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Adaptives Informationssystem zur Erlernung mehrstelliger Addition und Subtraktion

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Präsentation der Diplomarbeit, August 2013, TU Graz

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Adaptives Informationssystem zur Erlernung mehrstelliger Addition und Subtraktion

  1. 1. 1 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 Adaptives Informationssystem zur Erlernung mehrstelliger Addition und Subtraktion Benedikt Neuhold
  2. 2. 2 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 Problem In der Grundschule: §  Arithmetik-Unterricht §  schriftliche Rechenverfahren (wichtige Kompetenz) Nach der Grundschule: §  Kompetenz wird nicht beherrscht §  fehlerhafte Denk- und Rechenmuster
  3. 3. 3 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 Motivation Lehrperson muss fehlerhafte Strukturen erkennen §  diagnostische Tests §  aufwendig §  spiegeln den aktuellen Ist-Zustand wider §  Prüfungssituation PlusMinus-Trainer §  die Lehrperson unterstützen §  einfache Benutzung §  aktueller Wissensstand §  erkennen fehlerhafter Denkmuster http://www.flickr.com/photos/ooocha/ 2631610399
  4. 4. 4 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 Learning Analytics §  Bildungseinrichtungen nutzen neue Technologien §  Analyse der Daten - großes Potenzial §  Lernfortschritt §  individuelle Unterstützung für Schüler und Schülerinnen “the measurement, collection, analysis and reporting of data about learners and their contexts, for purposes of understanding and optimizing learning and the environments in which it occurs.” (1st International Conference Learning Analytics & Knowledge, 2013) §  Lehrperson steht im Mittelpunkt §  führt Intervention durch
  5. 5. 5 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 Learning Analytics Cycle learners data metrics interventions Learning Analytics Cycle nach Clow, 2012
  6. 6. 6 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 Schriftliche Rechenverfahren §  Addition §  für Schülerinnen und Schüler einfach §  nur ein verbreitetes Rechenverfahren Fehlertypen: §  Fehler im Eins-plus-Eins (vor allem ±1) §  Fehler beim Übertrag §  Fehler bei ungleicher Stellenanzahl §  Fehler beim Operieren mit der 0
  7. 7. 7 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 Schriftliche Rechenverfahren §  Subtraktion §  für Schülerinnen und Schüler schwerer §  keine einheitlichen Rechenverfahren §  fehleranfälliger Fehlertypen: §  Fehler beim Übertrag §  Fehler bei der Rechenrichtung §  Fehler mit der 0 §  Fehler bei unterschiedlicher Stellenanzahl §  Eins-und-Eins Fehler §  Anwendung der inversen Operation
  8. 8. 8 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 Diagnostische Tests §  80% der Rechenfehler sind systematische Fehler
  9. 9. 9 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 PlusMinus-Trainer §  Webanwendung §  freien Technologien (PHP, MySql, Zend Framework 2, …) §  erreichbar unter http://plusminus.tugraz.at oder http:// mathe.tugraz.at
  10. 10. 10 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 PlusMinus-Trainer §  Zielgruppe: 3. bis 5. Schulstufe Kompetenzsystem: §  adaptiv §  abwechslungsreich §  Addition und Subtraktion gemischt
  11. 11. 11 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 Programmablauf
  12. 12. 12 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 Statistische Auswertung §  Einblick in den Lernfortschritt §  fehlerhafte Strukturen erkennen §  einfache Visualisierung (Ampelfarben)
  13. 13. 13 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 Evaluation §  durchgeführt mit zwei 4. Klassen einer Volksschule §  34 Schülerinnen und Schüler §  Arbeitszeit pro SchülerIn: ca. 20 – 30 Minuten §  Ergebnis in Zahlen: §  2678 Rechenaufgaben insgesamt gelöst (~78 pro SchülerIn) §  Erfolgsquote: 86,59% §  durchschnittliche Antwortzeit: 16,77 Sekunden
  14. 14. 14 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 Ergebnisse 0   200   400   600   800   1000   1200   1400   Addi+on   Subtrak+on   Fehlerhäufigkeit  nach  Opera+on   falsch   rich+g   0   1   2   3   4   5   6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   ANZAHL  DER  SCHÜLER   KOMPETENZLEVEL   Maximales  Kompetenzlevel  Addi+on   0   1   2   3   4   5   6   7   8   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24   ANZAHL  DER  SCHÜLER   KOMPETENZLEVEL   Maximales  Kompetenzlevel  Subtrak+on  
  15. 15. 15 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 Der starke Lernertyp Der schwächere Lernertyp
  16. 16. 16 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 Der festgefahrene Lernertyp Der durchschnittliche Lernertyp
  17. 17. 17 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 Ergebnisse §  Schüler Norbert §  häufiges Auftreten von Fehlertyp „Kleiner minus Größer“ §  Intervention der Lehrerin bzw. des Lehrers notwendig
  18. 18. 18 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 Zusammenfassung und Ausblick §  PlusMinus-Trainer §  unterstützt den Lehrer bzw. die Lehrerin §  unterstützt Schülerinnen und Schüler sowie Eltern §  Fehlerdiagnose §  frei zugänglich §  Auswertung in Echtzeit §  Zukunft? §  detailliertere Fehlerdiagnose §  Apps (iPhone) §  ….. §  leicht erweiterbar §  mehrsprachig §  Apps (Android)
  19. 19. 19 Diplomprüfung Institut für Informationssysteme und Computer Medien Graz, August 2013 Adaptives Informationssystem zur Erlernung mehrstelliger Addition und Subtraktion Benedikt Neuhold

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