Empirische Prüfung der Additivitätshypothese der Cognitive Load Theory

• Applicant: Professor Dr. Roland Brünken
• Subject Area: Developmental and Educational Psychology
• Term: from 2007 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 40710645

• Final Report Year: 2009

Final Report Abstract

Ziel des Projektes ist die empirische Prüfung der Additivitätshypothese der Cognitive Load Theory (CLT). Dazu werden in drei Experimenten in jeweils 2*2-faktoriellen Designs die Wirkungen von Kombinationen einzelner Cognitive Load Effekte auf den extraneous load (Hauptexperiment 1), den extraneous und germane load (Hauptexperiment 2) bzw. den germane load (Hauptexperiment 3) geprüft. Zur Realisierung des experimentellen Designs ist es notwendig, solche instruktionalen Maßnahmen zur Optimierung des cognitive load zu verwenden, die sich in der Einzelprüfung als empirisch stabil erwiesen haben, und die bei der Gestaltung des Lehrsystems sinnvoll miteinander kombinierbar sind. Insgesamt werden zwei extraneous load und zwei germane load assoziierte Maßnahmen benötigt. Die Arbeiten im Projekt haben sich zunächst auf die Sicherung dieser Einzeleffekte konzentriert. Im Bereich der mit extraneous load assoziierten Maßnahmen können der Modalitätseffekt und der Seductive Details Effekt zuverlässig evoziert werden. Zur Evozierung von germane load liegen Kohärenzbildungshilfen und Aufgaben zur Anregung von mentaler Animation vor, welche sich als zuverlässig erwiesen haben. Mit dem Nachweis aller Einzeleffekte konnten schließlich im Schuljahr 2008/2009 alle drei Hauptexperimente zur Überprüfung kumulativer Effekte an verschiedenen Gymnasien im Saarland realisiert werden. Die Ergebnisse zeigen einige interessante Interaktionseffekte zwischen den kombinierten Faktoren, welche per se jedoch die Additivitätshypothese der Cognitive Load Theory nicht bestätigen. Darüber hinaus ist insgesamt bei allen durchgeführten Studien zur Evozierung einzelner Effekte auffallend, dass sich die von Paas eingeführte und international vielfach verwendete Skala, die sowohl als Globalskala, als auch zur differenzierten Erfassung verschiedener kognitiver Belastungstypen in dem vorliegenden Projekt eingesetzt wurde, als nicht sensitiv erwies. Erst in den Hauptexperimenten mit Stichprobengrößen über n = 50 zeigen sich teilweise Effekte in der subjektiven Beurteilung der kognitiven Belastung. Dies ist ein Hinweis dafür, dass dringend mehr in die objektive und direkte Erfassung der kognitiven Belastung zum Beispiel mittels der Dual-Task Methode investiert werden muss. Wir haben daher zudem eine neue Methode zur kontinuierlichen Erfassung der kognitiven Belastung beim Lernen mittels Zweitaufgabe entwickelt und validiert.

Publications

• (2006). Cognitive load and the format of instructional aids for coherence formation. Applied Cognitive Psychology, 20, 321-331
  Seufert, T. & Brünken, R.
  
• (2007). Effekte visuell dargebotener semantischer Kohärenzbildungshilfen beim Lernen mit multiplen Repräsentationen: Welche Rolle spielt das Vorwissen? Vortrag auf der 11. Tagung der Fachgruppe Pädagogische Psychologie der DGPs. Berlin: Humboldt-Universität zu Berlin, 17.- 19.09.2007
  Koch, B., Seufert, T. & Brünken, R.
  
• (2007). The impact of intrinsic cognitive load on the effectiveness of graphical help for coherence formation. Computers in Human Behavior, 23, 1055-1071
  Seufert, T., Jänen, I. & Brünken R.
  
• (2008). Didaktische Reduktion in multimedialen Lernumgebungen: Ist die fokussierte Verarbeitung external steuerbar? 71. Tagung der Arbeitsgruppe für Empirische Pädagogische Forschung (AEPF), 25.-27.08., Kiel
  Koch, B., Seufert, T. & Brünken, R.
  
• (2008). Ist die Additivitätshypothese der Cognitive Load Theory empirisch nachweisbar? Erste Ergebnisse. Vortrag auf einer internen Konferenz bundesweit vernetzter Pädagogischer Psychologen, 28.-29.02.08, Saarbrücken
  Koch, B.
  
• (2008). Lernen mit multiplen Repräsentationen: instruktionale Förderung und individuelle Voraussetzungen. Eingeladener Vortrag TU Chemnitz. Kolloquium der Fachrichtung Psychologie. 11.06.2008
  Brünken R
  
• (2008). Lernen mit multiplen Repräsentationen: instruktionale Förderung und individuelle Voraussetzungen. Eingeladener Vortrag Universität Hildesheim. 25.06.2008
  Brünken R
  
• (2008). One more expertise reversal effect in an instructional design to foster coherence formation. In J. Zumbach, N. Schwartz, T. Seufert & l. Kester (Eds.): Beyond knowledge: The legacy of competence. Meaningful computer-based learning environments (pp. 207-215). Berlin: Springer
  Koch, B., Seufert, T. & Brünken, R.
  
• (2008). One more expertise reversal effect in an instructional design to foster coherence formation. Paper presented on the EARLI SIG 7 Learning and Instruction with Computers in cooperation with SIG 6 Instructional Design 2008, September 3-5, Salzburg, Austria
  Koch, B., Seufert, T. & Brünken, R.
  
• (2008). Wissenserwerb mit multiplen Repräsentationen. Habilitation. Saarbrücken: Universität des Saarlandes
  Seufert, T.
  
• (2009). Empirische Prüfung der Additivitätshypothese der Cognitive Load Theory: Eine kombinierte Variation von Modalität und Kohärenzbildungshilfen in einem lernergesteuerten, multimedialen Lehr-Lernsystem. Poster auf der 12. Fachtagung der Fachgruppe Pädagogische Psychologie, 07.-09.09., Saarbrücken
  Zindler, A., Park, B., Seufert, T. & Brünken, R.
  
• (2009). Empirische Prüfung der Additivitätshypothese der Cognitive Load Theory: Eine kombinierte Variation von Modalität und Seductive Details in einem lernergesteuerten, multimedialen Lehr-Lernsystem. Beitrag auf der 12. Fachtagung der Fachgruppe Pädagogische Psychologie, 07.-09.09., Saarbrücken
  Park, B., Moreno, R., Seufert, T., & Brünken, R.
  
• (2009). Lernen mit multiplen Repräsentaionen. Eingeladener Vortrag TU Kaiserslautern. 02.02.2009. Kolloquium der Fachrichtung Psychologie
  Brünken, R.
  
• (2009). Lernen mit multiplen Repräsentationen. Individuelle Unterschiede und instruktionale Förderung. TU Darmstadt. Eingeladener Vortrag zum Kolloquium des DFG Graduiertenkollegs E-Learning. 26.05.2009
  Brünken, R.
  
• (2009). Memory characteristics and modality in multimedia learning: An aptitude-treatment-interaction study. Learning and Instruction, 19, 28-42
  Seufert, T. Schütze, M., & Brünken, R.
  
• (2009). Testing the Additivity Hypothesis of Cognitive Load Theory: Combined Variation of Modality and Seductive Details in a Self-Paced Multimedia Instruction. Third International Cognitive Load Theory Conference, March 2-4, Heerlen, The Netherlands
  Koch, B., Münzer, S., Seufert, T. & Brünken, R.
  
• (2009). Testing the Additivity Hypothesis of Cognitive Load Theory: Combined Variations of Modality, Seductive Details and Support for Coherence Formation in Self-Paced Multimedia Instruction. Invited talk given at University of New Mexico, Educational Psychology Program, April 9, Albuquerque, United States of America
  Koch, B.
  
• (2009). Wissenserwerb mit Neuen Medien. didacta 2009. Hannover. 12.02.2009
  Brünken, R.
  
• (2009). „Seductive Details“ in multimedialen Lehr-Lernsystemen: Effekte unterschiedlicher Präsentationsformen von Seductive Details auf den Lernerfolg und die Kognitive Belastung. Poster auf der 12. Fachtagung der Fachgruppe Pädagogische Psychologie, 07.-09.09., Saarbrücken
  Klein, M., Park, B., Seufert, T. & Brünken, R.
  
• Cognitive load theory: Historical development and relation to other theories. In J. Plass, R. Moreno, & R. Brünken (Eds.), Cognitive load: Theory and application. New York: Cambridge University Press
  Moreno, R., & Park, B.
  
• Cognitive Load: Theory & Application. Cambridge University Press
  Plass, J., Moreno, R. & Brünken, R.
  
• Measuring cognitive load, in: J. Plass, R. Moreno & R. Brünken, (Eds.). Cognitive Load: Theory & Application. Cambridge University Press
  Brünken, R., Seufert, T. & Paas, F.
  
• Testing the Additivity Hypothesis of Cognitive Load Theory. Dissertation. Saarbrücken: Universität des Saarlandes
  Park, B.