The Modality Principle The Modality Principle in Multimedia Learningin Multimedia Learning--An Open An Open QuestionQuestion: : WhenWhenDoesDoesSpeechSpeechFailFailto Foster to Foster LearningLearning? ?

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The Modality Principle The Modality Principle in Multimedia Learning in Multimedia Learning

- - An Open

An Open Question: Question : When When Does Does Speech Speech Fail Fail

to Foster

to Foster Learning Learning? ?

Klaus Stiller Klaus Stiller

Lehrstuhl für Pädagogische Psychologie Lehrstuhl für Pädagogische Psychologie

Universität Regensburg Universität Regensburg

Modalitätseffekte

Modalitätseffekte beim beim Lernen Lernen mit mit Texten Texten und Bildern und Bildern

- -

Eine offene Frage:

Wann scheitert eine Förderung Wann scheitert eine Förderung des Lernens durch gesprochene des Lernens durch gesprochene

Texte?

(2)

2

02.06.2007 10:28 Dr. Klaus Stiller 3

Ablauf Ablauf

1.1.

Rahmenkonditionen Rahmenkonditionen

2.2.

Kognitive Theorie multimedialen Lernens Kognitive Theorie multimedialen Lernens

3.

Modalitätseffekte / Modalitätsprinzip Modalitätseffekte / Modalitätsprinzip

4.4.

Bestätigende Befunde Bestätigende Befunde

5.5.

Abweichende Befunde Abweichende Befunde

6.6.

Schlussfolgerungen Schlussfolgerungen

02.06.2007 10:28 Dr. Klaus Stiller 4

(1) Rahmenkonditionen (1) Rahmenkonditionen

►►Lernen und Lehren: Wissenskonstruktion Lernen und Lehren: Wissenskonstruktion

►

►Multimedia: Texte und BilderMultimedia: Texte und Bilder

►

►Modalität: Geschriebene und gesprochene TexteModalität: Geschriebene und gesprochene Texte

►►Bericht aus der PsychologieBericht aus der Psychologie

►

►Lernen und Lehren mit Texten und BildernLernen und Lehren mit Texten und Bildern

►►Erklärung durchErklärung durch

CognitiveCognitivetheorytheoryof of multimediamultimedialearninglearning(Mayer, 2001)(Mayer, 2001)

(3)

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(2) Cognitive (2) Cognitive Theory Theory of Multimedia of Multimedia Learning

Learning (Mayer, 2001) (Mayer, 2001)

(2) KTML

(4)

4

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(2) KTML : Zwei Verarbeitungskanäle (2) KTML : Zwei Verarbeitungskanäle

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(2) KTML: Zwei Verarbeitungskanäle

(5)

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(2) KTML: Verarbeitungskanäle (2) KTML: Verarbeitungskanäle

(2) KTML: 2 Verarbeitungskanäle

(6)

6

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(2) KTML: Beschränkte Kapazitäten (2) KTML: Beschränkte Kapazitäten

(Cognitive ( Cognitive Load Load Theory Theory ) )

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(2) KTML: Aktive Verarbeitung

(7)

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(2) KTML: Aktive Verarbeitung (2) KTML: Aktive Verarbeitung

(2) KTML: Aktive Verarbeitung

(8)

8

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(2) KTML: Aktive Verarbeitung (2) KTML: Aktive Verarbeitung

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(2) KTML: Aktive Verarbeitung

(9)

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(3) Modalitätseffekte / (3) Modalitätseffekte /

Modalitätsprinzip Modalitätsprinzip

►►ZuZu einemeinem großengroßen AusmaßAusmaßhängthängt LernenLernenvon von Präsentationseigenschaften

Präsentationseigenschaften abab -> -> kannkann extraneous load extraneous load erzeugenerzeugen -> extraneous load -> extraneous load minimierenminimieren

►►ModalitätseffekteModalitätseffekte werdenwerdendurchdurch extraneous load extraneous load erzeugt

erzeugt

(3) Modalitätseffekte / (3) Modalitätseffekte /

Modalitätsprinzip Modalitätsprinzip

►►

Modalitätseffekt: Modalitätseffekt : Lernende

Lernende sind sind erfolgreicher erfolgreicher , wenn , wenn Erläuterungen

Erläuterungen zu zu statischen statischen oder oder dynamischen

dynamischen Bildern Bildern gesprochen gesprochen anstatt anstatt geschrieben

geschrieben präsentiert präsentiert werden werden (Mayer, (Mayer, 2001;

2001; Sweller Sweller, 1999) , 1999)

Voraussetzung: Voraussetzung: AlleAlle InformationsquellenInformationsquellensindsind erforderlich

erforderlich, , damitdamit vollesvolles VerständnisVerständniserreichterreicht werden

werden kannkann..

(10)

10

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(3) Modalitätseffekte / (3) Modalitätseffekte /

Modalitätsprinzip Modalitätsprinzip

Lösung:

►►Winkel FBE = 180° –Winkel FBE = 180° – 110° = 70°

110° = 70°

(Nachbarwinkel (Nachbarwinkel

ergänzen sich zu 180°) ergänzen sich zu 180°)

►

►Winkel EFB = 180° –Winkel EFB = 180° – 50° 50° –– 70° = 60° 70° = 60°

(Innenwinkelsumme (Innenwinkelsumme eines Dreiecks beträgt eines Dreiecks beträgt 180°)

180°)

A B

C D

F

E

Aufgabe:

Bestimme den Winkel EFB im obigen Diagramm unter den folgenden Voraussetzungen:

Gerade AB ist parallel zur Geraden DC Winkel BCD = 110°

Winkel BEF = 50°

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(3) Modalitätseffekte / (3) Modalitätseffekte /

Modalitätsprinzip

(11)

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(3) Modalitätseffekte / (3) Modalitätseffekte /

Modalitätsprinzip Modalitätsprinzip

Man hat z.B. festgestellt, dass die Lernenden:

►► Lehreinheiten als weniger anstrengend beurteilen, Lehreinheiten als weniger anstrengend beurteilen,

►

► eine bessere Lernleistung erbringen, eine bessere Lernleistung erbringen,

mehr Faktenwissen behalten mehr Faktenwissen behalten

bessere Zuordnung von Textbeschriftungen zu Bildern bessere Zuordnung von Textbeschriftungen zu Bildern

besseres Abschneiden in Verstehenstests zu Texten und Bildern besseres Abschneiden in Verstehenstests zu Texten und Bildern

mehr Erfolg beim Lösen von Transferproblemen mehr Erfolg beim Lösen von Transferproblemen

►

► Lernleistung schneller erbringen, Lernleistung schneller erbringen,

►► Transferprobleme schneller lösen, Transferprobleme schneller lösen,

►► Wissensüberprüfungen als weniger anstrengend beurteilenWissensüberprüfungen als weniger anstrengend beurteilen Es gibt also eine Menge an Indikatoren, die für gesprochene Es gibt also eine Menge an Indikatoren, die für gesprochene

Texte sprechen.

(3) Modalitätseffekte / (3) Modalitätseffekte /

Modalitätsprinzip Modalitätsprinzip

►► Inadäquate Nutzung der VerarbeitungssystemeInadäquate Nutzung der Verarbeitungssysteme

GeschriebenerGeschriebenerText nutztText nutztanfänglichanfänglichden den visuell/piktoralenvisuell/piktoralen Verarbeitungskanal

Verarbeitungskanalbevorbevordie die InformationenInformationenin den in den auditiv/verbalenauditiv/verbalen Verarbeitungskanal

Verarbeitungskanalgelangengelangen

das fordertdas fordertKapazitätKapazitätvomvomArbeitsgedächtnisArbeitsgedächtnis

►► splitsplit--attention effectattention effect

AufmerksamkeitsteilungAufmerksamkeitsteilungzwischenzwischenBildBildund Text und Text notwendignotwendig

erforderterfordertmentalementaleIntegration derIntegration derInformationenInformationen

das fordertdas fordertKapazitätKapazitätvomvomArbeitsgedächtnisArbeitsgedächtnis

SOI-SOI-VerarbeitungVerarbeitunggestörtgestört

(12)

12

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(3) Modalitätseffekte / (3) Modalitätseffekte /

Modalitätsprinzip Modalitätsprinzip

►►

Verwendung gesprochener Texte Verwendung gesprochener Texte

Optimale Ausnutzung der VerarbeitungskanäleOptimale Ausnutzung der Verarbeitungskanäle

►►reduziert cognitvereduziert cognitveloadload

Vermeidung von SplitVermeidung von Split--AttentionAttention

►

►reduziert cognitivereduziert cognitiveloadload

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(3) Modalitätseffekte / (3) Modalitätseffekte /

Modalitätsprinzip Modalitätsprinzip

►►

Das Modalitätsprinzip besagt, dass Das Modalitätsprinzip besagt, dass sprachliche Erläuterungen zu Bildern

sprachliche Erläuterungen zu Bildern besser besser gesprochen anstatt geschrieben

gesprochen anstatt geschrieben präsentiert präsentiert werden sollen.

werden sollen.

Dieses Prinzip gilt sowohl für

Dieses Prinzip gilt sowohl für statische Bilder statische Bilder als auch

als auch Bewegtbilder Bewegtbilder in Form von in Form von Animationen oder Videos.

Animationen oder Videos.

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(3) Modalitätseffekte / (3) Modalitätseffekte /

Modalitätsprinzip Modalitätsprinzip

►► Übersicht über empÜbersicht über emp. Forschung. Forschung

►► Stiller (2007): Exp. 1, 2, 4, 5Stiller (2007): Exp. 1, 2, 4, 5

(4) Bestätigende Befunde (4) Bestätigende Befunde

Prozedur

Prozedur-- bzwbzw. . systembestimmtesystembestimmte PräsentationenPräsentationen

►►< 5 Minuten< 5 Minuten

►►StatischeStatische BilderBilderund Texteund Texte

►

►MousaviMousaviet al. (1995): Lösungsbeispieleet al. (1995): Lösungsbeispiele in in Geometrie

Geometrie

►►KalyugaKalyugaet al. (1999, 2000): Lötenet al. (1999, 2000): Löten und und Produktfertigung

Produktfertigung

►►Tindall-Tindall-Ford et al. (1997): Ford et al. (1997): ElektrischeElektrische SchaltkreiseSchaltkreise

►

►Leahy, Chandler, and SwellerLeahy, Chandler, and Sweller (2003): (2003): LiniengrafenLiniengrafen

(14)

14

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(4) Bestätigende Befunde (4) Bestätigende Befunde

Prozedur

Prozedur-- bzwbzw. . systembestimmtesystembestimmte PräsentationenPräsentationen

►►< 5 Minuten< 5 Minuten

►

►BremsenBremsenund Blitzentstehungund Blitzentstehung

►►BewegtbilderBewegtbilderund Texteund Texte

►

►Craig, Gholson, and Driscoll (2002)Craig, Gholson, and Driscoll (2002)

►

►Mayer and Moreno (1998)Mayer and Moreno (1998)

►►Moreno and Mayer (1999)Moreno and Mayer (1999)

►►Schmidt-Schmidt-WeigandWeigand (2006)(2006)

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(15)

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(4) Bestätigende Befunde (4) Bestätigende Befunde

Lerner

Lerner--und systembestimmteund systembestimmte PräsentationenPräsentationen

►►10-10-28 28 MinutenMinuten

►

►BrünkenBrünken& Leutner& Leutner, 2001; , 2001; BrünkenBrünken et al., 2002, et al., 2002, 2004, 2005

2004, 2005 : : Geschichte und HerzGeschichte und Herz--KreislaufKreislauf-- System

System

►►Mayer et al. (2003, Exp. 1): ElektrischerMayer et al. (2003, Exp. 1): Elektrischer MotorMotor

►►Moreno et al. (2001), Moreno and Mayer (2002): Moreno et al. (2001), Moreno and Mayer (2002):

Botanik Botanik

►

►O’Neil et al. (2000): KraftstoffversorgungO’Neil et al. (2000): Kraftstoffversorgung in einemin einem Flugzeug

Flugzeug

(4) Bestätigende Befunde (4) Bestätigende Befunde

►

► Stiller (2007): Exp. Stiller (2007): Exp.

1, 4 und 5 1, 4 und 5

►► Lernerbestimmte Lernerbestimmte Präsentationen Präsentationen (strukturierte (strukturierte

Hypermediasysteme Hypermediasysteme))

►

► 30-30-70 Min.70 Min.

►

► BeschriftenBeschriften

►► ZeichnenZeichnen

►

► WissensstrukturWissensstruktur Transfer

Transfer

(16)

16

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(4) Bestätigende Befunde (4) Bestätigende Befunde

Viele Belege für Modalitätseffekte Viele Belege für Modalitätseffekte

►►

in Labor- in Labor - und Klassenraumsituationen und Klassenraumsituationen

►►

mit wissenschaftlichen und nicht- mit wissenschaftlichen und nicht - wissenschaftlichen Inhalten wissenschaftlichen Inhalten

►

mit langen und kurzen Lernphasen mit langen und kurzen Lernphasen

►►

mit lernergesteuerten und mit lernergesteuerten und

systemgesteuerten Präsentationen systemgesteuerten Präsentationen

►►

mit Studenten und Schülern mit Studenten und Schülern

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►►

….. aber … .. aber

(17)

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(5) Abweichende Befunde (5) Abweichende Befunde

►►

Tabbers Tabbers (2002) (2002)

►►

Schmidt- Schmidt -Weigand (2006) Weigand (2006)

►►

Stiller (2007) Stiller (2007)

(5) Abweichende Befunde (5) Abweichende Befunde

►►

Tabbers Tabbers (2002) (2002)

„time on task„time on task“ und “ und learnerlearner--pacingpacing

4 Verschiedene Experimente4 Verschiedene Experimente

Ziel: Training planen könnenZiel: Training planen können

20-20-70 Min.70 Min.

MaterialMaterial

►

►http://www.open.ou.nlhttp://www.open.ou.nl//htahta//

(18)

18

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Bilder

Bilder Tabbers Tabbers

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Bilder

Bilder Tabbers Tabbers

(19)

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Bilder

Bilder Tabbers Tabbers

Bilder

Bilder Tabbers Tabbers

(20)

20

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Bilder

Bilder Tabbers Tabbers

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(5) Abweichende Befunde (5) Abweichende Befunde

►►

Tabbers Tabbers (2002): Übersicht (2002): Übersicht

(21)

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(5) Abweichende Befunde (5) Abweichende Befunde

►►

Tabbers Tabbers (2002): Exp. 4 (2002): Exp. 4

(5) Abweichende Befunde (5) Abweichende Befunde

►►TabbersTabbers (2002)(2002)

Betrachtete „time on taskBetrachtete „time on task“ und “ und learnerlearner--pacingpacing

Modalitätseffekt verschwindet und dreht sich sogar um Modalitätseffekt verschwindet und dreht sich sogar um (geschriebener Text besser)

(geschriebener Text besser)

durch mehr „time on taskdurch mehr „time on task“ gelingt es, die Effekte zu “ gelingt es, die Effekte zu kompensieren.

kompensieren.

durch Selbststeuerung gelingt es, die Lernprozesse mit durch Selbststeuerung gelingt es, die Lernprozesse mit geschriebenen Texten besser zu regulieren

geschriebenen Texten besser zu regulieren

siehe auch Schmidt-siehe auch Schmidt-Weigand (2006); Weigand (2006); learnerlearner--pacingpacingbei bei Animationen und Text

Animationen und Text

(22)

22

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(5) Abweichende Befunde (5) Abweichende Befunde

►► SchmidtSchmidt--Weigand Weigand (2006): Exp. in (2006): Exp. in Kap. 4

Kap. 4

►► Lernerkontrolle Lernerkontrolle lässt

lässt

Modalitätseffekte Modalitätseffekte verschwinden verschwinden

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(5) Abweichende Befunde (5) Abweichende Befunde

►► Stiller (2007): Stiller (2007):

Exp. 2 Exp. 2

►► SchülerSchüler

►► 13 Min. Lernzeit13 Min. Lernzeit

(23)

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(5) Abweichende Befunde (5) Abweichende Befunde

0 20 40 60 80 100

Fakten Transfer Zeichnen Beschriften

visuell auditiv

*

(5) Abweichende Befunde (5) Abweichende Befunde

Textual retention

auditory visual

0 20 40 60 80 100

% right answers

(24)

24

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(5) Abweichende Befunde (5) Abweichende Befunde

Completing picture by drawing

auditory visual

0 20 40 60 80 100

Prior knowledge

% right answers

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(5) Abweichende Befunde (5) Abweichende Befunde

Labelling pictorial parts

auditory visual

0 20 40 60 80 100

Prior knowledge

% right answers

(25)

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(6) Schlussfolgerungen (6) Schlussfolgerungen

►►Modalitätseffekte mit systemgesteuerten Modalitätseffekte mit systemgesteuerten Präsentationen

Präsentationen

Erklären und vorhersagen möglichErklären und vorhersagen möglich

(6) Schlussfolgerungen (6) Schlussfolgerungen

►► Modalitätseffekte mit lernergesteuerten PräsentationenModalitätseffekte mit lernergesteuerten Präsentationen

Erklären möglich, vorhersagen teilweise schlechtErklären möglich, vorhersagen teilweise schlecht

Zu wenig Wissen über „Ausnahmen“Zu wenig Wissen über „Ausnahmen“

►►Lernermerkmale (Stiller, 2007)Lernermerkmale (Stiller, 2007)

Beschränkt auf Personen mit keinem/wenig Vorwissen Beschränkt auf Personen mit keinem/wenig Vorwissen

►

►Arbeitsverhalten (TabbersArbeitsverhalten (Tabbers, 2002; Stiller, , 2002; Stiller, 2007)

2007)

►►Textschwierigkeit (Stiller, 2007)Textschwierigkeit (Stiller, 2007)

►

►Bildtypen (TabbersBildtypen (Tabbers, 2007), 2007)

(26)

26

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(6) Schlussfolgerungen (6) Schlussfolgerungen

►►Wann scheitert eine Förderung des Lernens durch Wann scheitert eine Förderung des Lernens durch gesprochene Texte?

gesprochene Texte?

Wenn Effektkompensation gelingtWenn Effektkompensation gelingt

Wenn Vorteile von geschriebenen Texten genutzt Wenn Vorteile von geschriebenen Texten genutzt werden

werden

Wenn Lerner entsprechende Eigenschaften mitbringenWenn Lerner entsprechende Eigenschaften mitbringen

Wenn das Material von vorne herein nicht Wenn das Material von vorne herein nicht

„unverarbeitbar“ ist

►►Bedingungen müssen genauer spezifiziert werdenBedingungen müssen genauer spezifiziert werden

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