Unterstützung digitaler Bildungsprozesse durch interaktive gamifizierte Lernvideos – Wie innovative Lernvideos Motivation und Lernerfolg steigern können

Die Popularität des digitalen Lernens wächst exponentiell und insbesondere die Nutzung von Lernvideos nimmt rasant zu. Schon vor der Covid-19-Krise nutzten rund 73 % aller 14- bis 29-jährigen Lernenden Videoplattformen zur Wiederholung von Lerninhalten (Rat für kulturelle Bildung 2019). Speziell der Einsatz von Lernvideos zur Ergänzung bestehender Lernkonzepte kann zu einer Verbesserung des Lernerfolgs führen, wenn sie gut konzipiert und sinnvoll in das bestehende Lehr-Lern-System und deren Lernprozesse integriert sind (Liao et al. 2019; Janson et al. 2020). Obwohl Lernvideos das Potenzial haben selbstgesteuerte Lernprozesse substanziell zu unterstützen, gibt es auch zunehmend Kritik am Einsatz von Lernvideos, da die Nutzung oftmals mit wenig Interaktionen einhergehen. Darüber hinaus wirft der zunehmende Einsatz von Lernvideos die Frage auf, wie den Lehrenden die notwendigen Fähigkeiten vermittelt werden können, um qualitativ hochwertige Lernvideos zu erstellen (Campbell et al. 2020).

Eine Möglichkeit, Lernvideos effektiver zu gestalten, besteht darin interaktive und spielerische Elemente direkt in Lernvideos einzubauen. Interaktive Elemente, wie z. B. ein einfaches Quiz oder Leitfragen, bieten das Potenzial, durch den Einsatz von Funktionen bei der Verwendung von Lernvideos eine bessere selbstgesteuerte Lernerfahrung zu ermöglichen (Brame 2016). Interaktivität verstehen wir in diesem Zusammenhang als Wechselbeziehung zwischen Lernenden und dem Lernmaterial bei der Nutzung der Lernvideos. Die Integration dieser Elemente bietet eine Verbesserung des Engagements und des Lernerfolgs. Dies geschieht zum einen durch die Fokussierung der Aufmerksamkeit der Lernenden auf bestimmte Schlüsselinformationen, welche für den weiteren Lernprozess wichtig sind, zum anderen, um die gezeigten Informationen zu segmentieren, sodass einer Überforderung der Lernenden vorgebeugt wird. Zusätzlich hierzu konnte bereits festgestellt werden, dass diese Interaktionsmöglichkeiten innerhalb von Videos einen positiven Effekt auf die Motivation der Lernenden haben können (Liao et al. 2019). Um die Nutzung der Interaktionselemente weiter zu fördern, können zusätzliche Spielelemente innerhalb der Lernvideos eingesetzt werden, welche besser unter dem Begriff Gamification bekannt sind. Gamification-Elemente können nicht nur die Motivation von Lernenden unterstützen, sondern auch zu besseren Lernergebnissen führen (Ferianda et al. 2018). Während der Einsatz von interaktiven Videos zu Lernzwecken ein zunehmender Trend ist, gibt es unseres Wissens weder in der Forschung noch in der Praxis konkrete Erkenntnisse darüber, wie interaktive Lernvideos gestaltet sein müssen, um ihre Fähigkeiten voll auszuschöpfen. Daher nehmen wir einen Ansatz aus der Systementwicklung, sogenannte Entwurfsmuster, um bewährte Gestaltungslösungen zu kodifizieren. Entwurfsmuster bieten die Möglichkeit, Wissen einfach und nachvollziehbar für Forscher*innen und Praktiker*innen zugänglich zu machen. Vor diesem Hintergrund ist es unser langfristiges Ziel, das Gestaltungswissen über interaktive gamifizierte Lernvideos (IGLV) zu erweitern, um die Lernergebnisse der Lernenden zu verbessern. Daraus folgend möchten wir mit diesem Artikel folgende Forschungsfrage beantworten:

Um unsere Forschungsfrage zu beantworten, folgen wir einem gestaltungsorientierten (englisch: Design Science Research (DSR)) Ansatz von Peffers et al. (2007), um die Entwurfsmuster systematisch zu entwickeln. Diese Muster sollen dann ihren Beitrag zur Unterstützung von unerfahrenen Lehrenden bei der Entwicklung von hochwertigen IGLV leisten. Der nachfolgende Beitrag ist wie folgt aufgebaut: Zu Beginn werden wir die wichtigsten Grundlagen von IGLV und der Musterentwicklung darlegen. Anschließend werden wir die zugrundeliegende Methodik zur Entwicklung der Entwurfsmuster für IGLV erläutern. Darauf aufbauend werden wir die entwickelten Muster vorstellen und damit Richtlinien für gute Lernvideos näher erläutern. Zum Ende werden wir unsere Ergebnisse diskutieren und auf die Limitationen unserer Arbeit eingehen.

Der Forschungsansatz folgt einem problemzentrierten, gestaltungsorientierten Ansatz, wie er von Peffers et al. (2007) eingeführt wurde, um Gestaltungswissen über IGLV in Entwurfsmuster zu kodifizieren (siehe Abb. 2). Wir beginnen unser DSR-Projekt mit einem problemzentrierten Ansatz, da unsere Forschung von den bestehenden Problemen bei der Erstellung von Videoinhalten und der Kommunikation ihres Gestaltungswissens angetrieben wird. Um unseren Entwurfsmusterkatalog zu entwickeln, folgen wir der Entwurfsmustervorlage von Dickhaut et al. (2020). Anschließend werden diese Entwurfsmuster im Rahmen einer Grundlangenveranstaltung an einer Universität evaluiert.

Um die Anwendung der Entwurfsmuster zu verdeutlichen und ihren Nutzen für die Entwicklung von IGLV evaluieren zu können, erfolgt die Entwurfsmusterentwicklung im Rahmen einer Grundlagenveranstaltung für Wirtschaftsinformatik. In der Lehrveranstaltung, welche als Flipped Classroom konzipiert ist, werden Lernvideos bereits zur Unterstützung im Lernprozess eingesetzt (Lehmann et al. 2015; Janson et al. 2017). Diese Lernvideos werden insbesondere im Rahmen einer Selbstlernphase zurückgegriffen, in welcher sich die Studierenden Lerninhalte selbstständig aneignen. Diese Lernvideos sollen im Zuge einer Überarbeitung des Lehr-Lernkonzepts der Veranstaltung überarbeitet und aktualisiert werden. Bei dieser Überarbeitung sollen die Entwurfsmuster als Grundlage für die Überarbeitung der Videoinhalte dienen. Das genaue Vorgehen wird in Tab. 4 dargestellt.

Die Entwurfsmuster werden dabei in den drei Phasen des Erstellungsprozesses von Lernvideos eingesetzt: 1) Konzeptionsphase, 2) Durchführungsphase und 3) Nachbearbeitungsphase, wobei wir uns an dieser Stelle auf die Konzeptionsphase konzentrieren, da diese entscheidend für die systematische Integration der Interaktionselemente in die Lernvideos ist, oftmals vernachlässigt wird und dadurch zu den beschriebenen Problemen bei IGLV führt. Insgesamt konnten sieben Pattern entwickelt werden, wobei diese momentan noch weiter verfeinert und direkter auf bestimmte Interaktionen hin angepasst werden (siehe Zusatzmaterial online).

Die Konzeptionsphase dient der Planung und Vorbereitung der IGLV. Die wichtigsten Schritte der Konzeptionsphase der IGLV werden im Entwurfsmuster „Konzeption des Lernvideos“ festgehalten (siehe Abb. 4). Die Entwurfsmuster beziehen sich dabei ausschließlich auf die Gestaltung der Interaktions- und Gamification Elemente im Video, nicht auf die generelle Gestaltung von Lernvideos, welche in unterschiedlichen Studien, beispielsweise von Lagerstrom et al. (2015), thematisiert worden sind. In der Konzeptionsphase werden die Grundlagen für die spätere Integration der Interaktionselemente geschaffen, welche in vier Unterpunkte gegliedert werden können. Zu Beginn der Konzeptionsphase werden mittels Brainstorming und Clusteringelementen möglichst viele Ideen gesammelt (1). Hierzu können beispielsweise Ideenworkshops oder auch ein Videocanvas (Ebner et al. 2021) genutzt werden. Ziel dieses Brainstormings ist die Entwicklung eines Grundverständnisses für die Zielgruppe des Lernvideos (beispielsweise welches Vorwissen vorhanden sein könnte oder welche thematischen Anknüpfungspunkte bestehen), der Identifizierung von relevanten Themen/Beispielen für die Ergänzung des Lerninhalts sowie der Entwicklung von Ideen für Interaktionen. Im nächsten Schritt (2) werden Haupt- und Nebeninformationen identifiziert, welche im Rahmen des Lernvideos adressiert werden sollen (vgl. Anf. 1). Da diese Informationen wichtig für das Erreichen des Lernziels des Videos sind, sollten an dieser Stelle Interaktionen zur Verdeutlichung und zu Wissenskontrolle eingesetzt werden (vgl. Anf. 2 und 3). Verpflichtende Wissenstest eignen sich dabei insbesondere an Stellen, an welchen Hauptinformationen vermittelt werden. Ein Beispiel für einen solchen verpflichtenden Wissenstest ist in Abb. 5 zu sehen. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass Lernende die gezeigten Informationen auch verstanden und verinnerlicht haben. Bei Nebeninformationen können durch freiwillige Wissenstests das Verständnis für den Hintergrund der Informationen auf selbstgesteuerter Basis verbessert werden. Nachdem die Platzierung der Haupt- und Nebeninformationen durchgeführt worden ist, sollte über die Verknüpfung der Informationen mittels Interaktionselementen (3) nachgedacht werden. Beispielsweise ermöglicht die richtige Beantwortung eines Wissenstest das Überspringen bestimmter Teile des Lernvideos. Wird also der Wissenstest bei einer Hauptinformation richtig beantwortet, besteht ggf. keine Notwendigkeit die Nebeninformationen im Lernvideo anzuschauen. Zur Planung der Verknüpfungen bieten sich Flowcharts an. Diese Flowcharts dienen dabei der Übersichtlichkeit, an welchen Stellen welche Interaktionen platziert werden, was sie bewirken und wohin diese im Video führen sollen. Abschließend konzipieren wir ein Storyboard, welche alle gesammelten Informationen zusammenführt – den chronologischen Ablauf des Lernvideos, die Grobskizzierung des Sprechertextes, sowie die hierauf abgestimmten Interaktionselemente.

Die auf Grundlage der Entwurfsmuster entwickelten IGLV wurden dabei im Rahmen der Grundlagenveranstaltung evaluiert, um die Nützlichkeit und Gebrauchstauglichkeit der Muster belegen zu können. Die Ergebnisse dieser Evaluation wird im nächsten Kapitel dargestellt.

Während im vierten Kapitel die konkrete Implementierung unser Entwurfsmuster für IGLV in einer Grundlagenveranstaltung zur Wirtschaftsinformatik dargestellt wurde, wird nun die Eignung des Ansatzes kritisch diskutiert und reflektiert, um hieraus Implikationen für Forschung und Praxis abzuleiten. Im Rahmen einer individuellen Lernphase, welche Teil des Flipped Classroom Konzepts ist, wurden interaktive und gamifizierte Lernvideos auf Basis der entwickelten Entwurfsmuster produziert. Vor und nach dieser individuellen Lernphase wurde eine Online-Umfrage mit 87 Studierenden durchgeführt, um qualitative Daten hinsichtlich der Eignung der Videos für das Konzept zu evaluieren und die Qualität der IGLV aus Sicht der Studierenden bewerten zu können. Hierzu wurden in einer Lerneinheit die bestehenden Lernvideos mittels der entwickelten didaktischen Entwurfsmuster mithilfe der Software h5p überarbeitet und weiterentwickelt. Die Wahl auf h5p erfolgte, weil die Software eine gute Integrationsmöglichkeit in das bestehende Lernmanagementsystem moodle bietet. Die interaktiven Lernvideos wurden von zwei erfahrenen Dozierenden entwickelt und anschließend von einem Tutor auf Verständlichkeit und Nachvollziehbarkeit überprüft.

Vor dem Beginn der Lerneinheit wurden die bisherigen Erfahrungen mit den bestehenden, nicht interaktiv aufbereiteten Videos erhoben. Während und nach der Lerneinheit, welche insgesamt aus fünf Videos mit einer gesamten Laufzeit von ca. 60 min bestand, konnten die Studierenden direktes Feedback zur Gestaltung und zum Aufbau der Interaktionselemente und der Videos an sich geben. Gleichzeitig sollten die Studierenden ihre eigene Meinung zu den IGLV im Vergleich zu den bekannten nicht interaktiv gestalteten Lernvideos bewerten sowie den zusätzlichen Aufwand zur Bearbeitung der interaktiven und gamifizierten Elemente beurteilen. Die Daten der Studierenden wurden anonym erhoben. Sie werden im Folgenden anhand der skizierten Potenziale und Limitierungen von IGLV dargestellt.

Kernfunktion der entwickelten Entwurfsmuster ist die Darstellung von Gestaltungswissen für die Entwicklung von didaktisch hochwertigen interaktiven und gamifizierten Lernvideos mit dem Ziel, die Interaktion innerhalb der Lernvideos über alle Interaktionsformen hinweg zu steigern, um dadurch den Lernerfolg der Studierenden zu verbessern. Unter Bezugnahme auf die Theorie der kognitiven Last sollten die Interaktionen dabei so angelegt werden, dass diese den Lernprozess der Studierenden sinnvoll unterstützen und diese durch die Interaktionen nicht unnötig abgelenkt werden (Koć-Januchta et al. 2020). Während der Evaluation konnte gezeigt werden, dass die auf Basis der Entwurfsmuster entwickelten Interaktionselemente einen sinnvollen Beitrag zur Unterstützung der Studierenden leisten können. Die folgenden Auszüge aus der studentischen Evaluation geben deutliche Hinweise darauf, dass die Interaktions- und Spiel-Elemente die gewünschten Effekte erzielt haben:

In den Lernvideos haben mir die Interaktionen in den Quizfragen sehr gut gefallen, da man durch die stetig gestellten Fragen aufmerksamer war und diese als Gedächtnisstütze dienten.

Durch die Elemente innerhalb der Lernvideos konnte die Interaktion gefördert werden, was dazu geführt hat, dass die Studierenden dem Lehrenden länger aufmerksam zugehört haben und auch zufriedener im Vergleich zu den nicht interaktiv gestalteten Videos waren:

Die Interaktivität war der springende Grund, warum ich den Exkurs besser fand als die vorherigen Videos.

Gleichzeitig zeigen Studien aber auch, dass in vielen Fällen die Interaktionen nicht systematisch aufgebaut wurden (Koć-Januchta et al. 2020) und Lehrende vorzugsweise zu viele Interaktionen einbauen als zu wenige. Dies kann den Aufwand für die Betrachtung der Lernvideos erhöhen, was zu Problemen für das Verständnis des Inhalts führen kann:

Das Lösen der Aufgaben war deutlich anspruchsvoller als die vorherigen Lernzyklen.

Diesen Umstand müssen die Entwurfsmuster noch stärker berücksichtigen und eine klarere Erläuterung bereitstellen, wie unterschiedliche Interaktionselemente zusammenwirken und welche Interaktionselemente bei welchen Lernanlässen eingesetzt werden sollten. Daher kann es zielführend sein, bei der Auswahl der Interaktionselemente eine Reihe unterschiedlicher Elemente zu nutzen, welche sich vom Aufwand für den Lernenden her unterscheiden. Beispielsweise ist der Aufwand der Beantwortung eines Multiple Choice Tests im Vergleich mit einer Textaufgabe relativ gering. Gleichzeitig könnte der gefühlte Aufwand für die Beantwortung der Fragen durch einen noch gezielteren Einsatz von Spiel-Elementen verringert werden. Durch die Nutzung der Software h5p im Zusammenspiel mit der Lernsoftware Moodle war der Einsatz von Spiel-Elementen z. T. seitens des Programmes eingeschränkt. Wir vermuten, dass sich ein noch gezielterer Einsatz dieser Elemente positiv auf die Nutzung der Interaktionselemente auswirken könnte, was sich bereits auch in ähnlichen Studien gezeigt hat (Deng et al. 2020). Die Erfahrung hat gezeigt, dass die Entwicklung von IGLV sehr aufwendig ist. Insbesondere die Konzeptionsphase kann sehr viel Zeit in Anspruch nehmen, um hochwertige Wissenstests und Verknüpfungen innerhalb der Lernvideos (und auch lernvideoübergreifend) zu entwickeln. Dieser Aufwand rentiert sich jedoch langfristig, da die Videos nicht für jedes Semester neu gedreht werden müssen. Gleichzeitig kann durch die Nutzung der Interaktionselemente die Halbwertszeit der Videos erhöht werden, da diese auch nachträglich eingebaut und aktualisiert werden können, ohne bereits gedrehte Lernvideo neu aufnehmen zu müssen.

Gleichzeitig hat das Konzept von IGLV unter Berücksichtigung gewisse Limitierungen. Ein wichtiger Punkt ist die notwendige IT-Unterstützung bei der Gestaltung der Videos. Diese ermöglicht erst die Integration der interaktiven und gamifizierten Elemente zur Unterstützung der Lernenden. Vor diesem Hintergrund sind die Integrationsmöglichkeiten stark abhängig vom gewählten Anbietenden und von der gewählten Lernplattform (vgl. mit den angebotenen Interaktionselementen in Tab. 2), was zu Einschränkungen bei der Implementierung und beim Aufbau der Interaktionen führen kann. Generell sind diese Interaktionsmöglichkeiten oftmals von der jeweiligen Institution vorgegeben, weil sie mit dem vorhandenen Lernmanagementsystem kompatibel sein muss. Es erwies sich in unserem Fall als sehr wichtig, sich bereits in der Konzeptionsphase vertiefend mit den Möglichkeiten der gewählten Interaktionssoftware vertraut zu machen. Insbesondere ist an dieser Stelle festzustellen, dass die Entwicklung der Interaktionselemente eine gewisse Erfahrung benötigt, um ein gut zusammenhängendes Konzept für den Aufbau der Interaktionen entwickeln zu können. Darüber hinaus stellen Interaktionselemente einen zusätzlichen Aufwand bei der Betrachtung der Lernvideos für die Studierenden dar, welcher bei der Konzeption der Videos berücksichtigt werden sollte.

Für mich war die Bearbeitung der Aufgaben sehr Zeitaufwendig.

Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass insbesondere durch die Covid-19-Krise aufkommende intensive Nutzung von Lernvideos in der Hochschullehre die Integration von interaktiven und spielerischen Elementen einen Beitrag dazu leisten kann, die Interaktionen von Studierenden in allen Bereichen zu fördern:

Die Interaktion, wie zum Beispiel die Quizfragen etc. haben die Aufmerksamkeit während der Lernphase verstärkt und war eine schöne Abwechslung zu dem, was wir im Moment ständig machen, nämlich stupide nur Videos anzuschauen und Mitschriften zumachen.

Der vorliegende Beitrag beschreibt die problemorientierte Gestaltung von Entwurfsmustern für die IGLV und führt auf, wie die Qualität dieser Lernvideos systematisch gesteigert werden kann. Die Ergebnisse des Beitrags verdeutlichen, wie interaktive und gamifizierte Elemente die Interaktion bei der Nutzung von Lernvideos verbessern und dadurch Lernende in ihrem Lernprozess unterstützt werden können. Die Ergebnisse sind dabei für Wissenschaftler*innen, Dozierenden und andere Praktizierenden gleichermaßen von praktischer Relevanz, da sie Erkenntnisse dazu liefern, mit welchen Mitteln die Interaktion innerhalb von Lernvideos gesteigert werden kann. Gleichzeitig kann eine Einschätzung vermittelt werden, wie diese Interaktionen bestmöglich in den Videos platziert werden sollten. Ausgehend von der Interaktionstheorie, dem Gamification Konzept sowie der Theorie der kognitiven Last wurden zum einen theoretische Anforderungen erhoben, welche auch durch praktische Anforderungen aus Fokusgruppenworkshops und Umfragen ergänzt worden sind. Diese Anforderungen wurden anschließend in Entwurfsmuster übersetzt, um Lehrende bei der Entwicklung ihrer eignen IGLV zu unterstützen. Anschließend wurde die Entwicklung und der Einsatz dieser Entwurfsmuster am Beispiel einer Grundlagenveranstaltung für Wirtschaftsinformatik verdeutlicht. Dabei wurde aufgezeigt, welchen Nutzen der Einsatz von IGLV in der Lehre im Vergleich zu herkömmlichen Lernvideos besitzen kann. Ausgehend von unseren Erkenntnissen ist die Nutzung von Entwurfsmustern zur Entwicklung von IGLV ein gebrauchstaugliches Mittel zur Unterstützung von Lehrenden bei der Entwicklung qualitativ hochwertiger interaktiver und gamifizierter Lernvideos. Zukünftiger Forschungsbedarf besteht dabei insbesondere in der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Entwurfsmuster in dem Sinne, dass diese besser in das jeweilige Lehr-Lernszenario eingebunden werden können. Insbesondere Interaktionsmöglichkeiten, welche über ein einzelnes Lernvideo hinausgehen und mehrere Lernvideos zu einem großen Lehr-Lernszenario verbinden, konnten im Rahmen unseres Beitrags nicht ausreichend betrachtet werden. Darüber hinaus wurden in der hier dargestellten Iteration der Entwurfsmuster nur qualitative Daten vorgestellt. Um eine weitere Validierung zu ermöglichen, und um genauere Ergebnisse hinsichtlich der Förderung des Lernerfolgs, der Motivation und des Engagements aufzeigen zu können, planen wir im Rahmen der nächsten Iteration eine quantitative Erhebung mittels A/B Experiment. Darüber hinaus konnte festgestellt werden, dass es noch mehr Forschungsbedarf hinsichtlich der Gestaltung der einzelnen Interaktionselemente gibt und welche Wirkung die einzelnen Elemente auf die Interaktion besitzen. Beispielsweise ist denkbar, dass sich bestimmte Interaktionselemente besonders für die Verbesserung einer spezifischen Interaktion eignen.