didaktik [Digitale Elektronik und Technische Informatik]

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===== Didaktik =====


=== Literatur ===

[[https://www.youtube.com/watch?v=WwslBPj8GgI|youtube: Eric Mazur: Confessions of a Converted Lecturer]]

Erik Mazur über die Ergebnisse vom Force Concept Inventory und einem Lämpchentest in Harvard. Der Lämpchentest beginnt bei [[https://youtu.be/WwslBPj8GgI?t=2059|34:19]]. 

[[http://link.springer.com/article/10.3758%2Fs13423-013-0442-z|Carpenter, Wilford u.a., "Appearances can be deceiving: instructor fluency increases perceptions of learning without increasing actual learning," Psychonomic Bulletin & Review, December 2013, Vol. 20, Issue 6, pp. 1350-1356]]

Das gefühlte Lernergebnis und das tatsächliche Lernergebnis sind sehr unterschiedlich. Zwei Vortragende präsentieren auf unterschiedliche Weise (gut/schlecht...) einen Sachverhalt. Lernergebnis ist nahezu gleich, aber der gefühlte Lernerfolg sehr unterschiedlich. 

[[http://d-nb.info/1009824171|Barbara Grave, "The Effect of Student Time Allocation on Academic Achievement", Essen : Rheinisch-Westfälisches Institut für Wirtschaftsforschung, 2010]]

Effekt von Lernzeit auf den Studienerfolg. Vorlesungsbesuch korreliert nur dann positiv mit Noten, wenn die Vornoten aus der Schule überdurchschnittlich gut waren (Table 6, Seite 18).


[[http://dx.doi.org/10.5038/1936-4660.5.1.4|Donna Sundre, Carol Barry, Vidar Gynnild and Erin Tangen Ostgard, "Motivation for Achievement and Attitudes toward Mathematics Instruction in a Required Calculus Course at the Norwegian University of Science and Technology," Numeracy, vol. 5, no. 1, 2012.]]

Untersuchung von einem Mathematikkurs in Norwegen mit dem Achievement Goal Questionnaire (AGQ). 

[[http://dx.doi.org/10.1007/s10763-005-5178-4|Vidar Gynnild, John Tyssedal and Lisa Lorentzen, "Approaches to Study and the Quality of Learning. Some Empirical Evidence from Engineering Education," International Journal of Science and Mathematics Education, vol. 3, no. 4, pp. 587-607, 2005.]]

Untersuchung über die Durchfallraten in einem Mathematikkurs in Norwegen. Korrelation von Testergebnis mit Schulnoten, Teilnahme an einem Vorkurs und an einem Zwischentest. Fragebogen mit Lernzielen der Studenten. 

[[http://dx.doi.org/10.1119/1.18809|R. R. Hake, “Interactive-engagement versus traditional methods: A six-thousand-student survey of mechanics test data for introductory physics courses,” American Journal of Physics, vol. 66, no. 1, p. 64, 1998.]]

[[http://www.physics.indiana.edu/~sdi/IEM-2b.pdf|R.R Hake, "Interactive-engagement methods in introductory mechanics courses", Preprint online]]

Vergleich von Physikkursen an verschiedenen Highschools, Colleges und Universitäten. Messung des Lernerfolgs mit "Gain" Definition über einen Pre- und einen Posttest. Wesentlich:

  * Traditionelle Vorlesungen unterscheiden sich im Erfolg nicht wesentlich, d.h. es gibt keinen Unterschied zwischen verschiedenen Dozenten
  * Interactive-Engagement erzielt als Methode einen höheren Lernerfolg als traditionelle Vorlesung
  * siehe Hinweis für nicht erfolgreiche IE Kurse. Problem: Lesen vor der Vorlesung. Arbeiten die Studenten einfach mehr?

[[http://dx.doi.org/10.1119/1.17480|B. Thacker, “Comparing problem solving performance of physics students in inquiry-based and traditional introductory physics courses,” American Journal of Physics, vol. 62, no. 7, p. 627, 1994.]]

Die Methode "Physics by Inquiry" wird mit Studenten für Lehramt ausprobiert und mit Studenten von drei anderen, traditionellen Physikkursen verglichen. Dazu wurden jeweils eine qualitative und eine quantitative Frage (DC Schaltung von Glühbirnen) in die Prüfungen integriert. Wesentlich

  * Bei der qualitativen Frage haben die "Physics by Inquiry" Studenten deutlich besser abgeschnitten als die Vergleichsgruppen
  * Insgesamt waren die Ergebnisse vergleichbar mit Physikstudenten und besser als Ingenieurs- und andere nicht-wissenschaftliche Studenten
  * Es wurden die Ergebnisse analysiert, nicht der gain. 
  * Zitat: "Since the inquiry students, elementary education majors, initially have less knowledge of physics than other students (in particular less than honors student, with comparable class size), we are forced to consider the conclusion that inquiry-base instruction is superior to traditional instruction."

[[http://dx.doi.org/10.1119/1.19326|E. F. Redish, “Millikan Lecture 1998: Building a Science of Teaching Physics,” American Journal of Physics, vol. 67, no. 7, p. 562, Jul. 1999.]]

Plädoyer für eine wissenschaftliche Vorgehensweise bei der Lehre.

[[http://archive.org/stream/mechanicsmolecu00unkngoog#page/n6/mode/2up|R. A. Millikan, Mechanics, molecular physics and heat: a twelve weeks’ college course. Ginn & Company, 1903.]]

Zitat von Seite 3: The most serious criticism which can be urged against modern laboratory work in Physics is that it often degenerates into a servile following of directions, and thus loses all save a purely manipulative value. Important as is dexterity in the handling and adjustment of apparatus, it can not be too strongly emphasized that it is grasp of principles, not skill in manipulation which should be the primary object of General Physics courses.

[[http://www.inference.phy.cam.ac.uk/sanjoy/benezet/three.html|L.P.Benezet, "The Teaching of Arithmetic I: The Story of an experiment," Journal of the National Education Association, Volume 24, Number 8, November 1935, pp. 241-244]]

Benezet hat Unterricht ohne formale Mathematik in der Grundschule bis zum Alter von 11 Jahren ausprobiert (1935!).

[[http://people.umass.edu/~clement/pdf/Learning%20Without%20Understanding.pdf|Peter Rosnick and John Clement, "Learning without understanding: The effect of tutoring strategies on algebra misconceptions," Journal of Mathematical Behaviour, 3(1), 1980, p. 3-27]]

Rosnick und Clement haben untersucht wie Textbeschreibungen wie beispielsweise "Auf sechs Studenten kommt ein Professor" in Gleichungen übersetzt werden. Bei einem Test mit 150 Ingenieurstudenten im ersten Jahr konnten 37% das Problem nicht lösen.

[[http://dx.doi.org/10.1119/1.14030|I. A. Halloun, “The initial knowledge state of college physics students,” American Journal of Physics, vol. 53, no. 11, p. 1043, 1985.]]

Zitat: "... basic knowledge gain under conventional instruction is essentially independent of the professor. This is consistent with the common observation among physics instructors that the most strenuous efforts to improve instruction hardly seem to have any effect on general student performance."

[[http://dx.doi.org/10.1109/MSP.2005.1406489|J. R. Buck and K. E. Wage, “Active and cooperative learning in signal processing courses,” Signal Processing Magazine, IEEE, vol. 22, no. 2, pp. 76- 81, 2005.]]

[[http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?tp=&arnumber=4417917|M. Reisslein, D. Tylavsky, B. Matar, P. Seeling, and J. Reisslein, “Active and cooperative learning in a freshman digital design course: impact on persistence in engineering and student motivational orientation,” in Frontiers In Education Conference - Global Engineering: Knowledge Without Borders, Opportunities Without Passports, 2007. FIE  ’07. 37th Annual, 2007, p. S4A-1-S4A-6.]]

[[http://www.pkal.org/documents/BibliographyofSALPedagogies.cfm|Jeffrey E. Froyd, "Evidence for the Efficacy of Studnent-active Learning Pedagogies", Texas University, 2007]]

[[http://dx.doi.org/10.1119/1.13226|R. Cohen, B. Eylon, U. Ganiel, "Potential difference and current in simple electric circuits: A study of students' concepts", Am. J. Phys. 51, 407 (1983)]]

Verschiedene einfache DC Schaltungen und das Verständnis von Studenten und Lehrern dazu. 

[[http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=5415607|Ming-Zher Poh, N. C. Swenson, and R. W. Picard, “A Wearable Sensor for Unobtrusive, Long-Term Assessment of Electrodermal Activity,” Biomedical Engineering, IEEE Transactions on, vol. 57, no. 5, pp. 1243-1252, 2010.]]

Auf Seite 1250 in Fig. 9 sind die EDA (Electrodermal activity) recordings von einem Studenten dargestellt. EDA korreliert mit physischen, emotionalen und kognitiven Aktivitäten.  

[[http://www.youtube.com/watch?v=aYiI2Hvg5LE|Video: Eric Mazur, "The scientific approach to teaching", Association for Learning Technology Conference 2012]]

[[http://www.zhw.uni-hamburg.de/zhw/?page_id=419|Rolf Schulmeister, Christiane Metzger, Zeitlast Projekt, ZHW Hamburg]]

Das Zeitlast Projekt analysiert die zeitliche Belastung von Studenten. Im Durchschnitt sind es 23 Stunden pro Woche. 

[[http://lecture2go.uni-hamburg.de/konferenzen/-/k/12918|Film: Schulmeister: Auf den Spuren des Studienerfolgs – Die neue Agenda des Projekts ZEITLast, Campus Innovation Hamburg, 25.11.2011]]

Film über das Zeitlast Projekt. 

[[http://www.zhw.uni-hamburg.de/uploads/fhstp_neuewege_web.pdf|Johann Haag, Christine Metzger, Effekte von Blockunterricht im Studiengang BSc IT Security, 2011]]

Ergebnisse der Einführung von Blockunterricht im Studien IT Security in St. Pölten. 

[[http://www.zhw.uni-hamburg.de/uploads/schulmeister_metzger_martens_2012_heterogenitaet_pur.pdf|Rolf Schulmeister, Christiane Metzger, Thomas Martens, "Heterogenität und Studienerfolg - Lehrmethoden für Lerner mit unterschiedlichem Lernverhalten", Paderborner Universitätsreden PUR 123, 2012]]

Analyse von unterschiedlichen Lernertypen (selbstbestimmt, pragmatisch, rezessiv) und Konsequenzen für die Lehre. 

[[http://www.selfdeterminationtheory.org/SDT/documents/1993_DeciRyan_DieSelbstbestimmungstheoriederMotivation-German.pdf|Edward L. Deci, Richard M. Ryan, "Die Selbstbestimmungstheorie der Motivation und ihre Bedeutung für die Pädagogik", Zeitschrift für Pädagogik, 39, S. 223-238, 1993]]

Theorie, dass Selbstbestimmung und intrinsische Motivation wichtige Parameter für erfolgreiches Lernen sind. 

[[http://www.hdi2012.uni-hamburg.de/de/HDI2012-Preprint-A.pdf|Christine Metzger, Johann Haag, "Ich könnte nie wieder zu einem ‚normalen‘ Stundenplan zurück! – Zur Reorganisation der Lehre in einem Bachelor-Studiengang IT Security", 5. Fachtagung zur Hochschuldidaktik der Informatik HDI 2012, Seiten 67-78]]

Einführung von Blockunterricht im Studiengang IT Security an der FH St.Pölten. 

[[http://www.fb1.uni-bremen.de/fileadmin/Doku_FB1/Zeitlast_Studie_Physik_2011_2013-02-26.pdf|Ergebnisse der Zeitlast Studie an der Universität Bremen im Studiengang Physik]]

Ergebnis in Bremen ist eine Gesamtarbeitszeit von 35 Stunden pro Woche im Durchschnitt im Studiengang Physik im dritten Fachsemester.

[[http://www.uni-hildesheim.de/uploads/media/KroemkerHenne.pdf|Einführung Blockunterricht im Studiengang Mechatronik im 5. Fachsemester in Ilmenau]]

Als Ergebnis aus dem Zeitlast Projekt hat die TU Ilmenau in einem Semester teilweise Blockunterricht eingeführt. Als Ergebnis stieg die Studienzeit der Studenten.

[[https://faculty.utrgv.edu/eleftherios.gkioulekas/OGS/Misc/ARUSSIAN.PDF|Andrei Toom, A Russion Teacher in America, Journal of Mathematical Behavior 12, pp. 117-139, 1993]]

Erfahrungen eines russischen Mathematikdozenten mit dem russischen und amerikanischen Universitätssystem. Seiner Ansicht nach lernen amerikanische Studenten im Kurs "Business Calculus" nur Rezepte, haben aber fundamentale Probleme in der Algebra und können keine Modelle von Problemen aufstellen. Fokus liegt auf Noten - nicht auf Können.

=== Projekte ===

[[http://web.mit.edu/edtech/casestudies/teal.html|John Belcher, MIT: Technology Enhanced Active Learning]]

[[http://mazur.harvard.edu/education/educationmenu.php|Erik Mazur, Harvard, Peer Instruction]]

=== Aus der Grundschule ===

[[http://www.decd.sa.gov.au/limestonecoast/files/pages/new%20page/plc/teachers_make_a_difference.pdf|John Hattie, Teachers Make a Difference What is the research evidence? (GRUNDSCHULE)]]

[[http://www.visiblelearning.de/visible-learning-metastudie/|John Hattie, "Visible Learning. A synthesis of over 800 meta- analyses relating to achievement“, London & New York: Routledge, 2008, 378 Seiten]]

[[http://www.treasury.govt.nz/publications/media-speeches/guestlectures/pdfs/tgls-hattie.pdf|Hattie, Visible Learning]]

Übersicht über die Effektgrößen. 

[[http://e-asttle.tki.org.nz/content/download/1499/6030/version/1/file/43.+The+SOLO+taxonomy+2004.pdf|Hattie, J.A.C., & Brown, G.T.L., "Cognitive processes in asTTle: The SOLO taxonomy", asTTle Technical Report #43, University of Auckland/Ministry of Education, Sept. 2004]]

=== Schule und Interesse an Wissenschaft und Technik ===

Interesse and Wissenschaft und Technik in der Schule in verschiedenen Ländern. Je höher das Einkommen und Human Development Index, desto niedriger ist das Interesse and Wissenschaft und Technik in der Schule.

[[https://roseproject.no/network/countries/norway/eng/nor-Sjoberg-Schreiner-overview-2010.pdf|Sjøberg, Svein & Schreiner, Camilla (2010). The ROSE project. An overview and key findings]]

Was beeinflusst das Interesse an Wissenschaft?

[[https://www.researchgate.net/publication/252404504_Science_Education_in_Europe_Critical_Reflections|Osborne, Jonathan & Dillon, Justin. (2008). Science Education in Europe: Critical Reflections.]] 


=== Aus der Hochschule Augsburg ===

[[http://arxiv.org/pdf/1009.5524v1.pdf|Risch, "Investigations about Science Misconceptions", Archive of the Cornell University, Sept. 2010]]


=== HD-MINT Projekt ===

[[http://www.hs-augsburg.de/einrichtung/studium_lehre/hd_mint/index.html|HD-Mint an der Hochschule Augsburg]]