustand einzustellen.
- Erläuterungen und Hintergrundinformationen hinzufügen: Derartige Informationen können dazu beitragen, dass der Benutzer durch die Computersimulation nicht kognitiv überfordert wird. Wichtig sei, die Informationen nicht allesamt vorneweg, sondern zum richtigen Zeitpunkt darzubieten (Berry und Broadbent, 1987). Auch das sogenannte Feedbackprinzip der CATLM kann in diesem Kontext angeführt werden. Bei diesem soll den Lernenden ein erklärendes anstelle eines rein korrigierenden Feedbacks zur Verfügung gestellt werden (Moreno und Mayer, 2007).
- Überwachungs- und Planungswerkzeuge bereitstellen: Zum Beispiel kann man einen so genannten Hypothesennotizblock (hypothesis scratchpad) einsetzen, um ein hypothesengeleitetes Vorgehen der Lernenden zu fördern (van Joolingen und de Jong, 1991). Derartige Hilfswerkzeuge können sich in Abhängigkeit der Lernerexpertise als unterschiedlich nützlich erweisen (de Jong und van Joolingen, 1998).
- Instruktionshinweise oder ähnliche Unterstützungsmaßnahmen anbieten: Lernende können zum Beispiel schriftlich darauf aufmerksam gemacht werden, bestimmte interaktive Elemente zu nutzen (Eysink, Dijkstra und Kuper, 2002). Ein einfacher Hinweis, bestimmte interaktive Elemente systematisch zu verwenden, um zu überprüfen, was die einzelnen Parameter bewirken, kann die Verständnisleistungen von Lernenden bereits verbessern (Rey, 2008a). In einer älteren Studie von Rivers und Vockell (1987) konnte nachgewiesen werden, dass der Hinweis "Es ist sinnvoll, nur eine Variable gleichzeitig zu verändern" zwar nicht die Lernleistungen signifikant beeinflusste, aber einen Effekt auf die Experimentierfähigkeiten der untersuchten Studierenden besaß. Auch Instruktionshinweise zur experimentellen Vorgehensweise (Lin und Lehman, 1999) oder Aufforderungen, eine Vorhersage vorzunehmen (Keselman, 2003), können sich als lernförderlich erweisen. Nach dem Reflexionsprinzip der CATLM sollten Lernende hingegen ermuntert werden, über ihre Handlungen und Antworten zu reflektieren (Moreno und Mayer, 2007).
- Lernumgebung strukturieren: Computersimulationen können in unterschiedlichem Ausmaße strukturiert sein bzw. die freie Exploration des Lernenden mehr oder weniger ermöglichen. Diverse Befunde sprechen dafür, eher auf strukturierte Lernumgebungen zurückzugreifen (de Jong und van Joolingen, 1998). Dies gilt besonders für Lernende, die über ein geringes Vorwissen oder über geringere intellektuelle Fähigkeiten verfügen. Auch die innerhalb der CATLM vertretenen Gestaltungsempfehlung der angeleiteten Lerntätigkeiten (guided activity) lässt sich in diesem Zusammenhang anführen. Bei diesem Prinzip sollen Lernende mit einem virtuellen Agenten interagieren können, der die kognitive Verarbeitung der Lernenden in die richtige Bahn lenken soll (Moreno und Mayer, 2007).
- (Komplexe) Computersimulation allmählich aufbauen: Statt dem Lernenden sofort die gesamte Simulation mit allen Parametern zur Verfügung zu stellen, kann diese auch allmählich aufgebaut werden (als model progression bezeichnet). Dabei wird die Simulation erst nach und nach immer komplexer. Die empirische Befundlage zu diesem Ansatz ist jedoch uneinheitlich (de Jong und van Joolingen, 1998).
- Adaptive Elemente verwenden: Die oben aufgeführten Unterstützungsmaßnahmen zum adäquaten Umgang mit Computersimulationen können auch adaptiv zum Einsatz kommen. Damit ist hier gemeint, dass in Abhängigkeit des Nutzerverhaltens auf unterschiedliche Unterstützungsmaßnahmen zurückgegriffen wird. Beispielsweise kann erfasst werden, ob der Lernende nur einen oder mehrere Parameter zeitgleich verändert, und ihm in Abhängigkeit davon einen kurzen Hinweis zur Benutzung präsentieren.