prozessorientierte unterstützungsmaßnahmen beim lernen mit … · 2008. 6. 30. · beim lernen...
TRANSCRIPT
30.06.2008
1
Prozessorientierte Unterstützungsmaßnahmen beim Lernen mit Computern
Christian Spannagel
Pädagogische Hochschule Ludwigsburg
Institut für Mathematik und Informatik
http://www.ph-ludwigsburg.de/imi
Vortrag im Informatikkolloquium der RWTH Aachen
26. Juni 2008
Überblick
• Produkt- vs. Prozessorientierung
• Einige Probleme mit Prozessen
• 3 Demonstrationen von CleverPHL
– Aufnahme prozessorientierter completion problems
– GUI-Adaptation
– Prozessanalyse
• (Ergebnisse einer empirischen Untersuchung)
• Weitere Ideen / Diskussion
30.06.2008
2
Produkt- vs. Prozessorientierung
Konstruiere ein Dreieck mit c=5 cm, b=5 cm und hc=3 cm.
1) Zeichne c
2) g = Senkrechte zu c durch B
3) k = Kreis um B mit r=3 cm
4) S = Schnittpunkt von g und k
5) h = Parallele zu c durch S
6) j = Kreis um A mit r=5 cm
7) C = Schnittpunkt von h und j
Einige Probleme mit Prozessen…
30.06.2008
3
Einige Probleme mit Prozessen…
Einige Probleme mit Prozessen…
30.06.2008
4
Was Lehrende und Lernende mit Prozessen tun können sollen…
modellieren
aufzeichnen wiedergeben
annotieren
erläutern
fortsetzen
korrigieren
reflektieren
analysieren bewerten
lenken
Kontext schaffen
modifizieren
segmentieren
ausführen
speichern
ladenübertragen
suchen
aufbereiten
Benutzungs-
prozesse
Überblick
• Produkt- vs. Prozessorientierung
• Einige Probleme mit Prozessen
• 3 Demonstrationen von CleverPHL
– Aufnahme prozessorientierter completion problems
– GUI-Adaptation
– Prozessanalyse
• (Ergebnisse einer empirischen Untersuchung)
• Weitere Ideen / Diskussion
30.06.2008
5
Demo 1: Aufzeichnung prozessorientierter completion problems
Demo 1: Aufzeichnung prozessorientierter completion problems
30.06.2008
6
Demo2: GUI-Adaptation
Demo2: GUI-Adaptation
30.06.2008
7
Demo3: Prozessanalyse
Überblick
• Produkt- vs. Prozessorientierung
• Einige Probleme mit Prozessen
• 3 Demonstrationen von CleverPHL
– Aufnahme prozessorientierter completion problems
– GUI-Adaptation
– Prozessanalyse
• (Ergebnisse einer empirischen Untersuchung)
• Weitere Ideen / Diskussion
30.06.2008
8
Hypothesen der Untersuchung
• Animierte Demonstrationen und reduzierte Schnittstellen unterstützen die Lernenden beim Arbeiten in einer komplexen Lernumgebung (Haupteffekt Treatment).
• Lernende mit hoher Computerselbstwirksamkeit sind erfolgreicher beim Lernen in dieser Umgebung als Lernende mit niedriger Computerselbstwirksamkeit (Haupteffekt CSW).
• Lernende mit niedriger Computerselbstwirksamkeit profitieren in höherem Maße von animierten Demonstrationen und reduzierten Schnittstellen als Lernende mit hoher Computerselbstwirksamkeit (Interaktionseffekt).
Versuchsplan
TEXT ANIM
CSW-
CSW+
ANIM+
Power-Analyse (Cohen, 1988; Bortz & Döring, 2002): n=27
30.06.2008
9
Versuchspersonen
TEXT ANIM
CSW-
CSW+
ANIM+
N = 172
7 Schulklassen (Jahrgangsstufe 8)
aus 4 Realschulen im Raum Stuttgart
27 29 31
30 28 27
Lernumgebung
30.06.2008
10
Textdokumentation
Animierte Demonstration
+ gesprochener Kommentar
30.06.2008
11
ANIM + reduzierte Schnittstelle
ANIM ANIM+
training wheels
Ablauf / abhängige Variablen
Vortest Fachinhalt
CUSE
Nachtest FI
Nachtest TK
IMI
Bewertung
Follow-Up FI
3-5 Wochen 4-8 Wochen
Treatment
max 90 min.
Prozessmaße
30.06.2008
12
DIAGRAMM: Leistungsmaße
0
100
200
300
400
500
600
700
TEXT ANIM ANIM+
Treatment
Bearb
eit
un
gszeit
(S
ek.)
CSW-
CSW+0
1
2
3
4
5
TEXT ANIM ANIM+
Treatment
Erg
eb
nis
CSW-
CSW+
0
1
2
3
4
5
TEXT ANIM ANIM+
Treatment
Erg
eb
nis
CSW-
CSW+
0
50
100
150
200
TEXT ANIM ANIM+
Treatment
Hil
fezeit
(S
ek.)
CSW-
CSW+
DIAGRAMM: Lehrmittelmaße
0
100
200
300
400
500
TEXT ANIM ANIM+
Treatment
Leh
rmit
telz
eit
(S
ek.)
CSW-
CSW+0
100
200
300
400
TEXT ANIM ANIM+
Treatment
Ein
füh
run
gszeit
(S
ek.)
CSW-
CSW+
0
2
4
6
8
10
12
14
TEXT ANIM ANIM+
Treatment
Rü
ckg
riff
sh
äu
fig
keit
CSW-
CSW+
30.06.2008
13
0
100
200
300
400
500
600
700
TEXT ANIM ANIM+
Treatment
Bearb
eit
un
gszeit
(S
ek.)
CSW-
CSW+
FORMELN: Leistungsmaße
prozentuale Anteile
vollständiger Lösungen
FORMELN: Lehrmittelmaße
0
100
200
300
400
500
TEXT ANIM ANIM+
Treatment
Leh
rmit
telz
eit
(S
ek.)
CSW-
CSW+ 0
50
100
150
200
250
300
TEXT ANIM ANIM+
Treatment
Ein
füh
run
gszeit
(S
ek.)
CSW-
CSW+
0
50
100
150
TEXT ANIM ANIM+
Treatment
Hil
fezeit
(S
ek.)
CSW-
CSW+
0
2
4
6
8
10
TEXT ANIM ANIM+
Treatment
Rü
ckg
riff
sh
äu
fig
keit
CSW-
CSW+
30.06.2008
14
Zusammenfassung
• In vielen Fällen führten ADs zu besseren
Leistungen.
• Reduzierte Schnittstelle bringt keinen
zusätzlichen Vorteil; ist eher nachteilhaft
• CSW+ waren motivierter.
• ANIM bewertete die Lernmaterialien besser
als TEXT (aber: ANIM+ nicht).
• Fachinhaltlicher Lernerfolg
• Keine Interaktionseffekte
Überblick
• Produkt- vs. Prozessorientierung
• Einige Probleme mit Prozessen
• 3 Demonstrationen von CleverPHL
– Aufnahme prozessorientierter completion problems
– GUI-Adaptation
– Prozessanalyse
• (Ergebnisse einer empirischen Untersuchung)
• Weitere Ideen / Diskussion
30.06.2008
15
Ausblick: Technik
• simultane Aufzeichnung von Interaktionen und
Audio/Video
– automatischer Index auf Teile des Audio-/Videostreams
• simultane Aufzeichnung von Interaktionen und Eye-
Tracking-Daten (Fixationen, …)
• flexible „Navigation“ in Benutzungsprozessen
• Trigger (z.B. für das Entfernen von Zeichnungen, …)
• Einbindung von Elementen aus Programmiersprachen
– Schleifen, Bedingungen, …
• synchrone Kooperation
• Prozessanalyse und Machine Learning
• RWTH (Ulrik Schroeder, Daniel Herding, …):
– Prototypenspezifikation, …
Ausblick: Empirie
• Weitere empirische Folgestudien– mit anderen Programmen (DGS, …)
– mit anderen Stichproben (Studierende, …)
– Training Wheels Interfaces und Eye-Tracking-Systeme
– Messung der kognitiven Belastung
30.06.2008
16
Vielen Dank für IhreAufmerksamkeit!
CleverPHL ist Open Source. Download unter:
http://jacareto.sourceforge.net
Ihre Ideen und Ihr Feedback unter:
http://tinyurl.com/3ugclq