Universität zu Köln

Becker, Lukas Bernhard ORCID: 0000-0002-5716-7739 (2022). Die Kunst, Concept Mapping zu trainieren und einzusetzen: Ein Vergleich unterschiedlicher Ansätze und ihre Bedeutung für kognitive Prozesse, kognitive Belastung und Lernleistung. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Concept Mapping wird als Lernmethode eingesetzt, um kognitive Prozesse der Organisation und Elaboration sowie metakognitive Prozesse bei Lernenden anzuregen und dadurch ihre Lernleistung zu verbessern. Erfolgreiches Lernen mit Concept Mapping erfordert Übung, da durch die unvertraute Anwendung einer Methode häufig eine hohe kognitive Belastung entsteht. Allerdings sind wichtige Parameter wie die Dauer und Intensität eines angemessenen Trainings für eine lerneffektive Anwendung von Concept Mapping noch umstritten. Die Methode wurde zudem bisher meist in einem Setting eingesetzt, in dem der Text den Lernenden während des Concept Mappings zur Verfügung stand (Elaborationssetting). In anderen Studien wurde die Methode jedoch basierend auf den Erkenntnissen zur Lernwirksamkeit von Abrufprozessen in einem Setting eingesetzt, in dem der Text während der Concept Map-Erstellung nicht verfügbar war (Retrievalsetting). Aufgrund uneinheitlicher Lernwirksamkeitsbefunde zum Concept Mapping ist davon auszugehen, dass das Training und die Textverfügbarkeit die für das Lernen notwendigen (meta)kognitiven Prozesse beeinflussen könnten. Zur Steigerung der Lernwirksamkeit des Trainings und Einsatzes von Concept Mapping wurde in zwei Studien untersucht, ob Lernende, die ein spezifisches Training erhalten, erfolgreicher im Lernen mit Concept Mapping sind als solche, die auf andere Weise an die Methode herangeführt werden. Ferner sollte herausgefunden werden, wie lerneffektiv der Einsatz des Concept Mappings in einem Elaborationssetting im Vergleich zum Retrievalsetting ist. Die erste Studie wurde mit N = 73 Studierenden durchgeführt und diente der Untersuchung von drei unterschiedlichen Trainingsansätzen. In der zweiten Studie mit N = 93 Studierenden wurden die Erkenntnisse der ersten Studie aufgegriffen und zwei Trainingsgruppen verglichen. Außerdem wurde die Textverfügbarkeit in der anschließenden Lernphase manipuliert, um herauszufinden, ob mögliche Effekte der beiden Settings von der Dauer und Intensität eines vorangegangenen Methodentrainings im Concept Mapping abhängen. Die Ergebnisse beider Studien geben Hinweise darauf, dass sich ein mehrwöchiges Training mit Scaffolding und Feedback positiv auf den Wissenserwerb und die Concept Mapping-Fertigkeiten auswirkt. Die Ergebnisse hinsichtlich der kognitiven Belastung sind uneindeutig. Ein Retrievalsetting führte, entgegen den Erwartungen, zu mehr Elaboration, jedoch hatte dies keinen Einfluss auf die Lernleistung. Dies könnte, trotz signifikanter Gruppenunterschiede, an dem generell niedrigen Maß an Elaboration gelegen haben. Ferner deuten die Ergebnisse der zweiten Studie darauf hin, dass ein Retrievalsetting metakognitive Prozesse anregt und zu einer akkurateren Einschätzung der eigenen Lernleistung führt. Concept Mapping sollte daher extensiv und mit Lernhilfen trainiert und für eine Förderung metakognitiver Prozesse ein Retrievalsetting gewählt werden.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated title:	Title Language The Art of Training and Using Concept Mapping: A Comparison of Different Approaches and Their Relevance for Cognitive Processes, Cognitive Load, and Learning Success English
Translated abstract:	Abstract Language Concept mapping is used as a learning method to stimulate cognitive processes of organization and elaboration as well as metacognitive processes in learners and thereby improve their learning performance. Successful learning with concept mapping requires practice, as unfamiliarity with a method often results in high cognitive load. However, important parameters such as the duration and intensity of appropriate training for a learning effective use of concept mapping are still debated. Moreover, the method has mostly been used in a setting where the text was available to learners during concept mapping (elaboration setting). However, in other studies, based on the findings on the learning efficacy of retrieval processes, the method has been used in a setting where the text was not available during concept mapping (retrieval setting). Based on inconsistent learning efficacy findings on concept mapping, it can be assumed that training and text availability might influence the (meta)cognitive processes necessary for learning. To increase the learning effectiveness of the training and use of concept mapping, two studies investigated whether learners who receive specific training are more successful in learning with concept mapping than those who are introduced to the method in other ways. Furthermore, the aim was to find out how effective the use of concept mapping is in learning in an elaboration setting compared to a retrieval setting. The first study was conducted with N = 73 students and served to investigate three different training approaches. In the second study with N = 93 students, the findings of the first study were taken up and two training groups were compared. In addition, text availability in the subsequent learning phase was manipulated to determine whether possible effects of the two settings depended on the duration and intensity of a previous method training in concept mapping. The results of both studies provide evidence that several weeks of training with scaffolding and feedback have a positive effect on knowledge acquisition and concept mapping skills. Results regarding cognitive load are equivocal. A retrieval setting led to more elaboration, contrary to expectations, but this had no effect on learning performance. This could have been due to the generally low level of elaboration, despite significant group differences. Furthermore, the results of the second study suggest that a retrieval setting stimulates metacognitive processes and leads to a more accurate assessment of one’s own learning performance. Concept mapping should therefore be trained extensively and with learning aids, and a retrieval setting should be chosen to promote metacognitive processes. English
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Becker, Lukas Bernhard l.becker.uzk@posteo.de orcid.org/0000-0002-5716-7739 UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-610789
Date:	2022
Language:	German
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Mathematics and Science Education > Institute of Biology Education
Subjects:	Education Natural sciences and mathematics Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Concept Mapping UNSPECIFIED Lernstrategietraining German Wissenserwerb German bedeutungsvolles Lernen German Elaboration UNSPECIFIED Organisation German Abruf German Zellbiologie German learning strategy training English meaningful learning English retrieval practice English cell biology English
Date of oral exam:	1 March 2022
Referee:	Name Academic Title Großschedl, Jörg Prof. Dr. Bruckermann, Till Prof. Dr.
Funders:	Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG; GR 47632-1)
Projects:	Lernstrategietraining im Concept Mapping: Bedeutung für kognitive Belastung, kognitive Prozesse und Lernleistung
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/61078