Veranstaltungsprogramm

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Sitzungsübersicht
Sitzung
F9–S14: Lehrerbildung
Zeit:
Freitag, 27.03.2020:
9:00 - 10:45

Ort: S14

Präsentationen

Der Einfluss regelmäßigen Lernens mit Videos auf den Lernerfolg und dessen Nachhaltigkeit in einem Flipped-Classroom-Design in der Hochschule.

Manuel Förster1, Andreas Maur2, Constantin Weiser2

1Technische Universität München, Deutschland; 2Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Deutschland

1. Theoretischer Hintergrund und Fragestellung

In vielen Großveranstaltungen an deutschen Hochschulen ist aufgrund der hohen Studierendenzahlen und ausgefüllten Curricula der dozentenzentrierte PowerPoint-Vortrag die als effizient geltende Methode der Wahl. Aufgrund mangelnder Individualisierungsmöglichkeiten verfallen Studierende dabei jedoch oft in „stumpfes Abschreiben“, während die tiefere Auseinandersetzung mit den Lerninhalten bis kurz vor die Klausur prokrastiniert wird (Schmidt et al. 2015). In Anbetracht dieser herausfordernden Ausgangslage wurde ein Flipped-Classroom-Design in einer wirtschaftswissenschaftlichen Statistikgroßveranstaltung implementiert, um die Studierenden zu einem frühzeitigen und regelmäßigen Lernprozess anzuregen. Die vorliegende Studie widmet sich dabei der Fragestellung, inwieweit die vorbereitende Rezeption der für den Flipped-Classroom produzierten Lernvideos einen Einfluss auf 1) den kurzfristigen Lernerfolg (Klausurnote) und 2) dessen Nachhaltigkeit nach vier Monaten hat.

Bislang gibt es kaum Studien, welche die theoretischen Annahmen zu regelmäßigem Lernen und dessen Auswirkung auf (nachhaltige) Lernprozesse empirisch im Laufe eines Semesters anhand objektiver und in zeitlicher Relation zur Präsenzlehre gestellten Videonutzungsdaten untersuchten (Bouwmeester et al., 2019). Gemäß der konstruktivistischen sowie kognitivistischen Lerntheorien erfolgen Lern- und Behaltensprozesse insbesondere dann positiv, wenn neues Wissen in bestehende Wissensstrukturen integriert werden kann (Bandura, 2015; Thompson & Zamboanga, 2003). Dementsprechend ist anzunehmen, dass gerade in einem Flipped-Classroom vorbereitete Studierende stärker von der Teilnahme an der Präsenzveranstaltung profitieren, da sie aufbauend auf den Vorkenntnissen aus den Lernvideos komplexere Gruppenübungsaufgaben auf einer tieferen Verstehensebene bearbeiten und dabei eigene Fehlkonzeptionen frühzeitig erkennen sowie gezielter Hilfe von den Kommilitonen oder Lehrenden einfordern können (Neroni et al., 2019; Tolks et al., 2016).

Weitere Studien deuten darauf hin, dass Studierende, die in regelmäßigen Abständen Lerninhalte vor- und nachbereiten, bessere und nachhaltigere Lernerfolge erzielen (Péladeau, Forget, & Gagné, 2003; Bouwmeester et al., 2019). Aus diesem Forschungsstand werden folgende Forschungshypothesen abgeleitet:

Studierende, welche die relevanten Lernvideos vor den jeweiligen Präsenzveranstaltungen rezipieren, erzielen im Vergleich zu den nachträglich schauenden Studierenden

…ein besseres Klausurergebnis (kurzfristiger Lernerfolg; H1:).

…ein besseres Ergebnis in einem Posttest vier Monate nach der Klausur und unter Kontrolle dieser Klausurnote (mittelfristiger Lernerfolg; H2).

2. Methode und Stichprobe

Zur Analyse dieser Hypothesen wurden Logfiles der Videonutzung (u.a. Gesamtbetrachtungsdauer und Zeitstempel pro Video und pro Person) einer wirtschaftswissenschaftlichen Statistikgroßveranstaltung im Grundstudium erfasst und den Empfehlungen von Asarta und Schmidt (2013) folgend weiterverarbeitet. Somit gibt die pace-Variable an, welcher Anteil der Lernvideos über das Semester hinweg rechtzeitig vor den entsprechenden Präsenzveranstaltungen rezipiert wurde. Der Lernerfolg wurde anhand der erreichten Gesamtpunktzahl in der E-Klausur am Ende des Semesters operationalisiert. Insgesamt konnten im Sommersemester 2018 die Videonutzungsdaten von 497 Studierenden mit deren Klausurergebnissen gematcht werden. Vier Monate später, im Wintersemester 2018/2019, bearbeiteten 316 dieser Studierenden einige Aufgaben mit weitgehender Ähnlichkeit zu den E-Klausuraufgaben als Indikator für die Nachhaltigkeit des Lernerfolgs. Zusätzlich wurden im Rahmen von Paper-Pencil-Befragungen eine Vielzahl von Kontrollvariablen wie u.a. das Geschlecht, die generelle Neigung zu Prokrastination, die Note der Hochschulzugangsberechtigung und die der vorausgegangenen, universitären Mathematikveranstaltung erhoben.

3. Ergebnisse

Zur Analyse wurden zunächst die Scores aus der Klausur und schließlich jene aus dem Posttest auf die pace-Variable und die obengenannten Kontrollvariablen regressiert. Es zeigt sich, dass die pace-Variable einen signifikant positiven Einfluss auf die Klausurnote hat. In einem weiteren Modell weist trotz Kontrolle dieser Klausurnote die pace-Variable weiterhin einen signifikant positiven Effekt auf den Posttest-Score auf. Die Studie zeigt somit anhand objektiver Videonutzungsdaten, dass die oftmals theoretisch angenommenen positiven Effekte frühzeitigen, regelmäßigen Lernens auf den kurz- und mittelfristigen Wissenserwerb in einer Flippped-Classroom-Veranstaltung auch empirisch nachgewiesen werden können. Die Ergebnisse bestätigen sich auch dann, wenn der absolute Videokonsum kontrolliert wird. Dies deutet darauf hin, dass vor allem der Zeitpunkt der Videorezeption beim Flipped-Classroom bedeutungsvoll ist. Daher liegt eine Handlungsempfehlung in der Bereitstellung von Anreizen für rechtzeitiges und regelmäßiges Lernen (z.B. Zusatzpunkte, Gamification oder Nudging).



Bildungsprozesse in der praxisorientierten Lehrer*innenbildung. Epistemologische Überzeugungen von Hochschullehrenden zu Ursachen und Lösungen des Theorie-Praxis-Dilemmas

Michaela Artmann

Universität zu Köln, Deutschland

Die Forderung nach einer verstärkten Theorie-Praxis-Relationierung in der Lehrer*innenbildung ist bis heute aktuell. Vermieden werden soll eine zu wenig anwendungsbezogene Wissensvermittlung, die lediglich "träges Wissens" erzeuge (Gruber et al. 2000; Klieme et al. 2003; Neuweg 2007, 2016; Wahl 2008). Im Zuge der Modularisierung der Lehramtsstudiengänge und der Einführung universitär begleiteter Praxisphasen wurde die Gestaltung eines gelingenden Theorie-Praxis-Bezugs daher als zentrale didaktische Aufgabe durch die KMK (2004) markiert. Ziel der neuen, praxisorientierteren Lehrer*innenbildung soll die (spätere) Umsetzung des Gelernten in ein professionelles, d.h. theoriegestütztes und wissenschaftlich reflektiertes Lehrerhandeln sein. Unklar ist jedoch nach wie vor, wie welches (theoretische, empirische, praktische ...) Wissen in der universitären Ausbildung vermittelt werden sollte, um dieses Ziel zu erreichen.

In der aktuellen Hochschullandschaft wurden in den vergangenen Jahren vielfältige didaktische Konzepte als Lösungsansätze für eine (stärker) theorie-praxis-relationierte Lehrer*innenbildung entwickelt und implementiert. Die begleitende Forschung richtet sich zumeist entweder auf die Messung von studentischem Wissens- und Kompetenzerwerb (z.B. König et al. 2016; Kramer et al. 2017; Kunter et al. 2013) oder auf die Untersuchung von Praktiken der Relationierung von Theorie und Praxis in entsprechenden universitären Lehrformaten (z.B. Artmann et al. 2017; Kunze 2017; Schüpbach 2007). Die Perspektive der an der Lehrer*innenbildung beteiligten Akteure auf die Frage, wie universitäres Wissen und schulpraktisches Können sinnvoll und effektiv miteinander verschränkt werden können, bleibt jedoch nach wie vor weitestgehend unberücksichtigt.

Der Vortrag stellt die Perspektive der Hochschulehrenden in den Mittelpunkt und geht der Frage nach, welche Herausforderungen und Gelingensbedingungen die Dozierenden aufgrund ihrer eigenen Lehr-Lern-Erfahrungen bei der Relationierung von Theorie und Praxis sehen. Auf der Basis problemzentrierter Interviews (vgl. Witzel 2000), die mithilfe der Grounded Theory (vgl. Glaser & Strauss 1998) ausgewertet wurden, werden Ursachen und Lösungen des Theorie-Praxis-Problems aus der Sicht der Dozierenden rekonstruiert.

Dabei lassen sich grundlegende Überzeugungen der Hochschullehrenden bezüglich des Erwerbs theoretischen und praktischen Wissens in der Lehrer*innenbildung identifizieren. Diese epistemologischen Überzeugungen sind zum einen beeinflusst durch den jeweiligen fachdisziplinären Hintergrund bzw. fachspezifische "Wissenschaftsphilosophien" (Sodian et al. 2002); zum anderen schöpfen sie sich aus den Beobachtungen und Wahrnehmungen der Lehrenden, wie Studierende in theorie-praxis-relationierten Hochschulformaten lernen. Eingeschlossen in diese Überzeugungen sind zudem grundlegende Vorstellungen über Stellenwert und Funktion von Theoriewissen in der Theorie-Praxis-relationierten Lehrer*innenbildung sowie davon abgeleitete Vorstellungen, wie und in welcher

Reihenfolge theoretisches und praktisches Wissen vermittelt bzw. erworben werden sollte (vgl. Neuweg 2004).

Ausgehend von der Fragestellung „Aus welchen Gründen gelingt den Studierenden der Theorie-Praxis-Bezug nicht (ausreichend) und welche Unterstützung bräuchten sie?“ entwickeln die Dozierenden zunächst unterschiedliche Problemattributionen sowie spezifische Lehr-Lernüberzeugungen für die praxisorientierte Lehrer*innenbildung. Daraus leiten sie notwendige, aufeinander aufbauende Lehr- und Lernschritte ab, die dann in konkrete(re) didaktische Lösungsansätze zum Theorie-Praxis-Problem in der Lehrer*innenbildung münden.

Anhand exemplarischer Falldarstellungen sowie im fallübergreifenden Vergleich soll zunächst das mithilfe des paradigmatischen Modells (Strauss & Corbin 1996 [1990]) identifizierte Bedingungsgefüge zwischen ursächlichen Bedingungen, kontextuellen Voraussetzungen, Strategien und Konsequenzen des zentralen Phänomens der epistemologischen Überzeugungen von Hochschullehrenden bzgl. Theorie-Praxis-relationierter Lehrer*innenbildung beleuchtet werden. Der Vortrag konzentriert sich dann auf die aus diesem Bedingungsgefüge abgeleiteten unterschiedlichen didaktischen Lösungsansätze. Diese fokussieren, abhängig von den jeweiligen Problemzuschreibungen, spezifische Aspekte des Bildungsprozesses und setzen dabei an verschiedenen Ebenen der Lehrer*innenbildungsgestaltung an: 1.) an der personellen Ebene, hier insbesondere bezogen auf die studentischen Lerner*innen und die Notwendigkeit, ihnen die Bedeutung theoretischen und/oder empirischen Wissens für die Reflexion von Praxissituationen zu vermitteln, 2.) an der curricular-institutionellen Ebene mit Blick auf die Gestaltung geeigneter Lehr-Lern-Settings zum sukzessiven Wissens- und Reflexionskompetenzaufbau sowie 3.) an der bildungspolitischen Ebene und der Schaffung besserer Rahmenbedingungen an Universität und Ausbildungsschule.



Zusammenhang komplexen Problemlösens und fachdidaktischer Kompetenzen bei angehenden Lehrpersonen im Fach Wirtschaft

Jan-Peter Krstev, Christiane Kuhn, Olga Zlatkin-Troitschanskaia, Hannes Saas

Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Deutschland

Die berufliche Praxis von Lehrpersonen (im Fach Wirtschaft) ist von Komplexität geprägt, und gerade die zentralen Merkmale der Situativität, Kontextualität, Mehrdimensionalität, Gleichzeitigkeit und Unmittelbarkeit von Unterrichtssituationen stellen hohe Anforderungen an deren fachdidaktische Kompetenzen (Kunter & Pohlmann, 2015; Oser et al., 2009). Aufgrund der dynamischen Entwicklung der Interaktion mit Lernenden müssen Lehr-Lernziele sowie das fachdidaktische Vorgehen flexibel und oft unter Zeitdruck angepasst werden (Baxter & Lederman, 1999). Auch die Vor- und Nachbereitung des Unterrichts wird als komplexer, dynamischer Prozess verstanden, in dem Ausgangs- (z.B. vorhandenes Vorwissen der Lernenden) und Zielzustand (z.B. zu fördernde Kompetenzziele) oft nur unscharf definiert sind (Lindmeier, 2011).

Fachdidaktische Kompetenzen können in aktionsbezogene (AK) und reflexive Kompetenz (RK) differenziert werden (Lindmeier, 2011; Autoren, 2019). AK dient zur Bewältigung von fachspezifischen Anforderungen in den instruktionalen Phasen des Unterrichts, oft unter zeitlichem Druck. RK ist zur Bewältigung von fachspezifischen Aufgaben in prä- und post-instruktionalen Phasen erforderlich (Autoren, 2018). Befunde zeigen, dass AK und RK von einer professionellen Wissensbasis (Fachwissen und fachdidaktisches Wissen) beeinflusst werden und auch mit affektiv-motivationalen sowie generischen Facetten (wie Intelligenz) zusammenhängen (Autoren, 2019a, 2019b). Das komplexe Problemlösen (complex problem solving; CPS) stellt dabei eine weitere relevante generische Facette bei der Modellierung von fachdidaktischen Kompetenzen dar (Autoren, 2019c). CPS wird als erfolgreiche Interaktion zwischen der problemlösenden Person und komplexen, dynamischen sowie partiell intransparenten Problemsituationen verstanden (Frensch & Funke, 1995; Greiff et al., 2013).

Erste Befunde aus der Lehrerbildung deuten auf einen Zusammenhang zwischen CPS und fachdidaktischer Kompetenz hin (für Biologie, s. Mathesius et al., 2019). Daher fokussieren wir auf die Frage, inwieweit die fachdidaktischen Kompetenzen angehender Lehrpersonen im Fach Wirtschaft (AK, RK) mit der Fähigkeit, komplexe Probleme zu lösen, zusammenhängen.

In einer deutschlandweiten Studie wurden die beiden Kompetenzfacetten AK und RK mittels eines videobasierten Instruments erfasst (Autoren, 2018, 2019). Die Antworten zu sieben AK-Aufgaben (α=.64; N=390) wurden mündlich mit einem Mikrofon aufgenommen, während die Probanden ihre Antworten zu sieben RK-Aufgaben (α=.61; N=384) über eine Computertastatur eingaben. Zusätzlich wurde bei einer Teilgruppe der Studienteilnehmenden (N=46 angehende Lehrpersonen im Fach Wirtschaft) ein computerbasierter CPS-Test eingesetzt (α=.89; Greiff & Wüstenberg, 2015). Die 22 CPS-Items erfassen die zwei kognitiven Subprozesse Wissenserwerb (WE; α=.82) und Wissensanwendung (WA; α=.81), welche sich empirisch voneinander trennen lassen (Greiff et al., 2013; Greiff & Wüstenberg, 2014).

Korrelationsanalysen zeigen einen schwachen signifikanten Zusammenhang zwischen CPS und RK (r=.250; p<.05) sowie zwischen der Teilfacette WE und RK (r=.307; p<.05); jedoch keinen signifikanten Zusammenhang zwischen WA und RK (r=.156). Weiterhin finden sich keine signifikanten Beziehungen zwischen CPS (r=.056) sowie den beiden Subprozessen WE (r=.160) und WA (r=-.062) und AK. Verglichen mit den Befunden aus den anderen Teilstudien, die bedeutsame Zusammenhänge der fachspezifischen Wissensbasis mit AK (.29<r<.30; p<.001) und RK (.21<r<.37; p<.001) zeigen, deutet dieser Befund auf eine insgesamt relativ geringe Bedeutung von CPS für die fachdidaktischen Kompetenzen hin. Damit wird die Annahme nicht unterstützt, wonach Handeln in instruktionalen Problemsituationen unter Zeitdruck, welches den spontanen und adaptiven Einsatz von Fallwissen (z.B. zum Umgang mit typischen Lernschwierigkeiten) erfordert (AK), durch CPS begünstigt wird (Autoren, 2019). Da gerade die WE-Facette den Prozess beschreibt, aktiv eine korrekte Vorstellung über bestimmte Aspekte oder Eigenschaften einer unbekannten Problemsituation zu entwickeln (mentales Modell), scheint diese Fähigkeit jedoch die RK, in der Unterrichtssituationen in Vor- und Nachbereitungsphasen analysiert und kritisch reflektiert werden sollen, zu begünstigen. Der fehlende Zusammenhang zwischen der WA-Facette und RK spricht dafür, dass je nach Anwendungssituation ein unterschiedliches Zusammenspiel der fachspezifischen Wissens- und generischen Fähigkeitskomponenten erforderlich ist.

Die hochkomplexe Interaktionsstruktur zwischen den verschiedenen Facetten der fachdidaktischen Kompetenz (wie AK, RK, Wissenskomponenten, generische Komponenten (wie CPS) und affektiv-motivationale Faktoren) soll im nächsten Schritt anhand einer größeren Stichprobe untersucht werden, welche die Analyse in einem Messmodell erlaubt.



Automatisches Adaptives Feedback in simulationsbasierten Lernumgebung zur Förderung von Diagnosekompetenzen in der Lehrerbildung

Michael Sailer1, Elisabeth Bauer1, Jan Kiesewetter2, Jonas Pfeiffer3, Claudia Schulz3, Iryna Gurevych3, Martin R. Fischer2, Frank Fischer1

1LMU München, Deutschland; 2Klinikum der Universität München, Deutschland; 3Technische Universität Darmstadt

Die zunehmende Digitalisierung der Hochschullehre eröffnet neue Möglichkeiten zur Gestaltung von Lernumgebungen, in denen sich Lernende aktiv, konstruktiv und interaktiv mit Lerninhalten auseinandersetzten können (Chi & Wylie, 2014; Persicke & Friedrich, 2016). Beispielsweise werden simulationsbasierte Lernumgeben in der Medizin bereits vermehrt und erfolgreich eingesetzt, um den Erwerb von Diagnosekompetenzen von Medizinstudierenden zu fördern (Berman et al., 2016). Positive Ergebnisse von Studien aus diesem Bereich legen nahe, simulationsbasiertes Lernen auch in anderen Fachbereichen zu erproben, in denen Diagnosekompetenzen ebenfalls eine Rolle spielen, wie beispielsweise der Lehrerbildung (Gartmeier et al., 2015). So ist es für eine Lehrkraft unabdingbar, den Grund für eine Leistungsschwäche bei einem Schüler zu identifizieren, um angemessen reagieren zu können. Um Studierende während des Prozesses der Kompetenzentwicklung zu unterstützen, ist prozessbezogenes Feedback eine der wirkungsvollsten instruktionalen Fördermaßnahmen (Hattie & Timperley, 2007).

Wesentliche Herausforderung bei der Feedbackgabe durch Lehrende ist die nicht unerhebliche Arbeitsbelastung sowie die zeitnahe Bereitstellung der Rückmeldungen. Maschinelles Feedback kann einen entscheidenden Mehrwert liefern, beschränkt sich bisher allerdings überwiegend auf geschlossene oder halb-offene Antwortformate. Die automatische Analyse und Bewertung von offenen Antwortformaten, bei denen sich Diagnosen in einem kohärenten Text realistisch und nachvollziehbar begründen lassen, ist dagegen ungleich schwieriger. Gerade für den Erwerb von Diagnosekompetenzen hat die automatische Analyse von Freitextantworten jedoch Potenzial, eine große Anzahl Studierender mit prozessbezogenem Feedback zu unterstützen. Es stellt sich im Rahmen dieses Beitrags die Frage, inwieweit mittels Methoden des natural language processing (NLP) Freitextantworten von Studierenden in simulationsbasierten Lernumgeben automatisch analysiert werden können.

Für den Einsatz von NLP Methoden zur automatischen Erkennung von Inhalten und Aktivitäten in Freitextantworten wurde zunächst ein NLP Modell mit bereits existierenden Daten trainiert. Hierzu wurden insgesamt 960 Freitextantworten von 120 Lehramtsstudierenden zu 8 Fallsimulationen im Themenspektrum Verhaltens- sowie Lern- und Leistungsstörungen händisch kodiert. Die Kodierung wurde in zwei Phasen durchgeführt, zum einen nach inhaltlichen Aspekten und zum anderen nach diagnostischen Aktivitäten. Hierdurch soll gewährleistet werden, sowohl inhaltliches als auch Feedback auf bestimmte diagnostische Aktivitäten, wie beispielsweise Hypothesen generieren oder Schlussfolgerungen ziehen, zu geben. Bei der inhaltlichen Kodierung wurden 15% der Daten doppelt kodiert. Bei den diagnostischen Aktivitäten wurden insgesamt 15% der Daten vierfach kodiert. Die Inter-Rater-Reliabilität bei den inhaltlichen Aspekten lag im Mittel bei Krippendorffs ɑU= .87; bei den diagnostischen Aktivitäten bei ɑU= .65.

Die 960 kodierten Freitexte wurden in 740 Trainings-, 110 Development- und 110 Test-Daten aufgeteilt. Die NLP Modelle werden in F1 Werten beurteilt. F1 stellt ein harmonisches Mittel zwischen der Sensitivität (Falsch-Negativ-Rate) und Spezifität (Falsch-Positiv-Rate) dar, wobei der Wert 0 bedeutet, dass alles falsch und der Wert 1 bedeutet, dass alles richtig vorhergesagt wurde. Die im Nachfolgenden beschriebenen F1-Werte beziehen sich nur auf die Ergebnisse des Test Sets, da die Trainings-Daten direkt und die Development-Daten indirekt zum Trainieren des Modells verwendet wurden.

Die Ergebnisse zeigen, dass das NLP Modell einen durchschnittlichen F1 Score von 0.54 für inhaltliche Aspekte und 0.69 für diagnostische Aktivitäten in neuen Freitexten erreicht (Schulz, Meyer & Gurevych, 2019, Pfeiffer et al., 2019). Die besseren Ergebnisse für diagnostische Aktivitäten (4 Kategorien) lassen sich darauf zurückführen, dass das Modell deutlich weniger Kategorien vorhersagen muss als für die inhaltlichen Aspekte (>90 Kategorien). Viele Kategorien bedeuten, dass diese in vielen Fällen selten vorkommen. Das Modell hat demnach nur wenige Beispiele, von denen es lernen kann, was zu einer schlechteren Generalisierung auf neue Daten führt.

Auf Basis dieser zufriedenstellenden Werte sind wir in der Lage je nach erkannter Aktivität den Studierenden eine entsprechende automatisierte Rückmeldung zu geben. Die Nutzung von NLP Methoden im Bereich des simulationsbasierten Lernens ist somit prinzipiell möglich. Das daraus entstandene automatische adaptive Feedback System wird momentan in einer experimentellen Studie mit 180 Lehramtsstudierenden erprobt.