Journal of Technical Education (JOTED)
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Editorial: Discourse on Technical Education in Times of Corona
No full textEditorial: Technikdidaktischer Diskurs in Zeiten von CoronaEditorial: Discourse on Technical Education in Times of Coron
Training of mental rotation ability in virtual spaces
Full text linkDie mentale Rotationsfähigkeit wird als eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung der Fachkompetenz in vielen technischen Berufen angesehen. Bisherigen Studien zufolge kann die mentale Rotationsfähigkeit durch wiederholte Ausführung mentaler oder manueller Rotationen trainiert werden. Virtuelle Technologie eröffnet die Möglichkeit, die mentale Rotationsfähigkeit in realitätsnahen Umgebungen zu erfassen und zu trainieren. Bislang liegen wenige aussagekräftige empirische Erkenntnisse zu den Einsatzmöglichkeiten und der Effektivität von virtuellen Umgebungen zur Analyse und Förderung dieser Fähigkeit vor. Mit dieser Studie sollen anschlussfähige Befunde über die VR-basierten, adaptiven Trainings der mentalen Rotationsfähigkeit zur Entwicklung einer Fördermaßnahme generiert werden. Als Design der Studie wurde eine Prä-Post-Untersuchung der mentalen Rotationsfähigkeit gewählt. Zwischen der Vor- und Nacherhebung fanden zwei virtuelle Phasen statt, in welchen die Probanden (überwiegend Studierende, N = 100) virtuelle 3D Items bearbeiteten. Es zeigte sich, dass sich die mentale Rotationsfähigkeit der Testpersonen nach der Arbeit mit virtuellen Items verbesserte. Darüber hinaus geben die Ergebnisse Aufschluss über die Eignung der virtuellen 3D Items zur Erfassung und zum adaptiven Training mentaler Rotationsfähigkeit. Die Schwächen der Studie sowie die Aussichten zur Gestaltung eines adaptiven, VR-basierten mentalen Rotationstrainings werden diskutiert.Mental rotation ability is seen as an important condition for the development of professional competence in many technical professions. Previous studies have shown that mental rotation can be trained by repeatedly performing mental or manual rotations. Virtual technology opens up the possibility of capturing and training mental rotation ability in near-reality environments. So far, there is little empirical evidence on the potential and effectiveness of virtual environments to analyse and enhance this ability. This study is intended to generate findings on the VR-based, adaptive training of mental rotation ability for the development of a support measure. A pre-post examination of mental rotation ability was chosen as the design of the study. Two virtual phases took place between the pre- and post-inquiry, in which the test persons (mainly students, N = 100) dealt with virtual 3D items. It was shown that the mental rotation ability of the test subjects improved after working with virtual items. Furthermore, the results provide information on the suitability of the virtual 3D items for measuring and the adaptive training of mental rotation. The flaws of the study and the prospects for designing an adaptive, VR-based form of mental rotation training are discussed
Explanatory videos as an alternative to text-based learning using the problem-solving methodology SPALTEN as an example
No full textIm Schulunterricht werden Erklärvideos bisher selten genutzt, sondern traditionell eher Informationstexte. Unklar ist, ob ein Unterschied in der Lernwirksamkeit der beiden Medien besteht. Durch einen Interventions-Kontrollgruppen-Vergleich mit Schüler/-innen (n=366) wird dies im naturwissenschaftlich-technischen Unterricht zur SPALTEN-Methode eruiert. Die Abfrage der fachlichen Leistung und des subjektiven Empfindens zeigen insgesamt aggregiert keine signifikanten Unterschied hinsichtlich der fachlichen Leistung zwischen den eingesetzten Medien, auch nicht hinsichtlich der subjektiven Wahrnehmung zur Verständlichkeit, Memorierung, Zufriedenheit und Vorbereitungsqualität. Unterschiede ergeben sich in Subgruppen (Klassenstufen; Aufgabenteile).While in school lessons informational texts are the dominant used media, explanatory videos are rare. It is unclear, whether there exists a difference in the learning effectiveness of the two media. This is investigated in an intervention-control group comparison with students (n=366) in science and technology lessons on the SPALTEN method. The measuring of the content performance and the subjective perception show no overall significant differences between the media used, nor in terms of subjective perception of comprehensibility, memorization, satisfaction and preparation quality. There are differences in subgroups (grade levels; task parts)
Über das TPACK-Professionswissen angehender Lehrkräfte zum Einsatz digitaler Medien im Technikunterricht
Full text linkArbeiten zum Professionswissen angehender Techniklehrkräfte beschrän-ken sich bislang aus Umfangsgründen auf die zentrale Erfassung fachdidaktischer Kompetenzfa-cetten, die über die professionelle Unterrichtswahrnehmung operationalisiert werden (vgl. Goreth, Geißel & Rehm 2016; Straub 2020). Eine Berücksichtigung des Professionswissens angehender Lehrkräfte über die lernförderliche Einbindung digitaler Medien in den Technikunterricht ist man-gels geeigneter Messinstrumente aktuell nicht möglich. Mit dem vorliegenden Beitrag wird ange-strebt, diese Lücke partiell zu schließen und einen Test zur Erfassung von TPACK bei angehenden Techniklehrkräften zu präsentieren (n = 165). Zudem werden geschlechtsspezifische Unterschiede und weitere Erkenntnisse aus einer Interventionsstudie zur Veränderung des Professionswissens aufgeführt.
Schlüsselwörter: TPACK, Technische Bildung, Technikstudierende, CAD, CNCStudies on the professional knowledge of prospective technology teachers have so far been limited to the central recording of PCK conveyed via professional teaching perception (e.g. Goreth, Geißel & Rehm 2016). Due to a lack of proper measuring instruments, it is currently not possible to consider the professional knowledge of prospective teachers about the integration of digital media into technical courses in a way that is supportive to learning.
This paper aims to partially fill this gap by presenting a test to assess TPACK of prospective technical teachers (n = 165). In addition, gender differences and further findings from an intervention study on the change of professional knowledge are presented
Developing and validation of a model related to the subject area of technology
No full textDer vorliegende Beitrag fokussiert die Entwicklung und Validierung eines Modells zum Gegenstandsbereich Technik. Der erkenntnistheoretischen Überzeugung des kognitiven Konstruktivismus folgend, dass Begriffe weder wahr noch falsch sein können, ist das Modell als im besten Fall denknützliche Abstraktion zu verstehen, um Elemente und Querverbindungen zwischen Konstituenten des Gegenstandsbereichs Technik sichtbar zu machen. Unter Rückgriff auf verschiedene Bezugskonzepte aus den Theoriebeständen der Allgemeinen Technikdidaktik[1], insbesondere technikbegriffsbezogenen, allgemeintechnologischen und handlungsspezifischen Konzepten, konnte ein Modell synthetisiert werden, das einer inhaltlichen Validierung in einem teilstandardisierten, berufsgruppenübergreifenden Expertinnen- und Expertenrating (N=19) unterzogen wurde. Die Ergebnisse aus den deskriptiven Analysen und inhaltsanalytischen Auswertungen zeigen eine Varianz hinsichtlich des Gegenstandsbereichs Technik entlang der befragten Berufsgruppen. Die Ingenieurinnen und Ingenieure, die Dozierenden an technischen Hochschulen, die Lehrpersonen sowie die Fachdidaktikerinnen und Fachdidaktiker beurteilen das Modell sowohl in den Globalitems als auch den Items zu den Modellelementen zwar insgesamt positiv, dennoch zeigen sich unterschiedlich gelagerte Einschätzung zu den im Modell getroffenen Annahmen.
[1] Im vorliegenden Beitrag wird aus Gründen besserer Lesbarkeit der Terminus Technikdidaktik verwendet, worunter die Allgemeine Technikdidaktik zu verstehen ist.The paper at hand focuses on developing and validating a model related to the subject area of technology. Following the epistemic conviction of cognitive constructivism, i.e. that a concept can be neither right nor wrong, the model can at best be understood as a useful abstraction to make elements of and crosslinks between constituents of the subject area of technology visible. By drawing on various reference concepts from the body of theories of general technology didactics, notably concepts which are related to the definition of technology in general, or which are action-specific, a model was synthesised which was subject to a content validation process involving a partly standardised, multi-professional expert rating (N=19). The results drawn from the descriptive analyses and content-analytical evaluations reveal a variance regarding the subject area of technology along the professional groups interviewed. On the whole, engineers, lecturers at technological universities, teachers, as well as didactic experts judge the model positively in the global items as well as in the items related to the model’s elements. There are, however, differing assessments in terms of the assumptions made in the model
Designing an online-learning platform on digitisation in production based on OER educational content
No full textIm Projekt OpenDigiMedia wurde zur Öffnung von Hochschulen eine Online-Lernplattform zur Digitalisierung in der Produktion entwickelt. Auf der Plattform wurden Lernkonzepte, welche Materialien in einer virtuellen Lernumgebung verwenden, erprobt. Angesprochen wurden Beschäftigte auf der Fertigungsebene und Erwachsenen- und Weiterbildungseinrichtungen in Niedersachsen. Bestehende Materialien wurden unter einer OER-Lizenzierung zur Vermittlung von grundlegenden Inhalten zur Digitalisierung aufbereitet. Dazu ist ein didaktisches Konzept unter der Verzahnung von technikdidaktischen und mediendidaktischen Aspekten entwickelt worden. Die Evaluation hat aufgezeigt, dass das Konzept zur Vermittlung von Grundlagen geeignet ist, die Vermittlung von Handlungskompetenzen jedoch an seine Grenzen stößt.Within the project OpenDigiMedia, an online learning platform about digitisation in production was developed to open up universities. On the platform, new learning concepts, which use digital materials in a virtual learning environment, were tested. The project addressed employees on the production level and adult and further education institutions in Lower Saxony. Existing materials were modified under an OER-licence to provide basic content for digitisation. For this purpose, a didactic concept has been developed, which combines aspects of didactics of technology and didactics of media. The evaluation has shown, that the concept is suitable for teaching the basics, but that teaching of action competencies is limited
Methods of Product Development and Problem Solving - An Approach to connecting Perspectives in Didactics of Technology
No full textFür die Umsetzung von Unterricht im Fach Naturwissenschaft und Technik unter Berücksichtigung verschiedener technikdidaktischer Perspektiven fehlt es an übertragbaren Lehr-/Lernkonzepten. Mit Methoden der Produktentwicklung und Problemlösung wurde ein Ansatz entwickelt, um diese Herausforderung zu adressieren. Dazu wurden drei Schritte unternommen: (1) in einer Pilotstudie wurde die prinzipielle Machbarkeit untersucht. (2) Anschließend wurden innerhalb einer Lehrkräftefortbildung weitere Methoden ausgewählt und diese (3) in Lehreinheiten an Karlsruher Gymnasien erprobt und evaluiert. Die Einzelmaßnahmen wurden in Bezug auf Anwendbarkeit und Nutzen mittels strukturierter Fragebögen und Freitextfragen evaluiert. Die Ergebnisse zeigen einen subjektiven Mehrwert aus Sicht der Schüler/-innen.Sustainable teaching/learning concepts are required for the implementation of technology teaching in the subject science and technology, taking into account different perspectives. With methods of product development and problem solving, an approach has been developed to address this challenge. Three steps were taken to test this approach: (1) A pilot study was conducted to examine the principle feasibility. (2) Suitable methods were selected within an in-service teacher training course and these (3) were tested and evaluated in teaching units at Karlsruhe secondary schools. The individual measures were evaluated in terms of applicability and usefulness using structured questionnaires and free-text questions. The results show a subjective added value from the pupils\u27 perspective
The professional knowledge of students at the technical school for civil engineering
No full textIm Beitrag werden Schüler*innen (N = 503) der nur wenig erforschten postsekundären Berufsbildung fokussiert. Die längsschnittlich angelegte Untersuchung mit drei Messzeitpunkten liefert eine anschlussfähige Skalierung und Strukturmodellierung des berufsfachlichen Wissens zu Beginn, während und zum Ende der fachschulischen Weiterbildung von Lernenden an bautechnischen Fachschulen der Fachrichtung Hochbau in den Bundesländern Baden-Württemberg, Bayern und Hessen. Hierfür wurden paper-pencil basierte Testinstrumente entwickelt, pilotiert und eingesetzt. Die Auswertung der Daten erfolgte mittels multivariaten statistischen und IRT-basierten Methoden. Die Untersuchung liefert ein empirisches Beschreibungs- und Erklärungswissen zum berufsfachlichen Wissen von Lernenden an Fachschulen. Das Fachwissen lässt sich in der Grund- und Fachstufe jeweils dreidimensional modellieren. Es werden Zusammenhänge und auf das Fachwissen relevante Einflussfaktoren sowie bundeslandübergreifende- und vergleichende Analysen präsentiert, diskutiert und Limitationen angesprochen.The article focuses on students (N = 503) of the only little-researched post-secondary continuing training. The longitudinal study with three measuring points provides a connectable scaling and structural modeling of the professional knowledge at the beginning, during and at the end of the further education of students at technical schools for civil engineering in the federal states of Baden-Württemberg, Bavaria and Hesse. For this purpose paper-pencil based test instruments were developed, piloted and applied. The data was evaluated using multivariate statistical and IRT-based methods. The study provides an empirical description and explanation of the vocational knowledge of learners at technical schools. The specialized knowledge can be modeled three-dimensionally in the basic and specialized levels. Interrelationships and factors of influence relevant to specialist knowledge as well as interstate and comparative analyses are presented, discussed and limitations are addressed
What Makes a Good Teacher in Vocational Education? Students Talk Back
Full text linkVocational education plays an important role in promoting socio-economic develop-ment. Yet, it is under-researched, especially in terms of what constitutes quality teaching and what is attributed to good vocational teachers through the lens of the student. The present study aims to explore concepts of exemplary teachers and the effective teaching of vocationally-oriented higher diploma students. Adopting a thematic analysis, four themes and fourteen subthemes have been identified: i) teacher’s knowledge and skills (subject knowledge and specific vocational knowledge, technical skills, and pedagogical content knowledge); ii) teaching approaches and con-tent (teaching in an interesting way, teaching in a clear way, teaching in an adaptive way, exam-oriented teaching, practical skills and knowledge of professional work, and integration of theory and practice); iii) teacher-student relationships (caring for students and friendliness); and iv) the teacher’s personal characteristics and roles (enthusiasm, dual identity, and role modelling). The findings reveal that vocational teachers play a distinct dual role: not only do they need to be pro-fessionals in their subject and industry and competent in its pedagogy, they also have to possess practical skills and up-to-date expertise relevant to the broader workplace.
Keywords: Good teacher, good teaching, higher education, vocational educationVocational education plays an important role in promoting socio-economic development. Yet, it is under-researched, especially in terms of what constitutes quality teaching and what is attributed to good vocational teachers through the lens of the student. The present study aims to explore concepts of exemplary teachers and the effective teaching of vocationally-oriented higher diploma (HD) students in Hong Kong. Adopting a thematic analysis, four themes and fourteen subthemes have been identified: i) teacher’s knowledge and skills (subject knowledge and specific vocational knowledge, technical skills, and pedagogical content knowledge); ii) teaching approaches and content (teaching in an interesting way, teaching in a clear way, teaching in an adaptive way, exam-oriented teaching, practical skills and knowledge of professional work, and integration of theory and practice); iii) teacher-student relationships (caring for students and friendliness); and iv) the teacher’s personal characteristics and roles (enthusiasm, dual identity, and role modelling). The findings reveal that good vocational teachers play a distinct dual role: not only do they need to be professionals in their subject and industry and competent in its pedagogy, they also have to possess practical skills and up-to-date vocational expertise relevant to the broader workplace. This research not only sheds light on the interrelationship between various attributes but also yields implications for various stakeholders
Status quo Chemical Industry: Skilled Production Work between Tradition and Digital Innovation
No full textIm Kontext der Digitalisierung ist die industrielle Facharbeit einem dynamischen Wandel ausgesetzt, wobei sich Tätigkeitsbereiche und Arbeitsanforderungen kontinuierlich verändern. In der Chemieindustrie stellt sich diese Situation als besonders dar: Aufgrund permanent fortschreitender technologischer Entwicklungsprozesse ist die Branche durch einen sehr hohen Automatisierungsgrad gekennzeichnet und gilt - auch mit Blick auf die Einführung intelligenter und vernetzter Systeme - bereits jetzt als hoch digitalisiert. Zukünftige Qualifikations-anforderungen sind derzeit weitgehend unbestimmt, was die Branche vor die Problematik stellt, im Rahmen der Gestaltung des digitalen Wandels mit großen Unsicherheiten umzugehen. Auf der Grundlage ausgewählter Ergebnisse des Forschungsprojekts „Lernort Betrieb 4.0“[1] wird im Folgenden gezeigt, dass sich die Produktionsfacharbeit in der Chemieindustrie in einem andauernden Spannungsfeld zwischen Tradition und digitaler Innovation befindet. Ausgehend von den Forschungsergebnissen werden Implikationen für die Verknüpfung von Arbeiten und Lernen in der digitalen Transformation der Produktionsarbeit abgeleitet und Anschlussperspektiven für die Technikdidaktik thematisiert.
[1] Eine ausführliche Darstellung der Forschungsergebnisse findet sich unter: Baumhauer et al. (2021). Lernort Betrieb 4.0 - Organisation, Subjekt und Bildungskooperation in der digitalen Transformation der Chemieindustrie. Study Nr. 454 der Hans-Böckler-Stiftung.In the context of digitalization, industrial skilled labor is subject to dynamic change, with areas of activity and work requirements changing continuously. This situation is particularly acute in the chemical industry: Due to permanently advancing technological development processes, the industry is characterized by a very high degree of automation and - also with a view to the introduction of intelligent and networked systems - is already considered to be highly digitized. Future qualification requirements are currently largely undetermined, which presents the industry with the problem of dealing with major uncertainties in the context of shaping digital change. Based on selected results of the research project "Lernort Betrieb 4.0", it will be shown in the following that skilled production work in the chemical industry is in an ongoing field of tension between tradition and digital innovation. Based on the research results, implications for linking work and learning in the digital transformation of production work are derived and connection perspectives for technology didactics are addressed