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Katharina Sophia Loibl

• In Productive Failure (e.g., Kapur, 2012) and Invention approaches (e.g., Schwartz & Martin, 2004) learners first attempt to solve a problem and only afterwards, they receive instruction. This thesis aims at shedding light on the learning mechanisms underlying the effectiveness of such problem-solving prior to instruction approaches. It presents quasi-experimental studies that I conducted to investigate how the timing of instruction and the form of instruction interact to impact learning, and to investigate whether guidance during the problem-solving phase increases the quality of students’ solutions and, in turn, facilitates learning. I discuss how the seeming contradiction between the findings of problem-solving prior to instruction and the assumptions of cognitive load theory can be reconciled. I further aim to contribute to a unified theory of Productive Failure and Invention approaches by proposing three learning mechanisms and discussing the empirical findings in their light.
• In Lernansätzen mit Aufgabenbearbeitung vor Instruktion generieren Lernende Lösungsansätze zu Aufgaben, deren Lösung sie noch nicht gelernt haben. In der Regel sind die generierten Lösungsansätze unvollständig oder fehlerhaft. Trotzdem zeigen Studien positive Lerneffekte dieser Ansätze. Unter den Namen "Productive Failure" (z.B. Kapur, 2012) und "Invention" (z.B. Schwartz & Martin, 2004) wurden die Lerneffekte vielfach repliziert, doch die zugrundeliegenden Lernmechanismen sind bislang unklar. Die vorliegende Dissertation versucht Lernmechanismen aufzuzeigen, welche die Effektivität dieser Ansätze erklären können. In quasi-experimentellen Studien werden Effekte des Zeitpunkts der Instruktion, der Form der Instruktion und der Unterstützung während der Aufgabenbearbeitung untersucht. Zudem wird aufgezeigt, wie die Befunde mit der Cognitive Load-Theorie in Einklang zu bringen sind. Ein theoretisches Rahmenmodell integriert die Ergebnisse der durchgeführten Studien mit weiteren Befunden.