Jun. Prof. Dr. Alexander Skulmowski

Als Pädagogischer Kognitionswissenschaftler untersuche ich die Lernförderlichkeit digitaler Bildungsmedien sowie die ethischen Implikationen der Digitalisierung. Mein Fokus liegt hierbei auf perzeptuell reichhaltigen Wissensmedien, wie z. B. dem Lernen in der virtuellen Realität, interaktiven Lernmedien und realistischen Visualisierungen. Insbesondere interessieren mich die kognitiven Effekte von Lernmedien mit einer hohen Anforderung an das Wahrnehmungssystem sowie die Auswirkungen neuester Entwicklungen wie generativer Künstlicher Intelligenz (KI).

Zentral ist für mich hierbei die theoretische Rahmung, die ich mit meiner Arbeitsgruppe aufbauend auf der Cognitive Load Theory und empirischen Ergebnissen experimenteller Studien ableite. Anhand dieser Resultate und den daraus entstehenden theoretischen Modellen können generalisierbare Prinzipien der kognitiven Gestaltung entwickelt werden, die als Brücke zwischen der Grundlagenforschung und der Praxis fungieren.

• Seit 01/2022: Sprecher des Profilfelds Bildungsprozesse in der digitalen Welt
• Seit 01/2022: Mitglied der Ethikkommission
• Seit 10/2020: Stellvertretende Leitung des Instituts für Informatik und digitale Bildung

Die Digitalisierung der Bildung bietet Chancen und Risiken. Mit meiner Forschung möchte ich zu einer differenzierten Analyse, der empirischen Untersuchung und der theoretischen Kontextualisierung diesbezüglicher Phänomene beitragen. Neben der Überprüfung der Lernförderlichkeit verschiedener Gestaltungsfaktoren werden in meiner Arbeitsgruppe die ethischen Implikationen neuester Technologien und die Rahmenbedingungen ihrer Verwendung in der Bildung evaluiert. Ein aktueller Schwerpunkt der Arbeitsgruppe besteht in der Betrachtung von Fehlkonzeptionen hinsichtlich generativer KI sowie dem Umgang mit fehlerhaften KI-generierten Inhalten im Rahmen von Lernprozessen und in der Wissenschaft.

Kognitive Gestaltungsfaktoren von Wissensmedien

• Realistische Visualisierungen und die kognitive Verarbeitung von 3D-Modellen
• Guidance-Reversal-Effekte und die Verringerung der Lernleistung durch zu große Hilfestellungen
• Generatives Lernen, insbesondere Lernen durch (digitales) Zeichnen und Testing-Effekte
• Interaktivität und Embodied Learning

Cognitive Load

• Cognitive Load Alignment: Weiterentwicklung der Cognitive Load Theory in Hinblick auf die Passung zwischen der kognitiven Belastung, kognitiven Lernprozessen und Testmethoden
• Untersuchung der Messmethoden zur kognitiven Belastung beim Lernen, z. B. durch die Ermittlung von Verzerrungen durch die Darstellung von Fragebögen

Ethik der digitalen Bildung

• Ethische Aspekte der Nutzung neuer Technologien wie Virtual Reality im Bildungskontext
• Umgang mit fehlerhaften KI-generierten Inhalten in der Bildung und Wissenschaft
• Kognitive Entwicklung und Informationssouveränität als Herausforderungen beim Lernen mit KI

Laufende Projekte:

Forschungs- und Nachwuchskolleg AQUA-d (MWK): Fördervolumen 2,4 Millionen Euro. Mitarbeitende: Patricia Engel-Hermann, M. A.

Kooperatives Promotionskolleg Wissensmedien (MWK): Fördervolumen 870.000 Euro. Stipendiat:innen: Theresa Dechamps, M.Sc., Marcel Alexander Niesik, M.Sc.

DiAs - Digital Assessment – Digitales, kompetenzorientiertes Prüfen an der Pädagogischen Hochschule Karlsruhe (Stiftung Innovation in der Hochschullehre): Fördervolumen 2 Millionen Euro, Laufzeit 2021–2025. Teilprojektleitung Evaluation. Mitarbeiterinnen: Luca Wunsch, M.Sc., Theresa Dechamps, M.Sc.

Abgeschlossene Projekte:

InDiKo - Nachhaltige Integration von fachdidaktischen digitalen Lehr-Lern-Konzepten an der PH Karlsruhe (BMBF): Entwicklungsfeld 1: Medienbildung und Digitale Bildung

Skulmowski, A. (2024, 20. Dezember). Wie lässt sich Virtual Reality ethisch vertretbar im Unterricht einsetzen? schule-mal-digital.de. https://www.schule-mal-digital.de/alle-beitraege/kurzbeitraege/wie-laesst-sich-virtual-reality-ethisch-vertretbar-im-unterricht-einsetzen

Skulmowski, A. (2024, 17. Dezember). Wie lässt sich Virtual Reality ethisch vertretbar im Unterricht einsetzen? lernen:digital Zukunftsraum. https://lernen.digital/fragen-an-die-zukunft-der-bildung/wie-laesst-sich-virtual-reality-ethisch-vertretbar-im-unterricht-einsetzen/

Skulmowski, A. (2023, 30. März). Can there be an optimum of realism in learning tasks?. Eingeladener Vortrag auf dem „International Workshop on Perceptual and Cognitive Processes of Learning from 3D“, Leibniz-Institut für Wissensmedien (IWM) in Tübingen, 30.03.–31.03.2023.

Skulmowski, A. (2022). Digitale Bildung: Von der Notlösung zur Chance. Dialog – Bildungsjournal der Pädagogischen Hochschule Karlsruhe, 9, 5–8.

SWR2 Wissen: Wie wir künftig lernen – Selber denken, einordnen, verstehen (Interview)

Profile bei Google Scholar und ResearchGate

Artikel (Peer-Review)

Skulmowski, A. (2024). No evidence for a negative effect of realism when learning about a process despite an increase in cognitive load. Applied Cognitive Psychology, 38, e70000. https://doi.org/10.1002/acp.70000

Engel-Hermann, P., & Skulmowski, A. (2024). Appealing, but misleading: a warning against a naive AI realism. AI and Ethics. https://doi.org/10.1007/s43681-024-00587-3

Skulmowski, A. (2024). AI‑related threats to information sovereignty and challenges for research ethics. Educational Psychology Review, 36, 101. https://doi.org/10.1007/s10648-024-09939-1

Skulmowski, A. (2024). Placebo or assistant? Generative AI between externalization and anthropomorphization. Educational Psychology Review, 36, 58. https://doi.org/10.1007/s10648-024-09894-x

Skulmowski, A. (2024). Are realistic details important for learning with visualizations or can depth cues provide sufficient guidance?. Cognitive Processing, 25, 351–361. https://doi.org/10.1007/s10339-024-01183-3

Skulmowski, A. (2024). Learning by doing or doing without learning? The potentials and challenges of activity-based learning. Educational Psychology Review, 36, 28. https://doi.org/10.1007/s10648-024-09869-y

Skulmowski, A. (2023). The cognitive architecture of digital externalization. Educational Psychology Review, 35, 101. https://doi.org/10.1007/s10648-023-09818-1

Skulmowski, A. (2023). Learners emphasize their intrinsic load if asked about it first: Communicative aspects of cognitive load measurement. Mind, Brain, and Education. https://doi.org/10.1111/mbe.12369

Skulmowski, A. (2023). Do concreteness fading and guidance fading aid learning from perceptually rich visualizations? Changes in style lead to more cognitive load and interfere with learning. Current Research in Behavioral Sciences, 4, 100112. https://doi.org/10.1016/j.crbeha.2023.100112

Skulmowski, A. (2023). Ethical issues of educational virtual reality. Computers & Education: X Reality, 2, 100023. https://doi.org/10.1016/j.cexr.2023.100023

Skulmowski, A. (2023). Shape distinctness and segmentation benefit learning from realistic visualizations, while dimensionality and perspective play a minor role. Computers & Education: X Reality, 2, 100015. https://doi.org/10.1016/j.cexr.2023.100015

Skulmowski, A. (2023). Realistic details impact learners independently of split-attention effects. Cognitive Processing, 24, 187–198. https://doi.org/10.1007/s10339-022-01123-z

Skulmowski, A. (2023). Guidelines for choosing cognitive load measures in perceptually rich environments. Mind, Brain, and Education, 17, 20–28. https://doi.org/10.1111/mbe.12342

Skulmowski, A. (2022). Is there an optimum of realism in computer-generated instructional visualizations?. Education and Information Technologies, 27, 10309–10326. https://doi.org/10.1007/s10639-022-11043-2

Skulmowski, A. (2022). Realistic visualizations can aid transfer performance: Do distinctive shapes and descriptive labels contribute towards learning?. Journal of Computer Assisted Learning, 38, 681–691. https://doi.org/10.1111/jcal.12640

Skulmowski, A. (2022). When color coding backfires: A guidance reversal effect when learning with realistic visualizations. Education and Information Technologies, 27, 4621–4636. https://doi.org/10.1007/s10639-021-10796-6

Skulmowski, A., Nebel, S., Remmele, M., & Rey, G. D. (2022). Is a preference for realism really naive after all? A cognitive model of learning with realistic visualizations. Educational Psychology Review, 34, 649–675. https://doi.org/10.1007/s10648-021-09638-1

Skulmowski, A., & Xu, K. M. (2022). Understanding cognitive load in digital and online learning: A new perspective on extraneous cognitive load. Educational Psychology Review, 34, 171–196. https://doi.org/10.1007/s10648-021-09624-7

Skulmowski, A., & Standl, B. (2021). COVID-19 information fatigue? A case study of a German university website during two waves of the pandemic. Human Behavior and Emerging Technologies, 3, 350–356.

Skulmowski, A., & Rey, G. D. (2021). Visualizing pathogens: Disfluent shapes of pathogens increase their perceived complexity and danger while realism and disfluency boost the credibility of visualizations. Human Behavior and Emerging Technologies, 3, 316–323.

Skulmowski, A., & Rey, G. D. (2021). Realism as a retrieval cue: Evidence for concreteness-specific effects of realistic, schematic, and verbal components of visualizations on learning and testing. Human Behavior and Emerging Technologies, 3, 283–295.

Skulmowski, A., & Rey, G. D. (2020). COVID-19 as an accelerator for digitalization at a German university: Establishing hybrid campuses in times of crisis. Human Behavior and Emerging Technologies, 2, 212–216.

Skulmowski, A., & Rey, G. D. (2020). The realism paradox: Realism can act as a form of signaling despite being associated with cognitive load. Human Behavior and Emerging Technologies, 2, 251–258.

Skulmowski, A., & Rey, G. D. (2020). Subjective cognitive load surveys lead to divergent results for interactive learning media. Human Behavior and Emerging Technologies, 2, 149–157.

Skulmowski, A., & Rey, G. D. (2018). Embodied learning: Introducing a taxonomy based on bodily engagement and task integration. Cognitive Research: Principles and Implications, 3:6.

Skulmowski, A., & Rey, G. D. (2018). Realistic details in visualizations require color cues to foster retention. Computers & Education, 122, 23–31.

Skulmowski, A., & Rey, G. D. (2018). Adjusting sample sizes for different categories of embodied cognition research. Frontiers in Psychology, 9:2384.

Skulmowski, A., & Rey, G. D. (2017). Measuring cognitive load in embodied learning settings. Frontiers in Psychology, 8:1191.

Skulmowski, A., & Rey, G. D. (2017). Bodily effort enhances learning and metacognition: Investigating the relation between physical effort and cognition using dual-process models of embodiment. Advances in Cognitive Psychology, 13, 3–10.

Skulmowski, A., Augustin, Y., Pradel, S., Nebel, S., Schneider, S., & Rey, G. D. (2016). The negative impact of saturation on website trustworthiness and appeal: A temporal model of aesthetic website perception. Computers in Human Behavior, 61, 386–393.

Skulmowski, A., Pradel, S., Kühnert, T., Brunnett, G., & Rey, G. D. (2016). Embodied learning using a tangible user interface: The effects of haptic perception and selective pointing on a spatial learning task. Computers & Education, 92-93, 64–75.

Skulmowski, A., Bunge, A., Cohen, B. R., Kreilkamp, B. A. K., & Troxler, N. (2015). Investigating conceptions of intentional action by analyzing participant generated scenarios. Frontiers in Psychology, 6:1630.

Skulmowski, A., Bunge, A., Kaspar, K., & Pipa, G. (2014). Forced-choice decision-making in modified trolley dilemma situations: a virtual reality and eye tracking study. Frontiers in Behavioral Neuroscience, 8:426.

• 07/2024 – 09/2024: Kommissarische Leitung des Instituts für Informatik und digitale Bildung
• 07/2024 – 09/2024: Kommissarischer Sprecher des Promotionskollegs Wissensmedien
• 08/2023: Positive Zwischenevaluation der Juniorprofessur
• Seit 10/2020: Stellvertretende Leitung des Instituts für Informatik und digitale Bildung
• Seit 10/2020: Juniorprofessor für Digitale Bildung an der PHKA
• 09/2019: Promotion zum Dr. rer. nat. im Fach Psychologie (summa cum laude) an der TU Chemnitz
• 01/2014 – 09/2020: Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Professur Psychologie digitaler Lernmedien, TU Chemnitz
• 10/2011 – 09/2013: Masterstudium der Cognitive Science (M.Sc., Abschluss mit Auszeichnung) an der Universität Osnabrück
• 10/2008 – 09/2011: Bachelorstudium der Philosophie und Psychologie an der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Aktuelle Mitgliedschaften in Herausgebergremien

• Seit 2024: Editorial Board Member, Learning and Instruction
• Seit 2022: Editorial Board Member, Journal of Computer Assisted Learning
• Seit 2021: Editorial Board Member, Educational Psychology Review

Reviewer-Tätigkeiten

Fördergeber:

• Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)
• German-Israeli Foundation for Scientific Research & Development (GIF)
• Narodowe Centrum Nauki (National Science Centre, NCN)
• Schweizerischer Nationalfonds (SNF)

Zeitschriften:

AI and Ethics; Applied Cognitive Psychology; Behavior Research Methods; British Journal of Educational Psychology; Cognitive Processing; Cognitive Research: Principles and Implications; Computers & Education; Computers and Education Open; Computers and Education: Artificial Intelligence; Computers & Education: X Reality; Computers in Human Behavior; Education and Information Technologies; Educational Psychology Review; Ergonomics; Evolutionary Psychology; Frontiers in Education; Frontiers in Psychology; Human Behavior and Emerging Technologies; IEEE Transactions on Education; IEEE Transactions on Human-Machine Systems; Improving Schools; Instructional Science; International Journal of Human-Computer Interaction; International Journal of Human-Computer Studies; Journal of Computer Assisted Learning; Journal of Educational Computing Research; Journal of Educational Psychology; Journal of Experimental Child Psychology; Journal of Obsessive-Compulsive and Related Disorders; Learning and Instruction; Learning and Motivation; Mind, Brain, and Education; New Ideas in Psychology; PLOS ONE; PsyCh Journal; Psychiatry Research; Royal Society Open Science; Teaching and Teacher Education; Technology, Knowledge and Learning; Technology, Mind, and Behavior