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Multi-Level Support With Respect to Inquiry, Explanations and Regulation During an Inquiry Cycle

Wichmann, Astrid LSF

Engaging students in inquiry learning without sufficient support often results in poor learning performance. Students need to be supported to benefit from inquiry learning activities (de Jong, 2006; Hmelo-Silver, Duncan, & Chinn, 2007). The main goal of this work is to investigate the effects of supporting regulation using prompts on learning gain and scientific reasoning in a computer-based inquiry learning context offering advanced inquiry support. Does learning gain depend on the extent of inquiry support? Are regulation prompts (e.g. “Compare your result graph with your hypothesis. Are they different from each other?”) superior in comparison to generic explanation prompts (e.g. “please explain”) with respect to knowledge gain and scientific reasoning? Do students benefit from those additional regulation prompts sustainably? Before these questions were addressed in two experimental studies, an exploratory study revealed problems to engage in (1) deliberate regulation and (2) a tendency to write descriptive explanations lacking scientific reasoning while running experiments in an inquiry cycle. The model-based environment FreeStyler (Hoppe & Gassner, 2002) was adapted to guide a learner through the respective phases of an inquiry cycle and to offer prompts. Results of the main experimental study were able to confirm findings from the pilot study showing an advantage for the regulation group (students receiving regulation prompts) in comparison to the explanation group (students receiving explanation prompts only) with respect to knowledge gain. In addition, it was shown that the regulation group outperformed a basic inquiry group that served as a baseline receiving minimal support in terms of inquiry and no support with respect to explanation and regulation. Moreover, the sustainability of this effect was demonstrated. It was shown that prompts are effective means leading to deeper processing and that explanation prompts should be augmented with regulation prompts. Findings suggest in general that in order to engage learners in inquiry learning, a balance between inquiry support, explanation support, and regulation support is needed.

Das Lernen durch Experimentieren (Inquiry Learning) ohne eine geeignete Unterstützung führt oft zu schwachen Lernergebnissen. Um mit den Anforderungen, die sich durch das Experimentieren ergeben adäquat umzugehen, muss dem Lernenden eine geeignete Unterstützung angeboten werden (de Jong, 2006; Hmelo-Silver, Duncan, & Chinn, 2007). Hauptziel dieser Arbeit ist es, zu untersuchen, inwiefern die Unterstützung von Regulation mithilfe von Prompts eine Auswirkung auf das Wissen und Schlussfolgern von Schülern im Bereich des Experimentierens hat. Hängt der Lernzuwachs vom Ausmaß der Unterstützung beim wissen-schaftlichen Experimentieren ab? Sind Regulationsprompts (z.B. "Vergleiche dein Ergebnisdiagramm mit deiner Hypothese. Unterscheiden sie sich?") in Bezug auf Wissenszuwachs und wissenschaftliches Schlussfolgern besser geeignet als einfache Erklärungsprompts (z.B. "Bitte formuliere eine Erklärung")? Profitieren Schüler nachhaltig von den zusätzlichen Regulationsprompts? Der Auseinandersetzung mit diesen Fragen wurde eine explorative Studie vorangestellt. Die Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass Schüler erstens Probleme haben in geeigneter Weise ihr eigenes Denken und Lernen zu regulieren und zweitens eine Tendenz aufweisen, mangels wissenschaftlichen Schlussfolgerns oberflächliche Erklärungen zu formulieren. Die computerbasierte Lernumgebung FreeStyler (Hoppe & Gassner, 2002) wurde weiterentwickelt, um den Lernenden durch die Phasen eines Experimentierzyklus zu führen und Prompts an geeigneter Stelle darzubieten. Ergebnisse der Hauptstudie bestätigten Ergebnisse aus der Pilot-Studie, wonach sich für eine Regulations-gruppe (Darbietung von zusätzlichen Regulationsprompts) im Vergleich zu einer Erklärungsgruppe (Darbietung von Erklärungsprompts) ein Vorteil bezüglich des Wissenszuwachses ergibt. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass die Regulationsgruppe bezüglich des Wissenszuwachses besser abschneidet als eine Inquiry-Gruppe, welcher minimale Unterstützung bezüglich des Inquiry-Prozesses und keine Unterstützung bezüglich Regulation und Formulierung von Erklärungen dargeboten wurde. Außerdem wurde die Nachhaltigkeit dieses Effektes für das wissenschaftliche Schlussfolgern nachgewiesen. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass Prompts zu einer tieferen Wissensverarbeitung führen und legen die Empfehlung nahe, dass Erklärungsprompts durch Regulationsprompts angereichert werden sollten. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass es einer ausgeglichenen Unterstützung auf mehreren Ebenen bedarf, um das Lernen durch Experimentieren zu fördern. Dies sollte eine Unterstützung sowohl während des Experimentier-prozesses als auch während des Erklärens und der Regulation des Lernprozesses beinhalten.

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Zitierform:

Wichmann, Astrid: Multi-Level Support With Respect to Inquiry, Explanations and Regulation During an Inquiry Cycle. 2010.

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