Im Teilprojekt 2 (von CoTeach) wurden digitale Materialien zur Unterstützung des Lernens über Elektrizität entwickelt und in Schülerlaboren evaluiert. Ausgehend von Aussagen kognitiver Lerntheorien wurden für die Vermittlung der Elektrizitätslehre eine Simulation und eine Augmented Reality (AR)-Applikation entwickelt. Beide Applikationen unterstützen den Erkenntnisgewinnungsprozess der Schüler:innen, indem sie die lernförderlichen Modellvorstellungen der Elektrizität passend zu einem zeitgleich präsentierten Stromkreis darstellen. Die AR-Applikation erlaubt zusätzlich die physikalische Messwerterfassung und -anzeige. Im Rahmen einer experimentellen Schülerlaborstudie mit N = 196 Schüler:innen wurde der Effekt der Nutzung dieser Applikationen für Modelldarstellung und Messwerterfassung mit einer traditionellen Methodik verglichen. Untersucht wurden insbesondere der Einfluss auf die Entwicklung des Konzeptwissens, auf die beim Lernen empfundene kognitive Last und auf die Bearbeitungszeit der in der Studie gestellten Aufgaben. Während die Nutzung digitaler Unterstützung keinen signifikanten Einfluss auf die Konzeptwissensentwicklung und die beim Lernen empfundene kognitive Last ergab, zeigte sich, dass die Nutzung der AR-Applikation zur Messung eine signifikant niedrigere Bearbeitungszeit erlaubte.

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Über Elektrizität lernen mit AR-Applikation und Simulation

  • Florian Frank,
  • Christoph Stolzenberger,
  • Thomas Trefzger

摘要

Im Teilprojekt 2 (von CoTeach) wurden digitale Materialien zur Unterstützung des Lernens über Elektrizität entwickelt und in Schülerlaboren evaluiert. Ausgehend von Aussagen kognitiver Lerntheorien wurden für die Vermittlung der Elektrizitätslehre eine Simulation und eine Augmented Reality (AR)-Applikation entwickelt. Beide Applikationen unterstützen den Erkenntnisgewinnungsprozess der Schüler:innen, indem sie die lernförderlichen Modellvorstellungen der Elektrizität passend zu einem zeitgleich präsentierten Stromkreis darstellen. Die AR-Applikation erlaubt zusätzlich die physikalische Messwerterfassung und -anzeige. Im Rahmen einer experimentellen Schülerlaborstudie mit N = 196 Schüler:innen wurde der Effekt der Nutzung dieser Applikationen für Modelldarstellung und Messwerterfassung mit einer traditionellen Methodik verglichen. Untersucht wurden insbesondere der Einfluss auf die Entwicklung des Konzeptwissens, auf die beim Lernen empfundene kognitive Last und auf die Bearbeitungszeit der in der Studie gestellten Aufgaben. Während die Nutzung digitaler Unterstützung keinen signifikanten Einfluss auf die Konzeptwissensentwicklung und die beim Lernen empfundene kognitive Last ergab, zeigte sich, dass die Nutzung der AR-Applikation zur Messung eine signifikant niedrigere Bearbeitungszeit erlaubte.