Kooperatives Lernen aus Lösungsbeispielen

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Problemstellung und Ziele
1.2 Aufbau der Arbeit

2 Kooperatives Lernen
2.1 Theoretische Perspektiven und Techniken des kooperativen Lernens
2.1.1 Motivationale Theorien
2.1.2 Kognitive Theorien
2.2 Effektivität und Komponenten des kooperativen Lernens
2.2.1 Ergebnisse aus Meta-Analysen zur Effektivität kooperativen Lernens
2.2.2 Komponenten effektiven kooperativen Lernens

3 Lernen durch Lehren
3.1 Rollentheoretische Perspektive
3.2 Peer-Tutoring
3.2.1 Peer-Tutoring mit wechselnden Rollen
3.2.2 Peer-Tutoring mit fester Rollenverteilung
3.3 Das Geben von Erklärungen innerhalb kooperativer Lernarrangements

4 Lerntransfer
4.1 Analoges Denken und Problemlösen
4.2 Beispielorientierte Sichtweise analogen Transfers
4.3 Transferleistung

5 Lernen aus Lösungsbeispielen
5.1 Vor- und Nachteile von Lösungsbeispielen
5.2 Wissenserwerb aus Lösungsbeispielen
5.2.1 Annahmen zum Lernen mit Lösungsbeispielen
5.2.2 Befunde zur Effektivität beim Lernen mit Lösungsbeispielen
5.2.3 Cognitive-Load-Theorie
5.2.4 (Unvollständige) Lösungsbeispiele und Problemlöseaufgaben
5.2.5 Vergleich von unvollständigen mit ausgearbeiteten Lösungsbeispielen
5.2.6 Lösungsbeispiele selbständig konstruieren
5.3 Zusammenfassung zum Lernen aus Lösungsbeispielen

6 Fragestellungen und Hypothesen

7 Methode der empirischen Studie
7.1 Stichprobe
7.2 Versuchsplan
7.3 Lernumgebung und Versuchsablauf
7.4 Lernmaterialien
7.5 Instrumente

8 Ergebnisse
8.1 Überprüfung der Hypothese 1
8.2 Überprüfung der Hypothese 2

9 Diskussion
9.1 Leistungsunterschiede zwischen Erklärern und Zuhörern beim Lernen aus vorgegebenen Lösungsbeispielen
9.2 Lernvorteile der Erklärer gegenüber den Zuhörern unter der Bedingung „Beispiele konstruieren“
9.3 Fazit und Ausblick

Zusammenfassung

Literaturverzeichnis

1 Einleitung

Kooperatives Lernen und Arbeiten gehören zu den Grundlagen unserer Gesellschaft. Die Fähigkeit zur Kooperation ist nicht nur im Berufsleben bedeutsam, sondern spielt auch in anderen Lebensbereichen eine Rolle. Gerade deshalb ist es erforderlich, dass sowohl die Sozialisation als auch die Ausbildung auf die Entwicklung kooperativer Fertigkeiten ausgerichtet ist. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit auch innerhalb der Forschung auf diese Forderung einzugehen.

Vom Begriff der Kooperation besitzt fast jeder eine intuitive Vorstellung, die zumeist auf die Bedeutung „irgendwie gemeinsam“ hinausläuft. In der vorliegenden Untersuchung lehrten und lernten die Versuchsteilnehmenden in Paaren, in sogenannten Dyaden. Sie hatten sich mit dem Gebiet der Wahrscheinlichkeitsrechnung auseinander zusetzen.

Dabei erarbeiteten sich die Probanden die Lerninhalte anhand von Lösungsbeispielen. Die Bedeutung von Beispielen zur Unterstützung von Lern- und Problemlöseprozessen, insbesondere ihre Veranschau­lichungs­funktion, ist in der Pädagogik und Pädagogischen Psychologie wohlbekannt. Beispiele finden sich in vielen Alltagssituationen genauso wie in Lehrbüchern zur Mathematik. Sie dienen etwa der Verbesserung des Verständnisses für vorangegangene allgemeine Ausführungen oder sollen zeigen, wie das vermittelte Wissen auf konkrete Fragestellungen übertragen und gegebenenfalls über Bereichsgrenzen hinweg angewendet werden kann. Das Lernen aus Lösungsbeispielen als auch das kooperative Lernen gelten allgemein hin als effektive Lernmethoden.

1.1 Problemstellung und Ziele

Lernen in Dyaden kann danach unterschieden werden, ob die Personen starr in ihren Rollen als Erklärer oder Zuhörer bleiben, die Rollen nach einem bestimmten Muster getauscht werden oder ob von Beginn an frei kooperiert wird. Lernen durch Erklären wird dabei als wesentliche lernförderliche Komponente angesehen. Renkl (1996a) fand entgegen früherer Studien heraus, dass beim Lernen in starren Rollen die Zuhörer gegenüber den Erklärern effektiver sind. Das Lernmaterial bestand in seiner Untersuchung aus ausgearbeiteten Lösungsbeispielen. Die vorliegende Arbeit versucht nun diesen interessanten wie auch überraschenden Befund zu replizieren. Da das Ergebnis von Renkl (1996a) nicht mit dem bisherigen Forschungsstand zum Lernen durch Lehren übereinstimmt, wird die vorliegende Untersuchung des Weiteren überprüfen, ob das Lernniveau der Erklärenden gesteigert werden kann. Dazu wurde eine instruktionale Bedingung geschaffen, in der die Erklärer eigenständig Beispielaufgaben zu konstruieren hatten. Diese sollten sie anschließend dem Zuhörer erläutern. Die vorliegende Studie analysiert somit zwei unterschiedliche Arten des Lernens aus Lösungsbeispielen und überprüft, ob Lernen durch Erklären eine erfolgversprechende Methode sein kann. Die Begriffe ausgearbeitete Lösungs­beispiele und vorgegebene Beispielaufgaben werden in dieser Arbeit synonym verwendet.

Zusammenfassend besteht das Ziel der vorliegenden Arbeit darin, theoretisch und praktisch relevante Fragen zum kooperativen Lernen mit Lösungsbeispielen, die auf der Basis der bisherigen Forschung nicht beantwortet werden konnten oder noch nicht untersucht wurden, empirisch zu klären. Der Arbeit kommt auch direkte praktische Relevanz zu. Die Untersuchungs­­teilnehmenden waren Studierende der Psychologie, die im Rahmen der Ausbildung in empirischen Forschungsmethoden Kenntnisse der Wahrscheinlichkeits­rechnung benötigten. Das zu erwerbende Wissen war somit für die Studierenden in hohem Maße relevant.

1.2 Aufbau der Arbeit

Die vorliegende Arbeit gliedert sich in zwei Hauptteile, in denen die theoretischen und empirischen Bestandteile der durchgeführten Untersuchung beschrieben werden. Der theoretische Teil umfasst die Kapitel 2 bis 5, der empirische die sich anschließenden Abschnitte 6 bis 8. Im theoretischen Teil werden die der empirischen Studie zu Grunde liegenden theoretischen Annahmen erörtert. Im empirischen Teil werden Fragestellungen und die Methode der Studie dargestellt sowie die Ergebnisse präsentiert. In Kapitel 9 werden Theorie und Empirie diskutiert und Schluss­folgerungen gezogen.

Kapitel 2 beschäftigt sich mit theoretischen Perspektiven zum kooperativen Lernen, der Effektivität dieser Methode und ihren Komponenten. Es wird gezeigt, dass das kooperative Lernen, wenn bestimmte Voraussetzungen erfüllt sind, eine effektive Lernmethode darstellt. Abschnitt 3 stellt Ergebnisse zum Lernen in Dyaden vor und überprüft die Wirksamkeit des Lernens durch Erklären. Dabei wird gezeigt, dass die Befundlage zum Lernen durch Lehren nicht eindeutig ist. Kapitel 4 widmet sich dem Wissenstransfer, während Kapitel 5 die Bedeutung des Lernens aus Lösungsbeispielen beim Erwerb anwendbaren Wissens behandelt. Es werden Fragen der instruktionalen Effektivität von Lösungsbeispielen, Problemlöse­aufgaben oder Kombinationen dieser thematisiert. Es wird gezeigt, dass das Lernen aus Beispiel­aufgaben eine wirksame Methode ist.

Kapitel 6 leitet den empirischen Teil der Arbeit ein. Es werden Forschungsfragen formuliert sowie Hypothesen abgeleitet und begründet. In Abschnitt 7 erfolgt eine Beschreibung der Stichprobe, des Versuchsplans und -ablaufs, der Lernumgebung und –materialien sowie der Instrumente dieser Untersuchung. Das Kapitel 8 beinhaltet die Darstellung der Ergebnisse und im darauffolgenden Abschnitt werden die Befunde unter Berücksichtigung des aktuellen Forschungsstands diskutiert. Zudem werden Konsequenzen für die weitere Forschung gezogen.

2 Kooperatives Lernen

Der Begriff des kooperativen Lernens bezeichnet Lernformen, in denen sich zwei oder mehr Lernende gemeinsam Inhalte erarbeiten. Hinter dieser einfachen Begriffsbestimmung verbirgt sich jedoch eine Vielzahl von Perspektiven und Annahmen über Wirk­mechanismen, von denen einige in Kapitel 2.1 dargestellt werden. Eine mögliche Definition des kooperativen Lernens stammt von Wessner und Pfister (1999). Nach ihnen bezeichnet kooperatives Lernen eine Interaktionsform, bei der die Mitglieder einer Gruppe gemeinsam und in wechselseitigem Austausch Kenntnisse und Fähigkeiten erwerben. Dabei sind alle Gruppenmitglieder gleichberechtigt am Lerngeschehen beteiligt und tragen gemeinsam Verantwortung für den Lernprozess und das Lernergebnis.

Zentrales Merkmal kooperativen Lernens ist die kooperative Zielstruktur, das heißt das gemeinsame Hinarbeiten auf ein Gruppenziel. Die Zielstruktur erzeugt eine positive Interdependenz, dass heißt eine gegenseitige positive Abhängigkeit der Personen. „Positive goal interdependence exists when a mutually joint goal is established so that individuals perceive they can attain their goals if and only if their groupmates attain their goals. Without positive interdependence cooperation does not exist” (Johnson and Johnson, 1999, S. 29). Jedes Gruppenmitglied hat zwei Aufgaben beziehungsweise eine doppelte Verantwortung. Die Person muss für sich die gestellte Aufgabe bearbeiten und das damit verknüpfte Fachwissen erlernen. Zusätzlich muss darauf geachtet und dafür gesorgt werden, dass auch alle anderen Gruppenmitglieder die Aufgabe bewältigen und lernen.

Die positive Zielinterdependenz kann dabei auf unterschiedliche Weise ergänzt werden. Johnson und Johnson (1989) unterscheiden gegenseitige positive Abhängigkeit hinsichtlich der Lernaufgabe, der notwendigen Ressourcen, der Rollen und der Belohnung. Diese können sich jedoch überlappen, dass heißt sie sind nicht voneinander unabhängig. Nach Slavin (1995) ist die interdependente Belohnung (reward structure) ausschlaggebend. Überein­stimmend wird positive Interdependenz als notwendige Komponente kooperativen Lernens betrachtet. Eine Interaktion der Gruppenmitglieder ist nicht alleine ausreichend um die Produktivität zu erhöhen. Um die Lernleistung zu steigern bedarf es einer positiven Interdependenz (Lew, Mesch, Johnson, & Johnson, 1986; Mesch, Johnson, & Johnson, 1988; Mesch, Lew, Johnson, & Johnson, 1986).

Beim Peer-Tutoring beziehungsweise in Tutoring-Arrangements liegt keine kooperative Zielstruktur vor. Dennoch ist die Abgrenzung der Begriffe des kooperativen Lernens und des Peer-Tutorings nicht ganz eindeutig. Es könnte beispielsweise argumentiert werden, dass kooperatives Lernen im gewissen Sinne Peer-Tutoring beinhaltet. Eine mögliche Definiton und Beschreibung des Peer-Tutoring stammt von Topping (1996, S. 322):

... people from similar social groupings who are not professional teachers helping each other to learn and learning themselves by teaching […] Peer tuoring is characterised by specific role taking: at any point someone has the job of tutor while the other(s) are in role as tutee(s).

In der vorliegenden Untersuchung lernten die Probanden in festen Rollen als Erklärer oder Zuhörer und arbeiteten auf eine kooperative Anreizstruktur, eine Gruppenbelohnung, hin. Somit kann festgehalten werden, dass in der vorliegenden Studie eine Vermischung von Peer-Tutoring und kooperativem Lernen vorlag, wobei es sich strenggenommen um eine kooperative Struktur handelte. Britz, Dixon und Mc Laughlin (1989) weisen darauf hin, dass Peer-Tutoring unter anderem auch Peer-Teaching, Partner-Learning, Peer-Learning und Learning through Teaching genannt wird. Die in der vorliegenden Arbeit verwendeten Begriffe Peer-Teaching, Peer-Tutoring und Lernen durch Lehren werden daher synonym verwendet.

Die Forschungsgemeinde ist sich einig, dass der Lernerfolg des Individuums beim kooperativen Lernen – vorausgesetzt bestimmte Rahmenbedingungen der Aufgaben, der Lernenden, der Interaktion und der Anreizstruktur sind erfüllt – höher ist als beim individuellem Lernen. Dazu wurde eine Vielzahl von Studien durchgeführt, in denen vornehmlich individuelles Lernen und kooperatives Lernen verglichen wurden. Diese Untersuchungen sind beispielsweise in den Meta-Analysen von Johnson und Johnson (1989), Johnson, Maruyama, Johnson, Nelson und Skon (1981) sowie Slavin (1995) zusammengefasst und werden in Kapitel 2.2.1 vorgestellt.

2.1 Theoretische Perspektiven und Techniken des kooperativen Lernens

Es gibt viele Theorien, welche die Überlegenheit des kooperativen Lernens zu erklären versuchen. Ihre detaillierte Diskussion würde den Rahmen dieses Kapitels sprengen. Den Fokus der Darstellung wird auf diejenigen Aspekte gelegt, die einen Bezug zum vorliegenden Thema aufweisen. Es wird also keine umfassende, sondern vielmehr eine problem- beziehungsweise themenzentrierte Darstellung der theoretischen Perspektiven angestrebt. Im Folgenden werden motivationale und kognitive Ansätze besprochen.

2.1.1 Motivationale Theorien

Die motivationale Perspektive richtet sich primär auf die Belohnungs- oder Zielstrukturen unter denen die Gruppenmitglieder arbeiten (Johnson, Maruyama, Johnson, Nelson, Skon, 1981; Slavin, 1983a; Slavin, 1990). Aus motivationaler Sichtweise schaffen die kooperativen Anreizstrukturen eine Situation, in der die Gruppenpartner ihre persönlichen Ziele nur dann erreichen können, wenn die Gruppe erfolgreich ist. Daher müssen sich die Gruppen­mitglieder untereinander helfen und sich gegenseitig dazu ermutigen sich im höchsten Maße anzustrengen.

Die Motivation, die Grund für den Lernenden ist an der Kooperation zu partizipieren, beziehungsweise der Gewinn oder persönliche Nutzen, den der Lernende aus der Kooperation ziehen kann, wird als Anreizstruktur bezeichnet. Slavin (1995) betont bei kooperativen Lernarrangements stark die extrinsische Motivation in Form von Gruppen­belohnungen, bei denen die Gruppe dann eine Belohnung bekommt, wenn sie eine bestimmte Aufgabe mit festgelegten Kriterien erfüllt. Die Gruppenbelohnung garantiert die positive Interdependenz der Gruppenmitglieder. Slavin (1995) hebt des Weiteren die individuelle Verantwortlichkeit, das heißt die Identifizierbarkeit der Leistung des Einzelnen, und gleiche Erfolgschancen für alle hervor. Die Verwendung von Gruppenzielen oder Gruppenbelohnungen fördert Leistungs­ergebnisse beim kooperativen Lernen nur dann, wenn die Gruppenbelohnungen auf individuellen Lernerfolgen aller Gruppenmitglieder beruhen (Slavin, 1983a, 1990). Die Lernpartner müssen sicherstellen, „that everyone on the team is ready for a quiz or any other assessment that students take without teammate help” (Slavin, 1995, S. 5). Gleiche Erfolgschancen für alle bedeutet, dass die Lernpartner „contribute to their teams by improving on their own past performance. This ensures that high, average, and low achievers are equally challenged to do their best, and that the contributions of all team members are valued” (Slavin, 1995, S. 5). Eine Untersuchung von Slavin (1980) zeigte, dass Schüler motivierter zum Lernen sind, wenn man sie für Leistungsverbesserungen gegenüber vergangenen Resultaten belohnt, statt ihre besseren Lernleistungen im Vergleich zu anderen zu prämieren.

Es kann festgehalten werden, dass Gruppenbelohnung und individuelle Verantwortlichkeit nach Slavin (1995) die beiden zentralen Voraussetzungen kooperativen Lernens darstellen. Die Effektivität dieser Komponenten wird im Kapitel 2.2.2 noch eingehender betrachtet.

Ein Beispiel einer kooperativen Lernmethode, die unter der Motivations­perspektive entwickelt wurde, ist die Gruppen-Rallye nach Slavin (1986). Der Originaltitel lautet Student Teams-Achievement Divisions (STAD). In der Gruppen-Rallye lernen meist vier oder fünf Schüler kooperativ zusammen. Sie vollzieht sich über drei Stufen. Noch vor der ersten Phase wird für jeden Schüler ein anfänglicher Basiswert bestimmt, der sich nach den Vorkenntnissen richtet. Dies ermöglicht die Bewertung von individuellen Leistungs­veränderungen. Die erste Unterrichts­einheit nutzt der Lehrer für eine Einführung in das zu bearbeitende Thema. Danach folgt eine Phase der Gruppenarbeit, in der die Schüler die ausgegebenen Arbeitsblätter bearbeiten. Dabei können sie üben, einander fragen und erklären sowie sich kontrollieren, bis jedes Gruppenmitglied in der Lage ist, das Arbeitsblatt auszufüllen beziehungsweise sich die Lerninhalte eingeprägt hat. In der dritten Stufe erfolgt eine individuelle Prüfung. Die Auswertung des Tests erfolgt auf Berechnung der individuellen Verbesserungswerte aus der Differenz der Prüfungspunkte und den Basiswerten. Die jeweiligen individuellen Verbesserungs­werte werden pro Gruppe aufsummiert. Anhand dieser Werte (team scores) erfolgen die Gruppenbelohnungen zum Beispiel in Form von Zertifikaten oder einer Veröffentlichung an der Wandtafel. Aufgrund des individuellen Vergleichsmaßstabs können stärkere und schwächere Mitglieder in gleicher Weise zum Gesamtwert beitragen.

2.1.2 Kognitive Theorien

Die Wirkung des kooperativen Lernens ergibt sich laut der kognitiven Theorien allein schon durch das miteinander zusammen arbeiten, unabhängig davon, ob die Mitglieder versuchen ein Gruppenziel zu erreichen oder nicht. Im Folgenden wird auf die Perspektive der kognitiven Elaboration Bezug genommen.

Der Hauptaspekt der Perspektive der kognitiven Elaboration liegt darin, einem anderen das Lernmaterial zu erklären. Die Speicherung von Informationen im Gedächtnis und die Verknüpfung mit dem Vorwissen setzt eine kognitive Restrukturierung oder Elaboration des Materials durch den Lernenden voraus (Webb, 1989). Aus dieser Betrachtungsweise müssen Lernende das Lernmaterial für sich neu formulieren um Wissen zu konstruieren. Dansereau, O’Donnell und Kollegen realisierten solche Bedingungen in Lernarrangements durch Kooperationsskripts (scripted cooperation und cooperative teaching script), in denen das Einnehmen einer bestimmten Kooperationsrolle die Lernenden zur Elaboration des Lernmaterials anregen soll (Lambiotte et al., 1987; O’Donnell, 1996; O’Donnell & Dansereau, 1992). Bei der Skript-Kooperation lesen beide Partner einer kooperativen Dyade zunächst einen Textteil. Einer der Partner fasst dann das Erlernte zusammen, während der andere auf Fehler und Auslassungen hinweist. Schließlich arbeiten beide zusammen um sich den Lernstoff besser einzuprägen. Daraufhin wird der nächste Textabschnitt gelesen, wobei die Rollen „Zusammenfasser“ und Zuhörer getauscht werden. Beim kooperativen Lehr-Skript wird die beschriebene Methode insofern modifiziert, als nur noch die Textteile selbst gelesen werden, welche die jeweilige Person auch lehren muss. Die Informationen aus dem nicht gelesenen Textteil sind nur über den Partner zu erhalten. Bei beiden kooperativen Skripts konnte eine größere Effektivität im Vergleich zu lerner­generierten Skripts und individuellem Lernen nachgewiesen werden. Nach Deci und Ryan (1993) kann eine zu starke Strukturierung allerdings die wahrgenommene Selbstbestimmung und damit die Motivation der Lernenden beeinträchtigen, welche sich wiederum negativ auf die Lernleistung auswirken könnte.

Keine Theorie kann als die alleinig zutreffende angenommen werden, weswegen in der vorliegenden Arbeit auch keine favorisiert wird. Vielmehr stellen die Erklärungsversuche komplementäre Theorien dar, die sich gegenseitig ergänzen. So könnte beispielsweise argumentiert werden, dass motivationale Prozesse kognitive Aktivitäten anregen, was wiederum zu Lernerfolgen führen kann.

2.2 Effektivität und Komponenten des kooperativen Lernens

2.2.1 Ergebnisse aus Meta-Analysen zur Effektivität kooperativen Lernens

Johnson et al. (1981) konnten die Wirksamkeit des kooperativen Lernens nachweisen. Sie nahmen in ihre Meta-Analyse 122 Studien mit vier verschiedenen Zielstrukturen auf, welche Kooperation, Kooperation mit Wettbewerb zwischen Gruppen, Wettbewerb zwischen Personen und individuelles Arbeiten umfassten. Eine kooperative Struktur bedeutet, dass jedes Individuum sein Ziel nur erreichen kann, wenn auch die anderen ihre Ziele erreichen. Nach Kelley und Thibaut (1969) steht die individuelle Belohnung hier im direkten Verhältnis zur Qualität der Gruppenarbeit. In einer Wettbewerbssituation kann eine Person nur Erfolg haben, wenn andere Teilnehmer ihre Ziele nicht erlangen können. Eine solche Zielstruktur liegt nach Kelley und Thibaut (1969) vor, wenn eine Person eine maximale Belohnung empfängt, und die anderen daraufhin nur minimale Belohnungen erhalten. Arbeitet ein Individuum alleine auf ein Ziel hin, so hat die Zielerreichung anderer Personen keinen Einfluss. Eine individuelle Struktur beinhaltet Personen, die aufgrund ihrer eigenen Leistung belohnt werden, unabhängig von der Arbeit der anderen Individuen (Kelley und Thibaut, 1969).

Die Ergebnisse der Meta-Analyse zeigten zum einen, dass es keinen bedeutsamen Unterschied hinsichtlich der Lernleistung zwischen Kooperation und Kooperation mit Wettbewerb zwischen Gruppen gab (Johnson et al., 1981). Zum anderen stellte sich beim Vergleich der Strukturen Kooperation und Wettbewerb zwischen Personen eine klare Überlegenheit für Erstgenannte heraus. Auch beim Vergleich der Zielstrukturen Kooperation und individuelles Arbeiten zeigte sich eine identische Dominanz für Kooperation, wie schon im Vergleich mit der Bedingung Wettbewerb. Des Weiteren stellte sich eine Überlegenheit der Kooperation mit Wettbewerb zwischen Gruppen gegenüber der Bedingung Wettbewerb zwischen Personen heraus. Diese Resultate bestätigen die Effektivität des kooperativen Lernens. Bei Analyse der Moderator­variablen fanden Johnson und Kollegen unter anderem heraus, dass je kleiner die Gruppe ist, desto größer ist die Überlegenheit der Zielstruktur Kooperation gegenüber der Bedingung Wettbewerb.

In der Meta-Analyse von Johnson und Johnson (1989) wurde die Dominanz der Kooperation gegenüber den Strukturen Wettbewerb und dem individuellen Lernen unterstrichen. Die Ergebnisse zeigten, dass Kooperation im Allgemeinen eine höhere Produktivität und Leistung hervorruft als Wettbewerbsstrukturen oder individuelles Lernen. „The average cooperator performed at about 3/5 a standard deviation above the average person working in competitive or individualistic situations” (Johnson & Johnson, 1989, S. 41).

Die Überlegenheit des kooperativen Lernens fanden Johnson und Johnson (1989) auch im Bereich Mathematik (spatial and analytical problem-solving). Dies soll aus dem Grund erwähnt werden, weil das Lernmaterial der vorliegenden Studie Wahrscheinlich­keitsrechnung war, für die bekanntermaßen Mathematikkenntnisse erforderlich sind. Bei der Analyse der Moderator­variablen ergaben sich für die Aufgabenart Mathematik ähnliche Werte wie beim Gesamt­vergleich der Zielstrukturen. Entgegen der Meta-Analyse von Johnson et al. (1981) fanden Johnson und Johnson (1989) keine bedeutsamen Unterschiede zwischen den verschiedenen Lernmethoden in Bezug auf die Gruppengröße.

Slavin (1995) konnte in seiner Meta-Analyse ebenfalls die Wirksamkeit des kooperativen Lernens auf die Lernleistung belegen. In die Analyse wurden nur Studien einbezogen, in denen kooperativ lernende Gruppen mit Kontrollgruppen verglichen wurden, wobei letztgenannte beispielsweise im Frontalunterricht lernten. In allen Studien eigneten sich jeweils beide Gruppen den identischen Stoff an. 63 der 99 Experimental-Kontrollgruppen-Vergleiche favorisierten signifikant die Kooperationsgemeinschaften. Nur 5% begünstigten signifikant die Kontrollgruppen. Die mittlere Effektstärke betrug hierbei .26.

2.2.2 Komponenten effektiven kooperativen Lernens

In einer Reihe von Studien überprüften Lew, Mesch, Johnson und Johnson (1986), Mesch, Johnson und Johnson (1988) und Mesch, Lew, Johnson und Johnson (1986) die Wirksamkeit von positiver Zielinterdependenz im Vergleich zur Kombination von positiver Zielinter­dependenz und positiver Belohnungsinterdependenz.

Eine positive Zielinter­dependenz kann auf unterschiedliche Weise geschaffen werden. Beispielsweise müssen die Lernenden nach einer kooperativen Phase ein Arbeitsblatt zum besprochenen Thema individuell ausfüllen. Der Lehrer wählt dann zufällig ein Arbeitsblatt eines Gruppenmitglieds aus um es stellvertretend für die Gruppe zu bewerten. Dadurch wird sichergestellt, dass sich die Lernpartner untereinander helfen. Die Gruppenmitglieder wissen, dass sie ihre persönlichen Ziele nur dann erreichen können, wenn auch alle anderen das Lernmaterial verstehen. Eine positive Belohnungsinterdependenz wird zum Beispiel dadurch erreicht, dass eine Belohnung von 15 Minuten Pause beziehungsweise Freizeit gegeben wird, wenn jedes Gruppenmitglied in einem Test 90 Prozent der Aufgaben korrekt löst.

Johnson, Johnson und Mitarbeiter fanden heraus, dass eine positive Zielinterdependenz in Gruppen hinreichend dafür ist eine bessere Leistung im Vergleich zum individuellen Lernen hervorzubringen. Eine Kombination der Bedingungen positive Zielinterdependenz und positive Belohnungs­interdependenz war noch effektiver als wenn nur positive Zielinter­dependenz implementiert wurde. "The impact of the two types of outcome interdependence seemed to be additive" (Johnson & Johnson, 1989, S. 60).

Johnson, Johnson, Stanne und Garibaldi (1989) und Johnson, Johnson, Ortiz und Stanne (1991) verglichen in ihren Studien anhand von Problemlöse-Aufgaben am Computer vier Lern­bedingungen: positive Zielinterdependenz plus positive Ressourceninterdependenz, positive Zielinterdependenz, positive Ressourceninterdependenz und individuelles Lernen.

Positive Ressourceninterdependenz besteht beispielsweise, wenn der Lehrer einem Gruppenmitglied ein Lehrbuch, einer anderen Person ein Wörterbuch und einer weiteren ein Computer zur Verfügung stellt. Jede Person hat demzufolge nur ein Teil der Informationen, Ressourcen oder Materialien vorliegen. Zur erfolgreichen Bearbeitung der Gruppenaufgabe werden somit die Ressourcen jedes Gruppenmitglieds benötigt.

In den Studien von Johnson, Johnson und Mitarbeiter zeigte sich, dass die Probanden der Gruppe positive Zielinterdependenz plus positive Ressourcen­interdependenz von allen die besten Resultate erzielten. Das individuelle Lernen war etwa so erfolgreich, wie das unter der Bedingung positive Zielinterdependenz. Die Versuchspersonen der Bedingung positive Ressourceninterdependenz erzielten die schlechtesten Ergebnisse.

Nach Johnson, Johnson und Holubec (1986) gibt es fünf Schlüsselelemente des kooperativen Lernens. Neben den bereits beschriebenen Komponenten positive Interdependenz und individuelle Verantwortlichkeit zählen als weitere die direkte Unterstützung, soziale Fähigkeiten und die eigene Evaluation der Gruppenarbeit dazu. Die direkte Unterstützung beziehungsweise das interaktive Verhalten (face to face promotive interaction) äußert sich in einer erweiterten Hilfsbereitschaft der Gruppenmitglieder. Sie kann als Folge der positiven Interdependenz gesehen werden (Johnson & Johnson, 1987). Die Lernpartner helfen sich untereinander, tauschen wichtige Informationsquellen und Materialien aus, geben einander Feedback und stellen die einzelnen Lösungen in Frage, so dass sie insgesamt zu einem besseren Ergebnis kommen können.

Zu den sozialen Fähigkeiten (interpersonal and small group skills) zählen die folgenden, wie Konflikte konstruktiv zu lösen, einander zu vertrauen, klar und verständlich miteinander zu kommunizieren sowie einander zu akzeptieren und zu unterstützen. Damit ist kooperatives Lernen wesentlich komplexer als konkurrierendes oder individuelles Lernen.

Die eigene Evaluation der Gruppenarbeit (group processing) kann als eine Reflexion über die Gruppenarbeit beschrieben werden. Die Lernpartner müssen herausfinden, welche ihrer Gruppenaktivitäten und Arbeitsmethoden hilfreich waren und welche sie eher am Vorankommen gehindert haben. Dann müssen sie entscheiden, inwiefern sie ihre Vorgehensweisen bei zukünftiger Arbeit ändern oder beibehalten wollen. Die Reflexion erleichtert das Erlernen der für die Teamarbeit förderlichen Verhaltensweisen und regt die Personen zu meta-kognitivem Denken an. Johnson und Johnson (1994) sowie Yager, Johnson und Johnson (1985) konnten zeigen, dass group processing eine wichtige kooperative Komponente ist um Lernergebnisse zu verbessern. In ihren Studien haben sie die Lernerfolge des kooperativen Lernens mit group processing, des kooperativen Lernens ohne group processing und des individuellen Lernens verglichen und sind zu dem Schluss gekommen, dass sich kooperatives Lernen mit group processing auf die Lernleistung positiv auswirkte. Dies galt sowohl für gute als auch weniger gute Schüler.

Slavin (1983a,b, 1989) konnte zeigen, dass Gruppenbelohnungen und individuelle Verantwort­lichkeit notwendig für gute Leistungen in kooperativen Lernarrangements sind. Es genügt nicht den Schülern oder Studenten zu sagen, dass sie zusammenarbeiten sollen. Sie müssen einen Grund haben, die Leistung der anderen Personen als wichtig zu erachten. Die Meta-Analyse von Slavin (1995) untermauert die Effektivität von Gruppenzielen beziehungsweise Gruppebelohnungen und individueller Verantwortlichkeit. 87% von 52 Studien, die in kooperativen Lernsituationen Gruppenziele und individuelle Verantwort­lichkeit integrierten, fanden signifikante positive Leistungseffekte, und es wurden keine negativen Effekte nachgewiesen. Die mittlere Effektstärke betrug .32. Dagegen zeigten sich in nur 37% der 25 Studien, die in ihren kooperativen Lernmethoden keine Gruppenziele und individuelle Verantwortlichkeit einbauten, positive Effekte auf die Lernleistung, und 14% fanden negative Effekte. Es ergab sich eine mittlere Effektstärke von .07.

Weitere Komponenten kooperativen Lernens sind das Stellen und Beantworten von Fragen. Der Nutzen von Rückfragen beim kooperativen Lernen wird vor allem darin gesehen, dass sie elaborative Erklärungen evozieren können (Renkl, 1997c).

Brown und Palincsar (1989) argumentieren in Hinblick auf ihre Methode des reziproken Lehrens, dass die in der Lehr-Rolle stehenden Diskussionsführer durch Fragen der Gruppenmitglieder gewissermaßen gezwungen werden Begründungen zu geben, die ihre Argumente unterstützen, und es dadurch zu Elaborationen, zu Erweiterungen und zur Vernetzung des Wissens kommt. Die evozierten elaborativen Erklärungen werden somit als lernförderlich eingestuft (Webb, 1989). Zudem wirken Rückfragen der Tendenz von Lernenden entgegen elaborative Lernstrategien spontan weit weniger intensiv einzusetzen, als sie dies könnten. Die beschriebenen Vermutungen hinsichtlich der Wirkung von Rückfragen können in der folgenden Wirkkette zusammengefasst werden: Rückfragen → elaborative Erklärungen → Wissenszuwachs.

Darüber hinaus wird Rückfragen eine verständnisüberwachende, meta-kognitive Funktion zugeschrieben (Webb, 1989). Die Erklärenden können entweder relativ direkt durch Rückfragen auf Inkonsistenzen oder auch Lücken in ihrem Wissen aufmerksam gemacht werden, oder aber sie bemerken die Wissensdefizite, während sie versuchen Fragen zu beantworten. Entdeckte Inkonsistenzen und Lücken können dann weitere Lernaktivitäten induzieren.

Rückfragen führen allerdings nicht in jedem Fall zu erhöhter Lernleistung wie Hooper (1992) und Webb, Ender und Lewis (1986) in ihren jeweiligen Korrelationsstudien herausfanden. Hooper (1992) analysierte beim kooperativen Lernen von mathematischen Inhalten die Rolle von Bitten um Hilfe, welche typischerweise aus Fragen oder aus Anforderungen etwas zu erklären bestanden. Es zeigte sich jedoch kein Zusammenhang zwischen dem Ausmaß, in dem Schüler von den Kooperationspartnern um Hilfe gebeten wurden, und dem Lernerfolg.

Webb et al. (1986) untersuchten den Einfluss des Verhaltens des jeweiligen Partners innerhalb kooperativer Dyaden. Es wurde ausgewertet, inwieweit in kooperativen Zweiergruppen beim Erlernen von BASIC Gruppen­interaktionsvariablen einen Einfluss hatten, unter anderem auch, ob Fragen an Mitlernende deren Lernerfolg beeinflussten. Es wurden keine Zusammenhänge mit Rückfragen gefunden, wobei sich Webb et al. (1986) in der Darstellung der Ergebnisse auf die signifikanten Befunde beschränkten. Ergebnisse einer Studie von Renkl (1997c) unterstützen die Studien von Hooper (1992) und Webb et al. (1986) bezüglich der Lernleistung. Rückfragen sind demzufolge nicht generell lernförderlich.

Neben den bereits genannten Komponenten kooperativen Lernens, gibt es beispielsweise noch Bedingungen an die Aufgaben und an die Lernenden selbst. Von Johnson und Johnson (1989) wird betont, dass die Aufgabe eine natürliche Gruppenaufgabe sein sollte.

Auch die Lernenden müssen in kooperativen Lernarrangements verschiedene Fähigkeiten mitbringen. Wenn die Lernenden Schwierigkeiten haben im Team zu arbeiten, eine geringe Motivation zur Kooperation mitbringen, sich ungern auf Neues einlassen, generell wenig Interesse am Lerngegenstand oder ein geringes Vorwissen haben, dann tendieren die Lernenden dazu den Lernaufwand zu minimieren und dabei auf möglichst niedrigem Niveau zu interagieren (Renkl & Mandl, 1995). Deci & Ryan (1993) berichten, dass intrinsische Motivation in Form eines grundsätzlichen Interesses am Lerngegenstand eine wichtige Bedingungsvariable des Lernens darstellt. Jede dieser Randbedingungen hat einen gewissen Einfluss auf die kooperative Lernsituation, wobei es für jeden Kontext notwendige und ersetzbare Bedingungen gibt und die Bedeutung dieser Voraussetzungen im Zusammenspiel für unterschiedliche Lernaufgaben sehr stark variieren kann (Renkl & Mandl, 1995).

Beim kooperativen Lernen stehen die einzelnen Personen miteinander im Austausch, sie interagieren. Der Ablauf dieser Interaktion kann zum einen durch pädagogische Intervention, zum Beispiel Rollenwechsel, gezielt gesteuert und damit strukturiert werden, zum anderen kann die Interaktion von der Größe der Gruppe beeinflusst werden. Reinmann-Rothmeier und Mandl (1999) geben als verschiedene Arten von Gruppen ein Zweierteam (Dyade), eine Kleingruppe mit drei bis fünf Teilnehmern, eine Klasse mit 20-30 Personen oder größere Lerngemeinschaften an.

In einer Meta-Analyse zum kooperativen Lernen stellten Lou, Abrami und d'Apollonia (2001) fest, dass – unabhängig von der Aufgabe – bezüglich des individuellen Lernerfolgs beim kooperativen Lernen in Gruppen mit drei bis fünf Lernpartnern die größten Effekte auftraten. In Bezug auf die Qualität eines gemeinsamen Gruppenergebnisses wiesen Zweiergruppen die höchsten Effekte auf.

Es kann festgehalten werden, dass die Schaffung einer positiven Interdependenz eine notwendige Voraussetzung für erfolgreiches kooperatives Lernen darstellt. Diese sollte möglichst in Bezug auf ein gemeinsames Gruppenziel realisiert werden. Die positive Zielinterdependenz kann durch eine Gruppenbelohnung ergänzt werden. Diese Kombination stellte sich als besonders wirksam heraus, wenn die Gruppenbelohnungen oder –ziele auf individueller Verantwortlichkeit beruhten. Auch die Kombination von positiver Zielinterdependenz und positiver Ressourceninterdependenz stellte sich als wirksam heraus, wobei letztgenannte allein nicht lernförderlich war. Rückfragen innerhalb kooperativer Strukturen können die Produktivität erhöhen, sie haben sich aber als nicht generell wirksam erwiesen.

3 Lernen durch Lehren

Da in der vorliegenden Untersuchung die Rollen des Erklärers und Zuhörers von „außen“ vorgegeben wurden, wird in Kapitel 3.1 zunächst auf die rollentheoretische Perspektive Bezug genommen. Abschnitt 3.2 geht auf die empirische Befundlage zur Effektivität des Peer-Tutoring ein, während sich das anschließende Kapitel mit dem Lernen durch Lehren beschäftigt, das heißt es wird insbesondere auf die Effekte (des Gebens) von Erklärungen eingegangen. Es wird ausführlich die Studie von Renkl (1996a) beschrieben, bei der Erklärer mit Zuhörern verglichen wurden. Diese Studie bildete einen Schwerpunkt des theoretischen Teils der vorliegenden Arbeit, da die vorliegende Untersuchung sich an die Studie von Renkl (1996a) anlehnte und dazu weiterführende Fragen untersuchte.

3.1 Rollentheoretische Perspektive

Die rollentheoretische Perspektive wurde im Zusammenhang mit Lernen durch Lehren in Tutoring-Arrangements formuliert (Allen, 1983; Allen & Feldman, 1976). Eine Rolle wird dabei als ein Satz von Erwartungen definiert, der an den Inhaber einer Position gestellt wird. Im Hinblick auf die Effekte der Einnahme einer Tutorrolle ist insbesondere die Ähnlichkeit dieser Rollen mit derjenigen des Lehrers von Bedeutung. Allen (1983) bezeichnet die Tutorrolle als a teacher role in miniature. Nach der rollentheoretischen Perspektive werden die Tutoren ihr Verhalten in eine Richtung verändern, die es zunehmend mit den Erwartungen der Zuhörer, aber auch mit den allgemeinen Erwartungen, die an eine Lehr-Rolle geknüpft sind, in Übereinstimmung bringt. Insofern ist zu erwarten, dass sich die Tutoren für den Lernstoff vermehrt interessieren und sich damit intrinsische Lernmotivation und erhöhte Lernbereitschaft entwickeln.

Ein kritischer Aspekt, der die Effekte der Rollenübernahme beeinflusst, ist das eventuelle Vorhandensein von Rollenfertigkeiten. Um die Erwartungen zu erfüllen, müssen die Erklärer eine Reihe von Anforderungen bewältigen. So müssen sie die Interaktion steuern, diese auf aufgabenrelevante Dinge konzentrieren, für den Zuhörer verständliche, eindeutige Erklärungen geben, Nicht-Verstehen diagnostizieren oder auch gelangweiltes Verhalten erkennen, wenn der Zuhörer beispielsweise den aktuellen Sachverhalt längst verinnerlicht hat. Sind die Tutoren von all diesen Aufgaben überfordert, so führt dies dazu, dass der Lernstoff nicht interessanter wird, und dass das Lehren aufgrund der Überforderungssituation der Tutoren auch hinsichtlich der fachlichen Inhalte verwirrt.

Auch die Reaktionen der Zuhörer werden von Allen (1983) als kritischen Punkt angeführt. Interpretieren die Lehrenden die Rückmeldungen der Zuhörer als Misserfolg, etwa weil letztgenannte scheinbar keinen Lernfortschritt erzielen, so können die Tutoren hinsichtlich des Stoffes verunsichert werden. Die Anforderungen, die eine Lehr-Rolle beinhaltet, kann also zum einen förderliches Potential aufweisen, zum anderen aber auch zu einer Überforderung der Lehrenden führen.

Kritisch anzumerken bleibt, dass die rollentheoretische Perspektive ein relativ globales Spezifizierungsniveau aufweist (Mandl & Renkl, 1992). Die kognitiven Prozesse, welche die Lerneffekte des Lernens durch Lehren mediieren, werden lediglich über globale Konzepte wie vermehrte Anstrengung konzeptualisiert. Zu spezifischen kognitiven Prozessen werden keine Aussagen gemacht. Zudem wird ein sehr globaler Lernbegriff verwendet, das heißt, es wird nicht zwischen verschiedenen Lernarten unterschieden, wie beispielsweise dem Lernen aus Texten oder dem Lernen aus Lösungsbeispielen. Folglich können auch nicht die für bestimmte Lernarten spezifischen Lernprozesse angeführt werden, die für das Erreichen bestimmter Lernziele relevant sind.

3.2 Peer-Tutoring

"A considerable amount is already known about the effectiveness of peer tutoring in further and higher education” (Topping, 1996, S. 338). Diese Feststellung soll anhand der folgenden Studien in den Kapiteln 3.2.1 und 3.2.2 belegt werden. Dazu wird das Lernen in Dyaden mit wechselnden Rollen und mit festen Rollen unterschieden.

3.2.1 Peer-Tutoring mit wechselnden Rollen

Goldschmid und Goldschmid (1976) untersuchten Dyaden, in denen mit wechselnden Rollen gelernt wurde. Es wurden drei Gruppen von Psychologiestudenten miteinander verglichen. Sie umfassten zum einen Versuchspersonen, die innerhalb eines Seminars lernten (seminar with faculty), zum anderen Personen, die selbstständig lernten (independent study) und weiterhin eine Gruppe mit Probanden, die sich aus Dyaden zusammensetzte (peer tutoring group). Die Autoren fanden heraus, dass die Peer-Tutoring-Gruppe die besten Ergebnisse in einem nichtangekündigten Test erzielte.

John Fantuzzo, Dimeff und Fox (1989) wiesen Psychologiestudenten zufällig die drei Bedingungen „wechselseitiges Peer-Tutoring“, „nur Fragen“ und „Placebo“ zu. In der ersten Gruppe, mit innerhalb einer Sitzung wechselnden Rollen als Erklärer und Zuhörer, erstellten die Probanden Tests für den Lernpartner, bearbeiteten jeweils diesen Test, diskutierten die Ergebnisse und trainierten wenn erforderlich den Partner. Die Versuchspersonen der „question only“-Gruppe erstellten den Test alleine ohne diesen im Anschluss zu bearbeiten. Sie lernten also mit dem Ziel einen Test zu kreieren und dann abzugeben. Diese Personen hatten auch Einblick in die Fragen beziehungsweise Aufgaben, die durch die erstgenannte Gruppe erstellt wurden. Die Studenten der Placebo-Bedingung sahen per Video dieselben Instruktionen mit den zu lernenden Inhalten, und beantworteten die Fragen, die im Video präsentiert wurden. Die Peer-Tutoring-Gruppe schnitt in einer abschließenden Prüfung signifikant besser als die anderen beiden Gruppen ab, wobei sich letztere nicht signifikant voneinander unterschieden.

Topping, Watson, Jarvis und Hill (1996) führten ein Projekt innerhalb eines einjährigen Kurses mit Studenten durch. Die 12 einstündigen Peer-Sitzungen ersetzten die herkömmliche Vorlesung. Die Prüfungsergebnisse im Bereich Rechnen waren bei der Experimentalgruppe (Peer-Tutoring in Dyaden) signifikant besser als bei den Studenten des vorangegangenen Jahres. Es muss jedoch angemerkt werden, dass die beiden Jahrgänge nicht vergleichbar waren. Ein ähnliches Projekt führten Topping und Mitarbeiter (1996) innerhalb eines einjährigen Kurses in Wirtschaftsmathematik durch. Die abschließenden Resultate zeigten keinen signifikanten Unterschied zwischen der Experimentalgruppe und dem früheren Vergleichsjahr.

Topping (1996) stellte in seiner Übersichtsarbeit fest, dass “five out of 6 studies of same-year dyadic reciprocal tutoring have demonstrated increased attainment. There was also evidence of … improved transferable skills […] Same-year dyadic reciprocal tutoring has been demonstrated to be effective” (S. 339). Die Angabe s ame year (of study) meint dabei beispielsweise, dass sich die Lernpartner im gleichen Kurs oder Lehrgang befanden, zu vergleichen mit den Probanden der vorliegenden Untersuchung. Somit hatten entsprechende Personen ähnliche Lernfortschritte oder einen etwa gleichen Wissensstand in einem bestimmten Bereich vorzuweisen. Die Studien zum Peer-Tutoring, die in der vorliegenden Arbeit betrachtet werden, beinhalten alle das „same-year-Tutoring“. Damit beschränkt sich die Darstellung des Peer-Tutoring auf Studien, die einen Bezug zur vorliegenden Untersuchung haben. Eine umfassende Übersicht und Diskussion sämtlicher Tutoring-Arrangements wäre im Rahmen dieser Arbeit zu umfangreich und ist daher nicht vorgesehen.

3.2.2 Peer-Tutoring mit fester Rollenverteilung

Annis (1983) teilte Schüler zufällig in drei Gruppen ein. Erstere umfasste Versuchspersonen, welche das Lernmaterial lediglich lesen sollten (read only). Eine Zweite bestand aus Personen, die den Stoff in der Erwartung lasen, diesen einem anderen zu erklären (read to teach), ohne das dies tatsächlich erfolgte. Die dritte Gruppe las das Lernmaterial und vermittelte es dann tatsächlich einer anderen Person (read and teach). Im anschließenden Fähigkeitstest schnitt die Gruppe „read only“ schlechter ab als die „read to teach“-Gruppe, welche wiederum schlechter im Test war als die Gruppe „read and teach“. Die Erklärer erreichten mehr Punkte im Test als die Zuhörer.

In einer ähnlichen Studie von Benware und Deci (1984) wurden anhand des Lesens zwei Gruppen verglichen, wobei Personen der einen Gruppe für einen Test lernten, und die der anderen um den Stoff einer anderen Person zu erklären. Die Versuchspersonen wurden den jeweiligen Gruppen zufällig zugeordnet. Beide untersuchten Gruppen schnitten hinsichtlich des Auswendiglernens gleich gut ab, aber die „learn to teach“-Gruppe erzielte bessere Testergebnisse beim begrifflichen Verständnis (conceptual understandig), also dem Verstehen des gelesenen Stoffes.

Fremouw und Feindler (1978) untersuchten die Effektivität von Dyaden im Vergleich zu Gruppen von neun Personen, welche von einem professionellen Lehrer geleitet wurden. Die Peer-Tutoren absolvierten dabei ein zusätzliches Training. Die Ergebnisse der Peer Tutoren-Gruppe waren dabei vergleichbar gut wie die der Neuner-Gruppe mit dem Lehrer.

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