Hochschulschriftenserver der Pädagogischen Hochschule Freiburg
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Assessing Skills of Everyday Technical Problem Solving
Full text linkAbstract: With the ongoing digitalization of home automation and appliances, users often face situations in which they lack the information required to reach an intended goal when using an unfamiliar device. To solve such technical problems, users need to acquire and apply operational knowledge in a self-regulated way. Our study assesses skills in technical problem solving (TPS) and provides the first empirical validation of a score interpretation of a developed TPS test. The examined hypotheses concern the internal structure of the TPS test and the association of the item solution rate with device characteristics (complexity and intransparency) and person-by-device characteristics (the extent of system exploration, use of operating manuals, and device-specific prior knowledge). An ad hoc adult sample ( n = 213) processed nine computer-simulated TPS units, each including a knowledge acquisition and knowledge application phase per device. As expected, the internal structure of the TPS test was one-dimensional. Intransparency, but not complexity, affected the item solution rate. Completeness of system exploration, use of operating manuals, and device-specific prior knowledge independently showed positive effects on item solution rates. Along with an evaluation of the developed TPS test, we discuss the role of the salience of device features for knowledge acquisition
Competence Facets of Preschool Teachers. How Are They Connected?
Full text linkAusgehend von einem weit verbreiteten Kompetenzmodell in der Kindheitspädagogik werden unterschiedliche Kompetenzfacetten (professionelles Wissen, Wissenschaftsorientierung, professionelle Wahrnehmung) unterschieden und Zusammenhänge zwischen
diesen Kompetenzfacetten und berufsbiographischen Faktoren (Berufserfahrung und Ausbildungsniveau) einerseits und dem Interaktionsverhalten in der Domäne der Lernunterstützung andererseits untersucht. Die Ergebnisse zeigen einen indirekten Effekt des Ausbildungsniveaus auf die Lernunterstützung, der über die Wissenschaftsorientierung und das Wissen vermittelt wird, sowie einen indirekten Effekt der Berufserfahrung auf die Unterstützung sprachlichen Lernens, der zusätzlich zum indirekten Effekt des Ausbildungsniveaus über die professionelle Wahrnehmung (erfasst im Fragebogen) besteht. Die Ergebnisse erlauben eine empirische Prüfung und partielle Erweiterung zentraler Annahmen des weit verbreiteten Kompetenzmodells.Based on a widespread competency model in early childhood education, different facets of competence (professional knowledge,
scientific knowledge orientation, and professional vision) are distinguished and connections between these facets and biographical factors (work experience and the level of professional education), on the one hand, and interaction quality in the domain of instructional support, on the other hand, are examined. The results show an indirect effect of education level on instructional support, which is mediated via science orientation and knowledge, as well as an indirect effect of work experience on language modelling in addition to an indirect effect of educational level mediated by professional vision assessed via questionnaire. The results thus allow for empirical testing and partial modification of central assumptions of the widespread competence model
Trendstudie Jugend in Deutschland. Verantwortung für die Zukunft? Ja aber.
No full textZum siebten Mal in Folge wird die "Trendstudie Jugend in Deutschland vorgelegt". Die erste Ausgabe dieser Serie erschien im Jahr 2020. In den Jahren 2021 und 2022 wurden die Abstände zwischen den Studien auf sechs Monate reduziert, um die schwierige Situation junger Menschen während der Corona-Pandemie genau abzubilden.
Die Trendstudie präsentiert Einstellungen, Trends und Perspektiven der 14- bis 29-Jährigen (auch Generation Z genannt) in Deutschland. Diese renommierte Jugendstudie bietet die Grundlage, um zu verstehen, wie junge Menschen entsprechend ihrer Lebenssituation ticken und wie sie für die Übernahme von Verantwortung begeistert werden können – in Bildung, Beruf und Gesellschaft. Ergänzend zu Themen wie Werte, Sorgen oder Zufriedenheit greift die Studie wieder top-aktuelle Themen auf, wie Arbeitseinstellung & Mitarbeiterbindung, Statussymbole & Finanzen, Psyche & Smartphonenutzung, Nachhaltigkeit & Politik
Kulturspezifische Normen zur Nutzung von Aufgabenpotenzial im Mathematikunterricht – Ein Vergleich von mathematikdidaktischen Perspektiven aus Deutschland und Taiwan
Full text linkAbstract
Factors like the potential of tasks to support students’ mathematical learning and its use in instruction are consensually understood to be relevant for instructional quality across cultural contexts. Yet, research has also shown that perspectives on instructional quality may vary between cultural contexts. As an explanation, it is argued that such perspectives depend on instructional norms, which correspond to the expected behavior in instruction within a cultural context. Notably, research contrasting mathematics instruction from East Asian and Western cultures hints at potentially different instructional norms regarding high-quality use of task potential, but systematic evidence is lacking so far. This study addresses this gap and uses three text vignettes of instructional situations to systematically elicit and contrast instructional norms regarding the use of word problems for mathematical learning. Researchers from Germany ( N = 17) and Taiwan ( N = 19) evaluated the use of tasks in various instructional situations in an online survey, and their answers were qualitatively analyzed to determine possible culture-specific norms based on their reasoning. In two of the three cases, culture-specific norms in line with assumptions could be identified. In the third case, researchers in both countries referred to an interculturally shared instructional norm. Differences between the reasoning in answers from Germany and Taiwan indicate further cultural influences in line with assumptions based on prior research. We discuss the findings and their implications for the validity of intercultural research in mathematics education.Zusammenfassung
Das Potenzial von Aufgaben zur Förderung des mathematischen Lernens von Schülerinnen und Schülern sowie dessen Nutzung im Unterricht werden allgemein als relevant für die Unterrichtsqualität in verschiedenen kulturellen Kontexten angesehen. Die Forschung hat aber auch gezeigt, dass die Perspektiven auf Aspekte der Unterrichtsqualität je nach kulturellem Kontext variieren können. Als Erklärung wird angeführt, dass solche Perspektiven von Unterrichtsnormen abhängen, die das im Unterricht erwartete Verhalten innerhalb eines kulturellen Kontextes widerspiegeln. Untersuchungen, die den Mathematikunterricht in ostasiatischen und westlichen Kulturen kontrastieren, deuten insbesondere auf potenziell unterschiedliche Unterrichtsnormen in Bezug auf eine qualitativ hochwertige Nutzung von Aufgabenpotenzial hin. Bislang fehlt es jedoch an systematischen Belegen. Die vorliegende Studie adressiert diese Lücke und nutzt drei Textvignetten, die je eine Unterrichtssituation repräsentieren, um systematisch Unterrichtsnormen bezüglich der Nutzung von Textaufgaben für mathematisches Lernen zu erheben und zu kontrastieren. Forschende aus Deutschland ( N = 17) und Taiwan ( N = 19) haben den Umgang mit Aufgaben in verschiedenen Unterrichtssituationen in einer Online-Befragung bewertet. Ihre Antworten wurden qualitativ analysiert, um auf der Grundlage ihrer Argumentationen mögliche kulturspezifische Normen zu bestimmen. In zwei der drei Fälle konnten erwartungskonforme kulturspezifische Normen identifiziert werden. Im dritten Fall wiesen die Antworten der Forschenden beider Länder auf eine interkulturell geteilte Norm hin. Unterschiede in den Argumentationen der deutschen und taiwanesischen Forschenden deuten außerdem auf weitere kulturelle Einflüsse hin, die mit Annahmen basierend auf der bisherigen Forschung übereinstimmen. Wir diskutieren die Ergebnisse und ihre Implikationen für die Validität interkultureller mathematikdidaktischer Forschung
IQB and SWK and their contribution to primary school reform – Is the evidence-based reform in crisis or is it leading out of it?
Full text linkZusammenfassung
Am Beispiel der IQB-Bildungstrend 2021 wird die Rolle des nationalen Bildungsmonitorings für das Initiieren von Reformen untersucht. Entfaltet wird die These, dass sich das IQB nicht allein als Datenlieferant begreift, sondern gemeinsam mit dem Beratungsgremium (SWK) als Reformakteur in Erscheinung tritt. Die Analyse des anvisierten Reformprogramms legt nahe, dass die Maßnahmen einer evidence-based-policy folgen. Es wird eine Expansion des Monitorings über die verschiedenen Bildungsetappen (von frühkindlicher Bildung bis zur Lehrkräfteprofessionalisierung) angestrebt. Für die Grundschulforschung bieten die Reformabsichten wichtige Impulse und Diskussionsanstöße. Sie sind zugleich einer theoretisch und empirisch informierten Analyse, insbesondere im Hinblick auf nicht-intendierte Nebenfolgen, zu unterziehen. Die Reform strebt eine disparitätsmindernde Wirkung der Grundschule an und imaginiert einen zentralen Hebel (Evidenz, Diagnostik, Standardisierung) und eine pädagogische Monokultur. Unterstellt wird eine Homogenität (alle Kinder profitieren von mehr Diagnostik und Testung). Entgegen der Intention zur Verringerung des Anteils an „Risikokinder“ beizutragen, besteht jedoch die Gefahr ungewollt mehr „Risikokinder“ zu produzieren. Damit läuft die anvisierte Reform Gefahr, die eigentliche „Risikogruppe“ aus dem Auge zu verlieren, die begründet Anlass für Reformen gibt.Abstract
The paper examines the role of the national school monitoring system in initiating educational reforms. It is assumed that the IQB is not only a data provider but rather appears as a reform actor together with the advisory board (SWK). The analysis of the reform program suggests that the measures follow an evidence-based policy. Expansion of monitoring across the different stages of education (from early childhood education to teacher professionalization) are envisioned. For primary school research, the reform intentions offer important impulses and stimuli for discussion. At the same time, they must be subjected to a theoretically and empirically informed analysis, especially with regard to unintended side effects. The reform aims to reduce disparities in primary school and imagines a central lever (evidence, diagnostics, standardisation) and a pedagogical monoculture. Homogeneity is assumed (all children benefit from more diagnostics and testing), which can unintentionally produce more “at-risk children”. However, the envisaged reform runs the risk of losing sight of the actual “at-risk group”, which is a justified reason for reform
How can eye-tracking data be used to understand cognitive processes when comparing data sets with box plots?
Full text linkTasks in which learners are asked to compare two data sets using box plots and decide which distribution contains more observations above a given threshold have already been investigated in research. There are indications that these tasks are solved schema-based and that different (correct and erroneous) schemas are used depending on the arrangement of the quartiles around the threshold. Erroneous schemas can cause systematic errors and are often based on typical misconceptions. For example, if learners did not complete the conceptual change and assume that in box plots – like in most other statistical representations (e.g., bar or circle diagrams) - more (box) area also represents more observations, they decide the task according to which box plot shows more box area above the threshold. However, this can lead to incorrect answers, as the box area does not represent frequency but the range of the middle half of the data (interquartile range) and thus a measure of variability. So far, these schema-based reasoning processes have mainly been investigated via differences in solution rates of congruent and incongruent items. The present study investigates whether eye-tracking data can help to better understand which information is processed in the different schemas. Our research interest is based on hypotheses specifying which box plot components are significantly involved in the different schemas. We assume that the gaze patterns of learners using different schemas differ both regarding the number and duration of fixations on the relevant box plot components (areas of interest) and in terms of the number of transitions between them. We asked N = 14 participants to solve congruent and incongruent items and simultaneously collected eye movement data. In the analysis, we first used the solution rates to assign the schemas most likely used. Subsequently, the eye-tracking data were analyzed regarding differences in line with our hypotheses. We found hypothesis-compliant effects in all schemas regarding the number of fixations and transitions, but not regarding fixation duration. These results not only validate the schemas identified in previous studies, but also indicate that the schemas differ primarily in terms of which quartile is focused
How pedagogical content knowledge sharpens prospective teachers’ focus when judging mathematical tasks: an eye-tracking study
Full text linkTeachers’ ability to accurately judge difficulties of mathematical tasks is an essential aspect of their diagnostic competencies. Although research has suggested that pedagogical content knowledge (PCK) is positively correlated with the accuracy of diagnostic judgments, experimental studies have not been conducted to investigate how PCK affects perception and interpretation of relevant task characteristics. In an intervention study with a control group, 49 prospective mathematics teachers judged the difficulty of 20 tasks involving functions and graphs while an eye tracker tracked their eye movements. Some of the tasks included characteristics well known to be difficult for students. Participants’ domain-specific PCK of typical student errors was manipulated through a three-hour intervention, during which they learned about the most common student errors in function and graph problems. We found that the process of perception (relative fixation duration on the relevant area in the tasks) was related to judgment accuracy. Pre-post comparisons revealed an effect of the intervention not only on participants’ domain-specific PCK of typical student errors but also on their perception and interpretation processes. This result suggests that domain-specific PCK of typical student errors allowed participants to focus more efficiently on relevant task characteristics when judging mathematical task difficulties. Our study contributes to our understanding of how professional knowledge makes teachers’ judgment processes of mathematical tasks more efficient
Mit der App klimakids das systemische Denken zum Klimawandel fördern
Full text linkDas systemische Denken gilt als Schlüsselkompetenz innerhalb der Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE). Die App klimakids ist im Rahmen eines Forschungsprojekts entstanden und es wird untersucht, wie wirkungsvoll das systemische Denken mithilfe von (digitalen) Systemmodellen gefördert werden kann und wie sich diese auf Aspekte systemischen Denkens auswirken
Psychometric properties of the health literacy instrument in Brazil (HLS-EU-BR47)
Full text linkAbstract
Background
Health literacy (HL) is a key component of health promotion and sustainability and contributes to well-being. Despite its global relevance, HL is an under-researched topic in South America but is now debuting its exploration in Brazil. To leverage its benefits for South America, the mere translation of validated tools into Portuguese is insufficient. Rather, it is necessary to examine their validity. This study aims to assess the psychometric properties of the European Health Literacy Questionnaire (HLS-EU-BR47) using the Item Response Theory (IRT) in a population-based sample of adults in Brazil.
Methods
A cross-sectional online study was conducted across Brazil and included 1028 participants aged 18 years and above (80% women). Cronbach’s alpha, McDonald’s omega, factor analysis, graded responses model, Item Characteristic Curve, HL levels based on this, HL standard calculation, IRT, and regular score correlation were computed.
Results
The instrument exhibit high reliability (Cronbach’s alpha 0.95). Factor analysis yielded one factor. IRT was appropriate for data analysis because it allowed quality evaluation of items and constructed a scale to quantify HL. The 47 items and latent features of respondents in the same unit of measurement are positioned in the construction of the HLS-EU-BR47 instrument. The percentages of individuals at each HL level, calculated using IRT, were found to be comparable to those obtained through the standard computation, e.g., 3.2% of people reported very low HL versus 10.8% inadequate HL, 56.2% reported low HL versus 39.5% problematic HL, 31.1% had moderate HL versus 30.1% sufficient HL, and 9.5% had high HL versus 19.7% with excellent HL. The mean HL scores were comparable between women and men (33.9 vs. 33.7, P = 0.36).
Conclusion
This study provides new evidence of the validity of a widely used HL instrument for the population of South America (in this case, Brazil). This tool can be utilized by citizens, health professionals, and regional/national policymakers to inform the development of initiatives to assess and improve the HL of individuals, groups, and communities. Further studies are needed to confirm and extend the findings and to explore the influence of local cultures and practices in the vast Brazilian territory on HL
Katalyse: Wissenschaftliche Grundlagen, fachdidaktische Perspektiven und deren Anwendungsfelder für Schule und Hochschule
Full text linkDiese Dissertation widmet sich der chemiedidaktischen Aufbereitung des Themas Katalyse unter Berücksichtigung der Anwendungsfelder 3D-Druck und Eisenreduktion. Ziel dieser Arbeit ist es, zentrale katalytische Prozesse durch schultaugliche Experimente im Unterricht erfahrbar zu machen und so aktuelle gesellschaftliche sowie fachlich relevante Themen in den Chemieunterricht zu integrieren. Im Rahmen der didaktischen Rekonstruktion wurden wissenschaftliche Grundlagen und fachdidaktische Perspektiven zu diesen Themen beleuchtet. Am Beispiel des baden-württembergischen Bildungsplans wurde die curriculare Verankerung der Themen analysiert. Der curricularen Innovationsforschung folgend wurden die Inhalte des Bildungsplans auf Aktualität untersucht und erneuert, wobei der Fokus auf der Bildung zur Nachhaltigen Entwicklung lag. Beginnend mit den grundlegenden Phänomenen der Katalyse am Beispiel des katalytischen Zerfalls von Wasserstoffperoxid durch Molybdat-Ionen, wird die Definition der Katalyse verdeutlicht. Neue Experimente zum Nachweis der Reaktionsprodukte Sauerstoff und erstmals bei dieser Reaktion auch Wasser werden vorgestellt. Zur Vertiefung des Themas wurde die Synthese von Polymilchsäure (PLA) als dem meistverwendeten Filament im 3D-Druck didaktisch aufbereitet. Die Modifikation von PLA durch verschiedene Additive ermöglicht eine praxisnahe Demonstration makromolekularer Chemie. Die Anwendung des 3D-Drucks im Chemieunterricht wird weiter durch 3D-Druck-Objekte und der radikalischen Polymerisation aufgezeigt. Die Eisenreduktion, ein wesentlicher Prozess in der Stahlproduktion und einer der größten industriellen CO2-Emittenten, wurde im Kontext nachhaltigerer Verfahren beleuchtet. Hier wurden Experimente zur Eisenreduktion mit türkisem Wasserstoff entwickelt, die nochmals auf die Bedeutung katalytischer Prozesse für eine ressourcenschonende Industrie aufmerksam machen. Durch die Kombination aus fachwissenschaftlicher Recherche, didaktischer Reflexion und experimenteller Aufbereitung wurde eine Serie von Experimenten zu den Themen Katalyse, 3D-Druck und Eisenreduktion entwickelt, die sich direkt in den Chemieunterricht integrieren lassen. Die Arbeit liefert so einen Beitrag zur curricularen Innovationsforschung und bietet Lehrkräften erprobte, anwendbare Konzepte, um aktuelle und zukunftsrelevante Themen didaktisch fundiert zu vermitteln