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Krombass, Angela (2010): Learning about biodiversity in a natural history: Empirical studies on cognitive and motivational effects of a computer-based information system. Dissertation, LMU München: Faculty of Biology
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Abstract

Diese Arbeit behandelt die Entwicklung und Evaluation eines computergestützten Informationssystems zum Thema Biodiversität sowie dessen Einsatz mit Schulklassen in einem Naturkundemuseum. Die Erhaltung der biologischen Vielfalt wird als eine der größten Aufgaben für die Menschheit erachtet. Bereits Kinder und Jugendliche sollten an das Thema herangeführt werden, um sie auf umweltgerechtes Entscheiden und Handeln vorzubereiten. Das Thema Biodiversität mit seinen Aspekten Vielfalt der Erbinformationen, Arten und Ökosysteme ist Schülerinnen und Schülern jedoch kaum bekannt. Ziel war es daher, vor allem jungen Menschen mithilfe des computergestützten Informationssystems einen interessanten und informativen Zugang zum Thema Biodiversität bereitzustellen. Der Einsatz von Computern im außerschulischen Unterricht, z.B. in Naturkundemuseen, ist bislang wenig empirisch erforscht. Forschungsbedarf besteht auch in der fachdidaktischen Umsetzung des Themas Biodiversität. Die durchgeführten Untersuchungen werden durch ein Rahmenmodell für das Lernen an außerschulischen Bildungseinrichtungen, das „Contextual Model of Learning“ von Falk und Dierking, theoretisch eingefasst. In der ersten Projektphase wurde das Informationssystem entwickelt und unter Einbindung von über tausend Schülerinnen und Schülern im Alter von zehn bis achtzehn Jahren in Hinblick auf kognitive und motivationale Wirkungen sowie Nutzerfreundlichkeit untersucht. Die Ergebnisse zeigen einen signifikanten Lernzuwachs von Prä- zu Posttest sowie eine gute Akzeptanz und Nutzerfreundlichkeit. Durch Log-Files aufgezeichnete Navigationspfade verweisen auf den Zusammenhang zwischen vorab bekundetem Interesse an Tieren und Pflanzen und tatsächlichem Nutzerverhalten. In der zweiten Projektphase wurden Wissenserwerb und Motivation bei der Nutzung des computergestützten Informationssystems in Verbindung mit den Ausstellungsobjekten des Naturkundemuseums als Feldstudie erforscht. Knapp 150 Schülerinnen und Schüler im Alter von elf bis fünfzehn Jahren nahmen an der Prä-Posttest-Fragebogenstudie teil. Von Arbeitsblättern geleitet, erkundeten die Testpersonen selbstständig das Museum, wobei sie bei bestimmten Aufgabenstellungen freie Wahl hatten zwischen den Medientypen Computer und Ausstellungsobjekt. Durch den gezielten Medieneinsatz wurde den Schülern Basiswissen über das Thema Biodiversität vermittelt; die Arbeitsblätter unterstützten den Lernprozess. Der Computer wurde häufig für Recherchezwecke ausgewählt. Das Informationssystem wurde als lehrreiche und motivierende Ergänzung der Ausstellungsobjekte gewertet. Auf Basis der Forschungsergebnisse bietet diese Arbeit abschließend Hinweise zur Einbindung des Themas Biodiversität in den Unterricht; sie greift noch zu verwirklichende Forschungsaspekte im Bereich Museumslernen auf und diskutiert die Rolle des „Contextual Model of Learning“ für künftige Studien in außerschulischen Bildungseinrichtungen.

Abstract

This thesis addresses the development and evaluation of a computer-based information system on the topic of biodiversity and its subsequent usage with school classes in a natural history museum. Conservation of biological diversity is considered as a major task for humankind. Already young people should become acquainted with the topic to be prepared for future environmental decisions. Students, however, are hardly familiar with biodiversity and its aspects of genetic, species and ecosystem diversity. Therefore, the aim was to provide an interesting and informative access to the topic of biodiversity especially for young people. The use of computers in out-of-school learning settings, e.g. natural history museums, is examined by relatively few empirical studies. Further research is also needed concerning the educational integration of the topic biodiversity. A model for learning in informal settings, the “Contextual Model of Learning” by Falk and Dierking, serves as a theoretical framework for the investigations. In the first project phase, the information system was developed and evaluated with regard to cognitive and motivational effects as well as user-friendliness. More than a thousand students aged ten to eighteen years took part in the evaluation study. The results show significant knowledge gains from pre- to posttest. Additionally, affirmative results concerning motivation and user-friendliness were obtained. Log files which recorded the navigational paths of the computer users demonstrate a positive correlation between subjective interest in animals and plants, as measured during the pretest, and objective user behaviour. In the second project phase, carried out as a field study in a natural history museum, knowledge acquisition and motivation when using the information system in combination with the museum exhibits were investigated. Approximately 150 students aged eleven to fifteen years took part in the pre-posttest-study. Guided by worksheets, the students explored the museum in pairs of two. On certain tasks they were given free choice between computers or museum exhibits. With goal-oriented media-use, the students gained basic knowledge about biodiversity. The computer was frequently selected for inquiry purposes. Worksheets were found to support the learning process. The information system was considered an educationally effective and motivating supplement of the museum exhibits. On the basis of the research results, this work suggests how to include the topic biodiversity into school lessons; it takes up research aspects to be realized in the area of museum learning and discusses the role of the Contextual Model of Learning for future studies in out-of-school settings.