Digitale Bildungsmedien in der Kritik? – Neue Studien zu Forschung und Praxis
Eine aktuelle Studie der schwedischen wissenschaftlichen Akademie „Karolinska“ und auch die dänische Ministerpräsidentin Mette Frederiksen haben sich in den vergangenen Monaten mit Forderungen an die Öffentlichkeit gewendet, die Bildschirmzeit der Schülerinnen und Schüler zu reduzieren. Dies soll dem Niedergang der Lesekompetenz in ihren Schulsystemen durch mehr Lesezeit mit gedruckten Büchern entgegenwirken.
Das Karolinska-Institut kritisiert insbesondere die Vorgabe des schwedischen Lehrplanes, im Vorschulalter digitale Hilfsmittel zu nutzen: »Der frühe Einsatz von Bildschirmen steht im Zusammenhang mit einer schlechteren Sprachentwicklung«. Dänemarks Ministerpräsidentin wurde grundsätzlicher:
»Ich habe ernsthafte Angst, dass ihr Kinder und Jugendlichen, die ihr heute heranwachst, auf eure Kindheit zurückblickt und sagt: Wie um alles in der Welt konntet ihr uns so unkritisch dem Bildschirm aussetzen?«.
Die Beobachtung, dass die zunehmende Bildschirmzeit bei Kindern und Jugendlichen zu einer messbar geringen Aufmerksamkeitsspanne führt, gilt als wissenschaftlich fundiert. Die Frage ist nur, ob die Bildschirmzeit auf Social Media und Gaming oder auf die Nutzung digitaler Bildungsmedien zurückzuführen ist – das Karolinska-Institut differenziert hier nicht. Jedoch zeigen die Forderungen aus Skandinavien die Richtung auf, nämlich die private Nutzung von Smartphones im Schulumfeld zu vermeiden. So empfiehlt auch eine Meta-Analyse der Universität Augsburg schulische Konzepte, »die Jugendliche an die Nutzung von Smartphones mit Augenmaß heranführen und dabei ein hohes Maß an Selbstreflexion und Eigenverantwortung in den Mittelpunkt stellen«.
Hat nun die Digitalisierung der Schulen ganz allgemein negative Folgen für den Wissenserwerb der Schülerinnen und Schüler?
Gezielte Wahl – Digitale Bildungsmedien im Unterricht
Ein prägnanter Vorteil der nahezu flächendeckenden digitalen Infrastruktur in den skandinavischen Ländern – vom Endgerät bis zum digitalen Schulverwaltungssystem – zeigte sich während der corona-bedingten Phase des »Remote Schoolings«: Lehrkräfte konnten ihre Klassen zuverlässig erreichen, um zumindest den traditionellen Unterricht aus der Distanz fortsetzen zu können.
Eine weitere positive Wirkung dieser Infrastruktur, verbunden mit der seit Jahren in Dänemarks Lehrplänen verankerten Medienkompetenz aller Fächer, ist bei den computer- und informationsbezogenen Kompetenzen messbar, die in der internationalen Vergleichsstudie ICILS gemessen werden. Daraus ist erkennbar, dass etwa dänische den deutschen Schülerinnen und Schülern der 8. Klassen weit voraus sind bzgl. »der individuellen Fähigkeiten, (…) digitale Medien zum Recherchieren, Gestalten und Kommunizieren von Informationen zu nutzen und diese zu bewerten, um am Leben (…) erfolgreich teilzuhaben«.
Für den nächsten zentralen Aufgabenbereich von Schulen – das Erreichen der Bildungsstandards im Fächerkanon von Mathematik bis zu Sprachen – reicht die alleinige Verfügbarkeit digitaler Infrastruktur im Klassenraum allerdings nicht aus: »Wenn es um die Verbesserung der Lernleistungen geht, sollte man die Digitalisierung nicht überschätzen. Die Leistung wird nicht per se besser, wenn es mehr digitale Geräte gibt«, so auch der deutsche Lehrerpräsident Stefan Düll.
Nicht alles, was digital möglich ist, befördere den Lernerfolg. »Gleichzeitig finden sich robuste positive Effekte für einen bestimmten Einsatz digitaler Tools. Gerade Tutorensysteme, bei denen Lernende intensive und individuelle Rückmeldung erhalten, haben sich zum Beispiel als sehr lernwirksam erwiesen«, ergänzen Ulrike Cress, Direktorin des Leibniz-Instituts für Wissensmedien in Tübingen, und Ulrich Trautwein, Direktor des Hector-Instituts für Empirische Bildungsforschung an der Uni Tübingen. Nötig sei eine sorgfältige Auswahl und Anwendung von Technologien, je nach dem klar definierten Zweck ihres Einsatzes im Bildungssektor.
Erst der systematische Einsatz lernwirksamer digitaler Bildungsmedien, basierend auf einer verfügbaren digitalen Infrastruktur, kann die Lehrkräfte und Lernenden so unterstützen, dass Leistungssteigerungen in der Breite möglich werden.
Prof. Dr. Katharina Scheiter vom Lehrstuhl für Digitale Bildung der Universität Potsdam verdeutlicht in diesem Zusammenhang, dass nicht alle digitalen Werkzeuge gleich sind und ihre Wirksamkeit stark variieren kann:
Eine kognitive Überlastung durch übermäßig komplexe digitale Werkzeuge kann den Lernprozess behindern. Allerdings können zu simple oder geschlossene Formate das Lernpotenzial minimieren. Für einen effektiven Einsatz digitaler Bildungsmedien bedarf es einer sorgfältigen Ausgewogenheit zwischen Entdeckung und gezieltem Lernen, unterstützt durch adaptive und personalisierte Rückmeldungen.
Gefragt sind somit lern- und lehrwirksame adaptive Bildungsmedien, die unter pädagogischen Gesichtspunkten entwickelt werden und einen digitalen Mehrwert liefern. Die »Schulbücher der nächsten Generation« können als Software as a Service (SaaS) zwei zentrale Ziele erreichen: Eine effektive Unterstützung der Lehrkräfte beim Unterrichten in heterogenen Klassen sowie die Bereitstellung einer fokussierten Lernumgebung für Schülerinnen und Schüler, sodass ein selbstständiges Üben im eigenen Tempo ermöglicht wird.
bettermarks reagierte unlängst auf diese Herausforderung und entwickelte die neue Anwendung »Unterrichten« – zunächst für die Jahrgangsstufen 5/6 und 7/8. Diese bietet Lehrkräften curricular strukturierte und vorbereitete Unterrichtseinheiten für alle Phasen des Mathematikunterrichts: Das verstehensorientierte Einführen und Erarbeiten eines neuen Themas, das Sichern des Wissens, das Üben, Anwenden und Vernetzen sowie das Überprüfen. So können Lehrerinnen und Lehrer beispielsweise anhand eines interaktiven Tafelbildes ein neues Thema verständlich visualisieren.
Anschließend erhalten die Schülerinnen und Schüler eine tutorielle Unterstützung beim Üben der dazu passenden Aufgaben, da jede Eingabe eine personalisierte Rückmeldung auslöst. Die Nutzung von intelligenten Interaktionswerkzeugen fördert hier die Anwendung von mathematischen Kompetenzen. Eine automatische Korrektur entlastet Lehrerinnen und Lehrer und verschafft ihnen im Unterrichtsgeschehen Zeit, um individueller auf Schülerinnen und Schülern einzugehen.
Erwiesenermaßen lernwirksam – Wissenschaftliche Grundlagen für den Einsatz digitaler Bildungsmedien
Wissenschaftliche Erkenntnisse, die in Deutschland von der SWK in einem Gutachten zusammengetragen wurden, belegen, dass Intelligente Tutorielle Systeme (auch adaptive Lernsysteme genannt) eine messbare Verbesserung des Unterrichts ermöglichen. Es liegen außerdem detaillierte Erkenntnisse vor, wie solche fachspezifischen adaptiven Lernsysteme ausgestattet sein müssen, damit die spezifischen Kompetenzen der jeweiligen Schulfächer im Klassenverbund erlernt, geübt und überprüft werden können.
Professor Dr. Olaf Köller, Geschäftsführender Wissenschaftlicher Direktor des Leibniz-Instituts für Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN) und Professor für empirische Bildungsforschung an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, hebt die Bedeutung des Einsatzes intelligenter Tutorensysteme (ITS) für die Qualität des Mathematikunterrichts hervor. Dabei solle nicht der analoge Unterricht einfach in digitale Räume übertragen werden. Vielmehr müsse der Fokus auf intelligenten Lernmaterialien liegen, die zeitweise unabhängig von Lehrkräften eingesetzt werden können: ITS übernehmen die Fehlerdiagnostik und geben individuelle Lernhinweise an die Schülerinnen und Schüler. Die Lehrkräfte erhalten eine Übersicht der Lernergebnisse in Form von automatischer Korrektur und Auswertung, um im Unterricht gezielt darauf reagieren zu können. Somit erhalten Lehrerinnen und Lehrer eine effektive Unterstützung in ihren alltäglichen Aufgaben.
Eine Analyse des DFKI, Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz, hebt etwa die Bedeutung elaborierter Rückmeldungen hervor, die zur Lernwirksamkeit beitragen.
Die richtige Balance – digitale Bildungsmedien evidenzbasiert einsetzen
Welche Funktionen in adaptiven Lernsystemen zielführend sind, ist demnach zuverlässig erforscht – auch wenn sich deren Wirksamkeit nur entfalten kann, wenn sie systematisch und kontinuierlich genutzt werden.
Auf den ersten Blick erstaunt also die Forderung aus Schweden und Dänemark, die Digitalisierung ihres Schulsystems zu überprüfen. Für die dahinter liegende Frage, wie die digitale Infrastruktur auch für die Verbesserung des Fachunterrichts genutzt werden kann, gibt es jedoch schon eine Antwort: der systematische Einsatz adaptiver Lernsysteme. Bis die Schulen diese – in Skandinavien ebenso wie in Deutschland – fächerübergreifend nutzen können, haben Wissenschaft, Bildungsministerien, EdTech-Unternehmen sowie Schulbuchverlage allerdings noch einiges zu tun: Die Evaluation wirksamer Nutzungsszenarien, die Verbreitung dieser im Schulsystem sowie die Bereitstellung von didaktisch fundierten adaptiven Lernsystemen für möglichst alle Fächer. Parallel dazu sollte dann auch in Deutschland endlich eine digitale Infrastruktur an den Schulen ausgerollt worden sein.