Jörg Zumbach - Digitales Lehren und Lernen

Abb. 1.2: Virtuelle Frosch-Sektion (Froguts virtual dissection, © Froguts Inc., 2015, verfügbar unter: https://thesciencebank.org)

Durch geleitetes Üben kann man so mehr über die Vorgehensweise bei einer Sektion und über die Anatomie der Frösche lernen. Hier ermöglichen digitale Medien einen ressourcenschonenden Umgang mit unserer Umwelt, und es entfällt auch ein etwaiger logistischer Aufwand wie bei der Sektion echter Frösche.

Abb. 1.3: Lernen mit erweiterter Realität (Quelle: Universität Salzburg. http://exbox.uni-salzburg.at/)

Bei den sog. »Exboxen« stehen verschiedene Experimente aus den Bereichen Physik und Chemie für den Einsatz in der Sekundarstufe zur Verfügung (vgl. Fleischer et al., 2020). Lernende können hier interaktiv die Grundlagen von Experimenten erlernen und sich dadurch in verschiedene Teilbereiche der Chemie und Physik einarbeiten. Zusätzlich zu den »echten« Experimenten, welche nach wie vor mit realen Versuchsmaterialien durchgeführt werden, stehen einführend adaptive, digitale Lernprogramme zur Verfügung. Zudem können unterschiedliche Hilfen beim Experimentieren mittels erweiterter Realität/Augmented Reality (AR) angefordert werden. Abbildung 1.3 zeigt die experimentelle Anordnung, welche zur Durchführung einer Elektrolyse aufgebaut werden muss. Lernende können diese dann anhand der verfügbaren »echten« Objekte nachbauen und ein entsprechendes Experiment durchführen ( Abb. 1.3 Abb. 1.3: Lernen mit erweiterter Realität (Quelle: Universität Salzburg. http://exbox.uni-salzburg.at/ ) Bei den sog. »Exboxen« stehen verschiedene Experimente aus den Bereichen Physik und Chemie für den Einsatz in der Sekundarstufe zur Verfügung (vgl. Fleischer et al., 2020). Lernende können hier interaktiv die Grundlagen von Experimenten erlernen und sich dadurch in verschiedene Teilbereiche der Chemie und Physik einarbeiten. Zusätzlich zu den »echten« Experimenten, welche nach wie vor mit realen Versuchsmaterialien durchgeführt werden, stehen einführend adaptive, digitale Lernprogramme zur Verfügung. Zudem können unterschiedliche Hilfen beim Experimentieren mittels erweiterter Realität/Augmented Reality (AR) angefordert werden. Abbildung 1.3 zeigt die experimentelle Anordnung, welche zur Durchführung einer Elektrolyse aufgebaut werden muss. Lernende können diese dann anhand der verfügbaren »echten« Objekte nachbauen und ein entsprechendes Experiment durchführen ( Abb. 1.3 ). Die Beispiele illustrieren, wie man mit digitalen Technologien Alternativen zu bisherigen Lernumgebungen schaffen bzw. völlig neue Lerngelegenheiten bieten kann. Dennoch kann man sich fragen, wo denn nun der innovative Charakter beim Lernen mit digitalen Medien liegt. Hier können verschiedene Definitionen herangezogen werden, die sich auch aus der Geschichte des Einsatzes von Computern für Lehr- und Lernzwecke ergeben. ).

Die Beispiele illustrieren, wie man mit digitalen Technologien Alternativen zu bisherigen Lernumgebungen schaffen bzw. völlig neue Lerngelegenheiten bieten kann. Dennoch kann man sich fragen, wo denn nun der innovative Charakter beim Lernen mit digitalen Medien liegt. Hier können verschiedene Definitionen herangezogen werden, die sich auch aus der Geschichte des Einsatzes von Computern für Lehr- und Lernzwecke ergeben.

Digitale Technologien wie etwa der Computer, das Internet oder auch das Smartphone haben mittlerweile einen festen Platz in unserer Gesellschaft gefunden und sind aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Nach wie vor findet sich bisweilen die Bezeichnung »Neue Medien«, wenn digitale Technologien zum Einsatz kommen. Gerade im Bildungsbereich gibt es für sie damals wie heute die verschiedensten Einsatzmöglichkeiten. Die Nutzung sogenannter Bildungstechnologien ist dabei nicht neu, sondern geht eng einher mit der Entwicklung von Computern und anderen digitalen Technologien. Lernen mit digitalen Medien beginnt mit dem Computereinsatz für Lehr- und Lernzwecke. Dieser Einsatz schreibt bereits eine über 50-jährige Geschichte, denn schon in den 50er Jahren des 20. Jahrhunderts wurden die damaligen Großrechner auch in der (universitären) Lehre verwendet (einen Überblick über die historischen Entwicklungen und zugrunde liegenden Paradigmen geben etwa van Merriënboer & de Bruin, 2014; oder Tulodziecki, Herzig & Graf, 2019). Im vorliegenden Buch soll weniger die historische Entwicklung im Vordergrund stehen, sondern vielmehr der aktuelle Stand der Forschung hinsichtlich des Lernens mit Informations- und Kommunikationstechnologien beleuchtet werden. Diese Ausführungen verdeutlichen, dass es weniger die Technologie ist, die digitale Medien für Lehr- und Lernzwecke attraktiv macht, sondern vielmehr andere Ursachen und Wechselwirkungen zu beachten sind, die dabei eine Rolle spielen. Dies betrifft in erster Linie die Art und Weise, in der Lehr-Lernszenarien in Kombination mit Informationstechnologien genutzt werden. Gerade diese Wechselwirkung zwischen der Technologie, der Gestaltung von Lernumgebungen und deren Nutzung charakterisiert das Lernen mit digitalen Technologien. Folglich besteht hier eine Vielfalt an Begriffen, wie das E-Learning (für »electronic learning« als Überbegriff) oder das M-Learning (»mobile learning«) neben weiteren Bezeichnungen. Gegenwärtig lassen sich verschiedene Trends und Schwerpunkte skizzieren, die in diesem Buch aufgegriffen werden und in den jeweiligen Kapiteln näher erläutert werden:

• Lernen mit Multimedia ( Kap. 3 )

• Lernen mit Simulationen ( Kap. 4 )

• Game-Based Learning ( Kap. 4 )

• Gestaltung spezifischer computerunterstützter oder computerbasierter Lernumgebungen ( Kap. 5 )

• Kollaboratives Lernen mittels computervermittelter Kommunikation ( Kap. 5 )

• Blended Learning bzw. Hybrides Lernen ( Kap. 6 )

• Mobiles Lernen ( Kap. 6 )

• Lernen mit erweiterter Realität/Augmented Reality (AR) ( Kap. 7 )

• Lernen mit virtueller Realität (VR) ( Kap. 7 )

Diese Bereiche sind nicht ganz trennscharf, zumal gerade die Gestaltung spezifischer computerunterstützter oder computerbasierter Lernumgebungen wie auch das Hybride Lernen verschiedene der zuvor genannten Elemente kombinieren können. Grob lassen sich diese Bereiche dennoch wie folgt darstellen: