PPLP-Vorlesung 7-9

7) Problemlösen und Lerntransfer 8) Lernmotivation 9) Selbstregulation lernen und fördern (FEHLT NOCH)

7) Problemlösen und Lerntransfer 8) Lernmotivation 9) Selbstregulation lernen und fördern (FEHLT NOCH)

Samuele Simonetto
Lernen

Samuele Simonetto
Diese Lernkarten behandeln motivationale Aspekte im pädagogischen Kontext auf Universitätsniveau. Sie beleuchten Probleme, Strategien und Attributionen, die das Lernen und die Motivation von Schülern beeinflussen. Besonders relevant sind Themen wie die Selbstbestimmungstheorie, Zielorientierungen und die Rolle von Autonomie und Kompetenz. Diese Lernkarten sind ideal für Pädagogen und Studierende, die verstehen möchten, wie motivationale Faktoren den Lernerfolg fördern oder hemmen.
Karten
96
Lernende
5
Sprache
Deutsch
Kategorie
Pädagogik
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
29.04.2017 / 13.09.2017

Lernkarten

Vorlesung 7
Problemlösen

Programm der Vorlesung

I Rückblick Lernstrategien & Metakognition
II Problemlösen
• Was ist ein Problem?
• Verschiedene Problemtypen
• Stufen des Problemlösens
• Barrieren des Problemlösens
• Problemlösen unterstützen

Orientierungsfragen Lernstrategien

• …wissen, was Lernstrategien und metakognitive Strategien sind.
• …erklären können, wie sich kognitive Lernstrategien und metakognitive
Strategien in das Modell der drei Schichten der Selbstregulation nach
Boekaerts (1999) einordnen lassen
• …unterschiedliche Typen von Lernstrategien kennen und erklären können.
• …einige Mnemotechniken bzw. Techniken zum Wiederholen kennen und
wissen, in welchem Kontext man sie gewinnbringend anwenden kann.
• …die Typen (Phasen) metakognitiver Strategien erklären können.
• …wissen, was mit den Begriffen Produktions- und Nutzungsdefizit
gemeint ist.
• …Möglichkeiten kennen, um den Erwerb von Lernstrategien bei
Schülerinnen und Schülern konkret zu unterstützen.

OF: …erklären können, wie sich kognitive Lernstrategien und
metakognitive Strategien in das Modell der drei Schichten der
Selbstregulation nach Boekaerts (1999) einordnen lassen

Verschiedene Typen kognitiver Lernstrategien

Loci und Schlüsselwortmethode

Metakognitives Wissen und metakognitive
Strategien

Metakognitives Wissen
• Wissen über das (eigene) Gedächtnis, das Lernen
(Stärken und Schwächen)
• Wissen und Überzeugungen zum eigenen Wissen (z.B.
Inhalte, Grenzen)
• Wissen über Strategien und deren Anwendung

Metakognitive Kontrolle -> metakognitive Strategien
• übergeordnete Strategien zur Planung, Überwachung, Steuerung und Bewertung
eigener Lernprozesse

 

Planung > Überwachung & Regulation > Bewertung

Ordnen Sie die Strategien von Marco folgenden Kategorien durch:

Kognitiv: Memorieren
Kognitiv: Organisieren
Kognitiv: Elaborieren
Metakognitiv: Planen
Metakognitiv: Überwachen
Metakognitiv: Bewerten
(Motiivational)

OF: …wissen, was mit den Begriffen Produktions- und
Nutzungsdefizit gemeint ist.

> Produktionsdefizit: Keine spontane Nutzung; Kinder geben Strategie
wieder auf, sobald sie nicht mehr dazu aufgefordert werden; mangelndes
Verständnis der Nützlichkeit


> Nutzungsdefizit:
Kinder wenden Strategie zwar
manchmal selbstständig an,
sie wirkt sich jedoch (zunächst)
noch nicht günstig aus
(aufgrund unzureichender
Fertigkeiten bzw. Automatisierung).

 

OF: …Möglichkeiten kennen, um den Erwerb von Lernstrategien
bei Schülerinnen und Schülern konkret zu unterstützen.

-> s. auch Vertiefungen in
Seminar und Texten

• Verschiedene Lernstrategien im Unterricht
kennenlernen (explizit, implizit, Lehrperson!);
• Konditionales Wissen vermitteln. Schüler müssen
von der Nützlichkeit überzeugt sein;
• Strategien einüben und automatisieren;
• Einsatz von Lernstrategien an das
schematische Wissen des
Fachgebietes koppeln
(Deutsch / M&U -> Textverstehen,
Mathe -> Sachaufgaben
Fremdsprachen -> Vokabeln lernen  ….).

II Problemlösen
• Was ist ein Problem?

Sockenproblem


Wenn Sie schwarze und weiße
Socken in Ihrer Schublade im
Verhältnis 4:5 haben, wie viele
Socken müssen Sie
herausnehmen, bis Sie ein Paar
von der gleichen Farbe haben?


Klicken Sie die richtige Anzahl hier an.
https://tinyurl.com/sockenproblem

Problemlösen

Wie löse ich die Aufgabe 2(x + 6) + x = 40 in der Matheprüfung?
Wie teile ich meinen Kuchen so, dass sich alle fair behandelt fühlen?
Wie schaffe ich es meine Seminararbeit in einer Woche zu schreiben,
obwohl ich noch nicht angefangen habe?
Was schenke ich meinem Vater zum Geburtstag?
…
Wie lässt sich der Friedensprozess
im Nahen Osten beschleunigen?

Lernen beruht auf dem Lösen von Problemen

• Probleme regen zu aktivem Forschen und
zum Generieren neuer Ideen an
• Probleme aktiv zu lösen, fördert
das Verstehen konzeptioneller Zusammenhänge
• Ziel ist das Finden von Problemlösungen,
die auf zukünftige Fälle übertragbar sind
-> Lerntransfer

Was ist ein Problem?

Aufgaben, Routineprobleme, echte Probleme


„Aufgaben sind geistige Anforderungen, für deren Bewältigung
Methoden bekannt sind. [...] Aufgaben erfordern nur reproduktives
Denken, beim Problemlösen muss etwas Neues geschaffen werden
(produktives Denken).“
(Dörner, 1979, S. 10)

^

Hängt von Vorerfahrungen
des potentiellen Problemlösers
ab.

Problem oder Aufgabe?

Sind die beiden folgenden Aufgaben der Definition zufolge Probleme?
1. 2 + 3 = ?
Es handelt sich nicht um ein Problem, da das Ergebnis (üblicherweise)
aus dem Gedächtnis abgerufen werden kann.
2. 237 x 38 = ?
Es handelt sich nicht um ein Problem, da die Lösung zwar
(üblicherweise) nicht einfach abgerufen werden kann, die
Lösungsprozedur jedoch (meistens) bekannt ist
(Multiplikationsaufgabe). Andererseits kann die Situation auch ein
Problem darstellen, wenn die Lösungsprozedur nicht bekannt ist.

II Problemlösen

• Verschiedene Problemtypen

Klar und unklar definierte Probleme

Klar definierte Probleme (well-defined):
(z.B. ein mathematischer Beweis, ein Puzzle)


• klar definierter Ist- und Soll-Zustand
• gut strukturierte Probleme, relevante
Informationen vorhanden,
• eindeutige  (mglw. multiple) Lösungswege
• Operatoren zur Überwindung der Barriere
sind nicht bekannt

 

Unklar definierte Probleme (ill-defined):


• Uneindeutiger oder nicht definierter
Zielzustand;
• Unsicherheit und Unklarheit über relevante
Informationen und Lösungswege sowie über
die möglichen Operatoren

Typen von Problemen

• Logische Probleme
• Algorithmische Probleme
• Textprobleme
• Regelverwendende Probleme
• Fehlersuch-und Diagnose-
Probleme
• Strategische Leistungen
• Fallanalysen
• Design-Probleme
• Dilemmata

Typen von Problemen

Versuchens Sie es selber:
Ziel ist es, den kompletten Scheiben-Stapel von 1 nach 3 zu versetzen.
Bei jedem Zug darf die oberste Scheibe eines beliebigen Platzes auf
einen der beiden anderen Plätze gelegt werden, vorausgesetzt, dort
liegt nicht schon eine kleinere Scheibe.
Wie viele Züge brauchen Sie?
https://www.mathematik.ch/spiele/hanoi_mit_grafik/

Typen von Problemen

Logische Probleme

Typen von Problemen

Logische Probleme 2

Typen von Problemen

Algorithmische Probleme 1

Typen von Problemen

Algorithmische Probleme 2

Typen von Problemen

Textprobleme

Typen von Problemen

Regelverwendende Probleme 1

Typen von Problemen

Regelverwendende Probleme 2

Typen von Problemen

Fehlersuch- und
Diagnose-Probleme

Typen von Problemen

Fallanalysen

Typen von Problemen

Design-Probleme

Typen von Problemen

Dilemmata

Typen von Problemen

Übersicht

• Logische Probleme
• Algorithmische Probleme
• Textprobleme
• Regelverwendende Probleme
• Fehlersuch-und Diagnose-
Probleme
• Fallanalysen
• Design-Probleme
• Dilemmata

II Problemlösen

• Stufen des Problemlösens

Der IDEAL Problemlöser nach Bransford und Stein (1993)

I Identifizieren des Problems
D Definieren des Ziels und Darstellung des Problems
E Exploration möglicher Strategien
A Antizipation von Ergebnissen und Handeln
L Lernen und Rückschau

Stufen des Problemlösens

I Identifizieren des Problems

> Erkennen, dass ein Problem
vorliegt und um welches Problem
es sich handelt (Schleife)

„In einem Fall erhielt der Besitzer eines Gebäudes die Beschwerde, der Aufzug führe
zu langsam. Ein Berater einer Aufzugsfirma wurde bestellt, der die Geschwindigkeit
des Aufzuges als normal einstufte und anmerkte, dass eine Erhöhung der
Geschwindigkeit sehr kostspielig sein würde. Eines Tages beobachtete der
Hausmeister, wie Leute auf den Aufzug warteten. Sie sahen sehr gelangweilt aus.
Das Problem war also nicht die Fahrgeschwindigkeit des Aufzuges, sondern die
Langeweile beim Warten. Nachdem nun das Problem ausgemacht war, war die
Lösung einfach: Um die Wartezeit angenehmer zu gestalten, wurden links und
rechts vom Aufzug Spiegel angebracht.“

Stufen des Problemlösens

D Definieren des Ziels und
Repräsentation des Problems

Die Aufgabe „verstehen“, d.h.
>Relevante Information identifizieren
>Verbale Formulierung des Problems verstehen
>Problemlage und Zielzustand „richtig“ antizipieren

„Ein gut
verstandenes
Problem ist halb
gelöst“ (K. Reusser)

Stufen des Problemlösens

D Definieren des Ziels und Repräsentation des Problems

>Relevante Information identifizieren

Wasserlilien verdoppeln die von
ihnen bedeckte Fläche innerhalb
von 24 Stunden. Zu Beginn des
Sommers befindet sich auf einem
See eine Wasserlilie.
Es dauert 60 Tage, bis der See
zugewachsen ist.
An welchem Tag ist der See zur
Hälfte bedeckt?

Stufen des Problemlösens

D Definieren des Ziels und Repräsentation des Problems

> Verbale Formulierung des Problems verstehen

Lehrer: Peter hat drei Äpfel. Ann hat auch einige Äpfel. Beide zusammen
haben neun Äpfel. Wie viele hat nun Ann gehabt?
Schüler: Neun
Lehrer: Wieso?
Schüler: Das haben Sie doch gerade gesagt.
Lehrer: Kannst du die Geschichte noch einmal erzählen?
Schüler: Peter hat drei Äpfel, Ann hat auch einige Äpfel. Ann hat neun. Peter
hat auch neun Äpfel.

 

>Hilfreiche Repräsentation des Problems finden,
konzeptuelles Modell erstellen
(Transformation des Problems)
>Bekannte Problem- und
Lösungsschemata aktivieren

Stufen des Problemlösens

Transformation des Problems

Welchem Schema (Prinzip, Muster) folgt das Problem?

,,Johanna hat 15 Bonuspunkte und Luise hat 24. Wie viel mehr hat Luise?"
Die Antwort des Kindes: 15 + 24 = 39" Additions-Schema?

Versuchen Sie die folgende Aufgabe zu lösen!

Zwei Züge sind 50 km voneinander entfernt. Nachts um zwei Uhr verlassen beide
den Bahnhof, um auf einander zuzufahren. Im Moment ihrer Abfahrt startet ein
Vogel vom ersten Zug, um dem zweiten Zug entgegenzufliegen. Nach Erreichen
dieses zweiten Zuges macht das Tier eine Kehrtwende, um sich wieder dem
ersten Zug zu nähern. Diesen Pendelflug setzt das Tier solange fort, bis sich die
Züge getroffen haben. Beide Züge fahren mit einer Geschwindigkeit von 25 km/h,
während der Vogel mit 100 km/h fliegt. Wie viele Kilometer hat der Vogel bis zu
dem Zeitpunkt zurückgelegt, in dem sich die Züge treffen?

Distanzproblem?

Stufen des Problemlösens

Der IDEAL Problemlöser nach Bransford und Stein (1993)

I Identifizieren des Problems
D Definieren des Ziels und Repräsentation des Problems
E Exploration möglicher Strategien
A Antizipation von Ergebnissen und Handeln
L Lernen und Rückschau

Allgemeines Vorgehen beim Problemlösen

E Exploration möglicher Strategien

>Algorithmus vs. Heuristik

Ein Algorithmus ist eine schrittweise vorgehende
Vorschrift, um eine Lösung oder ein Ziel zu erreichen.
Er ist gewöhnlich bereichsspezifisch.


Auch für viele Denkspiele existieren Algorithmen,
z.B. Turm von Hanoi, Rubik´s Cube Würfel

Allgemeines Vorgehen beim Problemlösen

E Exploration möglicher Strategien

>Heuristische Verfahren

• Allgemeine Strategien zur Lösung von Problemen
(Faustregeln, „intelligente Abkürzungen“)
• Geringerer Zeitaufwand, führen aber nicht sicher zum Ziel
• Wichtige Heuristiken sind z.B.
- Unterschiedsreduktion („hill-climbing“)

 

Mittel-Ziel-Analyse /Teilziele bilden (vgl. Newell und Simon, 1972)


(1) Der Abstand zwischen Ist- und Ziel-Zustand wird analysiert.
(2) Prinzip der Unterschiedsreduktion: Es wird jeweils das nächste
Zwischenziel zur Reduktion des Abstandes gebildet (sukzessive
Annäherung)
(3) Es wird ein Operator gewählt, der dieses Zwischenziel erfüllen kann
(anschließend Erfolgskontrolle).
- …

Allgemeines Vorgehen beim Problemlösen

E Exploration möglicher Strategien

-Heuristische Verfahren
> Strategie des Rückwärtsarbeitens

„Wenn ich meine Seminararbeit in fünf
Wochen abgeben soll, dann muss ich sie
am 28. in der Kanzlei abgeben, am 27.
drucken … Ein erster Entwurf müsste
dann am 11. fertig sein …"

Allgemeines Vorgehen beim Problemlösen

E Exploration möglicher Strategien
>Heuristische Verfahren

- Distanzreduktion („hill-climbing“)
- Mittel-Ziel-Analyse /Teilziele bilden
- Strategie des Rückwärtsarbeitens
- Analogien bilden

Lernen