Challenges Solving Science Tasks with Text–Picture Combinations Persist beyond Secondary School

Abstract

Combinations of text and different types of pictures are commonplace in biology as in science in general. The single representations (i.e., text, picture) constituting a text-picture combination may contain redundant or complementary information. The ability to identify and integrate information in different kinds of text-picture combinations is indispensable for engaging in science and is normatively expected to be acquired in school. In this experimental study, which was not preregistered in an independent institutional registry, N ¼ 240 undergraduate students worked on 2 constructed-response biology tasks originating from authentic final exams to obtain the higher education entrance qualification. The material carried equivalent information between conditions but consisted of redundant or non-redundant text-picture combinations or only texts. Analysis of variance revealed negative effects of the depictive representations on students' performance, but these effects only occurred in 1 of the 2 tasks: Students in the text-only group reached the highest mean score, those who worked with the non-redundant text-picture combinations the lowest mean score. Implications for science education are discussed.

Empirische Arbeit: Fachspezifische, komplexe Abbildungen verarbeiten – (auch) eine Frage der Überzeugung

“…B. spezielle Wetterkarten in der Meteorologie) und sind somit komplexer als Abbildungen aus dem Alltag (Lowe, 2000;Trafton et al, 2002). Die Ergebnisse bisheriger Studien legen nahe, dass Schüler:innen nach Beendigung der Schullaufbahn nicht automatisch in der Lage sind, mit jeder Art von Abbildung in den Naturwissenschaften umzugehen (Magnus et al, 2020;Novick et al, 2012). Cromley et al (2010) beobachteten, dass Biologiestudierende bei der Bearbeitung von Biologieaufgaben mit Text-Bild-Kombinationen die Bilder häufig lediglich überflogen oder sogar übersprungen haben.…”

“…Die Objektivität der Bewertung wurde durch ein Interrating mit je Aufgabe 25 Prozent zufällig ausgewählten Antworttexten der Ursprungsstichprobe sichergestellt (vgl. Magnus et al, 2020). Für das Interrating berechnete Cohens-Kappa-Werte lagen über beide Aufgaben mit Werten zwischen κ = .62 und κ = 1.0 in einem nach Landis und Koch (1977) als substanziell bis fast perfekt eingeordneten Bereich der Übereinstimmung.…”

“…Diese sollten aber gerade im naturwissenschaftlichen Fachunterricht gezielt gefördert werden, da naturwissenschaftliche Erkenntnisse über diverse fachspezifische, komplexe Abbildungen kommuniziert werden, die nicht selbsterklärend sind, sondern speziel ler Lesefähigkeiten bedürfen (Lowe, 2000). Ähnlich wie Ziepprecht (2016) für Schüler:innen der Se kundarstufe I zeigte auch unsere Studie mit Studierenden, dass es ihnen leichter fiel, Informationen aus Texten als aus mit Text kombi nierten fachspezifischen Abbildungen zu entneh men (Hauptgegenstand der Studie Magnus et al, 2020). Wie erwähnt, sind Erfolgserfahrungen die wichtigste Quelle der Selbstwirksamkeitserwartung (Schwarzer & Jerusalem, 2002 (Schwarzer & Jerusalem, 2002).…”

“…B. Magnus, Schütte & Schwanewedel, 2020;Novick, Stull & Catley, 2012), dies, obwohl nationale Bildungsstandards für die Naturwissenschaften in vielen Ländern (z. B. NGSS Lead States, 2013; Sekretariat der Ständigen Konferenz der Kultusminister der Länder in der Bundesrepublik Deutschland, 2005Deutschland, , 2020 das kompetente Arbeiten mit verschiedenen Abbildungsarten von Schüler:innen explizit fordern.…”

“…Das eingesetzte Material ist urheberrechtlich geschützt und darf daher hier nicht reproduziert werden. Eine grafische Demonstration des Materials, die die Variation zwischen den Gruppen zeigt, ist inMagnus et al (2020) enthalten. 3 Der Lesbarkeitsindex LIX zeigt keine bedeutsamen Unterschiede der Textschwierigkeit zwischen den Experimentalgruppen an.…”