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Forschungsbasierte Gestaltung von
E-Books - multimedial und interaktiv
Prof. Dr. Katharina Scheiter
Leibniz-Institut für Wissensmedien
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• Mehr als ein verlinktes pdf!
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• Umfassende Bildungsressource mit
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Wie kommt man zu einem guten E-Book?
Lernkontext
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Eine lehr-lernpsychologische Perspektive
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Gestaltung externer Repräsentationen
Ziel: Optimierte Nutzung begrenzter kognitiver Informations-
verarbeitungsressourcen
Zentrale Forschungsfragen: Was ist lernhinderlich / lernförderlich in
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• Kombination verbaler und
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Visualisierung aus lehr-lernpsychologischer Sicht
• erweiterter Zugang zur Realität
• direkter und sparsamer Zugriff auf visuell-
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(Larkin & Simon, 1987; Zhang, 1997)
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(Goldstone & Son, 2005; Schwartz, 1995)
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2. Teilchenmodell
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5. Kapitel
1 Einführung
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Merkmale eines guten (digitalen) E-Books
• Erkenntnisbasierte Gestaltung der Elemente klassischer
Schulbücher (Text, Bild, Text-Kombinationen)
• Gezielte Nutzung des didaktischen Potenzials digitaler Medien zur
Unterstützung aktiven Lernens
• Interaktive Aufgaben mit Feedbackfunktion
• Dynamisch-interaktive Darstellungsformate (Animation, Video,
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• Personalisierung des Lehrangebots (Binnendifferenzierung)
• Unterstützung für Orientierung & Navigation
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Textgestaltung
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Prinzipien der Textgestaltung
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Textgestaltung: Motivation / Aktivierung von Vorwissen
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Gestaltung von Visualisierungen
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Gestaltung von Visualisierungen
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Gestaltung von Visualisierungen - Realismus
Vorteile realistischer Visualisierungen
• erleichtern das Wiedererkennen von Objekten (Goldstone & Son, 2005)
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Gestaltung von Visualisierungen – Dynamik
Vorteile statischer Visualisierungen
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Relevanz der Dynamik für das Lernziel entscheidend
x
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Gestaltung von Visualisierungen – weniger ist oft mehr
• Erhöhung der Komplexität (Realismus, Dynamik) muss auf Lernziele
abgestimmt sein  in vielen Fällen nicht notwendig!
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Dynamisch-interaktive Visualisierungsformate
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Personalisierung des Lehrangebots: Adaptivität (-) und
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Zusammenfassung: Gestaltung des eChemBook
Vermeiden
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• Konstruktive Lernaufgaben
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• Selbsttestaufgaben
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Diskussion
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0
20
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Functions Terminology Dynamics Functions Terminology Dynamics Error
identification
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Sorting task
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Realistic Schematized
Lernen
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Ergebnisse
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Wissenserwerb mit Multimedia
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LONGTERM
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selecting
words
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WORKING
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The Cognitive Theory of Multimedia Learning (Mayer, 2001)
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Multimedia-Designprinzipien
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Kombination von Visualisierung und sprachlicher Darstellung
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  • 6. e-teaching.org | Mai 2014 Multimedia • Kombination verbaler und bildhafter Repräsentations- formate • unabhängig von genutzten Medientechnologien Comenius (1658). Orbis sensualium pictus.
  • 7. e-teaching.org | Mai 2014 Visualisierung aus lehr-lernpsychologischer Sicht • erweiterter Zugang zur Realität • direkter und sparsamer Zugriff auf visuell- räumliche Information (Larkin & Simon, 1987; Zhang, 1997) • kognitive Entlastung (Scaife & Rogers, 1996) • wahrnehmungsbasierte Schlussfolgerungen (Goldstone & Son, 2005; Schwartz, 1995) • Anregung zur Elaboration (Ainsworth & Loizou, 2003) Scheiter, Wiebe & Holsanova (2008)
  • 8. e-teaching.org | Mai 2014 Das Projekt eChemBook Unterricht Lehr-/Lernforschung Fachdidaktik Katharina Scheiter Juliane Richter Sascha Schanze Nina Ulrich Erkenntnistransfer Problemstellung empirische Evaluation
  • 9. e-teaching.org | Mai 2014 1. Kapitel 2. Teilchenmodell 3. Kapitel 4. Kapitel 5. Kapitel 1 Einführung 2 Teilchenmodell 3 Diffusion 4 Druck 5 Aggregatzustand 6 Lösen 7 Dichte 8 Modelle Basistext Experiment Interaktive Übungen Zusammen- fassung Struktur des eChemBook Kapitel Lerneinheiten Elemente
  • 10. e-teaching.org | Mai 2014 • Naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen fördern • Die SuS abholen • Motivieren Motivationstext Interaktive Lernaufgaben• SuS aktivieren • Selbststudium fördern • Überblick und Orientierung bieten Zusammenfassung Lernlandkarte • Informieren • Erklären • Veranschaulichen Basistext Experiment Ziele Elemente Didaktische Funktionen und ihre Umsetzung
  • 11. e-teaching.org | Mai 2014 Merkmale eines guten (digitalen) E-Books • Erkenntnisbasierte Gestaltung der Elemente klassischer Schulbücher (Text, Bild, Text-Kombinationen) • Gezielte Nutzung des didaktischen Potenzials digitaler Medien zur Unterstützung aktiven Lernens • Interaktive Aufgaben mit Feedbackfunktion • Dynamisch-interaktive Darstellungsformate (Animation, Video, Simulation) • Personalisierung des Lehrangebots (Binnendifferenzierung) • Unterstützung für Orientierung & Navigation
  • 12. e-teaching.org | Mai 2014 Textgestaltung
  • 13. e-teaching.org | Mai 2014 Prinzipien der Textgestaltung • Motivation • Personalisierungsprinzip (Clark & Mayer, 2011) • Kontextualisierung/Alltagsbezug  Aktivierung von Vorwissen (Gagne, 1985; Resnick, 1987) • Verständlichkeit (Hartley, 2004; Christmann & Groeben, 1996; Langer, Schulz von Thun & Tausch, 1990; McNamara et al., 1996) • Einfachheit (kurze Formulierungen, geläufige Wörter, anschauliche Formulierungen, Vermeiden von Passivkonstruktionen) • Gliederung / Ordnung (Lemarie, Lorch, Eyerolle & Virbel, 2008) • Kohärenz (McNamara et al., 1996) • Schülervorstellungen adressieren (Beerenwinkel, 2006; Mason, 2001; Tippett, 2010)
  • 14. e-teaching.org | Mai 2014 Textgestaltung: Motivation / Aktivierung von Vorwissen
  • 15. e-teaching.org | Mai 2014 Textgestaltung: Verständlichkeit
  • 16. e-teaching.org | Mai 2014 Textgestaltung: Schülervorstellungen thematisieren
  • 17. e-teaching.org | Mai 2014 Gestaltung von Visualisierungen
  • 18. e-teaching.org | Mai 2014 Gestaltung von Visualisierungen • Kohärenzprinzip / Verzicht auf dekorative Bilder (Mayer, 2001; Rey, 2012) • gezielte Nutzung für Vermittlung visuell-räumlicher Zusammenhänge (Larkin & Simon, 1987) • Reduktionismus • Realismus • Dynamik und Interaktivität
  • 19. e-teaching.org | Mai 2014 Gestaltung von Visualisierungen - Realismus Vorteile realistischer Visualisierungen • erleichtern das Wiedererkennen von Objekten (Goldstone & Son, 2005) • fördern die Lernmotivation Vorteile schematisierter Visualisierungen • weniger ablenkend und überfordernd • betonen relevante Informationen (Kontrastierung) • erleichtern abstrakte Interpretationen von Objekten und Prozessen (DeLoache, 1995) und abstrakte Denkprozesse (Schwartz, 1995)
  • 20. e-teaching.org | Mai 2014 Videos von Experimenten
  • 21. e-teaching.org | Mai 2014 Gestaltung von Visualisierungen – Dynamik Vorteile statischer Visualisierungen • einfacher zu verarbeiten • Hervorhebung zentraler Schritte • dauerhafte Sichtbarkeit relevanter Informationen Vorteile dynamischer Visualisierungen • keine Notwendigkeit zu mentaler Animation • Kontinuität und Richtung von Veränderungen sichtbar • direkte Abbildung von prozesshaftem Geschehen (Betrancourt & Tversky, 2002; Hegarty, 2004; Hoeffler & Leutner, 2010; Imhof et al., 2012; Lowe, 1999)
  • 22. e-teaching.org | Mai 2014 Relevanz der Dynamik für das Lernziel entscheidend x
  • 23. e-teaching.org | Mai 2014 Erklärung einblenden Luftteilchen Simlulationen zum angeleiteten Entdecken dynamischer Zusammenhänge (De Jong & van Joolingen, 1993)
  • 24. e-teaching.org | Mai 2014 Gestaltung von Visualisierungen – weniger ist oft mehr • Erhöhung der Komplexität (Realismus, Dynamik) muss auf Lernziele abgestimmt sein  in vielen Fällen nicht notwendig! • Bewusstsein für kognitive Anforderungen / notwendige Verarbeitungsprozesse wichtig • Gefahr der Überforderung des Lerners auch mit „gut gemeinten“ Unterstützungsmaßnahmen
  • 25. e-teaching.org | Mai 2014 Gestaltung von Text-Bild Kombinationen
  • 26. e-teaching.org | Mai 2014 Integration von Text und Bild unterstützen: Layout
  • 27. e-teaching.org | Mai 2014 Integration von Text und Bild unterstützen: Hervorhebungen
  • 28. e-teaching.org | Mai 2014 Unterstützung aktiven Lernens
  • 29. e-teaching.org | Mai 2014 Interaktive Lernaufgaben mit Feedbackfunktion: Zeichnen Tiefergehendes Verständnis durch Zeichnen (Ainsworth, Prain & Tytler, 2011)
  • 30. e-teaching.org | Mai 2014 Interaktive Lernaufgaben mit Feedbackfunktion: Zuordnen Aktives Integrieren (Bodemer et al., 2004)
  • 31. e-teaching.org | Mai 2014 Dynamisch-interaktive Visualisierungsformate • Animation • Video • Simulation Luftteilche n
  • 32. e-teaching.org | Mai 2014 Freiheitsgrade für die Unterrichtsgestaltung
  • 33. e-teaching.org | Mai 2014 Personalisierung des Lehrangebots: Adaptivität (-) und Adaptierbarkeit Gestufte Lernhilfen (Franke-Braun, Schmidt-Weigand, Stäudel & Wodzinski, 2008)
  • 34. e-teaching.org | Mai 2014 Kontrolle des eigenen Verständnisses
  • 35. e-teaching.org | Mai 2014 Orientierung und Navigation
  • 36. e-teaching.org | Mai 2014 Orientierung und Navigation Graphische Navigationshilfen (McDonalds & Stevenson, 1999) Navigationselemente mit hohem Wiedererkennungswert
  • 37. e-teaching.org | Mai 2014 Zusammenfassung: Gestaltung des eChemBook Vermeiden lernhinderlicher kognitiver Belastung • Graphische Navigationshilfen • Verständliche Texte • Relevante Visualisierungen • Text-Bild-Integration • Adaptierbarkeit / Gestufte Hilfen • Feedback Nutzung kognitiver Ressourcen für lernförderliche Prozesse • Kontextualisierung/Alltagsb ezug • Konstruktive Lernaufgaben (Zeichnen) • Aktives Integrieren • Angeleitetes entdeckendes Lernen • Selbsttestaufgaben
  • 38. e-teaching.org | Mai 2014 Diskussion • allgemeingültige Designprinzipien vs. differenzierter / widersprüchlicher Forschungsstand • laborexperimentelle Erkenntnisse  Praxis • offene Fragen ?  empirische Forschung notwendig!
  • 39. e-teaching.org | Mai 2014 Forschungsprozess
  • 40. e-teaching.org | Mai 2014 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! k.scheiter@iwm-kmrc.de
  • 41. e-teaching.org | Mai 2014 BACKUP
  • 42. e-teaching.org | Mai 2014 0 20 40 60 80 100 Functions Terminology Dynamics Functions Terminology Dynamics Error identification / completion Sorting task %correct Realistic Schematized Lernen Wissens- test Ergebnisse
  • 43. e-teaching.org | Mai 2014 Wissenserwerb mit Multimedia WORDS PICTURES MULTIMEDIA PRESENTATION SENSORY MEMORY LONGTERM MEMORY EARS EYES selecting words selecting images WORKING MEMORY SOUND IMAGES VERBAL MODEL PICTORIAL MODEL organizing words organizing pictures integrating PRIOR KNOW- LEDGE The Cognitive Theory of Multimedia Learning (Mayer, 2001) Externe Repräsentation Interne Repräsentation
  • 44. e-teaching.org | Mai 2014 Multimedia-Designprinzipien • Multimedia • Zeitliche Kontiguität • Räumliche Kontiguität • Modalität • Kohärenz • Redundanz • ....
  • 45. e-teaching.org | Mai 2014 Kombination von Visualisierung und sprachlicher Darstellung • Verbesserung des Textverstehens (Levie & Lentz, 1982; Levin, Anglin, & Carney, 1987) • Repräsentation • Interpretation • Organisation • duale Kodierung (Paivio, 1986) Scheiter, Wiebe & Holsanova (2008)