Modellierung der Wirkung von Authentizität und wahrgenommener Komplexität auf das situationale Interesse, das Interesse an naturwissenschaftlichen Tätigkeiten und kognitive Lernergebnisse im Kontext magnetischer Elastomere

Dieses Projekt untersucht den Einfluss von Authentizität auf das Interesse im Kontext magnetischer Elastomere und berücksichtigt dabei die Wechselwirkung zwischen objektiver Komplexität und subjektiv wahrgenommener kognitiver Belastung. Authentizität, definiert als Grad der realitätsnahen Abbildung von Kontexten, wurde als entscheidender Faktor zur Förderung von Interesse anerkannt. Die Mechanismen, durch die Authentizität das Interesse beeinflusst, insbesondere unter Berücksichtigung der Rolle von Komplexität und kognitiver Belastung, sind jedoch noch unzureichend erforscht.
Um diese Forschungslücke zu schließen, wird ein erweitertes theoretisches Rahmenwerk entwickelt, das bestehende Modelle des Interesses, die Theorie der kognitiven Belastung und Authentizität integriert. Dieses Rahmenwerk leitet die Gestaltung empirischer Studien, die die kausalen Zusammenhänge zwischen Authentizität, Komplexität, Interesse und kognitiven Lernergebnissen untersuchen. Dabei liegt der Fokus auf der Verwendung von Originalvisualisierungen zur Kommunikation der Ergebnisse aus den involvierten Arbeitsgruppen.
Der Mixed-Methods-Ansatz umfasst quantitative Erhebungen mittels Fragebogen und Eye-Tracking-Verfahren sowie qualitative Interviews. Die Teilnehmenden werden aus der Oberstufe rekrutiert und führen wissenschaftliche Aktivitäten mit magnetischen Elastomeren an der OVGU Magdeburg und der TU Dresden durch. Eye-Tracking-Daten einer kleineren Stichprobe werden erfasst, um die kognitive Verarbeitung und Komplexität des Lernmaterials zu untersuchen. Statistische Analysen der Pupillengröße und der Sakkaden liefern Einblicke in die kognitive Belastung und Informationsverarbeitung während des Lernens.
Die Datenanalyse umfasst statistische Modellierungstechniken wie Strukturgleichungsmodellierung, hierarchische Regression und Auswertungen der Eye-Tracking-Daten. Dadurch werden die komplexen Wechselwirkungen zwischen Authentizität, Komplexität, Interesse und kognitiver Verarbeitung untersucht und die Wahrnehmung von Komplexität durch Eye-Tracking-Daten gestützt. Qualitative Interviewdaten werden thematisch analysiert, um ein tieferes Verständnis der zugrunde liegenden Prozesse und Mechanismen zu liefern.
Die erwarteten Ergebnisse dieses Projekts umfassen ein verfeinertes Verständnis dafür, wie Authentizität das Interesse beeinflusst, unter Berücksichtigung von Komplexität und subjektiv wahrgenommener kognitiver Belastung. Die Ergebnisse tragen zur Entwicklung evidenzbasierter Strategien zur Gestaltung authentischer Lernumgebungen bei, die Interesse fördern, die kognitive Verarbeitung optimieren und die kognitiven Lernergebnisse verbessern. Darüber hinaus bieten die empirischen Befunde eine Grundlage für zukünftige Forschung im Bereich des situierten Lernens und des instruktionalen Designs.

Modeling the effect of authenticity and perceived complexity on situational interest, interest in scientific activities, and cognitive learning outcomes in the context of magnetic elastomers

This project investigates the influence of authenticity on interest in the context of magnetic elastomers, considering the interaction between objective complexity and subjectively perceived cognitive load. Authenticity, defined as the degree of realistic representation of contexts, has been recognized as a crucial factor in promoting interest. However, the mechanisms through which authenticity affects interest, particularly considering the role of complexity and cognitive load, are still insufficiently explored.
To address this research gap, an expanded theoretical framework is developed, integrating existing models of interest, cognitive load theory, and authenticity. This framework guides the design of empirical studies that examine the causal relationships between authenticity, complexity, interest, and cognitive learning outcomes. The focus is on using original visualizations to communicate the results from the involved research groups.
The mixed-methods approach includes quantitative surveys using questionnaires and eye-tracking procedures, as well as qualitative interviews. Participants will be recruited from high school and engage in scientific activities involving magnetic elastomers at OVGU Magdeburg and TU Dresden. Eye-tracking data from a smaller sample will be collected to examine the cognitive processing and complexity of the learning materials. Statistical analyses of pupil size and saccades provide insights into cognitive load and information processing during learning.
Data analysis will involve statistical modeling techniques such as structural equation modeling, hierarchical regression, and analysis of eye-tracking data. This allows for investigating the complex interactions between authenticity, complexity, interest, and cognitive processing, with eye-tracking data supporting the perception of complexity. Qualitative interview data will be thematically analyzed to provide a deeper understanding of underlying processes and mechanisms.
The expected outcomes of this project include a refined understanding of how authenticity influences interest, considering complexity and subjectively perceived cognitive load. The results contribute to the development of evidence-based strategies for designing authentic learning environments that promote interest, optimize cognitive processing, and improve cognitive learning outcomes. Additionally, the empirical findings provide a foundation for future research in the field of situated learning and instructional design.