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1	Der Umgang mit Variablen bei offenen Experimentieraufgaben im Physikunterricht Kirchner, Stefan 08 August 2013 (has links) Diese Forschungsarbeit beschreibt und bewertet beobachtbare Experimentierprozesse hinsichtlich der grundlegenden naturwissenschaftlichen Arbeitsweise „Umgang mit Variablen“, die Gymnasiasten am Ende der Sekundarstufe I bei der Bearbeitung einer offenen Experimentieraufgabe im Physikunterricht zeigen. Dargelegt wird zudem der Nutzen einer differenzierten Begriffsbestimmung für eine zielorientierte und strukturierte Entwicklung von offenen Experimentieraufgaben. In einer empirisch-quantitativen Exploration mit 82 Schülern wird eine offene Aufgabenstellung zum Thema Windenergie eingesetzt, die den Experimentierenden bezüglich der naturwissenschaftlichen Arbeitsweise einen hohen Grad an Entscheidungsmöglichkeiten erlaubt. Die Studie möchte für den Umgang mit Variablen die Wirksamkeit der offenen Experimentieraufgabe aufzeigen und zwar unter der Bedingung, dass Schüler vor der Bearbeitung der offenen Experimentieraufgabe eine vorbereitende bzw. keine vorbereitende Instruktion erhalten. Das Hauptinteresse der vergleichenden Studie liegt bei einem Kontexttransfer, den die Schüler von der vorbereitenden Instruktion auf die offene Experimentieraufgabe leisten müssen, wenn sie a) keinen Wechsel der Experimentierbedingungen und b) einen Wechsel der Experimentierbedingungen vorfinden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Fähigkeit der Probanden mit Variablen umzugehen, durch den Einfluss einer vorbereitenden Instruktion erheblich gesteigert wird. Eine Abhängigkeit vom Grad der Kontextunterschiede zwischen der vorbereitenden Instruktion und der offenen Experimentieraufgabe wird nur gefunden, wenn die Probanden neben den veränderten Kontexten auch veränderte Experimentierbedingungen vorfinden. Die Ergebnisse verleiten für die Vermittlung der naturwissenschaftlichen Arbeitsweise „Umgang mit Variablen“ zu der forschungsbezogenen Aussage: Mehr Offenheit beim Experimentieren wagen! / This research paper describes and rates observable experimental processes secondary school students’ (aged 16) reveal concerning the fundamental scientific method of using variables in open-ended experimental tasks in the physics classroom. In addition, the benefit of a corresponding sophisticated definition will be shown in order to enable a goal-oriented and structured development of open-ended experimental tasks. In an empirical quantitative exploration with 82 school students, an open-ended problem on the topic “wind power” is utilized, allowing a high degree of autonomy in decision-making concerning the scientific method of using variables. The study aims at demonstrating the effectiveness of open-ended experimental tasks depending on whether the students received preparing instruction beforehand. The main interest of the comparative study lies in a transfer of context that students need to perform between the preparing instruction and the open-ended experimental task with or without a shift of experimental conditions. The results show that the students’ ability to use variables is highly enhanced by receiving preparing instructions. Dependence on the degree of context-shift between preparing instruction and open-ended experimental task is only the case when students find beyond shifted contexts altered experimental conditions. Concerning the teaching of the scientific method of using variables, the results lead to a research-related statement: dare to employ more open-ended experiments! Physikunterricht offenes Experimentieren Experimentierprozesse Variablen naturwissenschaftliche Arbeitsweise physics education open-ended experiments experimental processes using variables scientific method 530 Physik 29 Physik, Astronomie UO 4053 ddc:530
2	Argumentieren beim Experimentieren in der Physik - Die Bedeutung personaler und situationaler Faktoren Ludwig, Tobias 26 September 2017 (has links) Argumentieren ist zentraler Bestandteil naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung. Dennoch gibt es bisher nur wenige Arbeiten, die untersuchen, wie Lernende auf der Grundlage selbstständig durchgeführter Experimente für bzw. gegen eine eigene Hypothese argumentieren. Vor diesem Hintergrund untersucht diese Arbeit, welchen Einfluss personale Faktoren (u. a. das Fachwissen und das situationale Interesse) und die Art der Lernumgebung (Realexperiment vs. Computersimulation) darauf nehmen, welche Typen von Argumenten verwendet werden. Ferner wird in dieser Arbeit untersucht, inwiefern die Verwendung dieser Argumentkategorien den Lernerfolg beeinflusst. Auf der Basis von Interviewdaten konnten zunächst für die vorgebrachten Argumente beim Wechseln bzw. Beibehalten eigener Hypothesen beim Experimentieren zehn Kategorien identifiziert werden (u. a. „Intuition“, „Expertenwissen“, „Messunsicherheiten“ sowie „Daten als Evidenz“). Zur quantitativen Erfassung wurde dann für die vier o. g. Argumentkategorien ein Likert-skaliertes Instrument entwickelt. Die aufgeführten Fragestellungen wurden schließlich in einer randomisierten Studie mit 938 Schülerinnen und Schülern untersucht. Bei der Untersuchung des Einflusses personaler Faktoren zeigt sich u. a., dass Lernende in einer Argumentation umso eher Daten als Evidenz heranziehen, je höher das fachliche Vorwissen ist. Die Verwendung dieser Argumentkategorie erhöht wiederum die Wahrscheinlichkeit dafür, dass Lernende nach dem Experimentieren eine fachlich adäquate Hypothese aufstellen. Dies impliziert, dass der Umgang mit experimentellen Daten und Beobachtungen im Physikunterricht stärker als bisher berücksichtigt werden muss, z. B. durch eine explizitere Förderung von Fähigkeiten zum Umgang mit experimentellen Daten. Bis auf einen gut erklärbaren Unterschied können grundlegende Unterschiede beim Experimentieren zwischen Gruppen, die mit einem Real- bzw. Computerexperiment gearbeitet haben, nicht belegt werden. / Argumentation from data and evidence evaluation is widely seen as a scientific core practice. One approach to engage students in a meaningful argumentation practice is to provide lab work situations where they can construct hypotheses on the basis of their own prior knowledge and consequently evaluate these hypotheses in light of self-collected data. However, until recently, only little research has analyzed students' argumentation from data. Against this backdrop this research seeks to identify: a) the influences of personal factors (such as content knowledge and situational interest); b) the type of learning environment as a situational factor (real vs. virtual experiment) on the use of different categories of argument (such as Intuition, Appeal to Authority, Measurement Uncertainties (explicit) and Data as Evidence); c) the influence of argumentation on learning outcomes through experimentation in school labs. First, an interview-study was used to identify the different types of arguments used by students. Analyses focused on the nature of justification in argument and revealed ten different categories students use while arguing for or against hypotheses. As a next step, four out of ten categories were operationalized by means of a Likert-scaled instrument to assess the use of different types of argument in a valid and reliable manner. The findings from a randomized study among 938 secondary school students in a lab work setting indicate, among others, that content knowledge is positively related to the use of data as evidence. Again, the use of data as evidence increases the probability of stating a correct hypothesis after conducting the experiment. This implies that the ability to deal with data and measurement uncertainties should be better fostered in physics classes. Besides one explicable difference, no evidence was found, which supports the hypothesis that students' argumentation would differ while working with hands-on materials vs. computer simulations. Argumentieren Experimentieren Physik Hypothesen Daten Physikunterricht Argumentation Experimentation Inquiry Physics Education Hypotheses Data 530 Physik UB 4053 ddc:530
3	Column-specific Context Extraction for Web Tables Braunschweig, Katrin, Thiele, Maik, Eberius, Julian, Lehner, Wolfgang 14 June 2022 (has links) Relational Web tables have become an important resource for applications such as factual search and entity augmentation. A major challenge for an automatic identification of relevant tables on the Web is the fact that many of these tables have missing or non-informative column labels. Research has focused largely on recovering the meaning of columns by inferring class labels from the instances using external knowledge bases. The table context, which often contains additional information on the table's content, is frequently considered as an indicator for the general content of a table, but not as a source for column-specific details. In this paper, we propose a novel approach to identify and extract column-specific information from the context of Web tables. In our extraction framework, we consider different techniques to extract directly as well as indirectly related phrases. We perform a number of experiments on Web tables extracted from Wikipedia. The results show that column-specific information extracted using our simple heuristic significantly boost precision and recall for table and column search. info:eu-repo/classification/ddc/004 ddc:004
4	Steigerung selbstregulierten Lernens durch computerbasiertes Feedback beim Erwerb von Experimentierkompetenz im Fach Biologie / Individually adapted computerbased feedback for supporting self-regulated learning processes in school-age children / A computer-based learning program developed to help pupils practice strategies of controlling experimental variables. Lange, Silke Dorothee 31 October 2012 (has links) Feedback ist ein wichtiger Faktor für erfolgreiches Lernen – vorausgesetzt, dass es rich-tig eingesetzt wird (Hattie & Timperley, 2007). Dies gilt insbesondere, wenn es um den Erwerb neuer Kompetenzen geht. Die vorliegende Studie soll dazu beitragen, eine empirisch begründete kompetenzorientierte Brücke zwischen dem Konzept des negativen Wissens (Oser & Spychiger, 2005) und psychologischen Theorien zum Thema Feedback als Instruktionsmethode im Rahmen des selbstregulierten Lernens bei Schülern zu bilden und dazu anregen, den selbstregulierten Lernprozess von Schülern durch individuell angepasstes Feedback zu fördern. Dazu wurden zwei Hypothesen expliziert: Zum einen, dass Lernende, die Feedback über die konkrete Lokalisation des Fehlers erhalten, die dargebotenen Biologieaufgaben besser lösen können (prozessbezogene methodische Kompetenzen), als Lernende, die auf einer Metaebene eine Begründung für die Ursache des Fehlers in Kombination mit einer Frage zur kognitiven Aktivierung erhalten haben. Zum anderen, dass auf der im Rahmen der Intervention nicht trainierten strategischer Ebene das Feedback mit kognitiver Aktivierung effektiver ist. Um diese Hypothesen zu prüfen, wurde der Einfluss zweier Feedbackvarianten untersucht. In einem 2x2 Prä-Post-Test Design wurden dazu die Feedbackvarianten „Lokalisation des Fehlers“ und „Begründung des Fehlers mit kognitiver Aktivierung“ einzeln oder in Kombination einer Kontrollbedingung ohne Feedback gegenüber gestellt. Lernende der 7. Klasse bearbeiteten im Rahmen von zwei Doppelstunden ein webbasiertes interaktives Lernprogramm zum Thema „Experimentieren“. Die darin enthaltenen Multiple-Choice-Aufgaben (Hammann, 2007) umfassten die für das Experimentieren einschlägigen Kompetenzbereiche „Suche im Hypothesenraum“, „Testen von Hypothesen“ und „Analyse von Evidenzen“ (Klahr, 2000). Als abhängige Variablen haben wir jeweils in einer Prä-Post-Test-Messung den Zuwachs an prozessbezogenen methodischen Kompetenzen (operationalisiert über die korrekte Lösung der verwendeten Biologie-Aufgaben) und den strategischen Lernzuwachs (operationalisiert über die Bearbeitung des EEST-2, Marschner, 2010) untersucht. Um den möglichen Einfluss individueller Unterschiede in Bezug auf die Transferwirksamkeit des erworbenen Wissens zu erheben, wurden auch Daten zu Intelligenz, Persönlichkeitsfaktoren, zum Umgang mit Fehlern, zur Selbstwirksamkeitserwartung und zum selbstregulierten Lernen erhoben. Durch die Bearbeitung des Lernprogramms konnten die getesteten Schüler (N=355) über alle Versuchsgruppen hinweg signifikante Lernzuwächse auf der im Rahmen der Intervention trainierten Aufgabeneben (prozessbezogene methodische Kompetenzen) erzielen, nicht aber auf der nicht trainierten strategischen Ebene. Die verschiedenen Feedbackarten hatten jedoch keinen Einfluss auf den Lernzuwachs der untersuchten Stichprobe. Auf strategischer Ebene konnte sogar eine Verschlechterung des Ergebnisses vom Prä- zum Posttest beobachtet werden. Dieses könnte darauf zurückzuführen sein, dass die metakognitive Entwicklung der getesteten Schüler noch nicht ausgereift genug war, um das Feedback auf der intendierten Ebene verarbeiten zu können. In der Diskussion dieser Arbeit wird das Konzept des negativen Wissens (Oser & Spychiger, 2005) theoretisch mit den Ergebnissen aus der kognitionspsychologischen Forschung verknüpft und aufgezeigt, welche Parallelen zwischen diesen beiden Ansätzen bestehen. Die für diese Studie konzipierte computerbasierte Lerneinheit hat sich in der Praxis zur Einübung der Variablenkontrollstrategie bei Lehramtsstudierenden bewährt. 150 Selbstreguliertes Lernen Biologieunterricht Biologie erfolgreiches Lernen E-Learning Negatives Wissen Hattie & Timperley Oser Erwerb neuer Kompetenzen Instruktion Feedback Schule Unterricht metakognitive Kompetenzen Metakognition computerbasierte Lerneinheit individuell angepasstes Feedback Lokalisation des Fehlers prozessbezogene methodische Kompetenzen Variablenkontrollstrategie Experimentieren PISA Kompetenz Wissen Macht Intelligenz Persönlichkeit Big Five Gewissenhaftigkeit Erfolg Personalentwicklung Bildung Entwicklung Förderung Innovation innovatives Lernen Experiment Schülerinnen und Schüler Lernende Lehrende Lehrerinnen und Lehrer Bildungsmanagement Intervention kognitive Aktivierung strategischer Ebene Strategie Feedbackvarianten Multiple-Choice-Aufgaben Suche im Hypothesenraum Testen von Hypothesen Analyse von Evidenzen Klahr, 2000 individueller Unterschiede Transfer Transferwissen Umgang mit Fehlern Persönlichkeitsfaktoren Umgang mit Fehlern signifikante Lernzuwächse modern Zukunft Perspektive metakognitive Entwicklung Transparenz computerbasierte Lerneinheit Selbstreguliertes Lernen Biologieunterricht Selfregulated learning biology successful learning negative knowledge Hattie & Timperley Oser acquisition of new competencies individually adapted feedback school-age children instruction e-learning Biologie (PPN619462639)

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