| Geleitwort | 6 |
| Vorwort | 8 |
| Inhaltsverzeichnis | 9 |
| Einleitung | 13 |
| I Theoretische Grundlagen | 19 |
| 1 Die stochastische Werkzeugsoftware Fathom | 19 |
| 1.1 Erlernen von Fathom | 20 |
| 1.1.1 Vorhandenes Lernmaterial für Fathom | 20 |
| 1.1.2 Geeignetes Lernmaterial für Fathom-Neulinge | 25 |
| 1.2 Simulieren mit Fathom | 29 |
| 1.2.1 Simulationsarten | 30 |
| 1.2.2 Simulationshilfen | 40 |
| 1.3 Fathom-Kompetenzen | 42 |
| 1.3.1 Allgemeine Fathom-Kompetenz | 42 |
| 1.3.2 Formelkompetenz | 43 |
| 1.3.3 Simulationskompetenz | 43 |
| 1.3.4 Strategische und generalisierende Kompetenzen | 44 |
| 2 Erlernen einer Werkzeugsoftware | 45 |
| 2.1 Online-/Offline-Dokumentationen | 45 |
| 2.2 Minimalistische Instruktion | 47 |
| 2.2.1 Was ist Minimalismus? | 48 |
| 2.2.2 Prinzipien des Minimalismus | 48 |
| 2.2.3 Berücksichtigung des Minimalismus in eFathom | 50 |
| 3 Theoretische Modelle des Wissenserwerbs mit digitalen Medien | 53 |
| 3.1 Die Cognitive Load Theorie (CLT) | 54 |
| 3.1.1 Gedächtnispsychologische Grundlagen | 54 |
| 3.1.2 Arten der kognitiven Belastung | 55 |
| 3.1.3 Folgerung für die didaktische Gestaltung | 56 |
| 3.1.4 Berücksichtigung der CLT in eFathom | 62 |
| 3.2 Kognitive Theorie Multimedialen Lernens (CTML) | 64 |
| 3.2.1 Theoretische Grundannahmen | 64 |
| 3.2.2 Hauptaspekte des Modells | 65 |
| 3.2.3 Gestaltungs-Prinzipien für multimediales Lernen | 67 |
| 3.2.4 Berücksichtigung der CTML in eFathom | 71 |
| II Die entwickelte multimediale Lernumgebung eFathom | 74 |
| 4 Überblick über eFathom | 74 |
| 4.1 Einführung in die Datenanalyse | 74 |
| 4.1.1 Vermittelte Kompetenzen | 74 |
| 4.1.2 Nicht behandelte Inhalte in Bezug auf die Datenanalyse | 76 |
| 4.2 Einführung in die Simulation | 76 |
| 4.2.1 Vermittelte Kompetenzen | 76 |
| 4.2.2 Nicht behandelte Inhalte im Bezug auf die Simulation | 77 |
| 5 Die Lerninhalte von eFathom | 78 |
| 5.1 Modul 1 – Die erste statistische Auswertung | 78 |
| 5.1.1 Fathom-Kompetenzen | 78 |
| 5.1.2 Stochastische Inhalte | 81 |
| 5.2 Modul 2 – Weitere Auswertungsmethoden | 82 |
| 5.2.1 Fathom-Kompetenzen | 83 |
| 5.2.2 Stochastische Inhalte | 86 |
| 5.3 Modul 3 – Einfach Simulieren | 87 |
| 5.3.1 Fathom-Kompetenzen | 88 |
| 5.3.2 Stochastische Inhalte | 89 |
| 5.4 Modul 4 – Simulationen mit Urnen | 91 |
| 5.4.1 Fathom-Kompetenzen | 93 |
| 5.4.2 Stochastische Inhalte | 98 |
| 6 Das Makro-Design von eFathom | 100 |
| 6.1 Die Struktur von eFathom | 100 |
| 6.2 Die Lernelemente | 101 |
| 6.2.1 Lernelement Einführung | 101 |
| 6.2.2 Lernelement Praxis | 104 |
| 6.2.3 Lernelement Wissen | 107 |
| 6.2.4 Lernelement Aufgaben & Anwendungen | 111 |
| 6.2.5 Lernelement Check-up | 117 |
| 7 Weiterentwicklung des Simulationsplans | 121 |
| 7.1 Das Simulationsschema | 121 |
| 7.1.1 Grenzen des Simulationsschemas | 125 |
| 7.2 Der graphische Simulationsplan | 126 |
| 7.2.1 Die Ebenen des graphischen Simulationsplans | 128 |
| 7.2.2 Die Schritte des graphischen Simulationsplans | 130 |
| 7.2.3 Vorstellung des graphischen Simulationsplans in eFathom | 133 |
| 8 Ausgewählte Prinzipien des Mikro-Designs | 134 |
| 8.1 Paralleles Arbeiten | 134 |
| 8.2 Video-tutorielle Einführung | 137 |
| 8.3 Wenig Text | 139 |
| 8.4 Ansprechendes Layout | 140 |
| 8.5 Intuitive Bedienung | 142 |
| III Empirische Untersuchungen | 146 |
| 9 Das Untersuchungsdesign | 146 |
| 9.1 Evaluationstypen | 146 |
| 9.1.1 Formative Evaluation | 146 |
| 9.1.2 Summative Evaluation | 147 |
| 9.2 Evaluation von eFathom | 148 |
| 9.2.1 Leitfragen der Evaluation | 148 |
| 10 Übersicht über die durchgeführten Studien | 150 |
| 10.1 Tabellarischer Überblick über die Studien | 150 |
| 10.2 Historische Verortung der Studien in der Entwicklungszeit von eFathom | 151 |
| 11 Studie 1 – Formative Evaluation der Module 1 und 2 | 158 |
| 11.1 Das Untersuchungsdesign | 158 |
| 11.2 Ergebnisse und Folgerungen | 160 |
| 11.2.1 Schwierigkeiten im Umgang mit eFathom | 160 |
| 11.2.2 Bearbeitungszeit der Einführungsmodule | 163 |
| 11.2.3 Akzeptanz des Designkonzeptes von eFathom | 164 |
| 11.2.4 Akzeptanz der Lerninhalte in den Lernelementen | 169 |
| 12 Studie 2 – Evaluation von Modul 3 & Erhebung von Simulationskompetenzen | 178 |
| 12.1 Das Untersuchungsdesign | 178 |
| 12.2 Computernutzung | 180 |
| 12.3 Teilstudie 2a – Formative Evaluation von Modul 3 | 180 |
| 12.3.1 Bearbeitungszeit von Modul 3 | 181 |
| 12.3.2 Navigationsverhalten | 182 |
| 12.3.3 Arbeit mit den Tutorial-Videos | 183 |
| 12.3.4 Bearbeitung der Simulationsaufgaben | 189 |
| 12.3.5 Vermittelte Fathom-Kompetenzen durch Tutorial-Videos | 215 |
| 12.3.6 Abschlussbemerkung zu Teilstudie 2a | 218 |
| 12.4 Teilstudie 2b – Lernstandserhebung von Simulationskompetenzen | 218 |
| 12.4.1 Analyse der Testaufgabe | 219 |
| 12.4.2 Auswertung des Datenmaterials | 222 |
| 13 Ausgewählte Aspekte aus weiteren Studien | 229 |
| 13.1 Studie 3 – Evaluation aller Module & qualitative Akzeptanzstudie | 229 |
| 13.1.1 Untersuchungsdesign | 229 |
| 13.1.2 Teilstudie 3a – Formative Evaluation aller Module | 231 |
| 13.1.3 Teilstudie 3b – Akzeptanzstudie von eFathom | 235 |
| 13.2 Studie 4 – Experimentelle Feldstudie: eFathom vs. Printanleitung | 242 |
| 13.2.1 Untersuchungsdesign | 242 |
| 13.2.2 Analyse der Testaufgabe | 243 |
| 13.2.3 Vorgehen bei der Auswertung | 247 |
| 13.2.4 Ergebnisse aus der Vergleichsstudie | 248 |
| 13.3 Studie 5 – Akzeptanzstudie von eFathom (2) | 253 |
| 13.3.1 Untersuchungsdesign | 254 |
| 13.3.2 Auswertung des Fragebogens | 255 |
| 13.4 Web-Studie mit Hilfe eines Analysewerkzeugs | 269 |
| 13.4.1 Erhebungszeitraum und Datenauswahl | 270 |
| 13.4.2 Begutachtete Variablen | 270 |
| 14 Zusammenfassung und Ausblick | 278 |
| 14.1 Erkenntnisse aus den durchgeführten Studien | 278 |
| 14.1.1 Schwierigkeiten mit eFathom | 278 |
| 14.1.2 Arbeitsweise mit eFathom | 279 |
| 14.1.3 Akzeptanz von eFathom | 283 |
| 14.1.4 Durch eFathom vermittelte Kompetenzen | 284 |
| 14.2 Ausblick | 285 |
| Literaturverzeichnis | 288 |
