eJournals Psychologie in Erziehung und Unterricht 58/4

Psychologie in Erziehung und Unterricht
3
0342-183X
Ernst Reinhardt Verlag, GmbH & Co. KG München
101
2011
584

Webbasiertes Forschendes Lernen im naturwissenschaftlichen Unterricht

101
2011
Ingo Kollar
Christof Wecker
Sybille Langer
Frank Fischer
Beim Forschenden Lernen sollen Schülerinnen und Schüler ähnliche Aktivitäten wie Wissenschaftler ausführen und so Erklärungen für naturwissenschaftliche Phänomene oder begründete Positionen zu gesellschaftlichen Themen mit Wissenschaftsbezug entwickeln. Computermedien können die Umsetzung des Forschenden Lernens erleichtern. Die bisherige Forschung zum webbasierten Forschenden Lernen hat allerdings nicht hinreichend beantwortet, welche individuellen Lernvoraussetzungen zu beachten sind und wie das webbasierte Forschende Lernen instruktional unterstützt werden kann. In diesem Artikel werden fünf empirische Studien zu diesen Fragen zusammenfassend dargestellt. Es zeigte sich, dass individuelle Lernvoraussetzungen wie Argumentationskompetenz und Computererfahrung einen Einfluss auf den Lernerfolg beim webbasierten Forschenden Lernen ausüben und dass die Effektivität webbasierten Forschenden Lernens durch die Integration geeigneter instruktionaler Maßnahmen wie Kleingruppen- und Unterrichtsskripts gesteigert werden kann. Für ein klareres Verständnis der Effekte webbasierten Forschenden Lernens auf den Wissens- und Kompetenzerwerb sollten daher auch individuelle Lerner- und instruktionale Gestaltungsmerkmale sowie die eigentlichen Lernziele berücksichtigt werden.
3_058_2011_004_0280
n Empirische Arbeit Psychologie in Erziehung und Unterricht, 2011, 58, 280 - 292 DOI 10.2378/ peu2011.art18d © Ernst Reinhardt Verlag München Basel Webbasiertes Forschendes Lernen im naturwissenschaftlichen Unterricht Interventionsstudien zur Bedeutung von individuellen Lernvoraussetzungen und instruktionalen Gestaltungsmerkmalen Ingo Kollar, Christof Wecker, Sybille Langer, Frank Fischer Ludwig-Maximilians-Universität München Web-based Inquiry Learning in Science Classrooms - Intervention Studies on the Role of Individual Learning Prerequisites and Instructional Design Summary: Inquiry learning is an instructional approach that puts students in the role of scientists to find explanations for scientific phenomena or to develop positions in science-related societal debates. Computer technologies can help realize inquiry learning in the science classroom. However, current research on web-based inquiry learning has neither paid enough attention to individual learner prerequisites nor to the way web-based inquiry learning should be instructionally designed. This article presents five empirical studies relating to these questions. Results suggest that individual learning prerequisites such as argumentation competence or computer experience influence the effectiveness of web-based inquiry learning. Moreover, results show that web-based inquiry learning can be improved by integrating instructional interventions such as small-group or classroom scripts. Research needs to take individual learning prerequisites, instructional interventions and the particular learning outcomes into account to arrive at a clearer understanding of the effects of web-based inquiry learning on the acquisition of knowledge and competences. Keywords: Inquiry learning, Computer-supported Collaborative Learning, individual learner prerequisites, collaboration scripts, classroom scripts Zusammenfassung: Beim Forschenden Lernen sollen Schülerinnen und Schüler ähnliche Aktivitäten wie Wissenschaftler ausführen und so Erklärungen für naturwissenschaftliche Phänomene oder begründete Positionen zu gesellschaftlichen Themen mit Wissenschaftsbezug entwickeln. Computermedien können die Umsetzung des Forschenden Lernens erleichtern. Die bisherige Forschung zum webbasierten Forschenden Lernen hat allerdings nicht hinreichend beantwortet, welche individuellen Lernvoraussetzungen zu beachten sind und wie das webbasierte Forschende Lernen instruktional unterstützt werden kann. In diesem Artikel werden fünf empirische Studien zu diesen Fragen zusammenfassend dargestellt. Es zeigte sich, dass individuelle Lernvoraussetzungen wie Argumentationskompetenz und Computererfahrung einen Einfluss auf den Lernerfolg beim webbasierten Forschenden Lernen ausüben und dass die Effektivität webbasierten Forschenden Lernens durch die Integration geeigneter instruktionaler Maßnahmen wie Kleingruppen- und Unterrichtsskripts gesteigert werden kann. Für ein klareres Verständnis der Effekte webbasierten Forschenden Lernens auf den Wissens- und Kompetenzerwerb sollten daher auch individuelle Lerner- und instruktionale Gestaltungsmerkmale sowie die eigentlichen Lernziele berücksichtigt werden. Schlüsselbegriffe: Forschendes Lernen, computerunterstütztes kooperatives Lernen, individuelle Lernvoraussetzungen, Kooperationsskripts, Unterrichtsskripts Webbasiertes Forschendes Lernen im naturwissenschaftlichen Unterricht 281 Einleitung und Problemstellung Vor dem Hintergrund häufig geäußerter Kritik an Frontalunterrichtsmethoden im Schulunterricht wurden in der pädagogisch-psychologisch orientierten Lehr-Lern-Forschung in den letzten Jahren zahlreiche Instruktionsansätze entwickelt, die u. a. eine stärkere Eigenaktivität der Schüler 1 , häufigeres Lernen in Kleingruppen und den adäquaten Einsatz neuer Medien im Unterricht fordern (Kollar & Fischer, 2009). Ein Ansatz, der dabei außerordentliche Beachtung gefunden hat, ist der Ansatz des Forschenden Lernens (engl. inquiry learning; z. B. de Jong, 2006). Beim Forschenden Lernen sollen Schüler dazu befähigt werden, selbst naturwissenschaftliche Fragen zu bearbeiten oder begründete Positionen zu gesellschaftlichen Debatten mit Naturwissenschaftsbezug zu entwickeln. Dazu sollen sie Lernaktivitäten ausführen, die den Forschungsaktivitäten von Wissenschaftlern ähneln, wie z. B. das Planen, Durchführen und Auswerten von Experimenten. Insbesondere in der internationalen Lehr-Lern-Forschung wurde in den letzten Jahren ein enormer Aufwand betrieben, um webbasierte, frei zugängliche Lernumgebungen zu schaffen, die eine Umsetzung des Forschenden Lernens im Unterricht erleichtern. Beispiele hierfür sind die Umgebungen Co-Lab (Collaborative Laboratories for Europe; van Joolingen et al., 2005) oder WISE (Web-based Inquiry Science Environment; Slotta & Linn, 2009), die den Lernenden authentische naturwissenschaftliche Problemstellungen präsentieren und ihnen zu deren Bearbeitung verschiedene Computerwerkzeuge (z. B. Computersimulationen oder Diskussionsforen) zur Verfügung stellen, deren Gestaltung sich an Erkenntnissen aus der empirischen Lehr-Lern-Forschung orientiert. Eine webbasierte Umsetzung Forschenden Lernens bietet sich aus verschiedenen Gründen an (zusammenfassend siehe Kollar, 2006). Dazu gehört etwa die Möglichkeit, Informationen nonlinear miteinander zu vernetzen und den Lernenden somit die Möglichkeit zu geben, sich weitgehend selbstgesteuert mit lernrelevanten Inhalten auseinanderzusetzen (Dillon & Gabbard, 1998). Dies entspricht in hohem Maße der Vorstellung Forschenden Lernens als einem schülerzentrierten, lernerkontrollierten Instruktionsansatz. Die empirische Forschung zu den Effekten webbasierten Forschenden Lernens auf den Wissens- und Kompetenzerwerb zeigt sich bisher stark an den während des Forschenden Lernens stattfindenden Lernprozessen orientiert. Passend dazu finden sich in der Literatur zahlreiche theoretische Konzeptualisierungen Forschenden Lernens, die sich mit der Identifikation zentraler Prozesse des Forschenden Lernens auseinandersetzen (z. B. Abraham, 1998; Schwartz, Lin, Brophy & Bransford, 1999; White & Frederiksen, 1998). In einem zusammenfassenden Artikel sieht etwa de Jong (2006) die folgenden Prozesse als konstitutiv für das Forschende Lernen an: Orientierung, Aufstellen von Hypothesen, Experimentieren, Schlussfolgerungen ziehen, Evaluation, Planung und Monitoring. Durch Teilhabe an diesen Prozessen, so wird häufig argumentiert, sollen Lernende dazu befähigt werden, sowohl domänenspezifisches Wissen als auch domänenübergreifende (wissenschaftliche) Kompetenzen zu entwickeln. Legt man zur Analyse Forschenden Lernens ein einfaches Input-Prozess-Output-Modell zugrunde, so ist in der bisherigen Forschung ein Schwergewicht auf die Prozesse und die Lernergebnisse gelegt worden, und dies vor allem in solchen Fällen, in denen Forschendes Lernen nicht kooperativ durchgeführt wurde, sondern Lernende individuell z. B. mit Computersimulationen arbeiten sollten (z. B. Swaak & de Jong, 2001). Deutlich seltener wurde dagegen bisher die Bedeutung zentraler Inputvariablen thematisiert. Zu diesen zählen zum einen die kognitiven, motivationalen und affektiven Ausgangsvoraussetzungen der Lernenden und zum anderen die Gestaltungsmerkmale webbasierter Umgebungen zum Forschenden Lernen. Die 1 Der einfacheren Lesbarkeit halber wird in Bezug auf Personengruppen stets die männliche Form verwendet. Die weibliche Form ist dabei stets mitgemeint. 282 Ingo Kollar et al. Annahme, dass beim webbasierten Forschenden Lernen individuelle Lernvoraussetzungen eine nicht unbedeutende Rolle für den individuellen Lernerfolg spielen dürften, scheint vor dem Hintergrund von Befunden zu Aptitude-Treatment-Interaktionen gerechtfertigt. Beispielsweise konnten Studien von Le Bigot und Rouet (2007) oder von Strømsø, Bråten und Samuelstuen (2008) zeigen, dass der Lernerfolg beim Lernen aus Hypertexten bzw. aus multiplen papierbasierten Texten zumindest teilweise vom Vorwissen und den epistemologischen Überzeugungen der Lernenden abhängig ist. Dass die Effektivität webbasierten Forschenden Lernens möglicherweise durch eine geeignete instruktionale Gestaltung erhöht werden kann, kann u.a. aus Forschungsbefunden zum computerunterstützten kooperativen Lernen abgeleitet werden. Dort konnten beispielsweise Rummel und Spada (2005) oder auch Weinberger, Ertl, Fischer und Mandl (2005) zeigen, dass Lernende spontan nur selten zu effektiver Kooperation in der Lage sind und daher kooperationsbezogene Unterstützungsmaßnahmen wie Skripts oder Modelling positive Effekte auf den individuellen Lernerfolg haben können. In einer Serie von Experimenten haben wir uns in den letzten Jahren mit diesen beiden Aspekten des webbasierten Forschenden Lernens intensiv auseinandergesetzt, insbesondere in solchen Fällen, in denen Forschendes Lernen kooperativ (d. h. in Kleingruppen) durchgeführt wurde. Im vorliegenden Artikel werden die betreffenden Studien vorgestellt und in einen Zusammenhang gebracht. Zwei Studien beschäftigten sich mit den Auswirkungen individueller Lernvoraussetzungen (am Beispiel der Argumentationskompetenz und der Computererfahrung) auf den domänenspezifischen Wissenserwerb beim webbasierten Forschenden Lernen; drei Studien analysierten den Einfluss unterschiedlicher instruktionaler Maßnahmen auf die Effektivität des Ansatzes. Da die genannten Studien bereits anderswo in höherem Detailgrad beschrieben worden sind, wird an geeigneter Stelle auf die entsprechenden Publikationen verwiesen. Ziel des vorliegenden Beitrags ist es nicht, jede Studie in allen Einzelheiten zu beschreiben, sondern vielmehr, ein nunmehr achtjähriges Forschungsprogramm zusammenfassend und integriert darzustellen. Bedeutung individueller Lernvoraussetzungen beim webbasierten Forschenden Lernen Zur Analyse der Bedeutung individueller Lernvoraussetzungen für die Effektivität des webbasierten Forschenden Lernens (im Sinne individuellen Wissenserwerbs) wurden im Rahmen des Forschungsprogramms zwei empirische Studien durchgeführt. Studie 1a beschäftigte sich mit der Frage, welche Effekte Unterschiede in der Argumentationskompetenz der Lernenden auf den domänenspezifischen Wissenserwerb beim webbasierten Forschenden Lernen haben; Studie 1 b fokussierte auf die Bedeutung von Unterschieden in individueller Computererfahrung für den individuellen Lernerfolg. Ausgangspunkt für diese Studien war die Überlegung, dass der Erwerb von Argumentationskompetenz und Computererfahrung als wichtige Lernziele des webbasierten Forschenden Lernens aufgefasst werden können. Allerdings kann vermutet werden, dass Lernende, die bereits ein höheres Eingangsniveau bei diesen beiden Lernvoraussetzungen zeigen, stärker vom webbasierten Forschenden Lernen profitieren als Lernende mit eher geringeren Argumentationskompetenzen und Computererfahrungen. Die beiden Studien werden im Folgenden genauer dargestellt. Studie 1 a: Einfluss individueller Argumentationskompetenz auf den individuellen Wissenserwerb beim webbasierten Forschenden Lernen in der Biologie Zielsetzung Studie 1 a (Teilstichprobe der Studie von Kollar, Fischer & Slotta, 2007) ging der Frage nach, welchen Einfluss das Ausgangsniveau der individuellen Argumentationskompetenz der Schü- Webbasiertes Forschendes Lernen im naturwissenschaftlichen Unterricht 283 ler auf den Erwerb domänenspezifischen Wissens beim webbasierten Forschenden Lernen hat. In Übereinstimmung mit verbreiteten Auffassungen zum Zusammenhang zwischen Argumentieren und Lernen (z. B. Andriessen, Baker & Suthers, 2003) wurde vermutet, dass Lernende, die bereits über höhere Argumentationskompetenz verfügen, mehr vom webbasierten Forschenden Lernen profitieren als Lernende mit eher niedriger Argumentationskompetenz. Methodisches Vorgehen Insgesamt 42 Schüler zweier baden-württembergischer Gymnasien aus den Klassenstufen 8 bis 10 bearbeiteten jeweils in Dyaden ein Biologiemodul aus WISE (s. o.; Slotta & Linn, 2009). Die Schüler verbrachten ohne Lehrkraft in einem separaten Raum an ihrer Schule 120 Minuten mit der Arbeit an der Lernplattform. Im WISE-Modul „Missbildungen bei Fröschen“ geht es um das tatsächlich aufgetretene Phänomen, dass zahlreiche Frösche mit Missbildungen gefunden wurden, für deren Entstehung noch keine abschließende Erklärung gefunden werden konnte. Aufgabe ist es, die Stichhaltigkeit zweier konkurrierender Hypothesen zur Erklärung dieser Missbildungen zu prüfen. Diese besagen, Parasiten bzw. Wasserverschmutzung seien für die Missbildungen verantwortlich. Das WISE-Modul enthält zahlreiche Hintergrundinformationen zur Beurteilung der Hypothesen, wie zum Beispiel Onlineberichte über Experimente oder Landkarten mit der Verteilung der Missbildungen. Die Argumentationskompetenz der Schüler wurde etwa zwei Wochen vor der Lernphase erfasst. Dabei wurde ihnen ein Protokoll einer fiktiven Diskussion zwischen zwei Personen vorgelegt, das mehrere Argumentationen mit hoher bzw. niedriger Qualität beinhaltete, die sie korrekt identifizieren sollten. Eine Argumentation hoher Qualität lag unter anderem vor, wenn ein bestimmtes Argument mithilfe geeigneter Belege begründet worden war. Argumentationen niedriger Qualität waren zum Beispiel unbegründete Behauptungen. Auf der Grundlage der individuellen Leistungen in diesem Test wurden die Lernenden per Mediansplit in zwei Gruppen mit niedriger bzw. hoher (relativer) Argumentationskompetenz eingeteilt. Der individuelle domänenspezifische Wissenserwerb wurde direkt im Anschluss an die kooperative Lernphase mit Hilfe von offenen Fragen zum Problem der Froschmissbildungen gemessen. Die Vorwissenstestleistungen in den beiden Bedingungen unterschieden sich nicht signifikant, wurden aber dennoch als Kovariate mitberücksichtigt. Zentrale Ergebnisse Lernende mit einer hohen Argumentationskompetenz erwarben signifikant mehr domänenspezifisches Wissen als Lernende mit niedriger Argumentationskompetenz. Lernende mit höheren Fähigkeiten in Bezug auf das gemeinsame Argumentieren können diese also offenbar auch gezielt einsetzen, um mit ihrem Lernpartner höherwertige Diskussionen zu führen, mittels derer sie die Inhalte der Lernumgebung tiefer elaborieren (Andriessen et al., 2003). Diese Interpretation wird auch durch die Ergebnisse detaillierter Diskursanalysen gestützt, denen zufolge Lernende, die in der Analyse der fiktiven Diskussion im Vortest überlegen waren, auch tatsächlich höherwertige Argumente und Argumentationen beisteuerten als Lernende mit schwächeren Leistungen im entsprechenden Vortest. Dieses Ergebnis kann daher als gelungene Validierung des Vortests angesehen werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass individuelle Argumentationskompetenz beim (webbasierten) Forschenden Lernen folglich nicht nur ein wichtiges Lernziel, sondern auch eine zentrale Lernvoraussetzung darstellt. Studie 1 b: Einfluss von Computererfahrung auf den individuellen Wissenserwerb beim webbasierten Forschenden Lernen in der Physik Zielsetzung In Studie 1 b wurde untersucht, welchen Einfluss die individuelle Computererfahrung der Schüler auf den Erwerb domänenspezifischen Wissens beim webbasierten Forschenden Lernen in der Physik hat. Gerade beim webbasierten Forschenden Lernen liegt es nahe, dass Lernende mit höherer Computererfahrung - 284 Ingo Kollar et al. entsprechend der etwa von Bonfadelli (1994) vertretenen Wissensklufthypothese - mehr profitieren könnten als Lernende mit niedriger Computererfahrung. Methodisches Vorgehen In Studie 1 b (Wecker, Kohnle & Fischer, 2006) bearbeiteten 37 Schüler einer kaufmännischen Schule in Baden-Württemberg im Rahmen des regulären Physikunterrichts in zwei aufeinanderfolgenden Physikstunden das WISE-Modul „Wie weit reicht das Licht? “ Ziel dieses Moduls ist, eine begründete Position dazu zu entwickeln, ob Licht prinzipiell ewig reicht, solange es nicht von Objekten absorbiert wird, oder ob es mit zunehmender Entfernung von der Lichtquelle von selbst schwächer wird und schließlich ganz verschwindet. Das Modul enthält dazu zahlreiche Texte, Bilddokumente und Videos, die als Belege für die eine oder die andere Sichtweise verwendet werden können. In einem Tool namens „SenseMaker“ (Bell, 2002) können diese einzeln per Drag-and-Drop-Verfahren den jeweils dadurch unterstützten Hypothesen zugeordnet werden. Die Computererfahrung der Lernenden wurde mit Hilfe der Subskala „Vertrautheit mit Computeranwendungen“ aus dem Inventar zur Messung der Computerbildung (INCOBI; Naumann, Richter & Groeben, 2001) gemessen. Der individuelle Wissenserwerb wurde anhand der Veränderung zwischen Pre- und Posttest mit Multiple-Choice- und offenen Fragen zu Lichtphänomenen erfasst. Zentrale Ergebnisse Überraschenderweise wurde ein negativer Zusammenhang zwischen Computererfahrung und Wissenserwerb festgestellt: Lernende mit niedrigerer individueller Computererfahrung erwarben signifikant mehr Wissen als Lernende mit höherer Computererfahrung. Tiefer gehende Prozessanalysen legten als Erklärung nahe, dass die Schüler mit geringerer Computererfahrung ein relativ ausgewogenes Verhältnis der Auseinandersetzung mit Medienelementen für medienrezeptive Nutzung (Text, Bilder, Videos) einerseits und (manipulierbaren) Medienelementen für medienproduktive Nutzung (z. B. Notizblock oder SenseMaker-Tool) andererseits zeigten. Im Gegensatz dazu wurde bei den Schülern mit mehr Computererfahrung ein deutliches Übergewicht der Auseinandersetzung mit Medienelementen für produktive Nutzung gegenüber solchen für rezeptive Nutzung festgestellt. Dass die Auseinandersetzung mit manipulierbaren Medienelementen bei diesen Schülern keine positiven Effekte auf den individuellen Wissenserwerb zeigte, kann damit erklärt werden, dass hierfür eine vorhergehende vertiefte Auseinandersetzung mit Medienelementen für medienrezeptive Nutzung (Texte und Bilder) notwendig gewesen wäre, die aber bei diesen Schülern leider zu großen Teilen ausblieb. Ähnlich wie Argumentationskompetenz spielt somit auch die Computererfahrung beim webbasierten Forschenden Lernen nicht nur als Zielvariable, sondern auch als Lernvoraussetzung eine wichtige, den individuellen Lernerfolg beeinflussende Rolle - wenn auch offenbar nicht immer in der erwarteten Richtung. Die Studie zeigt, dass ein höheres Ausgangsniveau einer Lernvoraussetzungsvariable nicht unbedingt einen höheren Lernerfolg garantiert, sondern dass die betreffende Lernumgebung auch eine angemessene Unterstützung für eine funktionale Anwendung vorhandener Kompetenzen bzw. Vorerfahrungen beinhalten muss, damit diese Kompetenzen bzw. Vorerfahrungen in einen hohen individuellen domänenspezifischen Wissenserwerb umgemünzt werden können. Bedeutung instruktionaler Unterstützung beim webbasierten Forschenden Lernen In Bezug auf die instruktionale Unterstützung webbasierten Forschenden Lernens haben wir in den vergangenen Jahren insgesamt drei empirische Studien durchgeführt, die sich vor allem mit der Unterstützung kooperativer Formen des webbasierten Forschenden Lernens beschäftigten. Dies ist der Tatsache geschuldet, dass webbasiertes Forschendes Lernen in der Praxis in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle im Unterricht durchgeführt wird, also in Situationen, in denen etwa 20 - 35 Schüler und Webbasiertes Forschendes Lernen im naturwissenschaftlichen Unterricht 285 ein Lehrer anwesend sind. Wie ein Blick in die empirische, feldorientierte Forschung zum webbasierten Forschenden Lernen zeigt, ist kooperatives Lernen dabei eher die Regel als die Ausnahme. Während sich die Studien 2 a und 2 b auf die instruktionale Unterstützung von Lernprozessen in Kleingruppen (Dyaden) mit Hilfe sogenannter Kooperationsskripts (Kollar, Fischer & Hesse, 2006) beziehen, fokussiert Studie 2 c auf die Einbettung des webbasierten Forschenden Lernens auf Klassenebene mit Hilfe sogenannter Unterrichtsskripts (Seidel et al., 2002). Studie 2 a: Effekte eines argumentationsbezogenen Kooperationsskripts beim webbasierten Forschenden Lernen in der Biologie Zielsetzung In Studie 2 a (Kollar et al., 2007) wurde untersucht, ob und inwiefern Lernende beim gemeinsamen Forschenden Lernen von einem argumentationsbezogenen Kooperationsskript profitieren können, das in das Kommunikationsinterface einer webbasierten Umgebung zum Forschenden Lernen integriert ist. Kooperationsskripts sind instruktionale Maßnahmen, die unter den Mitgliedern von Kleingruppen bestimmte (z. B. kognitive und metakognitive) Lernaktivitäten verteilen, in eine Reihenfolge bringen und an bestimmte Kooperationsrollen knüpfen (Kollar et al., 2006). Basierend auf Studien, die die Effektivität des Kooperationsskriptansatzes zur Unterstützung kooperativen Lernens demonstriert haben (z. B. O’Donnell, 1999; Weinberger et al., 2005), wurden positive Effekte eines argumentationsbezogenen Kooperationsskripts auf den individuellen Wissenserwerb beim webbasierten Forschenden Lernen erwartet. Methodisches Vorgehen Zur Untersuchung dieser Fragestellung wurden 48 Lernende, die während ihrer kooperativen Bearbeitung des WISE-Moduls „Missbildungen bei Fröschen“ zu bestimmten Zeitpunkten ein argumentationsbezogenes Kooperationsskript präsentiert bekamen, mit den Lernenden aus der in Studie 1 a berücksichtigten Stichprobe von 42 Schülern verglichen, die über die in dem WISE-Modul „Missbildungen bei Fröschen“ vorhandenen instruktionalen Maßnahmen hinaus keine weitere Unterstützung erhielten. Als zweiter Faktor wurde das wie in Studie 1 a etwa zwei Wochen vor der Lernphase erfasste Ausgangsniveau der Argumentationskompetenz (hoch vs. niedrig) einbezogen. Das eingesetzte Skript stellte sich immer am Ende eines Inhaltsblocks als eigener Schritt innerhalb des WISE-Moduls dar und verteilte - aufbauend auf präskriptiven Mustern der argumentativen Wissenskonstruktion (Leit-o, 2000; Toulmin, 1958) - zwischen den Lernenden bestimmte Aktivitäten während ihres argumentativen Austauschs, der sodann schriftlich erfolgen sollte (z. B. Formulierung eines Arguments bestehend aus Beobachtung, Behauptung und Begründung durch Lernpartner A, gefolgt von der Formulierung eines Gegenarguments durch Lernpartner B). Neben dem wie in Studie 1 a gemessenen individuellen domänenspezifischen Wissenserwerb wurde in Studie 2 a mit einem Paper-and-Pencil-Test, in dem die Lernenden Argumente und Argumentationsketten zu einem neuen Thema aufschreiben sollten, der Erwerb domänenübergreifender Argumentationskompetenz gemessen. Zusätzlich wurden in Studie 2 a Analysen der Struktur- und Sequenzqualität der von den Lernenden in mündlichen und schriftlichen Diskussionen produzierten Argumente durchgeführt (siehe Kollar, Fischer & Slotta, 2008). Wie in Studie 1 a wurde das domänenspezifische Vorwissen als Kovariate berücksichtigt. Zentrale Ergebnisse Der domänenspezifische Wissenserwerb hing lediglich vom Ausgangsniveau der individuellen Argumentationskompetenz (siehe Studie 1 a), nicht aber vom Vorhandensein des Kooperationsskripts ab. Im Unterschied dazu konnte mit Blick auf den Erwerb der domänenübergreifenden Kompetenz zum Argumentieren unabhängig vom Ausgangsniveau hinsichtlich der Argumentationskompetenz eine deutliche Überlegenheit der Kooperationsskriptbedingung gegenüber denjenigen Lernenden festgestellt werden, die ohne Koopera- 286 Ingo Kollar et al. tionsskript gelernt hatten. Die Analyse der in den Diskussionen produzierten Argumente konnte plausible Erklärungen für dieses Befundmuster liefern (Kollar et al., 2008): Während der Phasen, in denen die Lernenden schriftlich argumentieren sollten, führte das Kooperationsskript zu einer deutlichen Steigerung der Argumentationsqualität. Gleichzeitig zeigte sich in diesen Phasen kein Effekt der individuellen Argumentationskompetenz. Sobald die Lernenden jedoch wieder mündlich (und ohne Strukturvorgaben durch ein Skript) miteinander kommunizierten, waren die positiven Effekte des Kooperationsskripts wieder verschwunden, und Lernende mit hoher Argumentationskompetenz produzierten häufiger Argumente von hoher Qualität als Lernende mit niedriger Argumentationskompetenz. Offensichtlich führte die Vorgabe des Kooperationsskripts nur zu einer kurzzeitigen Übernahme einer hochwertigen Argumentationsstrategie. Die Ergebnisse führen zu der Frage, wie eine stabilere Internalisierung von in einem Kooperationsskript vorgegebenen Strategien erreicht werden kann. Dies wurde in Studie 2 b angegangen. Studie 2 b: Effekte eines Kooperationsskripts zur Strukturierung der gemeinsamen Informationssuche und seiner Rücknahme (Fading) beim webbasierten Forschenden Lernen Zielsetzung Empirische Studien zur Informationssuche im WWW haben wiederholt gezeigt, dass Nutzer bei der Suche nach komplexen wissenschaftsbezogenen Themen vielfältige Schwierigkeiten haben (z. B. bei der Qualitätsbewertung von Informationen; siehe Brand-Gruwel & Stadtler, 2011; Walraven, Brand-Gruwel & Boshuizen, 2009). Vor diesem Hintergrund wurde in Studie 2 b (siehe Wecker, Kollar & Fischer, 2009) untersucht, welche Effekte ein Kooperationsskript für die gemeinsame Online-Informationssuche beim webbasierten Forschenden Lernen im Biologieunterricht und das Fading eines solchen Kooperationsskripts auf den Erwerb domänenspezifischen Wissens und domänenübergreifender Kompetenzen der Online-Recherche hat. Aufbauend auf Studien, die positive Effekte von Fadingmaßnahmen in anderen Kontexten gezeigt haben (z. B. Leutner, 2000; McNeill, Lizotte, Krajcik & Marx, 2006), wurde angenommen, dass insbesondere ein gefadetes Skript einen positiven Effekt auf den Wissens- und Kompetenzerwerb der Lernenden ausüben sollte. Methodisches Vorgehen Diese Feldstudie wurde im Rahmen des regulären Biologieunterrichts an Münchener Gymnasien in der Jahrgangsstufe 9 durchgeführt und umfasste insgesamt zehn Unterrichtsstunden (sieben Lern- und drei Testsitzungen). Die Lernsitzungen wurden jeweils von der regulären Biologie-Lehrkraft geleitet. Die Aufgabe der Schüler bestand darin, in Zweiergruppen eine begründete Position dazu zu entwickeln, ob Grüne Gentechnik in Deutschland erlaubt sein sollte oder nicht. Alle Schüler hatten jeweils einen Laptop zur Verfügung, mit dem sie im Internet recherchieren und Dokumente erstellen konnten. In einem quasiexperimentellen Design wurden drei Bedingungen verglichen: In Bedingung 1 (ohne Kooperationsskript) erhielten die Lernenden über einführende Hinweise zur Vorgehensweise bei der Online-Recherche hinaus keine weiteren Vorgaben. In Bedingung 2 (mit Kooperationsskript) bekamen die Lernenden einer Dyade in Abhängigkeit von der aktuellen Phase der Online-Recherche komplementäre Aktivitäten- und Rollenvorgaben hinsichtlich ihrer Kooperation. Dabei wurde im Wesentlichen zwischen einer kognitiven und einer metakognitiven Rolle unterschieden. Befanden sich die Lernenden zum Beispiel auf der Trefferseite der Suchmaschine, wurde einem der beiden Lernpartner die Aufgabe zugewiesen, durch Begutachtung der Linktitel, der Kurztexte und der URLs eine Einschätzung darüber abzugeben, welche der gefundenen Seiten für die eigene Suche relevant, wissenschaftlich abgesichert, glaubwürdig und unparteiisch sein könnte. Diese Einschätzung sollte vom Lernpartner dann kritisch kommentiert werden, bevor schließlich gemeinsam ein Link ausgewählt wurde. In Bedingung 3 (mit Webbasiertes Forschendes Lernen im naturwissenschaftlichen Unterricht 287 gefadetem Kooperationsskript) wurden diese Vorgaben schrittweise reduziert, sodass die Lernenden zunehmend mehr Freiheitsgrade bei ihrer Online- Recherche erhielten. Der domänenspezifische Wissenserwerb wurde über einen individuellen Wissenstest mit zwölf offenen und sechs Multiple- Choice-Aufgaben zu Genetik und Gentechnik erhoben. Der Erwerb der domänenübergreifenden Kompetenz der Online-Recherche wurde mit einem Test gemessen, in dem die Schüler ihr Vorgehen bei der Informationssuche zu einem neuen Thema beschreiben sollten. Die entsprechenden Vortestleistungen wurden in den statistischen Analysen als Kovariaten berücksichtigt. Zentrale Ergebnisse In Bezug auf den Erwerb domänenspezifischen Wissens zeigte sich eine Überlegenheit von Lernenden aus der Bedingung mit konstantem Kooperationsskript gegenüber den Lernenden aus der Kontrollbedingung, während die Lernenden aus der gefadeten Kooperationsskriptbedingung sich in ihren Nachwissenstestleistungen nicht von denen in der Kontrollbedingung unterschieden. Hinsichtlich des Erwerbs domänenübergreifender Kompetenzen der Online-Recherche waren dagegen beide Kooperationsskriptbedingungen der ungeskripteten Bedingung überlegen, unterschieden sich aber nicht signifikant voneinander. Dies deutet darauf hin, dass computerunterstützte Kooperationsskripts auch im Feld den Lernerfolg positiv beeinflussen können. Allerdings scheint zumindest der in dieser Studie umgesetzte Fadingmechanismus die Internalisierung der intendierten Suchstrategie nicht weiter zu erleichtern. Um derartige verstärkende positive Effekte des Fadings zu erzielen, muss es möglicherweise mit weiteren instruktionalen Maßnahmen kombiniert werden. In einer Studie von Wecker und Fischer (2010) wurde gezeigt, dass das Fading eines Kooperationsskripts dann wirksam war, wenn der Kooperationspartner die explizite Aufgabe erhielt, die Umsetzung der zuvor durch das Skript vorgegebenen Strategie zu überwachen (distribuiertes Monitoring; King, 1998). Studie 2 c: Effekte unterschiedlich strukturierter Unterrichtsskripts beim webbasierten Forschenden Lernen im Physikunterricht Zielsetzung Grundlegend für Studie 2 c war die Überlegung, dass der Skriptansatz nicht nur zur Beschreibung instruktionaler Maßnahmen für eine Strukturierung von Kleingruppenprozessen herangezogen werden kann, sondern auch hilfreich ist, um Spezifizierungen, Verteilungen und Sequenzierungen von Lernaktivitäten auf Klassenebene zu beschreiben. Unter einem „Unterrichtsskript“ wurden daher in Analogie zu Kooperationsskripts instruktionale Maßnahmen verstanden, die Lernaktivitäten spezifizieren und sequenzieren, diese aber nicht nur auf der Kleingruppenebene verteilen, sondern auch die Plenumsund/ oder die individuelle Ebene des Klassengeschehens einbeziehen. Stigler, Gonzales, Kawanaka, Knoll und Serrano (1999) sprechen in diesem Zusammenhang auch von „Mustern des Unterrichtsablaufs“. In einer Pilotstudie (Martiny, 2005) konnte gezeigt werden, dass Lehrer spontan, d. h. ohne vorhergehendes Training, kaum dazu in der Lage sind, wissens- und kompetenzförderliche Unterrichtsskripts zu entwickeln bzw. umzusetzen. Daher wurde in einer Studie im Physikunterricht untersucht, inwieweit sich verschieden stark strukturierte Unterrichtsskripts, in deren Umsetzung die Lehrkraft vor der Untersuchung trainiert wurde, beim webbasierten Forschenden Lernen auf den individuellen Wissenserwerb der Schüler auswirken (Mäkitalo-Siegl, Kohnle & Fischer, 2011). Es wurde angenommen, dass der Wissenserwerb der Schüler vor allem durch ein stärker strukturiertes Unterrichtsskript gefördert wird. Methodisches Vorgehen 108 Schüler (zwischen 16 und 19 Jahren alt) einer Kaufmännischen Schule lernten in Paaren im Unterricht an jeweils einem Laptop mit dem Modul „Wie weit reicht das Licht“ der webbasierten Lernplatt- 288 Ingo Kollar et al. form WISE (siehe Studie 1 b). Fünf Schulklassen wurden jeweils geschlossen einer Bedingung mit hoch strukturiertem oder einer mit niedrig strukturiertem Unterrichtsskript zugewiesen. In der Bedingung mit hoch strukturiertem Unterrichtsskript wurden fünf Phasen des Forschenden Lernens (in Anlehnung an de Jong, 2006) zunächst von der Lehrkraft im Plenum modelliert und anschließend von den Schülern ausgeführt: sich orientieren, Hypothesen aufstellen, Informationen sammeln, schlussfolgern und evaluieren. In der Bedingung mit niedrig strukturiertem Unterrichtsskript wurde lediglich zu Beginn eine Einführung in das WISE-Modul gegeben; anschließend lernten die Schüler in Paaren und erhielten auf Anfrage Hilfestellungen vom Lehrenden, wurden aber nicht durch Plenumsaktivitäten unterbrochen. Alle beteiligten Lehrkräfte unterrichteten in beiden Bedingungen, sodass der Einfluss von lehrerbezogenen Variablen als gering einzuschätzen ist. Der Wissenserwerb wurde anhand individueller Wissenstests zum behandelten Teilbereich der Optik gemessen. Im Hinblick auf das domänenspezifische Vorwissen waren die Lernenden in den beiden Bedingungen vergleichbar. Zentrale Ergebnisse Die Lernenden in der hoch strukturierten Unterrichtsskriptbedingung wiesen einen signifikant höheren Zuwachs an domänenspezifischem Wissen auf als Lernende in der niedrig strukturierten Bedingung. Prozessanalysen zeigten, dass die Lernenden beider Bedingungen in den Kleingruppenphasen erhebliche Defizite darin aufwiesen, bei Verstehensproblemen angemessene Hilfe zu suchen. Die Auswirkungen dieser Probleme waren allerdings - gemessen am Lernergebnis - geringer in der stärker vom Lehrer strukturierten Bedingung. Diese Studie liefert weitere Hinweise darauf, dass wenig strukturiertes Forschendes Lernen die Selbststeuerungsfähigkeiten vieler Lernender übersteigt. Die Teilnehmer dieser Studie waren Schüler mit relativ ungünstigen Lernvoraussetzungen. Sie profitierten vom webbasierten Forschenden Lernen mehr, wenn die mediengestützte Aktivität in ein stärker strukturiertes Unterrichtsskript eingebettet war. Diskussion Aufbauend auf einer Defizitanalyse bisheriger Forschung zum webbasierten Forschenden Lernen richteten sich die fünf dargestellten empirischen Studien auf zwei Problembereiche: (a) Die Bedeutung von individuellen Lernvoraussetzungen und (b) den Einfluss instruktionaler Unterstützung von Lern- und Kooperationsprozessen beim webbasierten Forschenden Lernen mit Hilfe von Kooperationsbzw. Unterrichtsskripts. Bedeutung individueller Lernvoraussetzungen Ausgangspunkt der Studien 1 a und 1 b war zum einen die Existenz zahlreicher Studien zum computerbasierten Lernen, die gezeigt haben, dass unterschiedlichste individuelle Lernvoraussetzungen einen Einfluss auf den Lernerfolg bei dieser Art des Lernens ausüben (z. B. Le Bigot & Rouet, 2007; Strømsø et al., 2008). Zum anderen wurde argumentiert, dass webbasiertes Forschendes Lernen zwar häufig mit dem Ziel der Entwicklung domänenübergreifender Kompetenzen wie zum Beispiel Argumentationskompetenz oder Computererfahrung eingesetzt wird, dass verschiedene Ausgangsniveaus auf diesen Kompetenzen aber vermutlich auch mit unterschiedlich erfolgreichen Lernverläufen einhergehen. Die Ergebnisse von Studie 1 a und 1 b demonstrieren, dass dies tatsächlich der Fall ist. Im Hinblick auf die Argumentationskompetenz (Studie 1 a) zeigte sich ein klassischer Matthäus-Effekt (Merton, 1968): Um vom webbasierten Forschenden Lernen in höherem Ausmaß profitieren zu können, müssen Lernende bereits ein gewisses Niveau dieser Kompetenz erreicht haben. Dieses Ergebnis steht in Übereinstimmung mit der in der Lehr-Lernforschung verbreiteten Auffassung, dass gutes Argumentieren einen wirkungsvollen Lernmechanismus darstellt (arguing to learn; siehe Andriessen et al., 2003). Defizite hinsichtlich solcher Lernvoraussetzungen machen den Ein- Webbasiertes Forschendes Lernen im naturwissenschaftlichen Unterricht 289 satz zusätzlicher Formen von Unterstützung für Lernaktivitäten erforderlich, wie sie in den Studien 2 a, 2 b und 2 c untersucht wurden. Dass ein höheres Ausgangsniveau bei naheliegenden Lernvoraussetzungsvariablen jedoch nicht immer vorteilhaft ist, konnte Studie 1 b für die Computererfahrung zeigen. In der Studie erwies sich entgegen der in der Literatur befürchteten Wissensklufthypothese (z. B. Bonfadelli, 1994), dass computererfahrene Lernende nicht etwa mehr, sondern weniger vom webbasierten Forschenden Lernen profitierten als Lernende mit geringerer Computererfahrung. Eine mögliche Interpretation für dieses Ergebnis ist, dass Lernende, die mehr Erfahrung im Umgang mit Computermedien besitzen, in Lernsituationen, in denen solche Medien eingesetzt werden, mehr Affordanzen wahrnehmen, deren Nutzung aber nicht immer funktional sein muss (weil sie wie in Studie 1 b auf Kosten einer tieferen Elaboration von Lerninhalten gehen kann). Auch kompetentere Lernende benötigen möglicherweise Unterstützung für einen funktionalen Einsatz ihrer Kompetenzen, um sich nicht zu einer Konzentration auf solche Inhalte verleiten zu lassen, mit denen sie zwar besonders vertraut sind, eine tiefere Verarbeitung anderer Lerninhalte darüber aber vernachlässigen. Im Unterschied zur Argumentationskompetenz, welche offenbar sehr direkt eine tiefere Elaboration domänenspezifischer Informationen begünstigt, stellt die Computererfahrung möglicherweise eine Lernvoraussetzung dar, die - wenn in hohem Maße vorhanden - Lernende eher von einer tieferen Elaboration von Lerninhalten abhält und sie stattdessen zu einer tiefen Auseinandersetzung mit (für die tatsächliche naturwissenschaftliche Problemstellung irrelevanten) technischen Details der Lernumgebung verleitet. Eine mögliche Konsequenz für die Praxis könnte sein, Kleingruppen beim webbasierten Forschenden Lernen hinsichtlich zentraler domänenübergreifender Kompetenzen eher heterogen zusammenzustellen, sodass Probleme, die mit einem hohen oder niedrigen Kompetenzniveau eines Lernenden einhergehen, durch das komplementäre Kompetenzniveau des Lernpartners ausgeglichen werden können. Einschränkend muss allerdings festgehalten werden, dass „Computererfahrung“ in der betreffenden Studie mit Hilfe einer Selbsteinschätzungsskala erhoben wurde und so die Objektivität der Messung nicht abschließend bewertet werden kann. Instruktionale Unterstützung webbasierten Forschenden Lernens durch Kooperations- und Unterrichtsskripts Ein zweiter empirischer Schwerpunkt beschäftigte sich mit der Frage, ob die im Internet verfügbaren Umgebungen zum Forschenden Lernen die Potenziale kooperativen Lernens ausschöpfen. Tatsächlich zeigt die empirische Forschung, dass Lernende nur selten dazu in der Lage sind, spontan, d. h. ohne instruktionale Anleitung, wirkungsvoll in Gruppen zu lernen (z. B. Gillies, 2004). Für diese Feststellung liefern die Ergebnisse der Studien 2 a und 2 b weitere Belege. In beiden Studien führten die eingesetzten Kooperationsskripts im Vergleich zu unstrukturierter Kooperation zu einem erhöhten individuellen Wissensbzw. Kompetenzerwerb. Während das in Studie 2 a eingesetzte argumentationsbezogene Kooperationsskript zumindest den Erwerb der domänenübergreifenden Kompetenz des Argumentierens im Vergleich zu einer unstrukturierten Kontrollbedingung steigerte, konnten in Studie 2 b positive Effekte des Informationssuch-Kooperationsskripts sowohl auf den Erwerb domänenspezifischen Wissens als auch der domänenübergreifenden Online-Recherchekompetenz nachgewiesen werden. Allerdings zeigten beide Studien auch, wie schwierig es ist, Schüler bei der Internalisierung der durch ein external vorgegebenes Kooperationsskript induzierten Kooperationsstrategie zu unterstützen. In Studie 2 a wurde deutlich, dass das abrupte „Abschalten“ eines externalen Kooperationsskripts während des Lernprozesses dazu führt, dass die Lernenden in ihre ursprünglichen Kooperationsstrategien zurückfallen. Die Hoffnung, 290 Ingo Kollar et al. dass eine behutsamere, weil graduelle Rücknahme der Kooperationsunterstützung im Sinne eines „Fading“ die Internalisierung der Strategie weiter unterstützen könnte, konnte durch die Befunde der Studie 2 b nur teilweise genährt werden. Offenbar muss das Fading von Kooperationsskripts durch andere instruktionale Maßnahmen flankiert werden, damit die Internalisierung anfänglich vorgegebener Strategien stattfinden kann. Wie erwähnt kann zum Beispiel eine Kombination aus Fading und distribuiertem Monitoring hierfür hilfreich sein (Wecker & Fischer, 2010). Weitere empirische Studien sind jedoch nötig, um zu untersuchen, mit welchen weiteren instruktionalen Maßnahmen die graduelle Rücknahme von kooperationsprozessbezogenen Instruktionen effektiv kombiniert werden kann. Im Rahmen von Studie 2 c konnte beobachtet werden, dass nicht nur eine direkte instruktionale Unterstützung von Kleingruppenkooperationsprozessen, sondern auch eine sinnvolle Einbettung des webbasierten Forschenden Lernens in das Unterrichtsgeschehen mit Hilfe von Unterrichtsskripts erfolgreich sein kann: Es zeigte sich, dass das eingesetzte Unterrichtsskript positive Effekte auf den individuellen Wissens- und Kompetenzerwerb hatte. Dennoch ist zu konstatieren, dass die Forschung zu Unterrichtsskripts, die für das webbasierte Forschende Lernen geeignet sind, noch am Anfang steht und durchaus auch bislang nicht untersuchte Unterrichtsskriptvarianten effektiv sein können. So erscheint die etwa von Dillenbourg und Jermann (2007) geäußerte Vermutung berechtigt, dass ein wirksames Unterrichtsskript Aktivitäten und Rollen nicht nur über die Ebenen „Plenum“ und „Kleingruppe“ verteilen sollte, sondern auch die Ebene „Individuum“ einbeziehen muss, da das webbasierte Forschende Lernen letztlich den individuellen Wissens- und Kompetenzerwerb anstrebt und die Internalisierung einer external vorgegebenen Strategie möglicherweise besser während einer individuellen Lernbzw. Übungsphase vonstatten geht. Entsprechende Hypothesen können aus kognitionspsychologischen Theorien des Fertigkeitserwerbs (z.B. ACT; Anderson & Lebiere 1998) abgeleitet werden. Eine weitere naheliegende Forschungsfrage wäre, ob Kleingruppenskripts so in Unterrichtsskripts für das webbasierte Forschende Lernen integriert werden können, dass stärkere Effekte auf den individuellen Wissens- und Kompetenzerwerb auftreten als bei der Vorgabe einer der beiden instruktionalen Maßnahmen allein. Beide Fragen werden momentan im Rahmen mehrerer Folgestudien untersucht (z. B. Kollar, Wecker, Langer & Fischer, 2010), deren Ergebnisse hoffentlich weitere Erkenntnisse darüber liefern, wie das webbasierte Forschende Lernen in den Schulunterricht eingebettet werden kann und wie die Lernenden in ihren Lern- und Forschungsaktivitäten unterstützt werden können. Im Hinblick auf ein verbessertes theoretisches Verständnis der Effekte webbasierten Forschenden Lernens machen die beschriebenen Studien deutlich, dass eine reine Prozessperspektive, wie sie durch die bloße Identifikation von für das Forschende Lernen typischen Aktivitäten eingenommen wird (wie etwa bei Schwartz et al., 1999 oder White & Frederiksen, 1998), wenig hilfreich ist. Die Studien zeigen: Will man zu Erklärungen hinsichtlich der Frage kommen, ob und unter welchen Umständen webbasiertes Forschendes Lernen erfolgreich ist, müssen sowohl Lernervariablen und instruktionale Gestaltungsmerkmale als auch die angestrebten Lernergebnisse (domänenspezifischer Wissenserwerb und/ oder domänenübergreifende Kompetenzen) berücksichtigt werden. Ein bloßes „Schüler-zu- Wissenschaftlern-Machen“ reicht ganz offensichtlich nicht aus, damit webbasiertes Forschendes Lernen gelingt. Stattdessen müssen spezifische Konfigurationen individueller Lernvoraussetzungen und instruktionaler Gestaltungsmerkmale vorliegen, damit webbasiertes Forschendes Lernen zum erhofften Wissens- und Kompetenzerwerb führt. Die referierten Studien liefern Anhaltspunkte, um eine solche integrierte Theorie webbasierten Forschenden Lernens zu entwickeln. Webbasiertes Forschendes Lernen im naturwissenschaftlichen Unterricht 291 Danksagung Teile der berichteten Forschung wurden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (FI 792/ 5-1) sowie durch das Land Baden-Württemberg gefördert. Gedankt sei zudem den beteiligten Schulen, Lehrern und Schülern für ihre Teilnahme an den Studien. Literatur Abraham, M. R. (1998). The learning cycle approach as a strategy for instruction in science. In K. Tobin & B. Fraser (Eds.), International Handbook of Science Education (pp. 513 - 524). Dordrecht: Kluwer. Anderson, J. R. & Lebiere, C. (1998). The atomic components of thought. Mahwah, NJ: Erlbaum. Andriessen, J., Baker, M. & Suthers, D. (2003). Argumentation, computer support, and the educational context of confronting cognitions. In J. Andriessen, M. Baker & D. Suthers (Eds.), Arguing to learn: Confronting cognitions in Computer-Supported Collaborative Learning environments (pp. 1 - 25). Dordrecht: Kluwer. Bell, P. (2002). 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