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Antje Boomgaarden, Katharina Loibl, Timo Leuders

• Abstract When learners acquire new content by working on a problem-solving task prior to explicit instruction, their attempts to solve the problem usually represent only partial steps on the way to the target concept. Both, theoretical assumptions on conceptual change as well as empirical findings on effective instructional formats with incorrect solutions, suggest that it is beneficial to address incorrect student solutions in a (subsequent) instruction phase by comparing incorrect and correct solutions. There is initial evidence that learning is most successful when learner compare the correct solution to an incorrect solution that reflects the learners’ conceptual understanding from the problem-solving phase. In the present study, we investigated in a highly controlled experimental design the relevance of this fit between the learners’ individual solution type from the problem-solving phase and the incorrect solution type in the instruction phase for learning success. In a computer-based learning environment, sixth graders worked on a problem-solving task to compare fractions. In the subsequent instruction phase, students in three conditions were given 1) an adaptive comparison, 2) a contra-adaptive comparison, 3) only the correct solution. Overall, there were no differences across conditions regarding the learning success. Further exploratory analyses revealed that only learners with an intermediate prior knowledge benefited from the adaptivity. This finding can be interpreted as indicator that our short intervention only induces conceptual change when basic knowledge is already available.
• Zusammenfassung Wenn sich Lernende vor einer expliziten Instruktion neue Inhalte durch die Bearbeitung einer Problemlöseaufgabe aneignen, stellen ihre Lösungsversuche meist nur Teilschritte auf dem Weg zum Zielkonzept dar. Sowohl theoretische Annahmen zum Konzeptwechsel als auch empirische Befunde zu effektiven Instruktionen mit fehlerhaften Lösungen legen nahe, dass es vorteilhaft ist, fehlerhafte Schülerlösungen in einer (anschließenden) Instruktionsphase durch den Vergleich von fehlerhaften und korrekten Lösungen aufzugreifen. Es gibt erste Hinweise darauf, dass der Lernerfolg am größten ist, wenn die Lernenden die korrekte Lösung mit einer fehlerhaften Lösung vergleichen, die das konzeptuelle Verständnis der Lernenden aus der Problemlösephase widerspiegelt. In der vorliegenden Studie untersuchten wir in einem stark kontrollierten experimentellen Design die Relevanz dieser Passung zwischen dem individuellen Lösungstyp der Lernenden aus der Problemlösephase und dem fehlerhaften Lösungstyp in der Instruktionsphase für den Lernerfolg. In einer computergestützten Lernumgebung bearbeiteten Lernende der sechsten Klasse eine Problemlöseaufgabe zum Vergleich von Brüchen. In der anschließenden Instruktionsphase wurde den Lernenden in drei Bedingungen 1) ein adaptiver Vergleich, 2) ein kontra-adaptiver Vergleich, 3) nur die richtige Lösung vorgelegt. Insgesamt zeigten sich keine Unterschiede zwischen den Bedingungen hinsichtlich des Lernerfolgs. Weitere explorative Analysen ergaben, dass nur Lernende mit einem mittleren Vorwissen von der Adaptivität profitierten. Dieser Befund kann als Indikator dafür gewertet werden, dass unsere kurze Intervention nur dann einen Konzeptwechsel initiiert, wenn bereits ein Basiswissen vorhanden ist.