Learning with Hypermedia: The Impact of Content Design and Learner Characteristics on Navigation and the Knowledge Acquisition Process

Steinke, Mattias

doi:10.24355/dbbs.084-201006231025-0

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Learning with Hypermedia : The Impact of Content Design and Learner Characteristics on Navigation and the Knowledge Acquisition Process

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Educational software increasingly finds its way into classroom learning. The question arises whether the currently available products ensure effectiveness and efficiency of learning. So far investigations on the learning process when using hypermedia environments and moreover the factors impacting on the software use are scarce. The presented doctoral thesis, set in a realistic classroom scenario and presenting a complex learner-controlled hypermedia environment, aims to brigde this gap. Four evaluation variants of a CD-ROM on cell biology offering different didactical and graphical designs but the same content were produced. Specifically, the impacts of 3D-models, close-up views, static picture as well as animation design were investigated. About 700 students of 15 schools and 3 universities in 5 different German ôBundeslaenderö participated in the study. The knowledge acquisition and navigation behaviour of the examinees was documented with encoded log-files and correlated with the individualÆs learner characteristics such as learning style, prior domain knowledge and visual spatial ability as well as the design features of the software variants. Individual as well as group learning was analysed. Principle component analysis (PCA) was applied to get main usage factors that served as dependent variables in the subsequently calculated statistical tests. The dissertation suggests various influences of learner characteristics and content design on the learning process thereby contributing to the design of learning software that is well adapted to usersÆ needs. The studyÆs results are discussed in light of an extended cognitive load theory for hypermedia learning environments.

Neue Medien kommen immer öfter auch im Klassenzimmer zum Einsatz. Die Frage stellt sich daher, ob die derzeit erhältlichen Produkte die Effektivität und Effizienz des Lernens gewährleisten. Untersuchungen, die den Lernprozess bei der Nutzung hypermedialer Lernumgebungen und darüber hinaus die die Softwarenutzung beeinflussenden Faktoren beleuchten, sind bislang rar. Die vorliegende Doktorarbeit, unter Verwendung einer Nutzer-kontrollierten hypermedialen Lernumgebung im Klassenraum durchgeführt, und damit die realistische Lernsituation simulierend, zielt darauf ab, diese Lücke zu schließen. Vier Evaluationsvarianten einer CD - ROM zum Thema Zellbiologie verschiedenen didaktischen und graphischen Designs aber gleichen Inhalts wurden produziert. Insbesondere wurden der Einfluss von 3D-Modellen, Detaildarstellungen, des Designs statischer Bilder sowie von Animationen untersucht. Etwa 700 Schüler/innen und Studierende aus 15 Schulen und 3 Universitäten in 5 verschiedenen deutschen Bundesländern nahmen an der Studie teil. Navigation und Prozess des Wissenserwerbs der Teilnehmer wurde mit codierten Logfiles erfasst und mit individuellen Eigenschaften wie Lernstil, fachlichem Vorwissen und räumlichem Vorstellungsvermögen sowie den Designmerkmalen der Softwarevarianten korreliert. Sowohl Einzel- als auch Gruppenlernen wurde untersucht. Mittels einer Faktorenanalyse (PCA) wurden Hauptnutzungsfaktoren ermittelt, die in den nachfolgend durchgeführten statistischen Tests als abhängige Variablen fungierten. Die Studie zeigt verschiedene Einflüsse der Nutzereigenschaften und des inhaltlichen Designs auf den Lernprozess und unterstützt dadurch die Entwicklung von Softwareprodukten, die den Bedürfnissen der Nutzer ausreichend Rechnung tragen. Die Ergebnisse werden im Zusammenhang einer erweiterten kognitiven Beanspruchungstheorie („Cognitive Load Theory“) für hypermediale Lernumgebungen diskutiert.