Forschungen zum Lernen mit Multimedia Wolfgang Schnotz Universität Koblenz-Landau Korrespondenz: schnotz@uni-landau.de

„Multimedia“ ... Technisch Semiotisch Geräte: Computer, Speicher, Netzwerke, Displays (Zeichenträger) Semiotisch Darstellungsformen: Texte, Bilder, Diagramme ... (Zeichenarten) Sensorisch Sinnesmodalitäten: Auge, Ohr, ... (Zeichenrezeption)

pädagogisch attraktiv? Lernen: aktiv, konstruktiv, zielorientiert situiert Multimedia: Authentische Lernsituationen Realitätsnähe: Anschaulichkeit Lernen mit mehreren Sinnen Aktives Lernen: - selbstgesteuert - entdeckend

Überblick Theorien und Modelle Empirische Forschung Konsequenzen Multiple Darstellungsformen Multiple Sinnesmodalitäten Animationen Nicht-Linearität & Interaktivität Individualisierung Konsequenzen Praxis Forschung

Theorien und Modelle Paivio (1986) Mayer (1997) Schnotz & Bannert (1999) Schnotz, Seufert & Bannert (2000)

Paivio (1986): Duale Kodierung verbal system imagery system text picture

R.E. Mayer (1997) textbasiertes mentales Modell bildbasiertes mentales Modell Propositionale Textbasis Imaginale Bildbasis Text Bild

propositionale Repräsentation mentales Modell konzeptuelle Organisation Modell- konstruktion propositionale Repräsentation mentales Modell Modell- inspektion semantische Verarbeitung thematische Selektion visuelle Wahrnehmung / Vorstellung Textoberflächen- repräsentation Analyse von Symbolstrukturen Abbildung analoger Strukuren verbale Organisation piktoriale Organisation subsemantische Verarbeitung Wahrnehmung Bild / Diagramm Text

propositionale Repräsentation mentales Modell auditive Textoberflächen- repräsentation auditive Wahrnehmung / Vorstellung Auditives AG visuelle Textoberflächen- repräsentation visuelle Wahrnehmung / Vorstellung Visuelles AG Geräusche / Musik auditiver Text Bild / Diagramm visueller Text

propositionale Repräsentation mentales Modell deskriptional depiktional propositionale Repräsentation mentales Modell visuell auditiv phonological loop visuo-spatial sketchpad Geräusche, Musik auditiver Text Bild / Diagramm visueller Text

Empirische Befunde Multiple Darstellungsformen Multiple Sinnesmodalitäten Animationen Nicht-Linearität Interaktivität Individualisierung

Multiple Darstellungsformen Texte, Bilder, Diagramme ... Erwartungen abwechslungsreicher, anschaulicher, motivierend  höherer Lernerfolg Befunde Positiv: Visueller Text + Bild > nur Text Auditiver Text + Animation > nur Text Negativ: Integration überfordert Fazit Kohärenz Kontiguität Integrationshilfen ... (?)

Multiple Sinnesmodalitäten Auge, Ohr ... Erwartungen besseres Einprägen  höherer Lernerfolg Befunde Positiv: Auditiver Text + Bild > Visueller Text + Bild Negativ: Aud.+ vis. Text + Bild < Auditiver Text + Bild Fazit Kontiguität keine sensorische Textredundanz geringes Vorwissen hinreichende räumlich-visuelle Fähigkeiten

Animationen Bilder mit sich verändernder grafischer Struktur Erwartungen Interesse, Realitätsnähe, Supplantation  höherer Lernerfolg Befunde Animationen > statische Bilder bei zielorientierter Verarbeitung und Feldunabhängigkeit Gefahr oberflächlicher Verarbeitung, lernhemmende Entlastung Fazit zusätzliche Information, aber flüchtige Darstellung Unterstützung von schwachen Lernern und ggf. Hemmung von leistungsfähigen Lernern

Nicht-Linearität Hypermedien: Netzwerkstruktur Erwartungen Befunde Vernetztes Denken; multiple Perspektiven,  höhere kognitive Flexibilität Befunde Hypertexte > lineare Texte Hypertexte < lineare Texte eine vs. mehrere Arten sequentieller Verarbeitung Navigation erfordert kognitive Ressourcen Fazit Experten: Informationssysteme Novizen: Lehr-Lern-Systeme Trade-Off zwischen Navigation und Verstehen Gefahr metakognitiver Überforderung

Interaktivität Erwartungen Befunde Fazit System reagiert auf Eingaben: Lernender wählt aus, manipuliert, exploriert Erwartungen aktives selbstgesteuertes Lernen, entdeckendes Lernen  höherer Lernerfolg Befunde positive, keine und negative Effekte Freiheitsgrade erhöhen kognitive Anforderungen geringe Nutzung des Interaktionspotentials Fazit verhaltens-aktiv ≠ kognitiv aktiv Handhabung des Mediums erfordert kognitive Ressourcen Gefahr metakognitiver Überforderung

Individualisierung „Für jeden das Richtige ...“ Erwartungen Befunde Optimale Passung  höherer Lernerfolg Befunde Vorwissen räumlich-visuelle Fähigkeiten Darstellungspräferenzen Verarbeitungsstrategien Fazit Lerner-orientierter Einsatz Adaptive Lernsysteme

Konsequenzen für die Praxis Gestaltungshinweise Erwerb von Strategien Anzustreben: inhaltlich kohärent räumlich-zeitliche Nähe optimale Auslastung visualler und auditiver Aufmerksamkeit Zu vermeiden: dieselbe Textinformation nicht auditiv und visuell Überhöhte Interaktionsanforderungen Unterforderung durch Medienunterstützung „Zone der nächsten Entwicklung“ Erwerb von Strategien Multimediale Kompetenz

Multimediale Kompetenz Lehrende Lernende Vermittlungskompetenz Aneignungskompetenz Wenn Lehrende Multimedia verwenden, um Lernenden Wissen über Inhalte zu vermitteln, dann unterscheiden: Lehrende: Vermittlungskompetenz Lernende: Aneignungskompetenz Multimedia Inhalte

Multimediale Kompetenz Vermittlungskompetenz Aneignungskompetenz Vermittlung: nicht nur technisch, auch inhaltlich, auch didaktisch Aneignung: Selbststeuerung des Lernens mit Multimedia: ... Beides - Vermittlung und Aneignung - erfordert hinreichendes Verständnis davon, was Lernen eigentlich bedeutet. - inhaltliche - didaktische - technische - Orientierungs- - Zielsetzung- - Sequenzierungs- - Navigations- - Repräsentationsnutzungs- - Bewertungs- und Auswahl- - Verstehen & Kohärenz- bildungs- - technische interdisziplinäre Kooperation

Konsequenzen für die Forschung integriertes theoretisches Modell des multimedialen Lernens Wechselspiel externer und interner Repräsentationen Arbeitsgedächtnis Kognitive Ökonomie Metakognitive Selbststeuerung Individuelle Unterschiede

Aktuelle Forschungsarbeiten (Universität Koblenz-Landau) Kompetenz- und Forschungszentrum Multimediale Benutzerschnittstellen Aufgabe: Untersuchung der Bedingungen einer effektiven Mensch-System-Interaktion bei multimedialen Lehr-Lern- und Informationssystemen Konsequenzen für die Gestaltung multimedialer Benutzerschnittstellen KOBE: Gemeinsame Einrichtung des Arbeitsbereichs Allgemeine und Pädagogische Psychologie und Arbeitsstelle Multimedia (in Landau) und Zentrum für Fernstudien und universitäre Weiterbildung

Aktuelle Forschungsarbeiten (Universität Koblenz-Landau) Projekte: Auditive und visuelle Präsentationen von Texten in multimedialen Lernumgebungen Anforderungsabhängigkeit mentaler Repräsentationen beim Wissenserwerb mit Bildern Benutzerführung und Selbststeuerung beim Wissenserwerb mit multimedialen Lernumgebungen Wissenschaftliche Begleitung und Evaluation des Magisterfernstudiengangs Bibliothekswissenschaften: Gestaltung von Videoconferencing-Schnittstellen Fragen: 1. Was ist lernwirksamste Kombination von gesprochener Sprache und geschriebenem Text in multimedialen Lernumgebungen (Split attention vs. Höhere Selbststeuerungsmöglichkeiten). 2. Lernen mit Bildern: Wie werden intern Wissensstrukturen aufgebaut? Welche internen Darstellungsformen lassen sich unterscheiden? Welche Abhängigkeiten bestehen von aktuellen Aufgabenstellung? 3. Wirksamkeit von Lernhilfen im Rahmen der Benutzerführung in komplexen multimedialen Lernsystemen: Wie sollten diese Lernhilfen angeboten werden? Obligatorisch oder optional? Eher in gesprochener Form oder eher in schriftlicher Form? 4. Fragen der Gestaltung von Videoconferencing-Schnittstellen: Konkret am Beispiel des Magisterfernstudiengangs Bibliothekswissenschaften.