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Author(s): Di Mitri, Daniele; Schneider, Jan; Drachsler, Hendrik
Title: Keep me in the loop. Real-time feedback with multimodal data
In: International Journal of Artificial Intelligence in Education, 32 (2022) 4, S. 1093-1118
DOI: 10.1007/s40593-021-00281-z
URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s40593-021-00281-z
Publication Type: 3a. Beiträge in begutachteten Zeitschriften; Aufsatz (keine besondere Kategorie)
Language: Englisch
Keywords: Datenanalyse; Datenverarbeitung; Effektivität; Empirische Untersuchung; Feedback; Fehler; Fertigkeit; Fragebogen; Lernprozess; Medizin; Psychomotorik; Simulation; System; Technologie; Teilnehmer; Tool; Training
Abstract (english): This paper describes the CPR Tutor, a real-time multimodal feedback system for cardiopulmonary resuscitation (CPR) training. The CPR Tutor detects training mistakes using recurrent neural networks. The CPR Tutor automatically recognises and assesses the quality of the chest compressions according to five CPR performance indicators. It detects training mistakes in real-time by analysing a multimodal data stream consisting of kinematic and electromyographic data. Based on this assessment, the CPR Tutor provides audio feedback to correct the most critical mistakes and improve the CPR performance. The mistake detection models of the CPR Tutor were trained using a dataset from 10 experts. Hence, we tested the validity of the CPR Tutor and the impact of its feedback functionality in a user study involving additional 10 participants. The CPR Tutor pushes forward the current state of the art of real-time multimodal tutors by providing: (1) an architecture design, (2) a methodological approach for delivering real-time feedback using multimodal data and (3) a field study on real-time feedback for CPR training. This paper details the results of a field study by quantitatively measuring the impact of the CPR Tutor feedback on the performance indicators and qualitatively analysing the participants' questionnaire answers. (DIPF/Orig.)
DIPF-Departments: Informationszentrum Bildung
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Author(s): Flacke, Lea; Beißert, Hanna
Title: Inklusionsentscheidungen deutscher und bildungsinländischer Studierender gegenüber internationalen Studierenden in Deutschland. Die Rolle von Sprachkenntnissen und kultureller Ähnlichkeit
In: Beiträge zur Hochschulforschung, 44 (2022) 2/3, S. 128-142
URL: https://www.bzh.bayern.de/archiv/artikelarchiv/artikeldetail/inklusionsentscheidungen-deutscher-und-bildungsinlaendischer-studierender-gegenueber-internationalen-studierenden-in-deutschland-die-rolle-von-sprachkenntnissen-und-kultureller-aehnlichkeit
Publication Type: 3a. Beiträge in begutachteten Zeitschriften; Beitrag in Sonderheft
Language: Deutsch
Keywords: Aktivität; Ausländischer Student; Auslandsstudium; Befragung; Datenanalyse; Deutscher; Deutschland; Empirische Untersuchung; Entscheidung; Fragebogen; Freizeit; Herkunft; Hochschule; Inklusion; Kultur; Leistung; Mannheim; Online; Peergroup; Soziale Integration; Sprachfertigkeit; Student; Studium; Varianzanalyse
Abstract: In der vorliegenden Studie wurde die Rolle von Sprachkenntnissen und kultureller Ähnlichkeit für Inklusionsentscheidungen von deutschen und bildungsinländischen Studierenden (N = 117, 77 % weiblich, MAlter = 21,69, SD = 2,35, Range 18-28 Jahre) gegenüber internationalen Studierenden untersucht. Dabei wurde auch die Rolle des Kontexts (Leistungssituation vs. Freizeitsituation) betrachtet. Mit Hilfe hypothetischer Szenarien konnte gezeigt werden, dass bei der Entscheidung zwischen einer Person, die kulturell ähnlich ist, aber nur über geringe Deutschkenntnisse verfügt, und einer Person, die zwar über gute Deutschkenntnisse verfügt, aber kulturell unähnlich ist, die Wahl eher auf die kulturell unähnliche Person mit guten Deutschkenntnissen fällt. Dies war insbesondre im Leistungskontext der Fall. Auch in den offenen Begründungen der Inklusionsentscheidungen zeichnet sich die Bedeutung von Sprachkenntnissen ab, ebenfalls besonders im Leistungskontext. (DIPF/Orig.)
DIPF-Departments: Lehr und Lernqualität in Bildungseinrichtungen
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Author(s): Glock, Sabine; Baumann, Tobias; Kleen, Hannah
Title: German teachers' implicit and explicit attitudes toward female and male muslim students and reactions to social exclusion
In: Social Psychology, 53 (2022) 3, S. 178-183
DOI: 10.1027/1864-9335/a000489
URL: https://econtent.hogrefe.com/doi/full/10.1027/1864-9335/a000489
Publication Type: 3a. Beiträge in begutachteten Zeitschriften; Aufsatz (keine besondere Kategorie)
Language: Englisch
Keywords: Benachteiligung; Christliche Religion; Deutschland; Einstellung <Psy>; Empirische Untersuchung; Ethnische Minderheit; Fragebogen; Geschlecht; Lehrer; Multivariate Analyse; Muslim; Schüler; Stereotyp; Test; Varianzanalyse
Abstract (english): Research has shown negative teachers' attitudes toward ethnic minority students, who - in Germany - often belong to Islam which is stereotypically associated with traditional gender roles. So far, neither implicit attitudes nor the role of student gender have been investigated in this context. Among a sample of 136 teachers, we assessed implicit attitudes toward Muslim students in relation to Christian students using an Implicit Association Test. Implicit and explicit attitudes were less positive toward male than toward female Muslim students. After reading a social exclusion scenario, teachers were asked how they would react. Teachers' reactions depended on the religion and the gender of the student. Our study implies that Islam might be part of the disadvantages ethnic minority students experience in school. (DIPF/Orig.)
DIPF-Departments: Lehr und Lernqualität in Bildungseinrichtungen
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Author(s): Hartl, Anna; Holzberger, Doris; Hugo, Julia; Wolf, Kristin; Kunter, Mareike
Title: Promoting student teachers' well-being. A multi-study approach investigating the longitudinal relationship between emotional exhaustion, emotional support, and the intentions of dropping out of university
In: Zeitschrift für Psychologie, 230 (2022) 3, S. 241-252
DOI: 10.1027/2151-2604/a000495
URL: https://econtent.hogrefe.com/doi/10.1027/2151-2604/a000495
Publication Type: 3a. Beiträge in begutachteten Zeitschriften; Aufsatz (keine besondere Kategorie)
Language: Englisch
Keywords: Burnout-Syndrom; Deutschland; Einflussfaktor; Emotionaler Zustand; Faktorenanalyse; Fragebogenerhebung; Längsschnittuntersuchung; Latente Wachstumskurvenmodelle; Lehramtsstudent; Lehramtsstudium; Lehrerausbildung; Leistungsversagen; Likert-Fragebogen; Motivation; Peergroup; Qualitative Forschung; Quantitative Forschung; Soziale Beziehung; Studienabbruch; Studienbedingungen; Universität; Unterstützung; Veränderung; Wohlbefinden
Abstract: Student teachers' well-being is particularly important in times of teacher shortage. To prevent student dropout and promote students' well-being, demands and resources within university teacher education need to be identified. Demands like workload or time pressure can lead to emotional exhaustion in the long-term, while resources like emotional support may foster well-being. By conducting a quantitative, longitudinal study on 903 student teachers from German universities, we investigate the relationship between the emotional support of peers (as a resource) and emotional exhaustion (an indicator of well-being). In addition, we conducted a qualitative study to analyze demands as possible reasons for dropout during teacher education. Latent change score models indicate that emotional exhaustion first increases and then slightly decreases over the course of three semesters. Emotional support by peers remains stable over time. The bivariate latent change model suggests that social support is not a predictor of later emotional exhaustion. The qualitative study analyzed three main dropout intentions: performance problems, lack of study motivation, and study conditions. Especially study conditions at university can be adjusted and act as a resource to increase students' well-being. (DIPF/Orig.)
DIPF-Departments: Lehr und Lernqualität in Bildungseinrichtungen
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Author(s): Hasselhorn, Marcus
Title: Lernstörungen: Ein unvermeidbares Schicksal?
In: Zeitschrift für Pädagogische Psychologie, 36 (2022) 1/2, S. 1-17
DOI: 10.1024/1010-0652/a000324
URL: https://econtent.hogrefe.com/doi/10.1024/1010-0652/a000324
Publication Type: 3a. Beiträge in begutachteten Zeitschriften; Bibliografien/Rezensionen u.ä. (z.B. Linktipps)
Language: Deutsch
Keywords: Intervention; Förderungsmaßnahme; Lernschwierigkeit; Begriffsbildung; Diagnose; Schülerleistung; Intelligenz; Lese-Rechtschreib-Schwäche; Leseschwäche; Rechtschreibschwäche; Rechenschwäche; Rechenschwierigkeit; Risikofaktor; Genetik; Soziales Umfeld; Didaktik; Kognitive Fehlfunktion; Prävention
Abstract: Etwa jedes dritte Kind in Deutschland leidet im Laufe der Grundschule unter besonderen Lernschwierigkeiten beim Erwerb von Lesen, Rechtschreiben und Rechnen. Mindestens jedes achte Grundschulkind erfüllt sogar die Kriterien der Weltgesundheitsorganisation für die Vergabe der Diagnose "Lernstörung". In diesem Beitrag wird erläutert, was unter Lernstörungen im Einzelnen zu verstehen ist und was über die biogenetischen und sozialen (einschließlich didaktischen) Risiken für das Entstehen von Lernstörungen bekannt ist. Außerdem wird auf den Forschungsstand zu der Frage eingegangen, welche eingeschränkten kognitiven Funktionen mit einem hohen individuellen Risiko für das Entstehen einer Lernstörung einhergehen. Es folgt ein Überblick über den Forschungsstand zu (vorschulischen) Präventionsansätzen, die sich als wirksam zur Vermeidung von Lernstörungen erwiesen haben, und zur Frage, welche Interventionsansätze bei Auftreten besonderer Lernschwierigkeiten beim Erwerb von Schriftsprache und Mathematik in der Schule am ehesten geeignet sind, diese zu überwinden. Darauf aufbauend werden abschließend Vorschläge zu einer sequentiellen Strategie für die weitgehende Vermeidung von Lernstörungen und ihren negativen Langzeitfolgen unterbreitet und die Potenziale digitaler diagnosebasierter Förderprogramme diskutiert. (DIPF/Orig.)
Abstract (english): Approximately a third of all children in Germany experience particular learning difficulties during primary schooling, with respect to the acquisition of reading, writing and arithmetic skills. At least every eighth primary school child meets the criteria of the World Health Organization (WHO) for the diagnosis of a specific developmental disorder of scholastic skills (learning disorder). This contribution illustrates details underlying the concept of learning disorders and what is known about the biogenetic and social (including instructional) risks of their emergence. The current state of research on the limited cognitive functions related to a high individual risk of acquiring a learning disorder is then presented. Research on pre-school intervention is also outlined, focusing on approaches that have proven to be effective in the prevention of learning disorders. An overview is then given of intervention approaches that seem most appropriate in overcoming particular learning difficulties in the domain of written language and mathematics at school. Finally, this contribution presents recommendations for a sequential strategy for a far-reaching avoidance of learning disorders and their negative long-term consequences. Potentials of digital diagnosis-based intervention programs are also discussed. (DIPF/Orig.)
DIPF-Departments: Bildung und Entwicklung
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Author(s): Ruipérez-Valiente, José A.; Martínez-Maldonado, Roberto; Di Mitri, Daniele; Schneider, Jan
Title: From sensor data to educational insights
In: Sensors, 22 (2022) 21, S. 8556
DOI: 10.3390/s22218556
URL: https://www.mdpi.com/1424-8220/22/21/8556
Publication Type: 3a. Beiträge in begutachteten Zeitschriften; Aufsatz (keine besondere Kategorie)
Language: Englisch
Keywords: Datenanalyse; Datenerfassung; Künstliche Intelligenz; Lernprozess; Logdatei; Mensch-Maschine-Kommunikation; Messverfahren; Tool; Übersicht; Virtuelles Lernen
Abstract: Technology is gradually becoming an integral part of learning at all levels of educational. This includes the now pervasive presence of virtual learning environments (VLEs) and the inclusion of interactive devices used or worn by learners or that are present in the physical classroom environment. These new technology-rich educational ecosystems have greatly facilitated data capture about learners. Thus, several research areas, such as learning analytics (LA), educational data mining (EDM), and artificial intelligence in education (AIED), have grown exponentially during the last decade, with multiple venues supporting this research [1]. However, the inferences about learning that can be made by solely analyzing trace data from VLEs are limited, since logged data do not commonly provide a complete view of the learning experience [2]. Therefore, research communities are moving beyond the data obtained from VLEs and other online tools by incorporating data from external sources such as sensors, pervasive devices, and computer vision systems. Within the context of education, this subfield is often denominated as multimodal learning analytics (MMLA) [3]; nevertheless, the use of these data sources is also common in broader research areas, such as affective computing (e.g., [4]) and human-computer interaction (HCI) (e.g., [5]). The promise is to augment and improve the extent and quality of the analysis that can be performed with these new data sources [6]. Moreover, many new sensor-based tools, such as sensor-based games [7] or realistic laboratories [8,9], are being built to support the educational process. The challenge is embedding sensors and resulting data representations in authentic educational settings in pedagogically meaningful and ethical ways [10]. This Special Issue (SI) invited publications that include approaches to converting data captured using sensors (e.g., cameras, smartphones, microphones, or temperature sensors), wearables (e.g., smart wristbands, watches, or glasses), or other Internet of Things (IoT) devices (e.g., interactive whiteboards, eBooks, or tablets) into meaningful educational insights. Moreover, it invited papers on tools, architectures, or frameworks to manage the orchestration of these sensors and IoT devices to improve education. The submitted articles had to appropriately explain how the inclusiveness of sensor devices can augment the analyses performed to improve teaching, learning, or the educational context in which the sensing it occurs (e.g., in classrooms, VLEs, or other educational spaces). This SI has focused on empirical case studies that fulfill the aforementioned criteria and experimental architectures, methodologies, frameworks, or survey papers. (DIPF/Orig.)
DIPF-Departments: Informationszentrum Bildung
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Author(s): Di Mitri, Daniele; Gombert, Sebastian; Karademir, Onur
Title: Reflecting on the actionable components of a model for augmented feedback
In: Mat Sanusi, Khaleel Asyraaf; Limbu, Bibeg; Schneider, Jan; Di Mitri, Daniele; Klemke, Roland (Hrsg.): Proceedings of the Second International Workshop on Multimodal Immersive Learning Systems (MILeS 2022) at the Seventeenth European Conference on Technology Enhanced Learning (EC-TEL 2022), Toulouse, France, September 12th-16th, 2022, Aachen: RWTH, 2022 (CEUR Workshop Proceedings, 3247), S. 45-50
URL: https://ceur-ws.org/Vol-3247/paper8.pdf
Publication Type: 4. Beiträge in Sammelbänden; Tagungsband/Konferenzbeitrag/Proceedings
Language: Englisch
Keywords: Feedback; Künstliche Intelligenz; Learning Analytics; Lernen; Modell; Multimodalität
Abstract: In this paper, we introduce the concept of "augmented feedback" as an enhanced version of traditional educational feedback enriched by digital data and artificial intelligence. To provide an operational definition of augmented feedback, we acknowledge previous research in the fields of technology-enhanced learning and learning analytics. We argue why augmented feedback constitutes a promising research direction for the future of learning. We define the actionable components for a new model of augmented feedback. We also point to relevant use case scenarios stemming from existing projects in learning analytics and artificial intelligence in education, which employ the concept of augmented feedback to various degrees. In doing so, we also point out various open questions and challenges that the notion of augmented feedback implies. (DIPF/Orig.)
DIPF-Departments: Informationszentrum Bildung
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Author(s): Fahrer, Sigrid
Title: Vertrauensbildende Maßnahmen zu Open Educational Resources (OER)
In: Fuchs, Eckhardt; Otto, Marcus (Hrsg.): In education we trust?: Vertrauen in Bildung und Bildungsmedien, Göttingen: V&R unipress, 2022 (Bildungsmedienforschung. Studien des Leibniz-Instituts für Bildungsmedien, 153), S. 233-245
DOI: 10.14220/9783737015097.233
URL: https://www.vr-elibrary.de/doi/10.14220/9783737015097.233
Publication Type: 4. Beiträge in Sammelbänden; Sammelband (keine besondere Kategorie)
Language: Deutsch
Keywords: Digitalisierung; Kontrolle; Künstliche Intelligenz; Lehrmittel; Lernmittel; Open Educational Resources; Qualitätssicherung; Unterrichtsmaterial; Verfahren; Vertrauen
DIPF-Departments: Informationszentrum Bildung
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Author(s): Hoffmann, Lars; Hübner, Nicolas; Neumann, Marko; Schröter, Pauline
Title: Und wenn man die Abiturprüfungen einfach ausfallen ließe? Empirische Befunde zu Unterschieden zwischen Abiturprüfungsnoten und Kursnoten
In: Hoffmann, Lars; Schröter, Pauline; Groß, Alexander; Schmid-Kühn, Svenja Mareike; Stanat, Petra (Hrsg.): Das unvergleichliche Abitur: Entwicklungen - Herausforderungen - empirische Analysen, Bielefeld: wbv Media, 2022 , S. 251-287
URL: https://www.wbv.de/download/shop/download/0/_/0/0/listview/file/-direct%40I72494/area/openaccess.html?cHash=c1866ddf63d2f8fe8fa5d9c949bd05de#%5B%7B%22num%22%3A790%2C%22gen%22%3A0%7D%2C%7B%22name%22%3A%22XYZ%22%7D%2Cnull%2C606.6142%2Cnull%5D
Publication Type: 4. Beiträge in Sammelbänden; Sammelband (keine besondere Kategorie)
Language: Deutsch
Keywords: Abiturprüfung; Abschlussprüfung; Berlin; Datenanalyse; Deutschland; Deutschunterricht; Empirische Forschung; Englischunterricht; Gymnasiale Oberstufe; Kurssystem; Mathematikunterricht; Metaanalyse; Oberstufenreform; Panel; Schulnoten; Thüringen; Unterschied
Abstract: Im vorliegenden Beitrag werden die Ergebnisse von drei Studien dargestellt, die jeweils die Passung zwischen Abiturprüfungsnoten auf der einen Seite und den in der Qualifikationsphase der gymnasialen Oberstufe erreichten Kursnoten auf der anderen Seite anhand unterschiedlicher Datensätze (d.h. Daten aus der Evaluation zur Bewährung der Poolaufgaben, Daten aus einer Zusatzstudie des Nationalen Bildungspanels, Daten aus der BERLIN-Studie) und mit jeweils anderen Schwerpunktsetzungen untersucht haben. Insgesamt verdeutlichen die Ergebnisse der drei Studien, dass die in den Abiturprüfungen erzielten Noten im Mittel etwas schlechter ausfallen als die Kursnoten der Qualifikationsphase. Darüber hinaus zeigen die Befunde, dass die Passung zwischen Prüfungsnoten und Kursnoten erheblich zwischen Ländern, Schulen und Fächern variiert und möglicherweise auch von schulsystemischen Änderungen (z.B. Oberstufenreformen) beeinflusst wird. Die Ergebnisse werden im Beitrag auch vor dem Hintergrund der in der Corona-Pandemie verschiedentlich diskutierten Möglichkeit eines Anerkennungsabiturs unter Verzicht auf die Abiturprüfung beleuchtet. (DIPF/Orig.)
DIPF-Departments: Struktur und Steuerung des Bildungswesens
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Author(s): Jošić, Smiljana; Japelj Pavešić, Barbara; Gutvajn, Nikoleta; Rožman, Mojca
Title: Scaffolding the learning in rural and urban schools. Similarities and differences
In: Japelj Pavešić, Barbara; Koršňáková, Paulína; Meinck, Sabine (Hrsg.): Dinaric perspectives on TIMSS 2019: Teaching and learning mathematics and science in South-Eastern Europe, Cham: Springer, 2022 (IEA Research for Education, 13), S. 213-239
DOI: 10.1007/978-3-030-85802-5_10
URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-85802-5_10
Publication Type: 4. Beiträge in Sammelbänden; Sammelband (keine besondere Kategorie)
Language: Englisch
Keywords: Montenegro; Nordmazedonien; Serbien; Schulleiter; Schuljahr 04; Mathematische Kompetenz; Naturwissenschaften; TIMSS <Third International Mathematics and Science Study>; Fragebogenerhebung; Sekundäranalyse; Regressionsanalyse; Internationaler Vergleich; Albanien; Bosnien-Herzegowina; Kroatien; Kosovo; Schulstandort; Ländlicher Raum; Stadt; Lernen; Lernprozess; Bildungssystem; Bildungspolitik; Schülerleistung; Einflussfaktor; Schule; Größe; Ausstattung; Technische Ausrüstung; Laborraum; Bibliothek; Schulkultur; Lehrmethode; Schüler; Soziale Herkunft; Eltern; Unterstützung
Abstract (english): Education systems can be conceptualized as the scaffolding that supports the construction and development of student competences. Among other things, the size, location, and learning resources of schools can affect how efficient that system is at delivering the required support. Data from international large-scale assessments have indicated that the resources of rural schools may differ from those of urban schools; students in schools in urban and more economically developed environments often demonstrate higher achievement. Data from IEA's Trends in International Mathematics and Science Study (TIMSS) 2019 from across the Dinaric region provides information on variations in the size of schools and allocation, student achievement, and the different kinds of scaffolding/support for learning in urban and rural schools. Secondary analyses of the TIMSS 2019 data for the Dinaric region, taking into account home and school factors, show that the types of support available for student learning differed between urban and rural schools. The findings suggest that policymakers should focus on improving the learning resources available to rural schools across the region, particularly in response to their lack of technological resources for developing students' digital competencies. Concomitant investment is required for the development of teachers' competencies for the effective use of such educational resources. Educators need to compensate for lack of family support for some students; in such situations, schools need to enhance the scaffolding for learning available to children. (DIPF/Orig.)
DIPF-Departments: Lehr und Lernqualität in Bildungseinrichtungen