Wirkung visueller und auditiver Hinweise auf die visuelle Aufmerksamkeit und Lernergebnisse beim Einsatz physikalischer Lernvideos

Abstract

Lernende haben oft Schwierigkeiten, Informationen aus visuellen, dynamischen Lernmedien zu extrahieren. Daher werden diese häufig durch Hinweise ergänzt, welche die visuelle Aufmerksamkeit steuern und den Lernerfolg verbessern können.Bisher ist offen, wie gut der Lernerfolg beim Lernen mit Videos in Abhängigkeit von der Hinweismodalität vorhergesagt werden kann und welche Rolle dabei die visuelle Aufmerksamkeit spielt. Das Ziel dieser Studie ist, die Hinweismodalität zu variieren, um den Lernerfolg zu beeinflussen und dabei zu untersuchen, wie viel der so erzeugten Varianzen im Lernerfolg durch die visuelle Aufmerksamkeit erklärt werden können.Dazu wurden zwei Videos von Wirbelstromexperimenten erstellt und mit Hinweisen versehen, die entweder visuell als Kombination aus Textfeldern und Spotlights oder auditiv als gesprochener Text implementiert waren. 40 Lehramtsstudierende wurden zufällig der visuellen oder auditiven Bedingung zugeteilt. Ein Eye-Tracker zeichnete die Blickbewegungen auf. Die Vor- und Nachtestung erfolgte durch Fragebögen, die affektive und kognitive Lernfaktoren erfassten.Verglichen mit Textfeldern und Spotlights führten gesprochene Hinweise zu einer höheren visuellen Aufmerksamkeit und zu besseren Lernergebnissen. Allerdings förderten Textfelder und Spotlights die Anwendung der Fachsprache besser als gesprochene Hinweise. Bemerkenswert dabei ist, dass die visuelle Aufmerksamkeit bei den Lernergebnissen auf das durch den gesprochenen Hinweis adressierte Experiment und somit auf das Videomaterial bezogen war. Im Gegensatz dazu war beim Erwerb der Fachtermini die visuelle Aufmerksamkeit auf die Textfelder und somit auf die Hinweise ausschlaggebend.Aus den Ergebnissen lässt sich für die Gestaltung von Demonstrationsvideos ableiten, dass die Hinweismodalität auf die Lernziele abgestimmt werden sollte.Discovering relevant information in visual representations often provides difficulties for learners. Cues could complement such representations and thereby facilitate learning. The impact of the cues’ modality on the mental processing of such representations is still unknown. Therefore, this study aims at investigating to what extent auditory and visual cues influence learners’ visual attention and how far this predicts differences in learning outcomes.The study implemented two videos about eddy currents with either auditory or visual cues. The visual cues comprised written texts as well as learners’ attention focusing by highlighting AOIs. The auditory cues comprised spoken text that directed learners to the relevant elements. 40 pre-service teachers of physics participated in this study and were randomly assigned to the conditions. An eye-tracker recorded their eye-movements. Before and after this intervention, all participants passed a paper and pencil pre- and post-test that included several measures.Data analysis comprised a mediation model that included visual attention. Participants with auditory cues gazed significantly longer and more often to the experiment shown in the video compared to participants with visual cues; they were also able to rehearse correctly significantly more items when describing and sketching the eddy current experimental settings. The visual attention on the video were able to explain the largest amount of variances with respect to the rehearsal of items.Results of the study suggest complementing visual physical representations by auditory or visual cues with respect to the learning goals. Such facilitation would allow learners to perceive relevant information more often and longer and support thereby their rehearsal.