Teilprojekt C05

Teilprojekt C05

Förderung diagnostischer Fähigkeiten angehender Lehrkräfte zum naturwissenschaftlichen Arbeiten durch Simulationen: Effekte von Informationskomplexität

Kurzbeschreibung

Projekt C05 untersucht, wie Lernen mit Simulationen durch Personalisierung effektiver wird. Im Mittelpunkt stehen videobasierte Simulationen vom naturwissenschaftlichen Arbeiten. Angehende Chemie- und Physiklehrkräfte diagnostizieren darin Herausforderungen von Schülerinnen und Schülern beim Experimentieren als naturwissenschaftliche Arbeitsweise. C05 analysiert, wie die Informationskomplexität einer Simulation gezielt angepasst werden kann – abgestimmt auf Vorwissen und diagnostische Fähigkeiten der Studierenden. Dieses sogenannte Representational Scaffolding wird in drei Studien auf zwei Ebenen untersucht: Auf der Makroebene erfolgt eine Anpassung auf Basis des Vorwissens vor der Intervention. Auf der Mesoebene findet die Anpassung während des Lernprozesses auf Basis der Leistung innerhalb der Simulation statt. Ziel ist es zu verstehen, wie Personalisierung kognitive und motivationale Lernprozesse beeinflusst und diagnostische Kompetenzen fördert und welche Rolle die unterschiedlichen Ebenen dabei spielen.

Beteiligte

Wissenschaftliche Leitung

Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen

Kooperationspartner:innen

Ziel

Das Ziel von Projekt C05 ist es, die Informationskomplexität von videobasierten Simulationen zum naturwissenschaftlichen Arbeiten systematisch zu variieren. Dabei wird analysiert, wie unterschiedliche Personalisierungsstrategien kognitive und motivationale Lernprozesse sowie die diagnostischen Kompetenzen angehender Chemie- und Physiklehrkräfte beeinflussen.

Forschungsfragen

  • Welchen Zusammenhang gibt es zwischen Lernvoraussetzungen, kognitiven und motivationalen Lernprozessen sowie Lernergebnissen in einer Simulation von Unterrichtssituationen mit variierender Informationskomplexität?

  • Wie beeinflusst eine Personalisierung der Informationskomplexität auf Makroebene – basierend auf den Lernvoraussetzungen – kognitive und motivationale Lernprozesse sowie Lernergebnisse?

  • Wie beeinflusst eine Personalisierung der Informationskomplexität auf Mesoebene – basierend auf kognitiven Lernprozessen – nachfolgende kognitive und motivationale Lernprozesse sowie Lernergebnisse?

Methodik

Das Projekt C05 setzt videobasierte Simulationen in der Lehrkräfteausbildung für Chemie und Physik ein. Methodisch nutzt das Projekt experimentelle Designs mit Prä-, Prozess- und Postmessungen, um die Effekte unterschiedlicher Personalisierungsstrategien zu untersuchen. Erfasst werden dabei unter anderem diagnostische Fähigkeiten, pädagogisches Inhaltswissen, kognitive und motivationale Lernprozesse sowie die Erfahrung mit der Simulation – mithilfe von Wissenstests, Fragebögen, Think-aloud-Protokollen und simulationsintegrierten Diagnoseaufgaben. Die Datenerhebung findet studienübergreifend an mehreren Hochschulen im Rahmen fachdidaktischer Lehrveranstaltungen statt. Die Auswertung erfolgt quantitativ und qualitativ unter anderem über die Nutzung von Rasch-Analysen sowie qualitativen Inhaltsanalysen.

Rolle im Sonderforschungsbereich

C05 kooperiert mit:

  • C04 – Gemeinsame Entwicklung eines theoretischen Modells, repräsentativer Fallbeispiele unterschiedlicher Informationskomplexität, Simulations-, Mess- und Kodierverfahren

  • C04 & C06 – Gemeinsame Entwicklung von Messinstrumenten für Professional Vision Skills

  • A02, A03 & C04 – Weiterentwicklung des RCM

  • C02 & A05 – Austausch von Expertise zur Konzeptualisierungen von forschenden Lernaktivitäten im naturwissenschaftlichen Unterricht

  • A02–A05, B02 & C01–C04 – Gemeinsame Theorieentwicklung zur Informationskomplexität und ihrer Rolle im Representational Scaffolding

  • A01, A02, A04, A05, B01–B04 & C01–C05 – Gemeinsame Meta-Analyse zu den Effekten von Representational Scaffolding

  • Projekt M – Erhebung querschnittlicher Variablen und Bereitstellung von Daten

  • Projekt INF – Forschungsdatenmanagement und Personalisierung von Simulationen mithilfe von Prozessdaten

Publikationen

2023

2022

2021

2020

2019

2017