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Projektbeschreibung

Das Forschungsvorhaben basiert auf der Grundidee, dass ein erfolgreicher Wissenserwerb verschiedener - durch ihre Dynamik ausgezeichneten - Bewegungsabläufe mit Hilfe von Visualisierungen unterstützt werden kann. Eine zentrale Frage beim Einsatz von Visualisierungen zur Wissensvermittlung ist, wie diese externalen Repräsentationen gestaltet und präsentiert werden müssen, um das Lernen effektiv zu unterstützen.
Mit der Domäne „Klassifikation unterschiedlicher Fischbewegungen“ (Teilbereich der Biodiversität) wurde ein besonders geeigneter Inhaltsbereich für die Untersuchung des instruktionalen Potenzials dynamischer - im Vergleich zu statischen - Visualisierungen zum Verständnis naturwissenschaftlicher Zusammenhänge herausgegriffen.

Die Untersuchungen des Projekts befassen sich mit den Vor- und Nachteilen dynamischer gegenüber statischen Visualisierungen. Dabei wird insbesondere das Präsentationsformat der Visualisierungen im Hinblick auf ihre zeitliche und räumliche Anordnung (Sequenzialität, Layout) untersucht und mit Hilfe von Bewegungsindikatoren versucht, bestimmte Visualisierungsformate zu optimieren. In einer weiteren Studie wird der Frage nachgegangen, wie viele realistische Details in der Visualisierung dargestellt sein sollen (Realismusgrad), um den Wissenserwerb zu fördern. Darüber hinaus werden die Prozesse bei der Verarbeitung von Visualisierungen (Eyetracking), die Rolle des visuell-räumlichen Vorstellungsvermögens (als individuelles Lernermerkmal) sowie die kognitive Belastung während des Lernens untersucht.

Das Dissertationsprojekt ist eingebettet in das Projekt "Ressourcenadaptiver Einsatz dynamischer Visualisierungen zur Unterstützung des Verständnisses für naturwissenschaftliche Zusammenhänge".

Publikationen

• Gerjets, P., Imhof, B., Kühl, T., Pfeiffer, V., Scheiter, K. & Gemballa, S. (in press). Using static and dynamic visualizations to support the comprehension of complex dynamic phenomena in the Natural Sciences. In L. Verschaffel, E. de Corte, T. de Jong, & J. Elen (Eds.), Use of external representations in reasoning and problem solving: Analysis and improvement (New Perspectives on Learning and Instruction). London: Routledge.
• Imhof, B., Scheiter, K., & Gerjets, P. (2009). Realism in dynamic, static-sequential, and static-simultaneous visualizations during knowledge acquisition on locomotion patterns. In N. A. Taatgen, & H. van Rijn (Eds.), Proceedings of the 31st Annual Conference of the Cognitive Science Society (pp. 2962-2967). Austin, TX: Cognitive Science Society.
• Imhof, B., Scheiter, K., Gerjets, P., & Edelmann, J. (in press). The role of dynamic visualizations and spatial layout of static visualizations for learning how to classify locomotion patterns. In S. Ohlsson, & R. Catrambone (Eds.), Proceedings of the 32nd Annual Conference of the Cognitive Science Society. Austin, TX: Cognitive Science Society.