Erweiterte Klickanleitung –
Förderung individueller Lernprozesse in großen Gruppen
Geesche Intveen (RWTH Aachen), Claus Pütz (RWTH Aachen)Individuelle Lernprozesse in der Grundlagenvermittlung können durch verschiedene Kombinationen angebotener Anleitungen und unterschiedlicher Übungsformen optimal angeregt und begleitet werden. Basis unserer Veranstaltung „Einstieg in räumliches Denken und Konstruieren“ bilden systematisch und optimiert zum Ziel führende Konstruktionseingaben, die an geeigneten Stellen mit Hintergrundwissen angemessener Tiefe angereichert sind. Die Anleitungen werden den Studierenden entweder online in Form von Filmen oder Bildern aus dem Lückenskript zur Verfügung gestellt oder gemeinsam während einer Präsenzveranstaltung im Hörsaal protokolliert. Für die eigene Bearbeitung am Rechner gibt es den Leistungsständen angepasste Übungsschritte zu verschiedenen Beispielen. Diese Übungen werden in Lerngruppen zu je 4 sich gegenseitig unterstützenden Teilnehmern durchgeführt. Durch Kombination der Präsentations- und Übungsformen kann sich der Studierende je nach Leistungsstand seinen individuellen Lernweg zum einheitlichen Ziel wählen.
1. Einleitung
Die hier vorgestellte didaktische Konzeption wurde entwickelt, um einer großen Anzahl von Studienbeginnern ingenieurwissenschaftlicher Fächer einen kompakten, anspruchsvollen und vor allem erfolgreichen Einstieg in räumliches Denken und Konstruieren zu ermöglichen. Bei der Förderung des räumlichen Denkens sollen CAD-Software und Softskills eingesetzt, trainiert und als zusätzliche Basisqualifikationen für das Hochschulstudium aufgebaut werden.
Gerade da es sich um eine freiwillige Veranstaltung vor dem Studium handelt, ist unterschiedlichen Vorkenntnissen und Leistungsstärken der Teilnehmer Rechnung zu tragen, um die Zahl frühzeitiger Abbrecher zu minimieren. Das angestrebte Leistungsniveau sollen beim Abschluss des Kurses – wenn auch mit unterschiedlichem Einsatz – alle Teilnehmer erreichen können [3].
Von den vielen im Kurs eingesetzten Methoden wird in diesem Aufsatz der Beitrag der erweiterten Anleitungen beleuchtet.
2. Zusammenstellung und Aufarbeitung des Wissens
Für die auf Basis der Ziele zusammengestellten Themen und Inhalte haben wir architektonische und technische Beispiele ausgesucht, an denen sich diese konkretisieren lassen. So wurde ein Konstruktionsweg entwickelt, der alle notwendigen und hilfreichen Facetten durchläuft, der den elegantesten und schnellsten Weg zum Ziel nutzt oder didaktisch begründet alternative Vorgehensweisen vorstellt [2]. Die Behandlung der Inhalte strukturiert sich dabei nach Gesichtspunkten des Lernprozesses statt nach inhaltlicher Systematik.
Es dient der Motivation der Teilnehmer, dass ansprechende Beispiele in für einen Anfängerkurs ungewöhnlich hoher Komplexität bearbeitet werden. Dennoch sind dem Teilnehmer durch eine lückenlose Darstellung aller notwendigen Aktionen bei konzentrierter Mitarbeit Erfolgserlebnisse garantiert. Bei der Vermittlung der Inhalte stehen detaillierte Anleitungen für drei Beispiele in 8 Lektionen zur Verfügung. Für spätere Übungsphasen gibt es weiteres Material: auf geometrische Strukturierungen reduzierte Kurzanleitungen, Pläne, Fotos. Durch die Vielzahl der Beispiele erarbeiten die Teilnehmer in jeder Lektion verschiedene komplexe Konstruktionen; auf diese Weise erleben sie deutlich ihre Lernerfolge.
Für die Übungsphasen innerhalb der Lektionen wurden fünf verschiedene Arten von Anleitungen erarbeitet. Diese entsprechen einer sinnvollen Herangehensweise bei der Entwicklung des Arbeitsmaterials: Entscheidung für Inhalte und Ziele, Auswahl eines Beispiels, Sammlung des Planmaterials, Festlegung des geometrischen Weges und vollständige Dokumentation der Softwareeingaben.
2.1. Entwurf
In einem ersten Arbeitsschritt bei der Konzeption eines Kurses müssen Lehrinhalte und Lernziele skizzenhaft definiert und in einen zeitlichen Ablauf gebracht werden.
Diese Festlegung einzelner Lehreinheiten steht im direkten Zusammenhang mit der Auswahl eines geeigneten Vorführbeispiels, anhand dessen entsprechende Aspekte vorgestellt werden können.
2.2. Graphische Vorlage
Nach der Entscheidung für ein bestimmtes Beispiel, das die gewählten Aspekte berücksichtigt, stellt der Dozent umfangreiches Bildmaterial zusammen, mit Hilfe dessen die Eingabe in die Software durchgeführt werden kann.
Mit dieser Auswahl erstellt der Dozent gleichzeitig die Unterlagen für Lernstufe VIII (siehe 4.).
2.3. Vermaßte Pläne
In der Folge entwickelt der Dozent zweckdienliches Planmaterial.
Alle für die Eingabe in den Rechner benötigten Maße, müssen ermittelt und dargestellt werden.
Mit diesen Plangrundlagen legt der Dozent auch das Material für Lernstufe VII (siehe 4.) fest.
2.4. Geometrischer Weg
Basierend auf der Ermittlung der Maße konzipiert der Dozent den geometrischen Weg als Anleitung für die spätere Eingabe in die Software. Der Aufwand hierfür liegt in der Definition der Abfolge einzelner Konstruktionsschritte.
Mit dem Entwurf des Konstruktionsweges erhält der Dozent bereits die Unterlagen für die Lernstufen V und VI (siehe 4.).
2.5. Erweiterte Klickanleitung
Während des letzten Arbeitsschrittes entwickelt der Dozent die Übertragung des Beispiels in die spezielle Software entsprechend des zuvor festgelegten geometrischen Weges. Dabei werden die verschiedenen Aspekte des Programms Schritt für Schritt durchgearbeitet. Jede Eingabe wird während dieses Prozesses dokumentiert. Zusätzlich sollten Alternativen für Befehle und Methoden vorgeschlagen und geometrische Hintergründe erläutert werden. Dieser Schritt wird den größten Arbeitsaufwand bei der Entwicklung des Kursprogrammes erfordern.
Die erweiterte Klickanleitung ist die Grundlage der verschiedenen Arten von Anleitungen. Diese dienen als Vorlage für den Lernenden in den Lernstufen I-IV (siehe 4.).
3. Unterschiedliche Arten von Anleitungen
Der erweiterte Konstruktionsweg wird für verschiedene Lehrangebote unter Beibehaltung der grundsätzlichen Inhalte und Strukturen unterschiedlich dokumentiert.
Es gibt Varianten, die eine direkte Anwendung ohne Vorbereitung bieten, und andere, die eine erste aktive Auseinandersetzung mit dem Stoff zunächst losgelöst von der Softwareanwendung fördern.
Letztere beanspruchen zwar mehr Zeit, verursachen aber ein solideres Grundverständnis und langfristigeres Memorieren.
3.1. Video der Software-Anwendung
Im Video sind die auf dem Konstruktionsweg nötigen Software- Eingaben am Bildschirm zu sehen und entsprechende (mündliche) Kommentierungen zu hören. Jede Lektion ist in ca. 12 Sequenzen gegliedert; nach der Betrachtung einer Sequenz bietet sich die eigene Eingabe an. Für den Lehrenden ist diese Variante bei festgelegtem Drehbuch schnell zu erzeugen. Dem Lernenden liefert sie eine sehr wirklichkeitsgetreue Vorstellung der nötigen Aktionen.
Anders als bei einer Präsentation am Beamer während einer Gruppenübung kann der Teilnehmer die Sequenzen abspielen, wenn er wirklich bereit und konzentriert ist, er kann sie nach Bedarf anhalten, wiederholen oder überspringen.
3.2. Farbige Dokumentation der Eingaben
In einer weiteren Variante wird der Konstruktionsweg vollständig mit allen Mausklicks und Tastatureingaben durch farbige Angaben dokumentiert. (Dies kann im Lückenskript s.u. erfolgen.) Auf Basis einer einfachen Notation ermöglicht diese Form eine übersichtliche Darstellung aller für einen Befehl nötigen Eingaben in einem Bild;
die Abstraktion erleichtert das Erfassen zentraler Prinzipien.
Zugrundeliegende Phänomene werden durch unterschiedliche Farben den Aktionen zugeordnet (z.B. lila für Koordinaten).
Aus dieser farbigen Dokumentation kann der Lernende alle nötigen Eingaben eines Befehls schnell ablesen. Der Zugriff auf die Informationen ist durch die Übersichtlichkeit schneller möglich als beim Video der Software-Anwendung; ein Ausdruck auf Papier ist wesentlich vorteilhafter als eine Anzeige am Bildschirm.
3.3. Lückenskript
Im Skript werden mehrere Ebenen ausführlich dargestellt: In der linken Spalte werden Zwischenschritte des geometrischen Weges in Text und Bild festgehalten und geometrische Phänomene erläutert. Rechts finden sich Erläuterungen zu Funktion und Anwendung der Software-Befehle sowie das Eingabeprotokoll mit Auflistung aller notwendigen Befehlsoptionen. Die Zeichnungen in der Mitte stellen den Ausgangspunkt für die jeweils anstehende Konstruktion dar; hier kann die farbige Ergänzung vorgenommen werden.
Übersichtsdarstellungen zu verschiedenen Themen werden losgelöst vom geometrischen Weg eingefügt. Dem Lernenden bietet dies großen Überblick und schnellen Zugriff auf alle relevanten Informationen.
3.4. Präsenzveranstaltung im Hörsaal
In der Präsenzveranstaltung im Hörsaal wird der Konstruktionsverlauf erläutert und gleichzeitig protokolliert: der Dozent ergänzt das Lückenskript am Overhead, die Teilnehmer im Ausdruck. Wie die Erfahrung zeigt, wird durch das gleichzeitige Hören, Sehen und aktive Tun ein hohes Maß an Konzentration erreicht und der Prozess der Auseinandersetzung mit dem Stoff besonders intensiv angestoßen. Das Gemeinschaftserleben mit anderen in der gleichen Situation zu sein, fördert das „am Ball bleiben“.
3.5. Video des Ausfüllens des Lückenskriptes
Mit Hilfe der Verfilmung des erläuternden Eintragens kann der Lernende die Vorteile des Anfertigens einer eigenen Mitschrift zügig und unabhängig von der Präsenzveranstaltung nutzen.
4. Anwendung des Wissens
Die Anwendung und Einübung des Wissens wird, abgeleitet aus praktischen Erfahrungen, in Lernstufen mit entsprechenden Angeboten gegliedert:
In den Stufen I-IV bearbeitet der Lernende die Übungen mit Hilfe lückenlos detaillierter und mit Hintergrundwissen ergänzter Anleitungen, wobei seine Kompetenz durch das Erleben und die Reflexion des Tuns aufgebaut wird. In V+VI unterstützen ihn lediglich auf geometrische Strukturierung beschränkte Anleitungen. In VII-X kann der fortgeschrittene Lernende seine erworbene Unabhängigkeit von Anleitungen testen.
Level I – Erste Auseinandersetzung: Eine erste Auseinandersetzung mit dem Stoff soll über unterschiedliche Arten von Anleitungen (siehe 3.), wie bereits zuvor vorgestellt, erfolgen. Da dies dann besonders nachhaltig ist, wenn während des Hörens und des Sehens im vorbereiteten Skript eine farbige Mitschrift angefertigt wird, können viele Teilnehmer für diese Aktivität gewonnen werden.
Level II – Erste Anwendung: Das Beispiel wird anhand der detaillierten Anleitung in Ruhe Schritt für Schritt in das Programm eingegeben, wobei das Verständnis durch Lesen der Texte vertieft wird.
Bei Problemen hilft das Übungsmaterial bzw. die zugeteilte Lerngruppe.
Level III – Diskussion: Ein wichtiger Baustein in unserer Konzeption ist das Bilden von Lerngruppen mit je vier Teilnehmern, in denen Probleme und Fragen bei der Bearbeitung schnell geklärt werden.
Das gegenseitige Erklären beschleunigt und vertieft den Lernprozess, führt zu einer weitgehenden Unabhängigkeit von Betreuungsangeboten und fördert die Ausprägung von sozialen Fertigkeiten.
Level IV – Zügige Anwendung: Um Sicherheit und Routine im Umgang mit dem Programm zu erzielen wird das Beispiel erneut anhand der detaillierten Anleitung eingegeben, denn die Vielzahl der neu vorgestellten Befehle kann kaum in einem Durchgang memoriert werden. Die Wiederholung erfolgt wesentlich übersichtlicher und zügiger, da Verständnislücken bereits geschlossen sind wodurch Lesen und Nachfragen entfällt.
Level V – Transfer: Zu jeder Lektion gibt es ein Beispiel, anhand dessen der Teilnehmer überprüft und erlebt, was er durch das „Eingeben“ anhand der detaillierten Anleitung gelernt hat. Mit Hilfe einer geometrisch strukturierten Kurzanleitung wird der nötige Zeitaufwand beschränkt.
Level VI – Eigenständige Umsetzung: Das erneute Zeichnen des komplexen Beispiels, allerdings nur ohne zu Hilfenahme der ausführlichen Unterlagen, dient zur weiteren Absicherung des Gelernten.
Level VII-X – Selbstständige Realisierung: Die Kompetenz wird durch das Lösen anderer Aufgabenstellungen (bemaßte Pläne, Fotos, textliche Festlegungen, eigene Entwürfe) erweitert. Sie sind kein Bestandteil des freiwilligen Vorkurses.
5. Individuelle Betreuung bei Problemen
Auf Basis der Anleitung können verschiedene Problemkategorien differenziert werden:
Flüchtigkeitsfehler bei der Eingabe, individuelle Verständnisprobleme an einzelnen Stellen des Konstruktionsweges, Probleme durch versehentlich veränderte Programmvoreinstellungen und vom Konstruktionsweg losgelöste Probleme. Adäquate Unterstützungsangebote bieten in der Präsenzveranstaltung Lernpartner und Betreuer, beim E-Learning Hilfsangebote sowie Online- Kommunikation.
Selbsthilfe: Bei Problemen präzisiert der Lernende durch Wiederholen der schwierigen Passage die jeweilige Fragestellung und sucht selbstständig Klärung in seinem ausgefüllten Skript.
Häufige Eingabefehler: Auf unseren Webseiten finden sich die „Häufigen Eingabefehler“ und deren Behebung nach Lektionen sortiert aufgelistet. Falls Probleme auftreten, sollte der Lernende zuerst diese Liste daraufhin überprüfen, bevor er um Unterstützung bittet.
Lerngruppe: In Lerngruppen zu jeweils 4 Teilnehmern werden Schwächen und Stärken einzelner ausgeglichen [1]. Probleme, die der einzelne nicht selbstständig klären kann, werden innerhalb der Gruppe diskutiert und gemeinschaftlich gelöst.
Betreuer: In jedem Übungsraum werden bis zu 10 dieser Gruppen von einem Tutor betreut.
Probleme, die auch innerhalb der Gruppen nicht geklärt werden können, können dem Betreuer angezeigt und gemeinsam mit ihm gelöst werden.
Online-Hilfe: Ergänzend stehen neben den bereits erwähnten web-basierten Angeboten weitere zur Lösung von individuellen Problemen zur Verfügung: Der Lernende kann sein spezielles Problem allen Nutzern auf der Internetseite im Forum darstellen; die Lösung soll im Idealfall von anderen Teilnehmern entwickelt und vorgestellt werden. Diese kann der Fragende sowohl per Email als auch auf der Webseite gelistet abrufen. Zu bestimmten Zeiten werden diese Eingaben außerdem von einem Betreuer systematisch bearbeitet. Zusätzlich wird die Möglichkeit zum direkten Austausch der Nutzer über IP oder sogar VoIP angeboten werden.
6. Individuelles Lernen
Besonders günstige Bedingungen für das Lernen sind dann gegeben, wenn der einzelne auf seine Eigenarten, Bedürfnisse und Kapazitäten angepasste Wege beschreiten kann. In diesem Fall muss der Lernende Verantwortung für den eigenen Lernprozess übernehmen und über eine angemessene Selbstwahrnehmung verfügen. Unser Kurskonzept ermöglicht den Teilnehmern, im Verlauf verschiedene Angebote zu nutzen, die persönlichen Erfahrungen zu bewerten und geeignete Varianten auszuwählen.
Als objektives Kriterium dient dem Teilnehmer dabei sein persönlicher Betreuungsbedarf: Ist der hoch, ist eine Beschäftigung mit den mehr Aktivität fordernden Wissensvermittlungsangeboten angeraten. Um das Spektrum der Wege zum gleichen Ziel anzudeuten, werden die „beliebteste“, eine
„schnelle“ und eine „gründliche“ Variante vorgestellt.
Durchschnittlicher Lerner: Der normale Teilnehmer nutzt zur Wissensaufnahme die Vorlesung (90 min), bearbeitet systematisch alle Lernstufen (180 min - II 80, IV 50, V 20, VI 30) und nutzt die Vorteile der Lerngruppe. Um alle 8 Lektionen auf dem „beliebtesten“ Weg zu durchlaufen, benötigt er 48 Unterrichtseinheiten (à 45 min).
Schneller Lerner: Ein schneller Teilnehmer nutzt zur Wissensaufnahme die Verfilmung der Software-Eingaben (45 min), spart Stufe II, bearbeitet aber alle anderen Lernstufen (90 min - IV 45, V 15, VI 30) und benötigt kaum individuelle Betreuung. Um alle 8 Lektionen möglichst „schnell“ zu durchlaufen, benötigt er 24 Unterrichtseinheiten. Ein Teilnehmer mit Vorkenntnissen liest das Skript (30 min), bearbeitet sofort Stufe V und VI (jeweils 15 min) und benötigt somit insgesamt nur ca. 12 Unterrichtseinheiten.
Gründlicher Lerner: Ein Teilnehmer, der eine besonders gründliche Schulung benötigt, nutzt alle Angebote zur Wissensaufnahme (210 min), bearbeitet die Lernstufen teilweise mehrfach (270 min) und benötigt die individuelle Unterstützung sowohl durch die Lernpartner als auch durch den Betreuer.
Er benötigt somit insgesamt ca. 88 Unterrichtseinheiten.
7. Qualitätsmanagement
Die sehr guten Umfrageergebnisse unter den Studenten zeigen die hohe Akzeptanz unseres Lehrkonzeptes. Qualitätskriterium ist für uns, dass die Teilnehmer sowohl die Übungen als auch den Transfer ohne Betreuung bearbeiten können. Um uns diesem Anspruch zu nähern, nutzen wir die Präsenzübung mit 250 Teilnehmern: Kommen im Rahmen der praktischen Durchführung mehrere Teilnehmer an der gleichen Stelle des Konstruktionsweges nicht ohne Hilfestellung vom Betreuer aus, modifizieren wir die Passage, bis das Problem nicht wieder auftritt. Auf diese Weise gewährleisten wir, dass auch e-Learning Teilnehmer auf immer weniger Hürden stoßen.
Einen weiteren Ansatzpunkt für Optimierung liefert uns das Online-Monitoring des individuellen Zeitbedarfs jedes Teilnehmers, durch das verbesserungswürdige Stellen aufgezeigt werden.
8. Zusammenfassung
Durch differenzierte Lehr- und Übungsformen auf Basis von Konstruktionsanleitungen wird individuelles Lernen gefördert: Bei gleichem Lernerfolg können Leistungsstarke den Kurs ohne Nachteile in deutlich kürzerer Zeit durchlaufen als Studierende ohne Vorwissen und großem Übungsbedarf.
Bei der praktischen Durchführung des Kurses an der RWTH-Aachen zeigt sich, dass eine Großzahl der Studierenden gerade die Präsenzangebote nutzen, weil sie damit schneller über Hürden hinwegkommen.
Literatur
[1] Cohn, R.: Von der Psychoanalyse zur themenzentrierten Interaktion. Klett-Cotta, Stuttgart, 2004.
[2] Pütz, C. und Schmitt, F.: Introduction to spatial – geometric cognition. Proceedings of the 11th International Conference on Geometry and Graphics (2004),501-507
[3] Rogers, C. R., Entwicklung der Persönlichkeit. Psychotherapie aus der Sicht eines Therapeuten.
Klett-Cotta, Stuttgart, 2006
Anschrift des Autors:
Dipl.-Ing. Geesche Intveen
Institut für Geometrie und Praktische Mathematik (IGPM) RWTH Aachen University
Templergraben 55 Email: intveen@igpm.rwth-aachen.de
52062 Aachen URL: www.igpm.rwth-aachen.de/beth
Dr. Claus Pütz
Institut für Geometrie und Praktische Mathematik (IGPM) RWTH Aachen University
Templergraben 55 Email: puetz@igpm.rwth-aachen.de
52062 Aachen URL: www.igpm.rwth-aachen.de/?q=node/57
