Schemata sind psychologische Konstrukte, die als eine Form der mentalen Repräsentation für einige Formen von komplexem Wissen vorgeschlagen wurden.
Bartletts Schematheorie
Schemata wurden ursprünglich durch die Arbeit des britischen Psychologen Sir Frederic Bartlett (1886-1969) in die Psychologie und Pädagogik eingeführt. Bei der Durchführung einer Reihe von Studien über das Erinnern von indianischen Volksmärchen stellte Bartlett fest, dass viele der Erinnerungen nicht korrekt waren, sondern dass unbekannte Informationen durch etwas Vertrauteres ersetzt wurden. Außerdem enthielten sie viele Schlussfolgerungen, die über die im Originaltext enthaltenen Informationen hinausgingen. Um diese Ergebnisse zu erklären, schlug Bartlett vor, dass Menschen über Schemata oder unbewusste mentale Strukturen verfügen, die das allgemeine Wissen einer Person über die Welt darstellen. Durch Schemata beeinflusst altes Wissen neue Informationen.
Ein Teilnehmer von Bartlett las zum Beispiel den Satz „etwas Schwarzes kam aus seinem Mund“ und erinnerte sich später daran als „er hatte Schaum vor dem Mund“. Dieser Befund lässt sich durch die Annahme erklären, dass die eingegebene Information nicht mit dem Schema des Teilnehmers übereinstimmte, so dass die ursprüngliche Information in einer Form rekonstruiert wurde, die mit einem der Schemata des Teilnehmers übereinstimmte. Das Schemakonstrukt wurde in einer Zeit entwickelt, in der die Psychologie stark von behavioristischen und assoziationistischen Ansätzen beeinflusst war; da das Schemakonstrukt mit diesen Weltanschauungen nicht vereinbar war, geriet es schließlich in Vergessenheit.
Minskys Frame-Theorie
In den 1970er Jahren wurde das Schemakonstrukt jedoch durch die Arbeit des Computerwissenschaftlers Marvin Minsky wieder in die Psychologie eingeführt. Minsky versuchte, Maschinen zu entwickeln, die menschenähnliche Fähigkeiten aufweisen sollten (z.B. die Welt wahrzunehmen und zu verstehen). Bei dem Versuch, diese schwierigen Probleme zu lösen, stieß er auf Bartletts Arbeit. Minsky kam zu dem Schluss, dass Menschen ihr gespeichertes Wissen über die Welt nutzen, um viele der Prozesse auszuführen, die er mit Maschinen nachahmen wollte, und dass er daher seine Maschinen mit dieser Art von Wissen ausstatten musste, wenn sie jemals menschenähnliche Fähigkeiten erreichen sollten. Minsky entwickelte das Frame-Konstrukt als eine Möglichkeit, Wissen in Maschinen darzustellen. Minskys Frame-Vorschlag kann im Wesentlichen als eine Ausarbeitung und Spezifizierung des Schemakonstrukts betrachtet werden. Er stellte sich vor, dass das Rahmenwissen mit neuen spezifischen Informationen aus der Welt interagiert. Er schlug vor, feste allgemeine Informationen als Rahmen darzustellen, der aus Schlitzen besteht, die einen bestimmten Wertebereich akzeptieren. Wenn die Welt keinen spezifischen Wert für einen bestimmten Slot bereitstellt, kann dieser durch einen Standardwert gefüllt werden.
Betrachten wir zum Beispiel die Darstellung eines generischen (typischen) Grundschulklassenzimmers. Der Rahmen für ein solches Klassenzimmer enthält bestimmte Informationen, z. B. dass der Raum Wände, eine Decke, Licht und eine Tür hat. Die Tür kann man sich als einen Schlitz vorstellen, der Werte wie „Holztür“ oder „Metalltür“ akzeptiert, nicht aber einen Wert wie „Tür aus Wackelpudding“. Wenn eine Person oder eine Maschine versucht, ein bestimmtes Grundschulklassenzimmer darzustellen, instanziiert die Person oder Maschine den generischen Rahmen mit spezifischen Informationen aus dem jeweiligen Klassenzimmer (z. B. hat es ein Fenster an einer Wand und die Tür ist aus Holz mit einer kleinen Glasscheibe). Wenn man aus irgendeinem Grund das Licht im Klassenzimmer nicht sieht, kann man den Beleuchtungsplatz mit der Standardannahme füllen, dass es sich um Leuchtstoffröhren handelt. Mit diesem Vorschlag lässt sich eine ganze Reihe von Phänomenen gut erklären. Er erklärt zum Beispiel, warum man sehr überrascht sein kann, wenn man ein Klassenzimmer in der Grundschule betritt und feststellt, dass es keine Decke hat, und er erklärt die Tatsache, dass sich jemand daran erinnern kann, dass ein bestimmtes Klassenzimmer mit Leuchtstofflampen ausgestattet war, obwohl es das nicht war.
Moderne Schema-Theorie
Minskys Arbeit in der Informatik hatte einen starken und unmittelbaren Einfluss auf die Psychologie und die Pädagogik. 1980 führte der Kognitionspsychologe David Rumelhart Minskys Ideen weiter aus und entwickelte daraus eine explizit psychologische Theorie der mentalen Repräsentation von komplexem Wissen. Roger Schank und Robert Abelson entwickelten das Skript-Konstrukt, um allgemeines Wissen über Handlungsabläufe zu erfassen. Die Schematheorie lieferte Erklärungen für viele Experimente, die bereits in der Literatur zu finden waren, und führte zu einer Vielzahl von neuen empirischen Studien. Die Bereitstellung eines relevanten Schemas verbesserte das Verständnis und den Abruf von undurchsichtigen Textpassagen, und es wurde gezeigt, dass starke Schemata zu hohen Raten von Inferenzfehlern beim Abruf führen.
Breiter versus enger Gebrauch von Schema
Rückblickend ist es klar, dass es in der Schematheorie eine Mehrdeutigkeit zwischen einem engen und einem weiten Gebrauch des Begriffs Schema gegeben hat. In Rumelharts klassischem Aufsatz von 1980 definierte er beispielsweise ein Schema als „eine Datenstruktur zur Darstellung der im Gedächtnis gespeicherten generischen Konzepte“ (S. 34). Er fuhr jedoch fort, dass „es Schemata gibt, die unser Wissen über alle Konzepte repräsentieren: diejenigen, die Objekten, Situationen, Ereignissen, Ereignisfolgen, Handlungen und Handlungsfolgen zugrunde liegen“ (S. 34). So werden Schemata häufig als die Form der mentalen Repräsentation für allgemeines Wissen definiert, dann aber als Begriff für die Repräsentation allen Wissens verwendet.
Es gibt schwerwiegende Probleme mit der Verwendung des Begriffs Schema für alle Formen komplexen Wissens. Erstens besteht kein Bedarf an einem neuen Fachbegriff, da der gewöhnliche Begriff Wissen diese Bedeutung hat. Darüber hinaus scheitert die Schematheorie, wenn sie zur Erklärung allen Wissens herangezogen wird. Eine Reihe von Autoren hat darauf hingewiesen, dass die Schematheorie, so wie sie derzeit entwickelt ist, nicht mit jenen Formen von Wissen umgehen kann, die keine alten generischen Informationen beinhalten. So bietet die Schematheorie eine Erklärung für das Wissen im Langzeitgedächtnis, dass der Staat Oklahoma direkt über dem Staat Texas liegt. Die Schematheorie liefert jedoch keine Erklärung für die neue Repräsentation, die man von einer Stadt entwickelt, wenn man sie zum ersten Mal durchquert.
Daher scheint es am besten, den Begriff Schema im engeren Sinne zu verwenden, als die Form der mentalen Repräsentation, die für generisches Wissen verwendet wird. Nimmt man jedoch den engeren Gebrauch an, so muss man akzeptieren, dass Schemata nur für eine Teilmenge des Wissens die geeigneten Repräsentationen sind und dass für andere Wissensformen andere Formen der mentalen Repräsentation benötigt werden. So werden z.B. mentale Modelle benötigt, um bestimmte nicht-schematische Aspekte des Wissens zu repräsentieren, wie z.B. den Grundriss einer unbekannten Stadt, während naive Theorien oder kausale mentale Modelle benötigt werden, um das Wissen über kausale/mechanische Phänomene zu repräsentieren.
Schema-Theorie in der Bildung
Richard Anderson, ein pädagogischer Psychologe, spielte eine wichtige Rolle bei der Einführung der Schema-Theorie in der Bildungsgemeinschaft. In einem Aufsatz von 1977 wies Anderson darauf hin, dass Schemata eine Form der Repräsentation von komplexem Wissen darstellen und dass das Konstrukt zum ersten Mal eine prinzipielle Erklärung dafür liefert, wie altes Wissen den Erwerb von neuem Wissen beeinflussen kann. Die Schematheorie wurde sofort auf das Verständnis des Leseprozesses angewandt, wo sie ein wichtiges Gegengewicht zu den reinen Bottom-up-Ansätzen des Lesens darstellte. Die schema-theoretischen Ansätze zum Lesen betonen, dass das Lesen sowohl die Bottom-up-Informationen der wahrgenommenen Buchstaben, die ins Auge fallen, als auch die Verwendung von Top-down-Wissen umfasst, um eine sinnvolle Darstellung des Textinhalts zu konstruieren.
Breiter versus enger Gebrauch von Schema in der Pädagogik
Das Problem mit dem breiten und engen Gebrauch des Begriffs Schema tauchte in der Pädagogik genauso auf wie in der kognitiven Psychologie. In Andersons klassischem Aufsatz von 1977 über Schemata in der Pädagogik vertritt er zum Beispiel eindeutig die breite Sichtweise. Er greift die enge Sichtweise an und sagt, dass es unmöglich ist, „dass Menschen ein Schema für jede denkbare Szene, Ereignisfolge und Nachricht gespeichert haben“ (S. 421), und dass „eine angemessene Theorie erklären muss, wie Menschen mit Neuem umgehen“ (S. 421). In einem etwa zur gleichen Zeit verfassten Aufsatz (1978) stellt Anderson jedoch fest, dass „ein Schema allgemeines Wissen repräsentiert“ (S. 67), und er vertritt in diesem Aufsatz systematisch die enge Sichtweise. In einem Aufsatz von 1991 über Terminologie in der Pädagogik stellen Patricia Alexander, Diane Schallert und Victoria Hare fest, dass die systematische Mehrdeutigkeit zwischen der engen und der weiten Sichtweise es sehr schwierig gemacht hat, die Verwendung des Begriffs Schema durch einen bestimmten Autor in der pädagogischen Literatur zu interpretieren.
Unterrichtliche Implikationen der Schema-Theorie
Eine Reihe von Autoren hat aus der Schema-Theorie Vorschläge für den Unterricht abgeleitet. Sie haben vorgeschlagen, dass relevantes Wissen vor dem Lesen aktiviert werden sollte, dass Lehrer versuchen sollten, vorausgesetztes Wissen zu vermitteln, und dass der Vermittlung von Verstehensprozessen höherer Ordnung mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden sollte. Viele dieser Vorschläge sind nicht neu, aber die Schematheorie scheint eine theoretische und empirische Grundlage für Unterrichtspraktiken zu bieten, die einige erfahrene Lehrer bereits anwenden.
Auswirkungen der Schematheorie auf das Bildungswesen
Die Schematheorie hat dem Bildungswesen eine Möglichkeit gegeben, über die Darstellung einiger Formen komplexen Wissens nachzudenken. Sie hat die Aufmerksamkeit darauf gelenkt, welche Rolle altes Wissen beim Erwerb neuen Wissens spielt, und sie hat die Rolle von Einflüssen von oben nach unten, vom Leser ausgehend, im Leseprozess betont.