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Fostering Self-Regulated Learning Online Development and Evaluation of Interventions for E-Learning Scenarios

Bellhäuser, Henrik :
Fostering Self-Regulated Learning Online Development and Evaluation of Interventions for E-Learning Scenarios.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2016)

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Dissertation Henrik Bellhäuser 2016.pdf
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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Fostering Self-Regulated Learning Online Development and Evaluation of Interventions for E-Learning Scenarios
Language: German
Abstract:

Self-regulated learning (SRL), defined as systematic orientation of thoughts, feelings, and actions towards the attainment of learning goals, is crucial for academic success in school, at university, and at work. Particularly in the context of e-learning, regulation of one’s learning process is essential because of the personal responsibility learners typically have in such scenarios. Deficits in SRL competency can lead to procrastination, dissatisfaction, and deteriorated performance. A variety of SRL interventions has been developed by researchers in order to support self- regulatory processes during learning or to increase SRL competency. Empirical studies showed that trainings are capable of improving learning behavior and academic performance. However, with increasing numbers of participants, personnel expenses for this approach rise linearly, making it unattractive when facing large groups of learners (e.g. all beginning students of one university). Therefore, in the present work a web-based training (WBT) was developed in order to increase SRL competency of university students. Target groups in the three empirical studies were students in STEM fields, participating in a mathematics preparation course. The WBT consisted of three lessons of approximately 90 minutes, comprising videos, presentations, exercises, games, and group discussions. In the empirical studies, effects of the WBT were compared to other SRL interventions such as a learning diary, peer feedback groups, and a digital learning assistant. In study 1, 211 prospective students took part in a mathematics preparation course that was administered completely online, covering mathematical school knowledge and lasting for four weeks. Participants were randomly assigned to one of four experimental conditions: Having access to the WBT (group T), filling in a learning diary (group D), having access to both interventions (group TD), or the none of them (control group C). A pre-post evaluation design found significant increases in declarative knowledge about SRL, in self-reported SRL behavior, and in self-efficacy for participants of the WBT. A small detrimental effect of the WBT on mathematics performance could be observed. The learning diary was found to have no significant effect on the employed measures. Time series analyses of the diary data confirmed a positive trend in SRL behavior and found large intervention effects of the first two lessons particularly. In study 2, the WBT was augmented by a peer feedback intervention. Participants were assigned to groups of five persons each and were given peer feedback exercises after each lesson of the WBT. In these exercises, participants gave mutual feedback on time schedules, learning strategies, and goal setting. Additionally, participants in this experimental condition (group TDP) filled in a learning diary. Results were compared to a group with access to the regular WBT (without peer feedback intervention) and the learning diary (group TD), a group with access only the learning diary (group D), and a control group without any intervention (group C). Significantly positive effects of the WBT were found on declarative SRL knowledge, SRL behavior, and self-efficacy. In the condition with additional peer feedback, the above mentioned positive effects were even larger. Furthermore, a significant positive effect on mathematics performance was observed. However, no significant effects were found for the learning diary. Study 3 aimed at enhancing the learning diary to a digital learning assistant by adding dynamic, interactive elements. In a interdisciplinary project, methods from Learning Analytics (LA) were used to provide visual and textual feedback to their learning behavior as documented in the learning diary. The completed software PeerLA allows to define learning goals, to schedule a time plan, and to judge the success of learning goals afterwards. On the basis of these judgments, machine learning algorithms calculate suggestions how much time to invest for future goals. Additionally, user data (e.g. time investment or learning progress) is visualized and compared to data from other users as a social frame of reference. Results of a first pilot study showed a satisfying acceptance of the software by the users. Summing up, the WBT presented in this work can be regarded as an effective and efficient intervention for fostering self-regulated learning of university students. Positive effects can even be increased through additional peer feedback interventions; in this case positive effects are also observed for objective academic performance measures. While a mere learning diary did not show positive effects in two empirical studies, a promising concept was developed in an interdisciplinary approach: A digital learning assistant.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Selbstreguliertes Lernen (SRL), also das systematische Ausrichten von Gedanken, Gefühlen und Verhalten auf selbstgewählte Lernziele, ist von entscheidender Bedeutung für akademischen Erfolg in der Schule, an der Universität und im Berufsleben. Insbesondere im E-Learning ist die Regulation des eigenen Lernprozesses wichtig, da hier dem Lerner typischerweise eine hohe Eigenverantwortung zukommt. Defizite in der SRL-Kompetenz können zu Prokrastination, Unzufriedenheit und schlechteren Leistungen führen. In der SRL-Forschung wurde eine Vielzahl unterschiedlicher Interventionen entwickelt, um Selbstregulationsprozesse beim Lernen zu unterstützen oder die SRL-Kompetenz zu fördern. Empirische Untersuchungen konnten zeigen, dass Trainings in der Lage sind, das Lernverhalten zu verbessern und akademische Leistungen zu erhöhen. Allerdings steigt bei solchen Trainingsmaßnahmen mit zunehmenden Teilnehmerzahlen der zeitliche und personelle Aufwand linear an, weshalb dieser Ansatz ungeeignet erscheint, um sehr große Gruppen von Lernern (z.B. alle Studienanfänger einer Universität) zu erreichen. In der vorliegenden Arbeit wurde daher ein web-basiertes Training (WBT) zur Steigerung der SRL-Kompetenz von Studierenden entwickelt und in drei empirischen Studien evaluiert. Die Zielgruppe des Trainings waren angehende Studierende von MINT-Studiengängen, die einen Mathematikvorkurs besuchten. Das WBT besteht aus drei Lektionen zu jeweils etwa 90 Minuten und enthält Videos, Präsentationen, Übungen, Spiele und Gruppendiskussionen. Im Rahmen der empirischen Studien wurden die Effekte des WBT mit anderen SRL-Interventionen wie einem Lerntagebuch, Peer-Feedback-Gruppen sowie einem digitalen Lernassistenzprogramm verglichen. In Studie 1 nahmen 211 angehende Studierende teil, die einen Mathematikvorkurs besuchten. Dieser Vorkurs fand ausschließlich online statt und verfolgte das Ziel, innerhalb von vier Wochen das mathematische Schulwissen zu wiederholen. Die TeilnehmerInnen wurden randomisiert einer von vier Bedingungen zugewiesen, in denen sie entweder das WBT bearbeiteten (Gruppe T), ein Lerntagebuch führten (Gruppe D), beide Interventionen erhielten (Gruppe TD) oder keine davon (Kontrollgruppe C). In einem Prä-Post-Evaluationsdesign konnte dabei festgestellt werden, dass die TeilnehmerInnen des WBT signifikante Zuwächse im deklarativen Wissen über SRL, im selbstberichteten SRL-Verhalten sowie in ihrer Selbstwirksamkeitserwartung aufwiesen. Für die Mathematikleistung zeigte sich ein leicht negativer Effekt des WBTs. Das Lerntagebuch hatte keinen signifikanten Einfluss auf die eingesetzten Maße. Zeitreihenanalysen der Tagebuchdaten bestätigten den positiven Trend im SRL-Verhalten und fanden große Interventionseffekte insbesondere für die ersten beiden Lektionen. In Studie 2 wurde das WBT erweitert mit einer Peer-Feedback-Intervention. Dabei wurden die TeilnehmerInnen des WBT in Gruppen zu jeweils fünf Personen eingeteilt und erhielten im Anschluss an jede Lektion eine Peer-Feedback-Aufgabe. Im Rahmen dieser Aufgaben gaben sich die TeilnehmerInnen gegenseitig Feedback zu ihrem Zeitplan, ihren Lernstrategien und ihren Zielen. Zudem führten die TeilnehmerInnen ein Lerntagebuch. Diese Versuchsbedingung (Gruppe TDP) wurde verglichen mit einer Gruppe, die neben dem Lerntagebuch nur das normale WBT (ohne Peer-Feedback) bearbeiteten (Gruppe TD), einer Gruppe mit Lerntagebuch (Gruppe D) und einer Kontrollgruppe ohne Interventionen (Gruppe C). Es zeigten sich signifikant positive Effekte des WBTs auf deklaratives SRL-Wissen, SRL-Verhalten und Selbstwirksamkeitserwartung. In der Bedingung mit zusätzlichem Peer-Feedback waren die genannten Effekte noch größer. Zudem zeigte sich hier ein signifikant positiver Effekt auf die Mathematikleistung. Die reine Tagebuchbedingung zeigte hingegen keine signifikanten Effekte. Studie 3 verfolgte das Ziel, das Lerntagebuch zu einem digitalen Lernassistenten weiterzuentwickeln, indem es um dynamische, interaktive Elemente erweitert wurde. In einem interdisziplinären Projekt wurden Methoden aus dem Bereich Learning Analytics (LA) verwendet, um den Nutzern visuelles und textuelles Feedback auf ihr im Lerntagebuch berichtetes Lernverhalten anzubieten. Die fertiggestellte Software PeerLA erlaubt es, Lernziele zu definieren, einen Zeitplan festzulegen und den Erfolg im Nachhinein zu bewerten. Auf Basis dieser Bewertungen werden dann bei zukünftigen Zielen mit Machine Learning-Algorithmen Vorschläge berechnet, wie viel Zeit für welche Aufgabe eingeplant werden sollte. Zudem werden die eigenen Daten (z.B. Zeitinvestment oder Lernfortschritt) visualisiert und mit den Daten anderer Nutzer zum Zweck einer sozialen Bezugsnorm verglichen. Die Ergebnisse einer ersten Pilotstudie zeigten eine überwiegend gute Akzeptanz der Software durch die Nutzer. Zusammenfassend kann das im Rahmen der vorliegenden Arbeit entwickelte WBT als effektive und effiziente Intervention zur Verbesserung des selbstregulierten Lernens von Studierenden betrachtet werden. Die positiven Effekte können dabei durch die Hinzunahme von Peer- Feedback-Interventionen noch gesteigert und auf objektive akademische Leistungsmaße ausgeweitet werden. Während ein reines Lerntagebuch in zwei Studien keine Belege für eine Verbesserung des Lernverhaltens zeigte, wurde in einem interdisziplinären Ansatz ein aussichtsreiches Konzept für eine digitale Lernassistenz-Software entwickelt.German
Place of Publication: Darmstadt
Uncontrolled Keywords: Self-Regulated Learning; Web-Based Training; Intervention; Evaluation; Time Series Analysis
Classification DDC: 100 Philosophie und Psychologie > 150 Psychologie
Divisions: 03 Department Human Sciences > Institute for Psychology > Educational Psychology
Date Deposited: 14 Dec 2016 11:59
Last Modified: 14 Dec 2016 11:59
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-58337
Referees: Schmitz, Prof. Dr. Bernhard and Hertel, Prof. Dr. Silke
Refereed: 10 November 2016
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/5833
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