Presentations in Lectures to Prompt Innovations in Higher Education

Considering the rich experience of using multimedia presentations as a teaching tool in higher education, in order to introduce new approaches and develop a methodology, there is a need to identify the strengths and weaknesses of existing practices, in particular to identify the emotional attitude of university students to existing lectures and presentations in the educational process and determine relevant opportunities to improve the practice of using interactive and visual educational tools.The empirical basis of the study was the results of a survey of students of 2–4 undergraduate courses at the Moscow State Institute of International Relations (University) of the Russian Ministry of Foreign Affairs in the 2019–2020 academic year. The survey involved 404 respondents. To process the obtained data, we used the Google Forms and Microsoft Office Excel programs, general scientific methods (comparison, generalization), statistical analysis methods, as well as content analysis.The empirical study showed a high level of student satisfaction with the volume and effectiveness of multimedia presentations used in the educational process, and also confirmed the theoretical ideas about the advantages and limitations of linear form presentations that dominate in the educational environment. Critical remarks included design errors, oversaturation of visual material, activity out of sync, and flaws in speaker behavior. Among the new techniques for working with presentation materials, photographing slides was noted. An important observation was the students’ request for self-sufficient visual materials of lectures and access to them.Prospects and opportunities for transforming familiar lectures and the learning environment as a whole were identified taking into account the existing experience of presentations at the university; ways of solving the problems with students’ perception and acquisition of material are proposed and specific recommendations are given for organizing a wide range of classes with visual and interactive components, today these are, first of all, remote online courses (MOOC, e-learning) and new forms of organization classroom activities (“flipped classroom”)

Concept Maps im Biologieunterricht: Kognitive und emotionale Wirkung von Trainingsmaßnahmen und visuellen Gestaltungsmerkmalen

Die Komplexität und die große Vielfalt von Systemelementen der im Biologieunterricht behandelten Lerninhalte, kann für Lernende eine große Herausforderung darstellen. Um sie dabei zu unterstützen, Zusammenhänge zu identifizieren und zu verstehen, werden graphische Lernmethoden zur Organisation und Darstellung von Wissen für den Biologieunterricht empfohlen. Concept Maps bilden Informationen über Begriffsnetze ab und stellen eine solche Lernmethode dar. Trotz ihrer einfachen syntaktischen Struktur können Concept Maps Lernende, die mit der Methode nicht vertraut sind jedoch überfordern und somit das Lernen behindern. Auf dem Forschungsgebiet besteht allerdings Unklarheit darüber, ob und in welchem Umfang das Erstellen (die Konstruktion) und Betrachten (die Rezeption) von Concept Maps trainiert werden muss. Neben einem Methodentraining könnte auch eine Anpassung der Gestaltung von Concept Maps das Lernen mit diesen unterstützen. Der Multimedia-Forschung zufolge könnte die Lernwirksamkeit auch durch den Einbezug von Bildelementen verbessert werden. Ein neuer Forschungszweig, nimmt an, dass spezifische Designmanipulationen, etwa menschliche Merkmale und die Verwendung bestimmter Farben und Formen (Emotional Design), den affektiven Zustand der Lernenden beeinflussen und das Lernen fördern. Mit dem Ziel, lernförderliche Bedingungen für die Anwendung von Concept Maps im Biologieunterricht zu identifizieren wurden in der vorliegenden Dissertation zwei Projekte durchgeführt, die sich zum einen der Relevanz von Concept Map-Trainingsmaßnahmen und zum anderen der Wirkung von Emotional Design-Abbildungen widmeten. Im Rahmen von Projekt 1 wurden zwei Concept Map-Trainingsmaßnahmen mit unterschiedlichen Schwerpunkten (Rezeption oder Konstruktion) entwickelt und im Rahmen einer quasi-experimentellen Studie im 3x2-faktoriellen Design (N = 167) untersucht. Hierbei wurde ihre kognitive, metakognitive und emotionale Wirkung in einer den Traingsmaßnahmen nachgelagerten Lernphase, in der entweder durch die Rezeption oder die Konstruktion gelernt wurde, mit der einer Kurzeinführung zu Concept Maps verglichen. Zudem wurden die Blickbewegungscharakteristika (N = 52) von trainierten und untrainierten Lernenden mittels Eye-Tracking-Messungen untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass ein Konstruktionstraining die Lernleistung und die Fähigkeit Concept Maps zu erstellen erhöhen kann und sich die in der Konstruktion gewonnene Expertise auf das Rezipieren von Concept Maps übertragen lässt. Der durch das Konstruktionstraining gewonnene Expertiseunterschied wurde auch im Rahmen von Blickbewegungsuntersuchungen beobachtet und trat unabhängig von der Struktur der Concept Maps, also sowohl bei hierarchisch als auch bei netzartig strukturierten Concept Maps, auf. Außerdem schätzten Lernende ihre eigenen Leistungen nach der Teilnahme an einem Konstruktionstraining realistischer ein, als nach der Teilnahme an einem Rezeptionstraining. Keine der Concept Map-Trainingsmaßnahmen führte hingegen dazu, dass Lernende mehr Freude bei der Verwendung von Concept Maps empfanden. In Projekt 2 wurde die Wirkung von Emotional Design-Concept Maps, mit Concept Maps in die neutrale Abbildungen integriert wurden und mit rein textbasierten Concept Maps verglichen. In einer experimentellen Studie (N = 249) wurde der Einfluss dieser unterschiedlich gestalteten Concept Maps auf kognitive und affektive Variablen untersucht. Eine lernförderliche Wirkung wurde nicht gefunden. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass Emotional Design-Abbildungen in Concept Maps zu einer Abnahme der wahrgenommenen Aufgabenschwierigkeit und einer Reduktion des negativen Affekts führen. Die in den Concept Maps verwendeten Emotional Design-Abbildungen wurden zudem als angenehmer empfunden (höhere Valenz). Psychophysiologische Messungen (N = 42) ergaben, dass Lernende durch Emotional Design-Abbildungen nicht stärker aktiviert wurden oder diese mehr Aufmerksamkeit generierten als die anderen Concept Map-Designs. Die gewonnenen Ergebnisse tragen nicht nur zu einem wissenschaftlichen Erkenntnis-gewinn bei, sie ermöglichen auch die Ableitung schulpraktischer Implikationen in Bezug auf die Nutzung von Concept Maps im Biologieunterricht

The relationship between learning styles, modes of content presentation and visuo-semiotic reasoning in Biology

In the 21st century, acquiring knowledge of the life sciences, particularly in the discipline of biology, requires attaining a set of visualisation skills among students. These skills include the ability to interpret, reason and understand the discipline by processing visual stimuli to comprehend spatial relationships between objects, and to visualize images. Since the start of the 4th industrial revolution, the use of visuo-semiotic models in teaching and learning have increased. The integration of visuo-semiotic models, such as images and visual presentations in textbooks and computer interfaces, have promoted more effective learning of visually and spatially complex topics in biology and molecular biology. The integration and interpretation of visuo-semiotic models is a complex process and depends on prior knowledge of the domain of biology, as well as familiarity with visualisations and complexities of the visuo-semiotic model. Consequently, the present study aimed to investigate the relationship between learning styles, modes of content presentation and visuo-semiotic reasoning in biology. This will aid in understanding how both teaching and learning can be enhanced through visuo-semiotic models, in a preliminary manner. The present study adopted a quantitative, quasi-experimental research approach. A non-probability, purposive sampling method was used to select participants from a public school located in Gauteng, West of Johannesburg. Data was obtained from selfadministered questionnaires which were completed by Grade 10 biology students (n=76). The findings of this study suggests that a relationship exists between learning styles, modes of content presentation and visuo-semiotic reasoning associated with learning difficulties related to conceptual understanding of the cell cycle. Furthermore, the results also showed that content knowledge, which was presented using simulations, performed by using bead-work, animation and paper-based worksheets did not improve student performance.Science and Technology EducationM. Ed. (Natural Science Education