Lernen mit Schülervorstellungen unter Berücksichtigung der Cognitive Load Theorie - Multimediale Lerneinheiten zur gentechnischen Produktion von Insulin
Gentechnik sorgt nach wie vor für heftige Diskussionen in unserer Gesellschaft, obwohl manche Methoden, wie zum Beispiel die gentechnische Produktion von Insulin, schon seit Langem in der industriellen Produktion von Arzneimitteln Eingang gefunden haben. Konsequenterweise ist dieses gesellschaftliche Thema auch ein Thema der Schule. Ausgehend vom Wissen über grundlegende molekulare Vorgänge der Genetik soll ein möglichst vorurteilsfreies Verständnis von Anwendungen der Gentechnik erreicht werden, zumal in der Regel bereits eine Vielzahl von Schülervorstellungen vorhanden sind. Die Aufdeckung und sukzessive Veränderung solcher Schülervorstellungen in Richtung der wissenschaftlichen Vorstellungen wurde in vielen Studien zu conceptual change (CC) untersucht. Obwohl man um die begrenzte Kapazität des Arbeitsgedächtnisses weiß, fehlen Studien über cognitive load (CL, kognitive Last, gemessen als mental effort (ME, geistige Anstrengung)). Die vorliegende Studie möchte daher den Zusammenhang von Lernen mit Schülervorstellungen und der zugehörigen CL herstellen. Hierfür wurde die Behandlung von Schülervorstellungen in multimediale Lerneinheiten (computer- und textbuch-basiert) integriert. Die Multimedia-Prinzipien nach Mayer (2005) dienten als Grundlage für die Entwicklung der Lerneinheit. Im Fokus stand die Analyse der Auswirkungen eines Zustands im CC-Prozess, indem Schülervorstellungen aktiviert werden, aber die Schülerinnen und Schüler nicht aufgefordert werden, ihre Schülervorstellungen weiter zu bearbeiten, auf den Lernzuwachs und die verwendete ME. Daneben waren mögliche Unterschiede zwischen den Geschlechtern bezüglich der Effizienz (zusammengesetzt aus Lernerfolg und aufgewendeten ME) der computer-basierten Lerneinheit von Interesse. Der Ansatz der Behandlung der Schülervorstellungen führte zu höheren ME-Werten bei wenig langfristigem Lernerfolg. Von den negativen Auswirkungen des Ansatzes, die basierend auf der Literatur erwartet wurden, scheinen vor allem Experten (Schüler mit hohem Vorwissen, wenig Schülervorstellungen) betroffen zu sein. Sie zeigten keine optimale Kosten-Nutzen-Bilanz der Effizienz. Die Ergebnisse der Teilarbeit C weisen darauf hin, dass das adäquate Design der multimedialen Lerneinheit zumindest lernförderlich für Mädchen war. Die Gesamtarbeit liefert einen Beitrag zur Aufklärung des CC-Prozesses und dem Einflussfaktor ME bzw. CL. Die Ergebnisse von Teilarbeit A und B weisen deutlich auf die Notwendigkeit eines reflektierten und bewussten Umgangs mit Schülervorstellungen im Unterricht hin. Zusätzlich ist es besonders wichtig, die CL beim Lernen mit Schülervorstellungen zu berücksichtigen. Daneben leistet die Arbeit einen Beitrag zum nach wie vor diskutierten Thema: Lernen am Computer und Einfluss des Geschlechts. Die Förderung der Mädchen durch das adäquate multimediale Design ist als positiv für den Einsatz der entwickelten Lerneinheit im Unterricht zu bewerten. Dennoch sollte hier weiter geforscht werden um eine optimale Effizienz für beide Geschlechter zu erreichen.
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