Selbstgesteuertes Lernen mit neuen Medien: Arbeitsverhalten und Argumentationsprozesse beim Lernen mit interaktiven und animierten Lösungsbeispielen

346 Pages·2015·10.14 MB·German

by  Alexander Salle (auth.)

Bielefelder Schriften zur Didaktik der
Mathematik
Band 1
Herausgegeben von
A. Peter-Koop, Bielefeld, Deutschland
R. vom Hofe, Bielefeld, Deutschland
M. Kleine, Bielefeld, Deutschland
M. Lüken, Bielefeld, Deutschland
Die Reihe Bielefelder Schrift en zur Didaktik der Mathematik fokussiert sich auf
aktuelle Studien zum Lehren und Lernen von Mathematik in allen Schulstufen und
-formen einschließlich des Elementarbereichs und des Studiums sowie der Fort-
und Weiterbildung. Dabei ist die Reihe off en für alle diesbezüglichen Forschungs-
richtungen und -methoden. Berichtet werden neben Studien im Rahmen von sehr
guten und herausragenden Promotionen und Habilitationen auch
• empirische Forschungs- und Entwicklungsprojekte,
• theoretische Grundlagenarbeiten zur Mathematikdidaktik,
• thematisch fokussierte Proceedings zu Forschungstagungen oder Workshops.
Die Bielefelder Schrift en zur Didaktik der Mathematik nehmen Th emen auf, die für
Lehre und Forschung relevant sind und innovative wissenschaft liche Aspekte der
Mathematikdidaktik beleuchten.
Herausgegeben von
Prof. Dr. Andrea Peter-Koop,
Prof. Dr. Rudolf vom Hofe,
Prof. Dr. Michael Kleine,
Prof. Dr. Miriam Lüken,
Institut für Didaktik der Mathematik,
Universität Bielefeld
Alexander Salle
Selbstgesteuertes
Lernen mit neuen
Medien
Arbeitsverhalten und
Argumentationsprozesse
beim Lernen mit interaktiven
und animierten Lösungsbeispielen
Mit einem Geleitwort von Prof. Dr. Rudolf vom Hofe
Alexander Salle
Universität Bielefeld
Deutschland
Dissertation Universität Bielefeld, 2014
ISSN 2199-739X ISSN 2199-7403 (electronic)
ISBN 978-3-658-07659-7 ISBN 978-3-658-07660-3 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-658-07660-3
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Geleitwort
WelchenStellenwerthabenLösungsbeispieleineinemUnterricht,dersichKompeten-
zorientierungundindividuelleFörderungzumZielsetzt?Handeltessichbeidiesem
AufgabenformatumeinReliktausüberholtenZeitenrezeptivenLernensoderumeine
effektive,beliebteundsinnvolleFormdesLernens?WieverträgtessichmitderEntwick-
lungvonprozessorientiertenKompetenzenwieArgumentierenundKommunizieren?
UndinwieweitbietendieinteraktivenMöglichkeitenneuerMedienVerbesserungenund
PerspektivenfüreinesinnvolleWeiterentwicklungdiesesAufgabenformats?
VordemHintergrunddieserFragenbewegtsichdievorliegendeArbeitvonAlexan-
derSalle.IhrZielistes,dasArbeits-undArgumentationsverhaltenbeimLernenmit
interaktivenanimiertenLösungsbeispielenzuuntersuchenundneueErkenntnisseüber
dieEignungdiesesLernformatsfüreinenkompetenzorientiertenundindividualisier-
tenMathematikunterrichtzugewinnen.DieserfolgtexemplarischineinerFeldstudie
mitdreiparallelenKlasseninauthentischenUnterrichtssituationenmitLernumgebun-
gen,diedidaktisch,medialundinstruktionspsychologischdemheutigenWissensstand
entsprechen.
DieseThematikistinmehrfacherHinsichtvonRelevanzfürdiemathematikdidaktische
Forschung:
Generelle Bewertung von Lösungsbeispielen. Zunächst ist es eine grundsätzliche
Frage,inwieweitdasArbeitenmitLösungsbeispielensinnvollerTeileineskompeten-
zorientiertenUnterrichtsseinkann.ObwohleszahlreicheStudienauskognitionspsy-
chologischerPerspektivegibt,diedenErfolgdieserLern-undArbeitsformnachweisen,
wirddiesesLernformatvondidaktischenStrömungen,dieproblemorientiertesArbeiten
favorisieren,mehrheitlichabgelehnt.DasichbisherigeUntersuchungeneherinexperi-
mentellenbzw.klinischenVersuchsanordnungenbewegen,ermöglichtdievorliegende
StudieindiesergrundsätzlichenFragebereitsaufgrunddesunterrichtsnahenDesigns
neueErkenntnisse.
v
vi Geleitwort
SpezifischeAspektebeianimierteninteraktivenLösungsbeispielen. Weiterhingibt
esbislangkaumErkenntnisseüberAusprägungundStrukturierungvonArgumentations-
undSelbsterklärungsprozessenininteraktivenanimiertenLernumgebungendieserArt.
Insbesondereistbislangweitgehendungeklärt,wiesichdieinteraktiveDarstellungauf
dasLernverhaltenauswirktundinwieweithierdurchinklassischenLernumgebungen
bewährteInstruktionsmerkmalewieSelbsterklärungspromptsunterstütztbzw.negativ
konfundiertwerden.AuchindieserFrageführtdieUntersuchungzuneuenErkenntnissen
sowiezudetailliertenHinweisenüberBearbeitungsprozesseundNutzerverhalten.
ForschungsmethodikundEntwicklungvonLernmaterialien. MitdemZielundDe-
signderStudiehatsichAlexanderSalleaufeininnovativesGebietbegeben,beidemin
TeilbereichenwederentwickelteLernmaterialiennochevaluierteAuswertungskriterien
vorliegen,sodassaufwändigeundeigenständigeEntwicklungsarbeiterforderlichwar.So
musstenzurErfassungdesArbeits-undArgumentationsverhaltensbeimUmgangmitder
geplantenLernumgebunginauthentischenUnterrichtssituationenaufgrunddernoch
geringen Vorerfahrungen aus anderen Untersuchungen vorhandene Erhebungs- und
AnalysemethodenweiterentwickeltundzumTeilneukonzipiertwerden.Weiterhinerfor-
dertedieRealisierungdesProjektsumfangreicheEntwicklungsarbeitenzurErstellung
desspezifischenInstruktionsmaterials.DiehierbeientwickelteSystematikzurUmsetzung
vonEntwicklungsprinzipenliefertüberdenKontextderStudiehinausgenerelleHinweise
füreineVerbesserungderkonstruktivenGestaltunginteraktiverLernumgebungen.
Die Untersuchung erfolgt auf drei Ebenen, die den Fokus der Fragestellungen in
schrittweisehöhererAuflösungpräzisieren:ZunächstwirdaufeinerglobalenEbenemit
quantitativenMethodendasLeistungs-undArbeitsverhaltenerfasst;danachwerden
konkreteArgumentationsprozesseinihrerAusprägungundzeitlichenVerteilungunter-
sucht;schließlichwerdenspezifischeArgumentationsprozesseanhandinterpretativer
FallstudienimDetailqualitativanalysiert.
DieErgebnisteilederArbeitzeitigenindendreiobengenanntenBereichendidaktischer,
instruktionspsychologischerundforschungsmethodischerRelevanzüberzeugendeBefun-
de.AlexanderSallegibtnichtnurAntwortenaufdieobenformuliertenFragen,sondern
liefertauchAnsätzeundHinweisefüreineWeiterentwicklungdamitzusammenhängen-
derTheorienundMethoden.DiedabeientwickeltenMethodenundAnalysetechniken
zeigenauchgrundsätzlichePerspektivenfürdieempirischeBildungsforschungauf.
Bielefeld,imJuli2014 RudolfvomHofe
Danksagung
ObwohllediglicheinNamealsVerfasserdieserArbeitgenanntist,gabesvieleMenschen,
diebeiderEntstehungmeinerDissertationmaßgeblichenAnteilhatten.MeinDankgilt:
• meinemDoktorvaterProf.Dr.RudolfvomHofe,dermirstetsdierichtigeRichtung
weisenkonnteundimmerwusste,dasseineDissertationvorallemeinesseinmuss:
eineDissertationeben;
• Prof.Dr.Hans-GeorgWeigand,derdasZweitgutachtendieserArbeitübernommen
hat;
• Prof. Dr. Kirsten Berthold für ihre wertvollen Ratschläge und Überarbeitungen,
die meine Arbeit in ein integriertes Format interdisziplinärer Zusammenarbeit
überführenkonnten;
• meinen Arbeitskolleginnen und -kollegen für die tolle Arbeitsatmosphäre und
alldiePerspektivwechselundfruchtbarenHinweiseindenüberabzählbarvielen
DiskussionenüberBeispieleundBeispieleundBeispiele;
• dendreiLehrkräftenundderSchulleitungderLuisenschuleBielefeld,diemirdie
DurchführungderStudieermöglichten;
• meinenEltern,meinerFamilieundmeinenFreunden,diemirmenschlich,inhaltlich
undtexnischzurSeitestandenundmichnachallenKräftenunterstützten;
• undmeinerFreundin,diemichindenHauptphasendieserArbeitunddarüberhin-
ausstetsbegleitethat.
Bielefeld,imJuli2014 AlexanderSalle
vii
Inhaltsverzeichnis
Einleitung 1
1 TheoretischerRahmen 7
1.1 CognitiveLoadTheory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2 Lösungsbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.3 Selbsterklärungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
1.4 Argumentieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
1.5 SelbstgesteuertesLernen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
2 KonkretisierungderFragestellung 103
2.1 FazitdesTheorieteils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
2.2 Forschungsfragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
2.3 KonzeptionderempirischenStudie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
3 AnlagederStudie 113
3.1 AblaufderStudie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
3.2 Erhebungsinstrumente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
3.3 Auswertungsmethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
4 KonstruktionderLernmaterialien 127
4.1 Inhaltlich-konzeptionelleBasis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
4.2 InhaltlicheStrukturierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
4.3 KonzeptionderMaterialien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
4.4 DetaillierteBeschreibungeinesanimiertenLösungsbeispiels . . . . . . . 147
ix
x Inhaltsverzeichnis
5 EntwicklungundValidierungderKategorieschemata 155
5.1 ZeitlicheAuswertungderVideos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
5.2 DetaillierteKodierungderBearbeitungsprozesse . . . . . . . . . . . . . . 161
5.3 AuswertungderBegründungsitems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
6 Ergebnisse–LeistungsentwicklungundSchülerverhalten 175
6.1 Leistungsentwicklung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
6.2 Auswahlverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
6.3 ZeitlicheGestaltungderInterventionsphase . . . . . . . . . . . . . . . . 186
6.4 GesprächsverhaltenderLernenden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
6.5 KognitiveBelastung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
6.6 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
7 Ergebnisse–AnalysederBearbeitungsprozesse 205
7.1 PhasenderLösungsbeispielbearbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
7.2 MetakognitiveProzesse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
7.3 Selbsterklärungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
7.4 Argumentationsprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
7.5 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
8 Ergebnisse–DetailstudienzumNutzerverhalten 229
8.1 AylaundElli–VergröberneinerEinteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
8.2 EvaundErik–GemischteSchreibweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
8.3 Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
9 ZusammenfassungundPerspektiven 303
9.1 ErgebnissederArbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
9.2 MethodischeReflektionundoffeneFragen . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
9.3 Perspektiven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
Literatur 319
Abbildungsverzeichnis 341
Tabellenverzeichnis 345