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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-26503
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/2650/


Berthold, Kirsten

Learning from worked-out examples: Multiple representations, an integration help, and self-explanation prompts all foster understanding

Lernen aus Lösungsbeispielen: Verständnis fördern mit multiplen Repräsentationen, einer Integrationshilfe und Selbsterklärungsprompts

Dokument1.pdf (539 KB) (md5sum: e0039b313f7342aacce431c43b891f2b)

Kurzfassung in Englisch

Multiple representations (e.g., an equation and a diagram) are commonly used because they can provide unique benefits when learners are trying to gain a deep understanding (Ainsworth, in press). Regrettably, many studies have shown that this promise is not always achieved. Often, learners are overwhelmed with the complex demands of integrating and understanding multiple representations. This suggests that learners might profit from learning with multiple representations to a larger extent when instructional support measures on integrating and understanding are employed.
Therefore, the main goal of this dissertation is to experimentally investigate the effects of multiple representations and two corresponding instructional support measures on learning processes (i.e., self-explanations) and learning outcomes (i.e., conceptual and procedural knowledge). Do students learn more deeply from multiple representations than from one representation alone? Do instructional support measures such as an integration help in form of flashing and color-coding as well as self-explanation prompts further enhance the benefits of multiple representations? What are the crucial processes with this respect? These questions are the focus of this dissertation.
To address these questions, two experiments were conducted in which we employed worked-out examples from the domain of probability theory and tested the effects of multiple representations, an integration help in form of a flashing-color-coding procedure, and self-explanation prompts. In Experiment 1, the effects of two types of self-explanation prompts (scaffolding vs. open) as help procedures for integrating and understanding multiple representations were analyzed. Experiment 2 additionally tested the effects of multi- vs. mono-representational solutions and an integration help. The findings of Experiment 1 were taken up insofar in Experiment 2 as we implemented scaffolding self-explanation prompts which proved to be effective in Experiment 1.
Overall, results showed that multiple representations embedded in worked-out examples and an integration help fostered conceptual knowledge. With respect to procedural knowledge, it was equally effective to provide multi- or mono-representational solutions or presenting the multi-representational solutions with or without an integration help. Self-explanation prompts fostered high-quality self-explanations and conceptual knowledge. With respect to conceptual knowledge, scaffolding self-explanation prompts were especially effective when compared to open prompts (scaffolding self-explanation effect). Though, scaffolding self-explanation prompts also evoked incorrect self-explanations that impaired the acquisition of procedural knowledge (paradox self-explanation prompt effect).
Chapter 1 provides the general theoretical background for this dissertation involving a disambiguation as well as information about the learning approach and the domain of this research. In chapter 2, the computer-based learning environment which was developed for this research is described. Chapter 3 provides an overview of the two experiments of this dissertation and the main research questions are elaborated. In chapter 4 and 5, the two experiments are presented that examined the effects of multiple representations, an integration help, and self-explanation prompts. These chapters include a theoretical introduction addressing the specific research problem, a presentation of the corresponding research questions, the method and results as well as a discussion of the findings. Chapter 4 on Experiment 1 describes the effects of two types of self-explanation prompts as help procedures for integrating and understanding multiple representations. Chapter 5 on Experiment 2 presents the effects of multi- vs. mono-representational solutions, an integration help in form of a flashing-color-coding procedure, and scaffolding self-explanation prompts. Chapter 6 concludes with an overall discussion of the findings, theoretical and practical implications, limitations as well as an outline of future research directions.


Kurzfassung in Deutsch

Multiple Repräsentationen (z. B. eine Gleichung und ein Diagramm) werden häufig eingesetzt, weil sie einzigartige Vorteile beim Erwerb eines tiefen Verständnisses bieten (Ainsworth, in Druck). Allerdings haben viele Studien gezeigt, dass sie oftmals nicht zu den erwünschten Lernergebnissen führen. In vielen Fällen sind die Lernenden mit den komplexen Anforderungen der Integration und des Verstehens multipler Repräsentationen überfordert. Dies weist daraufhin, dass die Lernenden vom Lernen mit multiplen Repräsentationen stärker profitieren könnten, wenn die Integration und das Verstehen durch instruktionale Maßnahmen unterstützt werden.
Vor diesem Hintergrund ist das Hauptziel dieser Dissertation, die Effekte multipler Repräsentationen und zwei korrespondierender instruktionaler Unterstützungsmaßnahmen auf Lernprozesse (hier: Selbsterklärungen) und Lernergebnisse (hier: konzeptuelles und prozedurales Wissen) experimentell zu untersuchen. Lernen Lernende mit multiplen Repräsentationen besser als mit einer einzigen Repräsentation? Erhöhen instruktionale Unterstützungsmaßnahmen wie eine Integrationshilfe in Form von Flashing und Farbkodierung sowie Selbsterklärungsprompts die Effekte? Was sind diesbezüglich die entscheidenden Prozesse? Diese Fragen sind der Fokus der vorliegenden Dissertation.
Für die Beantwortung dieser Fragen wurden zwei Experimente durchgeführt, in denen wir Lösungsbeispiele aus der Domäne Wahrscheinlichkeitsrechnung implementierten und die Effekte multipler Repräsentationen, einer Integrationshilfe in Form einer Flashing-Farbkodierungsprozedur und von Selbsterklärungsprompts testeten. Im Experiment 1 wurden die Effekte von zwei Arten von Selbsterklärungsprompts (vorstrukturierte vs. offene) als Hilfeprozeduren für die Integration und das Verstehen multipler Repräsentationen analysiert. Experiment 2 testete zusätzlich die Effekte multi- vs. mono-repräsentationaler Lösungen und einer Integrationshilfe. Die Ergebnisse des Experiments 1 wurden insofern aufgenommen, als wir die vorstrukturierten Selbsterklärungsprompts, die sich in Experiment 1 als effektiv erwiesen hatten, implementierten.
Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass in Lösungsbeispielen eingebettete multiple Repräsentationen und eine Integrationshilfe konzeptuelles Wissen förderten. In Bezug auf prozedurales Wissen war es gleich effektiv, multi- oder mono-repräsentationale Lösungen zur Verfügung zu stellen oder multi-repräsentationale Lösungen mit oder ohne Integrationshilfe zu präsentieren. Selbsterklärungsprompts förderten sophistizierte Selbsterklärungen und konzeptuelles Wissen. In Bezug auf konzeptuelles Wissen waren vorstrukturierte Selbsterklärungsprompts im Vergleich zu offenen Prompts besonders effektiv (Scaffolding Selbsterklärungseffekt). Jedoch evozierten die vorstrukturierten Selbsterklärungsprompts auch falsche Selbsterklärungen, die den Erwerb von prozeduralem Wissen behinderten (Paradoxer Selbsterklärungsprompteffekt).
In Kapitel 1 wird der allgemeine theoretische Hintergrund dieser Dissertation vorgestellt. Dieser beinhaltet eine Begriffsklärung sowie Information über den Lernansatz und die Domäne dieser Forschungsarbeit. In Kapitel 2 wird die computer-basierte Lernumgebung, die für diese Forschungsarbeit entwickelt wurde, beschrieben. Kapitel 3 gibt einen Überblick über die zwei Experimente dieser Dissertation, und die Hauptforschungsfragestellungen werden ausgearbeitet. In Kapitel 4 und 5 werden die beiden Experimente dargestellt, die die Effekte multipler Repräsentationen, einer Integrationshilfe, und Selbsterklärungsprompts untersuchten. Diese Kapitel beinhalten eine theoretische Einführung, die das spezifische Forschungsproblem behandelt, eine Präsentation der korrespondierenden Forschungsfragestellungen, die Methode und Ergebnisse sowie die Diskussion der Befunde. Kapitel 4 über Experiment 1 beschreibt die Effekte von zwei Arten von Selbsterklärungsprompts als Hilfeprozeduren für die Integration und das Verstehen multipler Repräsentationen. In Kapitel 5 über Experiment 2 werden die Effekte multi- vs. mono-repräsentationaler Lösungen, einer Integrationshilfe in Form einer Flashing-Farbkodierungsprozedur und vorstrukturierter Selbsterklärungsprompts vorgestellt. Kapitel 6 schliesst mit einer Gesamtdiskussion der Ergebnisse, theoretischen und praktischen Implikationen, Einschränkungen sowie einer Skizzierung von zukünftigen Forschungsrichtungen.


SWD-Schlagwörter: -
Freie Schlagwörter (deutsch): Multiple Repräsentationen , Integrationshilfe , Selbsterklärungen , Lösungsbeispiele , Paradoxer Selbsterklärungsprompteffekt
Freie Schlagwörter (englisch): Multiple representations , integration help , self-explanations , worked-out examples , paradox self-explanation prompt effect
Institut: Institut für Psychologie
Fakultät: Wirtschafts- und Verhaltenswissenschaftliche Fakultät
DDC-Sachgruppe: Psychologie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Renkl, Alexander (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 26.07.2006
Erstellungsjahr: 2006
Publikationsdatum: 13.10.2006
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