Marlene Wagner

• Research on flipped classroom instruction has substantially advanced in the past ten years. Flipped classroom refers to an instructional approach in which students study educational videos at home and do homework assignments in class. Since an increasing number of teachers wants to adopt the flipped classroom approach in their practice, further research—particularly in the context of secondary education—is clearly required. The two presented studies in this thesis aimed at examining the effectiveness of flipped classroom instruction in secondary education by conducting a meta-analytic synthesis of prior studies and an intervention study with a methodologically new approach. Specifically, the studies investigated whether and under which conditions the flipped classroom approach has a positive impact on student achievement and which learners benefit most from a flipped or video-based classroom. In the first study, meta-analytic methods were used to examine whether the flipped classroom approach, after controlling for sampling error,Research on flipped classroom instruction has substantially advanced in the past ten years. Flipped classroom refers to an instructional approach in which students study educational videos at home and do homework assignments in class. Since an increasing number of teachers wants to adopt the flipped classroom approach in their practice, further research—particularly in the context of secondary education—is clearly required. The two presented studies in this thesis aimed at examining the effectiveness of flipped classroom instruction in secondary education by conducting a meta-analytic synthesis of prior studies and an intervention study with a methodologically new approach. Specifically, the studies investigated whether and under which conditions the flipped classroom approach has a positive impact on student achievement and which learners benefit most from a flipped or video-based classroom. In the first study, meta-analytic methods were used to examine whether the flipped classroom approach, after controlling for sampling error, positively effects student achievement in secondary education. Effect sizes were calculated for the research designs pre-test-post-test (Time), post-test only (PostOnly) and pre-test-post-test with control group (Treatment). Moreover, the impact of four moderator variables as boundary conditions of flipped classroom effectiveness was estimated: disciplinary field, length of the intervention, use of a quiz and use of a learning management system. The meta-analytical findings for the effect size Treatment confirmed the effectiveness of flipped classroom on student achievement in comparison to traditional instruction (Cohen’s d = 0.42). Moderator analyses on the effect size Time showed stronger effects for subjects in the STEM area (science, technology, engineering, mathematics) than for foreign languages and humanities. The effect sizes were also higher for shorter intervention studies than for longer ones and if quiz at home had been left out. Moderator analyses on the effect sizes PostOnly and Treatment made clear that the effect sizes for intervention studies without a learning management system were higher than with a learning management system. The second study aimed to compare flipped classroom with other forms of video-based instruction and determine which types of students benefit most from video-based instruction. Thirty-eight school classes with 848 ninth-grade students took part in a quasi-experimental pre-post-test intervention study over the course of four weeks. Two independent variables were completely crossed resulting in four experimental conditions: video (at home vs. in class) and instructional method (student-centred vs. teacher-centred). Multilevel analyses revealed that all four experimental conditions were equally effective in promoting students’ learning gains. At-risk, average and excellent students profited least from video-based instruction. Confident and independent students had the highest learning gains from pre- to post-test. The study constitutes a first step towards a comprehensive evaluation of flipped classroom by using a better-controlled research design and may contribute to a more objective discussion about the positive effects of flipped classroom.…
• Die Forschung zum Unterrichtskonzept „Flipped Classroom“ hat in den letzten zehn Jahren erhebliche Fortschritte gemacht. Flipped Classroom steht für einen Unterrichtsansatz, bei dem sich Schülerinnen und Schüler zuhause mithilfe von Erklärvideos neue Lerninhalte aneignen und im Unterricht anschließend dazu passende Aufgaben bearbeiten. Da immer mehr Lehrkräfte diesen Unterrichtsansatz in der Praxis anwenden möchten, sind weitere Forschungsarbeiten—insbesondere im Bereich der Sekundarstufe—notwendig. Die beiden in dieser Arbeit vorgestellten Studien zielten darauf ab, die Wirksamkeit des Unterrichtskonzepts „Flipped Classroom“ im Sekundarbereich zu untersuchen, indem eine meta-analytische Synthese früherer Studien und eine Interventionsstudie mit einem methodisch neuen Ansatz durchgeführt wurden. In den Studien wurde insbesondere untersucht, ob und unter welchen Bedingungen sich der Flipped-Classroom-Ansatz positiv auf die Lernleistungen von Schülerinnen und Schüler auswirkt und welche Lernenden am meisten vom videobasierten UnterrichtDie Forschung zum Unterrichtskonzept „Flipped Classroom“ hat in den letzten zehn Jahren erhebliche Fortschritte gemacht. Flipped Classroom steht für einen Unterrichtsansatz, bei dem sich Schülerinnen und Schüler zuhause mithilfe von Erklärvideos neue Lerninhalte aneignen und im Unterricht anschließend dazu passende Aufgaben bearbeiten. Da immer mehr Lehrkräfte diesen Unterrichtsansatz in der Praxis anwenden möchten, sind weitere Forschungsarbeiten—insbesondere im Bereich der Sekundarstufe—notwendig. Die beiden in dieser Arbeit vorgestellten Studien zielten darauf ab, die Wirksamkeit des Unterrichtskonzepts „Flipped Classroom“ im Sekundarbereich zu untersuchen, indem eine meta-analytische Synthese früherer Studien und eine Interventionsstudie mit einem methodisch neuen Ansatz durchgeführt wurden. In den Studien wurde insbesondere untersucht, ob und unter welchen Bedingungen sich der Flipped-Classroom-Ansatz positiv auf die Lernleistungen von Schülerinnen und Schüler auswirkt und welche Lernenden am meisten vom videobasierten Unterricht profitieren. In der ersten Studie wurden meta-analytische Methoden verwendet, um zu untersuchen, ob der Flipped-Classroom-Ansatz, nachdem eine Kontrolle des Stichprobenfehlers vorgenommen wurde, die Lernleistung von Schülerinnen und Schülern positiv beeinflusst. Die Effektstärken wurden für die Forschungsdesigns Vor-Test-Nach-Test („Zeit“), „nur Nach-Test“ und Vor-Test-Nach-Test mit Kontrollgruppe („Treatment“) berechnet. Darüber hinaus wurde der Einfluss von vier Moderatorvariablen als Randbedingungen für die Effektivität des Flipped-Classroom-Konzepts geschätzt: disziplinäres Feld, Dauer der Intervention, Verwendung eines Quiz und Verwendung eines Lernmanagementsystems. Die meta-analytischen Ergebnisse für die Effektstärke „Treatment“ bestätigten die Wirksamkeit des Flipped-Classroom-Konzepts auf die Lernleistung der Schülerinnen und Schüler im Vergleich zum traditionellen Unterricht (Cohen‘s d = 0.42). Moderatoranalysen der Effektstärken „Zeit“ zeigten stärkere Effekte für Fächer im MINT-Bereich (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik) als für fremdsprachliche und geisteswissenschaftliche Fächer. Die Effektstärken waren zudem bei kürzeren Interventionsstudien höher als bei längeren und wenn auf ein Lernquiz zuhause verzichtet wurde. Moderatoranalysen der Effektstärken „Nur Nachtest“ und „Treatment“ haben verdeutlicht, dass die Effektstärken höher ausfallen, wenn kein Lernmanagementsystem verwendet wird. Die zweite Studie zielte darauf ab, das Flipped-Classroom-Konzept mit anderen Formen des videobasierten Unterrichts zu vergleichen und festzustellen, welche Schülertypen am meisten vom videobasierten Unterricht profitieren. 38 Schulklassen mit 848 Schülerinnen und Schülern der neunten Klasse nahmen über einen Zeitraum von vier Wochen an einer quasi-experimentellen Interventionsstudie mit Vor- und Nach-Test teil. Zwei unabhängige Variablen wurden vollständig gekreuzt, was zu vier experimentellen Bedingungen führte: Video (zuhause vs. im Unterricht) und Unterrichtsmethode (schülerzentriert vs. lehrerzentriert). Mehrebenenanalysen ergaben, dass alle vier experimentellen Bedingungen die Lerngewinne der Schülerinnen und Schüler gleichermaßen effektiv förderten. Risikoschülerinnen und Risikoschüler sowie durchschnittliche und ausgezeichnete Schülerinnen und Schüler profitierten am wenigsten vom videobasierten Unterricht. Selbstbewusste und selbstständige Schülerinnen und Schüler hatten die höchsten Lerngewinne von Vor- zu Nach-Test. Die Studie stellt einen ersten Schritt in Richtung einer umfassenderen Bewertung des Flipped-Classroom-Konzepts unter Verwendung eines besser kontrollierten Forschungsdesigns dar und könnte zu einer objektiveren Diskussion über die positiven Auswirkungen des Flipped-Classroom-Konzepts beitragen.…