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Autor*innen: Leuders, Timo; Bruder, Regina; Kröhne, Ulf; Naccarella, Dominik; Nitsch, Renate; Henning-Kahmann, Jan; Kelava, Augustin; Wirtz, Markus
Titel: Development, validation and application of a competence model for mathematical problem solving by using and translating representations of functions
Aus: Leutner, Detlev;Fleischer, Jens;Grünkorn, Juliane;Klieme, Eckhard (Hrsg.): Competence assessment in education: Research, models and instruments, Cham: Springer, 2017 (Methodology of educational measurement and assessment), S. 389-406
DOI: 10.1007/978-3-319-50030-0_23
Dokumenttyp: 4. Beiträge in Sammelwerken; Sammelband (keine besondere Kategorie)
Sprache: Englisch
Schlagwörter: Adaptives Testen; Computerunterstütztes Verfahren; Mathematikunterricht; Problemlösen; Kompetenz; Modell; Mathematische Kompetenz; Psychometrie
Abstract: In mathematics education, the student's ability to translate between different representations of functions is regarded as a key competence for mastering situations that can be described by mathematical functions. Students are supposed to interpret common representations like numerical tables (N), function graphs (G), verbally or pictorially represented situations (S), and algebraic expressions (A). In a multi-step project (1) a theoretical competence model was constructed by identifying key processes and key dimensions and corresponding item pools, (2) different psychometric models assuming theory-based concurrent competence structures were tested empirically, and (3) finally, a computerized adaptive assessment tool was developed and applied in school practice. (DIPF/Orig.)
DIPF-Abteilung: Bildungsqualität und Evaluation
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Autor*innen: Tóth, Krisztina; Rölke, Heiko; Goldhammer, Frank; Barkow, Ingo
Titel: Educational process mining. New possibilities for understanding students' problem-solving skills
Aus: Csapó, Benő;Funke, Joachim (Hrsg.): The nature of problem solving: Using research to inspire 21st century learning, Paris: OECD Publishing, 2017 , S. 193-209
DOI: 10.1787/9789264273955-14-en
Dokumenttyp: 4. Beiträge in Sammelwerken; Sammelband (keine besondere Kategorie)
Sprache: Englisch
Schlagwörter: Computer; Problemlösen; Schüler; Kompetenz; Schülerleistung; Leistungsmessung; Technologiebasiertes Testen; Datenanalyse; Data Mining; Logdatei; Informationssystem; Datenbank; Visualisierung; Interaktion; Verhalten
Abstract: The assessment of problem-solving skills heavily relies on computer-based assessment (CBA). In CBA, all student interactions with the assessment system are automatically stored. Using the accumulated data, the individual test-taking processes can be reproduced at any time. Going one step further, recorded processes can even be used to extend the problem-solving assessment itself: the test-taking process-related data gives us the opportunity to 1) examine human-computer interactions via traces left in the log file; 2) map students' response processes to find distinguishable problem-solving strategies; and 3) discover relationships between students' activities and task performance. This chapter describes how to extract process-related information from event logs, how to use these data in problem-solving assessments and describes methods which help discover novel, useful information based on individual problem-solving behaviour. (DIPF/Orig.)
DIPF-Abteilung: Bildungsqualität und Evaluation; Informationszentrum Bildung
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Autor*innen: Zehner, Fabian; Weis, Mirjam; Vogel, Freydis; Leutner, Detlev; Reiss, Kristina
Titel: Kollaboratives Problemlösen in PISA 2015. Befundhöhepunkte rund um Deutschland
Erscheinungsvermerk: München: Technische Universität München; Zentrum für internationale Bildungsvergleichsstudien, 2017
DOI: 10.14459/2017md1401788
URL: https://mediatum.ub.tum.de/download/1401788/1401788.pdf
Dokumenttyp: 5. Arbeits- und Diskussionspapiere; Forschungsbericht/Projektberichte/Schulrückmeldungen
Sprache: Deutsch
Schlagwörter: Deutschland; Jugendlicher; Problemlösen; Kooperation; Kompetenz; Messung; Computerunterstütztes Verfahren; Test; Geschlechtsspezifischer Unterschied; Schulform; PISA <Programme for International Student Assessment>; Internationaler Vergleich
DIPF-Abteilung: Bildungsqualität und Evaluation
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Autor*innen: Stelter, Annette
Titel: Validität der Konstruktinterpretation von Testwerten zur Erfassung des technologiebasierten Problemlösens von Erwachsenen im Programme for the International Assessment of Adult Competencies (PIAAC)
Erscheinungsvermerk: Frankfurt am Main: Goethe-Universität, 2016
URN: urn:nbn:de:hebis:30:3-406683
URL: http://publikationen.ub.uni-frankfurt.de/frontdoor/index/index/docId/40668
Dokumenttyp: 1. Monographien (Autorenschaft); Monographie
Sprache: Deutsch
Schlagwörter: Altersgruppe; Computernutzung; Datenanalyse; Deutschland; Empirische Untersuchung; Erwachsener; Formale Bildung; Hypothese; Informationsgesellschaft; Informations- und Kommunikationstechnologie; Informelles Lernen; Kompetenz; Lebenslanges Lernen; Lesekompetenz; Mathematische Kompetenz; Messung; PIAAC (Programme for the Assessment of Adult Competencies); Problemlösen; Test; Validität; Vergleich
Abstract: Die in den letzten Jahrzehnten erfolgten Entwicklungen im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) haben beinahe alle Teilbereiche der Gesellschaft erreicht (OECD, 2000) und so können Alltag, Beruf, aber auch soziale Interaktionen benannt werden (Autor, Levy, & Murnane, 2003). Das technologiebasierte Problemlösen stellt ein relevantes Kompetenzkonstrukt dar, wobei die empirische Validierung der Testwertinterpretation noch aussteht. [...] Ziel einer Konstruktvalidierung ist es theoretische Annahmen - sowie nomologische Netze - mit empirischen Belegen zu prüfen und somit Aussagen über die Gültigkeit der Testwertinterpretationen treffen zu können (vgl. Messick, 1995). Zu diesem Zweck wurden die folgenden fünf Leithypothesen aufgestellt: 1. Im technologiebasierten Problemlösen können Teilsequenzen durch Routinen im Umgang mit IKT bewältigt werden. Mit dem Ziel der Analyse von Lösungsprozessen wurden Prozessdaten aus dem Feldtest der PIAAC-Studie genutzt und automatisierbare Teilschritte (beispielsweise Schließen eines Popups) analysiert. [...] 2. Durch die Entstehungsgeschichte von IKT begründet, bestehen Differenzen im technologiebasierten Problemlösen. Entstehung moderner IKT legt eine Differenzierung von drei Kohorten nahe (orientiert an lernintensiven Phasen der Kindheit und Jugend): Erlebten die Entstehung und Verbreitung von Hardware (geboren 1946-1966); Begleiteten die Verbreitung von Computersoftware und dessen Nutzung (geboren 1966-1981), Nutzung und Gestaltung digitaler Inhalte des Internets (geboren 1981-1995). Erwartungsgemäß unterscheiden sich die Kohorten im technologiebasierten Problemlösen - genauer in der Nutzung von Routinen im Lösungsprozess und im erreichten Kompetenzniveau. [...] 3. Der Umgang mit IKT ist - begründet durch deren Entstehungsgeschichte - eher weniger Teil der formellen und schulischen Bildung. Technologiebasiertes Problemlösen wird weniger in formellen und schulischen Lerngelegenheiten erworben, als andere Kompetenzen wie beispielsweise mathematische und Lesekompetenzen. Folglich wurden für das technologiebasierte Problemlösen kleinere Differenzen zwischen hohen, mittleren oder niedrigen Bildungsabschlüssen erwartet und konnten empirisch anhand der PIAAC-Daten belegt werden. [...] 4. Technologiebasiertes Problemlösen ist ein eigenständiges Kompetenzkonstrukt, das Parallelen zu mathematischen und Lesekompetenzen aufweist. Mathematische und Lesekompetenzen stehen in einem Zusammenhang mit dem Umgang mit IKT und somit auch mit dem technologiebasierten Problemlösen. Die Leseanteile am technologiebasierten Problemlösen werden als größer eingeschätzt, als die der mathematischen Kompetenz und stärkere Effekte durch Lesekompetenz konnten empirisch nachgewiesen werden. Die Annahme der Eigenständigkeit des technologiebasierten Problemlösens wird im Weiteren dadurch gestützt, dass der alltägliche Umgang mit mathematischen und Leseinhalten weniger stark mit ihm assoziiert ist, als der Umgang mit IKT. Nomologische Netze zwischen technologiebasiertem Problemlösen und mathematischen sowie Lesekompetenzen konnten empirisch gestützt werden und die Annahme der Eigenständigkeit des Kompetenzkonstruktes bestärkt. 5. Die Nutzung von IKT - als Lerngelegenheit verstanden - und andere Lerngelegenheiten sowie Indikatoren erfolgreichen Lernens können zum technologiebasierten Problemlösen beitragen. Lebenslanges Lernen ist ein Teil der menschlichen Natur und in diesem Rahmen dienen verschiedenste formelle und informelle Lerngelegenheiten dem Erwerb von Wissen und Kompetenzen (Dohmen, 2001). So erreichen Personen im technologiebasierten Problemlösen ein höheres Kompetenzniveau, wenn sie regelmäßig privaten oder beruflichen Umgang mit IKT hatten. [...] Das technologiebasierte Problemlösen in der Operationalisierung der PIAAC-Studie lässt eine konstruktrepräsentative Testwertinterpretation zu und ermöglicht somit eine differenzierte Beschreibung von Kompetenzen im Umgang mit IKT. (DIPF/Orig.)
DIPF-Abteilung: Bildungsqualität und Evaluation
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Herausgeber*innen: Kuger, Susanne; Klieme, Eckhard; Jude, Nina; Kaplan, David
Titel: Assessing contexts of learning. An international perspective
Erscheinungsvermerk: Cham: Springer, 2016 (Methodology of educational measurement and assessment)
DOI: 10.1007/978-3-319-45357-6
URL: http://www.springer.com/de/book/9783319453569
Dokumenttyp: 2. Herausgeberschaft; Sammelband (keine besondere Kategorie)
Sprache: Englisch
Schlagwörter: Computerunterstützter Unterricht; Schule; Unterrichtsklima; Lernerfolg; Bildungssystem; Effektivität; Curriculum; Lernzeit; Naturwissenschaftlicher Unterricht; Unterrichtsforschung; Empirische Forschung; Theorie; Frühkindliche Bildung; Eltern; Kind; Unterstützung; Schule; Elternmitwirkung; Bildungserfolg; Problemlösen; Naturwissenschaftliche Bildung; Schüler; Einstellung <Psy>; Motivation; Wertbewusstsein; Strategie; Lernumgebung; Computerunterstütztes Lernen; Lehrer; Lehrerfortbildung; Professionalität; Wissen; Evaluation; Bildungsmonitoring; Schülerleistung; Schülerleistungstest; Bewertung; Leistungsbeurteilung; Bildungsforschung; Internationaler Vergleich; PISA <Programme for International Student Assessment>; Methodologie; Soziale Herkunft; Ethnizität; Migrationshintergrund; Migration; Frühe Kindheit
Abstract (english): This volume brings together educational effectiveness research and international large-scale assessments, demonstrating how the two fields can be applied to inspire and improve each other, and providing readers direct links to instruments that cover a broad range of topics and have been shown to work in more than 70 countries. The book's initial chapters introduce and summarize recent discussions and developments in the conceptualization, implementation, and evaluation of international large-scale context assessments and provide an outlook on possible future developments. Subsequently, three thematic sections - "Student Background", "Outcomes of Education Beyond Achievement", and "Learning in Schools" - each present a series of chapters that provide the conceptual background for a wide range of important topics in education research, policy, and practice. Each chapter defines a conceptual framework that relates recent findings in the educational effectiveness research literature to current issues in education policy and practice. These frameworks were used to develop interesting and relevant indicators that may be used for meaningful reporting from international assessments, other cross-cultural research, or national studies. Using the example of one particular survey (the Programme for International Student Assessment (PISA 2015)), this volume links all theoretical considerations to fully developed questionnaire material that was field trailed and evaluated in questionnaires for students and their parents as well as teachers and principals in their schools. The primary purposes of this book are to inform readers about how education effectiveness research and international large-scale assessments are already interacting to inform research and policymaking; to identify areas where a closer collaboration of both fields or input from other areas could further improve this work; to provide sound theoretical frameworks for future work in both fields; and finally to relate these theoretical debates to currently available and evaluated material for future context assessments. (DIPF/Orig.)
DIPF-Abteilung: Bildungsqualität und Evaluation
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Autor*innen: Meyer, Christian M.; Eckle-Kohler, Judith; Gurevych, Iryna
Titel: Semi-automatic detection of cross-lingual marketing blunders based on pragmatic label propagation in Wiktionary
Aus: The COLING 2016 Organizing Committee (Hrsg.): Proceedings of the 26th International Conference on Computational Linguistics (COLING), Osaka: The COLING 2016 Organizing Committee, 2016 , S. 2071-2081
URL: http://www.aclweb.org/anthology/C/C16/C16-1195.pdf
Dokumenttyp: 4. Beiträge in Sammelbänden; Tagungsband/Konferenzbeitrag/Proceedings
Sprache: Englisch
Schlagwörter: Begriff; Computerlinguistik; Computerunterstütztes Verfahren; Fremdsprache; Marketing; Problem
Abstract (english): We introduce the task of detecting cross-lingual marketing blunders, which occur if a trade name resembles an inappropriate or negatively connotated word in a target language. To this end, we suggest a formal task definition and a semi-automatic method based the propagation of pragmatic labels from Wiktionary across sense-disambiguated translations. Our final tool assists users by providing clues for problematic names in any language, which we simulate in two experiments on detecting previously occurred marketing blunders and identifying relevant clues for established international brands. We conclude the paper with a suggested research roadmap for this new task. (DIPF/Orig.)
DIPF-Abteilung: Informationszentrum Bildung
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Autor*innen: Mehren, Rainer; Rempfler, Armin; Ulrich‑Riedhammer, Eva Marie; Buchholz, Janine; Hartig, Johannes
Titel: System competence in geography education. An empirically validated structure and stage model
Aus: Lavonen, J.; Juuti, K.; Lampiselkä, J.; Uitto, A.;Hahl, K. (Hrsg.): Electronic proceedings of the ESERA 2015 conference: Science education research: Engaging learners for a sustainable future, Helsinki: University of Helsinki, 2016 , S. 1643-1651
URL: http://www.esera.org/media/eBook%202015/eBook_Part_11_links.pdf
Dokumenttyp: 4. Beiträge in Sammelwerken; Tagungsband/Konferenzbeitrag/Proceedings
Sprache: Englisch
Schlagwörter: Bayern; Deutschland; Geografieunterricht; Gymnasium; Item-Response-Theory; Kognitive Kompetenz; Modellbildung; Problemlösen; Realschule; Schüler; Sekundarstufe I; Systemisches Denken; Test; Validität
Abstract (english): Constituting a meta-cognitive strategy, systems thinking or system competence can only assume its assigned key function as a basic concept for the school subject of geography in Germany after a theoretical and empirical foundation has been established. A measuring tool is required which is suitable both for supporting students and for the evaluation of methodical-didactic measures. Such a tool is theoretically anchored in an empirically validated geography-didactic and/or cognition-psychological competence model, providing a differentiated representation of both the internal structure of a competency and the stages. (DIPF/Orig.)
DIPF-Abteilung: Bildungsqualität und Evaluation
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Autor*innen: Niepel, Christoph; Rudolph, Julia; Goldhammer, Frank; Greiff, Samuel
Titel: Die Rolle transversaler Kompetenzen für schulisches Lernen. Das Beispiel des komplexen Problemlösens
Aus: Bundesministerium für Bildung und Forschung (Hrsg.): Forschungsvorhaben in Ankopplung an Large-Scale-Assessments, Berlin: Bundesministerium für Bildung und Forschung, 2016 (Bildungsforschung, 44), S. 48-62
URL: https://www.bmbf.de/pub/Bildungsforschung_Band_44.pdf#page=50
Dokumenttyp: 4. Beiträge in Sammelwerken; Sammelband (keine besondere Kategorie)
Sprache: Deutsch
Schlagwörter: Bildungsstandards; Kompetenz; Konzeption; Lernen; Naturwissenschaftlicher Unterricht; PISA <Programme for International Student Assessment>; Problemlösen; Projekt; Schüler; Schülerleistung; Schülerleistungstest; Technologiebasiertes Testen; Testaufgabe; Testkonstruktion
Abstract: In den letzten beiden Dekaden wurde eine Reihe von Large-Scale-Assessments (LSA) auf internationaler Ebene initiiert. Zentrale Aufgabe solcher LSA ist das Bildungsmonitoring - untersucht wird also, ob und inwieweit politisch gesetzte Bildungsziele erreicht werden konnten bzw. in welchen zentralen Kompetenzbereichen besondere Stärken oder Schwächen zu beobachten sind. Konzipiert als groß angelegte Befragungen und Testungen von Schülerinnen und Schülern, geben LSA empirisch fundiertes Feedback zu Bildungssystemen auf nationaler und - zum Teil - internationaler Ebene. Dabei hatten und haben LSA einen großen Einfluss auf die Bildungspolitik und Bildungsforschung. Da LSA vornehmlich bildungspolitisch ausgerichtet sind, sind zusätzliche begleitende Forschungsanstrengungen nötig, um die gesammelten Daten für die Bildungsforschung tiefer gehend zu erschließen - Forschungsanstrengungen wie die des LSA004-Projektes zum komplexen Problemlösen im Kontext von LSA. Im Weiteren geben wir einen kombinierten und breiteren Überblick über Befunde zum komplexen Problemlösen aus der PISA-Studie und aus dem LSA004-Projekt. (DIPF/Orig.)
DIPF-Abteilung: Bildungsqualität und Evaluation
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Autor*innen: Loesche, Patrick; Wiley, Jennifer; Hasselhorn, Marcus
Titel: How knowing the rules affects solving the Raven Advanced Progressive Matrices Test
In: Intelligence, 48 (2015) , S. 58-75
DOI: 10.1016/j.intell.2014.10.004
Dokumenttyp: 3a. Beiträge in begutachteten Zeitschriften; Aufsatz (keine besondere Kategorie)
Sprache: Englisch
Schlagwörter: Arbeitsgedächtnis; Chicago; Ill.; Deutschland; Experiment; Frankfurt a.M.; Grundstudium; Induktives Lernen; Intelligenztest; Kognitionspsychologie; Kognitive Prozesse; Problemlösen; Richtlinie; Schüler; Schuljahr 05; Schuljahr 06; Schuljahr 07; Schuljahr 08; Sekundarstufe I; Student; USA; Wissen
Abstract: The solution process underlying the Raven Advanced Progressive Matrices (RAPM) has been conceptualized to consist of two subprocesses: rule induction and goal management. Past research has also found a strong relation between measures of working memory capacity and performance on RAPM. The present research attempted to test whether the goal management subprocess is responsible for the relation between working memory capacity and RAPM, using a paradigm where the rules necessary to solve the problems were given to subjects, assuming that it would render rule induction unnecessary. Three experiments revealed that working memory capacity was still strongly related to RAPM performance in the given-rules condition, while in two experiments the correlation in the given-rules condition was significantly higher than in the no-rules condition. Experiment 4 revealed that giving the rules affected problem solving behavior. Evidence from eye tracking protocols suggested that participants in the given-rules condition were more likely to approach the problems with a constructive matching strategy. Two possible mechanisms are discussed that could both explain why providing participants with the rules might increase the relation between working memory capacity and RAPM performance. (DIPF/Orig.)
DIPF-Abteilung: Bildung und Entwicklung
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Autor*innen: Schukajlow, Stanislaw; Krug, André; Rakoczy, Katrin
Titel: Effects of prompting multiple solutions of modelling problems on students' performance
In: Educational Studies in Mathematics, 89 (2015) 3, S. 393-417
DOI: 10.1007/s10649-015-9608-0
Dokumenttyp: 3a. Beiträge in begutachteten Zeitschriften; Aufsatz (keine besondere Kategorie)
Sprache: Englisch
Schlagwörter: Aufgabe; Befragung; Deutschland; Einflussfaktor; Empirische Untersuchung; Gesamtschule; Mathematikunterricht; Mathematische Kompetenz; Modellierung; Motivation; Problemlösen; Schülerleistung; Schuljahr 09; Wirkung
Abstract: Prompting students to construct multiple solutions for modelling problems with vague conditions has been found to be an effective way to improve students' performance on interest-oriented measures. In the current study, we investigated the influence of this teaching element on students' performance. To assess the impact of prompting multiple solutions in mathematics instruction compared with the prompting of a single solution, we conducted an experimental study with 144 ninth graders from six German classes from middle track schools. We had two experimental groups: In one experimental group, students were required to provide two solutions for modelling problems related to the topic of Pythagoras' theorem; in the other group, they were asked to find one solution for each problem. Students' performance in solving tasks with and without a connection to the real world was assessed before and after a five-lesson teaching unit. In addition, the number of solutions developed and students' experience of competence were assessed with a questionnaire during the teaching unit. The findings showed that, similar to previous studies, prompting students to find multiple solutions does not improve their performance directly. However, using path analysis, we found indirect effects of the treatment on students' performance via the number of solutions they developed and their experience of competence. (DIPF/Orig.)
DIPF-Abteilung: Bildungsqualität und Evaluation