Einfluss visueller Hilfen und räumlicher Fähigkeiten auf die graphische Interpretation von Vektorfeldern: Eine Eye-Tracking-Untersuchung.

Literaturnachweis - Detailanzeige

Trefferliste

Autor/inn/en	Klein, Pascal; Hahn, Larissa; Kuhn, Jochen
Titel	Einfluss visueller Hilfen und räumlicher Fähigkeiten auf die graphische Interpretation von Vektorfeldern: Eine Eye-Tracking-Untersuchung. Paralleltitel: Impact of Visual Cues and Spatial Abilities on the Visual Interpretation of Vector Fields: An Eye-Tracking Study.
Quelle	In: Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 27 (2021) 1, S. 181-201Infoseite zur Zeitschrift PDF als Volltext kostenfreie Datei Link als defekt meldenVerfügbarkeit
Sprache	deutsch
Dokumenttyp	online; Zeitschriftenaufsatz
ISSN	2197-988X
DOI	10.1007/s40573-021-00133-2
Schlagwörter	Blickverhalten; Lernen; Augenbewegung; Vektorfeld; Einflussfaktor; Repräsentation; Räumliches Vorstellungsvermögen
Abstract	Ein solides Verständnis physikalischer Konzepte erfordert den Umgang mit multiplen Repräsentationen wie Formeln und Diagrammen zur Bildung kohärenter mentaler Modelle. Bei komplexen Sachverhalten haben Studierende häufig Schwierigkeiten mit solchen repräsentationalen Verknüpfungen und benötigen deshalb instruktionale Unterstützung. In diesem Beitrag wird der Einfluss von zwei Instruktionen (mit und ohne visuelle Hilfen; VH vs. OH) zur graphischen Interpretation eines Vektorfelddiagramms hinsichtlich Divergenz auf die Leistungsfähigkeit von N=141 Studierenden untersucht. Beim Lesen der Instruktion und der anschließenden Aufgabenbearbeitung wurden die Augenbewegungen mit einem Eye-Tracker aufgenommen. Die Ergebnisse zeigen, dass Studierende in der VH-Gruppe (N=64) eine bessere Testleistung erzielten als Studierende der OH-Gruppe (N=77). Der Unterschied ist am stärksten ausgeprägt für die Studierendengruppen mit hohen und mittelstarken räumlichen Fähigkeiten, die im Vorfeld der Untersuchung mittels eines standardisierten Raumspannentests ermittelt wurden. Die Eye-Tracking-Analysen zum Lesen der Instruktionen zeigen, dass den Studierenden mit visuellen Hilfen die Selektion, Organisation und Integration lernrelevanter Informationen im Sinne der kognitionspsychologischen Theorie multimedialen Lernens besser gelingen als Studierenden der OH-Gruppe. Die Analyse der Eye-Tracking-Daten beim anschließenden Problemlösen ergibt, dass Studierende mit VH-Instruktion ihre Augen systematischer über die Vektorfelddiagramme bewegen, was eine korrekte Anwendung der vermittelten Strategie indiziert. Neben dem modellprüfenden Charakter und der Bedeutung visueller Hilfen zeigt die Studie das diagnostische Potential von Eye-Tracking bei Aufgaben mit hohen Ansprüchen an die kognitiv-visuellen Fähigkeiten. A thorough understanding of physical concepts requires the coordination of multiple representations such as formulas and diagrams. With increasing complexity of the subject domain, students often have difficulties with the coordination of representations and therefore need instructional support. In this paper, we introduce two instructions (including and not including visual cues) for the graphical interpretation of a vector field diagram with respect to divergence, and investigate the impact of the instructions on the test scores of N=141 students. Students' eye movements were recorded during instruction reading and subsequent problem solving using an eye tracker. The results show that students in the cued condition (N=64) achieved a better test score than students in the group without cues (N=77). The difference is most pronounced for the student groups with high and medium spatial abilities, which were determined in advance using a standardized spatial span test. For the instruction, the eye-tracking analysis shows that students in the cued condition are more successful in selecting, organizing and integrating learning-relevant information than students in the noncued condition. For problem solving, the eye-tracking data show that students in the cued condition perform systematic eye movements, indicating a correct application of the instructed visual strategy. This study adds to the validity of the cognitive theory of multimedia learning, underlines the importance of visual cues during learning, and shows the diagnostic potential of eye tracking in the context of tasks that put demands on the learners' cognitive-visual abilities.
Erfasst von	IPN - Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik an der Universität Kiel
Update	2022/2