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«Cognitive Load Theory im Seminar „Pädagogische Psychologie“ Sommersemester 2011 Benjamin Lieberwirth benjamin.lieberwirth ...»

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Reflexionsbericht

Cognitive Load Theory

im Seminar „Pädagogische Psychologie“

Sommersemester 2011

Benjamin Lieberwirth

benjamin.lieberwirth@googlemail.com

Studienfach: Informatik (M.Sc.)

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis

1.EINLEITUNG

2.ZUSAMMENFASSUNG DER COGNITIVE LOAD THEORY

2.1.Die Cognitive Load Theory

2.2.Belastungsarten der Cognitive Load Theory

2.3.Gestaltung von Lernmaterial

3.SEMINARSTUNDE IM ÜBERBLICK

3.1.Lernziele

3.2.Geplanter Ablauf

3.3.Tatsächlicher Ablauf

4.REFLEXION DER SEMINARSTUNDE

4.1.Beachtung von pädagogisch-psychologischen Theorien und Konzepten bei der Planung der Seminarstunde

4.2.Schwierigkeiten in der Seminarstunde

4.3.Was lief besonders gut?

4.4.Im Rückblick auf das Seminar

5.REFLEXION UND WEITERENTWICKLUNG DER EIGENEN

LEHRKOMPETENZ

5.1.Mein Rollenverständnis als Lehrender

5.2.Nächste Schritte für die Entwicklung meiner Lehrkompetenz

1. Einleitung In diesem Bericht geht es um die Betrachtung und Bewertung der von mir und meiner Gruppe duchgeführten Seminarstunde zum Thema „Cognitive Load Theory“ im Seminar „Pädagogische Psychologie“ im Sommersemester 2011 unter der Leitung von Christine Otieno.

Im ersten Teil dieses Berichts fasse ich das Thema der Seminarstunde zusammen. Die Zusammenfassung lehnt sich hierbei an den Verlauf der gehaltenten Präsentation an.

Es folgt ein Überblick über die Seminarstunde. Darunter auch die Lernziele und der geplante, sowie der tatsächliche Ablauf der Stunde. In den beiden letzten Kapiteln des Berichts folgt eine Reflexion über die Seminarstunde und über meine Lehrkompetenzen.

2. Zusammenfassung der Cognitive Load Theory

2.1. Die Cognitive Load Theory In der Cognitive Load Theory beschreiben Sweller und Kollegen verschiedene Belastungsarten, welche beim Lernen auftreten können und welche den Wissenserwerb beeinflussen. Die Theorie ist angeknüpft an das Modell der Architektur des menschlichen Gedächtnisses von Baddley. Dieses Modell besagt, dass unser Arbeitsgedächtnis aus einer „zentralen Executiven“ und zwei Hilfssystemen dem räumlich-visuellen Notizblock sowie der phonologischen Schleife besteht. Wichtige Annahmen von Baddley für die Cognitive Load Theory sind, dass die Kapazität des Arbeitsgedächtnisses begrenzt ist und dass jedes der Systeme bestimmte Aufgaben abdeckt. Ein System kann somit keinerlei Aufgaben eines anderen Systems übernehmen.

Eingehende Informationen werden im Arbeitsgedächtnis auf Basis von Vorwissen interpretiert (Elaboration). Das (Vor-)Wissen wird dabei in Form von sogenannten Schemata aus dem Langzeitgedächtnis abgerufen. Schemata fassen mehrere zusammengehörende Wissenselemente zu einer einzigen Information (Chunk) zusammen und dienen außerdem der Organisation und Verarbeitung von Wissen. Durch das Zusammenfassen von Wissenselementen zu Schemata wird das Arbeitsgedächtnis entlastet und es können größere Mengen an Informationen im Arbeitsgedächtnis bereitgehalten und verarbeitet werden.

Lernen besteht somit aus dem Konstruieren von neuen Schemata aufgrund von bereits vorhandenem Wissen, sowie dem Erweitern bereits vorhandener Schemata. Demnach findet der Erwerb von Wissen hauptsächlich im Arbeitsgedächtnis statt. Nach Sweller et al. findet effektives Lernen nur bei effektiver Nutzung des Arbeitsgedächtnisses statt. Die Grundannahme der Theorie lautet somit, dass der Wissenserwerb in vielen Lernsituationen durch unnötige Belastung des Arbeitsgedächtnisses beeinflusst wird.

Ziel der Theorie ist, verschiedene Belastungen des Arbeitsgedächtnisses zu beschreiben und instruktionale Maßnahmen bereitzustellen, um die Belastungen entsprechend zu minimieren.

2.2. Belastungsarten der Cognitive Load Theory In der Cognitive Load Theory werden drei Arten von Belastungen des Arbeitsgedächtnisses unterschieden. Die Belastung, welche durch die Art des zu lernenden Materials verursacht wird, bezeichnet Sweller, van Merrienboer & Paas als intrinsische Belastung (intrinsic load). Diese Belastung wächst mit der Anzahl an Wissenselementen, die gleichzeitig im Arbeitsgedächtnis gehalten werden müssen (Interaktivitätsgrad). Natürlich ist das Ausmaß der intrinsischen Belastung immer abhängig vom Expertisegrad des Lernenden. Umso besser die zur Bearbeitung einer Aufgabe benötigten Schemata vorhanden und automatisiert sind, desto einfacher fällt die Bearbeitung der Aufgaben.

Die zweite Belastung, die in der Cognitive Load Theory spezifiziert wird, ist die extrinsische Belastung (extraneaous load). Diese ist direkt durch das instruktionale Design des Lernmaterials beeinflussbar und gilt als unnötige Belastung, da sie durch das richtige Gestalten von Lernmaterialen beseitigt werden kann. Die Kombination von hoher extrinsischer und intrinsischer Belastung kann zu einer kognitiven Überlastung (cognitive overload) führen. Dies hat zur Folge, dass der Wissenserwerb beeinträchtigt oder sogar überhaupt nicht mehr möglich ist.

Die lernbezogene Belastung (germane load) ist die letzte Belastungsart, welche Sweller et al.

beschreiben. Sie entsteht durch die kognitive Anstrengung beim Bilden und Automatisieren von Schemata. Effektives Lernen findet somit nur statt, wenn die kognitiven Ressourcen optimal ausgenutzt werden und dabei ausreichend freie Kapazität für die lernbezogene Belastung übrig bleibt.





2.3. Gestaltung von Lernmaterial Aus der Cognitive Load Theory lassen sich wertvolle und praktische Gestaltungshinweise und Designprinzipien ableiten. Beachtet man diese, wird das Arbeitsgedächtnis entlastet und der Lernerfolg verbessert sich. Eines dieser Prinzipien ist das Kontiguitätsprinzip.

Dieses besagt, dass zusammengehörige Informationen sowohl räumlich als auch zeitlich nah beieinander präsentiert werden müssen. Denn wenn die Aufmerksamkeit auf verschiedene Informationsquellen aufgeteilt werden muss, tritt der sogenannte split attention-Effekt auf. Legenden, die zu einer Grafik gehörend, sollten deshalb immer in die Grafik integriert werden. Andernfalls erhöht sich die extrinsische Belastung.

Ebenso sollten Grafiken nicht von den eigentlichen Informationen ablenken. Es ist wichtig, dass der Lerninhalt hervorgehoben wird und im Zentrum steht. Dieses Designprinzip heißt Kohärenzprinzip und wird auch oft unter dem Begriff "weniger ist mehr" zusammengefasst. Der Einsatz von Grafiken ist lernwirksam, wenn diese dazu benutzt werden ein Thema zu organisieren und Beziehungen zu veranschaulichen. Es ist deshalb förderlich, Texte durch erklärende Grafiken zu unterstützen. Diese Methode ist unter dem Namen Multimediaprinzip bekannt.

Werden Animationen benutzt, kann ein besserer Lernerfolg erzielt werden, wenn das Material zusätzlich zur visuellen Präsentation durch auditive Erklärungen unterstützt wird.

Mayer&Moreno konnten in einer Reihe von Untersuchungen beweisen, dass diese Art der Präsentation von Lernstoff der Präsentation von Animationen zusammen mit Text überlegen ist. Wird Lernmaterial sowohl visuell als auch auditiv präsentiert, kommt es zum sogenannten Modalitätseffekt.

Die Gestaltung von Lernmaterial sollte immer an den Expertisegrad der Lernenden angepasst werden. Zusätzliche, überflüssige Informationen können das Lernen erschweren.

Gleichermaßen sollte man das Präsentieren von identischen Informationen, wie das Vorlesen von geschriebenem Text neben einer Grafik, vermeiden. Die Befolgung dieser Regeln nennt sich Redundanzprinzip. Anzumerken ist, dass in bestimmten Situationen das Vorlesen sehr wohl hilfreich sein kann. Ein Beispiel hierfür ist das Vorlesen eines Textes, wenn die Lernenden die Sprache nicht gut beherrschen oder wenn der Text viele Fremdwörter enthält.

Der expertise reversal-Effekt ist eng mit dem Redundanzprinzip verknüpft. Stimmt vermitteltes Wissen nicht mit den kognitiven Schemata des Lernenden überein, muss der Lernende zusätzliche kognitive Ressourcen aufbringen, um die neue Information mit bekanntem Wissen in Verbindung zu bringen. Eingehende und vorhandene Informationen überschneiden sich.

3. Seminarstunde im Überblick

3.1. Lernziele Das Ziel der Seminarstunde bestand darin, den Studenten die Cognitive Load Theory zu vermitteln (siehe 2.1). Sie sollten die Grundannahme der Theorie sowie die verschiedenen Arten von kognitiven Belastungen, welche von Sweller et al.

spezifiziert werden (siehe 2.2), kennen. Des Weiteren sollten die Studenten die vorgestellten Gestaltungsprinzipien verstanden haben (siehe 2.3) und dadurch die Kompetenz besitzen, ihr instruktionales Design verbessern zu können.

3.2. Geplanter Ablauf Zu Beginn der Stunde sollte zusammen mit den Seminarteilnehmern eine kurze Wiederholung des Gedächtsnismodells nach Baddeley exemplarisch an der Tafel erarbeitet werden.

Das Vorwissen sollte somit aktiviert werden und ein guter Einstieg ins Thema gefunden werden. Im Anschluss daran folgte ein Vortrag in Form einer Powerpoint Präsentation in welcher die grundlegenden Züge der Cognitive Load Theory vorgestellt und erläutert wurden.

Es sollten die in 2.1 und 2.2 vorgestellten Informationen dargestellt und erläutert werden.

Anschließend folgte der Teil mit den Gruppenarbeiten. In Gruppenarbeit 1 sollte

3.3. Tatsächlicher Ablauf

4. Reflexion der Seminarstunde

4.1. Beachtung von pädagogisch-psychologischen Theorien und Konzepten bei der Planung der Seminarstunde Beim Erstellen des Vortrags achteten wir darauf, dass die Folien möglichst wenig Text enthielten. Der Text sollte in der Regel dazu dienen, das Gesagte zu unterstützen. Auf diese Weise sollten die Studenten dem jeweiligen Referenten mehr Aufmerksamkeit schenken können (Kontiguitätsprinzip und Redundanzprinzip). Ausnahmen waren solche Folien, die dazu verwendet wurden Prinzipien anhand eines Beispiels noch einmal zu verdeutlichen.

Eine dieser Ausnahmen war die Folie zum Wissenserwerb. Da wir den Vortrag an den von uns erwarteten Wissensstand der Studenten anpassten, wollten wir durch die Wiederholung, wie Wissenserwerb stattfindet, erreichen, dass das Vorwissen der Studenten aktiviert wird und bereits vergessenes wieder auffrischen. Um das komplexe Modell einfach zu erklären, entschlossen wir uns für eine Animation mit zusätzlichen Erläuterungen (Modalitätseffekt). Zwar liefen wir Gefahr, dass einem Teil der Studenten dieses Modell schon oft erläutert wurde, da aber das Modell ein wichtiger Bestandteil der Cognitive Load Theory ist und es auch Nebenfächler im Seminar gab, entschieden wir uns trotz eventuell auftretendem Redundanzeffekt für das Wiederholen des Modells.

4.2. Schwierigkeiten in der Seminarstunde Unvorhergesehene Schwierigkeiten traten beim Bearbeiten der Vorlesungsfolien auf. Zwar wurden von unserer Gruppe bewusst einfache Folien ausgesucht, jedoch hatten die Studenten mit den fachfremden Folien "IT-Security" und "Java" Probleme. Bereits bei der Auswahl der Folien waren wir uns dieser Eventualität bewusst, allerdings hatten wir uns aufgrund dessen für Folien aus Erstsemesterveranstaltungen (Java und Sozialpsychologie) und für einen offensichtlich schlechten Foliensatz aus der Einführungsveranstaltung von "IT-Security" entschieden, welcher wenig fachspezifische Begriffe enthielt.

4.3. Was lief besonders gut?

Trotz der anfänglichen Schwierigkeiten, die beim Bearbeiten der Folien auftraten, war das Resultat der Gruppenarbeit sehr gut. Die Studenten fanden sehr viele Probleme und Fehler in der Gestaltung der Folien und die abschließende Präsentation der Ergebnisse wurde von ihnen interessiert verfolgt und so entstand eine angeregte Diskussion zwischen den Gruppen.

4.4. Im Rückblick auf das Seminar Schon während der Seminarstunde konnten wir feststellen, dass die Studenten Probleme mit den fachfremden Folien hatten. Im Nachhinein betrachtet, würde ich diese Schwierigkeit auf die zusätzliche extrinsische Belastung zurückführen. Diese entstand durch den unbekannten Inhalt der Folien und lenkte die Studenten von der eigentlichen Aufgabe ab. Bei der Planung der Stunde entschieden wir uns dafür authentische Foliensätze zu verwenden. Besser wäre gewesen eigene Folien anzufertigen. Auf diese Weise hätten wir die extrinsische Belastung besser kontrollieren und den Fokus mehr auf das Finden von Gestaltungsfehlern lenken können.

Die kleinen Mitmach-Aufgaben während des Vortrags, wie zum Beispiel das Ordnen von Texten nach ihrer Höhe der intrinsischen Belastung, sollten zum Mitmachen anregen und das Verständnis der Studenten prüfen. Allerdings fanden sich nur schwer Freiwillige und so störten diese Aufgaben mehr den Vortag, als dass sie ihn unterstützten.

5. Reflexion und Weiterentwicklung der eigenen Lehrkompetenz

5.1. Mein Rollenverständnis als Lehrender Ich sehe mich eher in der Rolle eines Referenten als in der eines Lehrers im traditionellen Sinne. Das heißt, meine didaktischen Tätigkeiten werden sich fast ausschließlich auf das Halten von Vorträgen begrenzen, um Arbeiten und Projekte, an denen ich mitgearbeitet habe, vorstellen. Das Vermitteln von Informationen und Wissen wird somit natürlich auch im Vordergrund stehen. Allerdings wird das Ziel des Vortrages nicht der Wissenserwerb der Zuhörer sein, sondern vielmehr die Zuhörer von dem Präsentierten zu überzeugen.

Als Lehrer werde ich somit nur für mich selbst tätig sein. Denn wie bereits in der Vorlesung zur pädagogischen Psychologie angesprochen wurde, ist die Halbwertszeit von Wissen kurz und gerade die Informatik ist doch ein schnelllebiges Geschäft.

5.2. Nächste Schritte für die Entwicklung meiner Lehrkompetenz Um meine Vortragsunterlagen zu verbessern, werde ich in Zukunft genauer auf Ziele und Orientierung des Vortrags eingehen. Zuvor habe ich den einleitenden Überblick eines Vortrags nur als Muss-Kriterium angesehen. Mittlerweile weiß ich aber, wie wichtig dieser Teil für die Zuhörer ist. Ebenso werde ich weiterhin versuchen meine Vorträge auf die Zuhörer zuzuschneiden, so dass diese vom Vortrag weder gelangweilt noch überfordert werden. Außerdem werde ich versuchen Grafiken nach den Gestaltungsprinzipien der Cognitive Load Theory anzufertigen (siehe 2.3).



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