Erwerb von Problemlösefähigkeit durch Lernumgebungen

Mit Hilfe von computergestützten Lernumgebungen können Effektivität und Effizienz von Lehr- bzw. Lernprozessen erheblich verbessert werden. Dies gilt insbesondere für das Anwenden von Wissen in Problemlösesituationen. Durch computergestützte Experimentierumgebungen lassen sich Problemlöseprozesse erheblich besser als in herkömmlichen Lernsituationen darstellen und simulieren. Darüber hinaus bieten sie wesentlich mehr Interaktionsmöglichkeiten für die Lernenden.
Auf der Basis der Modellierung von Lehr- bzw. Lernprozessen entwickelt Christian Ullrich ein Framework, das es ermöglicht, mit vergleichsweise geringem Aufwand qualitativ hochwertige Experimentierumgebungen zu erstellen. Hierzu analysiert er zunächst verschiedene Lernsettings zur Vermittlung von Problemlösefähigkeit und arbeitet die Lernsetting-unabhängigen Struktur- und Verhaltensaspekte heraus. Unter Anwendung der SOM-Methodik nach Ferstl und Sinz spezifiziert der Autor schließlich das Framework und seine Schnittstellen zur Integration von Simulationswerkzeugen und Auswertungsalgorithmen.

Dr. Christian Ullrich war wissenschaftlicher Mitarbeiter von Prof. Dr. Otto K. Ferstl am Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik, insbesondere Industrielle Anwendungssysteme der Universität Bamberg. Er ist Projektleiter in einem großen Unternehmen der Versicherungswirtschaft.

1 Einführung.- 1.1 Motivation und Problemstellung.- 1.2 Zielsetzung und Lösungsansatz.- 1.3 Aufbau der Arbeit.- 1.4 Umfeld der Arbeit.- 2 Lerntheoretische Grundlagen.- 2.1 Lernen und Lehren aus konstruktivistischer Sicht.- 2.2 Lehren und Lernen als System.- 2.3 Modellierung von Lernsystemen.- 2.4 Lernsettings und ihre Merkmale.- 3 Erwerb von Problemlösefähigkeit.- 3.1 Problemlösefähigkeit.- 3.2 Verfahren zur Lösung von Problemen.- 3.3 Problemorientierte Lernsettings.- 3.4 Computergestützte Verfahren zur Durchführung problemorientierter Lernsettings.- 4 Computergestützte Lernumgebung.- 4.1 Grundlagen.- 4.2 Referenzmodell für computergestützte Lernumgebungen.- 4.3 Integrierte Internet-Lernumgebung.- 4.4 Zusammenfassung.- 5 Framework für Experimentierumgebungen.- 5.1 Konzeption des Frameworks.- 5.2 Architektur der Experimentierumgebung.- 5.3 Realisierung des Frameworks für Experimentierumgebungen.- 6 Zusammenfassung und Ausblick.- Anhang A: XML-Schema für Aufgabenspezifikationen.- Anhang B: VES problemorientierter Lernsettings.- Anhang C: Initiales KOS problemorientierter Lernsettings.- Anhang D: Realisierung der Schnittstelle SimulationControl in JAVA.