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Naturwissenschaftliche Bildung für alle! – Eine Antwort auf die wachsende Diversität der Schülerschaft ist der inklusive Naturwissenschaftsunterricht. Empfehlungen zur Verknüpfung inklusiver und naturwissenschaftlicher Prinzipien sind bisweilen mehr normativ als praxisorientiert. Im SchülerInnenlabor der PH Ludwigsburg werden inklusive Lernumgebungen entwickelt und umgesetzte, die allen Lernenden eine aktive Teilhabe und das Forschende Lernen ermöglichen. Diese werden von Lerngruppen bewertet. Es werden Evaluationsergebnisse aus zwei Perspektiven hinsichtlich des Gelingens der aktiven Teilhabe aller Lernenden und des Forschenden Lernens vorgestellt, die andeuten, dass kontextorientierte und Lernhilfen-gestützte Lernumgebungen sowie das Arbeiten in kooperativen Teams und mit Tablets sich beim Experimentieren im SchülerInnenlabor positiv auf das Gelingen und das situative Interesse der Lernenden auswirken.
Die Autoren schreiben: " Insgesamt scheinen wir mit unserer Diskussion über die Rolle, die Daten und Statistiken in der COVID-19-Pandemie gespielt haben und weiterhin in anderen Krisen spielen, einen Nerv in der Statistik-Community getroffen zu haben. Wir versuchen nicht, alle in den Kommentaren erwähnten Punkte anzusprechen, sondern konzentrieren uns auf einige der Hauptthemen, die von mehreren Diskussionsteilnehmern angesprochen wurden."
Berufsorientierung zu chemischen Berufen: Ein vernachlässigter Bereich der Bildung von Lehrer:innen
(2021)
Berufsorientierung ist eine zentrale Aufgabe von Schulen und soll auch im Rahmen des Chemieunterrichts erfolgen. Dies ist eine Herausforderung aufgrund der Stereotype bezüglich Gender, sozialer Schicht und Ethnizität in Chemie und den Naturwissenschaften. Diese Studie untersucht, (i) inwieweit angehende Lehrer:innen für Berufsorientierung professionalisiert sind und (ii) wie sich die Mitarbeit der Lehramtsstudierenden in einem Projekt zur Berufsorientierung in Chemie für Mädchen mit Migrationshintergrund (DiSenSu) auf die Professionalisierung der Studierenden auswirkt. Die qualitative Analyse einer Gruppendiskussion zwischen drei Lehramtsstudierenden zeigt, dass das naturwissenschaftliche Lehramtsstudium unzureichend auf die Berufsorientierung vorbereitet. Durch die Mitarbeit im Projekt DiSenSu konnte hingegen eine Professionalisierung erwirkt werden. Die Studie legt den Bedarf an evidenzbasierter Ausbildung für Berufsorientierung in Chemie offen. Die Erkenntnisse und Materialien aus dem Projekt DiSenSu können als Grundlage zur Verbesserung der Ausbildung dienen.
The notion of “bounded rationality” was introduced by Simon as an appropriate framework for explaining how agents reason and make decisions in accordance with their computational limitations and the characteristics of the environments in which they exist (seen metaphorically as two complementary scissor blades).We elaborate on how bounded rationality is usually conceived in psychology and on its relationship with logic. We focus on the relationship between heuristics and some non-monotonic logical systems. These two categories of cognitive tools share fundamental features. As a step further, we show that in some cases heuristics themselves can be formalized from this logic perspective. We have therefore two main aims: on the one hand, to demonstrate the relationship between the bounded rationality programme and logic, understood in a broad sense; on the other hand, to provide logical tools of analysis of already known heuristics. This may lead to results such as the characterization of fast and frugal binary trees in terms of their associated logic program here provided.
Females and students of non-dominant ethnicity are less likely to aspire to science careers. However, overcoming discrimination in science and chemistry is a challenging task, especially in vocational orientation. Thus, there is a need for strategies to support young women in their identity formation in science and chemistry. This article presents a scheme for supporting young women’s science identity formation in conversations about vocational orientation. The goal is to support young women in developing a positive attitude towards careers in chemistry. This attitude is part of cultural chemistry capital. The scheme was developed based on a study conducted as part of the project DiSenSu. Here, coachings for vocational orientation for young women in science and chemistry are provided, following the idea of Science in Public. In the coaching, the attitudes towards science and chemistry were determined using quantitative data. Based on these results, coaches conducted conversations with the participants. Qualitative analysis of 11 conversations revealed strategies coaches used to support young women in their vocational orientation. The study shows how the participants’ attitude towards careers in chemistry is used as a starting point for coachings. Also, it provides strategies that can be used to promote young women’s cultural chemistry capital.
We report on a study on syllogistic reasoning conceived with the idea that subjects' performance in experiments is highly dependent on the communicative situations in which the particular task is framed. From this perspective, we describe the results of Experiment 1 comparing the performance of undergraduate students in 5 different tasks. This between-subjects comparison inspires a within-subject intervention design (Experiment 2). The variations introduced on traditional experimental tasks and settings include two main dimensions. The first one focuses on reshaping the context (the pragmatics of the communication situations faced) along the dimension of cooperative vs. adversarial attitudes. The second one consists of rendering explicit the construction/representation of counterexamples, a crucial aspect in the definition of deduction (in the classical semantic sense). We obtain evidence on the possibility of a significant switch in students' performance and the strategies they follow. Syllogistic reasoning is seen here as a controlled microcosm informative enough to provide insights and we suggest strategies for wider contexts of reasoning, argumentation and proof.
cpm.4.CSE/IRT (compact process model for Competence Science Education based on IRT models) is a process model for competence measurement based on IRT models. It allows the efficient development of measuring instruments for computer science education. Cpm.4.CSE/IRT consists of four sub processes: B1 determine items, B2 test items, B3 analyze items according to Rasch model, and B4 interpret items by criteria. Cpm.4.CSE/IRT is modeled in IDEF0, a process modeling language that is standardized and widely used. It is implemented in R, an open-source software optimized for statistical calculations and graphics that allows users to interact using the web application framework Shiny. Through coordinated processes, cpm.4.CSE/IRT ensures the quality and comparability of test instruments in competence measurement. Cpm.4.CSE/IRT is demonstrated using an example from the competence area of Modeling.
Um Menschen auf den Umgang mit Gefahren, Krankheiten und Katastrophen vorzubereiten, muss ihnen Statistik vermittelt werden, und zwar idealerweise durch gute Darstellungsformate dynamisch. Diese Dynamiken in einfache Kommunikation zu übersetzen, ist das, was Regierungen von Wissenschaftlern brauchen.
Die Publikation erhellt ein bemerkenswertes Forschungsprojekt, das in zahlreichen Facetten informelle und interkulturelle Bildungsprozesse einfängt und rekonstruiert. Die Beiträge analysieren und exemplifizieren eindrücklich, wie Kinder Begegnungssituationen und Herausforderungen meistern, unterschiedliche Strategien und Wege nutzen, um Sprachbarrieren zu umgehen. Die videoethnographische Studie überzeugt in besonderem Maße durch die Ergebnisse und ermutigt zu grenzüberschreitenden Austauschen – auch oder gerade in Grundschulen, die nicht die erlernte Fremdsprache der Kooperationsschule sprechen. Ein äußerst gelungener Sammelband, der weit über die Austauschthematik hinaus, Antworten auf pädagogische Fragestellungen liefert, die im Kontext von Interkulturalität stehen. Die Ergebnisse ermutigen, die unterschiedlichen „Sprachen“ der Kinder, im Sinne von nicht sprachlicher Verständigungskompetenz, Ausdrucksmöglichkeiten und Kommunikationskreativität, zu berücksichtigen, sie konstruktiv zu nutzen, nicht nur in informellen Settings, sie vielmehr konsequent für Schule und Unterricht mitzudenken.
Es werden verschiedene analytische Verfahren zur qualitativen und quantitativen Analyse des Arzneimittels Lidocainhydrochlorid vorgestellt. Der Schwerpunkt liegt dabei auf elektrochemischen Verfahren. Die Experimente können in einem Hochschulpraktikum, teilweise auch im Chemieunterricht durchgeführt werden.
Wir präsentieren Argumente für einen interdisziplinären Ansatz im Mathematikunterricht. Als Beispiel sei kurz in Erinnerung gerufen, wie kognitive Neuropsychologen schon in jungen Jahren den intensiven Erwerb der Fingergnosis förderten, dh den Erwerb der Fähigkeit, die eigenen Finger mental zu repräsentieren. Mathematikpädagogen empfahlen durchaus die Entwicklung der Fingergnosis, prüften aber deren Grenzen. Sie präsentierten auch Argumente dafür, flexibles Kopfrechnen als Ziel des Rechenunterrichts in der Grundschule zu entwickeln. In diesem Zusammenhang beschreiben wir das Training von „Zahlenblick“ als eine Möglichkeit, flexibles Kopfrechnen zu fördern und verbinden es mit Konzepten aus der Metakognitionstheorie. Wir veranschaulichen, wie gerade dieser Zweig der Metakognition weitere interdisziplinäre Forschung erfordert. In unserer Analyse „Zahlenblick“ erstreckt sich auf den Blick für Proportionen, über die ganzen Zahlen hinaus. Wir veranschaulichen, wie nützlich es wäre, die neuronalen Untermauerungen besser zu verstehen, die für die Vorteile sogenannter natürlicher Häufigkeiten im Vergleich zu Prozentsätzen oder Wahrscheinlichkeiten und von Symbolarrays zu ihrer Darstellung verantwortlich sind. Solche Eigenfrequenzen sind adäquate Formate für die frühzeitige Auseinandersetzung mit Entscheidungen unter Risiko.
Research has identified 10 high-leverage teaching practices (HLTPs) that can impact student learning of a foreign language. While acknowledging the importance of this work, more research is needed to inform the preparation of novice teachers to enact these practices. In response, the researchers conducted a case study involving two foreign language teacher preparation programs in the United States and Germany, to better understand how the two very different programs prepare their candidates to implement HLTPs, which HLTPs are emphasized, and how successful they are at preparing their aspiring teachers to implement one practice that has been identified in the research as particularly important (facilitating target language comprehensibility). Survey, teaching observation, and interview data collected from teacher candidates and their instructors suggested the critical nature of select HLTPs, that some of the subcomponents of one of these practices may be more challenging for novice teachers to master than others, and that there may be multiple approaches to preparing foreign language teachers to implement HLTPs.
Der Artikel stellt nicht nur eine praktische Idee für ein gegenständliches, dreidimensionales Teilchenmodell (hier am Beispiel der Luft) dar, sondern nennt auch grundlegende Aspekte in Bezug auf das Zusammenspiel von naturwissenschaftlichem Unterricht und Teilchenmodellen. Ferner wird im Artikel die didaktische Einbettung in den naturwissenschaftlichen Sachunterricht sowie die Erfahrung des Autors aus der Unterrichtspraxis betrachtet. Das Modell wurde in erster Linie für die Anwendung im Primarbereich entwickelt und eignet sich zudem auch für den naturwissenschaftlichen Unterricht zu Beginn der Sekundarstufe I.
Durch das einfache Teilchenmodell, das auf chemisch-physikalischen Grundlagen basiert, werden die Schüler*innen schon frühzeitig an die interessante Welt der Naturwissenschaften herangeführt, was die Durchführung des Autors erahnen ließ. Das entwickelte Modell stellt eine anregende Idee für Lehrer*innen, Student*innen und Referendar*innen dar, da es einen nachhaltigen Lernerfolg vermuten lässt.
Das Modell der Partizipativen Aktionsforschung zeigte Erfolge in der Entwicklung von Unterrichtsmaterialien und in der Professionalisierung von Lehrkräften. Ausgehend von den Anforderungen der Chemielehramtsausbildung mit den Fokussen auf Heterogenität, Diversität, Diagnostik und Förderung im Chemieunterricht wurde das Modell der Partizipativen Fachdidaktischen Aktionsforschung adaptiert und für die universitäre Ebene weiterentwickelt. Bei dem adaptierten Modell steht die Bildung eines Einwicklungsteams im Fokus, das in einem kommunikativen Austausch eine universitäre Lehrveranstaltung der Chemiedidaktik weiterentwickelt. In diesem Artikel wird das weiterentwickelte Modell vorgestellt und an einem Beispiel beschrieben.
We investigated retrieval-induced forgetting of motor sequences in samples of Chinese participants. Retrieval-induced forgetting occurs when selective retrieval of a subset of information stored in memory causes forgetting for the non-retrieved rest. This phenomenon critically depends on the organised storage of separate categories of memory representations. In studies with participants from a Western culture (Germany), a categorization in left- and right-hand movements previously had been supported by letter stimuli based on a spatial mental representation of the Roman alphabet. The same assignment of letters from the beginning or end of the alphabet to motor sequences performed either with the left- or the right-hand did not entail retrieval-induced forgetting in the present study, however (Experiment 1). In Experiment 2, visual features of displaying to-be-learned sequences additionally supported a distinction into left and right. In Experiment 3, learning trials provided verbal category labels. The occurrence of retrieval-induced forgetting in the latter two experiments suggests language-dependent organisation of non-verbal items in memory.
Berufsorientierung stellt ChemielehrerInnen vor eine besondere Herausforderung, da vor allem Mädchen und junge Frauen geringere naturwissenschaftliche Karriereaspirationen zeigen. Derzeit mangelt es an wissenschaftlich fundierten Ansätzen, eine naturwissenschaftliche Identitätsbildung in der Berufsorientierung im Unterricht bei Mädchen und jungen Frauen aktiv zu unterstützen. Die vorliegende Studie untersucht nach dem Science-Capital-Ansatz, welche Gesprächsstrategien in der Berufsorientierung die naturwissenschaftliche Identitätsbildung von Mädchen und jungen Frauen fördern können. Im Rahmen des DiSenSU-Projekts zur Berufsorientierung in den Naturwissenschaften nahmen Mädchen und junge Frauen an einem Coachinggespräch über naturwissenschaftliche Identitäten und Karriereaspirationen teil. Für die vorliegende Studie wurden quantitative Daten zu Selbstkonzept und Karriereaspirationen sowie qualitative Daten aus den Coachinggesprächen analysiert. Untersucht wurde: (1) Welche Voraussetzungen bezüglich Selbstkonzept und Karriereaspirationen zeigen Mädchen und junge Frauen in der Reflexion über naturwissenschaftliche Berufe? (2) Welche Strategien der Gesprächsführung eignen sich, Science Capital zu fördern? Die Studie zeigt, wie Selbstkonzept und Karriereaspirationen als Anknüpfungspunkte im Coachinggespräch genutzt werden können und welche Gesprächsstrategien sich eignen, die naturwissenschaftliche Identitätsbildung bei Mädchen und jungen Frauen zu förden
Redoxreaktionen auf Goldsiebdruckelektroden (SPE) können elektrochemisch mit zyklischer Voltammetrie (Cyclovoltammetrie, CV) und spektroskopisch mit der optischen und der Ramanspektroskopie gemessen werden. Die Kombination aus CV und optischer oder Raman Spektroskopie, die sog. Absorpto- oder Ramanvoltammetrie, bietet neben elektrochemischen Informationen über Redoxreaktionen an Elektroden auch Informationen über die Änderung der optischen und Schwingungseigenschaften der beteiligten Stoffe. Der didaktische Hintergrund der Arbeit ist die Hypothese, dass die Kombination der beiden unterschiedlichen Gebiete der physikalischen Chemie dazu beitragen kann, Elektrodenreaktionen besser zu verstehen. Die Ramanspektroskopie ist eine leistungsfähige Technik zum Nachweis von sehr geringen Konzentrationen des Analyten auf Elektroden (im Bereich von Picomol), wenn diese durch elektrochemische Maßnahmen oder durch Verwendung von entsprechenden Nanoteilchen modifiziert werden. Eine einfache elektrochemische in-situ Modifikation führt zum oberflächenverstärkten Ramaneffekt (EC-SERS). Damit können chemische Reaktionen anhand der Änderung von Schwingungszuständen charakterisiert werden, ohne die manchmal langwierige Herstellung von Metall-Nanopartikeln als Substrat für SERS.
Gamification and game-based learning have been established as powerful tools in education. Location-based games (geogames) have been established following mainly a ‘seek-and-find’ game-mechanic, challenging mechanics like simulations are rarely used. We describe an approach for creating an educational location-based game (geogame). The central design problem consists in integrating an ecological simulation into the location-based game flow. We show how to combine these two game mechanics by simplifying complex simulations while maintaining their validity. In an empirical study we evaluate our geogame with secondary school students (N = 329). Our quasi-experimental pre-post-test design focuses on the game-related enjoyment provided by a simplified simulation task within a geogame compared to a more complex desktop simulation and to a geogame without simulation. The results show that the players of the Geogame spend much less time on interacting with the simulation than on other tasks. Nevertheless, the simulation within the geogame contributes positively to the game playing experience. Player enjoyment is even found to be slightly higher in the simulation geogame than in the indoor simulation. A critical threshold of time for using simulations within location-based game mechanics is discussed and related design-pattern for geogames are presented to support educators and game developers in the co-design of challenging location-based games. This study contributes to locate ecological simulations in areas where they actually take place. Complex topics and competencies in education become “real” for players in an outdoor experience.
Obschon die Klassenführung von sportunterrichtenden Lehrkräften ein bedeutsamer Faktor eines guten Sportunterrichts darstellt, liegen keine Beobachtungsinstrumente vor, um die Qualität der klassenführungsbezogenen Performanzen bei sportunterrichtenden Lehrkräften valide, reliabel und objektiv erheben zu können. Derartige Instrumente erscheinen jedoch als wünschenswert, weil damit die Qualität der Klassenführung von sportunterrichtenden Lehrkräften ökologisch valide, situiert und verhaltensnah erfasst werden kann. In vorliegender Studie wurde dementsprechend die Fragestellung bearbeitet, durch welche Qualitätskriterien sich die klassenführungsbezogenen Performanzen bei sportunterrichtenden Lehrkräften erfassen lassen. In einem ersten Schritt wurde dazu eine Literaturanalyse realisiert und ein provisorisches Beobachtungsinstrument entwickelt. In einem zweiten Schritt wurde das Instrument im Rahmen einer Delphi-Runde und im Sinne einer inhaltlichen Validierung Sportdidaktikerinnen und Sportdidaktikern (n = 8) vorgelegt. Latente und manifeste Variablen wurden dabei verändert, ausgeschlossen und neue Variablen generiert. Zur empirischen Validierung wurde in einem dritten Schritt ein Beurteilungsverfahren durchgeführt. Raterinnen und Rater (n = 6) absolvierten dazu ein Training. Im Anschluss wurde die Qualität der klassenführungsbezogenen Performanzen anhand von 166 Unterrichtsstunden bei angehenden und tätigen sportunterrichtenden Lehrkräften beurteilt. Zur Überprüfung der Güte des Instruments wurden Faktorenanalysen durchgeführt und die Interraterreliabilität berechnet. Aus der empirischen Überprüfung geht ein 9‑faktorielles Modell hervor, welches aus 27 manifesten Variablen besteht. Die empirische Lösung weist auf einen ausreichenden bis guten Modell-Fit, die Interraterreliabilität zeigt gute bis exzellente Kennwerte. Mit der Studie wurde ein multidimensionales Beobachtungsinstrument entwickelt, mit dem die klassenführungsbezogenen Performanzen von sportunterrichtenden Lehrkräften valide, reliabel und objektiv erfasst werden können.
We investigated whether retrieval-based learning can facilitate the acquisition of cognitive skills, focusing on the control-of-variables strategy. This core scientific experimentation skill is regularly taught in science education classes because understanding it is essential for understanding experimental investigations in science. In the present study, participants initially read a text explaining the control-of-variables strategy. We compared the effects of subsequent retrieval practice and restudy of the text in performing a transfer test requiring the application of the control-of-variables strategy by judging the validity of a number of experimental designs. In addition, recall of the initially studied text was assessed as well. Repeated retrieval practice in combination with restudy opportunities resulted in better performance in both the transfer test and the recall test as compared to mere restudy or a single study opportunity. These findings demonstrate that retrieval practice is a useful tool for promoting deep conceptual learning.
Since students’ knowledge of scientific language can be one of the main difficulties when learning science, teachers must have adequate knowledge of scientific language as well as the teaching and learning of it. Currently, little is known about teachers’ practices and, thus, teachers’ knowledge of scientific language, in general, and the teaching and learning of it (Pedagogical Scientific Language Knowledge, PSLK) in particular. For this reason, with this systematic review, we seek to identify elements of pre- and in-service primary and secondary science teachers’ PSLK. The search was conducted on the database Education Resources Information Center (ERIC) and resulted in 35 articles with empirical evidence after the selection process. The results have been deductively and inductively categorized following the framework of the Refined Consensus Model of Pedagogical Content Knowledge, elaborating elements of different knowledge categories that shape PSLK, as well as PSLK itself (e.g., knowledge of (i) scientific language role models, (ii) making scientific terms and language explicit, (iii) providing a discursive classroom, and (iv) providing multiple representations and resources). We can conclude that more research on PSLK is needed as analyzed articles are mainly based on case studies. Additionally, this paper shows a need for a stronger focus on scientific language in teacher education programs. Implications for further research and teacher education are discussed.
Die zweidimensionale Spektroelektrochemie von elektrochromen und elektrolumineszierenden Substanzen zeigt eine direkte Korrelation auf zwischen den Elektrodenreaktionen und Änderungen der Absorption oder Lumineszenz. Dies wird anhand der beiden Substanzen N,N,N’,N’-Tetramethyl-p-phenylendiamin (Wurster's Blau) und Tris(2,2’-bipyridyl)rutheniumchlorid [Ru(bpy)3]Cl2 demonstriert. In diesem Artikel werden vornehmlich Hochschulexperimente vorgestellt. Zusätzlich wird an zwei Beispielen aufgezeigt, dass auch mit einfacheren schulischen Mitteln das Prinzip der Spektroelektrochemie experimentell erfasst werden kann.
After a brief description of the four components of risk literacy and the tools for analyzing risky situations, decision strategies are introduced, These rules, which satisfy tenets of Bounded Rationality, are called fast and frugal trees. Fast and frugal trees serve as efficient heuristics for decision under risk. We describe the construction of fast and frugal trees and compare their robustness for prediction under risk with that of Bayesian networks. In particular, we analyze situations of risky decisions in the medical domain. We show that the performance of fast and frugal trees does not fall too far behind that of the more complex Bayesian networks.
The effect of direct instruction and web quest on learning outcome in computer science education.
(2018)
Answers to the questions of which instructional methods are suitable for school and should be applied in teaching individual subjects and also how instructional methods support the act of learning represent challenges to general education and education in individual subjects. This study focuses on the empirical examination of learning outcome with respect to two instructional methods: direct instruction and web quest. An SPF-2 × 2•2 design is used to control instructional method, time and class context. Learning outcome on QR code is assessed with reference to multiple-choice test items. The empirical findings show that learning with direct instruction performs better than web quest.
The problem-solving performance of primary school students depend on their attitudes and beliefs. As it is not easy to change attitudes, we aimed to change the relationship between problem-solving performance and attitudes with a training program. The training was based on the assumption that self-generated external representations support the problem-solving process. Furthermore, we assumed that students who are encouraged to generate representations will be successful, especially when they analyze and reflect on their products. A paper-pencil test of attitudes and beliefs was used to measure the constructs of willingness, perseverance, and self-confidence. We predicted that participation in the training program would attenuate the relationship between attitudes and problem-solving performance and that non-participation would not affect the relationship. The results indicate that students’ attitudes had a positive effect on their problem-solving performance only for students who did not participate in the training.
Kompetenzmessungen im Bereich der statistischen Grundbildung haben gezeigt, dass Lernerfolge durch hierarchische Modelle beschrieben werden können. Empirische Studien, die sich auf mögliche Einflussfaktoren konzentrieren, sind jedoch rar. In dieser Arbeit analysieren wir die Leistungen der Schülerinnen und Schüler in Bezug auf die Kompetenz unter Verwendung von Modellen und Darstellungen in statistischen Kontexten, ein Kernelement statistischer Grundbildung. Wir untersuchen weiter, inwieweit mehrere Lernervariablen wie Leseverständnis und allgemeine kognitive Fähigkeiten mit dieser Kompetenz zusammenhängen. Dazu wurden 503 deutsche Achtklässler mit einem entsprechenden Kompetenzmaß und standardisierten psychometrischen Tests zum Leseverständnis und zu allgemeinen kognitiven Fähigkeiten untersucht. In die Analyse flossen zusätzliche Informationen über Noten in Mathematik und den sozioökonomischen Status ein. Die Ergebnisse weisen auf die Kompetenz der Studierenden hin, Modelle und Repräsentationen in statistischen Kontexten zu verwendenist innerhalb unserer Stichprobe relativ homogen und zeigt hohe Lösungsquoten bei grundlegenden Aufgaben und wenig Erfolg bei den schwierigsten Aufgaben. Multilevel-Regressionen deuten darauf hin, dass diese Kompetenz eher mit allgemeinen kognitiven Fähigkeiten, aber weniger mit dem Leseverständnis zusammenhängt. Implikationen werden im Hinblick auf die theoretische und praktische Ebene diskutiert.
Vielfältige Analytik
(2020)
Die chemische Analytik hat das Ziel, Antworten auf die Fragen nach dem „Was?“ und dem „Wieviel?“ zu finden. Wie vielfältig die Antworten auf diese Fragen sein können, zeigt sich darin, dass die chemische Analytik aus zahlreichen Teilgebieten besteht, etwa der Spektroskopie, der Elektrochemie, der Sensorik etc. Derzeit gibt es ca. 70 verschiedene Chemieanalytik-Zeitschriften weltweit...
Hintergrund
Funktionales Denken wird als spezifisches Denken in Zusammenhängen, Abhängigkeiten und Veränderungen charakterisiert. Daher ist es über die Mathematik hinaus auch für andere (MINT-)Fächer sowie für Alltagssituationen von entscheidender Bedeutung. Insbesondere der Umgang mit unterschiedlichen Funktionsdarstellungen und der Wechsel zwischen ihnen sind funktionsbezogene Kernkompetenzen, die für die Bildung angemessener Konzepte und die flexible Problemlösung in unterschiedlichen Situationen entsprechend benötigt werden. Daher untersuchte diese Studie Studenten ( N = 856) Kompetenzen im Zusammenhang mit repräsentationalen Veränderungen elementarer Funktionen und insbesondere eingeschätzt, welche Veränderungen den Studierenden besonders leicht oder schwer fallen. Darüber hinaus wurden mögliche Schullaufbahn- und Geschlechtsunterschiede durch die Durchführung von DIF-Analysen im Rahmen der Rasch-Modellierung untersucht. Die Datenerhebung erfolgte mittels eines Papier-Bleistift-Tests, der durchgeführt wurde, nachdem die Studierenden die Unterrichtseinheit zu linearen Funktionen im Mathematikunterricht absolviert hatten.
Ergebnisse
Insgesamt wurde festgestellt, dass die Schüler über begrenzte Kompetenzen in Bezug auf repräsentative Veränderungen elementarer Funktionen verfügen. Es gab kein klares Muster hinsichtlich der Arten von Repräsentationsänderungen, die ihnen schwer oder leicht fielen. Darüber hinaus schnitten Mädchen bei rein mathematischen Aufgaben besser ab, während Jungen bei einer komplexen Modellierungs- und Problemlösungsaufgabe besser abschnitten. Klassen aus dem akademischen Track erzielten bessere Ergebnisse bei Aufgaben mit situativem Kontext als ihre Klassenkameraden aus dem nicht-akademischen Track, die bei rein mathematischen Aufgaben relativ gut abschnitten.
Schlussfolgerungen
Diese Ergebnisse implizieren, dass verschiedene Repräsentationen und Repräsentationsänderungen in den Funktionsunterricht aufgenommen werden sollten, um die Schüler beim Aufbau eines reichhaltigen Funktionskonzepts und flexibler Problemlösungsfähigkeiten zu unterstützen und so die curricularen Anforderungen zu erfüllen und didaktischen Überlegungen Rechnung zu tragen. Insbesondere die Vermittlung von Funktionen sollte durch Mischaufgaben mit und ohne situativen Kontext und den entsprechenden Darstellungswechseln ausgewogener gestaltet werden. Diese Erkenntnisse sollten Lehrende, insbesondere Lehrende in nicht-akademischen Bildungsgängen, dazu motivieren, situativen Kontexten im Funktionsunterricht eine stärkere Rolle zu geben, um das Lernen ihrer Schülerinnen und Schüler zu fördern und eine Brücke zwischen Mathematik und realen Situationen zu schlagen.
This volume is largely about nontraditional data; this paper is about a nontraditional visualization: classification trees. Using trees with data will be new to many students, so rather than beginning with a computer algorithm that produces optimal trees, we suggest that students first construct their own trees, one node at a time, to explore how they work, and how well. This build-it-yourself process is more transparent than using algorithms such as CART; we believe it will help students not only understand the fundamentals of trees, but also better understand tree-building algorithms when they do encounter them. And because classification is an important task in machine learning, a good foundation in trees can prepare students to better understand that emerging and important field. We also describe a free online tool—Arbor—that students can use to do this, and note some implications for instruction.
Demokratie lebt von Argumenten, die auf nachweisbaren Fakten basieren. Lebendige Demokratien brauchen gut informierte Bürger, die relevante gesellschaftliche Fragen verstehen, diskutieren und sich in öffentliche Entscheidungsprozesse einbringen können. Dieser Aufsatz stellt in Erweiterung von Statistical Literacy eine Teildisziplin vor, die wir Zivilstatistik nennen. Zivilstatistik konzentriert sich auf das Verstehen statistischer Informationen über die Gesellschaft, wie sie von den Medien, Statistikämtern und anderen Statistikanbietern bereitgestellt werden. Die Herausforderung, Menschen zu befähigen, Sinn aus diesen Daten zu erschließen, richtet sich gleichermaßen an Bildungseinrichtungen (Schulen und Hochschulen) wie auch an Medien und Statistikanbieter. Im vorliegenden Aufsatz beschreiben wir die spezifischen Charakteristika von Zivilstatistik und begründen die Notwendigkeit dieser Teildisziplin, die im Schnittfeld von Statistik, Gesellschaftswissenschaften und – wegen ihres Bildungsauftrages – Erziehungswissenschaften liegt. Wir beschreiben ein Rahmenkonzept für Kompetenzen im Bereich Zivilstatistik und weisen auf reichhaltiges, frei verfügbares Lehr- und Lernmaterial hin, das im Rahmen einer europäischen Zusammenarbeit von sechs Hochschulen im Projekt ProCivicStat erarbeitet wurde. Aus unseren Analysen ergeben sich curriculare und bildungspolitische Empfehlungen, die diesen Aufsatz abschließen.
Eine Pandemie stellt die Entscheidungsfindung vor besondere Herausforderungen, da Entscheidungen kontinuierlich an sich schnell ändernde Beweise und verfügbare Daten angepasst werden müssen. Welche Gegenmaßnahmen sind zum Beispiel in einem bestimmten Stadium der Pandemie angemessen? Wie lässt sich die Schwere der Pandemie messen? Wie wirkt sich die Impfung in der Bevölkerung aus und welche Gruppen sollten zuerst geimpft werden? Der Prozess der Entscheidungsfindung beginnt mit der Datenerhebung und -modellierung und setzt sich bis zur Verbreitung der Ergebnisse und den anschließend getroffenen Entscheidungen fort. Das Ziel dieser Arbeit ist es, einen Überblick über diesen Prozess zu geben und Empfehlungen für die verschiedenen Schritte aus statistischer Sicht zu geben. Insbesondere diskutieren wir eine Reihe von Modellierungstechniken, darunter mathematische, statistische und entscheidungsanalytische Modelle sowie deren Anwendungen im COVID-19-Kontext. Mit dieser Übersicht möchten wir das Verständnis für die Ziele dieser Modellierungsansätze und die spezifischen Datenanforderungen fördern, die für die Interpretation der Ergebnisse und für erfolgreiche interdisziplinäre Kooperationen unerlässlich sind. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Rolle, die Daten in diesen verschiedenen Modellen spielen, und wir beziehen in die Diskussion die Bedeutung statistischer Grundkenntnisse und einer effektiven Verbreitung und Kommunikation von Erkenntnissen ein.