Forschung

Forschungsschwerpunkte und -projekte

seit 2018
Selbstreguliertes Lernen mit Videotutorials im Mathematikunterricht der Grundschule?
Analysen zum Umgang mit Lernvideos zur schriftlichen Division
Kooperation mit der Professur für Mathematikdidaktik, Universität Erfurt, Prof. Heike Hahn

seit 2018
AuCity2 - Augmented Reality in der Hochschullehre am Beispiel des Bauingenieurwesens
Kooperation mit Lehr-Lern-Forschung, Universität Ulm, Prof. Tina Seufert/ Institut für Medieninformatik, Universität Ulm, Prof. Timo Ropinski und Prof. Enrico Rukzio/ Bauingenieurwesen, Bauhaus-Universität Weimar, Prof. Jörg Londong und Prof. Christian Koch

2016 - 2018
OHA - Online Hass und Gewalt abbauen.
Deradikalisierung durch digitale Medien im Jugendarrest - Interviewstudien
Kooperation mit drudel11 e.V., Jena - Verein für Soziale Arbeit

2016 - 2018
Rotate IT! - Gendereffects while solving rotation tasks using mobile devices.
Kooperation mit Usability, Hochschule Flensburg, Prof. Sven Bertel

2016 - 2018
The Powerbar - A tool for cognitive activation while spatial problem solving on mobile devices
Kooperation mit Usability, Hochschule Flensburg, Prof. Sven Bertel / Educational Sciences, Utrecht-University, Netherlands, Dr. Bjorn de Koning

2016 -2017
AuCity - Augmented Civil Engineering.
Bedingungen und Wirksamkeit des Einsatzes von Augmented und Virtual Reality Anwendungen zur Visualisierung von unsichtbaren Infrastrukturen
Kooperation mit b.is - Bauhaus-Institut für zukunftsweisende Infrastruktursysteme, Bauhaus-Universität Weimar, Prof. Jörg Londong, Dr. Christian Springer, Dr. Heinrich Söbcke

2015-2017
Mobiles Klassenzimmer?
Rahmenbedingungen, Potentiale und Nachteile aus der Sicht von Lehrkräften, Schülerinnen und Schülern in den Fächern der Oberstufe, Kooperation mit Goethegymnasium Weimar, Humboldtgymnasium Weimar und der Kooperativen Gesamtschule Gotha

2013 - 2015
Tablets in der Grundschule - Potenziale für den inklusiven Unterricht?
Kooperation mit der Grundschule Dachwig (Thüringen)

2013 - 2015
"Talk to me personally!" - Medizinische Informationen personalisieren?
Blickbewegungsstudien zur Wirkung von Sprachstil in neutralen und emotional belastenden Lernmaterialien
Kooperation mit UsabilityLab, Bauhaus-Universität Weimar, Prof. Sven Bertel / Bildungswissenschaften, Universität Mannheim, Dr. Tim Kühl

Projekte

AuCity

AuCity 2

Realitätserweiternde, computergestützte Applikationen könnten das Lernen und Verstehen komplexer Sachverhalte positiv beeinflussen; davon sind die Verbundpartner von "AuCity 2" überzeugt. Wie die Technologien künftig eingesetzt werden können, untersucht das interdisziplinäre Forscherteam am Beispiel des Studienganges Bauingenieurwesen. Bis Februar 2022 erhält das BMBF-Projekt rund zwei Millionen Euro Fördermittel.

AuCity 1

Augmented Civil Engineereality. Vor-Ort-Lernszenarien mit Hilfe einer Augmented Reality App im bau- und umweltingenieurtechnischen Curriculum. Smartphones in der Lehre zum Betrachten, Dokumentieren und Entwerfen sichtbarer und unsichtbarer technischer Strukturen. Für die Weiterentwicklung ihrer Idee zur App "Augmented Civil Engineereality" (AuCity) erhält eine interdisziplinäre Forschergruppe der Bauhaus-Universität Weimar die Förderungssumme von 60.000 Euro.

https://www.uni-weimar.de/de/bauingenieurwesen/projekte/aucity/

Sound-Studies for Educational Video

in Collaboration with the University of Erfurt.

VR in the training of spatial abilities

VR in the training of spatial abilities

contains later

Rotate it!

Rotate it!

Die iPad App Rotate It! wurde in Kooperation mit der Juniorprofessur für Usability / Fakultät Medien und der Erfurter Firma we love apps entwickelt, um das räumliche Vorstellungsvermögen von Schülern zu erforschen. Durch die Verwendung von Touch-Gesten unterstützt Rotate It! das Lösen von klassischen mentalen Rotationsaufgaben.

Räumliches Vorstellungsvermögen und gestenbasierte Technologien

In Kooperation mit der Fachhochschule Flensburg wird untersucht, inwieweit sich die gestenbasierte Interaktion auf dem Tablet eignet, um räumlich-kognitive Fähigkeiten zu trainieren. Dazu wurde die App "rotate it" entwickelt, die bereits in mehreren Studien zum Einsatz kam. Neben allgemeinen Erkenntnissen über die gestenbasierte Interaktion werden, basierend auf den aufgezeichneten Rotationsdaten der Probanden, Unterschiede in den Lösungsstrategien unter dem Einfluss verschiedener Faktoren beleuchtet.

Interaktionen und Datenauswertung

Für die Datenauswertung werden die Interaktionen auf dem Tablet durch die App aufgezeichnet und können anschließend statistisch ausgewertet werden. So können Rückschlüsse auf unterschiedliche Rotationsstrategien geschlossen werden.

Einfluss auf das räumliche Vorstellungsvermögen

In einer Pilotstudie mit Grundschülern wurde die App erstmalig getestet. Eine Folgestudie mit Jugendlichen konnte die Ergebnisse der Pilotstudie bestätigen. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen als Grundlage für weitere Untersuchungen.

Die Powerbar

Eine weitere Studie beschäftigt sich mit dem Einsatz einer sogenannten Powerbar. Diese kann beim Bearbeiten der Aufgaben eingeblendet werden und nimmt beim Rotieren der Objekte stetig ab. Hat sich die Powerbar geleert, ist keine weitere Rotation möglich.

Gender Differences

In vorangegangenen Projekten konnten sowohl in Bezug auf räumlich-kognitive Fähigkeiten als auch beim Rotationsverhalten Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Probanden festgestellt werden. In zukünftigen Studien werden diese Differenzen weiter untersucht und eventuell auftretende Kompensationsmuster analysiert.

Rotate it! – Articles / Publications

Tracking Data Analysis:
Spatial task solving on tablets: analysing mental and physical rotation processes of 12-13-year olds - Educational Technology Research and Development

Abstract: Spatial skill assessment and training are promising fields of application for tablets, as touch-based interaction can prime and support mental transformations of spatial knowledge. We report on a study with 49 secondary school students who used our iPad app to solve mental and physical rotation tasks. During physical rotation, students were able to rotate 3D stimuli using touch interaction. Results show specific similarities (e.g., regarding angular disparity effects) as well as differences between mental and physical conditions, such as for task success, mental effort, efficiency; all to the advantage of the physical condition. 12-13-year olds can benefit from these advantages without previous task training, whereas previous research showed this to be different for younger students. In a second step, our analysis compares low and high achievers regarding physical rotation behaviour and motivational variables, including expected success. The results lay grounds for constructing individualized, tablet-based training apps for spatial skills.

Springer-Link

Gender Differences:
A gender issue? - How touch-based interactions with dynamic spatial objects support performance and motivation of secondary school students - Computers & Education

Abstract: Mobile devices are seen to incorporate characteristics which can support learning and problem solving in general and specific abilities, such as spatial ones (e.g. mental rotation). Central relevant characteristics of these devices are the availability of multiple representations (e.g. dynamic and static) and the direct interaction via touch, pointing and tracing with displayed information. The primary aim of the present study was to investigate the effectiveness of direct interactive, dynamic interactions with spatial tasks on mobile devices as compared to purely static, non-interactive versions of the same tasks. We expected that dynamic, interactive tasks support mental processes while solving spatial tasks would be especially helpful for learners with difficulties in mental rotation and low expectancies regarding their spatial abilities. Therefore, the second focus of the study was to examine whether the expected beneficial effects of dynamic interactions were equally beneficial for both genders. This was motivated by previous studies that revealed gender differences in performance and motivational beliefs regarding spatial tasks to the disadvantage of females. We used a mixed within-between subject design with presentation format (static vs. dynamic) and gender (female vs. male) as factors and success rate, mental effort, intrinsic motivation, and frustration as dependent variables. The study was conducted in four classes (7th grade, N = 46) in two secondary schools. To test gender related pre-assumptions, spatial abilities and motivation were assessed before solving the actual rotation tasks. A MANOVA with single-comparison follow-up tests revealed increased success rates and decreased mental effort for both genders in the dynamic condition, whereas beneficial effects for intrinsic motivation and frustration were restricted to female students. Process data for rotation behavior was registered for dynamic tasks: an analysis hinted at more exploratory ways of solving spatial tasks for females and at more goal-oriented approaches for male students.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360131519302301

Effects of touch-based gestures on elementary school students' solving of mental rotation task s- Computers & Education

Abstract: Mobile devices with touch screens, such as tablets are increasingly used in classrooms. Pragmatic advantages are seen in high mobility during computer-based learning due to a high portability of mobile devices and an easy online access to learning applications at places in and outside classrooms. From a psychological perspective, it is of special interest to examine how different modes of interaction with learning materials (e.g. through apps on tablets) affect performance and motivation. For example, touch screens can afford rather natural gestures and embodied interaction. For various contexts, the use of gestures to interact with information presentations (e.g. with 2-D and 3-D visualizations) has been shown to be beneficial for solving spatial tasks. It is of interest whether use of gestures can also improve learning from dynamic visual information presented on touch-based devices. We present and discuss a study in which we focused on the question of whether, for elementary school students, solving spatial tasks can be enhanced by using touch-gestures on mobile devices. Two conditions of spatial rotation tasks were compared using a within-and between subject design: an interactive, touch-based app allowing to physically rotate objects and a paper-based, static version. Elementary school students worked with both conditions, though in different orders. Findings suggest that the app-based, dynamic version improves task solving significantly with regard to success rate, mental and temporal efficiency. However, results clearly show that effects mostly exist only after children had first completed the paper-based, static trial of tasks in which they needed to mentally rotate the objects. The results indicate an additive, enhancing effect of the touch-based, dynamic interaction mode especially for children who already are capable of solving the tasks by using mental rotation processes.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360131516301932?via%3Dihub

Tablets in der Grundschule

Mobiles Lernen in Gesamtschule & Gymnasium: Rahmenbedingungen, Vor- und Nachteile aus der Sicht von Lehrkräften, Schülerinnen und Schülern in den Fächern der Oberstufe (in Kooperation mit dem Goethegymnasium Weimar, Humboldtgymnasium Weimar, Kooperative Gesamtschule Gotha)

Seit dem Schuljahr 2015/2016 kooperiert die Juniorprofessur Usability/Fakultät Medien mit dem Goethegymnasium und dem Humboldtgymnasium in Weimar.

Zudem konnte die kooperative Gesamtschule Gotha seit 2016 als weiterer Kooperationspartner gewonnen werden. Alle Schulen implementieren iPads in den Schulunterricht und werden dabei von der Bauhaus-Universität Weimar wissenschaftlich begleitet. Zum einen wurde ein Experiment zum räumlichen Vorstellungsvermögen und damit verbundener gestenbasierter Steuerung durchgeführt, um die bereits bestehenden Daten der Grundschule zu vergleichen und mögliche neue Lösungsstrategien zu identifizieren. Zum anderen werden die Unterrichtsstunden mit dem Tablet qualitativ, mittels Fragebögen und Fokusgruppen, reflektiert und bewertet. Hierbei wird untersucht, welche Einstellungen Lehrende und Lernende gegenüber Tablets im Unterricht haben und welche Vor- und Nachteile sich durch den Einsatz dieses neuen Mediums für den Lernprozess ergeben.

Eye-Tracking Studien

In einem Kooperationsprojekt mit der Fakultät Medien untersuchen wir die personalisierte Ansprache als didaktische Gestaltungsempfehlung bei der Vermittlung neutraler und aversiver Themen. Ob die Lernenden durch personalisierte Ansprache ihre Aufmerksamkeit länger und intensiver auf die relevanten Inhalte lenken, wird durch Messung der Blickbewegungen untersucht.

Publikation: Frontline Learning Research - EARLI Journal

Produkte für digitales Lernen

MAIA

MAIA ist aus dem ehemaligen Materialarchiv entstanden und bietet allen Studierenden vor Ort eine Zusammenstellung zum Anfassen, Ausprobieren und Inspirieren. Neben Materialen und Werkstoffen finden sich dort für Produktdesigner relevante Halbzeuge. Weitere Informationen finden Sie auf der Maia Webseite.

https://maia.uni-weimar.de/dashboard/

Glocal Campus

Massive open online courses (MOOCs) haben das Potential, die universitäre Lehre in den nächsten Jahren didaktisch, technisch und ökonomisch zu revolutionieren. Die Antragsteller, ein Konsortium aus vier Thüringer Hochschulen, sehen das große Potential der MOOC-unterstützten Lehre.

Oha Projekt

Oha Projekt

Digitalen Medien im Jugendarrest. Verwendung neuer Medien zur Gewalt abbauen. Über die Nutzung eines digitalen Trainingsprogramms soll in diesem Projekt der Zugang zu den Jugendlichen in Bezug auf ihre Straftaten leichter hergestellt und das Interesse zur Themenbearbeitung geweckt werden. In Kooperation mit drudel11 e.V., Jena.

Das Modellprojekt OHA
A Virtuelle Trainings gegen Hass und Gewalt

Der Verein Drudel 11 e.V. führt seit 2004 mehrtägige Trainingsprogramme für straffällige Jugendliche durch. Seit 2015 ist Drudel 11 e.V. Träger des Modellprojektes OHA - Online Hass Abbauen, das u.a. in der Jugendarrestanstalt Arnstadt umgesetzt wird. Der Fokus dieses Projekts liegt in der Verwendung neuer Medien zur Deradikalisierung. Über die Nutzung eines digitalen Trainingsprogramms soll in diesem Projekt der Zugang zu den Jugendlichen in Bezug auf ihre Straftaten leichter hergestellt und das Interesse zur Themenbearbeitung geweckt werden. Innerhalb einer Trainingswoche bearbeiten die Jugendlichen täglich unterschiedliche Themenschwerpunkte wie bspw. Folgen von Körperverletzungen, Ausreden oder auch das Auseinandersetzen mit der eigenen Straftat. Am Ende einer Trainingswoche werden Interviews mit den Jugendlichen im Arrest durchgeführt, während jeder Trainingseinheit werden zudem Lerndaten registriert. Im Fokus der Evaluierung steht es, die Jugendlichen zu Wirksamkeit und Akzeptanz zu befragen sowie mit ihnen den Programmaufbau hinsichtlich der Gestaltung und inhaltlichen Ausrichtung zu untersuchen. Ergänzend wird im Rahmen einer Fragebogenerhebung sowie den Ergebnissen der Onlinetests während des Trainings der Lernerfolg der Jugendlichen erhoben und mit den Interviewdaten abgeglichen.

Das Ziel dieses Projektes ist es zu untersuchen, ob die Auseinandersetzung mit rechtsextremen Ideologieelementen und eigenen Straftaten durch digitale Trainingselemente im Jugendarrest möglich ist und wie dies von Jugendlichen eingeschätzt wird. Langfristig soll hiermit ein Training geschaffen werden, welches es durch die individuelle Bearbeitung digitaler Inhalte und Übungen ermDie öglicht, zur Deradikalisierung beizutragen und die Ausstiegsorientierung zu fördern. Dieses Projekt wird wissenschaftlich von der Bauhaus-Universität Weimar begleitet.

OHA Training Blog http://blog.oha-training.de

Eingeworbene Fördermittel für Forschung und Entwicklung

2018
BMBF

AuCity2- Augmented Civil Engineereality - Mixed Reality in der Hochschullehre am Beispiel des Bauingenieurwesens
Partner: Universität Ulm (Verbund)
Gesamtvolumen: 2,1 Millionen Euro, eigener Anteil 250.000 Euro
Laufzeit: 01.09.2018 - 02.2022

2018
TMWWDG
eTEACH-Netzwerk - Aufbau Qualifizierungsprogramm zu digitaler Hochschullehre an Thüringer Hochschulen

Mittelgeber: Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft
Gesamtvolumen: 200.000 Euro
Laufzeit: 01.01.2018 - 31.12.2019

2017
TMWWDG
eLAB - Beratung, Kurse und Produktionen zum Lernen mit digitalen Medien an der Bauhaus-Universität Weimar

Gesamtvolumen: 123.000 Euro
Laufzeit: 01.09.2017 - 31.12.2019

2016
Stifterverband
Augmented Civil Engineereality (AuCity1) - Smartphones in der Lehre zum Betrachten, Dokumentieren und Entwerfen sichtbarer und unsichtbarer (Infra-) Strukturen

Partner: b.is - Bauhaus-Institut für zukunftsweisende Infrastruktursysteme / Weimar
Gesamtvolumen: 59.950 Euro, eigener Anteil 23.750 Euro
Laufzeit: 01.07.2016 - 30.06.2019

2016
BMBF
Studium.Bauhaus - Teilprojekt: Digital Studieren (Qualitätspakt Lehre) Förderkennzeichen 01PL16104

Partner: Universitätskommunikation, Universitätsentwicklung, Dezernate für Studium und Lehre und internationale Beziehungen der Bauhaus Universität Weimar
Gesamtvolumen: 2.801.460,64 Euro, Eigenanteil: 526.794,56 Euro
Laufzeit: 01.09.2016 - 31.12.2020

2015
BMBF
Professional.Bauhaus - Teilprojekt: Digitale Lehre Förderkennzeichen 16OH12006

Partner: Universitätsentwicklung, Dezernate, Professuren der Urbanistik, des Bauingenieurwesens, des Dokumentar- und Wissenschaftsfilm an derBauhaus-Universität Weimar
Gesamtvolumen: 1.500.000 Euro, Eigenanteil: 163.000 Euro
Laufzeit: 01.09.2015 - 30.08.2017

2014
TMWWDG
glocal.campus - Erstellen einer Plattform für internationale Onlinekurse und Produktion von digitalen Kursen durch Thüringer Hochschulen

Gesamtvolumen: 326.000 Euro, Eigenanteil: 110.000 Euro
Laufzeit: 01.07.2014 - 01.07.2016

2014
BMBF
Digital Studieren - Mein Campus Umsetzung der strategischen Maßnahmen zur Erhöhung der Sichtbarkeit des Themas Digital Studieren an der Bauhaus-Universität Weimar

Gesamtvolumen: 9.800 Euro
Laufzeit: 01.09.2014 - 31.12.2014

2013
BUW
Talk to me personally - Untersuchung der Wirkung von Sprachstilen in digitalen Lernmaterialien durch Blickbewegungsanalyse

Mittelgeber: Anschubfond der Bauhaus-Universität Weimar
Gesamtvolumen: 10.000 Euro
Laufzeit: 01.05.2013 - 30.04.2014

2013
TMBJS
Einsatz von Tablets-PCs in der Grundschule

Mittelgeber: Thüringer Ministerium für Bildung, Jugend und Soziales
Gesamtvolumen: 4.636 Euro
Laufzeit: 01.07.2013 - 30.06.2014


Geförderte Lehrprojekte

2016
BUW
Produkte für digitales Lernen erforschen! - Forschungsmethoden für Gestalter, Designer & Informatiker

Mittelgeber: Tutorienfonds der Bauhaus-Universität Weimar
Gesamtvolumen: 2.100 Euro

2015
BUW
Bilder & Filme erforschen! - Empirische Forschungsmethoden zur Analyse von (Lehr-)Filmen

Mittelgeber: Tutorienfonds der Bauhaus-Universität Weimar
Gesamtvolumen: 3.600 Euro

2014
BUW
Aufmerksamkeit, Lernen und Emotionen in medialen Umgebungen-Eyetracking lernen! (Interdisziplinäres Projekt mit dem Fachbereich Usability)

Mittelgeber: Tutorienfonds der Bauhaus-Universität Weimar
Gesamtvolumen: 4.200 Euro

Kontakt

Prof. Steffi Zander

Tel.: (03931) 2187 3855
Fax: (03931) 2187 4870
E-Mail: steffi.zander(at)h2.de

Besucheradresse: Osterburger Straße 25, Haus 3, Raum 2.14

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