Die Zukunft des MINT-Lernens - Band 2 : : Digitale Tools und Methoden Für das Lehren und Lernen.

• Author: Roth, Jürgen.
• TeilnehmendeR: Baum, Michael.; Eilerts, Katja.; Hornung, Gabriele.; Trefzger, Thomas.
• Place / Publishing House: Berlin, Heidelberg : : Springer Berlin / Heidelberg,, 2023.; {copy}2023.
• Year of Publication: 2023
• Edition: 1st ed.
• Language: German
• Physical Description: 1 online resource (170 pages)

Table of Contents

Intro -- Geleitwort des Publikationsförderers -- Vorwort -- Inhaltsverzeichnis -- 1 Digital gerahmte Experimentierumgebungen als dynamischer Zugang zu Funktionen -- 1.1 Ein Konzept zu Funktionen entwickeln -- 1.1.1 Entwicklungsperspektive auf das Funktionenkonzept -- 1.1.2 Experimente fördern funktionales Denken -- 1.1.3 Nutzungsschemata für gegenständliche Materialien und Simulationen -- 1.1.4 Konzeptentwicklung fördern -- 1.1.5 Forschungsfragen (FF) und Hypothesen -- 1.1.6 Studiendesign und Auswertungsmethoden -- 1.2 Ergebnisse -- 1.2.1 Vergleich der Settings in der Gesamtstichprobe -- 1.2.2 Vergleich der Settings in den Schulformen -- 1.3 Diskussion und Ausblick -- 1.4 Fazit -- Literatur -- 2 Digitale Lernumgebungen zur Vor- und Nachbereitung realer Experimentiereinheiten -- 2.1 Blended Learning in komplexen Inhaltsdomänen -- 2.2 Virtuelles Labor zur Sauerstoffsättigung eines Gewässers -- 2.2.1 Orientierung -- 2.2.2 Grundlagen -- 2.2.3 Experiment -- 2.2.4 Anwendung -- 2.2.5 Reflexion -- 2.3 Evaluation der virtuellen Labore mit Logfile-Analysen -- 2.3.1 Ergebnisse des Sequential Pattern Mining -- 2.3.2 Diskussion und Ausblick -- Literatur -- 3 Flipped Classroom im Physikunterricht der Sekundarstufe I - Auswirkungen auf die Veränderung des individuellen Interesses im Bereich der E-Lehre -- 3.1 Flipped Classroom -- 3.2 Interesse und Interessengenese -- 3.3 Beschreibung der Studie -- 3.3.1 Das Würzburger Flipped-Classroom-Projekt -- 3.3.2 Forschungsfragen und Hypothesen -- 3.3.3 Studiendesign -- 3.3.4 Erhobene Variablen und Messinstrumente -- 3.3.5 Beschreibung der Stichprobe -- 3.3.6 Modellierung -- 3.3.7 Ergebnisse -- 3.3.8 Limitationen der Studie -- 3.4 Diskussion -- 3.5 Fazit und Ausblick -- Literatur -- 4 Untersuchung der Lernwirksamkeit Tablet-PC-gestützter Videoanalyse im Mechanikunterricht der Sekundarstufe 2.

4.1 Videoanalyse von Bewegungen -- 4.2 Durchführung einer Videoanalyse am Beispiel der Applikation Viana -- 4.3 Lerntheoretischer Hintergrund -- 4.3.1 DeFT Orientierungsrahmen für multiple externe Repräsentationen -- 4.3.2 CLT und CTML -- 4.4 Empirische Prüfung der Lernwirksamkeit -- 4.4.1 Studiendesign -- 4.4.2 Ausgewählte Studienergebnisse -- 4.4.3 Analysemethoden und statistische Kennwerte -- 4.5 Zusammenfassung -- Literatur -- 5 Unterstützung von Experimenten zu Linsensystemen mit Simulationen, Augmented und Virtual Reality: Ein Praxisbericht -- 5.1 Einleitung -- 5.2 Theorie -- 5.2.1 Theorie zum Lernen mit multiplen Repräsentationen -- 5.2.2 Cognitive Load Theory und Cognitive Theory of Multimedia Learning -- 5.3 Bildentstehung bei der Abbildung an Linsen -- 5.3.1 Simulation -- 5.3.2 AR-Experiment -- 5.3.3 VR-Experiment -- 5.4 Zusammenfassung und Diskussion -- 5.5 Förderung -- Literatur -- 6 Augmented Reality in Schülerversuchen - Entwicklung und Evaluierung der Applikation PUMA: Magnetlabor -- 6.1 Augmented Reality im schulischen Kontext -- 6.2 Entwicklung von AR-Applikationen -- 6.2.1 Einordnung und Beschreibung der Studie als Design-based-Research-Projekt -- 6.2.2 Fachliche, fach- und mediendidaktische Vorüberlegungen -- 6.2.3 Technische Umsetzung -- 6.3 Evaluierung von AR-Applikationen -- 6.3.1 Usability -- 6.3.2 Auswertung, Ergebnisse und Diskussion -- 6.4 Ausblick -- Literatur -- 7 Evaluation digitaler Arbeitsblätter im Chemieunterricht in Hinblick auf Usability und Interesse -- 7.1 Einleitung -- 7.2 Theoretischer Hintergrund -- 7.2.1 Interesse, intrinsische Motivation und Self-Determination Theory -- 7.2.2 Usability -- 7.3 HyperDocSystems (HDS) -- 7.4 Methodisches Vorgehen -- 7.4.1 Beschreibung der Stichprobe und Intervention -- 7.4.2 Methode der Datenerhebung und Datenauswertung -- 7.5 Ergebnis -- 7.5.1 Usability -- 7.5.2 Interesse.

7.5.3 Zusammenhänge zwischen Usability und Interesse -- 7.6 Diskussion und Fazit -- 7.7 Limitation -- Literatur -- 8 Eine digitale Spielumgebung zum Lehren und Lernen von Problemlösefähigkeit und Critical Thinking in den Naturwissenschaften -- 8.1 Einleitung -- 8.2 Theoretischer Hintergrund -- 8.2.1 Problemlösen und Critical Thinking -- 8.2.2 Motivation durch Gamification -- 8.3 Lernumgebung MINT-Town -- 8.3.1 Entwicklung der Lernumgebung -- 8.3.2 MINT-Town Teil 1 - Tutorial -- 8.3.3 MINT-Town Teil 2 - Chemie -- 8.4 Fazit und Ausblick -- Literatur -- 9 KI-Labor: Online-Lernumgebungen zur künstlichen Intelligenz -- 9.1 Einleitung -- 9.2 Das „KI-Labor" -- 9.2.1 Die Lernumgebung „Perceptron" -- 9.2.2 Die Lernumgebung „Tic-Tac-Toe" -- 9.2.3 Die Lernumgebung „MNIST" -- 9.3 Fazit und Ausblick -- Literatur -- 10 Formulierung von Gestaltungsprinzipien für schulisch geeignete VR-Lernumgebungen -- 10.1 Lernen in der virtuellen Realität -- 10.2 Konzeption einer fächerübergreifenden VR-Lernumgebung -- 10.3 Evaluation der VR-Lernumgebung im Design-based-Research-Ansatz -- 10.4 Fazit -- Literatur -- Glossar -- Literatur -- Stichwortverzeichnis.