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Improving the Quality of E-Learning by Enhancing Self-Regulated Learning. A Synthesis of Research on Self-Regulated Learning and an Implementation of a Scaffolding Concept.

Benz, Bastian F. :
Improving the Quality of E-Learning by Enhancing Self-Regulated Learning. A Synthesis of Research on Self-Regulated Learning and an Implementation of a Scaffolding Concept.
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2010)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Improving the Quality of E-Learning by Enhancing Self-Regulated Learning. A Synthesis of Research on Self-Regulated Learning and an Implementation of a Scaffolding Concept.
Language: English
Abstract:

Until this day, e-learning scenarios have not been able to meet the great expectations that have been put on them. From a psychological point of view, one of the reasons for previously disappointing results is the high degree of freedom that e-learning scenarios confront individuals with. The concept of self-regulated learning (SRL) provides a framework for improving the quality of learning in environments of high self-determination. Following the assumption that the deployment of SRL processes during learning is an indicator for a learning process of high quality, which in turn entails a learning outcome of high quality, scientists have created a variety of SRL interventions. In line with this research, the main goal of this dissertation was to improve the quality of e-learning, applying learning on the World Wide Web (WWW) as a specific scenario, by enhancing individuals’ deployment of SRL processes. As a first study, synthesizing past SRL research, a meta-analysis was conducted to evaluate the relevance of SRL for the quality of learning, and to quantify the impact of SRL interventions on academic achievement. Another aim was to provide guidance for future SRL research by identifying features of SRL interventions that have proven to be effective as well as features that have lacked effectiveness and escaped attention in the past. Putting special effort into identifying unpublished dissertations in order to avoid a publication bias, a pool of 39 studies that reported 44 independent treatments was established. Applying a random effects model, a weighted mean effect of SRL interventions on academic performance of ΔˉGlass = .45 was determined. One-way moderator analyses identified peer-review status, research design, instance of delivery, and age of participants as influential variables. In further analyses, when combining heterogeneous categories of moderators to establish homogeneous subgroups, it was found that treatments focusing on the metacognitive and cognitive layers, strategy instructions, and interventions within a mathematical domain were most effective for young learners between the ages of 9 and 14. With regard to computer-based interventions, nonsignificant effects on performance were revealed. Aiming to improve the quality of e-learning, the author simultaneously developed a concept for providing SRL support. Following an indirect approach of assistance, the core of the concept was to optimize the learning environment by providing learners with scaffolds that served as tools that could be used to complete a learning task and that simultaneously induced the deployment of six metacognitive processes in the three cyclical phases of learning. Aiming to provide learners with more intensive guidance, an extended concept also included administering additional prompts. The sketched scaffolding concept was realized by implementing the Firefox extension E-Learning knoWledge Management System (ELWMS). The second study of this dissertation served to evaluate whether working with ELWMS enhanced the quality of the learning process and the learning outcome. Randomly assigned to four conditions, N = 64 participants learned on Wikipedia about Classical Antiquity for 45 min. The two experimental groups were equipped with the standard version of ELWMS, and were either free to apply the scaffolds of their own accord or received two additional prompts, whereas the two control groups worked with the standard version of Firefox. The quality of the learning process was evaluated by a self-developed context-specific SRL self-report questionnaire. In addition, participants’ overt actions were assessed by generating log data and by conducting qualitative analyses of screen recordings. The quality of the learning outcome was evaluated by a self-developed achievement test, applied as a pretest and a posttest, and by determining the quality of the created structure. Results revealed positive effects of the scaffolding concept on the quality of the learning process, and ambiguous effects of additional prompting. The third study of this dissertation served to provide further insight into the effectiveness of the sketched scaffolding concept with an elaborated study design. Equipped with the second generation of ELWMS, learners of experimental groups were either free to apply the scaffolds of their own accord or received additional intensive prompting of six processes that were considered to enhance achievement. To be able to generate comparable log data for all conditions, the control group worked with a downgraded version of ELWMS that did not provide metacognitive support. Before learning on Wikipedia about Classical Antiquity for 45 min, all N = 108 participants had to complete a web-based training on ELWMS. The quality of the learning process was evaluated by applying a revised context-specific SRL self-report questionnaire that was synchronized with an advanced and optimized method of collecting log data. In further qualitative analyses, logged overt actions were assigned a rating of relevance. The quality of the learning outcome was evaluated by a revised achievement test, applied as a pretest and a posttest, and by determining the quality of the created structure. In line with the second study, results revealed positive effects of the scaffolding concept on the quality of the learning process. This effect was enhanced by additional intensive prompting. In whole, this dissertation presents evidence that enhancing SRL improves the quality of learning and provides a path for creating effective SRL interventions. By applying a complex multimethod approach, it further proposes a promising concept for inducing SRL processes in e-learning.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
E-Learning Szenarien sind in der Vergangenheit oft hinter den großen Erwartungen, die in sie gesetzte wurden, zurück geblieben. Aus psychologischer Sicht lassen sich diese enttäuschenden Ergebnisse durch die große Freiheit, der Individuen beim E-Learning begegnen, erklären. Das Konzept des selbstregulierten Lernens (SRL) bietet einen Ansatz zur Verbesserung der Lernqualität in Szenarien, die den Lernenden ein hohes Maß an Eigenverantwortung übertragen. Es wird postuliert, dass die Ausführung von SRL Prozessen während des Lernens ein Indikator für einen qualitativ hochwertigen Lernprozess darstellt, der wiederum ein qualitativ hochwertiges Lernergebnis nach sich zieht. Dieser Annahme folgend haben Wissenschaftler eine große Bandbreite an SRL Interventionen entwickelt. Anknüpfend an diese Forschung war es das Hauptziel dieser Dissertation, eine Qualitätsverbesserung im E-Learning durch die Förderung von Selbstregulationsprozessen zu erreichen. Das Lernen im World Wide Web (WWW) diente dabei als Anwendungsszenario. In der ersten Studie dieser Dissertation erfolgte eine Synthese der bestehenden SRL Forschung. Ziel war zum einen die Evaluation der Relevanz des SRL Ansatzes für die Lernqualität. Dabei sollte der Effekt von SRL Interventionen auf akademische Leistung quantifiziert werden. Zum anderen stand die Erarbeitung einer Leitlinie für die zukünftige SRL Forschung im Mittelpunkt. Zu diesem Zweck wurden Studieneigenschaften identifiziert, die sich in der Vergangenheit als effektiv bzw. ineffektiv erwiesen haben oder keine Beachtung fanden. Bei der Generierung des Studienpools, der aus 39 Studien und 44 unabhängigen Treatments bestand, wurde besonderes Augenmerk auf die Identifikation von unpublizierten Dissertationen zur Vermeidung einer Publikationsverzerrung (publication bias) gelegt. Die Integration der Studieneffekte erfolgte unter Verwendung eines Modells zufallsvariabler Effekte. Es konnte eine gewichtete mittlere Effektstärke von SRL Interventionen auf akademische Leistung von ΔˉGlass = .45 ermittelt werden. Mithilfe einfaktorieller Moderatorenanalysen wurden Peer-Review Status, Studiendesign, Vermittlungsinstanz und Alter der Teilnehmer/innen als einflussreiche Variablen identifiziert. Mit dem Ziel der Bildung homogener Subgruppen wurden des Weiteren heterogene Moderatorkategorien mit weiteren Moderatoren kombiniert. Dabei konnten Treatments, die sowohl eine metakognitive als auch eine kognitive Förderung realisieren, Strategievermittlungen und Interventionen im mathematischen Kontext als besonders effektiv identifiziert werden, wenn sie an jungen Lernern zwischen 9 und 14 Jahren durchgeführt wurden. Für computerbasierte Interventionen wurden keine signifikanten Effekte gefunden. Zur Verbesserung der Qualität im E-Learning entwickelte der Autor parallel ein Konzept, das entsprechend eines indirekten Unterstützungsansatzes auf die Optimierung der Lernumgebung abzielte. Kern des Konzepts war die Bereitstellung von Lernerunterstützungen (scaffolds), die sowohl als Werkzeug zur Bearbeitung einer Lernaufgabe verwendet werden können als auch die Ausführung von 6 metakognitiven Prozessen in den drei zyklischen Phasen des Lernens induzieren. Mit dem Ziel der Applikation einer intensiveren Unterstützung sah ein erweitertes Konzept außerdem die Darbietung zusätzlicher Prompts vor. Das beschriebene Unterstützungskonzept wurde durch die Entwicklung der Firefoxerweiterung E-Learning knoWledge Management System (ELWMS) realisiert. Die zweite Studie dieser Dissertation diente zur Untersuchung des Einflusses der entwickelten ELWMS Software auf die Qualität des Lernprozesses und des Lernergebnisses. N = 64 Probanden lernten 45 Minuten auf Wikipedia zum Thema Antike und waren dabei vier Versuchsgruppen zufällig zugeordnet. Die Experimentalgruppen waren mit ELWMS ausgestattet, wobei sie entweder frei über die Verwendung der Scaffolds verfügen konnten oder durch zwei Prompts zusätzliche Unterstützung erfuhren. Die Kontrollgruppen arbeiteten mit der Standardversion des Firefox. Die Qualität des Lernprozesses wurde mithilfe eines selbstentwickelten kontextspezifischen SRL Fragebogens erhoben. Zusätzlich wurden die beobachtbaren Aktionen der Versuchspersonen durch die Generierung von Logdaten und durch qualitative Analysen der Monitoraufzeichnungen untersucht. Die Qualität des Lernergebnisses wurde durch einen selbstentwickelten Leistungstest, der sowohl vor als auch nach der Lernphase appliziert wurde, und durch die Ermittlung der Qualität der erstellten Struktur erhoben. Die Ergebnisse zeigten positive Effekte des vorgeschlagenen Unterstützungskonzepts auf die Qualität des Lernprozesses. Effekte des zusätzlichen Promptings waren uneindeutig. Ziel der dritten Studie dieser Dissertation war es, mithilfe eines überarbeiteten Studiendesigns einen tieferen Einblick in die Effektivität des beschriebenen Unterstützungskonzepts zu erlangen. Die Experimentalgruppen waren mit der zweiten Generation der ELWMS Software ausgestattet, wobei sie entweder frei über die Verwendung der Scaffolds verfügen konnten oder zusätzlich ein intensives Prompting zur Ausführung sechs leistungsfördernder Prozesse erhielten. Mit dem Ziel der Generierung vergleichbarer Logdaten in allen Versuchsbedingungen wurde die Kontrollgruppe mit einer Basisvariante der ELWMS Software, die keine metakognitive Unterstützung bereitstellte, ausgestattet. Bevor die N = 108 Probanden 45 Minuten auf Wikipedia zum Thema Antike lernten, absolvierten sie ein web-basiertes Training zur Verwendung der ELWMS Software. Die Qualität des Lernprozesses wurde durch einen überarbeiteten kontextspezifischen SRL Fragebogen erhoben, der mit der weiterentwickelten Methodik zur Erhebung von Logdaten synchronisiert war. In weiteren Analysen wurden die geloggten Aktionen einer qualitativen Analyse unterzogen. Die Qualität des Lernergebnisses wurde durch einen überarbeiteten Leistungstest sowie durch die Ermittlung der Qualität der erstellten Struktur erhoben. Wie in der zweiten Studie wurden positive Effekte des vorgeschlagenen Unterstützungskonzepts auf die Qualität des Lernprozesses gefunden. Dieser Effekt wurde durch intensives zusätzliches Prompting verstärkt. Diese Dissertation belegt, dass die Förderung von SRL die Qualität des Lernens erhöht und stellt eine Leitlinie zur Entwicklung effektiver SRL Interventionen bereit. Unter Verwendung eines aufwendigen Multimethodenansatzes schlägt sie außerdem ein vielversprechendes Konzept zur Induktion von SRL Prozessen im E-Learning vor.German
Uncontrolled Keywords: meta-analysis, self-regulated learning, academic achievement, intervention, metacognition, scaffolding, computer assisted instruction, hypermedia
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
meta-analysis, self-regulated learning, academic achievement, intervention, metacognition, scaffolding, computer assisted instruction, hypermediaEnglish
Metaanalyse, selbstreguliertes Lernen, akademische Leistung, Intervention, Metakognition, Scaffolding, computergestützte Unterweisung, HypermedienGerman
Classification DDC: 100 Philosophie und Psychologie > 150 Psychologie
Divisions: Fachbereich Humanwissenschaften > Psychologie
Date Deposited: 23 Jun 2010 12:55
Last Modified: 07 Dec 2012 11:57
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-21949
License: Creative Commons: Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 3.0
Identification Number: 2194
Referees: Schmitz, Prof. Dr. Bernhard and Rüttinger, Prof. Dr. Bruno and Steinmetz, Prof. Dr. Ralf
Refereed: 8 June 2010
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/2194
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