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Does cognitive style make a difference? : consequences of different types of visualization and modalities for learning outcome in relation to visual and verbal cognitive style

Koc-Januchta, Marta

This doctoral thesis is based on three quantitative studies conducted on 464 participants. The main goal was to investigate the role of visual-verbal cognitive style when learning with dynamic and non-dynamic learning materials. The first study revealed important differences regarding the way in which visualizers and verbalizers observe static picture/text combinations in order to learn from them. That is to say that visualizers concentrated mostly on pictures while verbalizers on texts, exhibiting an active way of learning but mostly within textual (verbalizers) or pictorial (visualizers) areas of stimuli. Contradictory to expectations, visualizers did not directly show any supremacy in dealing with pictures, as they did not identify relevant areas sooner than verbalizers. Indirectly though, the results confirmed that verbalizers are less proficient in decoding pictorial information, as they switched to non-informative parts of it sooner than visualizers. Although the retention test did not show any differences on learning outcomes between both groups, visualizers achieved better results on a comprehension test. The results of the second study confirmed that, when learning with system controlled multimedia environments, spoken explanatory narration brings better results than a written one does. Additionally, an influence of the visual cognitive style on learning with written explanatory text was found. That is, when using a combination of static pictures and written text, higher visual cognitive style comes along with better learning outcome. On the other hand, a combination of higher visual cognitive style, animation and written modality of explanations results in deterioration of learning outcome. The study did not provide any significant results regarding an influence of verbal cognitive style on learning. In the third study the issues of learner/ system control were addressed, when learning with spoken modality of explanatory text. The results revealed that spoken modality design yielded better outcomes when learning in system-paced design rather than self-paced and with animation rather than static pictures. In the group of highly developed visualizers though, the combination of static pictures, self-pacing and spoken narration led to a decline of learning outcomes and to cognitive overload. Again, there were no significant results regarding the verbal cognitive style. The results of the three studies support the assumption of an important role of cognitive style in learning. They indicate a moderating role of visual cognitive style when learning with dynamic and non-dynamic multimedia. This role depends on the design (self-controlled, system-controlled) and modality of explanations (spoken, written) though. Additionally, the differences in gaze patterns between visualizers and verbalizers shed more light on the way in which these two groups of learners retrieve information from multimedia materials. This doctoral research makes a contribution to theoretical research on multimedia learning and cognitive styles, as well as to practical implications on learning materials’ design and efficient education.

Diese Dissertation umfasst drei quantitative Studien mit insgesamt 464 Teilnehmern. Dabei war das Hauptziel, die Rolle visueller und verbaler kognitiver Stile beim Lernen mit dynamischen und nicht-dynamischen Lernmaterialien zu untersuchen. Die erste Studie enthüllte deutliche Unterschiede in Bezug auf die Art und Weise, in welcher Visualisierer und Verbalisierer statische Bild/Text-Kombinationen analysieren, um von diesen zu lernen. Konkret konzentrieren sich Visualisierer primär auf die Bilder, wohingegen Verbalisierer eher auf die Texte fokussieren. Lernende beider Typen weisen jedoch dabei eine aktive Art des Lernens innerhalb ihrer präferierten Stimuli auf. Entgegen der Erwartungen zeigten Visualisierer jedoch keine Überlegenheit im Umgang mit Bildern im Vergleich zu Verbalisierern, da sie keine schnellere und effektivere Identifikation relevanter Bereiche innerhalb der Bilder erzielten. Indirekt bestätigen jedoch die Ergebnisse, dass Verbalisierer weniger Kompetenzen im Umgang mit Bildinformationen aufwiesen, da sie schneller auf die nicht-informativen Bereiche der Bilder wechselten als die Visualisierer. Obwohl der Wissenstest in Bezug auf den Lernerfolg keine Unterschiede zwischen den beiden Gruppen zeigte, erreichten die Visualisierer bessere Resultate im Verständnistest. Die Ergebnisse der zweiten Studie bestätigten, dass beim Lernen mit einer multimedialen, nichtinteraktiven Lernumgebung eine auditive Erklärung zu besseren Lernergebnissen führt als ein schriftlich dargebotener Text. Zudem konnte ein Einfluss des visuellen kognitiven Stils auf das Lernen mit Texten aufgezeigt werden. Dieser stellt sich durch die Tatsache dar, dass Personen mit einem ausgeprägteren visuellen kognitiven Stil einen besseren Lernerfolg erzielen, wenn eine Kombination aus statischen Bildern und geschriebenem Text verwendet wird. Andererseits kann jedoch eine Kombination aus einem ausgeprägten visuellen kognitiven Stil, Animationen und auditiven Erklärungen wiederum zu einer Verschlechterung des Lernerfolgs führen. Die Studie konnte jedoch keine signifikanten Ergebnisse in Bezug auf den Einfluss verbaler kognitiver Stile auf das Lernen nachweisen. In der dritten Studie ging es um den Einfluss interaktiver Kontrollelemente (selbstgesteuert vs. systemgesteuert) beim Lernen mit auditiven Erklärungen oder schriftlichen Texten. Die Ergebnisse zeigen, dass auditive Erklärungen zu besseren Lernerfolgen führt, wenn systemgesteuert statt selbstgesteuert (also nicht-interaktiv) gelernt wird. Zudem zeigte in diesem Fall die Verwendung von Animationen bessere Resultate als die von statischen Bildern. In der Gruppe der „Visualisierer“ mit ausgeprägtem visuellen kognitiven Stil führte die Kombination von statischen Bildern, selbstgesteuertem Design und auditiv dargebotenen Informationen hingegen zu einer kognitiven Überlastung und einem Rückgang der Lernerfolge. Auch in dieser Studie gab es keine signifikanten Ergebnisse in Bezug auf den verbalen kognitiven Stil. Die Ergebnisse der drei Studien unterstützen die Annahme, dass der kognitive Stil eine wichtige Rolle beim Lernen spielt. Insbesondere der visuelle kognitive Stil scheint einen moderierenden Einfluss beim Lernen mit dynamischen und nicht-dynamischen Medien auszuüben. Dieser Einfluss hängt dabei vom Design (selbstgesteuert vs. systemgesteuert) und der Modalität der Erklärungen (auditiv vs. textuell) ab. Zudem konnte durch die Analyse der Blickmuster zwischen Visualisierern und Verbalisierern ein erweitertes Verständnis darüber gewonnen werden, wie die beiden Gruppen unterschiedlich mit Informationen aus multimedialen Materialien umgehen. Diese Doktorarbeit leistet damit einen Beitrag zur theoretischen Forschung im Bereich des multimedialen Lernens und kognitiver Stile sowie zu praktischen Konsequenzen des Designs von Lernmaterialien zu effektiver Bildung.

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Koc-Januchta, Marta: Does cognitive style make a difference?. consequences of different types of visualization and modalities for learning outcome in relation to visual and verbal cognitive style. 2016.

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