Erwerb Von Problemlösefähigkeit Durch Lernumgebungen: Konzeption Und Implementierung Eines Frameworks

ISBN-13: 9783835000162 / Niemiecki / Miękka / 2005 / 314 str.

Christian Ullrich;Prof Dr Otto K Ferstl

Opis

Christian Ullrich entwickelt ein Framework, das es ermoglicht, mit vergleichsweise geringem Aufwand qualitativ hochwertige Experimentierumgebungen zu erstellen. Er analysiert verschiedene Lernsettings zur Vermittlung von Problemlosefahigkeit, arbeitet die Lernsetting-unabhangigen Struktur- und Verhaltensaspekte heraus und spezifiziert das Framework und seine Schnittstellen zur Integration von Simulationswerkzeugen und Auswertungsalgorithmen."

Spis treści

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.- 2.1.1 Erkennen und Wissen.- 2.1.2 Begriffe und ihre Organisation.- 2.1.3 Repräsentation von Wissen.- 2.1.4 Erwerb von Wissen.- 2.1.5 Lernprozess.- 2.1.6 Konstruktivistische Instruktionsansätze.- 2.2 Lehren und Lernen als System.- 2.2.1 Systemtheoretische Grundlagen.- 2.2.2 Lernsysteme und ihre Umwelt.- 2.2.3 Aufgaben und Aufgabenträger im Lernsystem.- 2.2.4 Bildungsprozesse.- 2.2.5 Koordination von Lerner und Lernumgebung.- 2.2.6 Lernmotivation.- 2.2.7 Einsatz von Medien.- 2.3 Modellierung von Lernsystemen.- 2.3.1 Vorgehensmodell.- 2.3.2 Bildungsprozessmodell.- 2.3.3 Spezifikation von Anwendungssystemen.- 2.4 Lernsettings und ihre Merkmale.- 2.4.1 Lehr/-Lernverfahren.- 2.4.2 Domänenstrukturierung.- 2.4.3 Sozialform.- 2.4.4 Aktionsform.- 2.4.5 Lehr-/Lernziele.- 3 Erwerb von Problemlösefähigkeit.- 3.1 Problemlösefähigkeit.- 3.1.1 Problem.- 3.1.2 Problemlösen als Aufgabe.- 3.1.3 Problemlösevorgang.- 3.1.4 Vermittlung von Problemlösefähigkeit.- 3.2 Verfahren zur Lösung von Problemen.- 3.2.1 Versuch und Irrtum.- 3.2.2 Strategien.- 3.2.3 Umstrukturierung.- 3.2.4 Kreativität.- 3.2.5 Kooperation.- 3.2.6 Modellgestütztes Problemlösen.- 3.3 Problemorientierte Lernsettings.- 3.3.1 Projekt.- 3.3.2 Experiment.- 3.3.3 Rollenspiel.- 3.3.4 Planspiel.- 3.3.5 Fallstudie.- 3.3.6 Vergleich und Abgrenzung.- 3.3.7 Invariante Merkmale.- 3.4 Computergestützte Verfahren zur Durchführung problemorientierter Lernsettings.- 3.4.1 Analytische Verfahren.- 3.4.2 Wissensbasierte Verfahren.- 3.4.3 Simulationsverfahren.- 3.4.4 Kooperative Verfahren.- 3.4.5 Zusammenfassung.- 4 Computergestützte Lernumgebung.- 4.1 Grundlagen.- 4.1.1 Automatisierungsziele.- 4.1.2 Fachliche Anforderungen.- 4.1.3 Arten computergestützter Lernumgebungen.- 4.2 Referenzmodell für computergestützte Lernumgebungen.- 4.2.1 Lernobjekte.- 4.2.2 Lerneinheiten.- 4.2.3 Lern-Management-Systeme.- 4.3 Integrierte Internet-Lernumgebung.- 4.3.1 Basisdienste.- 4.3.2 Lehrdienste.- 4.3.3 Lernmanagementdienste.- 4.3.4 Architektur.- 4.3.5 Realisierung.- 4.4 Zusammenfassung.- 5 Framework für Experimentierumgebungen.- 5.1 Konzeption des Frameworks.- 5.1.1 Analyse der Lernunterstützungs- und Lernprozesse.- 5.1.2 Automatisierung der Lernunterstützungsprozesse.- 5.1.3 Konzeptuelles Objektschema.- 5.2 Architektur der Experimentierumgebung.- 5.2.1 Fachliche Architektur.- 5.2.2 Technische Architektur.- 5.3 Realisierung des Frameworks für Experimentierumgebungen.- 5.3.1 Framework für objektintegrierte Anwendungssysteme.- 5.3.2 Runtime-Framework für Experimentierumgebungen.- 5.3.3 Buildtime-Framework 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.

O autorze

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.

Blurb

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.