Teilprojekt C02

Teilprojekt C02

Professionelle Wahrnehmung bei der Diagnose von visuellen Problemlösestrategien für Graphen in Physik und Medizin

Kurzbeschreibung

Projekt C02 untersucht den Einsatz von Blickdaten zur Erkennung von Verständnisschwierigkeiten bei Graphen. Im Zentrum steht die Frage, wie personalisierte Unterstützung die professionelle Wahrnehmung sowie diagnostische Kenntnisse und Fähigkeiten fördern kann. Das Projekt untersucht zwei Domänen: die medizinische Ausbildung und die Physiklehrkräftebildung. Dabei werden zunächst die Schwierigkeiten der Lernenden beim Verständnis von Graphen analysiert, um gezielte Unterstützung (Scaffoldings) auf Basis der Blickdaten der Lernenden zu entwickeln. Diese Scaffoldings werden in einer Simulation adaptiv eingesetzt, um die diagnostischen Fähigkeiten angehender Physiklehrkräfte und medizinischer Studierender im letzten Studienjahr zu unterstützen.

Beteiligte

Wissenschaftliche Leitung

Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen

Kooperationspartner:innen

Ziel

Projekt C02 untersucht den Einsatz von Blickdaten zur Erkennung von Verständnisschwierigkeiten bei Graphen. Im Zentrum steht die Frage, wie personalisierte Unterstützung die professionelle Wahrnehmung sowie diagnostische Kenntnisse und Fähigkeiten fördern kann. Das Projekt untersucht dies in der medizinischen Ausbildung und in der Physiklehrkräftebildung. Dabei werden zunächst die Schwierigkeiten der Lernenden beim Verständnis von Graphen analysiert, um gezielte Unterstützung (Scaffoldings) auf Basis der Blickdaten der Lernenden zu entwickeln. Das Projekt untersucht sowohl repräsentationale als auch Lernprozess-Scaffoldings. Diese Scaffoldings werden in einer Simulation adaptiv eingesetzt, um die diagnostischen Fähigkeiten angehender Physiklehrkräfte und medizinischer Studierender im letzten Studienjahr zu unterstützen. Hierbei wird auch der mögliche Einfluss von Lernendencharakteristika erforscht.

Forschungsfragen

  • Welche Blickmetriken erfassen Unterschiede im Blickverhalten zwischen Lernenden in den Fächern Medizin und Physik (Lehramt) mit und ohne Schwierigkeiten beim Verstehen von Grafiken?

  • Welche Auswirkungen haben repräsentationales und Lernprozess-Scaffolding in Simulationen zur Förderung diagnostischer Fähigkeiten bei der Erkennung von Schwierigkeiten beim Verständnis von Graphen?

  • Inwiefern spiegeln die Lernprozesse von Lehramts- und Medizinstudierenden deren Expertise bei der Diagnose von Schwierigkeiten von Lernenden beim Verständnis von fachspezifischen und interdisziplinären Graphen wider?

  • Kann personalisiertes Scaffolding die diagnostischen Fähigkeiten von Lehramts- und Medizinstudierenden fördern?

  • Wie kann personalisiertes Scaffolding die diagnostischen Fähigkeiten von Lehramtsstudierenden und Medizinstudierenden fördern?

Methodik

Im Projekt werden simulationsbasierte Lernumgebungen in der medizinischen und physikdidaktischen Hochschulbildung eingesetzt. Dabei bearbeiten Lernende diagnostische Aufgaben und erhalten dabei unterschiedliche Formen von Scaffoldings. Methodisch kombiniert das Projekt experimentelle Designs mit Prä-, Prozess- und Post-Messungen, um die Effektivität der Scaffoldings, die Lernprozesse sowie unterschiedliche Personalisierungsstrategien zu untersuchen. Erfasst werden unter anderem diagnostisches Wissen und diagnostische Fähigkeiten, Lernvoraussetzungen sowie kognitive, metakognitive und motivational-affektive Prozesse unter Nutzung von Fragebögen, Wissenstests, Blick- und Logdaten sowie Think-Aloud-Fragen. Die Auswertung erfolgt quantitativ und qualitativ, unter anderem mittels Varianzanalysen, Korrelationsanalysen und Methoden des maschinellen Lernens. 

Rolle im Sonderforschungsbereich

  • Gemeinsame Datenerhebung mit Projekt M

  • Entwicklung einer automatisierten Prozessanalyse mit Projekt INF

  • A05: Personalisierung basierend auf Blick- und Log-Daten

  • C01, C03-C06: Entwicklung eines Kodierungsschemas

  • A02: Konzeptualisierung diagnostischer Fähigkeiten

  • A05, C05: Wissenschaftliche Methoden in der Physiklehrkräftebildung

  • A03, A04 & C01, C03: Personalisierung basierend auf Blickdaten

  • A04, B03, B04: Think-Aloud-Methodik

Publikationen

2023

2021

2020

2014