4 Design

Zum Umgang und zur Gestaltung von multimedialen Inhalten beziehen wir uns insbesondere auf die Prinzipien multimedialen Lernens nach Mayer (2021). Diese sind fächerunspezifisch gedacht, weshalb wir sie hier als fachunabhängig aufführen. Darüber hinaus gibt es auch mathematikspezifische Prinzipien zum Design von multimedialen (primär digitalen) Inhalten, welche wir im Unterkapitel mathematikspezifisch behandeln werden. Auch diese bauen aber im weitesten Sinne auf den fachunabhängigen Prinzipien auf und wurden mit mathematikdidaktischen Überlegungen verfeinert.

4.1 Fachunabhängige Prinzipien

Die Theorie und die daran entwickelten Prinzipien haben eine längere Geschichte und sind im stetigen Prozess der Weiterentwicklung. Mayer hat in seiner ersten Veröffentlichung zunächst sieben Prinzipien aufgestellt, die der Frage »What works?« nachgingen (2009), anschließend hat er sie auf 12 (2014) und schließlich in der dritten Ausgabe (2021) auf 15 Prinzipien erweitert (zusammenfassend siehe Mayer, 2021, S. 151–152). Die 15 Prinzipien werden im Sinne des SOI-Modells (Selektion, Organisation und Integration) primär einem von drei Zielen zugeordnet:

  1. Reduktion extrinsischer Belastungen (reduce extraneous processing),
  2. Verwalten essenzieller Lernprozesse (manage essential processing),
  3. Förderung generativer Lernprozesse (foster generative processing).

Zusätzlich zu den 15 Prinzipien aus Mayer (2021) werden bei (Mayer & Fiorella, 2021) von verschiedenen Autorinnen und Autoren weitere Prinzipien multimedialen Lernens vorgestellt. Der Katalog wächst stetig und umfasst mittlerweile insgesamt 31 Prinzipien (vgl. 4.1).

Entwicklung von Prinzipien für multimediale Umgebungen [@mayer_past_2024 16]

Abb. 4.1: Entwicklung von Prinzipien für multimediale Umgebungen (Mayer, 2024, S. 16)

Die urspünglichen Zuordnungsdimensionen im Sinne des SOI-Modells, werden in Mayer & Fiorella (2021) weitestgehend übernommen, wobei noch die Dimensionen grundlegende Prinzipien und Prinzipien auf Grundlage von sozialen und affektiven Merkmalen multimedialen Lernens hinzugefügt werden. Der Vollständigkeit halber folgt nun die Aufzählung aller 31 Prinzipien und deren Zuordnung, wobei wir im weiteren Verlauf nicht auf alle Prinzipien im Detail eingehen werden.

Grundlegende Prinzipien:

  • Multimedia-Prinzip
  • Prinzip multipler Repräsentationen
  • Prinzip der Umkehrung der Expertise

Prinzipien zur Reduktion extrinsischer Belastungen

  • Kohärenz-Prinzip
  • Signalisierungs-Prinzip
  • Redundanz-Prinzip
  • Prinzip der räumlichen Nähe
  • Prinzip der simultanen Darstellung
  • Prinzip der geteilten Aufmerksamkeit
  • Prinzip des ausgearbeiteten Beispiels

Prinzipien zum Verwalten essenzieller Lernprozesse

  • Segmentierungs-Prinzip
  • Prinzip des Pre-Trainings
  • Multimodalitäts-Prinzip oder Modalitätsprinzip
  • Prinzip der flüchtigen Informationen

Prinzipien zur Förderung generativer Lernprozesse

  • Prinzip der generativen Aktivität
  • Mapping-Prinzip
  • Prinzip des Zeichnens
  • Prinzip der Vorstellungskraft
  • Prinzip der Selbsterklärbarkeit
  • Prinzip des forschenden Lernens
  • Prinzip der Rückmeldung
  • Prinzip der Lernersteuerung
  • Prinzip der Selbststeuerung der kognitiven Belastung

Prinzipien auf Grundlage von sozialen und affektiven Merkmalen multimedialen Lernens

  • Personalisierungsprinzip
  • Sprachprinzip
  • Bild-Prinzip
  • Embodiment-Prinzip
  • Prinzip der Immersion
  • Prinzip der Zusammenarbeit
  • Prinzip der Animationskomposition
  • Prinzip des emotionalen Designs

Im Folgenden schauen wir uns ausgewählte Prinzipien im Detail an, die für die Entwicklung von VAMs interessant sein könnten.

4.1.1 Grundlegende Prinzipien

4.1.1.1 Prinzip der dualen Kodierung (oder Multimediaprinzip)

»Doppelt hält besser.«

Die Kombination von Wörtern und Bildern ermöglicht den Lernenden eine Verknüpfung verbaler und piktoraler Repräsentationen, die als besonders lerneffizient gilt. Dieses Prinzip zielt genau darauf ab, das Arbeitsgedächtnis zu entlasten und die Informationslast auf beide Kanäle effizient zu verteilen. Für die Entwicklung von VAMs bedeutet das, dass zentrale Inhalte neben einer verablen Darstellung auch mit für die Zielgruppe decodierbaren Symbolen gekennzeichnet werden sollen.

Multimedia-Prinzip

Abb. 4.2: Multimedia-Prinzip

4.1.1.2 Prinzip multipler Repräsentationen

»Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile.« (Aristoteles)

Besondere Relevanz erfährt dieses Prinzip im Kontext von VAMs, da diese das Potenzial besitzen, die Übersetzung zwischen verschiedenen Darstellungen »so transparent wie möglich« zu gestalten (S. E. Ainsworth et al., 1997). Während die kognitive Integration multipler Repräsentationen eine hohe Hürde darstellen kann, können VAMs durch Funktionen wie das dyna-linking3 diese Verknüpfungsprozesse explizit machen und so den Verständnisaufbau maßgeblich unterstützen. Nach Bauer (2014) gilt eine Repräsentation als multipel, »wenn sie mehr als eine Repräsentation des gleichen mathematischen Objekts darstellt«. Die Einordnung unterschiedlicher (externer) Repräsentationsformen kann anhand des Modells von Ladel (2009) vorgenommen werden, welches im Gegensatz zu einer strikten Trennung digitaler und physischer Medien virtuelle Repräsentationen in direkten Bezug zu den klassischen Darstellungsebenen nach Bruner setzt.

Modell der externen Repräsentationsformen nach @Ladel_2009 [59]

Abb. 4.3: Modell der externen Repräsentationsformen nach Ladel (2009, S. 59)

Für die konkrete Ausgestaltung virtueller Arbeitsmittel können aus diesen Prinzipien einige Handlungsempfehlungen abgeleitet werden. S. Ainsworth (2021) formuliert als praktische Implikationen zum Unterrichtsdesign:

1. Begrenzte und gezielte Auswahl von Repräsentationen. Obwohl multiple Repräsentationen viele Vorteile bieten können, ist das Lernen mit ihnen kognitiv anspruchsvoll. Daher sollten nur so viele Repräsentationen eingesetzt werden, wie zur Erreichung der Lernziele notwendig sind. Konkret bedeutet das:

  • Mehr Repräsentationen einzusetzen führt nicht automatisch zu einem besseren Lernerfolg.
  • Jede neue Repräsentation bringt zusätzlichen Lernaufwand für Syntax, Semantik und Integration mit sich.
  • Entscheidungen für oder gegen eine Repräsentation sollte abhängig sein von:
    • Eigenschaften der Repräsentation,
    • Vorkenntnissen und persönlichen Lernzielen der Lernenden,
    • Passung zu den intendierten Lernzielen und späteren Anwendungssituationen.

2. Förderung aktiver Verknüpfung zwischen Repräsentationen. Lernende müssen Repräsentationen nicht nur verstehen, sondern auch aktiv miteinander in Beziehung setzen, besonders bei konstruktiven und einschränkenden Funktionen. Das heißt:

  • Das bloße Bereitstellen multipler Repräsentationen reicht nicht aus.
  • Dynamische Verknüpfung (dyna-linking) ist hilfreich, aber allein nicht ausreichend.
  • Effektive Förderung braucht:
    • Lernaktivitäten mit kognitivem Anspruch,
    • Unterstützung durch Lehrpersonen, Peers oder technische Scaffolds,
    • Auch spielerische Ansätze (z. B. Lernspiele) können diese Verknüpfung gezielt fördern.

3. Berücksichtigung von Lernzielen, Nutzungskontext und Lernendenperspektive. Die Gestaltung multipler Repräsentationen sollte flexibel auf Aufgaben, Lernziele und Erfahrungsstand der Lernenden abgestimmt sein. Das heißt:

  • Je nach Lernziel kann entweder das Wechseln oder das Verknüpfen von Repräsentationen im Fokus stehen.
  • Die gleiche Repräsentation kann im Lernverlauf unterschiedliche Funktionen übernehmen (z. B. Tabelle zunächst zur genauen Werteablesung, später zur Ableitung von Geschwindigkeiten im Vergleich zur grafischen Darstellung).
  • Lernende entscheiden aktiv, welche Repräsentationen sie nutzen, Design alleine bestimmt nicht den Lernerfolg.
  • Persönliche Lernziele, Motivation und Aufmerksamkeit beeinflussen maßgeblich, wie Repräsentationen verwendet und integriert werden.

Zusammenfassung: Design mit multiplen Repräsentationen muss sparsam, gezielt verknüpfend und lernendenzentriert gestaltet sein, um kognitiv anspruchsvolles, aber effektives Lernen zu ermöglichen.

4.1.1.3 Prinzip der Umkehrung der Expertise

»Know your audience!«

Kalyuga (2021) beschreibt das Prinzip der Umkehrung der Expertise als ein übergeordnetes Prinzip, das besagt, dass die meisten Prinzipien für multimediale Lernumgebungen von der Expertise (oder dem Vorwissen) des Lernenden abhängen: Prinzipien, die Lernenden mit geringem Wissen helfen, helfen möglicherweise Lernenden mit hohem Wissen nicht oder behindern sie sogar. Sie leitet folgende praktische Implikationen für das Unterrichtsdesign ab:

1. Anpassung an das Expertenniveau der Lernenden (Expertise-Reversal-Effekt). Das Design muss dynamisch auf den zunehmenden Wissensstand der Lernenden reagieren.

  • Zu Beginn benötigen Lernende hohe Strukturierung und Unterstützung,
  • mit wachsender Expertise sollte diese Unterstützung schrittweise reduziert werden.

2. Einsatz abgestufter Unterstützungsformen (Scaffolding). Ein effektives Vorgehen ist die progressive Gestaltung der Aufgabenformate:

  • Start mit vollständig ausgearbeiteten Beispielen (worked examples),
  • Übergang zu Lückentext- oder Vervollständigungsaufgaben (completion tasks),
  • schließlich Bearbeitung von vollständigen Problemen (conventional problems). Diese »Completion-Strategie« bietet kognitive Entlastung am Anfang und steigert schrittweise die Problemlöseanforderungen.

3. Nutzen der Technik des »Fading« von Hilfen. Das schrittweise Ausblenden von Hilfestellungen (Fading) ist wirksamer als ein plötzlicher Wechsel zu problemorientiertem Lernen.

  • Einzelne Lösungsschritte werden nach und nach durch eigenständige Aufgaben ersetzt.
  • Dadurch bleibt die kognitive Belastung im optimalen Bereich und Lernende können sich an höhere Anforderungen gewöhnen, ohne überfordert zu sein.

In Bezug auf die Entwicklung von VAMs für die Hochschullehre heißt das, dass erfolgversprechende VAMs mit Hilfestellungen, ausgearbeiteten Beispielen und einer anpassbaren (Vor-)strukturierung daherkommen sollten.

4.1.2 Reduktion extrinsischer Belastungen

Die folgenden Designprinzipien sollen die Auswahl lernrelevanter Informationen (selecting) begünstigen, also die Aufmerksamkeit der Lernenden lenken. Hierzu versuchen wir, die Wirkung jedes Prinzips kurz und prägnant zu erklären und ggf. mit einer Verbildlichung anzureichern.

4.1.2.1 Kohärenz-Prinzip

Interessante, aber für das Lehrziel irrelevante Informationen reduzieren den Wissenserwerb, d. h. anregendes Bildmaterial ohne didaktischen Wert beeinträchtigt die Lernleistung.

Beispiel für Kohärenz-Prinzip

Abb. 4.4: Beispiel für Kohärenz-Prinzip

Gegenbeispiel (!) für Kohärenz-Prinzip

Abb. 4.5: Gegenbeispiel (!) für Kohärenz-Prinzip

4.1.2.2 Signalisierungs-Prinzip

Gezieltes Hervorheben besonders wichtiger Informationen lenkt die Aufmerksamkeit der Lernenden. Dies kann beispielsweise durch das Hervorheben von wichtigen Informationen durch ein einheitliches grafisches Markersystem (z.B. Piktogramme oder Farb-Schemas) umgesetzt werden.

Beispiel für Signalisierungs-Prinzip

Abb. 4.6: Beispiel für Signalisierungs-Prinzip

4.1.2.3 Redundanz-Prinzip

Bei einem Bild oder einer Grafik, die von gesprochenem Text begleitet wird, sollte der Text nicht zusätzlich in gedruckter Form beigefügt werden. Gedruckter Text zu bildhaften Informationen überlastet das visuelle System des sensorischen Gedächtnisses. Zudem wird ein Teil des Arbeitsgedächtnisses damit belastet, die eintreffenden gelesenen und gehörten Worte miteinander zu vergleichen.

Beispiel für Redundanz-Prinzip

Abb. 4.7: Beispiel für Redundanz-Prinzip

Gegenbeispiel (!) für Redundanz-Prinzip

Abb. 4.8: Gegenbeispiel (!) für Redundanz-Prinzip

4.1.2.4 Prinzip der räumlichen Nähe

Räumlich benachbarte Darstellung textueller und bildlicher Informationen fördern den Wissenserwerb mehr als eine getrennte Präsentation von Texten und Bildern. Demnach sollen zusammengehörende Worte und Grafiken nahe beieinander platziert werden.

Beispiel für Prinzip der räumlichen Nähe

Abb. 4.9: Beispiel für Prinzip der räumlichen Nähe

Gegenbeispiel (!) für Prinzip der räumlichen Nähe

Abb. 4.10: Gegenbeispiel (!) für Prinzip der räumlichen Nähe

4.1.3 Verwaltung essenzieller Lernprozesse

Diese Prinzipien beziehen sich nun auf den Prozess der Auswahl von Informationen (organisation). Sie zielen darauf ab, das Arbeitsgedächtnis zu entlasten und damit eine effiziente Verarbeitung, also das Bilden mentaler Modelle, zu begünstigen.

4.1.3.1 Segmentierungsprinzip

Animationen, Videos oder interaktive Inhalte zu komplexen Sachverhalten sollten möglichst in kleinere Segmente (Kapitel) aufgegliedert werden, die die Lernenden in ihrem Lerntempo anschauen können.

Beispiel für Segmentierungsprinzip

Abb. 4.11: Beispiel für Segmentierungsprinzip

4.1.3.2 Prinzip der flüchtigen Informationen

Das Prinzip der flüchtigen Information besagt, dass die Verweildauer von Informationen einen entscheidenden Einfluss auf die kognitive Belastung und den Lernerfolg hat. In multimedialen Lernumgebungen wird zwischen permanenter Information (z. B. statische Texte oder Grafiken) und flüchtiger Information (z. B. gesprochene Sprache, Animationen oder Videos) unterschieden (Jiang & Sweller, 2021). Daraus lässt sich für VAMs folgern, dass komplexe Informationen nicht ausschließlich in flüchtiger Form präsentiert werden sollten. Eine dauerhafte Verfügbarkeit der zentralen Informationen ist notwendig, um die kognitiven Ressourcen für den eigentlichen Lernprozess freizusetzen und den Transfer ins Langzeitgedächtnis zu sichern.

4.1.4 Förderung generativer Lernprozesse

4.1.4.1 Prinzip der generativen Aktivität

Menschen lernen besser, wenn sie beim Lernen zu generativen Lernaktivitäten angeleitet werden. Solche Aktivitäten können Visualisierungsaktivitäten wie Verbildlichen, Verbindungen herstellen, mentale Vorstellungen bilden sein oder enaktive Tätigkeiten wie Gestikulieren und Manipulieren sein (Mayer & Fiorella, 2021).

4.1.4.2 Prinzip der Rückmeldung

Johnson & Marrafino (2021) unterscheiden zwischen zwei grundlegenden Arten von Rückmeldungen: korrektives Feedback und explanatives Feedback. Korrektives Feedback ist eine rein informative Rückmeldung. Dem Lernenden wird lediglich mitgeteilt, ob seine Antwort richtig oder falsch war. Explanatives Feedback geht einen Schritt weiter und enthält eine Erklärung, warum eine Antwort korrekt oder inkorrekt war. Diese Form von Feedback liefert also den inhaltlichen Hintergrund oder die logische Herleitung mit. Das Prinzip betont, dass insbesondere Lernende mit geringem Vorwissen von explanativem Feedback profitieren. Da sie noch kein stabiles mentales Modell des Themas besitzen, hilft ihnen die Erklärung, Missverständnisse sofort zu korrigieren und die zugrunde liegenden Regeln zu verstehen.

4.1.4.3 Prinzip der Lernendensteuerung

Das Prinzip beschreibt eine Gestaltung, in denen die Lernenden selbst Entscheidungen über den Ablauf und die Form ihrer Instruktion treffen können. Im Gegensatz zu systemgesteuerten Umgebungen, in denen die Präsentation der Informationen starr vorgegeben ist, können Lernende Kontrolle über Inhalt und Sequenzierung, Tempo und Darstellungsform ausüben (Scheiter, 2021). Allerdings ist eine grundlegende Skepsis gegenüber einer pauschalen Lernendenkontrolle angebracht. Man sollte kritisch abwägen, ob die Einräumung von Kontrolle in der jeweiligen Lernsituation tatsächlich notwendig ist. Die aktuelle Forschung verdeutlicht nämlich, dass es nur sehr begrenzte Szenarien gibt, in denen Lernerkontrolle gegenüber systemgesteuerten Instruktionen zu überlegenen motivationalen oder kognitiven Ergebnissen führt:

  • Komplexität: Die Lernaufgaben sind sehr komplex.
  • Vorwissen: Die Lernenden verfügen bereits über ein hohes Maß an Vorwissen.
  • Unterstützung: Es wird zusätzliche instruktionale Unterstützung angeboten.

Sind diese Bedingungen nicht erfüllt, sind die meisten Lernenden mit einer systemgesteuerten Instruktion erfolgreicher (Scheiter, 2021).

4.1.5 Sozialen und affektiven Merkmale multimedialen Lernens

4.1.5.1 Personalisierungsprinzip

Das Personalisierungsprinzip besagt, dass Lernende tiefergehende Lernerfolge erzielen, wenn die sprachliche Gestaltung einer Instruktion in einem konversationellen Stil statt in einem formellen Stil erfolgt. Anstatt neutrale Formulierungen in der dritten Person zu verwenden, werden die Lernenden direkt angesprochen (z. B. durch die Verwendung von »ich«, »wir« oder »du/Sie«). Durch den konversationellen Stil beim Lernenden das Gefühl einer sozialen Partnerschaft erzeugt. Dies führt dazu, dass die Lernenden sich stärker angesprochen fühlen und sich infolgedessen aktiver mit dem dargebotenen Material auseinandersetzen (höheres kognitives Engagement) (Mayer & Fiorella (2021)).

Auch pädagogische Agenten können das Lernen unterstützen. Ein pädagogischer Agent lässt sich als ein computergestützter, meist menschenähnlicher Charakter definieren, der als Schnittstelle zwischen Lernenden und dem Computer fungiert (Wang et al. (2021)). Er ist ein auf dem Bildschirm sichtbarer, oft animierter Charakter, der die Rolle eines Tutors oder Lehrers einnimmt. Dabei nutzt er verbale und nonverbale Kommunikation (z.B. Gestik, Mimik, Feedback), um eine soziale Interaktion zu simulieren.

4.1.5.2 Immersionsprinzip

Das Prinzip der Immersion besagt, dass immersive virtuelle Umgebungen das Lernen fördern, wenn sie multimediale Gestaltungsprinzipien enthalten. Kurz gesagt, immersive Medien verbessern nicht zwangsläufig das Lernen, aber effektive Lehrmethoden in immersiven virtuellen Umgebungen verbessern das Lernen. Das Ziel einer effektiven Unterrichtsgestaltung in immersiven virtuellen Umgebungen ist es, Prozesse der Auswahl, Organisation und Integration von Informationen zu fördern.

4.1.5.3 Prinzip des emotionalen Designs

Das Prinzip des emotionalen Designs besagt, dass die gezielte Gestaltung von Lernmaterialien positive Emotionen hervorrufen kann, die wiederum den Lernerfolg steigern. Es geht darum, Ästhetik und Funktion so zu verbinden, dass die Lernenden in einen für das Lernen förderlichen emotionalen Zustand versetzt werden. Die Emotionen sollen nicht durch das Hinzufügen von neuem, irrelevantem Material (wie lustige, aber sachfremde Bilder) erzeugt werden, da dies die kognitive Kapazität unnötig binden würde. Stattdessen werden bereits vorhandene Gestaltungselemente so modifiziert, dass sie emotional wirken. Man verändert also die Art und Weise, wie der Lerninhalt präsentiert wird: durch Formgebung, Farbe, Charakter-Design und Sound (Plass & Hovey, 2021).

4.2 Mathematikspezifische Prinzipien

»Ob der Einsatz des Computers im Mathematikunterricht sinnvoll ist, entscheidet sich daran, wie er Verwendung findet und ob die jeweilige Lernsoftware mathematische Aneignungsprozesse nachhaltig unterstützen kann. Computergestütztes Lernen muss am Lernenden und den jeweiligen Möglichkeiten und Chancen der Unterstützung von Lernprozessen im fachdidaktischen Kontext geschehen.« (Urff, 2014, S. 169)

Während die bisher betrachteten Theorien die allgemeine kognitive Strukturen und Mechanismen adressieren, erfordert die Entwicklung effektiver virtueller Arbeitsmittel eine zusätzliche, fachdidaktische Schärfung. Digitale Medien zeichnen sich gegenüber analogen Werkzeugen primär durch ihre Multimedialität und Interaktivität aus (Urff (2014)). Wie bereits dargelegt, ist ein auf die menschliche Informationsverarbeitung abgestimmter Einsatz dieser Elemente eine notwendige Bedingung für den Lernerfolg. In der Mathematikdidaktik stellt sich jedoch die weiterführende Frage nach dem spezifischen Mehrwert:

Wie müssen die Vernetzung von Darstellungen, die Ansprache verschiedener Sinnesmodalitäten und die interaktiven Handlungsmöglichkeiten konkret gestaltet sein, um den Erwerb komplexer mathematischer Kompetenzen sowie den Aufbau tragfähiger Grundvorstellungen gezielt zu unterstützen?

Dieser Frage ist bereits Urff (2014) im Rahmen von Förderunterricht nachgegangen und hat Designprinzipien formuliert, die sicherstellen sollen, dass die technologischen Potenziale von VAMs als substanzielle Werkzeuge im mathematischen Erkenntnisprozess fungieren – oder in den Worten von Doerr & Strittmatter (2002, S. 42): »[…] wie die Möglichkeiten neuer Technologien für die Realisierung eines didaktischen Mehrwerts nutzbar gemacht werden können.«

Die Prinzipien sollen hier nur kurz erwähnt werden und basieren maßgeblich auf Überlegungen aus der Theorie multimedialen Lernens nach Mayer (2021) und dem integrativen Modell nach Hede (2002). Ihre ausführliche Begründung lässt sich also ziemlich direkt anhand dieser beiden Theorien erkennen, soll an dieser Stelle aber eingespart werden.

4.2.1 Kognitive Entlastung ermöglichen

»Versuche, virtuelle Arbeitsmittel so zu gestalten, dass der Benutzer bei der Ausführung von nicht für die mathematische Konzeptbildung relevanten Aktivitäten entlastet wird und möglichst viele kognitive Ressourcen für das Erkunden von konzeptionellen Zusammenhängen und das Lösen von mathematischen Problemen hat.« (Urff, 2014, S. 318)

4.2.2 Mathematische Operationen abbilden

»Versuche, durch virtuelle Handlungsangebote möglichst gut diejenigen mathematischen Operationen abzubilden, deren mentales Vorstellungsbild dadurch gefördert werden soll.« (Urff, 2014, S. 318)

4.2.3 Darstellungen vernetzen

»Versuche, virtuelle Arbeitsmittel so zu gestalten, dass der Zusammenhang und Transfer zwischen unterschiedlichen Darstellungen leicht nachvollziehbar wird.« (Urff, 2014, S. 318)

4.2.4 Handlungen erweitern

»Versuche, Handlungen zu ermöglichen und zu visualisieren, die mit konkreten Arbeitsmitteln nicht so einfach veranschaulicht werden können.« (Urff, 2014, S. 318)

4.2.5 Flexible Interaktionen ermöglichen

»Biete die Möglichkeit an, Handlungen und Handlungssequenzen unkompliziert durchzuführen, rückgängig zu machen und abzuspeichern (vgl. Clements 1996, 276).« (Urff, 2014, S. 318)

4.3 Zusammenfassung »Design«

Wie Mayer (2021) und Urff (2014) deutlich gemacht haben, darf die Anwendung multimedialer Gestaltungsprinzipien nicht als isolierte Optimierung einzelner Merkmale missverstanden werden. Eine rein merkmalszentrierte Sichtweise (»Drehen an einzelnen Rädchen«) greift zu kurz, da sie das komplexe Wechselspiel zwischen Design, Inhalt und situativen Faktoren ausblendet. Gestaltungsaussagen sind daher selten universell gültig, sondern unterliegen stets situativen Einschränkungen.

Kritisch zu bewerten ist insbesondere die Annahme, das Ganze mache Lernen automatisch »leichter« oder »effektiver«. Strategien nach dem Prinzip »Viel hilft viel« führen häufig zu einem Überangebot an Reizen. Dies fördert nicht die kognitive Aktivität, sondern behindert den Lernprozess durch eine kognitive Überlastung (vgl. Urff, 2014, S. 137).

Maßgeblich für den Lernerfolg ist daher nicht die Quantität der Darstellungsmöglichkeiten, sondern die präzise Abstimmung auf den mathematischen Inhalt, die individuellen Lehr- Lernbedingungen und die kognitiven Verarbeitungskapazitäten der Zielgruppe, in unserem Fall Mathematik-Studierende.

References

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  1. Nach S. Ainsworth (1999) meint der Begriff dyna-linking die automatische Übersetzung einer Repräsentation in eine andere. Dabei wirkt die lernende Person auf eine Repräsentation ein und bekommt parallel die Auswirkungen ihrer Handlungen auf eine andere gezeigt. Durch diese automatische Übersetzung soll die kognitive Belastung der Lernenden verringert werden und Kapazitäten zur Untersuchung der Beziehungen zwischen den Repräsentationen genutzt werden können (Kaput, 1992; Scaife & Rogers, 1996). Sie merkt gleichzeitig an, dass Verfechter eines konstruktivistischen Bildungsansatzes dagegen argumentieren könnten: Die dynamische Verknüpfung bindet den Lernenden zu passiv in den Prozess ein. Das kann den Lernenden davon abhalten, sich mit der Art der Übersetzungen zu befassen, was dazu führt, dass Lernende nicht das erforderliche Verständnis entwickeln (vgl. S. Ainsworth, 1999, S. 133).↩︎