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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.
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.
Mit der Brexit-Entscheidung und der Wahl Donald Trumps zum Präsidenten der Vereinigten Staaten im Jahr 2016, gefolgt vom erstmaligen Einzug der Alternative für Deutschland (AfD) in den Deutschen Bundestag 2017, ist das Thema ‚Emotion und Politik‘ auf die Agenda der Politischen Bildung geradezu gespült worden. Seitdem hat sich im Kontext Politischer Bildung ein reger Diskurs herausgebildet: Einerseits wird auf einer theoretischen und methodologischen Ebene nach der Bedeutung von Emotionen in politischen Lernprozessen gefragt. Ausgehend von der Erziehungswissenschaft hat dieser Diskurs inzwischen die geistes- und sozialwissenschaftlichen Didaktiken erreicht und erste Forschungsarbeiten hervorgebracht. Andererseits geht es auf der Ebene praktischer politischer Bildungsarbeit, die angesichts der Herausforderung durch den Rechtspopulismus teilweise verunsichert ist und nach Orientierung sucht, um die Frage, welche Strategien im Umgang mit der Emotionalisierung von Politik im Allgemeinen und dem Rechtspopulismus im Besonderen tragfähig sind. Der Beitrag zieht anhand zentraler Veröffentlichungen der bildungs- und politikdidaktischen Literatur einen Zwischenstand in einer anhaltenden Diskussion.
Rezension.
"Nach Einschätzung des Rezensenten, der kein Experte im Feld der empirischen Demokratietheorie ist, sondern auf die behandelten Konzepte und Typologien immer wieder im Kontext akademischer Politischer Bildung zurückgreift, ist die Einführung auch und gerade mit Blick auf einen breiteren Kreis an Adressat:innen gelungen. Für eine zweite Auflage wäre aber zu erwägen, die zahlreichen (und teilweise über mehrere Doppelseiten sich erstreckenden) Tabellen durch alternative Darstellungsformen (z. B. Zeitreihendiagramme bei der Demokratieentwicklung) zu ersetzen/ergänzen."
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.
"Wir berichten über eine Studie zum syllogistischen Denken, die mit der Idee konzipiert wurde, dass die Leistung der Probanden in Experimenten stark von den kommunikativen Situationen abhängt, in denen die jeweilige Aufgabe gestellt wird. Aus dieser Perspektive beschreiben wir die Ergebnisse von Experiment 1, in dem die Leistung von Studenten im Grundstudium in 5 verschiedenen Aufgaben verglichen wird. Dieser Vergleich zwischen den Subjekten inspiriert zu einem Interventionsdesign innerhalb der Subjekte (Experiment 2). Die eingeführten Variationen traditioneller experimenteller Aufgaben und Einstellungen umfassen zwei Hauptdimensionen. Die erste konzentriert sich auf die Neugestaltung des Kontexts (der Pragmatik der konfrontierten Kommunikationssituationen) entlang der Dimension kooperativer vs. feindlicher Einstellungen. Die zweite besteht darin, die Konstruktion/Darstellung von Gegenbeispielen explizit zu machen, ein entscheidender Aspekt bei der Definition von Deduktion (im klassischen semantischen Sinne). Wir erhalten Beweise für die Möglichkeit einer signifikanten Änderung der Leistung der Schüler und der Strategien, denen sie folgen. Syllogistisches Denken wird hier als kontrollierter Mikrokosmos angesehen, der informativ genug ist, um Einsichten zu liefern, und wir schlagen Strategien für breitere Kontexte von Argumentation, Argumentation und Beweis vor."
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.
Retrieval-based learning has been investigated in various populations. The present study examined retrieval-based learning in a sample of students at a special-needs school with educational tracks for learning and mental development. In addition, a comparison group of students at a regular school was examined. Learning conditions were manipulated within participants. In a first session, participants either received restudy cycles only, or they received alternating test and restudy cycles. A second session then comprised the opposite form of practice. In both sessions, a final test assessed memory after a short distractor phase. This procedure was the same in two experiments but with different kinds of item material. For both kinds (images and image-word pairs), a testing effect occurred, that is higher recall of tested items. These results show that lower cognitive ability or lack of experience with regularly being tested in school do not prevent students from benefiting from retrieval-based learning.
Durch das Speichern von Informationen auf externen Speicherspeichern können wir vorübergehend irrelevante Erinnerungen auslagern, die wir für die Zukunft als wichtig erachten. Das externe Speichern codierter Elemente verbessert die spätere Gedächtnisleistung für neue Informationen (Storm und Stone in Psychol Sci 26(2):182–188, 2015). In drei Experimenten haben wir diesen speicherverstärkten Gedächtniseffekt repliziert und spezifiziert .In Experiment 1 haben wir die Vorteile des Sparens repliziert und gezeigt, dass sie robust gegenüber Änderungen der Anweisungen sind. In Experiment 2 haben wir den speicherverstärkten Gedächtniseffekt auf motorisches Material ausgeweitet und, was noch wichtiger ist, Beweise für eine bessere Kodierung nach dem Speichern gefunden. In Experiment 3 war ein Kosteneffekt für gespeichertes verbalen Material vorhanden, was darauf hindeutet, dass das externe Speichern von Informationen die Zugänglichkeit für diese Informationen im Nachhinein reduzieren kann. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass mindestens zwei Faktoren zu den Vorteilen der Einsparung, einer besseren Kodierung und einer geringeren Störung beim Rückruf beitragen. Hiermit werden Ähnlichkeiten des speicherverstärkten Gedächtnisses mit Effekten des Listen-Methoden-gerichteten Vergessens-Phänomens und nützliche Implikationen für unser tägliches Informationsmanagement aufgezeigt.
Menschen lagern regelmäßig Teile ihres Speichers auf externe Speicher wie Computer oder Smartphones aus. Ein solches kognitives Offloading kann die spätere Gedächtnisleistung verbessern, was auf den Saving-Enhanced Memory-Effekt [Storm & Stone, 2015] bezogen wird. Saving-enhanced memory: Die Vorteile des Sparens beim Lernen und Erinnern neuer Informationen. Psychologische Wissenschaft, 26 (2), 182-188]. Die kognitiven Mechanismen dieses Effekts sind bis heute nicht geklärt, es wurden jedoch Ähnlichkeiten mit dem List-Method Directed Forgetting (LMDF) festgestellt. Hier untersuchten wir bei 52 Teilnehmern die elektrophysiologischen (EEG) Korrelate des speicherverstärkten Gedächtniseffekts und verglichen unsere Ergebnisse mit früheren LMDF-Befunden [Hanslmayr et al., 2012. Präfrontal getriebene Downregulation der neuralen Synchronie vermittelt zielgerichtetes Vergessen.Journal of Neuroscience , 32 (42), 14742-14751]. Zu diesem Zweck wurden EEG-Alphaleistung und Alpha-Phasensynchronität bei der Kodierung zweier Wortlisten in Abhängigkeit von Speichern oder Nicht-Speichern verglichen. Wir stellten die Hypothese auf, dass, wenn das Speichern von erweitertem Speicher mit LMDF zusammenhängt, das Speichern im Vergleich zum Nicht-Speichern zwischen Listen die Alpha-Leistung und die Alpha-Phasensynchronität während der Kodierung von Liste 2 reduzieren sollte, zwei Effekte, die mit den Vorteilen der Kodierung von Liste 2 und der Hemmung von Liste 1 in Zusammenhang stehen in der früheren LMDF-Arbeit. Die Ergebnisse zeigten keinen statistisch signifikanten speicherverstärkten Gedächtniseffekt und keine signifikanten Auswirkungen auf die EEG-Alpha-Leistung oder die Alpha-Phasensynchronität. Mögliche Erklärungen und Implikationen dieser nicht signifikanten Befunde werden diskutiert.
Der Frage, wie Erinnern das Gedächtnis formt, wurde in der Kognitiven Psychologie in letzter Zeit große Aufmerksamkeit gewidmet. Testungseffekte, die in einer durch Gedächtnisabruf in der Folge verbesserten Zugänglichkeit von Gedächtniseinträgen bestehen, wurden in diesem Zusammenhang insbesondere auch hinsichtlich ihres pädagogischen Potentials diskutiert. Neben erleichterter Zugänglichkeit kann Gedächtnisabruf allerdings auch Vergessen nicht abgerufener Information verursachen. Der aktuelle Stand der Grundlagenforschung zu Abrufeffekten wird in diesem Überblicksartikel dargestellt und eine integrative Betrachtung unterschiedlicher Arten von Abrufeffekten unter Berücksichtigung wichtiger Moderatorvariablen versucht.
Es wurde vermutet, dass sich die kognitive Hemmung bei der Alzheimer-Krankheit verschlechtert. Während zahlreiche Studien mit unterschiedlichen experimentellen Paradigmen Hinweise auf eine gestörte Aufmerksamkeits- und Gedächtnishemmung fanden, wurde im Hinblick auf das Phänomen des abrufinduzierten Vergessens Hinweise auf eine intakte Gedächtnishemmung berichtet (Moulin et al., 2002). Hier haben wir das zuvor verwendete Paradigma angepasst, um den Beitrag nicht-hemmender Prozesse zu reduzieren und untersucht, ob bei einer Stichprobe von Teilnehmern mit diagnostizierter Alzheimer-Krankheit noch ein abrufinduziertes Vergessen beobachtet werden kann. Im Gegensatz zum vorherigen Befund fanden wir, dass ein abrufinduziertes Vergessen nur in einer altersangepassten Kontrollgruppe auftrat.
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.
Trends wie die digitale Transformation verstärken die bereits überwältigende Masse an Informationen, mit denen Wissensarbeiter in ihrem täglichen Leben konfrontiert sind, sogar noch. Um dem entgegenzuwirken, haben wir Maßnahmen zur Unterstützung von Wissensarbeit und Informationsmanagement untersucht, die vom menschlichen Vergessen inspiriert sind. In diesem Papier geben wir einen Überblick über Lösungen, die wir in den letzten 5 Jahren gefunden haben, sowie über Herausforderungen, die noch angegangen werden müssen. Darüber hinaus teilen wir Erfahrungen mit dem Prototyp eines ersten vergesslichen Informationssystems, das in den letzten 3 Jahren rund um die Uhr in unserer täglichen Arbeit eingesetzt wurde. Wir befassen uns auch mit dem ungenutzten Potenzial eines explizierteren Benutzerkontexts sowie mit Funktionen, die von Gedächtnishemmung inspiriert sind, was unser derzeitiger Forschungsschwerpunkt ist.
For some people with strong motor impairments, controlling a computer with theeyes is the only possibility for human-computer interaction. In addition, gaze controlis becoming a new option as an input device for the general population as wellbecause of the increasing availability of eye-tracking technology. Yet, little is knownabout additional cognitive demands involved in gaze control and how to handlepotentially high demands when using the eyes not only for perception but also foraction. The present study shows that cognitive offloading improves performancewhen using gaze control. Memory for to-be-studied items benefitted significantlyfrom saving another set of items just studied before for later restudy. Employing cog-nitive offloading in a targeted manner may be a useful means to assist in mastering eye-gaze control.
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.
Two experiments examined effects of including an information about a disability in a person description on memory about that person’s traits. In Experiment 1, this information impaired correct recognition of traits of a person that had been described in correspondence to gender stereotypes. In Experiment 2, it induced false memories in accordance with stereotypes about people with disabilities. Participants’ false alarms for traits belonging to the dimension of warmth increased, whereas false alarms for traits belonging to the dimension of competence decreased. Thus, activating stereotypes through a disability prime influenced what could be recognized correctly or falsely was assumed to be recognized about a person.
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.
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.
A crucial aspect of learning about (linear) functions is being able to change between graph and equation. Common German and Slovak textbooks propose different procedures for these representational changes. Within a sample of 49 German and 56 Slovak teachers, we analyzed if these different procedures can also be observed in the teachers’ corresponding knowledge of content and students, i. e. if the teachers expected different student strategies and errors. The results confirm this assumption and emphasize the importance to consider this teacher's knowledge in a country-specific way and being careful when comparing such knowledge of teachers from different countries.