Teilprojekt A06

Teilprojekt A06

Das Zusammenspiel von kognitiven Voraussetzungen und Wissen insimulierten Lernumgebungen

Kurzbeschreibung

Projekt A06 untersucht, wie allgemeine kognitive Fähigkeiten und domänenspezifisches Wissen beim Diagnostizieren in Simulationen zusammenwirken. Im Mittelpunkt steht die Frage, wie Vorwissen die Beziehung zwischen kognitiven Voraussetzungen und diagnostischer Leistung moderiert. Untersucht wird dies in zwei Kontexten: bei der Bearbeitung wissensarmer MicroDYN-Aufgaben und in einer wissensreichen Simulation zur Diagnose mathematischen Verständnisses. Das Projekt analysiert, wie sich Vorwissen automatisch aus diagnostischen Aktivitäten ableiten lässt und wie auf dieser Grundlage adaptives Scaffolding in Simulationen gestaltet werden kann.

Beteiligte

Wissenschaftliche Leitung

Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen

Kooperationspartner:innen

Ziel

A06 untersucht, wie allgemeine kognitive Voraussetzungen und domänenspezifisches Fachwissen beim Diagnostizieren in simulierten Lernumgebungen zusammenwirken. Ziel ist es zu verstehen, unter welchen Wissensbedingungen kognitive Fähigkeiten die diagnostische Leistung vorhersagen und wie adaptives Scaffolding auf dieser Grundlage wirksam gestaltet werden kann.

Forschungsfragen

  • Wie moderiert domänenspezifisches Vorwissen die Beziehung zwischen allgemeinen kognitiven Fähigkeiten (Intelligenz, Arbeitsgedächtniskapazität) und diagnostischer Leistung in wissensarmen und wissensreichen Simulationen?

  • Welche Verhaltensstrategien lassen sich aus Prozessdaten ableiten, und wie hängen diese mit Vorwissen und kognitiven Voraussetzungen zusammen?

  • Lässt sich das Vorwissen von Lernenden automatisiert aus diagnostischen Aktivitäten in Simulationen inferieren?

  • Wie wirksam sind makro- und mesoadaptives Scaffolding auf Basis des infer ierten Vorwissens für den Erwerb diagnostischer Fähigkeiten?

Methodik

Das Projekt kombiniert quasi-experimentelle und experimentelle Designs in zwei Simulationskontexten: MicroDYN-Aufgaben als wissensarme Umgebung und eine Simulation zur Diagnose mathematischen Verständnisses als wissensreiche Umgebung. Kognitive Voraussetzungen werden über Intelligenztests und Arbeitsgedächtnismaße erfasst, diagnostische Leistung über Verhaltenssequenzen und Logdaten. In einer weiteren Studie werden machine-learning-basierte Methoden zur Wissensinferenz aus Prozessdaten entwickelt. Abschließend werden Scaffolding-Interventionen experimentell auf Makro- und Mesoebene variiert und deren Wirkung auf den Kompetenzerwerb untersucht.

Rolle im Sonderforschungsbereich

  • Gemeinsame Datenerhebung mit Projekt M

  • Entwicklung automatisierter Methoden zur Wissensinferenz mit Projekt INF

  • A06, A03 und B03: Komplexes Problemlösen und seine Wechselwirkung mit Fachwissen

  • A06 und B03: Wechselwirkung zwischen Fallkomplexität, Problemlösungsverhalten und Vorwissen

  • A06 und A03: Gemeinsame Maße für kognitive Voraussetzungen und diagnostische Leistung

Publikationen

2024

2023

2022

2021

2020

2019

2013