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ZFHD Heft 02 | Dezember 2004 | Beitrag 6
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Steffen SCHAAL1 & Christoph RANDLER (Ludwigsburg)
Konzeption und Evaluation eines computer-
unterstützten kooperativen Blockseminars
zur Systematik der Blütenpflanzen
Zusammenfassung
Der Einblick in die Systematik der Tiere und Pflanzen einschließlich Bestimmungs-
übungen gehört zur Biologie-Lehramtsausbildung vieler Hochschulen. In diesem
Artikel wird ein computerunterstütztes Konzept vorgestellt, in dem Bestimmungs-
übungen und ein Überblick über das System der Blütenpflanzen mit Lehr- und
Lernmethoden durchgeführt wurden, die sich an aktuellen Befunden der Kogniti-
onspsychologie orientierten. Dies sind konkret die Vermittlung und Strukturierung
des Inhaltsgebietes über ein Mind-Mapping-Verfahren, die Erarbeitung der Wis-
senseinheiten in Form des Gruppenpuzzle als kooperativer Lernform und die
Freilandarbeit. Basis war die Selbstbestimmungstheorie von Deci & Ryan (1993).
Letztere stellt die selbst bestimmte Tätigkeit als ein wichtiges Bedürfnis dar.
Schwerpunkte dieses Ansatzes sind die Aspekte Autonomie erleben und Kompe-
tenzerfahrung. Selbstbestimmte Formen der Handlungsregulation versprechen
qualitativ hochwertige Lernergebnisse.
Studierende des Blockseminars (n=31) wiesen höhere Werte im Hinblick auf die
Skalen Interesse/Vergnügen, wahrgenommene Kompetenz und Anstrengung /
Wichtigkeit auf, während Studierende der traditionellen Semester-Lehrveran-
staltung (n=62) eine höhere Wahlfreiheit empfanden. Keine signifikanten Unter-
schiede ergaben sich bei der Skala Druck/Anpassung. Die Leistungen in der
Akademischen Zwischenprüfung unterschieden sich nicht signifikant voneinander,
allerdings wiesen die Studierenden aus dem Blockkurs weniger Fehler auf. Aus
dieser Sicht bietet das Blockseminar vielerlei Vorteile.
Schlüsselwörter
Artenkenntnis, Autonomie erleben, Bestimmungsübungen an Pflanzen,
computerunterstützte Lernumgebung, Kompetenzerleben, Motivationstheorie
Development and Evaluation of a Computer-supported
Cooperative Compact Course in Botanical Systematics
Abstract
Teaching and learning in systematics and animal and plant diversity is an integral
part of pre-service teacher education. In this study, we present a computer-based
concept which integrated identification tasks, an overview over systematics and
taxonomy in combination with modern forms of teaching and learning: i) using
Mind-Mapping-tools to structure knowledge, ii) jigsaw-method (expert groups and
1 e-Mail: schaal_steffen@ph-ludwigsburg.de
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novices) and outdoor ecological approaches. These forms were mainly based on
the self-determination theory of Deci & Ryan (1993). Students of the compact
course (n=31) showed higher values with regard to the scales interest, competence
and effort/importance, while students of the traditional weekly course (n=62)
showed higher values in the perceived choice. Cognitive achievement did not differ
significantly.
Keywords
Factual species knowledge, experience of competence, self-regulation, plant
identification course, motivational theory, computer assisted learning
1 Einleitung
1.1 Grundlagen
Zur Lehrerausbildung im Fach Biologie bzw. in den Naturwissenschaften an vielen
Hochschulen gehört ein Überblick über die Systematik der Tiere und Pflanzen
einschließlich Bestimmungsübungen. Diese nötige Formenkenntnis wird in der
Regel in wöchentlich stattfindenden Seminaren oder durch Überblicksvorlesungen
vermittelt. Das hier vorgestellte Konzept verwirklicht einen alternativen Ansatz:
Die Bestimmungsübungen und der Überblick über das System der Blütenpflanzen
werden basierend auf der Selbstbestimmungstheorie von DECI & RYAN (1993)
als Kombination angeboten aus kooperativem Lernen in Form der Jigsaw-Methode
(Gruppenpuzzle) mit eigenständiger, computerunterstützter Erarbeitung der Wis-
senseinheiten und anschließender Strukturierung und Elaboration durch Mind-
Mapping-Verfahren am Computer.
Lernziele im Bereich der Formenkenntnis und Biodiversität besitzen trotz der zu-
nehmenden Bedeutung molekularbiologischer Lerninhalte eine hohe Relevanz,
besonders im Rahmen der Lehramtsausbildung. Viele Inhalte der Bildungspläne
behandeln organismische Biologie, oft auf der Ebene der Art. Dies ist besonders in
unteren Klassenstufe nach wie vor ein relevantes Thema.
Hauptziele der Bestimmungskurse an der Pädagogischen Hochschule Ludwigsburg
waren und sind
a) einen Überblick über die häufigsten Blütenpflanzen des Heimatraumes zu
geben,
b) Einblicke in die Systematik der Blütenpflanzen, insbesondere die Familien-
kennzeichen, zu vermitteln und
c) Methodenkompetenz und Fertigkeiten im Umgang mit Bestimmungsbüchern
einzuüben.
Die Vorkenntnisse von Schülerinnen und Schülern sowie Studierenden bezüglich
Arten- und Formenkenntnis sind gering (BERCK & KLEE 1992, RANDLER 2004),
sodass bei der Planung der Bestimmungskurse von einem eher geringen Vorwissen
ausgegangen wurde. LINDEMANN-MATTHIES (2002) zeigte, dass Studierende
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kaum eine Vorstellung von Artendiversität haben und selbst an präparierten Pflanz-
becken die Anzahl der vorhandenen Pflanzenarten deutlich unterschätzten.
Verschiedene Arbeiten zeigen Problemkreise beim Erwerb von Formenkenntnis auf:
• Beim Lernen neuer Namen handelt es sich sensu stricto um neue Begriffe
für Schülerinnen und Schüler (und Studierende). Daher sind die Arbeiten
zum Begriffslernen von GRAF (1989) und zur semantische Bedeutung des
Artnamens (RANDLER & METZ) zu berücksichtigen.
• Bezüglich der idealen Vermittlung von Formenkenntnis herrscht Diskus-
sion darüber, ob diese eher über Exkursionen oder über Klassenraum-
unterricht gefördert werden soll. SCHERF (1985) und KILLERMANN
(1996) zeigten einen höheren Lernzuwachs, wenn der Unterricht im Freien
stattfand; BALLING & FALK (1980), STAROSTA (1991) und REXER &
BIRKEL (1986) fanden ähnliche Ergebnisse. Allerdings wurde kaum
untersucht, wie Formenkenntnis im Klassenraum erfolgreich unterrichtet
werden kann. RANDLER & BOGNER (2002) zeigten, dass eine hand-
lungsorientierte, gruppenbasierte Sequenz unter Verwendung von Vogel-
Stopfpräparaten zu einer geringfügig besseren Artenkenntnis führte, ver-
glichen mit einer Diapräsentation.
• Formenkenntnis ist demnach im Biologieunterricht besonders schwer zu
vermitteln und verlangt einerseits eine erfolgreiche Integration in vorhan-
dene Wissensstrukturen und andererseits den Aufbau flexibel zugänglicher
Konzepte der Systematik. Die erfolgreiche Vermittlung dieser Grundlagen
und der Aufbau eines hierarchisch strukturierten, aktiven Wissens scheint
im Biologieunterricht nur mäßig zu gelingen, was auch durch das geringen
Wissen bei Schülern und Erwachsenen bestätigt wird (BERCK & KLEE
1992). Ebenso gilt das Fazit von BERCK (1999), dass bis heute noch keine
Methode als die ideale zur Vermittlung dieser Kenntnisse feststeht. Es gilt
demnach neben fachdidaktischen Aspekten auch kognitionspsychologische
Ansätze zur Wissensvermittlung und -strukturierung zu betrachten.
1.2 Konzepte der Vermittlung von Formenkenntnis
Ökologieunterricht sollte vor allem im Freiland durchgeführt werden. Bezüglich
dieser Forderung sind sich die meisten Didaktiker einig (vgl. z.B. BARKER et al.
2002). Meist werden dabei jedoch lediglich affektive und emotionale Aspekte
betont: BOGNER (1999, 2002) stellte fest, dass eine einwöchige Kompaktwoche
die Einstellungen von Schülerinnen und Schülern gegenüber Natur und Umwelt
nachhaltiger und längerfristiger förderte als dies bei Schülerinnen und Schülern
einer Kontrollgruppe der Fall war, die an keinem Umweltprogramm teilnahm.
BOWLER et al. (1999) zeigten, dass Arbeitseinsätze im Freiland Einstellungen
gegenüber der Umwelt und ökologisches Verhalten förderten, aber nicht not-
wendigerweise das Wissen über die Umwelt. BOGNER (1997) betonte, dass es
sehr schwierig ist, im Rahmen des konventionellen Schulunterrichtes an außer-
schulischen Lernorten ‚draußen’ zu unterrichten. Es erscheint daher in diesem
Zusammenhang sinnvoll, zuerst wichtige Kennzeichen zu erarbeiten und einen
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Überblick im Seminar- oder Klassenraum zu vermitteln, bevor dann im Freiland
des neue Wissen angewendet bzw. vertieft wird.
Die wenigen in deutscher Sprache publizierten Studien über den größeren Effekt
von Freilandunterricht gegenüber Klassenunterricht sind hinsichtlich ihrer Aus-
sagekraft kritisch zu bewerten, was bereits IWON (1992) darstellte:
• Es fehlte die Kontrollgruppe (STAROSTA 1991).
• Die Stichprobengröße war gering (STAROSTA 1991).
• Das Lehrer-Schüler-Verhältnis war beim Freilandunterricht zugunsten der
Lehrpersonen hin verschoben. Beispielsweise gab es 4 Instruktoren in einer
Freilandgruppe (z.B. Studierende) während im Klassenraum nur 1 Lehr-
person anwesend war (STAROSTA 1991, STAECK 1995).
• Oft wurde nur eine tatsächliche Kontrollgruppe verwendet (BOGNER
1999, LINDEMANN-MATHIES 1999), d.h. eine Gruppe, die keinen
Unterricht erhielt. Nur selten wurde versucht, verschiedene Treatments
gegeneinander zu testen, was für fachdidaktische Folgerungen das Wich-
tigere wäre (‚best-practice‘; RANDLER & BOGNER 2002, 2004).
• Strenge und korrekte Designs lassen sich oft nur in stark gesteuerten
Outdoor-Situationen einhalten, z.B. in einem Tierpark (LINDEMANN-
MATTHIES & KAMER 2001).
Es gilt für den hier beschriebenen Ansatz nun, die dargelegten Konzepte bezüglich
der Evaluation zu integrieren und adäquat umzusetzen.
1.3 Die Bedeutung des Vorwissens und der Lernmotivation
Der Überblick über das System der Blütenpflanzen ist eine hierarchisch struk-
turierte Wissensdomäne, die im Rahmen des Biologiestudiums für das Lehramt
neben fachwissenschaftlichen auch fachdidaktische Aspekte beinhaltet. Eine klare
Strukturierung und Hierarchisierung dieser Lerninhalte ist bei der gezielten Wis-
sensvermittlung für den Lernerfolg mit entscheidend (vgl. EINSIEDLER, 1996). In
diesem Zusammenhang kann dies ein expositorischer und phänomenologischer
Zugang zum Ordnungssystem der Blütenpflanzen sein, bei dem ausgehend von
Alltagskonzepten der Studierenden die Bestimmung einzelner Pflanzenarten
anhand einfacher Merkmale über Blütenfarbe, Wuchsform und Standort erfolgt.
Dafür bietet sich zunächst die Arbeit mit einem nach Blütenfarbe strukturierten
Bestimmungsbuch (z.B. „Was blüht denn da“, AICHELE & GOLTE-BECHTLE,
1997) an, um an vorhandenes Wissen anzuknüpfen. Dieses Anknüpfen an vor-
handene Strukturen kann als Konzeptwachstum angesehen werden (‚conceptual
growth‘ im Gegensatz zum Konzeptwechsel ‚conceptual change‘; CARLSSON
2002). Hierbei handelt es sich im Sinne eines konstruktivistischen Lernverständ-
nisses (GERSTENMEIER & MANDL, 1999) um einen aktiven Prozess, bei dem
die Lernenden Lernhandlungen vornehmen.
Über das allgemeine Konzept der Motivation (vgl. SCHIEFELE, 1998) können
Lernprozesse in Gang gesetzt werden und andauern (PRENZEL, DRECHSEL,
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KLIEWE, KRAMER & RÖBER, 2000, S. 164). Dabei besitzt die Lernmotivation
nicht nur hinsichtlich ihrer Höhe (Quantität) einen Effekt auf den Lernerfolg,
sondern auch in Hinblick auf ihre Qualität (WILD & REMY 2002). Bei der
Lehramtsausbildung sind hochwertige Lernergebnisse und in konkreten Situationen
anwendbares Wissen anzustreben. Gerade im Biologieunterricht außerhalb des
Klassenzimmers ist eine fundierte Artenkenntnis von großer Bedeutung für den
Unterrichtenden. Dies ist am ehesten über eine entsprechend Lernmotivation der
Studierenden zu erreichen, die über die individuelle Wahrnehmung der Notwen-
digkeit und Wichtigkeit des Lerninhaltes für die spätere Arbeit in der Schule
angebahnt werden kann.
Der vorliegenden Untersuchung liegt die Selbstbestimmungstheorie der Motivation
zugrunde (DECI, KOESTNER & RYAN, 2001; DECI & RYAN, 1993). Diese
stellt die selbstbestimmte Tätigkeit als ein wichtiges Bedürfnis dar. Lernende
besitzen das Bedürfnis im Unterricht selbstständig etwas zu erarbeiten. Schwer-
punkte dieses Ansatzes sind daher die Aspekte Autonomie erleben und Kompe-
tenzerfahrung. Dies kann nur dann stattfinden, wenn die Lernenden ihre Arbeit
selbst durchführen und nicht in die Rolle der Rezipienten gedrängt werden.
Nach diesem Ansatz kann in einer einfachen Differenzierung zwischen intrin-
sischer und extrinsischer Motivation unterschieden werden. Beides wirkt auf die
Lernmotivation und damit auf den Lernprozess, indem die Lernhandlung entweder
um ihrer selbst Willen, aus Spaß und Interesse ausgeübt wird oder wenn sich der
Lernende einen positiven Effekt von der Lernhandlung verspricht. Selbstbestimmte
Formen der Handlungsregulation versprechen jedoch eher qualitativ hochwertige
Lernergebnisse (DECI & RYAN, 1993. S. 234). Die positiven Auswirkungen von
Motivation und Interesse auf das Lernergebnis und den Behaltenserfolg wurden in
einigen Studien bezüglich der Naturwissenschaftsdidaktik belegt (z.B. FRASER et
al. 1987, RANDLER & BOGNER 2004).
2 Gestaltung und Elemente des Blockkurses
2.1 Überblick
Der Gestaltung des Blockkurses soll hier größerer Raum eingerichtet werden, um
eine Übertragung auch auf andere Situationen zu ermöglichen. Dieser Blockkurs ist
von der Konzeption her auf Tierbestimmungsübungen oder auf Projekttage in der
Schule übertragbar. Tabelle 1 gibt einen Überblick über den zeitlichen Verlauf des
Kurses. Der Kurs fand in einer vorlesungsfreien Woche (Exkursionswoche) an der
Pädagogischen Hochschule Ludwigsburg statt.
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Tabelle 1: Überblick über den Ablauf des Blockkurses (24.-28.5.2004).
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2.2 Jigsaw-Methode / Gruppenpuzzle
Die Forderung nach selbstständiger Auseinandersetzung Lernender mit Fach-
inhalten spielt eine zentrale Rolle in der aktuellen bildungspolitischen Diskussion.
Dabei rücken Inhalte, Methoden und die Organisation schulischer Bildungsarbeit in
den Vordergrund mit dem Ziel, Erziehung und Lernprozesse einer Welt anzu-
passen, die sich in mehrfacher Hinsicht wandelt (WESSNER et al., 1999). Soziale
Aspekte des Lernens sind zu berücksichtigen und kooperative Formen des Lernens
anzubieten und einzuüben (BLK, 1997, S. 34). HESSE et al. (2002) nennen als
Vorteile kooperativer Lernformen eine hohe persönliche Involviertheit in den
Lernprozess und eine dadurch bewirkte aktive Verarbeitung, sowie metakognitive
und motivationale Aspekte. WEINBERGER et al. (2003) weisen jedoch auch auf
die Schwierigkeiten kooperativer Lernformen hin, die auf die kognitiven
Belastungen durch Interaktionsprozesse zurück zu führen sind. Diese ließen sich
nach deren Forschungsergebnissen durch Einüben und stärkere Anleitung der
Zusammenarbeit durch Kooperationsskripte (WEINBERGER & FISCHER, 2002)
reduzieren.
WEINERT (1997) weist ebenfalls darauf hin, dass selbst gesteuerte Lernprozesse
aufgrund mangelnder Selbstregulationskompetenzen oft ineffektiver als bei direk-
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ter Instruktion ablaufen. Studien zur Eigentätigkeit und zur Gruppenarbeit wiesen
in der Regel jedoch bessere Lernergebnisse in Gruppen basierten Sequenzen auf
(FRASER et al. 1987; VON SECKER & LISSITZ 1999).
Bei dem Blockkurs wurde als kooperative Arbeitsmethode das Gruppenpuzzle
angewandt (vgl. ARONSON, 1984; RENKL, 1997), bei dem die Lernenden ein
hohes Maß an Eigenverantwortung für den Lernprozess tragen. In Anlehnung an
CLARKE (1994) werden die Lernenden zunächst so genannten Stammgruppen
zugeordnet, in denen es eine übergreifende Aufgabenstellung zu bearbeiten gilt.
Die Teilaspekte der Lernaufgabe werden in Expertengruppen erarbeitet, zu denen
einzelne Mitglieder der Stammgruppe entsandt werden. Die Ergebnisse der
Expertengruppen wiederum werden in den Stammgruppen vorgestellt, um die
übergreifende Aufgabe zu lösen.
Abb.1: Ablauf eines Gruppenpuzzles. LdL bedeutet ‚Lernen durch Lehren’
(PFEIFFER & RUMAN, 1992)
Im Blockkurs Botanik wird die Methode des Gruppenpuzzles mehrfach eingesetzt:
• Zur Erarbeitung der Familienmerkmale der studienrelevanten Blüten-
pflanzenfamilien werden Expertengruppen gebildet, die mit Hilfe von
vorgegebener Literatur (AICHELE et al., 1997; ROTHMALER, 1999;
FITSCHEN & SCHMEIL 2003) und einem digitalen Mind- Map mit
Hyperlinks ins WWW die gesuchten Wissenseinheiten vervollständigen.
Dabei wird das zunächst nur rudimentär als advance organizer (vgl.
AUSUBEL, 1978) angelegte Mind-Map erweitert, um im Anschluss von
der Stammgruppe zu einer vollständigen Übersichtskarte als Ergebnis-
sicherung zusammen gefügt zu werden. Dieses Mind-Map dient somit
später als Selbstlern-Material oder als Basis für den Einsatz im Unterricht.
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Abb.2: Stammgruppe bei der Präsentation der Expertenarbeiten
Während des ersten Exkursionstags in den Botanischen Garten in Stuttgart-
Hohenheim sind die Experten des Vortages für die Vermittlung und Wiederholung
der Familienmerkmale zuständig. Des Weiteren sind die Experten dort Ansprech-
partner während der Bestimmungsübungen, um den Lernerfolg zu sichern.
2.3 Mind-Mapping Verfahren
Mapping-Verfahren dienen der graphischen Darstellung von Wissensstrukturen
und der Strukturierung von Themengebieten durch Visualisierung der Beziehungen
zwischen einzelnen Themenbereichen (vgl. GIRWIDZ, 2004). In dieser Unter-
suchung liegt das Begriffsverständnis von BUZAN (1997) zugrunde:
In einem hierarchischen Baumgebilde steht ein zentrales Thema im Mittelpunkt,
von dem die Hauptaspekte wie Äste auslaufen. Die Äste wiederum enthalten
Schlüsselwörter oder auch Schlüsselbilder, die sich in weitere Unteräste ver-
zweigen. Damit ergibt sich eine hierarchische Strukturierung von Konzepten und
zugehörigen Begriffen. Jonassen, BEISSNER & YACCI (1993) sowie JÜNGST &
STRITTMATTER (1995) geben einen vertieften Überblick über verschiedene
Mapping-Verfahren, über deren theoretische Hintergründe und über eine Reihe von
empirischen Forschungsergebnisse. GIRWIDZ (2004) weist im Zusammenhang
mit digitalen Medien auf die Notwendigkeit der Strukturierung von Wissen und die
Verknüpfung mit vorhandenem Vorwissen hin.
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Im Blockkurs Botanik wurde mit einem Mind-Mapping-Programm (MindManager-
Smart / http://www.mindjet.de) gearbeitet, welches sowohl die Strukturierung zu-
lässt, als auch die gesteuerte Navigation durch das Internet. GIRWIDZ &
KRAHMER (2002) erachten aus didaktischer Sicht interaktive Mind-Maps als
interessant, da sie als kognitive Werkzeuge helfen, „sich intensiver, effektiver und
ökonomischer mit einem Inhalt“ (S.13) zu beschäftigen. Besonders relevant ist für
die Arbeit mit dem WWW nach deren Ansicht:
Zielgerichtetes Arbeiten durch die Bindung an ein Arbeitsdokument: Lernfortschritte
und aktueller Arbeitsstand sind am Mind-Map sofort erkennbar.
Die Möglichkeit zum dynamischen Arbeiten: Entwickelte Strukturen lassen sich auf der
Computeroberfläche beliebig erweitern, zusammenfügen und variieren. Neue
Informationen können ohne Einbußen der Übersichtlichkeit eingebunden werden.
Durch die einfache Erstellung von Webseiten und die leichte Navigation durch das
Internet kann das eigene Wirken sofort mit sichtbaren Ergebnissen dargestellt
werden. Im Blockkurs Botanik bedeutet dies konkret, dass die Studierenden
zunächst einen Arbeitsauftrag in Form einer Übersichts-Mind-Map erhielten
(Abb.2). Zuerst vervollständigten die Expertengruppen ‚ihre’ Zweige mit Hilfe der
Fachliteratur, mit vorgegebenen Links ins Internet und präsentierten diese dann
anschließend in der Stammgruppe.
Dort wurde dann die Übersicht vervollständigt, womit ein im Sinne des Lernziels
vollständiger und interaktiver Überblick über den Seminarinhalt bzw. die Taxo-
nomie der Blütenpflanzen entstand. Die Studierenden haben so eine Visualisierung
des Themengebiets mit Anbindung an relevante Inhalte im Internet. Dabei dienen
die Schlüsselbegriffe selbst als Hyperlinks, die zu Bildern oder zu vertiefenden
Informationen führen und beliebig ergänzt und modifiziert werden können.
Abb.3: Mind-Map mit Arbeitsauftrag als Übersicht zu Beginn des Arbeitsprozesses
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2.4 Unterschiede und Gemeinsamkeiten zum bisherigen
Konzept
Dieses neue Konzept der Organisation des Botanikkurses unterscheidet sich von
der bisherigen Semester-Lehrveranstaltung durch:
• Die kompakte Form und das Aufbrechen des zweistündigen Rhythmus
• Die Pflanzenarten, mit denen die Studierenden konfrontiert werden: da das
Blockseminar innerhalb einer Woche stattfand, fehlen Pflanzenarten, die
hauptsächlich vor bzw. nach dem Kurszeitraum blühen. Dies wird aller-
dings durch die Arbeit mit dem Internet kompensiert.
• Originale Begegnung findet im wöchentlichen Seminarkurs als auch im
Blockseminar statt, allerdings werden die Pflanzen nicht konsequent am
Originalstandort betrachtet, sondern von der Lehrperson mit in den Semi-
narraum gebracht. Die Studierenden der Semester-Lehrveranstaltungen
mussten ebenfalls zwei Exkursionstage nachweisen, die sie jedoch frei aus
dem Exkursionsangebot im Sommersemester auswählen konnten.
• Förderung der Eigentätigkeit durch größere Eigenverantwortung für den
Lernprozess im Blockseminar verglichen mit der Semester-Lehrveranstal-
tung. Darüber hinaus sind die Zeitblöcke für die eigentätige Arbeit größer.
• Zweifache Umschichtung der Inhalte (Konstruktion und Präsentation) sorgt
für aktives statt träges Wissen.
Die Gemeinsamkeiten beider Kurse sind
• Die Bedeutung der fachspezifischen Methodenkompetenz (Fertigkeiten im
Umgang mit den Bestimmungsmaterialien).
• Die Orientierung an den häufigeren Pflanzenarten des Heimatraumes.
3 Methodik der Untersuchung und Daten-
erhebung
3.1 Design der Studie
Auf die Problematik der statistischen Auswertung wurde bereits in der Einleitung
hingewiesen. Die Evaluation eines Lehr- und Lerngangs wird von vielen Variablen
beeinflusst. So stellt beispielsweise die Lehrperson eine nicht unerhebliche
Variable im Lernprozess dar (s. z.B. RANDLER & KUNZMANN, Ms.; MAIER
2003). Bei der Gestaltung eines statistisch auswertbaren Designs sollte demnach
zunächst diese Variable weitestgehend kontrolliert werden.
Alle drei Semester-Lehrveranstaltungen wurden von C. Randler durchgeführt,
jeweils dienstags während des Sommersemesters in zweistündigen Zeitblöcken
(8.00-10.00, 10.00-12.00, 14.00-16.00). Die beiden Blockseminare wurden von C.
Randler & S. Schaal durchgeführt. Diese Blockseminare fanden zeitgleich statt,
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sodass hier eine Durchmischung der beiden Kurse auftrat (bedingt durch die
Gruppenbildung). Aus diesem Grund ist der Einfluss der Lehrperson zu vernach-
lässigen und das Untersuchungsdesign als ökologisch valide einzustufen (KEEVES
1998).
Das Verhältnis Studierende zu Lehrperson lag jeweils pro Kurs zwischen 20:1 und
23:1, sodass von annähernd gleich großen Gruppen ausgegangen werden kann. Die
Zuordnung der Studierenden zu einem dieser fünf Kurse erfolgte randomisiert, da
andernfalls Unterschiede in den Ergebnissen bereits durch die differierende
Kurswahl bedingt sein können (beispielsweise könnten besonders interessierte
Studierende das Blockseminar bevorzugen bzw. vice versa). Das zentrale
Verteilungsverfahren im Fach Biologie erfolgt zu Beginn des Semesters über eine
Art Losverfahren, bei dem die Studierenden auf Kurse verteilt werden (gestaffelt
nach Schulart, Semester und den verschiedenen Studien- und Prüfungsordnungen).
Die Erhebungsbögen zur Motivation und Selbstbestimmung wurden im Anschluss
an das Blockseminar verteilt, während der konventionelle Seminarkurs nach sieben
Sitzungen evaluiert wurde. Dadurch wurde sichergestellt, dass die Zeitdauer beider
Kurse in etwa vergleichbar ist. Der Rücklauf an Fragebögen betrug im Block-
seminar 75% und in der Semester-Lehrveranstaltung 83%.
Kognitive Leistungen wurden im Rahmen der Modulprüfung erhoben. Dabei
wurden den Studierenden Bilder von 25 Pflanzen über Projektor präsentiert und die
Prüflinge mussten die jeweilige Pflanzenfamilie benennen. Um eine Lernaufgabe
höherer kognitiver Stufe zu erreichen, wurden bevorzugt Pflanzenarten außerhalb
dieses geographischen Raumes, z.T. auch aus Amerika und Asien präsentiert. Dies
ermöglicht das Abprüfen einer Transferleistung. Da die Studierenden hauptsächlich
die Kennzeichen der Pflanzenfamilien lernten, ist diese Aufgabe durchaus als
Transfer zu verstehen, da z.B. alle Arten der Familie der Kreuzblüter vier Blüten-
kronblätter, vier Kelchblätter usw. aufweisen. Wer diese Kennzeichen kennt und
sie selbst im Seminarraum und im Freiland an verschiedenen Arten dieser Familie
eingeübt hat, kann auch unbekannte Pflanzenarten ihrer jeweiligen Familie
zuordnen, da die Familienmerkmale weltweit gleich sind.
Aus Datenschutzgründen konnten leider die beiden Fragebogen-Stichproben nicht
abgeglichen und verbunden werden, zumal die Zahl der Teilnehmer an der Modul-
prüfung nicht den Teilnehmern an den jeweiligen Seminaren entspricht. Dies be-
gründet sich darin, dass an der Pädagogischen Hochschule Ludwigsburg momentan
drei verschiedene Prüfungsordnungen für drei Schularten koexistieren.
Die Auswertung der Daten erfolgte mit SPSS 11.0 und alle Tests wurden zwei-
seitig durchgeführt.
3.2 Messinstrument zur Lernmotivation
Zur Erhebung der subjektiv empfundenen Selbstbestimmung der Studierenden bei
unserer Untersuchung wurde eine Übersetzung des “Intrinsic Motivation Inven-
tory“ (DECI et al., 1994; RYAN, KOESTNER & DECI, 1991; CONNELL, &
PLANt, 1990) verwendet. Dieses Instrument erhebt die Dimensionen Interesse /
Vergnügen, wahrgenommene Kompetenz, empfundene Anstrengung / Wichtigkeit
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des Lernstoffs, Druck / Anspannung beim Lernen, wahrgenommene Wahlfreiheit
und Nutzen / Brauchbarkeit der ausgeübten Tätigkeit. Bis auf den wahrgenomme-
nen Nutzen / Brauchbarkeit gelten diese Dimensionen als Prädiktoren für intrinsi-
sche Motivation bei Lernhandlungen, wogegen Nutzen / Brauchbarkeit Prädiktor
für eine erfolgreiche Internalisation einer Lerntätigkeit gilt (DECI et al., 1994). Wir
setzten deshalb die ersten fünf Skalen ein.
4 Ergebnisse
4.1 Motivation
Zwischen den drei konventionellen wöchentlichen Kursen bestanden keinerlei
Unterschiede in den fünf untersuchten Variablen (ANOVA mit Post-hoc Bonferroni,
P jeweils >0,05), deshalb wurden diese Daten zusammengefasst, sodass im
Folgenden jeweils die Blockseminare mit den konventionellen Kursen verglichen
werden können. Beim Vergleich zwischen der traditionellen Semester-Lehrveran-
staltung und dem Blockseminar zeigen sich signifikante Unterschiede (Tabelle 2):
• Studierende des Blockseminars wiesen höhere Werte im Hinblick auf die
drei Skalen Interesse / Vergnügen, wahrgenommene Kompetenz und An-
strengung / Wichtigkeit auf, während Studierende der traditionellen Semes-
ter-Lehrveranstaltung eine höhere Wahlfreiheit empfanden.
• Keine signifikanten Unterschiede ergaben sich bei der Skala Druck /
Anpassung.
Tabelle 2: Vergleich der beiden Blockseminare mit den drei traditionellen
wöchentlich stattfindenden Kursen
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Legende: Die Werte der jeweiligen Skalen (s. Methodik) wurden addiert. Angabe
des Mittelwertes ± Standardfehler. Die Statistik basiert auf Originalwerten, wenn
die Daten normal verteilt waren. Erklärung der Symbole: ‡: Daten normal verteilt
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(Kolmogorov-Smirnov-Test, p>0.05); †: Daten erst nach einer log10-Transfor-
mation normal verteilt (T-Test basiert auf transformierten Daten); : Daten nicht
normalisierbar: Nichtparametrischer Test (Mann-Whitney-U-Test; untransformierte
Daten); *p<0,05; **p<0,01; ***p<0,001.
4.2 Leistung
An der Modulprüfung im Anschluss an das Sommersemester 2004 nahmen 68
Studierende teil, davon 16 aus einem der beiden Blockseminare. Die Leistungen
unterscheiden sich nicht signifikant voneinander, allerdings wiesen die Studieren-
den aus dem Blockseminar weniger Fehler auf (Tab. 2, Abb. 4). Dieser Unterschied
(ca. 20%) könnte sich bei einer größeren Fallzahl möglicherweise als signifikant
erweisen. Es bleibt jedoch festzuhalten, dass die Teilnehmer am Blockseminar
zumindest dieselbe Lernleistung aufwiesen im Vergleich zu den Teilnehmern der
Semester-Lehrveranstaltung.
Abb. 4: Fehlerzahl bei der Modulprüfung
5 Diskussion
Das Blockseminar überzeugte insbesondere durch seine positivere Bewertung in
drei der fünf Skalen. Lediglich die Wahlfreiheit wurde als geringer eingestuft. Dies
mag daran liegen, dass bei einer Kompaktveranstaltung das Programm einen
dichter gedrängten Eindruck hinterlassen kann. Ebenso wurden die Exkursionsorte
vorgegeben, d.h. es bestand hierin keine Auswahlmöglichkeit, während die Teil-
nehmer der Semester-Lehrveranstaltung im Laufe des Sommersemesters aus fünf
verschiedenen Exkursionen auswählen konnten.
Die Tatsache, dass keine Unterschiede zwischen den Gruppen hinsichtlich der Skala
Druck / Anspannung erkennbar waren, kann an den zentralen Modulprüfungen
liegen: Am Ende des Semesters finden diese als Teil der akademischen Zwischen-
prüfung zeitgleich für alle Studierenden statt. Für die Untersuchung bedeutet dies,
dass hier wiederum neben der intrinsischen auch extrinsische Motivation mitwirkt
und damit die Ergebnisse durch eigenständiges Lernen (persönliche Vorbereitung auf
die Prüfung) unabhängig vom belegten Kurs überlagert werden.
Fehlerzahl
0
1
2
3
4
5
Kompaktkurs Wochenkurs
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Wir konnten zeigen, dass bezüglich dreier Variablen der Lernmotivation der Frei-
landansatz, verknüpft mit dem Einsatz neuer Medien als Lernwerkzeuge erheblich
bessere Werte zeitigte. Dies entspricht – zumindest was die Erwartungen an den
Freilandansatz betrifft – Ergebnissen, die an Schülerinnen und Schülern bereits
erhoben wurden (s. Einleitung). Wir können diese Studien dahin gehend ergänzen,
dass wir eine abgesicherte (und nicht selbst konstruierte) Skala benutzten und
mehrere Dimensionen des Konstruktes Motivation erfassten. Außerdem haben wir
versucht, Störvariablen zu minimieren, beispielsweise durch die weitgehend rando-
misierte Zuteilung der Studierenden und die Verwendung derselben Lehrperson,
sowie eines weitgehend konstanten Verhältnissen der Zahl der Studierenden pro
Lehrpersonen.
Es lassen sich einige Konsequenzen für die Hochschuldidaktik bei Lehramts-
studiengängen ableiten: Obwohl die traditionelle Semester-Lehrveranstaltung
annähernd vergleichbare Lernergebnisse ermöglichte, ist zu diskutieren, ob in
Hinblick auf die Selbstbestimmungstheorie nicht vermehrt auch Sequenzen von
Kompaktveranstaltungen in das Studienprogramm implementiert werden sollten.
Eine zunehmende Selbststeuerung, zeitliche Flexibilität und Eigenverantwort-
lichkeit für den Lernprozess sollten Studierende als Bestandteil universitärer
Bildung als selbstverständlich erleben.
Dies ist im Kontext der Pflanzensystematik beispielsweise durch projekt- und
handlungsorientierte Sequenzen innerhalb einer Semester-Lehrveranstaltung anzu-
bahnen und in Kompaktveranstaltungen wie beispielsweise in so genannten
Summer schools umzusetzen. Als projektartige Sequenz wäre zum Beispiel die
Gestaltung einer Website möglich, die das Thema Campuspflanzen behandelt (eine
Darstellung aller auf dem Campus vorkommenden Pflanzenarten, ihrer Familie
sowie eines taxonomisch-systematischen Überblicks). Dadurch könnte neben fach-
spezifischen Lernzielen auch mediendidaktische und methodische Kompetenzen
ausgebildet und geschult werden, welche in zunehmendem Maße in der schuli-
schen Bildungs- und Erziehungsarbeit von Lehrerinnen und Lehrern aller Schul-
arten erwartet werden. Damit könnte der sinnvolle Einsatz des Computers als Lehr-
und Lernmedium auch in den einzelnen Fächern verwurzelt werden.
Dank: Wir möchten uns bei unseren Studierenden für ihre Geduld bedanken und
die Bereitschaft, die Fragebögen auszufüllen. Herzlicher Dank geht an Frau
Gabriele Topaltzis für die Dateneingabe.
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Autoren
SCHAAL, Steffen, M.A. (e-Mail: schaal_steffen@ph-ludwigsburg.de)
Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Forschungskolleg FiLM
(Fachintegratives Lernen mit digitalen Medien) an der Pädagogischen
Hochschule (http://www.film-phl.de); arbeitet an der theoriegeleiteten
Entwicklung und Evaluation hypermedialer Lernumgebungen.
RANDLER, Christoph, Dr. (e-Mail: randler@ph-ludwigsburg.de)
Juniorprofessor an der Pädagogischen Hochschule; beschäftigt sich mit
emotionalen und kognitiven Faktoren des Lernens in Biologie.
