This study examined mathematics anxiety among elementary teacher candidates, and to what extent it interacted with the modality principle under various degrees of learner-control. The experiment involved a sample of 186 elementary teacher candidates learning from eight versions of a computer program on division with fractions. The eight versions varied in modality of presentation (diagrams with narration, or diagrams with written text), control of pacing (pacing was controlled by either the learner or the system), and control of sequence (sequence was controlled by either the learner or the system). A pre-test, post-test, demographic questionnaire, subjective measure of mental effort, and the Abbreviated Math Anxiety Survey were also administered. This study revealed that mathematics anxiety was significantly positively correlated with mental effort, and significantly negatively correlated with engagement, pre-test and post-test scores. Additionally, a modality x pacing interaction was observed for both high prior knowledge and low mathematics-anxious students. Under system-pacing, the modality effect was observed, and these students achieved higher far transfer scores when learning from the diagrams and narration modality condition. However, under learner-pacing, the modality effect reversed, and high prior knowledge and low mathematics-anxious students performed better on far transfer scores when learning from the diagrams and written text modality condition. Low prior knowledge, and highly mathematics-anxious students performed poorly in all treatment conditions. Additional interactions involving sequence-control, and a four-way interaction involving prior knowledge, modality, sequence-control, and pacing were also uncovered. The results from this study demonstrate that prior knowledge and mathematics anxiety have a complex relationship with the effectiveness of the format of instruction, and the design of instructional materials needs to take into account these individual differences. / Thesis (Master, Education) -- Queen's University, 2008-09-25 19:38:33.9

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Gestaltung von multimedialen Lernumgebungen und fokussiert die Fragestellung, unter welchen Bedingungen eine audiovisuelle Aufbereitung von Lernmaterialien lernförderlicher ist als eine rein visuelle. In der Multimedia-Forschung wird die Überlegenheit multimodaler Lernapplikationen in zahlreichen Studien belegt (Clark & Mayer, 2008). Die dabei gewonnenen Erkenntnisse werden unter dem so genannten Modalitätsprinzip zusammengefasst (Mayer, 2001). Es besagt, dass zur Erläuterung einer Abbildung der Text besser gesprochen anstatt geschrieben dargeboten werden sollte, da dies zu einer adäquateren Nutzung der begrenzten modalitätsspezifischen Kapazitäten führt und dadurch die kognitive Belastung reduziert wird. Dies stellt einen wesentlichen Einflussfaktor für den Lernprozess dar und wird in der Theorie der kognitiven Belastung (Sweller & Chandler, 1994) näher betrachtet. Allerdings gibt es auch abweichende Befunde, die gegen eine generelle Lernförderlichkeit audiovisueller Lernumgebungen sprechen (Stiller, 2007; Tabbers, 2002). Deswegen war es das Ziel der vorliegenden Forschungsarbeit, das Modalitätsprinzip weiter zu spezifizieren und u.a. den Einfluss individueller Faktoren zu untersuchen. Dazu wurden die aufgestellten Hypothesen in zwei Studien empirisch überprüft. In beiden Untersuchungen wurde die Art der Informationspräsentation manipuliert und vermutet, dass Lernende bei einer audiovisuellen Präsentation einen größeren Wissenszuwachs und eine geringere kognitive Belastung aufweisen als bei einer rein visuellen. Die kognitive Belastung wurde dabei unter Zuhilfenahme des Dual-Task Paradigmas erfasst, bei dem Lernende neben der primären Lernaufgabe parallel eine sekundäre Reaktionsaufgabe erfüllen mussten. In Studie 1 konnte der Modalitätseffekt nicht nachgewiesen werden. Es zeigten sich jedoch signifikante Unterschiede zwischen den zuerst präsentierten Überblicksseiten und den darauffolgenden Lernseiten mit Detailinformationen. Das wurde mit der Konstruktion eines neuen mentalen Modells erklärt. Deshalb wurde in Studie 2 die Sequenzierung des Lernmaterials manipuliert. Hier zeigte sich der Modalitätseffekt in den Reaktionszeiten, nicht aber im Wissenszuwachs. Dies wird zusammen mit den nicht eindeutigen Ergebnissen der individuellen Faktoren Modalitätspräferenz und räumliches Vorstellungsvermögen zum Abschluss der Arbeit kritisch diskutiert und Perspektiven für zukünftige Forschung aufgezeigt.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Gestaltung von multimedialen Lernumgebungen und fokussiert die Fragestellung, unter welchen Bedingungen eine audiovisuelle Aufbereitung von Lernmaterialien lernförderlicher ist als eine rein visuelle. In der Multimedia-Forschung wird die Überlegenheit multimodaler Lernapplikationen in zahlreichen Studien belegt (Clark & Mayer, 2008). Die dabei gewonnenen Erkenntnisse werden unter dem so genannten Modalitätsprinzip zusammengefasst (Mayer, 2001). Es besagt, dass zur Erläuterung einer Abbildung der Text besser gesprochen anstatt geschrieben dargeboten werden sollte, da dies zu einer adäquateren Nutzung der begrenzten modalitätsspezifischen Kapazitäten führt und dadurch die kognitive Belastung reduziert wird. Dies stellt einen wesentlichen Einflussfaktor für den Lernprozess dar und wird in der Theorie der kognitiven Belastung (Sweller & Chandler, 1994) näher betrachtet. Allerdings gibt es auch abweichende Befunde, die gegen eine generelle Lernförderlichkeit audiovisueller Lernumgebungen sprechen (Stiller, 2007; Tabbers, 2002). Deswegen war es das Ziel der vorliegenden Forschungsarbeit, das Modalitätsprinzip weiter zu spezifizieren und u.a. den Einfluss individueller Faktoren zu untersuchen. Dazu wurden die aufgestellten Hypothesen in zwei Studien empirisch überprüft. In beiden Untersuchungen wurde die Art der Informationspräsentation manipuliert und vermutet, dass Lernende bei einer audiovisuellen Präsentation einen größeren Wissenszuwachs und eine geringere kognitive Belastung aufweisen als bei einer rein visuellen. Die kognitive Belastung wurde dabei unter Zuhilfenahme des Dual-Task Paradigmas erfasst, bei dem Lernende neben der primären Lernaufgabe parallel eine sekundäre Reaktionsaufgabe erfüllen mussten. In Studie 1 konnte der Modalitätseffekt nicht nachgewiesen werden. Es zeigten sich jedoch signifikante Unterschiede zwischen den zuerst präsentierten Überblicksseiten und den darauffolgenden Lernseiten mit Detailinformationen. Das wurde mit der Konstruktion eines neuen mentalen Modells erklärt. Deshalb wurde in Studie 2 die Sequenzierung des Lernmaterials manipuliert. Hier zeigte sich der Modalitätseffekt in den Reaktionszeiten, nicht aber im Wissenszuwachs. Dies wird zusammen mit den nicht eindeutigen Ergebnissen der individuellen Faktoren Modalitätspräferenz und räumliches Vorstellungsvermögen zum Abschluss der Arbeit kritisch diskutiert und Perspektiven für zukünftige Forschung aufgezeigt.