Individuelle Unterschiede im Wissenserwerb bei multimedialem Lernen PH Erfurt - Lehrstuhl für Instruktionspsychologie Individuelle Unterschiede im Wissenserwerb bei multimedialem Lernen D. Leutner

Einleitung Einerseits: Andererseits: Rapide Fortschritte im Einsatz von Lehr-Lern-Technologie Andererseits: Geringe Fortschritte in der Forschung zu psychologischen Prinzipien des Lernens in multimedialen Lehr-Lernumgebungen (Kozma, 1991) Hier zwei dieser Prinzipien zum Lernen mit Multimedia: Allgemeinpsychologische Perspektive: Dual-Coding-Theory (Paivio, 1990) & deren multimediale Erweiterung (Mayer, 1997) im Hinblick auf Fremdsprachenlernen Differentialpsychologische Perspektive: Individuelle Unterschiede im Visualisierer/Verbalisierer-Lernstil (Keefe, 1989; Kirby et al., 1988; Richardson, 1977; Leutner & Plass, 1998) im Vorwissen (Mayer, 1997)

Theoretischer Hintergrund: Dual-Coding Psychologie: Paivio-Gruppe (z.B. Paivio, 1990): Vorteil der Doppelkodierung von Information (visuelle und verbale Repräsentation) für das Erinnern („two retrieval cues are better than one“) Mayer-Gruppe (z.B. Mayer, 1997): Bedeutung koordinierter referentieller Verknüpfungen zwischen zwei Repräsentationssystemen (Kontiguitätseffekt) für das Verstehen komplexer Sachverhalte Fachdidaktik Fremdsprachen: Referentielle Verbindung zw. drei Repräsentationssystemen (muttersprachliches & fremdsprachliches verbales System, gemeinsames visuelles System; Paivio & Desrochers, 1980; Paivio & Lambert, 1981)

Theoretischer Hintergrund: Visualisierer/Verbalisierer-Lernstil Multimediale Lernumgebung mit Text-, Bild- & Video Auswahl gesteuert durch individuell unterschiedliche Präferenzen für Lernen mit verbalem bzw. visuellem Material? (--> Adaptives Lehrsystem; Leutner, 1992, 1995) Visualizer/Verbalizer-Lernstil (Jonassen & Grabowski, 1993) Visualisierer bevorzugen bildhaftes Material & "denken in Bildern" Verbalisierer bevorzugen Textmaterial & "denken in Worten" Diagnostik üblicherweise: Lernstil-Fragebögen hier: Verhaltensbeobachtung (vgl. Leutner & Plass, 1998) Offene Frage: Moderiert der indiv. Lernstil den allg. Dual-Coding-Effekt (ATI)? Insbesondere: Was geschieht, wenn das indiv. präferierte Material fehlt?

Theoretischer Hintergrund: Vorwissen ATI-Effekt: In aller Regel dient instruktionale Unterstützung dazu, mangelnde (kognitive, motivationale) Voraussetzungen auf seiten des Lerners zu kompensieren (vgl. u.a. Leutner, 1992, 1995). D.h.: Von gut angepaßten instruktionalen Maßnahmen werden insbesondere Lerner mit gering ausgeprägten Lernvoraussetzungen profitieren. Hypothese: Lernvoraussetzung (z.B. Vorwissen) Lernerfolg stark vs. schwach ausgeprägte instruktionale Unterstützung

Fragestellung Läßt sich ein allgemeiner Dual-Coding-Effekt nachweisen? Welchen Einfluß haben individuelle Unterschiede im Visualisierer/Verbalisierer-Lernstil? Welchen Einfluß haben indiv. Unterschiede im Vorwissen? Untersuchungskontext: Multimediale Lernumgebung zu Deutsch als Fremdsprache (verstehendes Lesen eines fremdsprachlich präsentierten literarischen Textes mit Worterläuterungen in Form von Text, Bild und Video) Zwei Lehr-Lern-Experimente: Exp. 1: Dual-Coding & Lernstileffekte (within-subjects design) Plass, Chun, Mayer & Leutner (1998) Exp. 2: Dual-Coding & Vorwissenseffekte (between-subjects design) Leutner, Plass, Chun & Mayer (1997)

Experiment 1: Dual-Coding & Lernstil - Lernumgebung - Fischermütze Lernumgebung CyberBuch (Chun & Plass, 1996): Bölls "Anekdote zur Senkung der Arbeitsmoral"; Hypertext/ Hypermediasystem 762 Worte über 11 Bildschirmseiten markierte Wörter erläutert - via Textdefinition, - via Text und Bild, - via Text und Video (vgl. Kellogg & Howe, 1971; Danan, 1992) Vorschau-Video (vgl. Omaggio, 1979; Levie & Lentzen, 1982; Levin, 1981)

Experiment 1: Dual-Coding & Lernstil - Testmaterial - Vokabeltest (Dt. >Engl.) 24 Worte 12 erläutert via Text & Bild, 12 erläutert via Text & Video balanciert bezügl. Abstraktheit, Wortart, Bedeutsamkeit für Story, etc. Verstehenstest 12 zentrale Textaussagen erläutert via Text bzw. via Text und Bild/Video illustriert bzw. nicht illustriert im Vorschau-Video

Experiment 1: Dual-Coding & Lernstil - Vorgehensweise, Stichprobe etc Lernstildiagnose (Leutner & Plass, 1998) Verhaltensbeobachtung: Präferenz bei der Auswahl von Text- bzw. Bild/Video-Erläuterung über 24 doppelt annotierte Wörter Definition von Visualisierern bzw. Verbalisierern als Extremgruppen Reliabilität: hohe Übereinstimmung bei Bild- bzw. Video-Präferenz (r=.72) Vorgehensweise Vortest - Lernphase - Nachtest; über zwei 50-minutige Sitzungen Stichprobe 103 kalifornische College-Studenten, im zweiten Jahr Deutsch als Fremdsprache, untersucht im regulären Klassenunterricht; 39 Visualisierer, 35 Verbalisierer, 29 ohne erkenntliche Präferenz für visuelles bzw. verbales Material all-within-subjects-Design bzgl. experimentellem Treatment

Experiment 1: Dual-Coding & Lernstil - Erlangte Vokabelkenntnis - 5 2 3 4 nichts nur visuell nur verbal visuell & verbal durchschnittliche Itemschwierigkeit Nachschlageverhalten beim Lesen Dual-Coding-Effekt: Die Übersetzung deutscher Wörter wird besser erinnert, wenn sie anhand von verbalem und visuellem Material gelernt wurde (Item-Schwierigkeit innerhalb von Pbn-Gruppen; Items als Analyseeinheit; F(3,69)=7.1, p<.001, lin. Trend sign.). ATI-Effekt: Die Übersetzung deutscher Wörter wird besser erinnert, wenn die Lernenden sich an den präferierten Repräsentationsmodus (visuell bzw. verbal) erinnern (F(1,72)=45.9, p<.001; kein Haupteffekt!) 5 10 15 20 25 Visualisierer Verbalisierer Verbale Erläuterung berichtet Visuelle Erläuterung berichtet % richtige Vokabeln

Experiment 1: Dual-Coding & Lernstil - Erlangtes Textverständnis - 35 40 45 50 55 60 65 Visualisierer Verbalisierer visuell & verbal erläutert nur verbal erläutert % richtig genannte Textaussagen ATI-Erläuterungseffekt: Aussagen, die via Text und Bild/Video erläutert sind, werden besser erinnert als Aussagen, die nur via Text erläutert sind (Dual-Coding-Effekt, F(1,72)=7.7, p<.01). Der Unterschied ist für Visualisierer deutlich größer als für Verbalisierer (ATI-Effekt, F(1,72)=4.4, p<.05). ATI-Vorschaueffekt: Aussagen, die im Vorschauvideo visuell illustriert sind, werden besser erinnert als Aussagen, die nicht illustriert sind (Dual-Coding-Effekt, F(1,72)=45.5, p<.001). Der Unterschied ist für Visualisierer deutlich größer als für Verbalisierer (ATI-Effekt, F(1,72)=5.1, p<.05). 35 40 45 50 55 60 65 70 in Vorschau- Video visuell illustriert nicht in Vorschau- Video visuell illustriert % richtig genannte Textaussagen Visualisierer Verbalisierer

Experiment 1: Dual-Coding & Lernstil - Zusammenfassung & offene Fragen - Ergebnisse (Plass, Chun, Mayer & Leutner, J.Ed.Psych. 1998): Insgesamt wird besser gelernt, wenn Lernende sowohl visuelles als auch verbales Elaborationsmaterial nutzen (allgemeiner Dual-Coding-Effekt). Fehlt der visuelle Präsentationsmodus, dann bricht die Leistung bei Visualisierern deutlich stärker ein als bei Verbalisierern (ATI-Effekt). Offene Fragen: Multimedia-Effekte bisher nur für "within subjects" verschieden erläuterte Vokabeln nachgewiesen. Multimedia-Effekte auch wirksam, wenn Lernmaterial "between subjects" variiert? Differentielle Effekte bei Unterschieden im Vorwissen?

Experiment 2: Dual-Coding & Vorwissen - Methode - Hypothesen Multimedia-Effekt bei "between subjects"-Variation von Lernmaterial ATI: Deutlicher Multimedia-Effekt bei geringem Vorwissen. Design, Vpn & Vorgehen UV: verbale (-/+) X visuelle (-/+) Erläuterung AV: Vokabelwissen im NT Vpn: 70 College-Studenten L2 VT - Treatment - NT (ca. 100') Material Cyberbuch mit Böll-Anekdote (wie Exp. 1), insges. 82 Wörter erläutert, davon 35 Erläuterungen entspr. Design "between subjects" variiert (hier: kein Vorschau-Video, keine Lernstildiagnose) Vokabeltest (35 Items) als VT und NT - + Text-Erläu-terung Bild-Erläuterung N=18 N=15 N=19

Experiment 2: Dual-Coding & Vorwissen - Vokabelwissen (Treatment-Effekte) - Effekte der Präsentationsmodi Textuell-verbale Erläuterung: F(1,69) = 7.07, p = .001, R2 = .049 Bildlich-visuelle Erläuterung: F(1,96) = 7.26, p = .009, R2 = .051 Interaktion: F(1,69) = 4.71, p = .034, R2 = .033 treatment verbal no verbal post-test 50 40 30 no visual visual

Experiment 2: Dual-Coding & Vorwissen - Vokabelwissen (ATI-Effekt) - verb. & vis.: r = .051 visual only: r = .619 verbal only: r = .782 control: r = .835 70 60 50 40 post-test 30 Annotation 20 verbal & visual visual only 10 verbal only control 10 20 30 40 50 60 70 pre-test

Zusammenfassung Zusammenfassung: Entsprechend der Dual-Coding-Theorie wird ingesamt besser gelernt, wenn Lernende Zugriff sowohl auf visuelles als auch auf verbales Elaborationsmaterial haben und dieses auch nutzen. Die Möglichkeit zur koordinierten dualen Kodierung unterstützt insbesondere Lerner mit geringen Vorkenntnissen. Über den allgemeinen Dual-Coding-Effekt hinaus profitieren Visualisierer deutlich von visuellem Material, Verbalisierer sind weniger darauf angewiesen.

Theoretische Implikationen “Multimedia-Dual-Coding-Theory" für "L2 Learning"? Vokabellernen = rote learning Speichern unproblematisch, da Information explizit gegeben? Duale Kodierung nur relevant für Abruf ("two retrieval cues better than one")? individuelle Präferenzen wenig bedeutsam für Gesamtleistung - allenfalls bei geringem Vorwissen? Textverstehen = meaningful learning Speichern problematisch, da Information nicht explizit gegeben, sondern aus dem Text zu erschließen? Koordinierte duale Kodierung und referentielle Verbindungen (Mayer, 1997) relevant für die erforderlichen Inferenzen vor der Speicherung? Individuelle Präferenzen bedeutsam: Leistungseinbruch bei Visualisierern, wenn visuelle Informationen nicht verfügbar. Wird Visualisierern eine Verstehens-"Krücke" genommen, die Verbalisierer beim Verstehen komplexer Texte nicht benötigen?

Veröffentlichungen des Referenten zum computerbasierten/ multimedialen Lernen I Astleitner, H. & Leutner, D. (1994). Computer in Unterricht und Ausbildung: Neue Anforderungen an Lehrer und Trainer? Zeitschrift für Pädagogik, 30, 647-664. Astleitner, H. & Leutner, D. (1998). Fernunterricht und neue Informationstechnologien: Aktuelle Entwicklungen. Zeitschrift für Pädagogik, 44, 105-123. Leutner, D. & Plass, J.L. (1998). Measuring learning styles with questionnaires versus direct observation of preferential choice behavior: Development of the Visualizer/Verbalizer Behavior Observation Scale (VV-BOS). Computers in Human Behavior, 14, 543-557. Leutner, D. & Weinsier, P.D. (1994). Attitudes towards computers and information technology at three universities in Germany, Belgium, and the USA. Computers in Human Behavior, 10, 569-591. Leutner, D. (1990). Simulation und Modellbildung. In Deutsches Institut für Fernstudien (Hrsg.), Lehren und Lernen mit dem Computer, Bd. 1: Computereinsatz im Fachunterricht (S. 22-52). Tübingen: Deutsches Institut für Fernstudien (DIFF). Leutner, D. (1992). Adaptive Lehrsysteme. Instruktionspsychologische Grundlagen und experimentelle Analysen. Weinheim: Beltz - Psychologie Verlags Union. Leutner, D. (1993). Computerbasierte adaptive Lehrsysteme: Instruktionspsychologie von den Lehrmaschinen der 50er zu Intelligenten Tutoriellen Systemen der 80er Jahre. In L. Montada (Hrsg.), Bericht über den 38. Kongreß der Deutschen Gesellschaft für Psychologie in Trier 1992 (Bd. 2) (S. 240-247). Göttingen: Hogrefe.

Veröffentlichungen des Referenten zum computerbasierten/ multimedialen Lernen II Leutner, D. (1993). Guided discovery learning with computer-based simulation games: Effects of adaptive and non-adaptive instructional support. Learning and Instruction, 3, 113-132. Leutner, D. (1994). Computerunterstützte Planspiele als Instrument der Personalentwicklung. In T. Geilhardt & T. Mühlbradt (Hrsg.), Planspiele im Personal- und Organisationsmanagement (S. 105-116). Göttingen: Verlag für Angewandte Psychologie. Leutner, D. (1995). Adaptivität und Adaptierbarkeit multimedialer Lehr- und Informationssysteme. In L.J. Issing & P. Klimsa (Hrsg.), Information und Lernen mit Multimedia - Ein Lehrbuch zur Multimedia-Didaktik und -Anwendung (S. 139-147). Weinheim: Beltz-PVU. Leutner, D. (1997). Psychological aspects of information retrieval and learning in hypermedia environments. In D. Feldmann, F.-W. Neumann & T. Romel (Eds.), Anglistik im Internet (Proceedings of the 1996 Erfurt Conference on Computing in the Humanities) (S. 31-45). Heidelberg: Universitätsverlag C. Winter. Leutner, D. (1998). Instruktionspsychologie. In D.H. Rost (Hrsg.), Handwörterbuch Pädagogische Psychologie (S. 198-205). Weinheim: PVU. Leutner, D. (1998). Programmierter und computerunterstützter Unterricht. In D.H. Rost (Hrsg.), Handwörterbuch Pädagogische Psychologie (404-409). Weinheim: PVU.

Veröffentlichungen des Referenten zum computerbasierten/ multimedialen Lernen III Leutner, D., Plass, J.L. & Chun, D. (1997). Visuelle und verbale Erläuterungen beim multimedial unterstützten Fremdsprachenlernen. In H.-P. Langfeldt (Hrsg.), 6. Tagung der Fachgruppe Pädagogische Psychologie in der Deutschen Gesellschaft für Psychologie, Frankfurt am Main, 29.9.-1.10.1997. Informationen, Programm und Abstracts (S. 96). Landau: Verlag Empirische Pädagogik. Plass, J.L., Chun, D., Mayer, R.E. & Leutner, D. (1998). Supporting visualizer and verbalizer learning preferences in a second language multimedia learning environment. Journal of Educational Psychology, 90, 25-36.