Wissenserwerb mithilfe der internetbasierten Lernumgebung ChemNet: Eine empirische Untersuchung zum Lernen mit linearen und vernetzten Hypertexten

Am Beispiel der internetbasierten Lernumgebung ChemNet wurde untersucht, ob das Anbieten fachchemischer Inhalte in Hypertexten Lernenden mit unterschiedlichen Voraussetzungen und Interessen gerecht wird. In der vorliegenden Arbeit wird zwischen linearen Hypertexten, die vom inhaltlichen Aufbau konventionellen gedruckten Texten gleichen, und vernetzten Hypertexten unterschieden. In einer Laborstudie lernten 65 Studierende des ersten Semesters mit Haupt- oder Nebenfach Chemie entweder mit einem linearen oder einem vernetzten Hypertext zum Thema Säuren und Basen. Sie lernten außerdem entweder mit einer bestimmten oder einer unbestimmten Zielorientierung. Die Ergebnisse zeigen, dass mit dem vernetzten Hypertext grundsätzlich – unabhängig von der Art der Zielorientierung – besser gelernt wurde. Die bestimmte Zielorientierung erwies sich sowohl für lineare als auch vernetzte Texte in der Tendenz als vorteilhaft für den Lernerfolg. Es wurde zusätzlich mit Studierenden des Grundstudiums eine Feldstudie durchgeführt. Sie diente dazu, Bewertungen bezüglich der Maßnahme, ChemNet als Lerninstrument einzusetzen, in einer natürlichen Lernumgebung zu erfassen. Sowohl in der Labor- als auch in der Feldstudie fielen die Bewertungen zur Akzeptanz, zum Inhalt und zur Gestaltung überwiegend positiv aus

Collaborative inquiry learning: models, tools, and challenges

Collaborative inquiry learning is one of the most challenging and exciting ventures for today’s schools. It aims at bringing a new and promising culture of teaching and learning into the classroom where students in groups engage in self-regulated learning activities supported by the teacher. It is expected that this way of learning fosters students’ motivation and interest in science, that they learn to perform steps of inquiry similar to scientists and that they gain knowledge on scientific processes. Starting from general pedagogical reflections and science standards the article reviews some prominent models of inquiry learning. This comparison results in a set of inquiry processes being the basis for cooperation in the scientific network NetCoIL. Inquiry learning is conceived in several ways with emphasis on different processes. For an illustration of the spectrum, some main conceptions of inquiry and their focuses are described. In the next step, the article describes exemplary computer tools and environments from within and outside the NetCoIL network that were designed to support processes of collaborative inquiry learning. These tools are analysed by describing their functionalities as well as effects on student learning known from the literature. The article closes with challenges for further developments elaborated by the NetCoIL network

The role of the teacher in computer-supported collaborative inquiry learning

The article presents an analysis of practices in teaching with computer-supported collaborative inquiry learning environments. We describe the role of the teacher in computer-supported collaborative inquiry learning by five principles which span the whole instructional process, from the preparation of the lesson up to the assessment of learning achievement. For successful implementation of computer-supported projects the teacher has to (1) envision the lesson, (2) enable collaboration, (3) encourage students, (4) ensure learning, and (5) evaluate achievement. We analyse classroom scenarios provided by eight teachers or mentors who implemented one of four different approaches developed by multimedia researchers: WISE, Modeling Across the Curriculum, Co-Lab, or ReCoIL. Teachers or mentors responded to a semistructured questionnaire about their experiences in implementing the inquiry lesson. A comparison of different classroom scenarios according to the mentioned five principles informed our analysis of teacher activities that contribute to the success of student inquiry while using such technology-enhanced approaches. We conclude with a discussion of the often neglected role of the teacher in computer-supported learning

A Closer Look into Recent Video-based Learning Research: A Comprehensive Review of Video Characteristics, Tools, Technologies, and Learning Effectiveness

People increasingly use videos on the Web as a source for learning. To support this way of learning, researchers and developers are continuously developing tools, proposing guidelines, analyzing data, and conducting experiments. However, it is still not clear what characteristics a video should have to be an effective learning medium. In this paper, we present a comprehensive review of 257 articles on video-based learning for the period from 2016 to 2021. One of the aims of the review is to identify the video characteristics that have been explored by previous work. Based on our analysis, we suggest a taxonomy which organizes the video characteristics and contextual aspects into eight categories: (1) audio features, (2) visual features, (3) textual features, (4) instructor behavior, (5) learners activities, (6) interactive features (quizzes, etc.), (7) production style, and (8) instructional design. Also, we identify four representative research directions: (1) proposals of tools to support video-based learning, (2) studies with controlled experiments, (3) data analysis studies, and (4) proposals of design guidelines for learning videos. We find that the most explored characteristics are textual features followed by visual features, learner activities, and interactive features. Text of transcripts, video frames, and images (figures and illustrations) are most frequently used by tools that support learning through videos. The learner activity is heavily explored through log files in data analysis studies, and interactive features have been frequently scrutinized in controlled experiments. We complement our review by contrasting research findings that investigate the impact of video characteristics on the learning effectiveness, report on tasks and technologies used to develop tools that support learning, and summarize trends of design guidelines to produce learning video

Energieforschung macht Schule : Das Leibniz4U-Schülerforschungszentrum als bildungsbezogene Transfermaßnahme

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Erforschung potenzieller Entwicklungsverläufe diagnostischer Fähigkeiten angehender Chemielehrkräfte hinsichtlich Lernendenvorstellungen – Die Bedeutung individueller Vorstellungen über Lernendenvorstellungen

The diagnosis of learners’ individual conceptions is a central element of science teachers’ professionalism. This is due to the influence learners’ conceptions have on teaching-learning processes. Accordingly, most models for teachers’ professional knowledge contains elements for dealing with learners’ conceptions. In addition, initial descriptions can be found in specific scientific domains, detailing descriptions of the content-related and methodological quality of diagnostic abilities. At the same time, some studies show that pre-service teachers (PTSs) show various difficulties in performing a formal diagnosis. Regarding the development of these diagnostic abilities, however, little is known so far. In addition, some studies indicate that (pre-service) teachers have a more obstacle-oriented perspective regarding learners’ conceptions. However, there is currently a research gap regarding the extent of the influence of such a perspective on the diagnosis of learners’ conceptions. Building on these two desiderates, this article has two primary goals: Firstly, to investigate PSTs development of their diagnostic abilities. Secondly, to determine the influence of PSTs conceptions about learners’ conceptions on their diagnoses. Data was gathered by videotaping pre-service chemistry teachers in small groups while working on three different cases as well as collecting their written artefacts. Data was analyzed by using qualitative content analysis. The results indicate that single PSTs improve their diagnostic performance. PSTs’ conceptions about conceptions are discussed as one central influence factor for diagnosing learners’ conceptions. Implications for research and teaching in science teacher education are outlined.In den naturwissenschaftlichen Fächern ist die Diagnose von individuellen Lernendenvorstellungen aufgrund ihrer Bedeutung für Lehr-Lernprozesse ein zentrales Element der Lehrkräfteprofessionalisierung. In vielen Modellierungen zum Professionswissen von Lehrkräften finden sich daher Elemente zum Umgang mit Lernendenvorstellungen. Zusätzlich existieren für einzelne naturwissenschaftliche Fächer erste ausführliche Beschreibungen der inhaltlichen und methodischen Güte von diagnostischen Fähigkeiten. Gleichzeitig zeigen einige Studien, dass angehende Lehrkräfte verschiedenste Schwierigkeiten mit einer Durchführung einer formellen Diagnose von Lernendenvorstellungen haben. Wenige Erkenntnisse existieren bislang in Bezug auf die Entwicklung derartiger diagnostischer Fähigkeiten. Erste Studien deuten außerdem darauf hin, dass sich (angehende) Lehrkräfte häufiger einer eher hindernisorientierten Perspektive hinsichtlich Lernendenvorstellungen zuordnen lassen. Über das Ausmaß des Einflusses einer solchen Perspektive auf die Diagnose von Lernendenvorstellungen ist bislang ebenfalls wenig bekannt. Ausgehend von diesen beiden Desideraten hat dieser Beitrag daher zwei primäre Ziele: Erstens sollen Entwicklungsprozesse angehender Chemielehrkräfte hinsichtlich der Diagnose von Lernendenvorstellungen erforscht werden. Zweitens steht die Ermittlung des Einflusses individueller Vorstellungen über Lernendenvorstellungen u. a. auf die Diagnose im Fokus. Hierfür wurden sieben Bachelorstudierende (gymnasiales Lehramt Chemie) in drei Gruppen über den Zeitraum eines Semesters bei der Bearbeitung von drei unterschiedlichen Fallbeispielen videografiert. Zusätzlich wurden die erstellten schriftlichen Diagnosen eingesammelt. Die qualitativ inhaltsanalytische Auswertung der Daten zeigt, dass die Studierenden sich lediglich partiell in ihren diagnostischen Fähigkeiten entwickeln. Als eine mögliche Erklärung hierfür werden die Vorstellungen der angehenden Lehrkräfte über Lernendenvorstellungen diskutiert. Ausblickend werden Implikationen für die universitäre Lehrkräftebildung abgeleitet

How does learning with hypertext become more effective?An empirical comparison of a linear and a network-basedhypermedia learning environment

In der Forschung zum Lernen mit Hypertext und Hypermedia lässt sich zwischen einer system- und einer benutzerzentrierten Perspektive unterscheiden. Dabei steht aus systemorientierter Sicht die Optimierung des Lernsystems im Vordergrund, während aus benutzerzentrierter Sicht die Interaktion von Lernendem und Lernsystem in den Mittelpunkt rückt. Mit der vergleichenden Untersuchung zweier hypermedialer Lernumgebungen wird hier eine der systemzentrierten Perspektive zugehörige Forschungsarbeit präsentiert. Durch Variation von Lernzielen finden aber auch benutzerrelevante Aspekte Berücksichtigung. 65 Studierende des ersten Semesters bekommen die Aufgabe, sich in einer linearen oder einer netzwerkartigen Programmversion über Aspekte des Themas Säuren und Basen zu informieren. Dazu erhielten sie entweder vorgegebene Lernziele oder konnten sich die Lernziele selbst wählen. In den Ergebnissen zeigt sich ein signifikanter Haupteffekt zugunsten des vernetzten Hypertextprogramms sowie ein tendenziell besseres Lernen unter spezifizierter Zielvorgabe. Hypermediale Lernumgebungen können an Lerneffektivität gewinnnen, wenn die technischen Möglichkeiten des Lernsystems problemorientiert genutzt und durch benutzerorientierte Lernhilfen sachgemessen ergänzt werden. (DIPF/Orig.