Lernen mit dynamischen Visualisierungen: Metaanalyse und experimentelle Untersuchungen zu einem naturwissenschaftlichen Lerninhalt

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Die Frage nach Lernvorteilen von dynamischen Visualisierungen gegenüber Standbildern ist nach wie vor umstritten. Während auf der einen Seite computerbasierte Animationen eine realistischere Abbildung komplexer Prozesse und Prozeduren versprechen, die Vorlage für ein exaktes mentales Modell liefern können, verweisen auf der anderen Seite Forschungsergebnisse der Instruktionspsychologie auf die erhöhte kognitive Belastung, die mit bewegten Bildern einhergehen und so die Lernenden überfordern kann (Tversky, Morrison & Bétrancourt, 2002). Mit Hilfe einer Metaanalyse fasst vorliegende Dissertation zunächst den aktuellen Stand der Forschung zum Lernen mit Animationen und Standbildern zusammen. Neben einer statistisch signifikanten durchschnittlichen Überlegenheit von Animationen in den publizierten Studien (d=0,40) wird darüber hinaus eine Reihe von Moderatorvariablen identifiziert, die Einfluss auf das Lernen mit Visualisierungen haben. Dazu gehört unter anderem die instruktionale Rolle der Animation, d.h. ob die Animation dekorativ oder repräsentational (Carney & Levin, 2002) verwendet wird, der Grad des Realismus der Animation sowie die Funktion erläuternden zusätzlichen Textes. Ausgehend von den Ergebnissen der Metaanalyse sowie zusätzlicher theoretischer Überlegungen werden sodann die Ergebnisse dreier experimenteller Studien zum Lernen mit Animationen und Standbildern vorgestellt. Mittels verschiedener Versionen einer eigens entwickelten computerbasierten Lernumgebung mit chemischer Thematik wird der Einfluss der Anzahl von Standbildern untersucht, wenn diese mit einer Animation verglichen werden. Es zeigt sich, dass die Animation einer Serie von vier Standbildern überlegen ist, wohingegen zumindest Hinweise dafür gefunden werden können, dass die Steigerung von vier auf elf Standbilder sowie die Ermöglichung minimaler Interaktivität diesen Unterschied reduziert. Ein besonderer Schwerpunkt der Arbeit liegt auf dem Einfluss lernerspezifischer Faktoren wie denen des themenspezifischen Vorwissens, des Cognitive Load sowie insbesondere des räumlichen Vorstellungsvermögens. Diesbezüglich zeigt sich ein kompensierender „Aptitude-Treatment“-Effekt: Lernende mit hohem räumlichen Vorstellungsvermögen können die Nachteile, die eine Standbildversion gegenüber der Animation hinsichtlich des Lernerfolgs verursacht, kompensieren und mit Standbildern genauso gut lernen wie mit Animationen. Lernende mit niedrigem räumlichen Vorstellungsvermögen profitieren hingegen besonders von einer Animation. Um dieses Ergebnis weiter zu untersuchen, wird auf unterschiedliche Facetten des räumlichen Vorstellungsvermögens fokussiert. Es zeigt sich, dass der beobachtete Effekt nur für den Bereich der Spatial Visualization (Carroll, 1993) gilt. Die Ergebnisse der Arbeit haben theoretische, praktische und fachdidaktische Implikationen, die abschließend diskutiert werden.
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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Bildungswissenschaften » Institut für Psychologie » Lehr-Lernpsychologie
Klassifikation LINSE:
Multimedia
Lernsoftware
Dewey Dezimal-Klassifikation:
300 Sozialwissenschaften » 370 Erziehung, Schul- und Bildungswesen
Stichwörter:
Visualisierung, Animation, Standbilder, Metaanalyse, Cognitive Load, Spatial Ability
Beitragende:
Prof. Dr. Leutner, Detlev [Betreuer(in), Doktorvater]
Prof. Dr. Plötzner, Rolf [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
07.09.2007
Dokument erstellt am:
05.02.2008
Promotionsantrag am:
30.04.2007
Dateien geändert am:
19.11.2012
Medientyp:
Text