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SE Wissenspsychologie Prof. Dr. Dietrich Albert, 08.05.2007 1 Erfassen von Vorwissen und Kompetenzen Petra Bejol Marlies Jaklitsch

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Präsentation zum Thema: "SE Wissenspsychologie Prof. Dr. Dietrich Albert, 08.05.2007 1 Erfassen von Vorwissen und Kompetenzen Petra Bejol Marlies Jaklitsch"—  Präsentation transkript:

1 SE Wissenspsychologie Prof. Dr. Dietrich Albert, Erfassen von Vorwissen und Kompetenzen Petra Bejol Marlies Jaklitsch Barbara Leitner

2 SE Wissenspsychologie, Übersicht Definition Wissen, Vorwissen Kompetenz, Performanz Adaptives Testen Wissensraumtheorie Einführung Anwendung, Beispiele Kompetenz-Performanz-Theorie Einführung Anwendung, Beispiele Anwendung CbKST-Kurs

3 SE Wissenspsychologie, Definition Vorwissen Ausgangskompetenz Welches Wissen hat Person bereits Differenziertes, individuelles Bild über Person Während Überprüfung von Vorwissen, sollte Person nicht lernen Umfangreiches Vorwissen erleichtert Strukturierung der angebotenen Informationen

4 SE Wissenspsychologie, Definition Vorwissen Domänenspezifisches Vorwissen - auf Lerninhalte bezogen Prozedurales Vorwissen - wie Lernmaterial möglichst effizient erschlossen werden kann (z.B. neue Medien)

5 SE Wissenspsychologie, Beispiel Einstufungstest Deutsch bin/einstufungstest/einstufungstest.pl

6 SE Wissenspsychologie, Beispiel Einstufungstest Deutsch 3.Hans hat bald Geburtstag. Haben Sie auch ---- Einladung bekommen? A ein B eine C einen D einer 4.Hast Du jetzt ein ---- Auto? Das kenne ich ja noch nicht. A ander B andere C anderer D anderes 5.Viele Wohnungen auf dem Land sind nicht so ---- wie man denkt. A billig B billige C billiger D billigere © 2004 Goethe-Institut © 2004 Goethe-Institut

7 SE Wissenspsychologie, Beispiel Einstufungstest Deutsch Rein Multiple Choice Resultat / Result Sie haben 5 von 30 Aufgaben bearbeitet. Davon wurden 3 Aufgaben richtig gelöst. Wir raten Ihnen, sich für einen Kurs auf der Stufe A1 einzuschreiben. You have answered 3 out of 30 questions correctly. We recommend that you book a course on the level A1.

8 SE Wissenspsychologie, Definition Kompetenz Als Kompetenzen werden Fähigkeiten, Methoden, Wissen, Einstellungen und Werte verstanden, deren Erwerb, Entwicklung und Verwendung sich auf die gesamte Lebenszeit eines Menschen beziehen. (Dehnbostel 2001, S67)

9 SE Wissenspsychologie, Definition Kompetenz Theoretisches Konstrukt Nicht direkt beobachtbar Anwendung von Ressourcen Erklären Leistungen Daraus resultierendes Verhalten = Performanzen

10 SE Wissenspsychologie, Kompetenz Performanz Definition Kompetenz Persönliche Eigenschaften, Einstellungen, Werte Kognitive Fähigkeiten Wissen Fertigkeiten Verhalten Abb. 1, siehe Know Center Graz

11 SE Wissenspsychologie, Definition Performanz praktische Umsetzung von Kompetenz direkt beobachtbar Akt des Ausübens einer Kompetenz In einer gegebenen Situation Leistung

12 SE Wissenspsychologie, Definition Kompetenzen werden aus Ressourcen generiert und in konkreten Situationen als Performanz unter Beweis gestellt Ressourcen KompetenzPerformanz

13 SE Wissenspsychologie, Ressourcen Z.B. erworbene Basis des Wissens in Statistik 1 und 2 Wissen Theoretisches Wissen Wissen über Prozesse Wissen über das Umfeld Fertigkeiten Formalisierte Fertigkeiten Kognitive Fertigkeiten Operationelle Fertigkeiten Beziehungs-Fertigkeiten Fähigkeiten Physische Fähigkeiten Kulturelle Fähigkeiten Ressourcen des Umfelds Informelle Netze Beziehungsnetze Informationsnetze Expertennetze Infrastrukturelle Netze Kompetenz A z.B.: Umgang mit SPSS Programm Kompetenz B z.B.: statistische Auswertung Kompetenz C z.B.: Interpretation von Ergebnissen Performanz 1 Auswertung mittels SPSS Performanz 2 Interpretation der Ergebnisse einer Studie Abb. 2

14 SE Wissenspsychologie, Verständnisfrage Was sind die Ressourcen, Kompetenzen und Performanz für die Lösung einer mathematischen Aufgabe – Beispiel: 3+3?

15 SE Wissenspsychologie, Verständnisfrage Lösung Zahlenverständnis Rechenregeln mathematische Kompetenz = Rechnen können mathematisch e Performanz = rechnen, Aufgabe lösen Ressourcen Kompetenz Performanz Abb. 3

16 SE Wissenspsychologie, Adaptives Testen CAT Computer Adaptives Testen Auch- auf BenutzerIn zugeschnittenes Testen (tailored)

17 SE Wissenspsychologie, Wie funktioniert adaptives Testen? CAT Fragenauswahl: was in früheren Fragen zum Wissensgebiet gewußt wurde. Anpassung an Schwierigkeitsgrad Bsp.: Führerscheinprüfung (Schulbus)

18 SE Wissenspsychologie, Wie arbeitet das System Ablauf Basierend auf Item- Response- Theorie IRT (Rasch 1960): Möglw. Vortest. Wenn keiner: Mittelschwere Aufgabe vorgegeben. 1)Itempool steht zur Verfügung: In diesem wird nach geschätzten optimalen Frage zum Fähigkeitslevel der getesteten Person gesucht 2) Die Frage wird der Testperson präsentiert und richtig oder falsch beantwortet 3) Die geschätzte Fähigkeit der Person wird angepasst, je nach Antwort korrekt/inkorrekt 4) Stufen 1-3 werden wiederholt ausgeführt, an Level der Person angepasst

19 SE Wissenspsychologie, Ergebnis Jede Testperson bekommt eigenen angepassten Test Vorteile: Präzise Testscores (auch für extremere Testwerte im oberen und unteren Bereich) Bis zu 50 % Zeitersparnis zu Tests mit fixen Items Nachteile: Erstellung Itempool: Langwierige Itemauswahl durch Vortests an Stichproben (Pilot-Testing) Over-use von Items (Erscheinungsanzahl, vor allem im mittleren Bereich) Kein Zurückgehen zu früheren Antworten möglich

20 SE Wissenspsychologie, Bestandteile des adaptiven Testprogramms Geeichtes Itempool Startpunkt oder Eingangslevel Item-Selektions-Algorithmus Einschätzungsprozedur Schlusskriterium(Z.B. pass or fail, cutscore)

21 SE Wissenspsychologie, Grafik Adaptives Testen Abb. 4

22 SE Wissenspsychologie, Rehacom- Trainingsprogramm (Wortgedächtnis) Computertrainingsprogramm Trainiert schwerpunktmäßig unterschiedliche kognitive Bereiche Ein extra gestaltetes Eingabepult und Trainingsprogramme, die sich an den Erfolgsfortschritt des Klienten anpassen Die abgefragte Leistung entspricht dem Fähigkeitslevel des/r KlientenIn Das Training ist für PatientInnen mit Beeinträchtigung der Wortspanne und verminderter Wiedererkennungsleistung

23 SE Wissenspsychologie, Beispiel Untertest: Wortgedächtnis Abb. 5, von Schuhfried

24 SE Wissenspsychologie, Wissensraumtheorie (Doignon und Falmagne, 1985) Einführung Methode zur Wissenseinschätzung genaues/effizientes Diagnostizieren des vorhandenen Wissens in bestimmten Bereichen um Wissen einzuschätzen –> alle erdenklichen Fragen –> unökonomisch wenige, speziell ausgewählte Aufgaben

25 SE Wissenspsychologie, Wissensraumtheorie (Doignon und Falmagne, 1985) Einführung Grundprinzip: Von Lösen einer Aufgabe auf Lösung einer anderen Aufgabe schließen wie stehen Aufgaben in Beziehung? Aufgabenmenge = Q Abhängigkeitsbeziehungen surmise-relations oder prerequisite-relation mittels Hasse-Diagramm oder in einer Matrix dargestellt Wissensraum: Menge aller durch surmise-relation definierte Wissenszustände

26 SE Wissenspsychologie, Wissensraumtheorie (Doignon und Falmagne, 1985) Anwendung a.) 378 * 605 = ? b.) 58,7 * 0,94 = ? c.) ½ * 5/6 = ? d.) Wieviel sind 30% von 34? e.) Gwendolyn ist ¾ mal so alt wie Rebecca. Rebecca ist 2/5 mal so alt wie Edwin. Edwin ist 20 Jahre alt. Wie alt ist Gwendolyn?

27 SE Wissenspsychologie, Wissensraumtheorie (Doignon und Falmagne, 1985) Anwendung abcde a11011 b01011 c00101 d00010 e00001 Abb. 6 aus Doignon und Falmagne, 1985

28 SE Wissenspsychologie, Wissensraumtheorie (Doignon und Falmagne, 1985) Anwendung ALEKS

29 SE Wissenspsychologie, Assessment and Learning in Knowledge Spaces) Lernsoftware Theoretischer Hintergrund: `Knowledge Space Theory' by Jean-Claude Falmagne at the University of California, Irvine (UCI), Jean-Paul Doignon at the University of Brussels Und viele weitere WissenschaftlerInnen

30 SE Wissenspsychologie, ALEKS (Assessment and Learning in Knowledge Spaces) Was ist ALEKS? Internetgestütztes Lernprogramm web-based, artificially intelligent assessment and learning system Adaptiv Bestimmt, was Lernender/Lernende an Kursstart schon weiß Auch während Kurs Überprüfung des Behaltens Besonderheit des Tests: KEIN Multiple Choice!

31 SE Wissenspsychologie, ALEKS (Assessment and Learning in Knowledge Spaces Entstehung Technologie wurde in Untersuchung an der New York Universität und an der Universitität Californiens entwickelt SoftwareentwicklerInnen, MathematikerInnen, PsychologInnen multi-million-dollar Beihilfe von der National Science Foundation ALEKS unterscheidet von anderen Bildungssoftwareprodukten: artificial intelligence engine (Antrieb: künstliche Intelligenz) Jeder Student individuell und kontinuierlich

32 SE Wissenspsychologie, ALEKS (Assessment and Learning in Knowledge Spaces Wie funktioniert ALEKS? Keine Multiple-Choice Fragen, flexible und einfache Antworteingabemodi, ähnlich wie mit Papier und Bleistift (Lernende/r lernt am Anfang mit diesem Werkzeug umzugehen) Kursbeginn: Fragen zum Themengebiet werden gestellt Speziell angepasst auf User: Fragen sind adaptiv nach vorherig erfolgter Antwortgabe des/der Lernenden

33 SE Wissenspsychologie, ALEKS (Assessment and Learning in Knowledge Spaces Nach erfülltem Pre-Test erstellt Programm Bild des aktuellen Lernstatus der lernenden Person Programm zeigt auf welche Themen Person schon kann und welche zu lernen sind (Grafik) StudentIn steigt in den Learning Mode ein Programm bietet nun Lernthemen an, für die Lernende bereit sind Problemlöseaufgaben repräsentieren das zu lernende Thema Nur bei Verständnis des theretischen neuen Lernstoffes kann diese gelöst werden Bei Unverständnis kann Erklärung aufgerufen werden Bei Lösung: Weiterkommen zur nächsten Aufgabenstellung und automatische Veränderung des Lernstatus der lernenden Person Zur Überprüfung des Überganges ins Langzeitgedächtnisses: von Zeit zu Zeit wiederholtes Abfragen des Lernstoffes Sehr heterogene Fragen: Sollen Lernerfolg garantieren!

34 SE Wissenspsychologie, Wissensraumtheorie (Doignon und Falmagne, 1985) Defizite welches Wissen für welche Aufgabe? welches Wissen muss noch erworben werden? Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) zur gleichen Zeit von Düntsch & Gediga, ähnlicher Ansatz entwickelt

35 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) Einführung Erweiterung der Wissensraumtheorie Wissen Kompetenz und Performanz Ziel: Individuelle qualitative Kompetenzdiagnostik und darauf aufbauend adaptive Wissensvermittlung

36 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) Einführung Performanz als empirisch beobachtbares Verhalten (beim Lösen von Aufgaben) und Kompetenz als inhaltlich-qualitatives, nicht direkt beobachtbares, theoretisches Konstrukt zur Erklärung und Prognose von Performanz- Beobachtungen aufgefasst wird. (Korossy, 1996, S. 310

37 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) Einführung Elementarkompetenzen Einzelne Fähigkeiten Definiert durch Aufgabenanalysen, bestehenden Theorien Vorhanden/nicht vorhanden

38 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) Einführung Elementarkompetenzen Surmise-Funktion – um Voraussetzungsmengen zuzuordnen Klauseln

39 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) KürzelBereichsspezifische Interpretation PWissen und Anwenden-Können des Satzes des Phythagoras KWissen und Anwenden-Können des Kathetensatzes HWissen und Anwenden-Können des Höhensatzes AWissen und Anwenden-Können der Formel zur Bestimmung des Flächeninhalts eines (rechtwinkligen) Dreiecks ZFertigkeit der zeichnerisch-konstruktiven Verwandlung einer Rechtecks- in eine inhaltsgleiche Quadratfläche TWissen um die Eigenschaft einer Kreistangente Tab. 1: Elementarkompetenzen (Korossy, 1993)

40 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) Kompetenzstruktur/Kompetenzraum Geordnetes Paar (E,K) Nicht-leere, endliche Menge E von Elementarkompetenzen ( ) und Familie K von Teilmengen aus E Kompetenzzustände Zu Elementarzustand e E Kompetenzzustand, der betreffende Elementarzustand enthält Kompetenzstruktur

41 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) Kompetenzstruktur/Kompetenzraum wenn Kompetenzstruktur Leere Zustand Alle Elementarkompetenzen Vereinigungsmengenabgeschlossen Kompetenzraum

42 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) Z P H A K T Kompetenzraum (E,K) e E k e K Kompetenzzustand E Abb. 7, von Know Center Graz

43 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) Performanzstruktur/Performanzraum Geordnetes Paar (A,P) Nichtleere, endliche Menge A von Aufgaben (x) und Familie P von Teilmengen von A Performanzzustände Existiert zu x e A ein Performanzzustand Z e P mit x e Z Performanzstruktur

44 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) Performanzstruktur/Performanzraum Wenn Performanzstruktur leere Menge alle Aufgaben P wenn P vereinigungsmengenabgeschlossen Performanzraum

45 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) a b c d e Performanzraum (A,P) A x e A z e P Performanzzustände Abb. 8, von Know Center Graz

46 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) Verknüpfung von Kompetenz- und Performanzstruktur Interpretationsfunktion Jeder Aufgabe x aus A werden Kompetenzzustände k(x) aus K zugeordnet, in denen x lösbar ist. Repräsentationsfunktion Jedem Kompetenzzustand k aus K wird die Menge von Aufgaben zugeordnet, die in dem Kompetenzzustand lösbar sind

47 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) Z P H A K T a b c d e Kompetenzraum (E,K)Performanzraum (A,P) K(x): Menge aller Kompetenzzustände, in denen x gelöst werden kann (Interpretationsfunktion) Menge aller Aufgaben die in K gelöst werden können ( Repräsentationsfunktion ) Abb. 9, von Know Center Graz

48 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) KürzelBereichsspezifische Interpretation PWissen und Anwenden-Können des Satzes des Phythagoras KWissen und Anwenden-Können des Kathetensatzes HWissen und Anwenden-Können des Höhensatzes AWissen und Anwenden-Können der Formel zur Bestimmung des Flächeninhalts eines (rechtwinkligen) Dreiecks ZFertigkeit der zeichnerisch-konstruktiven Verwandlung einer Rechtecks- in eine inhaltsgleiche Quadratfläche TWissen um die Eigenschaft einer Kreistangente Elementarkompetenzen (Korossy, 1993)

49 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) Aufgaben: Abb. 10, Korossy 1993

50 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) Abb. 11, Korossy 1993

51 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) X e AK (x) a{H, PK] b{HA, KA} c{K, PH} d{HZ, KZ} e{PKTA, KHTA} Tab. 2: Interpretationsfunktion

52 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) e E o ( ) P{PK, PH} K{K} H{H} A{KA, HA} Z{KZ, HZ} T{PKTA, KHTA} Tab. 3: Surmise-Funktion

53 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) k e Kp(k)k e Kp(k) HaHAZabd KcPKHZ, PKZ, KHZ, PHZacd HZadPKHA, PKA, KHA, PHAabc HAabKAZbcd PKH, PK, KH, PHacPKZAZ, PKAZ, KHAZ, PHAZ abcd KZcdPKHTA, PKTA, KHTAabce KAbcPKHTAZ, PKTAZ, KHTAZ abcde Tab. 4: Repräsentationsfunktion

54 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) x e Ao (x) a{a} b{ab, cb} c{c} d{ad, cd} e{abce} Tab. 5: induzierte Surmise-Funktion

55 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) Performanzraum – Performanzzustände, Kompetenzklassen (Korossy, 1993) Abb. 10, Korossy 1993

56 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) Verständnisfrage (Aus: KST Training Course, telearn Uni-Graz) Elementarkompetenzen * 4: 5* Vor - Und/Oder - Graph Verständnisfrage: B: 4:2+1 = ? (v...und/oder)

57 SE Wissenspsychologie, Kompetenz-Performanz-Theorie (Korossy, 1993) Verständnisfrage - Lösung: (1,2,4,5)

58 SE Wissenspsychologie, Anwendung CbKST-Kurs Adaptive Testung Auswahl der Aufgaben: NICHT linear, da nicht alle Aufgaben präsentiert werden Auswahl: Halbordnung (reflexiv/tranistiv) Quasiordnung (reflexiv/transitiv/antisymmetrisch) Nur bestimmte (=kleine) Auswahl an Aufgabenitems werden vorgegeben

59 SE Wissenspsychologie, Anwendung CbKST-Kurs Aufgabenanalyse durch Experten Schwierigkeit der einzelnen Aufgaben Welche Elementarkompetenzen zu Aufgaben Voraussetzungsbeziehungen der Aufgaben erstellen Aufgabenpools definieren Erstellen von repräsentativen Aufgabenstichprobe (Beispiel half-split Verfahren)

60 SE Wissenspsychologie, Anwendung CbKST-Kurs Auswahl durch half-split Verfahren (Halbierungsmethode) Zu Beginn: Jeder die gleiche Frage Soll ein Item gewählt werden, welches den Wissenszustand halbiert. Wird richtig geantwortet werden Items die Voraussetzung waren ausgeschieden. Bei restlichen Aufgaben wird genauso vorgegangen

61 SE Wissenspsychologie, Anwendung CbKST-Kurs half-split rule es wird jenes Item gewählt, welches in der Hälfte der Aufgaben inkludiert/ Voraussetzung ist, und in genauso vielen Aufgaben nicht benötigt wird.

62 SE Wissenspsychologie, Anwendung CbKST-Kurs Bezug zum ALEKS Erfassung Vorwissen im ALEKS: Bestimmt, was Lernender/Lernende am Kursbeginn schon weiß Auch während Kurs Überprüfung des Behaltens Empfehlung für CbKST- Kurs: Erfassung des Vorwissens am Beginn Wie beschrieben: nach Half-Split Methode Fragen sind Themengebieten zugeordnet Möglicherweise Anzeige (Grafik) des Vorwissen und der zu erlernenden Arbeitsbereiche wie im ALEKS nach erfolgter Vorwissenserfassung Anschließendes Erlernen der fehlenden Wissensbereiche (Vorgabe Infos, Beispiele zu lösen etc.) Anschließendes Testen des gesamten Kursinhaltes

63 SE Wissenspsychologie, Literatur Korossy, K. (1993). Modellierung von Kompetenz und Performanz. Eine Erweiterung der Wissensstruktur-Theorie von Doignon & Falmagne. Dissertation, Heidelberg. Schweitzer, E. (2000). Expertenbefragung auf Basis der Kompetenz- Performanz-Theorie: Entwicklung einer Methode am Beispiel der Rechtschreibung. Diplomarbeit, Karl-Franzens-Universität Graz. Internetquellen Webbasiertes, adaptives Lernsystem. Online im Internet. URL: (Stand: )www.aleks.com Kulturinstitut der Bundesrepublik Deutschland. Online im Internet. URL: (Stand: )http://www.goethe.de Österreichs Kompetenzzentrum für Wissensmanagement. Online im Internet. URL: https://www.know-center.at/ (Stand: )https://www.know-center.at/ Karl-Franzens-Universität Graz/Austria, Wissensraumtheorie Training Kurs. Online im Internet. URL: https://telearn.uni-graz.at:3536/KSTCourse.html (Stand: ) https://telearn.uni-graz.at:3536/KSTCourse.html Computerunterstützte psychologische Diagnostik, Online im Internet. URL: (Stand: )www.schuhfried.at Wikipedia: freie Enzyklopädie. Online im Internet. URL: (Stand: )www.wikipedia.org Karl-Franzens-Universität Graz / Austria, Sokrates-Kurs, Einführung in die Wissensraumtheorie. Online im Internet. URL: (Stand: )http://wundt.kfunigraz.ac.at/MathPsych/cda/overview_sokrates.htm

64 SE Wissenspsychologie, Danke für eure Aufmerksamkeit!


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