1

Abschlussreferat (Gruppe 1): Auswirkung von kognitiven Lernstilen auf Game based learningHat der Feldabhängige/Feldunabhängige Lernstil einen Einfluss auf die Lernleistung beim Game based learning?

Sara Kodritsch: sara.kodritsch@edu.uni-graz.at

Diana Pichler: pichledi@edu.uni-graz.at

Wieser Mareike: 01wiesem@edu.uni-graz.at

Forschungsmethodik III WS 2008/09

Allgemeine Psychologie 13.01.09

O.Univ.-Prof. Dr. Albert

2

Übersicht

Stand der Forschung Fragestellung und Hypothesen Methode Ergebnisse Diskussion Verständnisfragen Literatur

3

Stand der Forschung

Wiederholung

4

Definition GBL

Games for learning are often imaginary (e.g.

fantasy) interactive and immersive enviroments

in which role play, skill rehearsal and other

learning (e.g. collaborative or problem-based)

may take place individually or in teams.

(de Freitas, 2006, S.69)

5

Game vs. Non - Game

Fragestellung: Unterscheidet sich die Lernleistung bei GBL vs. Lernen ohne Game-Aspekt?

Stichprobe: 88 SchülerInnen (M=16,58, SD=0,50) einer griechischen Schule

Durchführung: 2 Bedingungen (Gaming/Non-gaming)Pre- und Posttest über das Wissen des Computer-Memory-Konzept2 Schulstunden Lernaufwand

(Papastergiou, 2008)

6

Material: Game: LearnMem1 Non-Game: LearnMem2 CMKT Computer Memory Knowledge Test

Ergebnisse: Signifikanzniveau = .05Haupteffekt: F(1,83)=8,853, p =.004Die SchülerInnen in der Game-Bedingung (M=21,28, SD=4,24) zeigten eine signifikant bessere Leistung im Posttest als die SchülerInnen in der Non-Game-Bedingung (M=18,95, SD=4,47)

(Papastergiou, 2008)

Game vs. Non - Game

7

Lernende zeigen in einer Game-Bedingung bessere Leistung als Lernende in einer Non-Game-Bedingung

8

Komponenten von GBL

Technologie Erzählung Person

Graphiken Neuheit Logik

Sound Story-line Erinnerungsvermögen

Interaktivität Neugierde Reflexe

  Komplexität Mathematische Fähigkeiten

  Fantasie Herausforderung

    Problem lösen

    Vorstellungsvermögen

(Becta zitiert nach Mitchell und Savill-Smith, 2004)

9

Definition Lernstil

In Literatur häufig synonyme Verwendung von Lernstil und Kognitiver Stil

Definition Lernstil/kognitiver Stil

beschreibt die Herangehensweisen bei der Informationssammlung und Organisation, welcher konstant für verschiedenste Aufgaben verwendet wird

(Blumstengel, 1998)

10

Lernstilkonzept Witkin Feldabhängigkeit/Feldunabhängigkeit

Grad, in dem die Umwelt die Informationenaufnahme und Informationsverarbeitung beeinflußt

Feldunabhängige Lernende Selbstdefinierte Ziele, Strategien, Verstärkung Individualistischer Lernstil experimentell neigen zur Reorganisation von Informationen weniger Führung nötig

Feldabhängige Lernende bevorzugen Autoritätsfiguren Gruppenorientiert akzeptieren Sachverhalte, wie sie ihnen präsentiert werden brauchen mehr Führung stärker extern orientiert.

(Witkin et al, 1977)

11

„Field dependent learners generally perform less well than field independent individuals in most instructional environments“

Hall, 2000, zitiert nach Satici, A.F., 2006, S. 21

12

Lernstile und verschiedene Lernumgebungen Multimedia Lernumgebungen: Lernleistung FI > FD

(Chen, 2002) Online Lernumgebung:

sign. Korrelation GEFT x Abschlussnoten(Luk, 1998)

FI höheres Selbstvertrauen beim Online-Lernen (De Ture, 2004) Computer-Programmier-Kurs: Metaanalyse (11 Studien)

FI bessere Abschlussnoten (Baker & Dwyer, 2005)

FD : externe Hilfestellung, Strukturierung gebunden an herkömmliche Lernumgebungen

FI: selbstständiges Arbeiten, Strukturieren bessere Orientierung in verschiedenen Lernumgebungen

(zitiert nach Satici, A.F., 2006)

13

Feldunabhängige erbringen bei multimedialen Lernmaterial bessere Lernleistungen als Feldabhängige

14

Lernende zeigen in einer Game-Bedingung bessere Leistung als Lernende in einer Non-Game-Bedingung

Feldunabhängige erbringen bei multimedialen Lernmaterial bessere Lernleistungen als Feldabhängige

Herleitung der Fragestellung

15

Fragestellung

Gibt es einen Unterschied zwischen Feldabhängigen und Feldunabhängigen in Bezug auf ihre Lernleistung beim Game based learning?

Gibt es einen Unterschied zwischen Feldabhängigen und Feldunabhängigen in Bezug auf ihre Lernleistung beim Non – Gaming?

16

Forschungshypothesen

Feldunabhängige zeigen in Abhängigkeit ihres Lernstils eine bessere Leistung beim Game – based – learning

Lernende zeigen in der Game – Bedingung bessere Leistung als Lernende in der Non – Game – Bedingung

Es gibt keinen Unterschied zwischen Feldunabhängigen und Feldabhängigen in der Non – Game – Bedingung

17

Statistische Hypothesen

H0Feldunabhängige zeigen keine bessere Leistung als Feldabhängige beim Game – based – learning

H1Feldunabhängige zeigen eine bessere Leistung als Feldabhängige beim Game – based – learning

H0Lernende zeigen in der Game – Bedingung keine bessere Leistung als Lernende in der Non – Game – Bedingung

H1Lernende zeigen in der Game – Bedingung eine bessere Leistung als Lernende in der Non – Game – Bedingung

H0Es gibt keinen Unterschied zwischen Feldunabhängigen und Feldabhängigen in Abhängigkeit ihres Lernstils in der Non – Game – Bedingung

H1Es gibt einen Unterschied zwischen Feldunabhängigen und Feldabhängigen in Abhängigkeit ihres Lernstils in der Non – Game – Bedingung

18

Methode

19

Methode: Variablen

UV 1: Material- 2 fach-gestuft: → herkömmliches Lernmaterial

→ Game basiertes Lernspiel „Physikus“

UV 2 : Lernstil- 2 fach-gestuft: Feldabhängigkeit und Feldunabhängigkeit

AV : Lernleistung- Anzahl der richtigen Antworten im Posttest, minus der

Anzahl der richtigen Antworten im Pretest

20

Methode: Versuchsdesign

2x2 Design

4 Faktorstufenkombination

Faktor A

Feldabhängigkeit Feldunabhängigkeit

Faktor B Herkömmliches Material

13 7

GBL “Physicus” 10 10

1 3

2 4

21

Methode: Versuchbedingungen

1.Bedingung 2.Bedingung

Erhebung des Lernstils 15 min. Erhebung des Lernstils 15 min.

PRE-Testung 5 min. PRE-Testung 5 min.

GBL 40 min.Herkömmliches Lernmaterial

40 min.

POST-Testung 5 min. POST-Testung 5 min.

22

Versuchspersonen N = 40

PsychologiestudentInnen, Personen aus dem Bekanntenkreis der Versuchsleiter

Alter: 19 – 31 Jahre (M=24,68; SD=2,99)

Geschlecht: Männlich (n=20), weiblich (n=20)

Vorerfahrung Computerlernspiele: n= 3

Bildungsgrad: Matura (n= 34), Hochschule (n=3), Pflichtschule (n=1), Lehre (n=1),

Berufsbildende Schule (n=1)

23

Versuchspersonen: Ausbildung

85%

7,5%2,5%

2,5%2,5%

7,5%2,5%

2,5%7,5%2,5%

2,5%2,5%7,5%

2,5%

85%

2,5%2,5%7,5%

2,5%

85%

2,5%2,5%7,5%

2,5%

24

Versuchspersonen: Studienrichtung

7,5%

2,5%

7,5%

10% 2,5%

50%

20%

25

Versuchpersonen

Rekrutierung Mailverteiler UniGrazOnline, Plakat am Institut, Mundpropaganda Zeitraum: 5.12 – 17.12.2008

Aufwandsentschädigung Versuchsschein (90 min), Süßigkeiten

Kodierung Durchnummerierung (Durchlaufzahl) und Buchstabenkode, z.B. 01DKM

Zuweisung zu den Versuchsgruppen: randomisiert ungerade Zahlen herkömmliches Lernmaterial gerade Zahlen Game basierte Lernversion

Nr.Anfangsbuchstabedes Vornamens

AnfangsbuchstabeVorname Mutter

AnfangsbuchstabeVorname Vater

01   D K M 

26

Ort und Zeitraum der Untersuchung

Ort der Untersuchung Untersuchungsraum Kellergeschoss am Institut für

Psychologie

Zeitraum der Untersuchung

12.12 – 19.12.2008

27

Versuchsmaterial Instruktionsblatt

2 Versionen; je nach Bedingung Datenerhebungsblatt

2 Versionen; je nach Bedingung Mosaiktest aus dem Hamburger Wechsler Intelligenztest für

Erwachsene (HAWIE-R) 9 Würfel, Vorlageheft Stoppuhr, Protokollbogen

Lückentexte „Optik“ A, B (Pre-, Posttest) Computerlernspiel „Physikus“ (Bedingung GBL)

PCs mit Systemvoraussetzungen Lerntext „Optik“ (Bedingung textbasiertes Lernen) Abschließender Fragebogen

2 Versionen; je nach Bedingung VL-Protokoll

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Versuchsmaterial: Instruktion für GBL – Bedingung

Liebe/r TeilnehmerIn!

Wir führen im Rahmen unseres FM III Seminars am Institut für Psychologie an der Karl-Franzens-Universität Graz eine

Untersuchung zum Thema „Lernstile und Game-based-learning“ durch.

Auf der nächsten Seite folgt ein Datenblatt, um ein paar Angaben zu deiner Person einzuholen. Im Anschluss daran

werden anhand eines Musterlegetests dein individueller Lernstil und anhand eines Lückentextes dein aktueller

Wissensstand zum physikalischen Themenbereich „Optik“ erhoben.

Danach wirst du ein Computerlernspiel durchführen, genauere Anweisungen dazu erfolgen von der Versuchsleiterin.

Nach Beenden des Spiels wird ein weiterer Lückentext vorgegeben. Abschließend möchten wir dich bitten, rückblickend

einen kurzen Fragebogen zur Untersuchung auszufüllen.

Bitte beantworte die Fragen auf der nächsten Seite so aufrichtig wie möglich und lass keine Frage aus. Solltest du dir

bei einer Frage unsicher sein, so wähle bitte die Antwort aus, die deiner Meinung nach am ehesten zutrifft.

Die Untersuchung dient ausschließlich wissenschaftlichen Zwecken. Alle Daten werden daher anonym und streng

vertraulich behandelt.

Die Durchführung dauert insgesamt zwischen 60 und 90 Minuten.

Wenn du nun keine Fragen mehr zum Untersuchungsablauf hast, kann mit der Untersuchung begonnen werden.

 Danke für deine Mitarbeit!

Bitte auf die nächste Seite umblättern!

29

Versuchsmaterial: Datenblatt für GBL – Bedingung

DatenblattUntersuchung zu GBL und Lernstilen________________________________________________________Datum:__________Geschlecht: weiblich männlichGeburtsdatum:______________Studienrichtung/Beruf:_______________Höchste abgeschlossene Ausbildung: ______________Welche Note hattest du zuletzt im Schulfach Physik? ______________Wie sicher bist du dir, dass das deine letzte Physiknote war? (1 = sehr unsicher; 2 = unsicher; 3 = relativ sicher; 4 = sicher; 5 = sehr sicher)1 2 3 4 5

Hast du Erfahrung mit Lernspielen am Computer? ja neinFalls ja, welche? ______________________________________________________________________________________________________________________________________* Auszufüllen für ProbandInnen-Code:Anfangsbuchstabe des Vornamens:__Anfangsbuchstabe des Vornames der Mutter:__Anfangsbuchstabe des Vornames des Vaters:__

Bitte erst nach Aufforderung umblättern!

30

Mosaik-Test Erfasst wird die Fähigkeit, Formen wahrzunehmen,

sie zu analysieren und das Ganze in seine Komponenten zu zerlegen

Erfasst problemlösendes Denken Lösungsstrategien können gut beobachtet werden Punktevergabe nach Zeitbegrenzung

Zeitbegrenzung: 60 bzw.120 Sekunden Max. erreichbarer Testscore: 52

Korrelation .80 mit Embedded Figures Test (EFT) (Witkin, 1962; zitiert nach Hergovich, 1999, S.26)

31

Mosaik-Test„Legen Sie die Würfel so zusammen, dass sie ein

Muster zeigen, wie das auf der Karte“

32

Pre-, bzw. PosttestMondphasenDer Mond bewegt sich in __________ (14 Tagen, 28Tagen, 365 Tagen) einmal um die Erde herum.Da die Umlaufbahn des Mondes schräg zur Erdbahnsteht, geschieht es nur 1,5 Mal pro Jahr, dass dieMondbahn durch den Erdschatten verläuft. Wie nennt man dieses beobachtbare Phänomen?__________ (Sonnenfinsternis, Mondfisternis,Erdfinsternis)

Reflexion und BrechungEin Gegenstand ist für uns umso heller, je mehr Licht er__________ (bricht, absorbiert, reflektiert).Geht Licht in ein anderes Material über, dann verändert sich seine__________ (Länge, Farbe, Richtung); es wird gebrochen.Ein (Planspiegel, Wölbspiegel, Hohlspiegel) __________ sammeltparallel einfallendes Licht im Brennpunkt.

33

Computerlernspiel „Physikus“

Adventuregame aus der Welt der Physik

34

Das Lernspiel „Physikus“

• Ich-Perspektive

• Fantasiewelt

• Mit Aufgabenstellungen

35

Lernspiel „Physikus“

36

Lerntext (Non-Game-Bedingung) Optik

Licht und SchattenSehen und gesehen werdenLicht muss in unsere Augen treffen, damit wir überhaupt etwas sehen. Halten wir die Augengeschlossen oder befinden wir uns in einem völlig dunklen Raum, dann sehen wir nichts. UnsereAugen sind also Lichtempfänger.Als Lichtquellen werden die Körper bezeichnet, die selbst Licht aussenden, z.B. die Sonne,Glühlampen, Kerzen, Leuchtanzeigen, usw. Wir empfangen Licht jedoch auch von Körpern, die nur angestrahlt werden und das Licht reflektieren.Alle Gegenstände, die nicht selbst leuchten, reflektieren Licht mehr oder weniger gut.

SchattenLicht breitet sich geradlinig aus. Man sieht ein Lichtbündel dann besonders gut, wenn Staubteilchenoder Wassertröpfchen in der Luft sind, die das Licht in unseren Augen reflektieren. Fällt dasLichtbündel auf einen lichtundurchlässigen Gegenstand, dann wird es „aufgehalten“. Hinter demGegenstand bleibt es dunkel: es entsteht ein Schatten. Je nach Abstand des Gegenstands zurLichtquelle, verändert sich die Größe des Schattens. Beleuchten wir einen Gegenstand mit zwei beieinander stehenden Lampen, dann entstehen zweiSchatten, die sich teilweise überlappen. Dort, wo von beiden Lampen kein Licht hinkommt, ist derSchatten besonders dunkel; er heißt Kernschatten. In den Halbschatten gelangt noch Licht von einerder beiden Lampen.

37

Abschließender Fragebogen für GBL – BedingungWie ist es dir bei der Untersuchung ergangen?(1 = sehr gut; 2 = gut; 3 = mittelmäßig; 4 = weniger gut; 5 = gar nicht gut)

Gab es störende Einflüsse bei der Untersuchung? ja neinFalls ja, welcher Art?

Hattest du Schwierigkeiten, den Anweisungen zu folgen? ja neinFalls ja, welche waren nicht verständlich?

War für dich der Zeitaufwand angemessen? ja nein

Kanntest du das Computerlernspiel „Physikus“ bereits? ja nein

Hattest du das Gefühl, durch „Physikus“ etwas gelernt zu haben?(1 = ja, sehr viel; 2 = ja, einiges; 3 = weiß nicht; 4 = eher weniger; 5 = nein, nichts)

Wie leicht/schwierig empfandest du den Lückentext „Optik“ A bzw. „Optik“ B?(1 = sehr leicht; 2 = leicht; 3 = mittelmäßig; 4 = schwierig; 5 = sehr schwierig)

Hat dir „Physikus“ gefallen?Warum/warum nicht?

Gibt es sonstige Anmerkungen/Anregungen?

38

Versuchsleiter-Protokoll

(nur von der Versuchleiterin auszufüllen)

Dauer der Testung von:_______bis:_______

Ort:__________

Dauer der Bearbeitung des Lernspiels:________

Dauer der Bearbeitung des Lerntextes:________

Besondere Vorkommnisse?

39

Versuchsablauf

Begrüßung, Schriftliche Instruktion zum Versuchsablauf

Ausfüllen des Datenerhebungsblatts, Codezuteilung Mosaiktest Lückentext „Optik“ A (Pretest) Computerlernspiel „Physikus“ bzw. Lerntext „Optik“ Lückentext „Optik“ B (Posttest) Abschließender Fragebogen Aufklärung der ProbandInnen Dank und Verabschiedung der ProbandInnen Dauer: 42 – 86 Min. (M = 66,55; SD = 9,83)

40

Datenauswertung

SPSS 14.0 (deutsch)

FD/FI Mediansplit Summenscores Mosaiktest

Deskriptive Statistik Voraussetzungsprüfung ANOVA ANOVA

41

Ergebnisse

42

Bestimmung FD/FI

Summenscore Mosaiktest MIN: 26 MAX: 50 M= 39,93; SD= 6,43

Mediansplit: Median= 42; SD= 6,43 <42 FD (n=23) >42 FI (n=17)

43

Deskriptive StatistikBedingung * Lernstil

Mgesamt= 4,48

SDgesamt= 2,76

N= 40

M.2= 4,47

SD.2= 2,45

n.2= 17

M.1= 4,48

SD.1= 3,01

n.1= 23

M2.= 4,30

SD2.= 3,11

n2.= 20

M22= 3,86

SD22= 2,97

n22= 7

M21= 4,54

SD21= 3,28

n21= 13Non-Game (2)

M1.= 4,65

SD1.= 2,41

n1.= 20

M12= 4,90

SD12= 2,08

n12= 10

M11= 4,40

SD11= 2,80

n11= 10Game (1)

Lernbedingung

FI (2)FD (1)

Lernstil

44

Deskriptive Statistik

Balkendiagramme: Mittelwerte und Standardabweichungen für FD, FI pro Lernbedingung

Mittelwerte Game

4,40 (2,80)

4,90 (2,08)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

FD FI

FD

FI

Mittelwerte Non-Game

4,54 (3,28)

3,86 (2,97)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

FD FI

FD

FI

45

ANOVA1. Voraussetzungsüberprüfung: Levene Test auf Gleichheit der Fehlervarianz:

Prüft Nullhypothese, dass Fehlervarianz der abhängigen Variable über Gruppen hinweg gleich ist

F (3,40) = 0,51; p= .675 n.s. (α = .05; zweiseitig) Homogenität gegeben

  Kolmogorov – Smirnov - Test:

Signifikante Abweichung von der Normalverteilung bei p<.05 P= .554 (M= 4,48; SD= 2,76) n.s. (α = .05; zweiseitig) NV gegeben

Unabhängige Fehlerkomponente: gegeben, da keine Meßwiederholung

46

ANOVA

Quelle SS df MS F Signifikanz

Lernbedingung 1,948 1 1,948 0,24 .627

FD/FI 0,078 1 0,078 0,01 .922

Lernbedingung * FD/FI 3,324 1 3,324 0,41 .526

Fehler 291,388 36 8,094

Gesamt 1097 40

F (1,36)= 0,24; p= .627 HE „Lernbedingung“= n.s. (α = .05) F (1,36)= 0,01; p= .922 HE „FI/FD“= n.s. (α = .05) F (1,36)= 0,41; p= .526 WW „Lernbedingung * FI/FD“= n.s. (α

= .05)

47

Schlußfolgerung

Annahmen der Nullhypothesen:

H0 : Lernende zeigen in der Game – Bedingung keine bessere Leistung als Lernende in der Non – Game – Bedingung

H0 : Feldunabhängige zeigen keine bessere Leistung als Feldabhängige beim Game – based – learning

H0 : Es gibt keinen Unterschied zwischen Feldunabhängigen und Feldabhängigen in Abhängigkeit ihres Lernstils in der Non – Game – Bedingung

48

Diskussion

Gründe fehlender Effekte:

a) FD/FI durch Mediansplit wirklich FD/FI?

b) Ausgewählter Lernbereich = „Spiel“?

c) Erfassung AV = Lückentext B - A Multiple Choice Fragen: Ratewahrscheinlichkeit Wiederholte Vorgabe Intentionales Lernen?

49

Diskussion

d) Stichprobe Hohes Bildungsniveau:

großteils Studierende, Maturaniveau Physik! überwiegend Naturwissenschaften, auch technische

Studienrichtungen Lernfortschritt geschmälert Gegenargument: Eigene Lernerfahrung: 60% „ja, einiges“;

nur 2,5% „nein, nichts“; keine sign. Korr. Studienrichtung * Lernfortschritt; Testschwierigkeit einheitlich;

Rel. homogene Stichprobe einheitlichere Streuung Lernfortschritt

Kleine Stichprobe

50

Testschwierigkeit Lückentexte A, B

Testschwierigkeit A: M= 3,28; SD= 0,93

Testschwierigkeit B: M= 2,40; SD= 0,93

51

Diskussion

auszuschließende Gründe: Untersuchungseinflüsse: 92,5% keine Instruktionsschwierigkeiten: keine Bekanntheit „Physikus“ (Game-Bedingung): bei

95% nicht bekannt Fehlende Motivation:

Zeitaufwand: nur 1 Vp „ nicht angemessen“ Beliebtheit „Physikus“ 85% beliebt Untersuchungsbefinden 65% „gut“ bis „sehr gut

52

Literatur Blumstengel, A. 1998, Entwicklung hypermedialer Lernsysteme,

wissenschaftlicher Verlag, Berlin. De Freitas, S. 2006. Learning in immersive worlds. A review of game-based

learning. London: Joint Information System Comitee, S. 69. Hergovich, A. 1999. Vorstellung und Validierung des GWT zur Messung der

Feldabhängigkeit, Diagnostica, Vol.45/1, S.20-34. Hogrefe-Verlag. Mitchell, A., Savill-Smith, C. 2004. The use of computer and video games

for learning. A review of the literature. S. 48. LSDA. Papastergiou, M. 2008. Digital Game-Based Learning in high school

Computer Science education: Implication on educational effectiveness and student motivation. Computers & Education, in press.

Satici, A.F., 2006, Accommodating Needs of Field Dependent Learners in Simulation Gaming Enviroments. Unveröffentlichte Dissertation, University of Tennessee, Knoxville, S. 21

Witkin, H. A., Moore, C. A., Goodenough, D. R., & Cox, P. W. 1977. Field dependent and field independent cognitive styles and their educational implications. Review of Educational Research, 47, S. 1-64.

53

Verständnisfragen

Wie kommt es zu dem „glücklichen Zufall“, dass genau die Hälfte unserer Versuchsteilnehmer „feldabhängig“ sind?

Was waren bei unserer Untersuchung die Kontrollvariablen?

54

DANKE

Wir bitten um konstruktives Feedback!