Anregende, erleichternde und hemmende Wirkungen beim multimedialen Lernen mit Animationen Wolfgang Schnotz Universität Koblenz-Landau (Campus Landau)

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1 Anregende, erleichternde und hemmende Wirkungen beim multimedialen Lernen mit Animationen
Wolfgang Schnotz Universität Koblenz-Landau (Campus Landau)

2 Attraktivität des Lernens mit Multimedia ...

3 Brave New World ... Virtual Classrooms e-learning Laptop-University
Online-Education Virtual Classrooms e-learning Laptop-University

4 schneller Informationszugriff müheloses Lernen effektives Lernen
New Media: schneller Informationszugriff müheloses Lernen effektives Lernen

5 Instruktionstechnologie
Manisch-depressive Zyklen? Radio Film Fernsehen Multimedia

6 Was macht Multimedia pädagogisch attraktiv?
Lernen: aktiv konstruktiv zielorientiert situiert

7 Multimedia ermöglicht ...
Authentische Lernsituationen Realistische Darstellungen Anschaulichkeit Aktives Lernen selbstgesteuert exploratisch

8 Folglich (?) ermöglicht Multimedia ...
Leichteres Lernen ? Effektiveres Lernen? Oder: ...

9 Multimedia ermöglicht manchmal ...
Leichteres Lernen ? Effektiveres Lernen?  Wann?  Warum?

10 Übersicht 1. Ebenen von Multimedia 2. Mißverständnisse über Multimedia
3. Theoretischer Rahmen 4. Funktionen von Multimedia 4.1 Anregung von kognitiven Prozessen 4.2 Erleichterung von kognitiven Prozessen 4.3 Behinderung von kognitiven Prozessen (?) 5. Konsequenzen

11 1. Ebenen von Multimedia Technische Ebene Semiotische Ebene
Geräte: Computer, Netzwerke, Bildschirme ... (Zeichenträger) Semiotische Ebene Formen der Repräsentation: Texte, Bilder, Diagramme ... (Zeichenarten) Sensorische Ebene Sensorische Modalitäten: Auge, Ohr ... (Zeichenrezeption)

12 2. Missverständnisse über Multimedia
Multimedia betrifft primär Informationstechnologie Technisches Medium hat Einfluß auf Lernen Reichhaltige multimediale Lernumgebungen bewirken elaborierte Wissensstrukturen Verwendung vieler technischer Features? Weniger ist mehr ...

13 3. Theoretischer Rahmen Duale Codierungstheorie
Paivio (1986): Duale Codierungstheorie Text Picture verbal system imagery system Behalten: Text + Bild > Text

14 Duale Codierungstheorie
Paivio (1986): Duale Codierungstheorie Text Picture verbal system imagery system aber: multiple mentale Repräsentationen auch beim Textverstehen besseres Behalten und besseres Verstehen

15 pictorial mental model
Mayer (1997): Theorie des multimedialen Lernens verbal mental model pictorial mental model text base picture base Behalten und Verstehen: Text + Bild > Text wenn: Kohärenz + Kontiguität Text Picture

16 pictorial mental model
Mayer (1997): Theorie des multimedialen Lernens verbal mental model pictorial mental model text base picture base Text aber: unterschiedliche Zeichenarten Picture

17 Deskriptionen Depiktionen Symbolzeichen Stärker selektiv
Hohe Ausdrucksmächtigkeit Depiktionen Ikonische Zeichen Weniger selektiv hohe Inferenzleistung

18 Schnotz & Bannert (1999) Deskriptionen Depiktionen internal external
propositional representation mental model tief internal text surface representation image perception Oberfläche Text Picture external

19 propositional representation
mental model Auditive Text Visual Text Picture Sound, music visual working memory auditive working memory Visual auditive Schnotz, Seufert & Bannert (2000)

20 4. Funktionen von Multimedia
Anregungsfunktion Zusätzliche kognitive Prozesse Erleichterungsfunktion Erleichterung kognitiver Prozesse Hemmungsfunktion (?) Behinderung kognitiver Prozesse

21 Multiple Repräsentationen
Behalten & Verstehen: Text + Bild > Text falls: Kohärenz & Kontiguität falls: niedriges Vorwissen

22 Verschiedene Informations- quellen für mentale Modellkonstruktion
prior knowledge Verschiedene Informations- quellen für mentale Modellkonstruktion Text Bild Vorwissen propositional representation mental model text surface representation image perception Text Picture

23 Erleichterungsfunktion
low prior knowledge propositional representation mental model Lernende mit niedrigem Vorwissen benötigen Bildunterstützung für mentale Modellkonstruktion Erleichterungsfunktion text surface representation Image perception Text Picture

24 high prior knowledge propositional representation mental model Hohes Vorwissen ermöglicht mentale Modellkonstruktion auch ohne Bildunterstützung text surface representation Text Picture

25 Multiple Repräsentationen...
Manchmal: Text > Text + Bild falls: Bild wird anstelle des Texts verwendet Erleichterungsfunktion (unbeabsichtigt) falls: Bild interferiert mit mentalem Modell Hemmungsfunktion

26 Multiple Repräsentationen: Anregungsfunktion
propositional representation mental model Kognitive Kosten & Gewinne Kosten text surface representation Image perception Gewinne Text Text Text Picture Picture Picture Kohärenzbildung Zahl der Repräsentationen

27 Weniger kann mehr sein! Multiple Repräsentationen: Anregungsfunktion
propositional representation mental model Weniger kann mehr sein! text surface representation Image perception Text Text Text Picture Picture Picture

28 Animationen Verwendung für Aufmerksamkeitssteuerung
Unterstützung von 3D Wahrnehmung Simulationen Zeigen von Prozeduren & Prozessen Ermöglichen von Explorationen

29 Animationen Verschiedene Wirkung verschiedener Animationen
bei verschiedenen Lernenden auf kognitive Verarbeitung Lernergebnisse?

30 Anregungsfunktion von Animationen
Zusätzlicher Informationsgehalt Zusätzliche Verarbeitung z.B. Manipulationsbilder

31 Erleichterungsfunktion von Animationen
Externe Unterstützung für spezifische kognitive Prozesse z.B. Simulationsbilder

32 Studie 1: Animierte vs. statische Bilder
Forschungsfrage: Haben animierte Bilder unterschiedliche Funktionen bei unterschiedlichen Lernenden im Vergleich zu statischen Bildern?

33 Studie 1: Hypothesen Anregungsfunktion Erleichterungsfunktion
hohes Vorwissen > niedriges Vorwissen mehr Verarbeitungszeit bessere Lernergebnisse Erleichterungsfunktion niedriges Vorwissen > hohes Vorwissen weniger Verarbeitungszeit

34 Studie 1: Methode Probanden Vortestphase Lernphase Posttestphase
2 x 20 Universitätsstudierende Vortestphase Vorwissenstest: Mediansplit (höheres vs. niedrigeres Vorwissen) Lernphase Hypertext (2750 Worte) mit animierten oder mit statischen Bildern Posttestphase Zeitdifferenzaufgaben, z.B. Wie viel Uhr ist es in Anchorage und welcher Tag ist dort, wenn es in Tokio Donnerstag 19 Uhr ist? Umkreisungsaufgaben, z.B. Warum dachten Maghellan‘s Gefährten nach ihrer Weltumsegelung, es sei Mittwoch, während des tatsächlich bereits Donnerstag war?

35 Studie 1: Ergebnisse Bildbetrachtungszeiten (sec.)

36 Studie 1: Ergebnisse Lernergebnisse: Zeitdifferenzaufgaben p = .017

37 Studie 1: Ergebnisse Lernergebnisse: Umkreisungsaufgaben p = .088

38 Studie 1: Zusammenfassung
Wirkung der Animationen Hohes Vorwissen: Längere Bildbetrachtungszeiten Höhere Leistungen bei Zeitdifferenzaufgaben Geringere Leistungen bei Umkreisungsaufgaben * Niedriges Vorwissen: Kürzere Bildbetrachtungszeiten * nicht erwartet!

39 Konsequenzen aus Studie 1
Anstelle von globalen Animationseffekten: Aufgabenspezifische Effekte ! Erleichterungsfunktion kann negative Wirkungen haben. Animationsarten: Studie 1: Kombination verschiedener Arten von Animationen vs. statische Bilder Offene Frage: Unterschiedliche Wirkungen unterschiedlicher Arten von Animationen ?

40 Studie 2: Verschiedene Arten von Animationen
Forschungsfrage: Haben unterschiedliche Arten von Animationen unterschiedliche Funktionen bei unterschiedlichen Lernenden bei unterschiedlichen Aufgaben?

41 Studie 2: Hypothesen Anregungsfunktion Erleichterungsfunktion
bei Manipulationsbildern bei höherem Vorwissen bei Zeitdifferenzaufgaben: Höhere Testleistungen Erleichterungsfunktion bei Simulationsbildern bei niedrigerem Vorwissen bei Umkreisungsaufgaben Höhere Testleistungen (falls Unterstützung gebraucht wird) Niedrigere Testleistungen (falls Unterstützung nicht gebraucht wird)

42 Studie 2: Methode Probanden Vortestphase Lernphase Nachtestphase
41 (= ) Universitätsstudierende Vortestphase (siehe Studie 1) Lernphase Hypertext (2750 Worte) mit Manipulationsbildern Simulationsbildern schrittweise Simulationsbildern kontinuierlich Nachtestphase

43 Studie 2: Ergebnisse Zeitdifferenzaufgaben Hohes Vorwissen:
Man > Kont.Sim p=.04

44 Studie 2: Ergebnisse Umkreisungsaufgaben Niedriges Vorwissen:
Man > KontSim p=.03 StepSim > KontSim p=.02

45 Studie 2: Zusammenfassung
Manipulationsbilder Anregungsfunktion, wenn hohes Vorwissen positive Wirkungen Simulationsbilder kontinuierlich Erleichterungsfunktion, wenn niedriges Vorwissen evtl. negative Wirkungen (behindern Ausführung relevanter kognitiver Prozesse) Simulationsbilder schrittweise Lernerkontrolle verhindert Extraneous Cognitive Load keine negativen Wirkungen

46 Konsequenzen Anregungsfunktion Erleichterungsfunktion
Manipulationsbilder ermöglichen zusätzliche kognitive Prozesse bei hohem Vorwissen Erleichterungsfunktion Simulationsbilder machen spezifische kognitive Prozesse leichter bei niedrigem Vorwissen

47 Überflüssige Erleichterungsfunktion
high prior knowledge Aber: Wenn Lernende ausreichendes Vorwissen für mentale Simulationen besitzen, können Animationen sie an der selbständigen Ausführung dieser Simulationen hindern propositional representation dynamic mental model text surface representation image perception Text Animation Überflüssige Erleichterungsfunktion

48 5. Konsequenzen Multimedia verbessert nicht generell das Lernen
Keine didaktischen Daumenregeln Unterschiedliche Funktionen

49 Funktionen von Multimedia
Anregungsfunktion ermöglichen zusätzliche kognitive Prozesse Erleichterungsfunktion Vollzug kognitiver Prozesse wird leichter

50 Funktionen von Multimedia
Sollte Lernen so weit wie möglich erleichtert werden? Überflüssige Hilfen können Lernende am Vollzug relevanter Prozesse hindern. Hemmungsfunktion wenn kognitive Verarbeitung zu schwer ist wenn kognitive Verarbeitung zu leicht ist !

51 Verwendung von Multimedia
Hilfe & Anforderungen sind an die Zone der nächsten Entwicklung anzupassen

52 Vielen Dank!