Virtualität als Ersatz für naturwissenschaftliche Experimente?

Die New York Times hat einen interessanten Artikel mit dem Titel „No Test Tubes? Debate on Virtual Science Classes“ zum Thema Lernen mit Computersimulationen veröffentlicht. Um es schnell auf den Punkt zu bringen, zitiere ich einmal den aus meiner Sicht wichtigsten Satz:

College Board, one of the most powerful organizations in American education, is questioning whether Internet-based laboratories are an acceptable substitute for the hands-on culturing of gels and peering through microscopes that have long been essential ingredients of American laboratory science.

Beispiele für Simulationen, die zunehmend als Ersatz für echte Labore eingesetzt werden, finden sich einige. Unter anderem für das virtuelle Sezieren von Tieren und ein paar ausgewählte weitere:

  1. Sezierung eines Schafsgehirns
  2. Sezierung eines Froschs
  3. Sezierung des Muskelsystems einer Ratte
  4. Sezierung eines Schweins
  1. Virtuelles Chemielabor
  2. Virtual Chemistry Lab
  3. Virtual Physics Lab
  4. Virtual Labs and Simulations
  5. Physikexperimente zu Optik und Mechanik
  6. Schulung von Minentauchern der Deutschen Marine mit VTT (Update 22.11.2006)

Für mich ist das kein e-Learning, obwohl hier durch das Wort „virtuell“ der Eindruck entstehen könnte. Aus meiner Sicht sind es eben ganz einfach Computersimulationen. Das Problem ist also kein e-Learning Problem, sondern es ist ein Problem der Simulation. Die Frage ist also, ob die Simulation einer Sezierung oder eines chemischen Prozesses gut genug ist für das was vermittelt bzw. erreicht werden soll.

Für mich ist die Antwort relativ klar: Realität kann man nicht simulieren. Wenn das so wäre, dann würden Pilotenschüler z.B. der Lufhansa nicht mit kleinen einmotorigen Flugzeugen das Fliegen beginnen und sich dann langsam mit Flugstundenerfahrung auf größere Flieger hocharbeiten. Wenn man Realität simulieren könnte, dann würden diese Piloten ausschließlich am Computer lernen und dann direkt in einen A340 einsteigen und damit abheben. Die Begleitumstände, Kombinationsmöglichkeiten und Folgen eines chemischen Versuchs in der Realität sind aber so vielfältig, das kann man aus meiner Sicht nur schwer angemessen simulieren. Wie will man z.B. den wechselnden Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, gelegentliche UV-/Sonnenlichteinstrahlung und Umgebungstemperatur usw. simulieren? Wie die Gerüche, die bei Chemie ja oft entstehen? Wie die Geräusche, die man bei Prozessen hören kann? Wie die Wärmeabstrahlung?

Die Abläufe an sich und die Reihenfolgen von Arbeitsschritten die kann man sicher gut trainieren, das machen Flugpiloten ja auch am Simulator. „Gefühl“ für Flugzeug, Gefahren und Risiken dagegen sind sicher nicht so einfach per Simulation zu erlernen. Es gibt gute Gründe die gegen Simulation sprechen aber auch gute die dafür sprechen. Das ist auch im E-Assessment eine Frage. Wissen über Abläufe und Routinen kann ich z.B. prima in einer Simulation überprüfen. Jemand der an einer Simulation lernt, sollte sich auch genau bewußt sein, das es eben nur eine Simulation ist. Das nennt man auch Rahmungskompetenz! Odeer um es anders auszudrücken: In dem Moment, wo ein Lufthansapilot vergessen würde, dass das Flugmanöver eben NICHT im Simulator stattfindet, dürften sich einige Passagiere deutlich unwohler fühlen (z.B. bei einer sehr steil geflogenen Kurve).

Why do I blog this? Die Frage ist, warum ich endlich mal wieder zum bloggen komme. Ich hab die letzten Wochen ziemlich viel zu tun gehabt, um mein Experiment zur Virtuellen Proxemik vorzubereiten. So einige Hürden schienen schlicht unüberwindbar, mussten aber überwunden werden. Mittlerweile sieht es so aus, als ob es noch klappen könnte. Daher traue ich mich auch mal wieder einen Blog-Entry zu schreiben. Das Thema Simulation ist ja ein Dauerbrenner. In dem Artikel der NYT ist es aber mal umgekehrt zu dem Problem, dass vielen z.B. Computerspiele „zu echt“ sind. Hier ist mal zur Abwechslung jemandem die Simulation „zu unecht“. Für mich fällt beides unter das Grundproblem der Rahmungskompetenz. Denn, ist diese nicht vorhanden oder wird etwa in beiden Fällen ungenügend vermittelt, dann wird es aus meiner Sicht gefährlich für die Menschen drumherum und sogar den Simulationslerner selbst.

Neue Publikationen von Karsten D. Wolf

Die vorlesungsfreie Zeit wird in der Wissenschaft regelmäßig zum Publizieren genutzt. Der Sommer 2006 hat gleich drei neue Publikationen von meinem Chef, Prof. Dr. Karsten D. Wolf hervorgebracht.

  1. Unter dem Titel „e-learning in European SMEs“ erscheint bei Waxmann ein Beitrag zum e-Learning in „small and medium-sized enterprises“, herausgegeben von Doris Beer, Thorsten Busse, Ileana Hamburg, Ulrich Mill, Hansjürgen Paul. Karsten Wolf stellt darin einen Ansatz vor, wie man mit Franchising im e-Learning neue ökonomische Wege beschreiten könnte. Der Titel seines Beitrags in dem Band lautet denn auch: „Franchising e-learning – a promising business model for small and medium training businesses?“
    Abstract zum Band: 99,8% of European enterprises are small and medium-sized (SMEs) with less than 250 employees. They include your favourite baker and bookshop, the thousands of suppliers for the well-known brands as well as the advertising agency operating in a big modern loft in one of Europe’s metropolitan areas. Most of these SMEs make use of IT since years. With the challenge of the knowledge economy it seems only reasonable to assume that they use their IT-infrastructure as a medium for learning as well, as it is done by most of the big companies. However, against all expectation e-learning providers have difficulties to win clients among SMEs.
  2. Ein weiterer Beitrag findet sich unter dem Titel „Empirische Lehrerbildungsforschung – Stand und Perspektiven“. Er erscheint ebenfalls bei Waxmann und beschäftigt sich mit empririscher Forschung im Bereich der Lehrerausbildung, herausgegeben von Jürgen Seifried und Jürgen Abel. Karsten Wolf stellt darin einen Beitrag gemeinsam mit Andreas Rausch vor zum Thema „Lernmotivation und Problemlösefähigkeit als Erfolgskriterien für virtuelle Seminare in der Lehrerbildung“.
    Abstract zum Band: Beiträge aus den Symposien „Empirische Lehrerbildungsforschung“ und „Kompetenzentwicklung in der Lehrerbildung“, gehalten auf der Herbsttagung 2005 der Arbeitsgruppe für Empirische Pädagogische Forschung in Salzburg, sind in diesem Band zusammengeführt.

    Unter verschiedenen Aspekten werden hier empirisch gestützte Hinweise gegeben, wie die Lehreraus- und Lehrerweiterbildung zu verbessern ist und wie Studierende bzw. Referendarinnen und Referendare eine höhere Unterrichtskompetenz erwerben können. Angesichts des Mangels an empirischer Evaluation der Lehrerbildung will dieser Band zu einem Abbau entsprechender Forschungsdefizite beitragen.

  3. Die dritte Publikation ist erschienen in der neuen Zeitschrift für e-Learning, die gemeinsam von Andrea Back (Schweiz), Peter Baumgartner (Österreich), Gabi Reinmann und Rolf Schulmeister (beide Deutschland) herausgegeben wird. Der Titel der Publikation lautet: „Motivation und Problemlösefähigkeit in Online-Seminaren – Vorbedingung oder Resultat von Kommunikation und Kollaboration?“.
    Abstract zum Beitrag: Der Artikel beschäftigt sich mit der Frage, ob Kommunikations- und Kollaborationsprozesse beim E-Learning nachhaltige Lernmotivation und Problemlösefähigkeit fördern können. Nach einer kurzen theoretischen Begründung dieser Fragestellung wird zunächst die didaktische Konzeption eines Online-Seminars im universitären Kontext vorgestellt, welches den Rahmen für empirische Untersuchung bildet. Dabei werden insbesondere die verfügbaren Kommunikationskanäle sowie die Funktionen für kollaborative Arbeiten der Lernenden erläutert. Bei der Durchführung des Seminars (n=36) können neben Unterschieden zwischen Männern und Frauen in der Nutzungsintensität vor allem Zusammenhänge zwischen Kommunikationsintensität und sozialer Eingebundenheit sowie zwischen Kollaborationsintensität und Problemlösefähigkeit beobachtet werden. Weiterhin zeigen sich starke Einflüsse des Eingangsinteresses sowie des Vorwissens auf die Aktivitäten der SeminarteilnehmerInnen.

Weitere Beiträge folgen im Nachgang der 68. AEPF-Tagung in München in Kürze. Details zu dem Publikationsreigen kann man im Chef-Blog nachlesen.

Multidimensionale Konferenzerkenntnisse 2006

Thank You!Gut eine Woche ist es her seit meiner ersten DeLFI Teilnahme. Kurz und knapp: Zwei Publikationen mit Vortrag und eine Posterpräsentation, wahnsinnige Hotelpreise (wg. Messe), und 3 Tage bei 28 Grad Celsius in non-casual Kleidung. Anstrengend!

Die Präsentationen und das Poster sind in den Publikationen bereitgestellt und können wie üblich per E-Mail angefordert werden. Ich möchte mich nachträglich nochmal für die reibungslose Organisation durch die vielen Helfer dort bedanken. Alle waren freundlich und hilfsbereit, einige sogar musikalisch sehr beeindruckend. Ein großes Dankeschön an die Darmstädter DeLFI2006-Crew!!!

Nebenbei sei bemerkt, dass mir die Kurzstatements (dieses Jahr neu eingeführtes Format) wesentlich besser gefallen haben als die „normalen“ Vorträge, das sage ich natürlich auch, um diese Teilnahmekategorie ganz legitim aufzuwerten. Wer nur 10 Minuten vorträgt, der muss sich auf das Wesentliche begrenzen. So wird schnell klar, ob es Substanz gibt oder nicht. In so kurzer Zeit als Besucher soviel Input zu bekommen läßt die gefühlte Produktivität der verbrachten Anwesenheitszeit zugleich steigen. Daher war die Informationsdichte und -dynamik sicher bei keinem Programmpunkt höher als bei den Kurzstatements.

Es gab u.a. ein Statement der mir super gefallen hat, der Beitrag von Kai Holzweißig, der ein Kurzstatement zum Thema Mobile Knowledge Experience – Ansätze für die interdisziplinäre Informatikausbildung präsentierte. Kern des Vortrags: Lernende bringen sich gegenseitig relevantes Wissen bei, indem jeder einen Teil aufbereitet und andere im Peer-Teaching-Verfahren auf den Stand der Dinge bringt. Der Erfolg des Projekts „MoKEx“ bestätigt „Teaching is learning twice!“. Lernende die den Stoff anderen erklären, haben das erklärte vorher verstanden, anders geht es nämlich nicht. Von den ganzen anderen Kompetenzen die dabei ebenfalls vermittelt werden einmal abgesehen. Klasse!

Der DeLFI Schwerpunkt zu „(Re-)Authoring und Wiederverwendung“ hat mir gefühlt weniger Neues gebracht als vielmehr more of the same. Meiner Ansicht nach zeigt sich wie der höchst unklare Begriff des Lernobjekts, der von der Informatik offenbar nicht mehr hinterfragt wird, zu sehr zweifelhaften – wenngleich sehr eloquent vorgetragenen – Entwicklungen führt. Trotz der bislang ungelösten Definitionsproblematik des Begriffs „Lernobjekt“ wird das Definitionsproblem weiter verschärft durch die Einführung des Begriffs des mehrdimensionalen Lernobjekts. Ich habe den Eindruck, Kritik an diesem Begriff ist ebenso untersagt, wie Kritik am Begriff „Lernobjekt“. Es bleibt einem letztlich nur, sich an des Kaisers neuen Kleidern zu erfreuen, und die sind multidimensional.

Der Vorschlag von Peter Baumgartner, neue Strukturansätze von der didaktischen Seite her zu schaffen, hat mich anregen und überzeugen können. Fokussierung nur auf „Content“ ohne Blick auf die Verwendungsprozesse (i.e. das Lernen, Didaktik, Methoden), wird E-Learning nicht gerecht. Baumgartner schlägt vor sich an die Arbeit zu machen für eine didaktische Taxonomie. Konkret möchte er eine Sammlung von Mustern für Handlungssituationen aufbauen.

Erinnert hat mich Baumgartners Beitrag an eine Publikation von Susanne Heyer, die mit Ihrer „Analysis of Learning Resources Using a Cognitive Process Taxonomy“ bereits einen sehr konstruktiven Beitrag geleistet hat, der mehr Struktur liefert und in die von Baumgartner vorgestellte Richtung geht. Sie orientiert sich dabei an der „Taxonomy of cognitive processes“ von Anderson & Krathwohl, die einen Strukturansatz für die Bewertung von kognitiven Potenzialen von Lernressourcen bietet. Die Begründung für Heyers Vorgehen anhand der erweiterten Bloomschen Taxonomie ist bestechend einfach: „Learning is a process; in the case of e-learning, learning mostly involves cognitive processes.“ Es gibt sie also schon, die neuen Ansätze.

Why do I blog this? Ich frage mich, was ich Neues von der DeLFI mitgenommen habe. Vornehmlich sind es wohl die multidimensionalen, neuen Kleider des Kaisers gewesen. Ich denke der Begriff des Lernobjektes ist eine der gewaltigsten Nebelkerzen die je in der Informatik brannten. Der dadurch erzeugte Nebel ist so dicht, dass es nichteinmal mehr neuer, multidimensionaler Kleider für den Kaiser bedarf, man würde sie sowieso nicht sehen. Wer – wie ich – seine Probleme mit der Mehrdimensionalität hat, der kann sich vielleicht durch diese kleine Einführung zur String-Theory auf den State-of-the-Art bringen. Das ergäbe auch einen lustigen Begriff: Der mehrdimensionale Learningstring.