kompetenzorien+erte,prüfung,...verstehen,überprüfen, verstehen, berechnungen,...
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Kompetenzorien+erte Prüfung
Wissenscha7sforum Konstanz Workshop 2013
Alois Krähenmann, Rektor KSR Clemens Wagner, ETH & KSR
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Backward Design
Grant Wiggins and Jay McTighe (2005) „Understanding by Design“ , Pearson Educa+on, 2nd Edi+on, New Jersey, USA.
Lernziele Kompetenzen Unterricht Überprüfung
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Verstehen überprüfen
Verstehen
Berechnungen Abschätzungen durchführen
Experimente entwerfen und durchführen Resultate darstellen und interpre+eren
Überblick über ein Gebiet geben können
Physikalische Prozesse in Texten in eigene Worte fassen
....
Spektrum, das Verstehen zu überprüfen
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Inhalt
• Au^au der Prüfung – Experiment – Konzeptmap – Konzept Test – Textanalyse – Konven+onelle Prüfung
• Resultate • Folgerungen
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Experiment
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Experiment
t [s]
Höhe
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Experiment
• Beobachtung • Modellbildung (Abstrak+on) • Hypothese entwickeln – Unabhängige Variable – Abhängige Variable
• Experiment designen – Opera+onalisierung der Variablen
• Arbeitplan • Experiment durchführen • Laborbericht schreiben
10min
20min
15min
10min
100min
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Konzepdragen
• E & M standardisierter Test – CSEM • Maloney et al. (2000) Phys. Educ Res Am J Phys Suppl 69 (7)
• Nur Elektrosta+k Aufgaben (19) • Zeit 30min
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Konzeptmap
• Text über Elektrosta+k (Zusammenfassung) • Schlüsselwörter iden+fizieren • Schlüsselwörter in Kategorien einteilen • Zeichnen der Konzeptmap von Hand – Alterna+ve Cmap Tool
• Zeit 30min
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Textverständnis • Text über Photovoltaik – Science in School
• Informa+onen sammeln • Daten im Text überprüfen (Konsistenz)
– Wäre die Erde eine perfekte Kugel (R = 6370km), dann würde sie 1.8e17J/s erreichen (siehe Text). Wie kommen die Autoren auf dieses Resultat?
• Abschätzungen – „Schätzen Sie den Energiebedarf pro Tag, den die Einwohner von
Romanshorn haben (ohne Industrie). • Prozesse in eigenen Worten erklären
– pn-‐ Übergang – Umsetzung von Sonnenenergie in elektrische Energie
• Zeit 30min
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Konven+onelle Prüfung
• Zeit 45min
(3P) Zwei Teilchen sind 0.6m voneinander endernt und posi+v geladen, das eine mit q = 5nC, das andere mit Q = 18nC. Eine dripe Ladung q0 wird genau zwischen die beiden Ladungen gesetzt. Wie gross muss die Ladung q0 sein, damit die resul+erende Kra7 auf Q gerade null ist?
q q0 Q x
L
L/2
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Resultate Überblick • Performance • Reliabilität • Einteilung in Klassen (Cluster) • Korrela+onen mit andern Fächern – Konven+onelle Prüfung – Mathema+k – Textanalyse – Deutsch – Gesamtergebnis – Zeugnis Durchschnip
• Korrela+onen innerhalb des Tests – Konzeptmap – Konzeppest? – Konzeppest – konven+onelle Prüfung? – usw
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Performance
0.00#
0.20#
0.40#
0.60#
0.80#
1.00#
Experiment# Konzep5est# Konzeptmap# Textanalyse# Prufung#
Performan
ce*[%
]*
Mechanik Elektrosta+k
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Einteilung in Klassen
0.00#
0.20#
0.40#
0.60#
0.80#
1.00#
Experiment#
Konzep5ragen#
Konzeptmap#
Text#
Prüfung#
4 Klassen: Theore+ker (4) Experimentalisten (8) Konzepdrei (3) W-‐Klasse (2)
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Konzeppest
Konzeptmap
Textanalyse
Prüfung
Modell der Studierfähigkeit
Latente Variable Manifeste Variablen
Studierfähigkeit Fach Physik
Experiment
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Reliabilität
0"
0.2"
0.4"
0.6"
0.8"
1"
Experiment" Konzep5est" Konzeptmap" Textanalyse" Prufung" Cronbach's"alpha"
Cron
bach's+alph
a+if+de
leted+
Cronbach‘s alpha: 0.51
Würde man bei einem „gleichen“ Test wiederum dasselbe Resultat bezüglich der Studierfähigkeit im Fach Physik erreichen?
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Kompetenzorien+erte Prüfung -‐ Zeugnisdurchschnip
y"="2.3472x"+"3.4336"R²"="0.42324"
4.00"
4.40"
4.80"
5.20"
5.60"
0.00" 0.20" 0.40" 0.60" 0.80"
Zeugnis(D
urchschn
i-(
(
kompetenzorien4erte(Prüfung(
W2Klasse"
Konzep<rei"
TheoreAker"
Experimentalisten"
y"="0.6545x"+"4.2284"R²"="0.13537"
4.00"
4.40"
4.80"
5.20"
5.60"
0.00" 0.20" 0.40" 0.60" 0.80" 1.00"
Zeugnis(D
urchschn
i-(
konven1onelle(Prüfung(
W3Klasse"
Konzep=rei"
TheoreBker"
Experimentalisten"
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Korrela+onen innerhalb des Tests
• Konven+onelle Prüfung – Konzepdragen • Konven+onelle Prüfung – Experiment
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Konzept Test -‐ Konven+onelle Prüfung
y"="0.5678x"+"0.0004"R²"="0.39834"
0.00"
0.20"
0.40"
0.60"
0.80"
1.00"
0.00" 0.20" 0.40" 0.60" 0.80" 1.00"
Konzep
t(Test(
Konven,onelle(Prüfung(
W+Klasse"
Konzep=rei"
TheoreBker"
Experimentalisten"
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Experiment – konven+onelle Prüfung
y"="$0.0852x"+"0.6477"R²"="0.00996"
0.00"
0.20"
0.40"
0.60"
0.80"
1.00"
0.00" 0.20" 0.40" 0.60" 0.80" 1.00"
Expe
rimen
t*
Konven.onelle*Prüfung*
W$Klasse"
Konzep=rei"
TheoreBker"
Experimentalisten"
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Partner beim Experiment
0.00#
0.20#
0.40#
0.60#
0.80#
1.00#
0.00# 0.20# 0.40# 0.60# 0.80# 1.00#
konven
&one
lle(Prüfung(
Experiment(
W*Klasse#
Konzep4rei#
Theore9ker#
Experimentalisten#
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Korrela+onsmatrix
Experiment Konzep0est Konzeptmap Textanalyse Prüfung
Experiment 1 0.08 0.5 0.12 0.1
Konzeppest 1 -‐0.2 0.34 0.63
Konzeptmap 1 0.24 -‐0.41
Textanalyse 1 0.33
Prüfung 1
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Kompetenzen
Beobachten Messen Hypothese Vorher-‐ sagen
Beschrei-‐ben
Daten analysieren
Experiment Vorversuch
x x x x
Experiment Laborreport
x x x x
Textanalyse
Konzeppest
Konzeptmap
Prüfung
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Kompetenzen Experiment Vorversuch
0.00#
0.20#
0.40#
0.60#
0.80#
1.00#
Beobachten# Modell# Messen# Hypothese# Vorhersage#
Performan
ce*[%
]*
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Kompetenzen Experiment Versuch
0.00#
0.20#
0.40#
0.60#
0.80#
1.00#
Beschreiben# Daten#erheben# Daten#darstellen#
Daten#analysieren#
Daten#interpre9eren#
In#Kontext#stellen#
Laborbericht#schreiben#
Performan
ce*[%
]*
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Kompetenzen Textverständnis
0.0#
0.1#
0.2#
0.3#
0.4#
0.5#
0.6#
0.7#
0.8#
0.9#
1.0#
Fakten# Konsistenz#Berechnungen#
Schätzfragen# Verständnis#MC# Prozesse#in#eigene#Worte#fassen#
rich%
g'gelöst'[%
]'
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Zusammenfassung
• „Hohe“ Korrela+on zwischen Ergebnis der gesamten Prüfung und dem Zeugnisdurchschnip
• Reliabilität kann noch verbessert werden • Experimente alleine durchführen • Erhebliche Mängel – mit Daten (darstellen, analysieren, interpre+eren) – Mit Daten aus einem Text arbeiten (verifizieren von Angaben, Schätzaufgaben)
• Transfer noch nicht wirklich befriedigend