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E Learning Modelle In Der Hochschullehre

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  • 1. E-Learning- Modelle: Der Einsatz neuer Medien im Bauingenieurwesen Fritz-Jürgen Schwarzat HTWK Leipzig Fachbereich Bauwesen
  • 2. Überblick
    • Neue Medien im Bauingenieurwesen
    • Der Mehrwert der Neuen Medien
    • Der Lernerfolg
    • Lernmodelle
    • 3-stufiges Lernmodell für das Bauingenieurwesen
    • Eigene Erfahrungen
  • 3. Möglichkeiten für den Einsatz neuer Medien im Bauingenieurwesen - Bauingenieurwesen ist ein typischer Planungsstudiengang - Planung wird als kommunikativer Zielfindungsprozess gesehen - Die zeichnerische Darstellung von Entwurfsideen und von Planungsabsichten spielt eine zentrale Rolle. Das bedeutet für die Lehre: - Visualisierung - die Arbeit mit virtuellen Objekten - Animation - Simulatiuon und - Interaktion müssen als didaktische Gestaltungsmittel stärker einbezogen werden. Allerdings sollte dadurch ein klarer Mehrwert erzielt werden. Ansonsten kann es zur Spielerei werden!
  • 4. Der Mehrwert der neuen Medien
    • Dazu zwei Zitate
    • „ Die Person des Lehrenden ist dessen stärkstes Medium – nicht der Overheadprojektor, die Tafel oder gar die Power-Point Präsentation!“ Spitzer 2002
    • „ Im e-Learning muss man die „Dummheit des Computers" durch intelligenten Einsatz innovativer Technologien kompensieren. Nur so kann e-Learning erfolgreich sein.“ Jantke 2005
  • 5. Der Mehrwert der neuen Medien-Beispiele
    • Die folgenden Beispiele verknüpfen zum Teil, wie es sich in der Praxis ergibt
    • - virtuelle Darstellung
    • - Animation und
    • - Interaktion
    • Der Mehrwert der Animation liegt eher in der Unterstützung des Verstehens.
    • Der Mehrwert der Interaktion liegt eher im effizienten Erwerb von Handlungswissen.
  • 6. Beispiel Animation
    • Didaktische Eigenschaften: Animationen können zur Motivationssteigerung dienen; Motivation hat einen großen Einfluss auf das Lernverhalten. Animationen können zur Klärung- zum Verstehen- von Sachverhalten beitragen.
    • Live-Beispiele :
    • (1) Verformungen des Tragwerks einer Stahlhalle
    • (1.1) ohne Darstellung der Belastung
    • (1.2) mit Darstellung der Belastung
    • (2) Biegedrillknicken an einem Stahlträger
    • (3) Biegesteife Rahmenecke, Beanspruchung der Anschlussteile bis zum Versagen
    Verformungen 1.1 Verformungen 1.2 Biegedrillknicken Biegesteife Rahmenecke
  • 7. Beispiel Interaktionen
    • Interaktivität bezeichnet den aktiven Umgang des Lernenden mit Lernobjekten.
    • Hier im Beispiel auszugsweise: Interaktive Bearbeitung der Ermittlung der Tragkraft von ebenen Stabtragwerken
    • (TU Darmstadt, Institut für Stahlbau)
  • 8. Interaktive Bearbeitung einer Rahmenecke
  • 9. Der Lernerfolg beim e-Learning
    • Bei der Einschätzung des Lernerfolges ist es wichtig, von einer klaren Vorstellung des zu ereichenden Lernziels auszugehen.
    • Hier sind die unterschiedlichen Lernziele (rezepieren, verstehen, handeln) als Ausgangspunkt zu sehen.
    • Wenn beispielsweise im Grundstudium der Bauingenieure im Studienfach Stahlbetonbau fachliche Inhalte abstrakt abgefragt werden, ist nur das Reproduzieren des Stoffes (Faktenwissen) gefordert.
    • Ist im selben Studienfach hingegen ein Bauteil, z.B. ein Stahlbetonbalken, zu berechnen und zu bemessen, also ein komplexes Problem zu lösen, sind massiv andere Wissensformen wie Anwendungswissen, Auswahl und Einsatz von Methodenwissen, welche (DIN-)Normen sind beispielsweise anzuwenden, gefordert.
  • 10. Evaluierung des Lernerfolgs
    • Bei der Evaluierung gelernten Faktenwissens können verschiedene (einfache) Testwerkzeuge verwendet werden.
    • Dabei ist die Abfrageform (Multiple-Choice-Fragen oder Essayfragen) von untergeordneter Bedeutung, bestenfalls lassen sich aus den Antworten auf Essayfragen noch Rückschlüsse auf das Verstehen ziehen.
    • Bei der Evaluierung der Ergebnisse komplexer Problemlösungen muss differenzierter vorgegangen werden, wie, entscheidet jeder Dozent individuell.
    • Damit stehen auch die Lehrstrategie und die Betreuungsprozesse der Dozenten auf dem Prüfstand.
    • Gerade bei Bauingenieuren im Vertiefungsstudium sind spezielle Problemlösungsfähigkeiten als Lernziele typisch.
  • 11. Lernmodelle
    • Hinter jedem Einsatz der neuen Medien für die Lehre verbirgt sich ein (didaktisches) Lernmodell – unabhängig davon, ob dies den Betreibern bewusst ist oder nicht.
    • Für den Entwickler von e-Learning-Angeboten erscheint es notwendig, sich mit Lernmodellen auseinander zu setzen.
    • In der Fachliteratur werden meistens drei Lernmodelle angegeben:
    • - Behavioristisches Lernen,
    • - Kognitivistisches Lernen,
    • - Konstruktivistisches Lernen.
  • 12. Die drei Lernmodelle
    • (1) Behavioristisches Lernen: Lernen als Verhaltensänderung aufgrund von Reizen und bedingten Reaktionen.
    • - Vorteile: einfaches Modell, gut geeignet für Faktenwissen
    • - Nachteile: kaum nachhaltig, kein Verstehen verlangt
    • (2) Kognitivistisches Lernen: Lernen als Prozess des Wissenserwerbs verläuft streng regelhaft
    • - Vorteile: übliche Form der Wissensvermittlung, Lehrender hat Kontrolle über den Lernprozess
    • - Nachteile: aufgrund der guten Aufbereitung ist wenig eigene Initiative der Lernenden erforderlich, Verstehen wird oft mit anwenden können verwechselt, Gelerntes wird oft schnell vergessen
    • (3) Konstruktivistisches Lernen: Wissen als individuelle Konstruktion,
    • - Ziele: neue Inhalte verstehen, erworbene Kenntnisse und Fertigkeiten flexibel anwenden, Problemlösefähigkeiten und weitere kognitive Strategien entwickeln.
    • - Vorteile: eigene Aktivität wird viel stärker verinnerlicht als abstrakt Gelerntes,
    • - Nachteile: Lerninhalt nicht steuerbar, Lernerfolg ist fast nicht steuerbar, Lernen ist zeitaufwändiger.
  • 13. 3-stufiges Lernmodell für Bauingenieure nach Ebner, Holzinger, Maurer (TU Graz)
  • 14. 3-Stufiges Lernmodell
    • 1.Stufe: e-Learning by distributing:
    • Die Lehrenden stellen den Lernenden das Material zur Verfügung und erklären es im Zuge deren Lehrtätigkeit.
    • Damit fallen unter diese Definition auch Hilfsmittel wie Abbildungen, Animationen, Videos, die nur über eine Steuerungsaktivität verfügen.
    • Eine hohe Betreuungskomponente ist noch nicht zwingend nötig.
    • 2.Stufe: e-Learning by interacting:
    • Interaktion im Sinne des Pragmatismus ist das Merkmal dieser Stufe - Learning by doing.
    • Die Lernenden müssen mit dem Medium selbst interagieren. Lernprozesse entstehen aufgrund von Handlungen im Sinne von konkretem Lösen ausgewählter Lernprobleme.
    • Unterstützung in Form von Hilfestellungen sollte auf dieser Ebene unbedingt vorhanden sein.
    • 3.Stufe: e-Learning by collaborating:
    • Zum Aufbau von prozeduralem Wissen ist schließlich die Betreuung und Kommunikationskomponente wesentlich zu erweitern.
    • Durch Diskussion kann die eigene Sichtweise erweitert und das Gelernte angewandt und vertieft werden.
  • 15. Erfahrungen aus eigenen e-Learning-Aktivitäten mit dem 3-stufigen Lernmodell
    • Die e-Learning-Aktivitäten des Autors dieses Beitrags von 2002 bis 2007 am Fachbereich Bauwesen der HTWK Leipzig lassen sich gut in dieses dreistufige Lernmodell einordnen.
    • So wird nach Stufe (1) die Lehrveranstaltung im Grundlagenfach „EDV im Bauwesen“ mit Fernstudenten in Österreich durchgeführt.
    • - Mit digitalen Skripten unterstützt durch Animationen und kleine Videosequenzen wird der Lehrstoff, im wesentlichen Faktenwissen, am heimischen Computer durchgearbeitet.
    • - Fragen über email oder am Konsultationspunkt.
    • - Jeder Studierende erstellt eine Projektarbeit am heimischen Computer und schickt sie per email zur Bewertung nach Leipzig.
    • - Präsenzveranstaltungen und Prüfungsvorbereitung am Konsultationspunkt in Österreich
  • 16.
    • Für die Direktstudenten war im Vertiefungsstudium im Fach „CAD im Stahlbau“ im ersten Teil der Lehrveranstaltung (10 Wochen) von jedem Studierenden einzeln der Konstruktionsprozess nach Stufe (2) zu erlernen und zu trainieren- ein „e-Training“.
    • Durch e-Training sollte das fallbezogene Konstruieren in seinen vielfältigen Möglichkeiten wiederholt geübt werden und auf diesem Weg „Konstruktionserfahrung“ erworben werden. 
    • Dabei lag der Schwerpunkt in der interaktiven Arbeitsweise. Lernobjekt war eine Stahlhalle. Für die Vermittlung des Faktenwissens wurde der Entwurfsassistent für eine Stahlhalle entwickelt.
    • Im zweiten Teil der Lehrveranstaltung (6 Wochen) war nach Stufe (3) in Gruppen von zwei bis drei Studierenden das Gelernte in einem Projekt anzuwenden.
    • - Die Bearbeitung erfolgte selbstgesteuert durch die Studierenden.
    • - Zwischenergebnisse konnten digital zur Beurteilung eingereicht werden.
    • Die Projektergebnisse wurden in Präsenzveranstaltungen gemeinsam diskutiert. Hier zeigte sich sehr deutlich wie individuell die Sichtweisen der einzelnen Studierenden waren, wie unterschiedlich konstruiert wurde. Dabei spielten Vorwissen und eigene Erfahrungen aus einer Praktikantentätigkeit eine Rolle.
    • Für den Lernerfolg war auch der Wettbewerb mehrerer Gruppen im Rahmen von Lernprojekten wichtig. Der Wettbewerbscharakter motivierte die Studierenden.
  • 17. Lehrveranstaltung im Grund-/Vertiefungsstudium
    • Für das Konzipieren von e-Learning-Angeboten als Teil von Lehrveranstaltungen kann mit den Erkenntnissen über Lernmodelle das Folgende empfohlen werden.
    • Lehrveranstaltungen im Grundstudium
    • - Lernziel: Begriffe, Einfluss und Wirkungsweise einzelner Faktoren im Fachgebiet kennen lernen; Verstehen einfacher Zusammenhänge
    • - Lehrstrategie: Erklären mit Mitteln der neuen Medien, zum Beispiel mit Visualisierungen und Animationen
    • - Lernergebnis: deklaratives Wissen, Faktenwissen
    • Lehrveranstaltungen im Vertiefungsstudium
    • - Lernziel: Verstehen komplexer Zusammenhänge, Kompetenz erwerben
    • - Lehrstrategie: Handlung der Studierenden beobachten, helfen, beraten; kleine Gruppen; kooperatives Arbeiten zum Beispiel in Dreier-Gruppen ist anzustreben; größerer Lehraufwand ist erforderlich.
    • - Lernergebnis: Prozedurales Wissen, Handlungswissen für komplexe Problemlösungen
  • 18. Zur Gestaltung von E-Learning-Angeboten
    • Das Planen und Erstellen von e-Learning-Angeboten erfordert
    • eine (gute) Strukturierung der Lehrveranstaltung(en),
    • didaktischen Sachverstand,
    • Kenntnisse über die Möglichkeiten der Neuen Medien
    • und viel Zeit.
  • 19. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
    • Haben Sie Fragen an mich?