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Problem-based-Learning

Experimentieren und Erfahren

Lernende entdecken ein Thema, indem Sie ein Problem als Ausgangslage nehmen und hier selbständig Lösungen entwickeln.

Kurzbeschreibung Problem-based-Learning

Problem-Based Learning (P-BL) ist eine vielseitige und effektive Methode, um eigenständiges, kooperatives und forschendes Lernen zu fördern. Sie eignet sich besonders für komplexe und praxisnahe Fragestellungen, die mehrere Lösungsansätze zulassen. Durch das selbstständige Erarbeiten von Lösungen entwickeln die Lernenden nicht nur fachliches Wissen, sondern auch überfachliche Kompetenzen wie Teamarbeit, Kommunikation und Problemlösefähigkeiten.

Problem-Based Learning ist eine Methode, die den Lernprozess um reale oder praxisnahe Probleme herum aufbaut. Anstatt Wissen zuerst theoretisch zu erlernen und dann anzuwenden, steht bei P-BL das Problem am Anfang. Die Lernenden identifizieren, welche Informationen und Kenntnisse sie zur Lösung des Problems benötigen, recherchieren eigenständig oder in Teams und entwickeln fundierte Lösungen.

Problem-based Learning ist eine handlungsorientierte Methode, die ursprünglich in der Medizin-Didaktik entwickelt wurde. Hier wurden die Symptome von Patienten/innen als „Problem“ dargestellt, woraufhin die Studenten/innen als Lösung eine Diagnose stellten. Übersetzt ins Deutsche würde sie „Problemorientiertes Lernen“ heißen, wobei sich der englische Begriff in Forschung und Didaktik durchgesetzt hat.

Ziel der P-BL Methode ist es, eine Problemlöse-Kompetenz und Analysefähigkeit beim Lernenden zu entwickeln. Das „Problem“ ist in der Regel ein unbekannter Fall, eine neue Fragestellung oder Situation, die es in all ihren Facetten und Aspekten zu erfassen gilt, um dann praxisnah und konkret gelöst zu werden. Die Lernenden handeln so eigenständig wie möglich bei der Problembearbeitung und erleben sich in ihrem lösungsorientierten Vorgehen als selbstwirksam. Die Herausforderung in der Vorbereitung ist insbesondere das Bereitstellen eines komplexen Problems/eines Falls/einer Fragestellung, damit die Lernenden angeregt werden, selbständig und ohne Unter- oder Überforderung die Lösung zu finden, um daraus nachhaltig wichtige Regeln, Hinweise, Vorgehensweisen für ihr zukünftiges Arbeiten ableiten zu können. Letztlich können alle komplexeren Fälle und Fragestellungen für die P-BL Methode genutzt werden.

Methoden­­steckbrief

Zeitansatz

Der Zeitansatz hängt von der Komplexität des Themas ab:

Kurzprojekte (1-3 Stunden):

Für einfache, weniger komplexe Probleme, die in einem kurzen Zeitrahmen bearbeitet werden können.

Mittelgroße Projekte (1Tag):

Für komplexere Probleme, bei denen die Lernenden tiefergehende Recherchen durchführen und mehr Zeit für die Lösungsentwicklung benötigen.

Längerfristige Projekte (1 Woche +):

Diese eignen sich für sehr komplexe, realitätsnahe Probleme, bei denen die Lernenden umfassende Recherchen durchführen und ein detailliertes Ergebnis präsentieren müssen.

Gruppengröße

Es sind verschiedene Gruppengrößen möglich:

Kleingruppen (3-5 Personen):

Dies ist die ideale Gruppengröße für P-BL. Hier können die Lernenden intensiv zusammenarbeiten, jeder hat eine aktive Rolle, und es besteht genug Raum für Diskussionen und den Austausch von Ideen.

Mittelgroße Gruppen (6-8 Personen):

Auch bei solchen Gruppen ist P-BL gut durchführbar, jedoch kann es zu Herausforderungen in der Kommunikation und Koordination kommen. Eine klare Aufgabenverteilung ist hier besonders wichtig.

Großgruppen (9-12 Personen +):

In größeren Gruppen sollte das Problem möglichst in Teilprobleme aufgeteilt werden, damit die Lernenden in kleineren Teams an spezifischen Aspekten arbeiten können. Oder es wird arbeitsgleich gearbeitet, um am Ende des Prozesses die jeweiligen Ergebnisse gemeinsam zu besprechen.

Analog und/oder Digital

Analog und digital möglich:

Analoge Anwendungen:

P-BL kann in allen Lernräumen durch Gruppenarbeiten, Diskussionen und praktische Experimente durchgeführt werden. Die Lernenden arbeiten mit Fachliteratur, Büchern oder handschriftlichen Notizen und nutzen Flipcharts oder Plakate, um ihre Lösungen zu präsentieren.

Digitale Anwendungen:

P-BL kann auch online durchgeführt werden, indem die Lernenden digitale Tools nutzen, um zusammenzuarbeiten und zu recherchieren. Kollaborations- und Lernplattformen eignen sich für die gemeinsame Bearbeitung von Aufgaben. Videokonferenztools ermöglichen die Gruppenarbeit aus der Ferne. Für die Recherche können die Lernenden digitale Datenbanken und Online-Ressourcen verwenden.

Vorbereitung

Vorbereitung eines Problems/Falls:

Grundlage der Vorbereitung sollte ein konkreter, komplexer, praxisnaher und interessanter Fall, ein Problem oder eine Fragestellung sein. Dieses Problem muss vorher von der Lernbegleitung bearbeitet werden. Es kann entweder eine richtige Lösung als Ergebnis haben als auch aus mehreren Lösungen und Vorgehensweisen bestehen. Zudem müssen notwendige Quellen zur Lösung zur Verfügung gestellt werden. Es können hierzu alle verfügbaren relevanten Quellen genutzt werden. Auf jeden Fall sollte es Quellen geben, mit deren Hilfe die Lernenden eigenständig eine Lösung erarbeiten können.

Durchführungs­schritte

1. Schritt: Einführung und Problemstellung

Zu Beginn wird den Lernenden ein konkretes Problem oder eine Fragestellung präsentiert. Dieses Problem sollte offen, komplex und praxisnah sein, sodass es mehrere Lösungsmöglichkeiten gibt. Die Lernbegleitung formuliert das Problem klar und erläutert den Lernenden, dass sie das Problem selbstständig und im Team bearbeiten sollen. Die P-BL Methode und das Vorgehen, wie auch der Auftrag wird besprochen. Verständnisfragen werden gemeinsam geklärt.

2. Schritt: Problemdefinition und Zielsetzung

Die Lernenden analysieren gemeinsam das Problem und diskutieren, welche Aspekte des Problems verstanden werden müssen. Sie formulieren ihre Lernziele und überlegen, welche Informationen sie noch benötigen, um das Problem zu lösen. Die Gruppe erstellt eine Liste von Fragen und Hypothesen, die sie im Laufe des Prozesses klären möchte.

3. Schritt: Informationsbeschaffung und Recherche

Als aller erstes werden Ideen, Vorkenntnisse, Erfahrungen und erste Ideen der Lernenden in einem offenen Brainstorming gesammelt.
Dann recherchieren die Lernenden eigenständig oder in Gruppen zu den offenen Fragen und sammeln die notwendigen Informationen, um das Problem zu verstehen. Dies kann durch das Studium von Fachliteratur, das Einholen von Expertenmeinungen oder durch Experimente geschehen.
Während der Recherchephase arbeiten die Lernenden eng zusammen und tauschen Informationen aus, um sicherzustellen, dass alle Gruppenmitglieder auf demselben Wissensstand sind.

4. Schritt: Lösungsentwicklung

Nachdem die Informationen gesammelt wurden, entwickeln die Lernenden mögliche Lösungsansätze für das Problem. Sie führen ihre Recherche zusammen und entwickeln diskursiv eine Synthese. Sie diskutieren die verschiedenen Lösungswege, wägen Vor- und Nachteile ab und einigen sich schließlich auf die beste Lösung/ das beste Vorgehen. In dieser Phase ist kreatives und kritisches Denken gefragt.

5. Schritt: Präsentation der Lösung

Die Gruppe präsentiert ihre Lösung vor der Lerngruppe oder einer anderen Gruppe. Dabei erläutern die Lernenden nicht nur den Lösungsweg, sondern auch den Prozess, wie sie zu dieser Lösung gekommen sind. Sie zeigen auf, welche Informationen sie benötigt haben und welche Herausforderungen sie bewältigen mussten.

6. Schritt: Reflexion und Feedback

Zum Abschluss erfolgt eine Reflexionsphase, in der die Lernenden und die Lernbegleitung gemeinsam über den Arbeitsprozess und das Ergebnis nachdenken. Es wird reflektiert, was gut funktioniert hat, welche Schwierigkeiten aufgetreten sind und was beim nächsten Mal verbessert werden könnte. Die Lernenden erhalten Feedback von der Lernbegleitung oder den anderen Gruppen und reflektieren ihre eigene Arbeitsweise.

Lernende müssen ein Problem als ihr eigenes sehen können, wenn sie sich tief auf eine Bearbeitung einlassen sollen!

Tipps zur Durchführung

Tipps zur Durchführung
  • Klarheit bei der Problemstellung: Das Problem sollte realitätsnah, aber nicht zu schwer lösbar sein. Es sollte offen genug sein, um Diskussionen anzuregen. Zugleich muss es abgegrenzt genug eingeführt werden, um zu überschaubaren Ergebnissen zu kommen.
  • Unterstützung bei der Informationsbeschaffung: Je nach Komplexität des Problems kann es hilfreich sein, die Lernenden bei der Recherche zu unterstützen. Dies könnte durch eine Einführung in bestimmte Informationsquellen oder durch die Bereitstellung von Material geschehen.
  • Zwischenfeedback einbauen: Um sicherzustellen, dass die Gruppe auf dem richtigen Weg ist, sollten regelmäßige Feedbackrunden eingebaut werden. Die Lernbegleitung kann dabei Fragen stellen oder Denkanstöße geben, um die Lernenden in die richtige Richtung zu lenken.
  • Zeitmanagement betonen: Die Lernenden sollten ermutigt werden, ihren Arbeitsprozess zu strukturieren und klare Zwischenziele zu setzen. Dies verhindert, dass sie sich in Details verlieren und hilft, den Überblick zu behalten.
  • Moderation und Rollenverteilung: Um die Zusammenarbeit in der Gruppe zu erleichtern, sollten die Lernenden verschiedene Rollen übernehmen (z.B. Moderator/in, Zeitwächter/in, Dokumentation). Dies hilft, die Arbeitslast zu verteilen und sorgt für eine geregelte Kommunikation.
Stolperfallen
  • Unklare Problemstellung: Wenn das Problem zu vage oder zu komplex ist, können die Lernenden Schwierigkeiten haben, es zu verstehen und anzugehen. Es ist wichtig, dass die Problemstellung klar formuliert und auf das Niveau der Lernenden angepasst ist.
  • Ungleiche Beteiligung: In Gruppenarbeiten kann es vorkommen, dass einige Lernende dominieren, während andere sich zurückziehen. Eine gute Moderation der Gruppe und klare Aufgabenverteilung helfen, dies zu verhindern. Wenn alle Ergebnisse präsentieren müssen, steigt in der Regel die Arbeitsbereitschaft.
  • Fehlende Recherchekompetenz: Wenn die Lernenden nicht wissen, wie sie effektiv recherchieren sollen, kann der Informationsbeschaffungsprozess ins Stocken geraten. Eine Einführung in Recherchetechniken oder Unterstützung durch die Lernbegleitung ist hier hilfreich.
  • KI: Wenn die Lernenden ihre Lösekompetenz an die KI delegieren, können eigene Lernleistungen absinken.
  • Zeitmanagement: Bei P-BL ist es leicht, sich in der Recherche oder Diskussion zu verlieren. Eine klare Zeitplanung und Zwischenziele helfen, den Prozess zu strukturieren.
Variationen
  • Fallstudienbasiertes Lernen: Anstatt einer offenen Problemstellung erhalten die Lernenden eine detaillierte Fallstudie, die ein spezifisches reales Problem beschreibt. Sie analysieren den Fall und erarbeiten Lösungsvorschläge.
  • Interdisziplinäres PBL: Die Lernenden arbeiten an Problemen, die mehrere Fachbereiche betreffen (z.B. Umweltprobleme, die sowohl biologische als auch wirtschaftliche Aspekte umfassen). Dies fördert das vernetzte Denken und die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Disziplinen.
  • Simuliertes PBL: In einigen Fällen kann die Lernbegleitung das Problem durch Simulationen unterstützen, z.B. durch digitale Planspiele oder Rollenspiele, bei denen die Lernenden bestimmte Rollen einnehmen und das Problem aus verschiedenen Perspektiven angehen.
Anwendungs­beispiele

Im Internet lassen sich unzählige Beispiele für P-BL finden. Hier eine kleine Auswahl (von ChatGPT unterstützt):

  • Naturwissenschaften: Die Lernenden sehen das Problem einer zunehmenden Umweltverschmutzung in einem Fluss aus der lokalen Presse. Sie müssen herausfinden, welche Maßnahmen ergriffen werden können, um die Wasserqualität zu verbessern. Sie analysieren die chemischen, biologischen und sozialen Aspekte und entwickeln einen Plan zur Reduzierung der Verschmutzung.
  • Medizin und Gesundheitswesen: Eine Patientin kommt mit unspezifischen Symptomen in die Notaufnahme. Die Lernenden erhalten medizinische Berichte und Informationen und müssen herausfinden, welche Diagnose gestellt werden sollte und wie die Behandlung aussehen könnte.
  • Technologie und Ingenieurwesen: Die Lernenden bekommen die Aufgabe, eine umweltfreundliche Heizungsanlage für ein Einfamilienhaus zu entwerfen. Sie recherchieren nach energiesparenden Baumaterialien, entwickeln ein Konzept für die Haustechnik und berechnen die Kosten.
  • Wirtschaft und Haushalt: Eine Familie mit Bürgergeldbezug und zwei Kindern hat Probleme, die Lebenshaltungskosten zu stemmen. Die Lernenden sollen die Faktenlage der Ausgaben der Familie prüfen und Vorschläge entwickeln, welche Maßnahmen ergriffen werden können, um mit den Finanzen auszukommen. Sie sollen zugleich realistisch einschätzen lernen, was dies für die Ausgabenqualität bedeutet.
  • Sozialwissenschaften: Die Lernenden sollen das Problem sozialer Ungerechtigkeit in Fallstudien bei niedrigen Schulabschlüssen analysieren und herausfinden, welche politischen Maßnahmen zur Verbesserung der Situation beitragen könnten.

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