1 Cognitive Theory of Multimedia Learning

Menschen bedienen sich bereits seit Jahrhunderten verschiedenster technischer Hilfsmittel, um die sich ihnen im Alltag oder bei der Arbeit stellenden Aufgaben effizienter bewältigen, und so ihre Ziele schneller erreichen zu können. Viele dieser technischen Hilfsmittel sind dabei computerbasiert und helfen nicht nur bei der Steuerung der Aufgabenbearbeitung sowie der eigentlichen Bearbeitung dieser Aufgaben, sondern dienen inzwischen zunehmend als Hilfe bei der Vermittlung von neuem Wissen im Kontext des lebenslangen Lernens. Dabei lässt sich ein wesentliches Problem identifizieren, welches bei der Verwendung computerbasierter Lernumgebungen auftreten kann: es besteht die Gefahr, dass durch die verwendete Instruktion präsentierte Informationen auf eine ungeeignete Art und Weise dargestellt werden.

Mit diesem Problem sowie möglichen Lösungen beschäftigt sich der Forschungsbereich der Instruktionspsychologie. Erklärtes Ziel dieser Forschungsrichtung ist es, auf der Grundlage von Forschungsergebnissen ein für den Lerner geeignetes Instruktionsdesign zu entwickeln, um eine möglichst effiziente Nutzung der verfügbaren kognitiven Ressourcen des Lernenden zu Wissenserwerbs- und Problemlöseprozessen zu ermöglichen.

Mayer (1996, 2001) erarbeitete zu dieser Problematik ein Modell zum multimedialen Lernen, welches im Wesentlichen auf Überlegungen zum Arbeitsgedächtnis und seiner begrenzten Kapazität (Baddeley, 1999) sowie der Cognitive Load Theory von Sweller und Chandler (1991) beruht und dementsprechend bei der Entwicklung computerbasierter Lernumgebungen genutzt werden sollte.

1.1 Grundlagen der Theorie

Ähnlich wie Baddeley mit dem Modell des Arbeitsgedächtnisses (Baddeley, 1999) befasst sich die Dual-Coding-Theory (Clark & Paivio, 1991) mit der Verarbeitung von Informationen in zwei getrennten Kanälen. Im Vergleich zum Arbeitsgedächtnismodell mit getrennten Systemen für die Verarbeitung von tonhaften und bildhaften Informationen werden in der dualen Kodierungstheorie ein verbaler Kanal sowie ein nonverbaler Kanal, in welchen die entsprechenden Informationen verarbeitet und gespeichert werden, angenommen. Je nachdem, ob die Informationen auditiv oder visuell kodiert sind, werden diese vom verbalen oder vom nonverbalen Kanal aufgenommen und weitergeleitet. Sprachlich enkodierte Informationen gelangen in den verbalen Kanal und visuell enkodierte Informationen demzufolge in den

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nonverbalen Kanal. Zwischen diesen Systemen kann es allerdings zu Sprüngen kommen. Dadurch können bei der Theorie der dualen Kodierung Wörtern bildhafte Vorstellungen zugeordnet werden und Bildern dementsprechende Wörter. Die Verarbeitung eingehender Informationen durch die verschiedenen Kanäle ist abhängig von den Vorerfahrungen einer Person sowie der Art des ihr dargebotenen Materials. Während des Vorgangs der Informationsverarbeitung findet ein ständiger Wechsel der Aktivitäten der beiden Kanäle statt, welcher von den individuellen Unterschieden einer Person geprägt ist.

Wittrock (1974) konzentriert sich in diesem Zusammenhang auf die aktiven Verarbeitungsprozesse beim Erlernen von neuen Sachverhalten. Er geht davon aus, dass Lernen als ein „aktives Erschaffen von Erkenntnis und Bedeutungen“ verstanden werden kann, das mit bereits früher gelernten Sachverhalten koordiniert werden muss. Während dieses Prozesses entstehen neue Verbindungen zwischen eingehenden Reizen und dem bereits vorhandenem Vorwissen, das im Langzeitgedächtnis gespeichert ist. Instruktionen, die die Verbindung von Reizen und Vorwissen unterstützen erleichtern nach Wittrock das Verstehen und das Erinnern des zu Lernenden.

Aus den bisher dargestellten Überlegungen lassen sich zusammenfassend folgende Grundannahmen zum multimedialen Lernen finden:

 Die kognitiven Ressourcen, die zur Informationsverarbeitung zur Verfügung stehen sind begrenzt.

 Die Verarbeitung eingehender Informationen erfolgt über zwei separate codespezifische Systeme.

 Die Verarbeitung der eingehenden Informationen ist ein aktiver Prozess.

Basierend auf diesen Grundannahmen entwickelte Mayer (1996, 2001) sein Modell zur Informationsverarbeitung.

1.2 Das SOI-Modell

Das in Abbildung 1 veranschaulichte SOI - Modell (Selection - Organization - Integration) erklärt, wie eingehende Informationen aufgenommen und weiterverarbeitet werden. Informationen, die visuell oder akustisch dargeboten werden, werden von den Sinnesorganen

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aufgenommen und, in Abhängigkeit vom jeweiligen Sinneskanal, im sensorischen Speicher aktiv gehalten. Danach beginnt der eigentliche aktive Verarbeitungsprozess mit der Selektion, der Organisation und der Integration von Informationen unter Verwendung des bereits im Langzeitgedächtnis gespeicherten Vorwissens.

1.2.1 Selektion

Bei der Selektion, der Auswahl aller relevanten akustischen und visuellen Informationen, werden laut Mayer (1996, 2001) die sinneskanalspezifisch zwischengespeicherten Informationen durch den Lernenden aufmerksamkeitsgesteuert aus dem sensorischen Speicher ausgewählt. Danach werden diese Informationen, je nach Modalität, in eine entsprechende Repräsentation im Arbeitsgedächtnis umgewandelt. Folglich wird beispielsweise zwischengespeicherte Sprache in eine sprachbasierte Repräsentation umgewandelt und bildhafte enkodierte Informationen dementsprechend in eine bildhafte Repräsentation. Diese Auswahl von Informationen ist notwendig, da das Arbeitsgedächtnis nur über begrenzte Ressourcen verfügt. Als Besonderheit ist im Zusammenhang mit der Selection die geschriebene Sprache zu sehen. Zu Beginn wird diese im visuellen Kanal verarbeitet, wechselt aber danach in den auditiven Kanal und wird somit als sprachbasierte Repräsentation ins Arbeitsgedächtnis überführt. Daher müssen in diesem Fall beide Kanäle kognitive Ressourcen für die Verarbeitung von geschriebener Sprache zur Verfügung stellen.

1.2.2 Organisation

Nach Mayer (1996, 2001) werden bei der Organisation der bildhaften und sprachbasierten Repräsentationen, die Informationen in Abhängigkeit vom Codesystem neu organisiert. Dies

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