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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.
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.
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.
Die Dissertation „Grammatik in Texten im Deutschunterricht (Deutsch als Zweitsprache und Deutsch als Fremdsprache) – ein internationaler Vergleich Deutschland – Kroatien“ stellt Gemeinsamkeiten und Unterschiede im Gebrauch morphosyntaktischer Mittel zwischen den DaF-Schülern in Kroatien, die Deutsch als Fremdsprache lernen, und den DaZ-Schülern in Deutschland, die Deutsch als Zweitsprache lernen. Das Ziel der empirischen Untersuchung ist es, aufgrund einer Textanalyse herauszufinden, wie die kroatischen DaF-Schüler die morphosyntaktischen Mittel umsetzen und welche Aneignungsschritte sie dabei durchlaufen. Ein relevanter Punkt in der empirischen Untersuchung war es auch zu zeigen, welche Bereiche schneller und welche langsamer von den Schülern in ihren schriftlichen Produktionen umsetzen. Im darauffolgenden Schritt wurden die Daten der kroatischen Schüler mit den Daten aus dem FISA-Projekt (vgl. Junk-Deppenmeier 2016) verglichen, um Parallelen zwischen Deutsch als Fremdsprache und Deutsch als Zweitsprache zu ziehen. Die empirische Studie war eine Längsschnittstudie, die in den Jahren 2013/2014 an kroatischen Schulen durchgeführt wurde. Die Datenanalyse erfolgte auf der Grundlage von verschiedenen Analyserastern, die dafür erstellt wurden, und der Profilanalyse nach Grießhaber (2010).
Die Ergebnisse der Dissertation bestätigen, dass der Zweitspracherwerb in Phasen abläuft (Ludger et al. 2017). Bei den kroatischen DaF-Schülern werden individuelle Unterschiede in der Geschwindigkeit und der Phasenabfolge festgestellt. Dies bestätigt auch die These aus dem DiGS-Projekt (Diehl et al. 2000), dass der Fremdspracherwerb nicht der schulischen Progression entspricht. Es werden Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen dem Fremdsprach- und Zweitspracherwerb festgestellt. Den Ergebnissen zufolge beherrschen die deutschen DaZ-Schüler die deutsche Sprache besser als die kroatischen DaF-Schüler, durchlaufen aber ähnliche Aneignungsschritte wie die kroatischen DaF-Schüler.
Die Dissertation ist sowohl für Studierende im Lehramt Deutsch /Deutsch als Zweitsprache/ Deutsch als Fremdsprache, als auch für Lehrende in diesen Bereichen interessant.
In westlichen, nordamerikanischen und asiatischen Kulturen gelten die vorunterrichtlichen Schülervorstellungen zu physikalischen Konzepten als gut erforscht. Die Ergebnisse der Studien deuten darauf hin, dass sich die vorunterrichtlichen Schülervorstellungen in diesen Kulturen sehr ähnlich sind (z. B. Scott et al., 2007). Die Frage nach möglichen kulturellen vorunterrichtlichen Unterschieden ist damit nicht abschließend entschieden, weil es bisher kaum Studien zu vorunterrichtlichen Schülervorstellungen in anderen als westlichen, nordamerikanischen und asiatischen Kulturen gibt. Die vorliegende Studie befasst sich deshalb mit vorunterrichtlichen Schülervorstellungen zu Wärme, Temperatur und Energie in Sub-Sahara-Afrika, genauer in Mosambik (Südost-Afrika). Mündliche und schriftliche Befragungen mosambikanischer Schülerinnen und Schüler in zwei Regionen in Mosambik in Klassenstufe 7 im Jahr 2017 zeigen im Vergleich mit Daten aus Deutschland als Vertreter der westlichen Kultur, dass die vorunterrichtlichen Schülervorstellungen zu Wärme, Temperatur und Energie bei mosambikanischen Schülerinnen und Schülern einerseits viele Ähnlichkeiten mit denen westlicher Schülerinnen und Schüler aufweisen, andererseits aber auch deutliche Unterschiede nachweisbar sind, die vermutlich in Unterschieden in der Alltagskultur und der Sprache begründet sind.
„Red Bull verleiht Flügel“?! Eine theoretische Diskussion über Energy Drinks und Neuroenhancement
(2019)
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Neuroenhancement und Energy Drinks. Dazu werden beide Themen in Bezug auf ihre Geschichte, Verbreitung und Nebenwirkungen vorgestellt. Bezüglich Neuroenhancement werden gebräuchliche Neuroenhancer, deren Wirkung und allgemeiner Nutzen vorgestellt. Energy Drinks werden hinsichtlich ihrer einzelnen Inhaltsstoffe untersucht. Ziel der Arbeit ist es zu beantworten, inwiefern Energy Drinks in den Bereich Neuroenhancement eingeordnet werden können oder nicht. Dazu werden Unklarheiten der Definitionen herausgearbeitet und die Wirkung von Energy Drinks auf kognitive Leistungen analysiert. Des Weiteren wird die Wirkung von Energy Drinks mit der Wirkung der gebräuchlichsten Neuroenhancer verglichen. Zusätzlich werden Nebenwirkungen und Nutzen in die Untersuchung miteinbezogen. Die Ergebnisse lassen schlussfolgern, dass Energy Drinks in den Bereich Neuroenhancement eingeordnet werden können. Die Wirkung auf kognitive Leistungen ist nachweisbar. Im direkten Vergleich zu anderen Neuroenhancern zeigen sich Ausprägungen auf dem gleichen Niveau. Die Nebenwirkungen und Abhängigkeitsgefahren zeigen sich in ähnlichen Symptomen. Bezogen auf den Nutzen der Substanzen als Neuroenhancer lassen sich ähnliche Kritikpunkte festhalten. Die Relevanz der Thematik für die Sekundarstufe I ist aufgrund der Verbreitung unter Jugendlichen, in Kombination mit den erhöhten Risiken für Kinder und Jugendliche gegeben.
Bei dieser Arbeit handelt es sich um eine quantitative und qualitative Untersuchung des bilingualen deutsch-englischen Sachfachunterrichts (Geographie) unter den Auswirkungen des Einsatzes von Medien. Dazu werden die Einflüsse von digitalen Medien in Form von Interaktiven Whiteboards und analogen Medien in Form von Tageslichtprojektoren auf die unterrichtliche Interaktion verglichen. Im Mittelunkt des Erkenntnisinteresses stehen die Menge und die Qualität der mündlichen Äußerungen der Schülerinnen und Schüler unter dem Einfluss von Medien sowie die Menge, Qualität und Art der Verwendung der eingesetzten Medien und entsprechenden Materialien.
Die Grundlage für die Datenerhebung besteht aus der Videographie von zwei Unterrichtseinheiten aus jeweils acht Unterrichtsstunden an Realschulen in Baden-Württemberg als einer nicht-gymnasialen Schulform im Fach Geographie. Die Datenerhebung wurde mit Hilfe von in der explorativ-interpretativen Forschung und sozialen Forschung häufig verwendeten Forschungsinstrumenten durchgeführt: mit der Videographie, der teilnehmenden Beobachtung (Feldnotizen) und zusätzlich dem Verfahren der Triangulation.
Zum Abschluss werden aus den Erkenntnissen der vorliegenden Arbeit Implikationen für die Schul- und Unterrichtspraxis abgeleitet sowie Forschungsperspektiven zum bilingualen Sachfachunterricht mit digitalen Medien eröffnet.
Die Fehlersuche an elektronischen Schaltungen gehört im Themenbereich der Elektrotechnik zu einem der zentralen Bildungsinhalte des Technikunterrichts. Auch die OECD sieht bei PISA das Diagnostizieren von Fehlern in einem nicht funktionierenden System als fächerübergreifend bedeutende Problemlösekompetenz naturwissenschaftlichen Unterrichts an. Für das Fach Technik standen empirische Evidenzen zu geeigneten Gestaltungsvarianten der curricular intendierten Ziele zur Fehlersuche an elektronischen Schaltungen bisher noch aus. Dieser Forschungslücke begegnet die vorliegende Arbeit mit der theoriegeleiteten Erarbeitung eines geeigneten Unterrichts und dessen Evaluation in einer schulpraktischen Intervention.
Es wird dezidiert untersucht, ob, und wenn ja, inwieweit Lernende mit einem speziellen Unterrichtssetting im Anschluss an den Cognitive Apprenticeship Ansatz durch die gezielte Konfrontation mit realen (fehlerhaften) Schaltungen und der Aufgabe zur strukturierten Fehleranalyse günstiger in ihrer Kompetenz- und Motivationsentwicklung gefördert werden können als Schüler(innen), die eine an der Fertigungsaufgabe orientierte und tradierte Unterrichtsgestaltung durchlaufen. Als Feldexperiment in der Schulpraxis wird über fünf Stundenblöcke der Technikunterricht von n = 18 Klassen mit n = 230 Schüler(innen) der 9. und 10. Jahrgangsstufe in einem Experimental-Kontrollgruppenvergleich im Längsschnitt evaluiert. Während in den Experimentalgruppen zwischen einem uniformen und multiplen Schulungskontext bzgl. der eingesetzten elektronischen Schaltungen unterschieden wird, erhalten Lernende der Kotrollgruppe einen an der Fertigungsaufgabe orientierten traditionellen Unterricht.
Die Ergebnisse der Studie können dahingehend interpretiert werden, dass mit einem situierten Unterricht zur Fehlersuche an elektronischen Schaltungen im Anschluss an den Cognitive Apprenticeship Ansatz eine weitestgehend positive Kompetenzentwicklung bei den Schüler(innen) erreicht wird. Sowohl im elektrotechnischen Fachwissen als auch in der Fehleranalysefähigkeit steigern Lernende im Vergleich zur Kontrollgruppe ihre Outputqualitäten mit einem mittleren bis großen Effekt. Die Ergebnisse ordnen sich in die bisherige Befundlage zu Cognitive Apprenticeship Interventionen der verwandten MINT-beteiligten Fächer Mathematik, Physik und Chemie ein und zeigen außerdem ähnliche Effektstärken, wie sie Hattie (2016) in seiner interdisziplinären Metaanalyse für den Einfluss von Problemlösen im Unterricht auf den Lernerfolg von Schüler(innen) nachweist. Keine signifikant positivere Entwicklung zeigt sich jedoch in den verschiedenen Motivationsformen, der Emotionalen Befindlichkeit und der Freude an Denkaufgaben. Die Annahme, dass Lernumgebungen mit uniformen Repräsentationsformen effektiver für die Fehleranalyse innerhalb dieses Kontextes sind als multiple Formen sowie dass Lernumgebungen mit multiplen Repräsentationsformen effektiver in der Transferfähigkeit der Fehleranalysefähigkeit sind als uniforme Formen, kann ebenfalls nicht bestätigt werden.
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.