Lernergebnisse und individuelle Prozesse des Physik-Lernens mit auditiven und visuellen Hinweisen.

Learning outcomes and individual processes of physics learning with auditory and visual cues.

In the context of a video-based learning environment, the present study examined how to support learners by auditory and visual instructional cues in learning complex materials. Against the background of theories of multimedia learning, we analyzed the effects of cues on cognitive load, learning outcomes, and eye movements. In an experimental between-subjects design with pre- and post-test, 46 participants learned by the support of instructional visual (n = 23) or auditory (n = 23) cues. The learning environment consisted of diagrams of electrical circuits, which were used as cognitive tools for solving physical tasks. There were no significant differences in cognitive load and learning outcomes (.00 ≤ ηp2 ≤.08) between the experimental conditions. However, measures of cognitive load were significant predictors of the learning outcomes. In addition, there were significant influences of prior knowledge on retention (R 2 =.213) and transfer of knowledge (R 2 =.257). A qualitative study delved deeper into gaze pattern of persons with low and high prior knowledge. Here, we found similar effects for both modalities: learners with low prior knowledge tended to show a more detail-oriented gaze pattern towards single elements of the circuits and learners with high prior knowledge tended to show a gaze pattern towards the circuits as a whole. With regard to the differences in the gaze pattern depending on prior knowledge and the complexity of the learning object, both a temporal and an instructional adaptability of the learning environment for learners with low prior knowledge in both modalities appear meaningful. For future research, it seems to be useful to relate the processes and results of learning in terms of a mixed-method approach to gain deeper insight into the use and effects of instructional cueing. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Die vorliegende Studie untersuchte im Kontext einer videobasierten Lernumgebung, inwieweit Personen durch die Darbietung von auditiven und visuellen Hinweisen beim Lernen komplexer Inhalte unterstützt werden können. Vor dem Hintergrund von Theorien des multimedialen Lernens wurden die Wirkungen der Hinweise auf kognitive Belastung, Lernerfolg sowie Blickbewegungen der Lernenden analysiert. In einem experimentellen Zwei-Gruppen-Design mit Vor- und Nachtest lernten 46 Teilnehmerinnen und Teilnehmer mithilfe visueller (n = 23) oder auditiver (n = 23) Unterstützung. Den Lerngegenstand bildeten Skizzen elektrischer Schaltungen, die als kognitives Werkzeug zur Lösung physikalischer Aufgaben eingesetzt werden. Es ergaben sich zwischen den Versuchsbedingungen keine signifikanten Unterschiede in Belastungserleben und Lernerfolg (.00 ≤ ηp2 ≤.08). Allerdings waren Maße der kognitiven Belastung signifikante Prädiktoren des Lernerfolgs. Es zeigten sich auch bedeutsame Einflüsse des Vorwissens auf Wissensabruf (R2 =.213) und Wissenstransfer (R2 =.257). Im Rahmen qualitativer Auswertungen wurden zudem die Blickpfade von Personen mit niedrigem und hohem Vorwissen verglichen. Hier zeigte sich in beiden Modalitäten bei Personen mit niedrigem Vorwissen eher ein detailorientiertes Blickmuster auf Einzelelemente der Schaltungen und bei Personen mit hohem Vorwissen eher ein ganzheitlich orientiertes Blickmuster über das System von Schaltungen. In Bezug auf die vorwissensabhängigen Unterschiede in den Blickmustern und die Komplexität des Lerngegenstandes erscheinen sowohl eine zeitliche als auch eine instruktionale Adaptierbarkeit der Lernumgebung für Lernende mit wenig Vorwissen in beiden Hinweismodalitäten sinnvoll. Für die zukünftige Forschung bietet es sich im Sinne eines Mixed-Method-Ansatzes an, Prozesse und Ergebnisse des Lernens stärker aufeinander zu beziehen, um zu tieferen Erkenntnissen über die Nutzung und Wirkung instruktionaler Hinweise zu gelangen. [ABSTRACT FROM AUTHOR]