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Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl. 2. "Alltagsweisheit / Zitat. 1"bung macht den Meister"2Ich bin zu der Ansicht gekommen, dass die einzigen Lerninhalte, die Verhalten signifikant beeinflussen, selbst entdeckt, selbst angeeignet werden mssen. (Carl Rogers). Vorlesung Pdagogische P
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1. Vorlesung Pdagogische PsychologieLernarten II:- Lernen durch Tun- Entdeckendes Lernen / Inquiry Learning Sommersemester 2011
Mo 16-18 Uhr
Alexander Renkl
2. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 2 "Alltagsweisheit / Zitat 1 "bung macht den Meister"
2 Ich bin zu der Ansicht gekommen, dass die einzigen Lerninhalte, die Verhalten signifikant beeinflussen, selbst entdeckt, selbst angeeignet werden mssen. (Carl Rogers)
3. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 3 Lernziele: Lernen durch Tun Lernen durch Tun (Problemlsen) bzgl. seiner beiden Hauptfunktion (a) des "initialen" Fertigkeitserwerb und (b) der Feinabstimmung / Automatisierung erklren knnen.
Am Beispiel von Intelligenten Tutoriellen Systemen erklren knnen, wie der "initiale" Fertigkeitserwerb ber Lernen durch Tun untersttzt werden kann.
Wichtige Faktoren der effektiven Gestaltung von bung (zur Feinabstimmung/Automatisierung) benennen knnen.
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4. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 4 Lernen durch Tun Englisch, oft auch: Learning by problem solving
Achtung unterschiedlicher Sprachgebrauch:
- Typisch im Deutschen: Problem beinhaltet Barriere (Duncker), ansonsten Aufgabe
- Englisch/international typisch: "problem" fr Problem (mit Barriere) und fr Aufgabe
Lernen durch Tun hier als bersetzung von "learning by problem solving" oder ggf. "solving practice problems"
Lernziel: Erwerb kognitiver Fertigkeiten
5. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 5
6. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 6 Lernziele: : Lernen durch Tun Lernen durch Tun (Problemlsen) bzgl. seiner beiden Hauptfunktion (a) des "initialen" Fertigkeitserwerb und (b) der Feinabstimmung / Automatisierung erklren knnen.
Am Beispiel von Intelligenten Tutoriellen Systemen erklren knnen, wie der "initiale" Fertigkeitserwerb ber Lernen durch Tun untersttzt werden kann.
Wichtige Faktoren der effektiven Gestaltung von bung (zur Feinabstimmung/Automatisierung) benennen knnen.
7. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 7 Cognitive Tutors (frhere Lernphasen) Intelligentes Tutorielles System
Basierend auf ACT-R (J. R. Anderson)
Kognitive Fertigkeiten als Produktionssystem
(mentale wenn-dann-Regeln)
Lernen durch Tun ("problem solving"), primr in Mathematik
In der Praxis (USA) sehr weit verbreitet (mehr als 500 000 Schler aus ca. 2600 Schulen)
Bentigt der Einbettung in Unterricht, speziell der Einfhrung der Prinzipien
Begleitmaterialien (z.B. Schulbuch) Constrain interpetation mit Gabel neben Teller-Beispiel erklrenConstrain interpetation mit Gabel neben Teller-Beispiel erklren
8. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 8 Videoeinfhrung in Cognitive Tutor
9. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 9 Cognitive Tutor: Beispiel-Screenshot
10. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 10 Cognitive Tutor: Glossar mit Domnenprinzipien
11. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 11 Cognitive Tutor: Mit skill bars
12. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 12 Cognitive Tutors: Untersttzung beim Problemlsen Zwischenzielstruktur
Unmittelbare Rckmeldung
Hinweise
Glossar mit Prinzipien / Theoremen
"Skillometer"/"skill bars" (oftmals)
Remediale Aufgaben (Mastery-Ansatz)
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"Intelligenz":
- Model tracing (Was "leistet" der Lernende?)
- Knowledge tracing (Was ist schon gelernt?) Constrain interpetation mit Gabel neben Teller-Beispiel erklrenConstrain interpetation mit Gabel neben Teller-Beispiel erklren
13. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 13
14. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 14 Was kann/knnte kritisiert werden? I Verstehensfokus ? Selbsterklrungsprompts, Beispiele
"Gaming the system" ? Gaming-Detektoren
Motivation und Emotion ? seit einigen Jahren Intelligente Tutorielle Systeme, die dies einbeziehen (Detektoren am Sitz, Maus, Armhaut, Gesichtskamera)
Potential kooperativen Lernens ? neuere Entwicklungen des kooperativen Lernens
15. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 15 Was kann/knnte kritisiert werden? II Primr wohl-strukturierte Inhaltsgebiete ? zunehmend mehr Tutoren fr schlecht-strukturierte Inhaltsgebiete
Keine natrliche Sprache ? Zunehmende Mglichkeiten der natrlich sprachlichen Interaktion
Entwicklungsaufwand ? Zweifelsohne, aber hohe Praxisrelevanz
16. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 16 Lernziele: Lernen durch Tun Lernen durch Tun (Problemlsen) bzgl. seiner beiden Hauptfunktion (a) des "initialen" Fertigkeitserwerb und (b) der Feinabstimmung / Automatisierung erklren knnen.
Am Beispiel von Intelligenten Tutoriellen Systemen erklren knnen, wie der "initiale" Fertigkeitserwerb ber Lernen durch Tun untersttzt werden kann.
Wichtige Faktoren der effektiven Gestaltung von bung (zur Feinabstimmung/Automatisierung) benennen knnen.
17. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 17 ben zur Automatisierung Funktion der Strkung von mentalen Regeln (Produktionsregeln) bzw. Lsungen direkt und leichter abrufbar machen
Erinnern Sie an:
- Andersons ACT-R (u.a. Formen von Produktionsregeln, Chunking)
- Sieglers Modell der berlappenden Wellen
Erleichtert auch hherwertige kognitive Leistungen
Erinnern Sie an:
- Cognitive Load Theorie
18. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 18 Potenzgesetz der bung Power law of practice
19. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 19 Was beeinflusst bungseffekte? Variabilittseffekt / Interspersing effect (wirkt auch auf anspruchsvollere Leistungen)
Verteilte besser als massierte bung (man kann das "verteilt" aber auch bertreiben)
berlernen (allerdings zwiespltige Datenlage; auch bertreibungseffekt angesichts asymptotischer bungseffekte?)
ben im Kontext des "Ganzen" (part-whole practice)
Reflektiertes ben
20. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 20 Lernziele: Lernen durch Tun Lernen durch Tun (Problemlsen) bzgl. seiner beiden Hauptfunktion (a) des "initialen" Fertigkeitserwerb und (b) der Feinabstimmung / Automatisierung erklren knnen.
Am Beispiel von Intelligenten Tutoriellen Systemen erklren knnen, wie der "initiale" Fertigkeitserwerb ber Lernen durch Tun untersttzt werden kann.
Wichtige Faktoren der effektiven Gestaltung von bung (zur Feinabstimmung/Automatisierung) benennen knnen.
21. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 21 Lernziele: Entdeckendes Lernen / Inquiry Erklren knnen, wodurch sich entdeckendes Lernen / Inquiry learning auszeichnet und was es anzielt.
Erklren knnen, warum diese Lernart oft nicht so recht funktioniert (am Beispiel des Lernens mit Simulationen)
Beispiele fr Untersttzungsmanahmen nennen knnen.
22. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 22 Entdeckendes Lernen / Inquiry Learning Zwei eng verwandte Konzepte
Inquiry learning gerade in Mode (z.B. Ton de Jong)
Weitere Begriffe: Exploratives Lernen, forschend-entdeckendes Lernen
SelbststndigesFormulieren vonFragen zu einem Phnomen;
Wege und Mittel zur Beantwortung suchen;
Fokus beim Schler und nicht bei der Vermittlung durch die Lehrperson
(vgl. auch Piaget)
23. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 23 Entdeckendes Lernen / Inquiry Learning:Warum? Tiefer im Vorwisssen verankertes Wissen (vgl. generation effect)
Damit besseres Verstndnis, mehr Transfer und lngeres Behalten
Gnstigere Motivation
Lernen lernen
Offenes, nicht untersttztes entdeckendes Lernen hlt Versprechen nicht ? guided discovery learning
24. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 24 Neue Meta-Analyse Alfieri, L. Brooks, P. J., Aldrich, N. J., & Tenenbaum, H. R. (2011). Does discovery-based instruction enhance learning? Journal of Educational Psychology, 103, 1-18.
Unassisted discovery learning < explizite Formen der Instruktion (z.B. direkte Insturktion, Lernen aus Lsungsbeispielen)
Assisted discovery learning > Rest
Assisted discovery learning ? Lernen aus Lsungsbeispielen
Offen: Assisted Lernen aus Lsungsbeispielen (mit Selbsterklrungsprompts)?
? Beachte: Primr wieder Hinweis auf Relevanz der Qualitt der Implementierung einer Methode
25. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 25 Lernziele: Entdeckendes Lernen / Inquiry Erklren knnen, wodurch sich entdeckendes Lernen / Inquiry learning auszeichnet und was es anzielt.
Erklren knnen, warum diese Lernart oft nicht so recht funktioniert (am Beispiel des Lernens mit Simulationen)
Beispiele fr Untersttzungsmanahmen nennen knnen.
26. Anno 1602 Modellparameter und Zusammenhnge
27. Entdeckendes Lernen in Computersimulationen Wichtigste Aufgabe beim Lernen (durch Experimentieren) aus Simulationen: Charakteristika des Modells erschlieen, das der Simulation zu Grunde liegt.
28. Theorien zu wissenschaftlichem Erkenntnisprozessen Zyklus:
Entwicklung einer wissenschaftlichen Fragestellung
Generieren von Hypothesen
Design eines Experiments
Durchfhrung: Datensammlung
Analyse und Interpretation
Entwicklung neuer Fragestellungen
29. Hauptprobleme beim entdeckenden Lernen in Computersimulationen 1 Generierung von Hypothesen
2 Design von Experimenten
3 Interpretation der Daten
4 Regulation des Lernprozesses
30. 1 Probleme beim Generieren von Hypothesen Fehlendes formales Wissen ber Hypothesen
Prferenz fr sichere Hypothesen
Unable-to-think-of-alternative-hypothesis-Phenomen (Dunbar)
Hypothese primr auf empirischer, weniger auf konzeptueller Ebene (z.B. verkaufe ich mehr Jeans statt Umsatz)
31. 2 Probleme beim Design von Experimenten Design von Experimenten, die keine eindeutigen Schlsse zulassen (z.B. keine Variablenkontrolle)
Tendenz zur Besttigung der eigene Vorannahmen (Confirmation Bias)
Tendenz zur gezielten Erzeugung bestimmter Ergebnisse (Engineering Approach) (vgl. Lern- und Performanzorientierung) Design von Experimenten, die keine eindeutigen Schlsse zulassen
Leute gehen nicht logisch vor (Bsp 2-4-6 Aufgabe)
Gleichzeitige Variation mehrerer Variablen (Glaser, 1992)
Manipulation von irrelevanten Variablen (Van Joolingen & De Jong, 1991)
Sammlung zu weniger Daten, bevor Schlsse gezogen werden (Glaser et al. 1991)
Tendenz zur Beachtung von Informationen, die eigene Vorannahmen besttigt (Confirmation Bias)
tendency for people to favor information that confirms their preconceptions or hypotheses, independently of whether they are true.
Wunschdenken
results in people selectively collecting new evidence or interpreting evidence in a biased way.
Suche nach Besttigung fr eine Hypothese hlt von Suche nach Alternativhypothesen ab (Dunbar, 1993)
Tendenz zur gezielten Erzeugung bestimmter Ergebnisse (Engineering Approach)
resultiert in kleinerem Suchraum
hnliche Befunde von White (1993): Spaexperimente
Ineffizientes Experimentieren
Wiederholung der gleichen Exp.
Auslassen aller mglichen Exp.
Heuristiken
Einfache Experimente
Fokus auf eine Dimension
Design von Exp. mit charakteristischen Ergebnissen
Design von Experimenten, die keine eindeutigen Schlsse zulassen
Leute gehen nicht logisch vor (Bsp 2-4-6 Aufgabe)
Gleichzeitige Variation mehrerer Variablen (Glaser, 1992)
Manipulation von irrelevanten Variablen (Van Joolingen & De Jong, 1991)
Sammlung zu weniger Daten, bevor Schlsse gezogen werden (Glaser et al. 1991)
Tendenz zur Beachtung von Informationen, die eigene Vorannahmen besttigt (Confirmation Bias)
tendency for people to favor information that confirms their preconceptions or hypotheses, independently of whether they are true.
Wunschdenken
results in people selectively collecting new evidence or interpreting evidence in a biased way.
Suche nach Besttigung fr eine Hypothese hlt von Suche nach Alternativhypothesen ab (Dunbar, 1993)
Tendenz zur gezielten Erzeugung bestimmter Ergebnisse (Engineering Approach)
resultiert in kleinerem Suchraum
hnliche Befunde von White (1993): Spaexperimente
Ineffizientes Experimentieren
Wiederholung der gleichen Exp.
Auslassen aller mglichen Exp.
Heuristiken
Einfache Experimente
Fokus auf eine Dimension
Design von Exp. mit charakteristischen Ergebnissen
32. 3 Probleme bei der Interpretation der Daten Finden von Regularitten in Daten
Tendenz zur Besttigung der eigene Vorannahmen (Confirmation Bias)
Interpretation von Ergebnisdarstellungen (z.B. Graphiken)
33. 4 Probleme bei der Regulation des Lernprozesses Kein klares Verfolgen eines Ziels bzw. nur lokaler Ziele, wenig Bereitschaft zur nderung von Zielen
Unzureichende berwachung des eigenen Vorgehens (Monitoring)
34. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 34 Lernziele: Entdeckendes Lernen / Inquiry Erklren knnen, wodurch sich entdeckendes Lernen / Inquiry learning auszeichnet und was es anzielt.
Erklren knnen, warum diese Lernart oft nicht so recht funktioniert (am Beispiel des Lernens mit Simulationen)
Beispiele fr Untersttzungsmanahmen nennen knnen.
35. Untersttzung durch Bereitstellung domnen-spezifischen Wissens
der Generierung von Hypothesen
der Generierung von Vorhersagen
des Designs von Experimenten
der Regulation des Lernprozesses
36. Bereitstellung von domnenspezifischem Wissen Bereitstellen von Glossar
Aktivierung von Vorwissen
Eher online-Bereithalten als zuvor vermitteln.
? Untersttzt bzgl. aller Teilprobleme
Im brigen ist es wie immer: Man Vorwissen braucht bei wenig strukturiertem Lernen
37. Untersttzung der Generierung von Hypothesen Mens zur Auswahl von Hypothesenteilen
Tabellen zum Eintragen von Annahmen ber Effekte auf verschiedene Bereiche eines komplexen Systems
Auswahl vordefinierter Hypothesen
38. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 38 Lernziele: Entdeckendes Lernen / Inquiry Erklren knnen, wodurch sich entdeckendes Lernen / Inquiry learning auszeichnet und was es anzielt.
Erklren knnen, warum diese Lernart oft nicht so recht funktioniert (am Beispiel des Lernens mit Simulationen)
Beispiele fr Untersttzungsmanahmen nennen knnen.
39. Vorlesung Pdagogische Psychologie - Renkl 39 Literatur Renkl, A. (2009c). Wissenserwerb. In E. Wild & J. Mller (Hrsg.), Pdagogische Psychologie (S. 3-26). Berlin: Springer. Abschnitt 1.3.3 und 1.3.4
de Jong, T. & van Joolingen, W.R. (1998). Scientific discovery learning with computer simulations of conceptual domains. Review of Educational Research, 68, 179-201.
Koedinger, K. R., & Corbett, A. T. (2006) Cognitive Tutors: Technology bringing learning science to the classroom. In K. Sawyer (Ed.), The Cambridge Handbook of the Learning Sciences (pp. 61-78). New York NY: Cambridge University Press..