Forschung

Die Forschungsschwerpunkte am Lehrstuhl für Lehren und Lernen mit Digitalen Medien beziehen sich generell auf pädagogisch-psychologische Aspekte der Digitalen Medien in unterschiedlichsten Lehr-Lern-Kontexten und sind damit zugleich auch Lehrinhalte. Anhand kognitionspsychologisch orientierter Grundlagenforschung sollen Aussagen über adäquate Fördermaßnahmen zum Lehren und Lernen mit Digitalen Medien abgeleitet werden, die dann im Feld hinsichtlich ihrer Wirkung und Wirksamkeit evaluiert werden.

 

Forschungsprojekte

Laufende Projekte

  • DigitUS – Digitalisierung von Unterricht in der Schule, 2019 - 2022
    Verbundprojekt gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF: 01JD1830E)
    Zentrales Ziel des Verbundvorhabens ist eine Förderung des erfolgreichen Einsatzes digitaler Medien im Unterricht unter Betrachtung relevanter Prozesse auf und zwischen mehreren Ebenen (Schuladministration, Schulleitung, Lehrkräfte, Schülerinnen und Schüler). Im Rahmen des Projektes wird ein theoretisches Rahmenmodell von Bedingungsfaktoren für einen erfolgreichen Einsatz digitaler Medien entwickelt und empirisch mittels Feldstudien überprüft. Dabei wird der erfolgreiche Einsatz digitaler Medien über eine Prozessdimension (hochwertige Lernaktivitäten) und über eine Ergebnisdimension (Kompetenzerwerb) gemessen. Ein weiteres Ziel des Projektes ist die Untersuchung der Unterstützung des erfolgreichen Einsatzes digitaler Medien durch schulinterne und schulübergreifende Lerngemeinschaften am Beispiel der MINT-Fächer. Die Untersuchung erfolgt an insgesamt 84 allgemeinbildenden Schulen der Sekundarstufe I in Bayern, Nordrhein-Westfalen und Sachsen-Anhalt, wobei in 4 Teilstudien unterschiedliche Teilstichproben und Forschungsdesigns zugrunde gelegt werden. 
    Projektleiter und weitere Antragssteller sind: Prof. Dr. Frank Fischer (Verbundkoordinator), Ludwig-Maximilians-Universität München, Lehrstuhl für Empirische Pädagogik und Pädagogische Psychologie; PD Dr. Karsten Stegmann, Ludwig-Maximilians-Universität München, Lehrstuhl für Empirische Pädagogik und Pädagogische Psychologie; Prof. Dr. Birgit Neuhaus, Ludwig-Maximilians-Universität München, Didaktik der Biologie; Prof. Dr. Stefan Ufer, Ludwig-Maximilians-Universität München, Mathematikdidaktik; Prof. Dr. Cornelia Gräsel, Bergische Universität Wuppertal, Lehr-, Lern- und Unterrichtsforschung; Prof. Dr. Martin Lindner, Martin-Luther-Universität Halle Wittenberg, Didaktik der Biologie; Dr. Karin Oechslein, Staatsinstitut für Schulqualität und Bildungsforschung München; Prof. Dr. Claudia Nerdel, Technische Universität München, Fachdidaktik Life Sciences; Prof. Dr. Maria Bannert, Technische Universität München, Susanne Klatten-Stiftungslehrstuhl für Lehren und Lernen mit Digitalen Medien; Viktoria Schmidt-Schmiedebach, M.A., Technische Universität München, Susanne Klatten-Stiftungslehrstuhl für Lehren und Lernen mit Digitalen Medien.
  • FLoRA—Facilitating Self-Regulated Learning with Personalized Scaffolds on Student’s own Regulation Activities, 2019 - 2022
    Project funded by Open Research Area for the Social Sciences (ORA; DFG: BA2044/10-1)
    Education has been geared towards students’ ability to regulate their own learning within technology-enhanced learning environments (TELs). Prior research has shown that self-regulated learning (SRL) leads to better learning performance but students often experience difficulties to adequately self-regulate their learning. They can be supported by instructional scaffolds which consequently improve learning outcomes. However, scaffolds are often not standardized and individualized. Learning analytics and machine learning offer an approach to better understand SRL-processes during learning. Yet, current approaches lack validity or require extensive analysis after the learning process. This project aims to advance support given to students by i) improving unobtrusive data collection and machine learning techniques to gain better measurement and understanding of SRL-processes and ii) using these new insights to facilitate student’s SRL by providing personalized scaffolds. The researchers involved will reach this goal by conducting exploratory, laboratory, and field studies, in which they investigate and improve trace data and subsequently develop and test personalized scaffolds based on individual learning processes. Their joint expertise in the fields of self-regulated learning and learning analytics provide superior opportunities to develop and test more powerful adaptive educational technologies. 
    Applicants and research partners are: Prof. Dr. Maria Bannert, Technische Universtät München (TUM), TUM School of Education, Susanne Klatten Endowed Chair for Teaching and Learning with Digital Media, Germany; Dr. Inge Molenaar, Radboud University Nijmegen, Behavioral Science Institute, Learning and Plasticity group, Department of Pedagogics and Educational Sciences, The Netherlands; Prof. Dragan Gasevic, University of Edinburgh, Moray House School of Education and School of Informatics, United Kingdom; Prof. Johanna Moore, University of Edinburgh, Human Communication Research Centre, United Kingdom 
    Contact persons: Prof. Dr. Maria Bannert, Dr. Katharina Engelmann, Kia Puay Lim, M.Ed.
  • Be-IT-Ink - Berufliches Immersives Training für Inklusion,Teilvorhaben: "Forschungsstand und Evaluation", 2018 - 2020 
    Projekt gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und dem Europäischen Sozialfonds der Europäischen Union (BMBF: 01PE18009C) 
    Gesamtziel des Vorhabens ist es, durch den Einsatz der digitalen Technologien Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) Auszubildende mit Lernbehinderungen dabei zu unterstützen, bestimmte Defizite abzubauen und ihnen damit den Zugang zum ersten Arbeitsmarkt zu erleichtern. Für diese Themenfelder werden digitale Anwendungen auf der Basis von AR/VR entwickelt und in mehreren Handwerksunternehmen in der Praxis erprobt. Das Teilvorhaben auf Seiten der TUM arbeitet hierzu den aktuellen Forschungsstand auf. Darüber hinaus wird der Einsatz dieser innovativen Lernumgebungen fundiert evaluiert. 
    Weitere Antragsteller und Kooperationspartner sind: Zeitbild, Kolping-Berufsbildungswerk Brakel, Kolping-Schulwerk Gütersloh, Wieneke Metallbau, Warning Metalltechnik, Meinolf Gockel GmbH & Co. KG, VISCOPIC.
     
  • EARLI-Centre for Innovative Research (E-CIR): “Measuring and Supporting Student’s Self-Regulated Learning in Adaptive Educational Technologies“, 2015 - 2019, Verlängerung 2019 - 2021
    Das allgemeine Ziel eines EARLI-Centre for Innovative Research ist es, innovative Lehr-Lern-Forschung auf internationaler Ebene anzustoßen, um hieraus wei­tere internationale Forschungskooperationen und -anträge zu fördern. In dem von der European Association for Research on Learning and Instruction für vier Jahre bewilligten Projekt geht es darum, Analysemethoden für die beim Lernen mit digitalen Medien erfassten online-Daten zu evaluieren und weiter zu entwickeln. Die valide Analyse solcher Daten, die etwa bei der Navigation in online-Lernumgebungen in Logfiles, beim lauten Denken oder bei der Registrierung des Blickverhaltens während des Lernens erfasst werden, sollen tiefergehende Auskünfte über unterschiedliche Lernprozesse und -probleme beim Lernen mit digitalen Medien geben. Hierzu werden zweimal jährlich Treffen der beteiligten Forschungszentren in Leuven/Belgien stattfinden. Geplant sind – neben dem intensiven wissenschaftlichen Austausch – gemeinsame Publikationen und Projektanträge zu dieser innovativen Forschungsthematik zu verfassen.
    Weitere Antragsteller und Kooperationspartner sind: Prof. Inge Molenaar (Leitung), Radboud University Nijmegen, Behavioural Science Institute, Learning and Plasticity group, Department of  Pedagogics and Educational Sciences, The Netherlands; Prof. Sanna Järvela, University of Oulu, Learning and Educational Technology Research Unit (LET), Department of Educational Sciences and Teacher Education, Finland; Prof. Roger Azevedo, North Carolina State University, Chancellor's Faculty Excellence Program Cluster in Digital Transformation of Education: Laboratory for the Study of Metacognition and Advanced Learning Technologies, Department of Psychology, USA; Prof. Dragan Gasevic, University of Edinburgh, Moray House School of Education and School of Informatics, United Kingdom.
  • Clearing House Unterricht, seit 2015
    Das Clearing House Unterricht versteht sich als Schnittstelle zwischen Bildungsforschung und Bildungspraxis und richtet sich an Lehrerbildner in allen Phasen der Lehrerausbildung. Ziel ist es, aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse zu effektivem MINT-Unterricht zusammenzufassen und für die Lehrerbildung zielgruppengerecht aufzubereiten. Damit leistet das Clearing House Unterricht einen wichtigen Beitrag, um die wissenschaftliche Grundlage für die Lehrerbildung und das evidenzbasierte Handeln von Lehrkräften zu verbessern und kontinuierlich auszubauen. Der Fokus liegt auf dem zentralen Themenfeld des Unterrichts in den MINT-Fächern.
  • Toolbox Lehrerbildung, seit 2015
    Das Teilprojekt zählt zum Fakultätsprojekt „Teach@TUM“ der Qualitätsoffensive Lehrerbildung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Die online-basierte, öffentlich zugreifbare „Toolbox Lehrerbildung: Lehren und Lernen im digitalen Zeitalter“ soll universitäre Lehrveranstaltungen ergänzen und darüber hinaus zur Fortbildung geeignet sein. In der geplanten Toolbox sollen didaktisch begleitete Lehr-Lern-Module auf der Basis digitaler Medien bereitgestellt werden, die es erlauben Bezüge zwischen Fach, Fachdidaktik, Erziehungswissenschaft und Schulpraxis herzustellen.
  • Förderung von Metakognition, Metacomprehension und Lernerfolg, seit 2012
    Ziel dieses Projektes ist es, durch verschiedene Maßnahmen das Überwachen des eigenen Lernens bei Studierenden zu verbessern und sie darin zu unterstützen, ihre Erfahrungen beim weiteren Lernen entsprechend zu berücksichtigen. Beispielsweise könnten genauere Einschätzungen des eigenen Lernfortschritts zu einer adäquaten Zeitplanung führen, was wiederum die Leistung positiv beeinflussen könnte. Verschiedene Maßnahmen sollen diesbezüglich untersucht werden.
  • Einfluss von Emotionen und Emotionsregulation auf das Lernen, seit 2012
    Emotionales Erleben während Lernsituationen wird als wichtiger Einflussfaktor auf den Lernerfolg und die subjektive Lernbewertung angesehen. Ziele dieser Forschungsarbeit sind die multimodale Erfassung und Beschreibung von potentiell lernerfolgsdienlichen bzw. -hinderlichen emotionalen Zuständen sowie die Untersuchung des Einflusses der Fähigkeit, auftretende Emotionen funktional, d.h. der eigenen Motivlage dienlich, zu regulieren.

 

Abgeschlossene Projekte

  • Förderung des Lernprozesses und Lernerfolgs durch selbst konstruierte metakognitive Prompts, 2014 - 2016
    Projekt gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG: BA2044/7-2)
    In diesem Forschungsprojekt wird die Wirksamkeit von selbst-gestaltbaren Lernhilfen (metakognitiven Prompts) untersucht. Ziel ist, die lernförderlichen Effekte von verschiedenen metakognitiven Promptarten anhand experimenteller Untersuchungen zu erforschen. Damit soll diese instruktionale Förderart weiter optimiert und darüber hinaus vorhandene theoretische Ansätze zum selbstregulierten Lernen mit Neuen Medien weiterentwickelt werden.
  • Metakognition beim Lernen mit Texten - Führt Disfluency zu besseren Einschätzungen, besseren Control-Prozessen und besserer Leistung? 2014 - 2015
    Projekt gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG: Me4456/2-1) 
    Waren Sie schon mal enttäuscht über eine schlechte Note, die Sie nicht erwartet hatten? Dann sind Sie damit nicht allein: Studien zeigen, dass sich Personen bezüglich ihres Lernerfolgs oft falsch einschätzen. Um sich jedoch gut auf eine Prüfung vorbereiten zu können, ist es wichtig, sich und seinen Leistungsstand genau einzuschätzen. Zu wissen, welches Material noch weiteren Lernens bedarf ist beispielsweise wichtig, um seine Zeit entsprechend einteilen zu können. Deshalb soll in diesem Projekt untersucht werden, wie man diese Einschätzungen verbessern kann, um somit den Lernprozess und den Lernerfolg zu verbessern. Dazu werden im Multimedialabor die Blickbewegungen beim Lernen mit Texten erfasst. Diese sollen Anhaltspunkte dafür geben, wie Personen beim Lernen vorgehen, auf welchen Grundlagen sie Einschätzungen vornehmen, und wie man diese verbessern kann.
    Ansprechpartner: Dr. Christoph Mengelkamp & Dr. Elisabeth Pieger
  • Lernen mit Pädagogischen Agenten in virtuellen Lernwelten, 2013 - 2014
    Von der DFG geförderte internationale Forschungskooperation mit Prof. Dr. Roger Azevedo am Laboratory for the Study of Metacognition and Advanced Learning Technologies (S.M.A.R.T.Lab) an der McGill University, Montreal, Canada, (DFG: BA2044/8-1) 
    Die Forschungskooperation mit Prof. Dr. Roger Azevedo verfolgt das Ziel, das Lernen mit pädagogischen Charakteren in virtuellen Lernwelten zu untersuchen. Dabei stehen die folgenden beiden, für die Lehr-Lern- und Qualifikationsforschung besonders relevanten Forschungsfragen im Fokus: Welche kognitiven, motivationalen und emotionalen Anforderungen stellen virtuelle Lernumgebungen an die Lernenden und wie kann das Lernen durch systematische Instruktionsmaßnahmen in Form von Pädagogischen Agenten unterstützt werden?
  • Lernförderung durch Prompting metakognitiver Lernaktivitäten in computerunterstützten Lernumgebungen, 2012 - 2014
    Projekt gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG: BA2044/7-1)
    In diesem Forschungsprojekt wird die Wirksamkeit von selbst-gestaltbaren Lernhilfen (metakognitiven Prompts) untersucht. Ziel ist es, anknüpfend an eigene Vorarbeiten, die lernförderlichen Effekte von verschiedenen metakognitiven Promptarten anhand experimenteller Untersuchungen zu erforschen. Damit soll diese instruktionale Förderart weiter optimiert und darüber hinaus vorhandene theoretische Ansätze zum selbstregulierten Lernen mit Neuen Medien weiterentwickelt werden.
  • Analyse von individuellen Lernregulationsprozessen, 2011 - 2015
    Kooperationsprojekt mit Prof. Peter Reimann, University of Sydney, Australia In diesem Projekt werden Lernprozesse beim Lernen mit Hypermedia anhand von Process Mining Tools analysiert. Damit soll überprüft werden, inwieweit suboptimales Lernverhalten instruktional modifiziert werden kann.
  • APPrompt – Mobile Lernförderung durch Apps, 2011 - 2015 
    Selbstreflektion ist eine wichtige Komponente des Selbstregulierten Lernens, welches wiederum eine wichtige Komponente des Studierens darstellt. Ziel von APPrompt ist es, durch mobile Prompts die Reflektion des eigenen Lernverhaltens bei Studierenden anzuregen und dadurch das Lernverhalten zu optimieren. Dazu wird eine Web-App eingesetzt, um den Studierenden einen möglichst flexiblen Zugang zur unterstützenden Maßnahme einzuräumen.
  • Selbst-vs. Systemsteuerung beim Lernen mit Animationen, 2011 - 2015
    Gemäß dem Interaktivitätsprinzip sollen Lernende beim Lernen mit Animationen selber die Animation steuern können, also die Animation stoppen, vor- und zurückspulen können. In diesem Forschungsprojekt soll untersucht werden, ob und unter welchen Bedingungen selbstgesteuerte Animationen zu höherem Lernerfolg führen als systemgesteuerte Animationen. Dabei werden zunächst Merkmale der Lernenden wie Vorwissen oder Intelligenz als Bedingung untersucht. Des Weiteren wird die Frage verfolgt, ob die Selbststeuerung der Animation den Lernerfolg verbessert, weil die dargebotene Information auf die momentane mentale Repräsentation des Lernenden abgestimmt werden kann, oder ob vielmehr die Informationsdarbietung generell, d.h. auch für andere Lernende, optimiert wird. Hierzu werden Aufzeichnungen der selbstgesteuerten Animationen eines Lerners jeweils einem anderen passiven Lerner vorgespielt. Ziel des Projektes ist es, Theorien zum Selbstregulierten Lernen auf das Lernen mit Animationen anzuwenden und die Theorien so weiter zu entwickeln.
  • Analyse und Unterstützung der Gruppenregulation in virtuellen Lernumgebungen, 2008 - 2010 
    Von der DFG gefördertes Kooperationsprojekt mit Prof. Peter Reimann, University of Sydney, Australia, (DFG: BA2044/5-1)
    In diesem Forschungsprojekt wird die Regulation in virtuellen Kleingruppen mit Hilfe aktueller „Process Mining Tools“ analysiert und verschiedene Formen der Gruppenunterstützung anhand von Regulationsskripts konzipiert und evaluiert.
  • Cognitive Load beim multimedialen Lernen, 2008 - 2011
    Von der DFG gefördertes Kooperationsprojekt mit Prof. John Sweller, University of New South Wales, Australia (DFG: BA2044/5-1)
    Dieses Forschungsprojekt beschäftigt sich mit der Erfassung der kognitiven Belastung beim multimedialen Lernen. Derzeit wird die Bedeutung visueller und auditiver Zweitaufgaben (Dual Task Paradigma) sowie die Rolle selbstregulativer Lernkompetenzen experimentell untersucht. Die Ergebnisse sollen Empfehlungen für eine optimale Gestaltung von multimedialen Medien liefern.
  • Unterstützung der Fahrausbildung durch Fahrsimulatoren und Lernsoftware, 2008 - 2010
    Forschungsprogramm Straßenverkehrssicherheit der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt: FE82.306/2006)
    Allgemeines Ziel des Forschungsprojektes war die empirische Abklärung der Potentiale neuer Lerntechnologien und digitaler Medien für die Unterstützung der Fahranfängervorbereitung bezüglich der Vermittlung fahraufgabenrelevanter kognitiver Fertigkeiten. Das Projekt wurde in Kooperation mit Prof. Dr. Josef Krems, Allgemeine Psychologie und Arbeitspsychologie, TU Chemnitz, bearbeitet.
  • Einfluss von Motivation auf Wissenserwerbsprozesse und Wissenserwerb in computerunterstützten kooperativen Lernumgebungen, 2007 - 2008
    Projekt gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG: BA2044/4-1)
    Ziel des Forschungsprojektes war es, den Einfluss von Motivation auf Lernaktivitäten und -ergebnisse in virtuellen Lernumgebungen nachzuweisen, indem sowohl individuelle als auch kooperative Lernphasen erfasst und analysiert werden. Dabei wurden verschiedene Motivationsmaße vor, während und nach den beiden Lernphasen erhoben und sowohl zu individuellen und kooperativen Lernaktivitäten als auch zum Wissenserwerb in Beziehung gesetzt. Dadurch sollen erstmals motivationale Einflussgrößen auf Wissenserwerbsprozesse und Wissenserwerb sowie maßgebliche Mediatoren identifiziert werden, um valide Empfehlungen für motivationale Förderansätze des CSCL zu ermöglichen.
  • Change Management in der Hochschule zur nachhaltigen Integration von eLearning, 2007 - 2008
    Projekt gefördert vom Sächsischen Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst (SMWK: Projektnummer: 273714)
    Das Ziel des Projektes war es, für die hochschulweite Implementierung von eLearning als Bildungsinnovation die entsprechenden notwendigen Veränderungen in Bezug auf die Didaktik, Kultur, Organisation, Technologie und Ökonomie der universitären Ausbildung zu bestimmen und schrittweise diese Veränderungen zu unterstützen und zu realisieren. Damit soll das strategische Ziel der Hochschule – die Verbesserung der Qualität und Effizienz der Aus- und Weiterbildung – durch entsprechende Maßnahmen unterstützt werden.
  • Einsatz von computergestützten Medien und Fahrsimulatoren in Fahrausbildung, Fahrerweiterbildung und Fahrerlaubnisprüfung, 2007
    Forschungsprogramm Straßenverkehrssicherheit der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt: FE89.0174/2006/AP).
    Das Projekt wurde in Kooperation mit Prof. Dr. Josef Krems, Allgemeine Psychologie und Arbeitspsychologie, TU Chemnitz, bearbeitet.
  • Konzeption und Entwicklung eines Informationssystems zum Thema Datenfusion von Sensordaten zur aktiven Sicherheit in Fahrzeugen, 2006 - 2007 
    Kooperation mit der Professur Nachrichtentechnik innerhalb des EU-Forschungsprojekts PReVENT: SASPENCE SafeSpeed and SafeDistance (429571-413301-53).

Weitere Projekte finden Sie unter den jeweiligen Mitarbeiterseiten.