Wie wirkt eigentlich Citizen Science? - Was wissen wir über Lerneffekte durch Online-Citizen-Science?

Maria Aristeidou und Christothea Herodotou beschäftigen sich in ihrer Reviewstudie mit den Lerneffekten, die durch die Teilnahme an Online-Citizen-Science-Projekten entstehen. Technologischer Fortschritt ist sicherlich ein wichtiger Faktor, der den aktuellen Citizen-Science-Trend ermöglicht und geprägt hat. Wie wirken sich diese besonderen Bedingungen also auf das Lernen der Teilnehmenden aus?

 Hier geht es zur Übersichtsseite der Blogreihe!

 Warum schauen wir uns gerade diese Studie an?

Sogenannte Reviewstudien tragen die Ergebnisse verschiedener wissenschaftlicher Publikationen zusammen. Dieser Art der Untersuchung setzt sich systematisch mit den veröffentlichten Forschungserkenntnissen auseinander. Dazu legt man zunächst Kriterien fest, welche Veröffentlichungen betrachtet werden und welche nicht. Zudem dokumentiert man, wie man nach Literatur gesucht hat. Anschließend wertet man die gefundenen und relevanten Veröffentlichungen geleitet von Forschungsfragen aus. Der Vorteil hier ist, dass die Analyse so über Einzelstudien zu einzelnen Projekten, Plattformen oder Apps hinausgeht und man nach allgemeinen Trends suchen kann. Gibt es Effekte, die in mehreren Studien und somit in verschiedenen Kontexten auftreten und lassen sie sich mit verschiedenen Erhebungs- und Analyseverfahren feststellen? 

In unserer Blogreihe wollen wir uns näher damit beschäftigen, was über die Wirkung von Citizen Science auf die Teilnehmenden schon bekannt ist. Und mit “Bekanntsein” meinen wir, welche empirischen Forschungsergebnisse wurden dazu bereits veröffentlicht. Reviewstudien zur Wirkung von Citizen Science sind daher ein idealer Startpunkt für unsere Auseinandersetzung mit dem Thema. Hier haben die jeweiligen Autor*innen sozusagen schon die Hausaufgaben für uns erledigt. Reviewstudien sind aufwändig durchzuführen; sie fokussieren daher meist auf einen klar begrenzten Bereich, wie z.B. Online-Citizen-Science und Lernen in diesem Fall, den Motivationen zur Teilnahme an Citizen Science (Jeanmougin et al. 2017; West/Pateman 2016) oder aber die Lerneffekte in Biodiversitäts-Citizen-Science-Projekten (Peter et. al, 2020). Wir schauen uns im Laufe der Blogreihe zunächst diese verschiedenen Reviewstudien ein wenig genauer an und ergänzen dann weitere Aspekte im Bezug auf die Wirkung von Citizen Science auf die Teilnehmenden (siehe dazu Blogbeitrag1: Wirkungsmodelle und Ziele)

Die besondere Rolle von Online-Citizen-Science

Zugang zum Internet und die Nutzung von Smartphones können eine ortsungebundene Teilnahme an Citizen Science ermöglichen und eröffnen neue Formen der Datenerhebung sowie der Kommunikation. Dies macht sogar Citizen-Science-Projekte möglich, die komplett online, also virtuell ablaufen. Häufig findet man aber auch Mischmodelle, oft als blended oder Hybrid bezeichnet, bei denen bestimmte Elemente “im Feld” stattfinden (z.B. Beobachten der Stadtnatur), und andere Elemente (z.B. die Datensammlung und -analyse) online. Dies kann den Zugang für Teilnehmende erleichtern, da dadurch das Mitforschen zeitlich und örtlich flexibler wird. Auch in Ausnahmesituationen wie der aktuellen Coronavirus-Pandemie zeigen sich die Vorteile des Formats. Jedoch stehen Online-Citizen-Science-Projekte auch vor besonderen Herausforderungen. In Onlineprojekten müssen etwa andere Kommunikationskanäle und -praktiken und andere Formate für Tutorial und Hilfestellung entwickelt und genutzt werden; zudem kann der Zugang zum Internet und zu den erforderlichen Tools die Teilnahme am Projekt auch erschweren. Empirische Ergebnisse dazu, ob, was und wie Teilnehmende in Online-Citizen-Science-Projekten lernen, können daher wichtige Hinweise geben, um Projektdesign und -durchführung an die Bedürfnisse der Teilnehmenden anzupassen und sie in ihrem Lernprozess zu unterstützen.

Das Vorgehen

Die Autorinnen der Reviewstudie nutzten gängige Literaturdatenbanken wie Web of Science und Google Scholar, thematische Literatursammlungen von ECSA (European Citizen Science Association) und Zooniverse, Verlags- und Journaldatenbanken sowie den Katalog einer Universitätsbibliothek. Sie suchten Publikationen mit den Schlagwörtern “online/ virtual” und “learning/ science learning/ scientific literacy”. Die im Mai 2019 durchgeführte Recherche ergab 75 Publikationen. Die Autorinnen überprüften diese Publikationen dann anhand der folgenden Inklusionskriterien:

Die Publikation 

• thematisiert Online-Citizen-Science-Communities oder -Projekte
• untersucht Lerneffekte (allgemein und/oder naturwissenschaftlich) 
• basiert auf empirischen Untersuchungen
• ist in englischer Sprache verfasst.

Publikationen, die zum Beispiel lediglich die Motivation zur Projektteilnahme untersuchten oder keine empirischen Daten beinhalteten, wurden ausgeschlossen. Nach diesem Schritt blieben noch 10 Publikationen (siehe Literaturangaben) übrig. Diese wurden dann anhand der folgenden Forschungsfrage analysiert: Welche Lerneffekte hat die Partizipation an Online-Citizen-Science bei den Teilnehmenden? Da nicht alle Studien die Rolle der Teilnehmenden gleich definieren, wird hier ein breiter Begriff zugrunde gelegt, dieser kann sich auf die Bürgern*innen beziehen, aber teilweise auch andere Projektbeteiligte und -verantwortliche miteinbeziehen.

Die Ergebnisse

Die Autorinnen kategorisierten Lerneffekte in fünf Aspekte: Einstellungen zu Naturwissenschaften, Nature of Science (naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen), themenspezifisches Wissen, naturwissenschaftliches Wissen und Wissen allgemein. Die 10 Studien berichten insgesamt über Ergebnisse von 4189 Teilnehmenden, wobei die Teilnehmendenzahlen der einzelnen Studien zwischen 21 und 1921 liegen.

Einstellungen zu/Interessen an Naturwissenschaften 

Fünf Studien untersuchen diesen Aspekt:

• Price & Lee (2013): Es wird eine positive Entwicklung der Einstellung der Teilnehmenden und die Verstärkung bereits vorhandener positiver Einstellungen festgestellt. 
• Kloetzer et al. (2016): Die Teilnehmenden beginnen sich über das Projekt hinaus in dem Themenfeld zu engagieren. 
• Aristeidou et al. (2017): Die Teilnehmenden beschreiben das Mitforschen als eine Aktivität, die Ihnen Spaß machen.
• Mugar et al. (2015): Die Teilnehmenden geben an, dass sie im Verlauf des Projekts ihren eigenen Interessen nachgehen können und diese ihr Engagement prägen.
• Land-Zandstra et al. (2016): Hier werden keine signifikanten Veränderungen festgestellt. 

Lerneffekte im Bereich Nature of Science

Fünf Studien berichten hierüber:

• Price & Lee (2013) belegen ein verbessertes Verständnis der Teilnehmenden zur Natur des naturwissenschaftlichen Wissens, insbesondere in Bezug auf die Rolle von Kreativität in naturwissenschaftlicher Forschung und auf die Annahme, dass allgemeingültige Gesetze Teil von Forschungs seien. 
• Masters et al. (2015) zeigen, dass Teilnehmende neue Perspektiven auf Forschung entwickeln.
• Teilnehmende berichten Erfahrungszuwachs im Vorgehen bei einer wissenschaftlichen Untersuchung (Masters et al. 2015; Aristeidou et al., 2017). 
• Teilnehmende verstehen die Bedeutung wissenschaftlicher Diskurse (Aristeidou et al., 2017). 
• Teilnehmende erkennen, dass naturwissenschaftliche Forschung streng kontrollierte Verfahrensweisen und Protokolle beinhalten kann (Kloetzer et al. 2013) und wissenschaftlicher Fortschritt Zeit braucht (Kloetzer et al., 2016). 
• Teilnehmende erkennen, dass Misserfolge Teil des wissenschaftlichen Prozesses sind und auch zu Verbesserungen beitragen können (Kloetzer et al. 2013). Ihre Vertrautheit mit dem Peer-review-Prozess und dem Entstehungsprozess einer wissenschaftlichen Veröffentlichung steigt und einige Teilnehmende agieren als Co-Autor*innen (Kloetzer et al. 2013; Kloetzer et al. 2016).

Themenspezifisches Wissen

Alle zehn Studien behandeln diesen Aspekt des Lernens. 

• In neun der Studien wird über Lernzuwachs in Bezug auf das Thema der jeweiligen Online-Citizen-Science-Projekte berichtet. Dabei beruhen Ergebnisse zum Teil auf Vorher-Nachher-Vergleichen (Pre/Post-Design; Prather et al., 2013), Selbsteinschätzung oder thematischen Quizzen (Masters et al., 2015).  Nur Land-Zandstra et al. (2016) belegen keine deutlich positiven Veränderungen.
• Dabei zeigt sich in einigen Studien ein positiver Zusammenhang zwischen der Intensität der Teilnahme und dem Lernzuwachs. Je höher die Anzahl der erledigten Projektaufgaben (z.B: Prather et al, 2013), desto höher der Lernzuwachs. Masters et al. (2015) zeigen, dass dieser positive Zusammenhang nicht nur im Bezug auf die Projektaktivität auftritt, sondern auch in Bezug auf den Umfang der Public-Engagement-Maßnahmen des Citizen-Science-Projekts. Teilnehmende führen ihren Lernzuwachs auch auch die Mitwirkung bei Projektmaßnahmen zurück, wie etwa die Nutzung von projektinternen Materialien, Interaktionen mit professionellen Wissenschaftler*innen und anderen Teilnehmenden, die Übernahme von administrativen Projektaufgaben, das Erstellen von Ressourcen wie Glossaren oder Präsentationen oder auch die Kommunikation über das Projekt mit der Öffentlichkeit. Zudem geben Teilnehmende auch eigene  zusätzliche Aktivitäten als relevant für ihr eigenes Lernen an, wie etwa Internetrecherchen zum Thema, das Besuchen von Fachvorträgen und Konferenzen oder das Lesen von Blogs und Publikationen (Aristeidou et al, 2017; Kloetzer et al., 2013; Jennett et al., 2016; Kloetzer et al., 2016). 
• Durch die Analyse von Forumsbeiträgen und Logdaten können Lernzuwächse gezeigt werden. Aristeidou et al. (2017) stellen fest, dass sich das verwendete Fachvokabular der Teilnehmenden in Forumsbeiträgen verbessert und Fehlvorstellungen abgebaut werden. In der Studie von Scanlon et al. (2014)  wird gezeigt, dass sich mit der Dauer und Intensität der Projektteilnahme die Datenqualität der Teilnehmendenbeiträge erhöht.   
• Lernzuwächse werden zudem in Hinblick auf konkrete Projekte berichtet. Etwa über den Ansatz des Forschungsprojekts, die unterschiedlichen Rollen der Beteiligten, die benutzte Software, Anerkennungssysteme oder auch technische Probleme und entsprechende Lösungen (Kloetzer et al., 2013; Jennett et al. 2016; Kloetzer et al., 2016; Aristeidou et al., 2017)

Naturwissenschaftliches Wissen

Dieser Aspekt wird in vier Studien untersucht:

• In der Untersuchung von Masters et al. (2016) zeigt sich kein Zusammenhang zwischen dem Ausmaß der Projektteilnahme und dem Lernzuwachs im Bereich naturwissenschaftlichen Wissens. Lernzuwachs tritt vermehrt auf bei Teilnehmenden mit positiven Einstellungen zu Naturwissenschaften. 
• Zudem wird unter diesem Aspekt auch Lernen erfasst, welches man teils den naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen zuordnen könnte. Etwa zeigen Teilnehmende verbesserte Fähigkeiten im Bereich der Datenannotation, dem Argumentieren und Reflektieren (Aristeidou et al., 2017) sowie dem Erkennen von Mustern und dem Identifizieren von Objekten (Kloetzer et al. 2013; Jennett et al. 2016; Aristeidou et al. 2017). Kloetzer et al. (2013) und Jennett et al. (2016) belegen in ihren Untersuchungen, dass Teilnehmende sich im Bereich der Formulierung von Fragen und Antworten verbessern, mehr Diskussionen initiieren und effektiv zu Diskussionen beitragen sowie die Bedeutung von Daten besser einordnen können.

Wissen allgemein

Vier Studien untersuchen explizit die Auswirkung der Teilnahme auf Wissen und Fähigkeiten, die sich nicht auf Naturwissenschaften beziehen:

• Teilnehmende übernehmen die Aufgabe englische Texte zum Projekt zu übersetzen und berichten verbesserte Sprachkenntnisse (Kloetzer et al., 2013; Jennett et al., 2016).
• Teilnehmende berichten von verbesserten Schreibfähigkeiten durch die schriftlichen Interaktionen im Forum oder ähnlichen Tools des Projekts (Aristeidou et al., 2017).
• Verbesserte Fähigkeiten im Bereich Community Management wird durch die Beteiligung an Forumsdiskussionen, Projektevents und Wettbewerbe festgestellt (Kloetzer et al., 2013; Jennett et al., 2016; Kloetzer et al., 2016). 
• Im Bereich Digital Literacy berichten Teilnehmende von Umgang mit projektrelevanter Soft- und Hardware sowie dem Internet allgemein (Kloetzer et al., 2013; Jennett et al., 2016; Aristeidou et al., 2017); einige haben auch Gelegenheit Fertigkeiten im Bereich des Programmierens und der Contenterstellung zu erwerben (Kloetzer et al., 2013; Jennett et al., 2016).  

Über die Bandbreite von zehn Studien zu unterschiedlichen Online-Citizen-Science-Projekten können also für verschiedene Aspekte des Lernens positive Wirkung der Teilnahme gezeigt werden. Zudem lassen sich aus den Studien einige Einblicke in relevante Zusammenhänge zwischen Lerneffekten und Projektaktivitäten sowie individuellen, zusätzlichen Aktivitäten der Teilnehmenden gewinnen.

Eine weitere Forschungsfrage

Zusätzlich zu den Lerneffekten erfassten die Autorinnen auch, welche Methoden zur Datenerhebung in den Studien genutzt wurden. Hier zeigt sich, dass die meisten Studien (80%) Lerneffekte anhand der Selbsteinschätzung der Teilnehmenden erheben etwa in Fragebögen oder Interviews. Deutlich seltener werden Lerneffekte untersucht durch Analyse der Forumsbeiträge der Teilnehmenden, Qualitätsprüfung der eingereichten Daten oder entsprechende Wissenstest. Nur zwei Studien benutzen ein Pre-/Postdesign, welches es ermöglicht, Wissen vor und nach der Teilnahme zu erheben und somit zu vergleichen. Positiv hingegen ist, dass mehr als die Hälfte der Studien mehrere Methoden einsetzten um Lerneffekte zu erheben. Im Gegensatz zu anderen Citizen-Science-Projekten können in Onlineumgebungen digitale Verfahren eingesetzt werden, wie etwa Learning Analytics oder die Analyse von Log files. Es fehlen aber experimentelle Vergleichsstudien mit Kontrollgruppen oder über verschiedene Online-Citizen-Science-Projekte und Längsschnittstudien.    

Aktuelle Entwicklungen

Die Recherche für diese Reviewstudie wurde im Mai 2019 durchgeführt und die Ergebnisse im April 2020 veröffentlicht. In der Zwischenzeit wurde natürlich weitergeforscht, daher wollen wir kurz auf einige interessante Arbeiten hinweisen. Die Autorinnen Maria Aristeidou und Christothea Herodotou selbst haben mit Kolleg*innen eine Forschungslücke in Angriff genommen, nämlich die Partizipation von Kindern und Jugendlichen in Online-Citizen-Science-Projekten zu untersuchen (Aristeidou et al. 2021; Herodotou et al, 2020). In einer weiteren Studie mit Kontrollgruppenvergleich mit 1255 Teilnehmenden konnten keine Lerneffekte durch die Teilnahme am Projekt in Bezug auf das themenspezifische Wissen nachgewiesen werden (Dickinson & Crain, 2019). Zudem sei auf die Begleitstudie zum Verbundprojekt WTimpact hingewiesen. Hier empfehlen wir die Session zum Projekt auf dem Forum Citizen Science im Mai 2021 (I.Vortragssession Block A).

Nach diesem Einblick zum Thema Lernen in Online-Citizen-Science-Projekten werden wir uns in den nächsten Blogbeiträgen mit Reviewstudien zu den Themen Lernen in Biodiversität-Citizen-Science-Projekten und Motivation der Citizen-Science-Teilnehmenden beschäftigen.  

Literatur

Aristeidou, M, & Herodotou, C 2020. Online Citizen Science: A Systematic Review of Effects on Learning and Scientific Literacy. Citizen Science: Theory and Practice, 5(1), 11. DOI: http://doi.org/10.5334/cstp.224

Aristeidou M, Herodotou C, Ballard HL, Young AN, Miller AE, Higgins L, et al. 2021. Exploring the participation of young citizen scientists in scientific research: The case of iNaturalist. PLoS ONE 16(1): e0245682.https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0245682 

Aristeidou, M, Scanlon, E and Sharples, M. 2017. Science learning in online communities of scientific investigations: evidence and suggestions. In: American Educational Research Association Annual Conference 2017 (AERA 2017), AERA Online Paper Repository.http://oro.open.ac.uk/49563/

Dickinson, J. L., & Crain, R. (2019). An experimental study of learning in an online citizen science project: Insights into study design and waitlist controls. Citizen Science: Theory and Practice, 4(1), 26.  https://doi.org/10.5334/cstp.218.

Herodotou, C., Aristeidou, M., Miller, G., Ballard, H. and Robinson, L., 2020. What Do We Know about Young Volunteers? An Exploratory Study of Participation in Zooniverse. Citizen Science: Theory and Practice, 5(1), p.2. DOI: http://doi.org/10.5334/cstp.248

Jennett, C, Kloetzer, L, Schneider, D, Iacovides, I, Cox, A, Gold, M, Talsi, Y, et al. 2016. Motivations, learning and creativity in online citizen science. Journal of Science Communication, 15(3). DOI: https://doi.org/10.22323/2.15030205 

Kloetzer, L, Schneider, DK and Da Costa, J. 2016. Not so passive: engagement and learning in Volunteer Computing projects. Human Computation, 3(1): 25–68. DOI: https://doi.org/10.15346/hc.v3i1.4  

Kloetzer, L, Schneider, D, Jennett, C, Iacovides, I, Eveleigh, A, Cox, A and Gold, M. 2013. Learning by volunteer computing, thinking and gaming: What and how are volunteers learning by participating in Virtual Citizen Science? In: Proceedings of the 2013 European Research Conference of the Network of Access, Learning Careers and Identities, European Society for Research on the Education of Adults (ESREA), 73–92. Linköping, Sweden.https://www.researchgate.net/publication/326058619_Learning_by_volunteer_computing_thinking_and_gaming_What_and_how_are_volunteers_learning_by_participating_in_Virtual_Citizen_Science

Land-Zandstra, AM, Devilee, JLA, Snik, F, Buurmeijer, F and van den Broek, JM. 2016. Citizen science on a smartphone: Participants’ motivations and learning. Public. Understanding of Science, 25(1): 45–60. DOI: https://doi.org/10.1177/0963662515602406  

Masters, K, Young Oh, E, Cox, J, Simmons, B, Lintott, C, Graham, G, Holmes, K, et al. 2016. Science learning via participation in online citizen science. Journal of Science Communication, 15(3). DOI: https://doi.org/10.22323/2.15030207  

Mugar, G, Østerlund, C, Jackson, CB and Crowston, K. 2015. Being present in online communities: learning in citizen science. In: Proceedings of the 7th International Conference on Communities and Technologies, 129–138. ACM. DOI: https://doi.org/10.1145/2768545.2768555  

Prather, EE, Cormier, S, Wallace, CS, Lintott, C, Jordan Raddick, M and Smith, A. 2013. Measuring the Conceptual Understandings of Citizen Scientists Participating in Zooniverse Projects: A First Approach. Astronomy Education Review, 12(1). DOI: https://doi.org/10.3847/AER2013002  

Price, CA and Lee, H-S. 2013. Changes in participants’ scientific attitudes and epistemological beliefs during an astronomical citizen science project. Journal of Research in Science Teaching, 50(7): 773–801. DOI: https://doi.org/10.1002/tea.21090  

Scanlon, E, Woods, W and Clow, D. 2014. Informal participation in science in the UK: Identification, location and mobility with iSpot. Educational Technology & Society, 17(2): 58–71.https://www.jstor.org/stable/jeductechsoci.17.2.58?seq=1#metadata_info_tab_contents

 Hier geht es zur Übersichtsseite der Blogreihe!