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Artikelaktionen

E-Learning

Lernen über das Internet als ein wesentliches Merkmal des „E-Learnings“ gewinnt im universitären Alltag immer stärker an Bedeutung. Durch E-Learning kann die präsenzgebundene Lehre unterstützt bisweilen sogar teilweise ersetzt werden. E-Learning umschreibt dabei ein großes Feld, das vom Vermitteln von Inhalten über digitale Medien und dem Internet bis hin zum Bereitstellen von digitalen Übungsräumen und -gelegenheiten aufgespannt wird(1). Durch die Nutzung der bereitgestellten Lernmanagmentsysteme werden von jedem Anwender individuelle Spuren hinterlassen, diese können sehr IT-spezifisch (Page Hits, Server Loads, bei Streaming-Servern angefragte Videoteile,…) oder eher an die traditionelle pädagogische Diagnostik angelehnt sein (Ergebnisse aus elektronischen Klausuren, Lernkontrollen und einzelnen Aufgaben; Nachfragen in Foren, Webfeeds und Kommentarboxen,…). Diese digitalen Spuren werden in ihrer Fülle in der Didaktik bisher kaum genutzt. Die sich bietenden Untersuchungsmöglichkeiten sind sehr vielfältig und bieten ein großes Potenzial zur Entwicklung neuer bzw. Verbesserung bestehender Lernmanagementsysteme.

 1Kerres, Michael (2012): Mediendidaktik. Konzeption und Entwicklung mediengestützter Lernangebote. 3., vollst. überarb. Aufl. München: Oldenbourg (Informatik 10-2012). Online verfügbar unter http://www.oldenbourg-link.com/isbn/9783486272079 .

 

 

Aktuelles Projekt

Digitales Laborpraktikum in der Chemie

(Mitarbeiter: Lukas Groos)

 

Ablaufschema_Entscheidung_IVEX
Abb.1: Ablaufschema einer Entscheidung im IVEX

Chemische Laborpraktika sind für viele Studierende Teil des Grundstudiums. Dies betrifft neben den Hauptfachstudierenden auch Studierende im Nebenfach (Agrarwissenschaft, Medizin, Umweltmanagement, Biologie, etc.) In diesen Laborpraktika erlernen Studierende neben fachwissenschaftlichen Inhalten auch experimentell-praktische Fähigkeiten [1].

Allerdings dürfen bestimmte Studierende nicht an diesen Laborpraktika teilnehmen. Gründe dafür können u.a. Schwangerschaft, Stillzeit oder eine chronische Erkrankung sein. Um allen Studierenden die Möglichkeit der Teilnahme am Labor und somit der aktiven Auseinandersetzung mit dem Lerngegenstand zu geben, wird im Verlauf des Projektes eine interaktive-digitale Lernumgebung erstellt und deren Wirkung untersucht.

Für physikalische Themen sind ähnliche Konzepte entwickelt worden [1, 2]. In chemischen Kontexten werden für entsprechende Lernumgebungen jedoch häufig künstliche Repräsentationen verwendet [3, 4]. Um eine realitätsnähere Simulation der Arbeit im chemischen Labor zu erreichen, werden interaktive Videoexperimente (IVEX) erstellt. Dazu werden Realvideos von Experimenten mit interaktiven Elementen ausgestattet, die es dem Studierenden ermöglichen das Experiment selbstständig digital durchzuführen. Dabei werden sie durch einen virtuellen Tutor begleitet. Dieser steht für Hilfestellungen zur Verfügung, weist auf gravierende Fehler in der Durchführung hin und bricht das Experiment im Notfall ab. Auf Grundlage der Entscheidungen, die bei der Durchführung getätigt werden, kann ein individuelles Feedback gegeben werden.

In einer Studie soll untersucht werden, inwiefern sich sowohl Fachwissen, wie auch experimentell-praktische Fähigkeiten durch diese interaktive-digitale Lernumgebung fördern lassen.

 

1.) Theyßen, H., et al., Messung experimenteller Kompetenz–ein computergestützter Experimentiertest–. PhyDid A-Physik und Didaktik in Schule und Hochschule, 2016. 1(15): p. 26-48.

2.) Kirstein, J., et al., 20 Jahre Interaktive Bildschirmexperimente, in Didaktik der Physik - Hannover, V. Nordmeier and H. Grötzebauch, Editors. 2016: Berlin.

3.) Brinson, J.R., Learning outcome achievement in non-traditional (virtual and remote) versus traditional (hands-on) laboratories: A review of the empirical research. Computers & Education, 2015. 87: p. 218-137.

4.) Hawkins, I. and A.J. Phelps, Virtual laborytory vs. traditional laboratory: which is more effective for teaching electrochemistry? Chemistry Education Research and Practice, 2013. 14.

 



Abgeschlossenes Projekt

Ergänzung der universitären Lehre mit elektronischen Lernangeboten – Nutzung von Feedback im selbstregulierten Lernprozess

(Mitarbeiter: Sebastian Hedtrich)

 

Lehrveranstaltungen am Fachbereich 08 „Biologie und Chemie“ der Justus-Liebig-Universität Gießen, insbesondere am Institut für Didaktik der Chemie, werden schon seit mehreren Jahren durch elektronische Zusatzangebote ergänzt. Die dabei absolvierten Tests sollen den Studierenden zur Vorbereitung auf weitere Inhalte dienen und das endgültige Abschneiden darin hat zudem teilweise eine selektive Funktion.  Zur Selbstregulation des Lernprozesses wird den Studierenden bisweilen nur ein summatives Feedback über die gezeigte Leistung im (Einzel-)Test angeboten.
Von Interesse ist zunächst einmal inwieweit sich aus den gestellten Aufgaben Rückschlüsse auf erreichte Kompetenzniveaus oder vorliegende Defizite und Fehlvorstellungen ableiten lassen und im weiteren Verlauf die Frage, ob ein automatisiertes Feedback-Element realisierbar ist, das über ein rein summatives Feedback hinausgehend auch Varianten des elaborierten Feedbacks anbieten kann.

Bild 3 (width 600px) Dozent bekommt Testergebnisse der Probanden an seinen Rechner. Probanden senden Ihren Test an ein Rechencluster zum auswerten der Tests für ein individuelles Feedback)

 

Using Software Tools To Provide Students in Large Classes with Individualized Formative Feedback

Hedtrich,S., Graulich, N. (2018), J. Chem. Ed., 95 (12), 2263-2267. DOI: 10.1021/acs.jchemed.8b00173

Students at the university level spend more and more time in learning management systems (LMSs), which support current teaching by offering online tutorials or units. These LMSs allow individual preparation for the students, especially in large classes. However, students’ learning in these online systems is often not supported by detailed formative feedback, as the options for this in current LMSs are quite limited. Formative feedback should be connected with the learning objective or competencies of the course, but formative feedback in an LMS is limited to single tasks or tests and does not allow one to focus on competencies across tasks. We have developed two easy-to-use software tools that enable teachers to use data from the LMS to quickly create an automated formative feedback that can be sent to students. First evaluations of the average final exam scores of different classes show that this new type of formative feedback seems to have a medium-scale effect on students’ final exam scores according to Cohen.

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Lernzuwachs in Blended-Learning Laborpraktika transparent machen - Feedbackfunktionen des LMS erweitern"

Hedtrich, S., Graulich, N. (2018),  CHEMKON, 25 (7), 279-283.  https://doi.org/10.1002/ckon.201800014

Blended-Learning Ansätze werden schon seit einiger Zeit in unterschiedlichen Lehr- und Lernformaten eingesetzt. Darunter auch Laborpraktika zu denen sich die Studierenden online selbstständig vorbereiten können. Dabei werden Inhalte und Lernkontrollen über ein Lern-Management-System (LMS) angeboten. Bisher sind die Möglichkeiten der LMS noch unzureichend, um den Studierenden ein Feedback zu ihrem Lernzuwachs anzubieten. Mit einer neu entwickelten Software ist es uns erstmals möglich diesen Lernprozess zeitlich mitzuverfolgen. Die elektronische Lernkontrolle wird damit zu mehr als nur einem bloßen Ersatz für die Eingangskolloquien der Laborpraktika. Denn die Software nutzt die Daten der Lernkontrollen, um den Studierenden einen Einblick in ihren individuellen Lernzuwachs zu geben. Ein Feedback-Text über Stärken und Schwächen kann schnell generiert und versendet werden.

 

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Workflow von LMSA Kit zur Analyse von LMS Daten in Kombination mit dem ESF Edit zur automatisierten Gabe von individuellem Feedback zur Klausurvorbereitung


"Crossing Boundaries in electronic learning"

Hedtrich, S. Graulich, N., ACS-Symposium Series: Computer-Aided Data Analysis in Chemical Education Research (CADACER) Advances and Avenues, 2017, 21-38 DOI:10.1021/bk-2017-1260.ch003

 

„Experimentieren – aber vorbereitet“

Hedtrich, S., Graulich, N., L.A. multimedia, 2016, 3, Westermann Verlag, S. 40-42.