10 Fakultät Wirtschafts- und Sozialwissenschaften

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Abschlussbericht zum Verbundprojekt "VASE", Virtual and Analytics Service im Maschinen- und Anlagenbau : im Rahmen der BMBF Bekanntmachung "Technikbasierte Dienstleistungssysteme" des Forschungsprogramms "Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen" : Themenschwerpunkt 2.1 Produktionsbezogene Dienstleistungssysteme
(Stuttgart : Universität Stuttgart, Institut für Erziehungswissenschaft, Abteilung Berufspädagogik mit Schwerpunkt Technikdidaktik, 2021) Zinn, Bernd; Pletz, Carolin; Seiter, Mischa; Rusch, Marc; Wemmer, Holger; Herkersdorf, Markus; Duffke, Gerd; De Marco, Francesco; Gottschalck, Daniel; Fritz, Timo; Schnabel, Oliver
Die Zielsetzungen des Forschungs- und Entwicklungsprojekts „Virtual and Analytics Service im Maschinen- und Anlagenbau“ (VASE) lagen in einer unternehmensspezifischen Adaption, Erprobung und Evaluation von virtuellen Lern- und Arbeitsumgebungen, in der Entwicklung eines Vorgehens, um auf Basis von Prozessdaten Defizite in Dienstleistungsprozessen zu identifizieren und in der Begründung eines praxiserprobten Integrationsmodells zur Förderung der Rezeption eines Virtual and Analytics-Services im industriellen Dienstleistungsbereich des Maschinen- und Anlagenbaus.
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Adaptive training of the mental rotation ability in an immersive virtual environment
(2021) Ariali, Sunita; Zinn, Bernd
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Analyse der Ursachen für die Ausbildungsvertragslösungen im Beruf der/des Rechtsanwaltsangestellten : qualitative Befragung der Auszubildenden
(2022) Kerenceva, Olga
Die Vertragslösungen in der Ausbildung zur/zum Rechtsanwaltsfachangestellten stellen nach wie vor eine Herausforderung dar. Vorzeitige Beendigung der Ausbildung hat in den meisten Fällen Nachteile für die Kanzlei und für die Auszubildenden. Jede Vertragslösung ist individuell und spiegelt das Zusammenwirken diverser Einflüsse und Faktoren, die dazu führen, wider. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Prozesse im Beruf der Rechtsanwaltsfachangestellten transparent zu machen sowie die Ursachen zu erforschen, die zu einer vorzeitigen Vertragslösung führen können.
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BeeLife : a mobile application to foster environmental awareness in classroom settings
(2024) Stock, Adrian; Stock, Oliver; Mönch, Julia; Suren, Markus; Koch, Nadine Nicole; Rey, Günter Daniel; Wirzberger, Maria
Introduction: Significant threats to our environment tremendously affect biodiversity and related gains. Particularly wild bees actively contribute by pollinating plants and trees. Their increasing extinction comes with devastating consequences for nutrition and stability of our ecosystem. However, most people lack awareness about those species and their living conditions, preventing them to take on responsibility. Methods: We introduce an intervention consisting of a mobile app and related project workshops that foster responsibility already at an early stage in life. Drawing on principles from multimedia learning and child-centered design, six gamified levels and accompanying nature-based activities sensitize for the importance of wild bees and their role for a stable and diverse ecosystem. A pilot evaluation across three schools, involving 44 children aged between 9 and 12, included a pre-, post-, and delayed post-test to inspect app usability and learning gains. Results: Most children perceived the app as intuitive, engaging, and visually appealing, and sustainably benefited from our intervention in terms of retention performance. Teacher interviews following the intervention support the fit with the envisioned target group and the classroom setting. Discussion: Taken together, the obtained evidence emphasizes the benefits of our intervention, even though our sample size was limited due to dropouts. Future extensions might include adaptive instructional design elements to increase observable learning gains.
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Berufliche Bildung als Basis für umweltgerechtes berufliches Handeln? : Ausgangsbedingungen, pädagogische Handlungsprogramme und deren Effekte am Beispiel Burkina Faso
(2010) Bokoum, Djibril; Nickolaus, Reinhold (Prof. Dr. phil.)
Der heutige schlechte Umweltzustand ist das Resultat einer von Menschen veränderten Natur und bedroht deren Lebensmöglichkeiten. Von den beeinflussenden externen Faktoren auf die Natur wurden die menschlichen Eingriffe weitgehend als die schlimmsten erkannt. Menschliche Aktivitäten, welche unter dem Begriff Produktion und Konsum zusammengefasst werden können, wirken sich immer auf die natürlichen Ressourcen, auf Organismen und Lebewesen aus und bedrohen ihre eigene Existenz. Vor diesem Hintergrund ist jegliches Handeln als ein Umwelthandeln zu sehen, das der besonderen Verantwortung für Mensch und Natur Rechnung tragen sollte. Eine der wichtigsten Voraussetzungen dafür, verantwortlich zu handeln, besteht in Kenntnissen über Natur und Umwelt und setzt Umweltlernen voraus. Ausgehend von der auf der Konferenz in Rio de Janeiro verabschiedeten Agenda 21 wurde in Burkina Faso eine lokale Agenda für nachhaltige Entwicklung ausgearbeitet. Inwieweit diese Forderungen in der Realität umgesetzt sind, soll in dieser Arbeit beleuchtet werden. In Zentrum stehen dabei die Fragestellungen, ob a) die berufliche Bildung die Basis umweltgerechten Handelns sein kann sowie b) ob die Umweltbildung in der beruflichen Ausbildung in Burkina Faso umgesetzt wird und dort zu einem adäquaten Umweltbewusstsein und Umweltverhalten führt. Als Referenz zur Darstellung der Situation in Burkina Faso wurden empirische Befunde aus Modellversuchen zur Umsetzung der Umweltbildung in der beruflichen Bildung in Deutschland herangezogen, die insbesondere dazu dienten, Umsetzungsprobleme herauszuarbeiten, die auch in einem relativ funktionalen Berufsbildungssystem bei der Implementation der durch Interessenskonflikte gekennzeichneten beruflichen Umweltbildung auftreten. In Burkina Faso wurden Hauptakteure der beruflichen Ausbildung und Umweltexperten, die die Forderungen der nationalen Agenda 21 umsetzen sollen, befragt (institutionelle Ebene). Auf schulischer Ebene wurden Werkmeister und Lehrkräfte zu Umwelthandeln in Schule und Unterricht befragt. Auf institutioneller Ebene endeten die Bemühungen für die Umweltbildung bisher in der Ausarbeitung einer nationalen Strategie und der Bestimmung von Umweltproblemen in Burkina Faso. Auch wenn diese nationale Strategie ein erster positiver Schritt ist, steht die Verwirklichung vieler in ihr festgelegter Zielsetzungen immer noch aus. Schwierigkeiten liegen vor allem in den administrativ-organisatorischen sowie in den finanziellen und materiellen Rahmenbedingungen begründet. Auf curricularer Ebene wurde eine Reform unternommen, die allerdings keine bedeutenden Innovationen in der beruflichen Ausbildung anstieß. Der Umweltschutz wurde jedoch nicht berücksichtigt. Die Umweltexperten wurden nicht zu der neuen Curriculumreform der Berufsausbildung hinzugezogen. Die erheblichen Defizite in der beruflichen Ausbildung drängen z. Z. die Wahrnehmung für Umweltprobleme auf curricularer Ebene in den Hintergrund. Lehrer, Umweltexperten und für die Curricula verantwortliche Pädagogen arbeiten nicht zusammen, da keine rechtlichen Grundlagen dafür erlassen wurden. Die Tatsache, dass die Handlungsträger der Berufsausbildung keine Umwelterziehung genossen haben, schränkt die Erfolgschancen der Einführung der Umwelt als Bestandteil des Curriculums erheblich ein. Reformen der Berufsausbildung wurden unternommen, welche jedoch unter keinen günstigen materiellen und finanziellen Bedingungen erfolgten. Auf schulischer Ebene zeigte sich, dass auf allen Dimensionen der Umweltschutzbildung ungünstige Ausprägungen bei den Befragten vorzufinden sind. Auch wenn das Umweltwissen vorhanden ist, setzen sich die Lehrenden nicht unbedingt für den Umweltschutz ein. Da die Sensibilisierung mit weniger Aufwand als ein vollwertiger Umweltunterricht verbunden ist, wurde sie günstiger als Variablen wie Umweltunterricht oder Kooperation mit anderen eingeschätzt. In den theoretischen Konzeptionen der Umweltbildung, finden sowohl gezielte pädagogische Aktivitäten für eine selbständige Auseinandersetzung mit der Natur als auch die Zusammenarbeit mit außerschulischen Einrichtungen Erwähnung; sie sollen das Umweltbewusstsein der Lernenden fördern. Die Befunde zeigen allerdings wenig Bezug des Unterrichts zur Natur und Gesellschaft. Weiterhin zeigt sich, dass partizipative Unterrichtsmethoden nicht eingesetzt werden. Die für die Umweltbildung empfohlene Situations- bzw. Handlungs- und Problemorientierung, die meistens durch die Zusammenarbeit mit außerschulischen Einrichtungen und durch eine naturorientierte Pädagogik erfolgen, kommen nicht zum Einsatz. Die Lehre in der beruflichen Bildung in Burkina Faso trägt in der bisherigen Form nicht zur Förderung eines Umweltbewusstseins der Schüler bei und bereitet die heutige Generation nicht auf ein umweltgerechtes Handeln vor. Gründe für die mangelnde Umsetzung der lokalen Agenda sowie Möglichkeiten, Umweltbildung in den Schulen zu implementieren werden diskutiert. Die Ursachen der Umweltprobleme werden stark mit den ungünstigen sozioökonomischen Bedingungen des Landes verbunden. Eine nachhaltige Entwicklungspolitik muss in diesem Fall über die Verankerung der Umwelterziehung in den Lehrplänen hinausgehen und die hier erwähnten Faktoren berücksichtigen. Folglich sollte - eine Sicherung der Existenzgrundlage der Bevölkerung, - eine Stabilisierung bzw. Reduktion des Bevölkerungswachstums durch eine Geburtenkontrolle und - die Sicherung einer beruflichen Ausbildung in den verschiedenen Produktionssektoren für die Mehrheit der Bevölkerung, im Idealfall verbunden mit einem Zugang zur allgemeinen Bildung, Ziel der Bemühungen sein.
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Das Beziehungsgefüge zwischen betrieblichem Ausbildungspersonal und Auszubildenden : ein Literaturbericht
(1989) Nickolaus, Reinhold
Der vorliegende Literaturbericht wurde im Rahmen eines Projektes am Institut für Berufs- und Wirtschaftspädagogik der Universität Stuttgart zum Thema "Lehrende in der Berufsbildung" (IEW-Projekt LIB) erstellt. Er soll eine Ausgangsbasis für eine nachfolgende empirische Untersuchung zum "Verhältnis" zwischen betrieblichem Ausbildungspersonal und Auszubildenden bieten.
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Decoding mental effort in a quasi-realistic scenario : a feasibility study on multimodal data fusion and classification
(2023) Gado, Sabrina; Lingelbach, Katharina; Wirzberger, Maria; Vukelić, Mathias
Humans’ performance varies due to the mental resources that are available to successfully pursue a task. To monitor users’ current cognitive resources in naturalistic scenarios, it is essential to not only measure demands induced by the task itself but also consider situational and environmental influences. We conducted a multimodal study with 18 participants (nine female, M = 25.9 with SD = 3.8 years). In this study, we recorded respiratory, ocular, cardiac, and brain activity using functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) while participants performed an adapted version of the warship commander task with concurrent emotional speech distraction. We tested the feasibility of decoding the experienced mental effort with a multimodal machine learning architecture. The architecture comprised feature engineering, model optimisation, and model selection to combine multimodal measurements in a cross-subject classification. Our approach reduces possible overfitting and reliably distinguishes two different levels of mental effort. These findings contribute to the prediction of different states of mental effort and pave the way toward generalised state monitoring across individuals in realistic applications.
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Designing a computational thinking intervention for kindergarten students
(2024) Bahr, Tobias
In recent years, the emphasis on Future Skills - such as Communication, Critical Thinking, Creativity, Cooperation, and Computational Thinking (CT) - has significantly increased in K-12 education, as these skills can empower students to understand new phenomena that shape society. Various countries are striving to provide students with learning opportunities to acquire these skills starting in early childhood education. However, the state of research on the implementation of CT in educational settings by teachers, the effectiveness of piloted educational materials, and the outcomes of teacher training programs remains limited, especially in early childhood education compared to other K-12 age groups. This work-in-progress paper presents an overview of related work on CT in early childhood Computer Science education, describes an intervention, and concludes with an outlook on the implications of the findings and potential future directions.
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Editorial - professional and vocational identity development
(2024) Wuttke, Eveline; Heinrichs, Karin; Hillen, Stefanie A.; Kögler, Kristina
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Efficacy of personalized feedback in encouraging sustainable washing behavior : evidence from a pilot study in Germany
(2025) Höpfl, Laura; Đula, Ivan; Kiss, Francisco; Walter, Rebecca; Wirzberger, Maria
Introduction: Reducing household energy consumption through behavioral changes is a key strategy in addressing the emissions driving the climate crisis. Behavioral changes in affluent households toward more sustainable practices can have a significant positive impact. Prior research highlighted the role of individual values and motivational factors in shaping sustainable clusters. A more personalized approach toward encouraging the resulting clusters of people to adopt more sustainable strategies seems promising. Such an approach could incorporate aligned feedback, which has been proven to be a powerful mechanism throughout learning processes.
Method: Over 9 weeks, a pilot study with 50 participants investigated the impact of different types of feedback on washing behavior. The within-subjects design included (1) a baseline condition, (2) feedback on energy consumption (kWh), and (3) feedback on monetary costs per cycle (EUR). Data collection encompassed pre- and post-condition surveys, a final comprehensive survey, and a diary-formatted table. The primary objective was to evaluate the potential for individualization. Asynchronous structured interviews were conducted at the end to explore participants' perceptions and washing behaviors.
Results: While we found effects for the feedback manipulation, we found no differences between user clusters in individual washing behaviors. Furthermore, participants qualitatively reported habitual changes, feeling more knowledgeable about the monetary impacts of specific washing programs and temperatures, and wished for a more accessible preset time function. Most participants expressed willingness to switch to a dynamic energy price if it translated to significant cost savings.
Discussion: Our findings may support the notion that individualized behavior change strategies are promising. In general, these strategies should be easily applicable, cost-effective, and promote habits to be exerted regularly. Arising methodological limitations suggest further research in this domain. From an applied perspective, our research provides valuable insights for designing products, services, and regulations by governments and companies, empowering them to develop more effective strategies for reducing energy consumption.
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Einfluss und Bedeutung der Geschlechtsspezifität bei der Lernunterstützung mit Virtual Reality in der universitären Ausbildung im Ingenieurwesen
(2023) Kontokosta, Stefania
Mittels dieser Bachelorarbeit soll der Frage nachgegangen werden, ob vorhandene Unterschiede in der Lernunterstützung durch Virtual Reality im Kontext des Ingenieurstudiums geschlechtsbedingt sind. Die Forschungsfrage lautet konkret: „Gibt es geschlechtsspezifische Differenzen bei der Nutzung von Virtual Reality in der universitären Ausbildung im Ingenieurwesen?“
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Einflussfaktoren auf den Wissenstransfer in Projektübergabeprozessen und Handlungsoptionen für die Optimierung von Projektübergaben
(2011) Sarnitz, Anja; Nickolaus, Reinhold (Prof. Dr.)
In dieser Arbeit wurden relevante Einflussfaktoren auf den Wissenstransfer in Projektübergabe-prozessen empirisch untersucht und mit Hilfe der daraus gewonnenen Erkenntnisse Handlungsoptionen für Optimierungen von Projektübergaben abgeleitet. Darauf aufbauend wurde ein Optimierungsprogramm entwickelt, welches zur Umsetzung der gewonnenen Erkenntnisse diente und bereits in Form eines Pilotprojekts im unternehmerischen Kontext implementiert ist. Dazu wurde im Zeitraum von September 2007 bis Januar 2010 am Institut für Erziehungswissenschaft und Psychologie in der Abteilung Berufs-, Wirtschafts- und Technikpädagogik der Universität Stuttgart in Kooperation mit einem internationalen Großkonzern der Elektrobranche am Forschungs- und Entwicklungsstandort Stuttgart ein mehrstufiges Forschungsprojekt durchgeführt. In einer ersten Stufe wurden neben der Aufarbeitung der theoretischen Grundlagen und der aktuellen Befunde, Vorgespräche und qualitative Leitfadeninterviews durchgeführt, um damit in einer aufbauenden Stufe eine fundierte quantitative Onlinebefragung erstellen und durchführen zu können. Damit konnten empirisch abgesicherte Erkenntnisse über die relevanten Einflussfaktoren auf den Wissenstransfer in Projektübergabeprozessen gewonnen und konkrete Handlungsoptionen für Optimierungen von Projektübergaben formuliert werden. Mit Hilfe dieser Optionen wurde abschließend in einer letzten Stufe das Optimierungsprogramm entwickelt und im Unternehmen implementiert. Der Projektübergabeprozess wurde in dieser Forschungsarbeit zunächst aus den drei unterschiedlichen Perspektiven der Lehr-Lernforschung, des Wissensmangements und des Projektmanagements theoretisch beleuchtet. Konkrete bereits vorliegende, wissenschaftliche Untersuchungen des Wissenstransfers in Projektübergabeprozessen konnten trotz intensiver Recherchen in diesen Disziplinen nicht ausfindig gemacht werden, so dass in einem ersten Schritt die Übergabesituation mit einer Lehr-Lernsituation verglichen wurde, in der sich der Übergebende gezwungenermaßen in der Rolle des Lehrenden, der Rezipient in der Rolle des Lernenden befindet. Als Grundlage zur Generierung eines theoretischen Modells stand daher die Perspektive der Lehr-Lernforschung zunächst stark im Fokus und konnte sukzessive durch die Perspektive des Wissens- und Projektmanagements erweitert und ergänzt werden. Das theoretische Modell zeigt drei verschiedene Haupteinflussbereiche, welche durch weiteres Ausdifferenzieren genauer spezifiziert wurden. Der erste Haupteinflussbereich „Rahmenbedingungen und Voraussetzungen“ zeigt Faktoren, welche nochmals in organisationale und individuelle Faktoren unterteilt werden können. Diese Faktoren können durch die an der Projektübergabe direkt beteiligten Personen kaum oder gar nicht beeinflusst werden und sind für Projektübergabeprozesse als (nahezu) gegeben anzusehen. Der zweite Haupteinflussbereich beinhaltet „Interaktionsspezifische Faktoren“, welche die Zusammenarbeit und Interaktion der Beteiligten betrifft und welche von diesen daher bedingt beeinflusst werden können. Der dritte Haupteinflussbereich der „Prozessspezifischen Faktoren“ beinhaltet jene Faktoren, welche den eigentlichen Prozess direkt steuern und welche durch die Beteiligten unmittelbar beeinflusst werden können. Daher sind in diesem Haupteinflussbereich die größten Optimierungspotenziale zu finden. Das Ziel einer erfolgreichen Projektübergabe ist nach der Definition in dieser Forschungsarbeit dadurch gekennzeichnet, dass der Rezipient möglichst schnell, eigenständig, produktiv und effizient innerhalb des Projektteams tätig wird und all seine Fähigkeiten und Kompetenzen gewinnbringend einsetzen kann. Die wesentlichen Einflussfaktoren, um dieses Ziel zu erreichen, konnten mit Hilfe der durchgeführten Analysen ermittelt werden. Dabei kristallisierten sich eine übersichtliche Übergabestruktur, eine gute Zusammenarbeit, klare gegenseitige Erwartungen und klar kommunizierte Erwartungen der übergeordneten Hierarchieebene, eine bedarfsgerechte Unterstützung des Rezipienten, das inhaltliche Interesse der Beteiligten am Projekt sowie deren Motivation für die Übergabe als Haupteinflussfaktoren heraus. Überraschenderweise hatte es keinen direkten Einfluss auf die Bewertung des Gesamterfolgs der Projektübergabe, welcher allgemeinen Arbeitsbelastung die Beteiligten während des Prozesses ausgesetzt waren und welches Vorwissen der Rezipient nach eigenen Einschätzungen für die Übernahme des Projekts mitbrachte. Allerdings zeigen die Untersuchungen, dass das vorhandene Vorwissen durch den Übergebenden zu Beginn der Projektübergabe gezielt abgeklärt werden sollte. Es spielte für das Gesamturteil der Projektübergabe keine Rolle, ob der Übergebende bereits Erfahrung im Übergeben von Projekten in der Vergangenheit sammeln konnte oder nicht. Die in dieser Forschungsarbeit untersuchten Projektübergaben lassen außerdem darauf schließen, dass es keinen relevanten Einfluss auf den Gesamterfolg einer Projektübergabe hat, ob das Projekt an einen bereits intern tätigen oder einen neu ins Unternehmen eintretenden Mitarbeiter übergeben wird. Neben den Haupteinflussfaktoren konnten weitere Faktoren ermittelt werden, welche den Prozessverlauf positiv beeinflussen. So ist es hilfreich, zu Beginn der Projektübergabe allgemeine Projektinformationen, wie die Projektstruktur, den Projektzeitplan, die Projektziele und die Meilensteine zur Erreichung dieser Ziele zu erläutern. Der Rezipient sollte die Übergabe mitsteuern können und es sollte gemeinsam von den Beteiligten festgelegt werden, welche Inhalte selbst erarbeitet und welche direkt durch den Übergebenden transferiert werden. Das entwickelte, zweiteilige Optimierungsprogramm besteht aus einem Softwaretool, sowie einem Workshopkonzept, wodurch die Mitarbeiter unterstützt und befähigt werden, eine strukturierte Projektübergabe planen und durchführen zu können. Der aufgrund dieser Forschungsarbeit entstandene optimierte Prozessablauf wurde in einzelnen Pilotübergaben im unternehmerischen Umfeld erprobt. Diese lassen den Rückschluss auf eine wissenschaftlich fundierte, praxiserprobte gelungene Prozessoptimierung zu.
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Elektro-FIT - Modul 0 - Lehrerbegleitheft
(Stuttgart : Universität Stuttgart, BPT, 2022) Wyrwal, Matthias; Hedrich, Matthias
Das elektrotechnische Förder- und Interventionstraining „Elektro-FIT“ wurde im Rahmen des Forschungsprojektes „LEBUS“ (Lehrerbildung an Beruflichen Schulen) entwickelt und zeigte innerhalb einer Studie eindeutige positive Effekte auf die Entwicklung des Fachwissen der Schüler*innen (siehe Hedrich & Ariali 2019, Artikel kostenlos verfügbar unter der DOI https://doi.org/10.48513/joted.v7i1.179). Im Elektro-FIT werden Inhalte der Grundstufe Elektrotechnik behandelt. Grundlage für die Aufgabenschwerpunkte sind Kerninhalte des Lernfeldkonzeptes bzw. der Umsetzungshilfe für Elektroberufe im Bundesland Baden-Württemberg. Der Fokus liegt auf dem selbstständigen, strategischen Erarbeiten von Fachinhalten durch die Schüler*innen, die damit einhergehende Förderung von Fachwissen, der fachspezifischen (elektrotechnischen) Lösungsstrategien sowie die Vertiefung der allgemeinen Problemlösestrategien vor dem Hintergrund stark heterogener Klassenzusammensetzungen im Bereich der elektrotechnischen Grundbildung. Insgesamt gliedert sich das Elektro-FIT in vier Module: Modul 0 - Lehrerbegleitheft, Modul 1 - Allgemeine Problemlösestrategien, Modul 2 - Lernfeld 1 und Modul 3 - Lernfeld 2. In Modul 0 (Lehrerbegleitheft) wird der Lehrkraft zunächst der Ablauf des Elektro-FIT und der korrekte Einsatz der Module 1, 2 und 3 beschrieben. Mit Modul 1 (Allgemeine Problemlösestrategien) lernen Schüler*innen Strategien der Planung, Ausführung und Bewertung bei der Bearbeitung von Übungsaufgaben. Diese Strategien sind für den Einsatz der beiden Module 2 (Inhalte Lernfeld 1) und 3 (Inhalte Lernfeld 2) notwendig. In diesen werden je Heft anhand projektorientierter Aufgabenstellungen gezielt Inhalte aus dem jeweiligen Lernfeld behandelt. Dabei ist wichtig: Modul 2 und Modul 3 sind unabhängig voneinander einsetzbar, sofern mit den Schüler*innen Modul 1 bearbeitet wurde. Bei der Bearbeitung der Module 2 und 3 durch die Schüler*innen werden diesen verschiedene Unterstützungsmaterialien angeboten, welche zwischen leistungsschwächeren und -stärkeren Schüler*innen differenzieren. Dazu gehören vertiefende Erläuterungen von Grundlagen, Profiaufgaben, Übungsaufgaben und Impulskarten, welche die eigenständige Bearbeitung der problemorientierten Aufgabenstellungen fördern und gleichzeitig die Lehrkraft entlasten. Die Materialien sind für den Einsatz im regulären Lernfeldunterricht gedacht und lassen sich durch die modularisierte Form ebenso auszugsweise einsetzen. Das Förder- und Interventionstraining in der hier eingesetzten Form wurde in abgewandelter Form im Berufsbezogenen Strategietraining „BEST“ auch für den Baubereich (Berufsfeld Grundstufe Bautechnik) entwickelt und in zwei Studien positiv evaluiert. Die entsprechenden Materialien der Autorinnen Kerstin Norwig und Cordula Petsch finden sich hier: https://www.schule-bw.de/faecher-und-schularten/berufliche-schularten/berufsschule/lernfelder/bautechnik Eine ebenfalls positiv evaluierte Adaption des Trainings für die einjährige Berufsfachschule Metalltechnik „FlAM“ findet sich hier: https://www.schule-bw.de/faecher-und-schularten/berufliche-schularten/berufsschule/lernfelder/metalltechnik/modulaufgaben-metallbau-und-shk
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Elektro-FIT - Modul 1 - Allgemeine Problemlösestrategien
(Stuttgart : Universität Stuttgart, BPT, 2022) Hedrich, Matthias
Das elektrotechnische Förder- und Interventionstraining „Elektro-FIT“ wurde im Rahmen des Forschungsprojektes „LEBUS“ (Lehrerbildung an Beruflichen Schulen) entwickelt und zeigte innerhalb einer Studie eindeutige positive Effekte auf die Entwicklung des Fachwissen der Schüler*innen (siehe Hedrich & Ariali 2019, Artikel kostenlos verfügbar unter der DOI https://doi.org/10.48513/joted.v7i1.179). Im Elektro-FIT werden Inhalte der Grundstufe Elektrotechnik behandelt. Grundlage für die Aufgabenschwerpunkte sind Kerninhalte des Lernfeldkonzeptes bzw. der Umsetzungshilfe für Elektroberufe im Bundesland Baden-Württemberg. Der Fokus liegt auf dem selbstständigen, strategischen Erarbeiten von Fachinhalten durch die Schüler*innen, die damit einhergehende Förderung von Fachwissen, der fachspezifischen (elektrotechnischen) Lösungsstrategien sowie die Vertiefung der allgemeinen Problemlösestrategien vor dem Hintergrund stark heterogener Klassenzusammensetzungen im Bereich der elektrotechnischen Grundbildung. Insgesamt gliedert sich das Elektro-FIT in vier Module: Modul 0 - Lehrerbegleitheft, Modul 1 - Allgemeine Problemlösestrategien, Modul 2 - Lernfeld 1 und Modul 3 - Lernfeld 2. In Modul 0 (Lehrerbegleitheft) wird der Lehrkraft zunächst der Ablauf des Elektro-FIT und der korrekte Einsatz der Module 1, 2 und 3 beschrieben. Mit Modul 1 (Allgemeine Problemlösestrategien) lernen Schüler*innen Strategien der Planung, Ausführung und Bewertung bei der Bearbeitung von Übungsaufgaben. Diese Strategien sind für den Einsatz der beiden Module 2 (Inhalte Lernfeld 1) und 3 (Inhalte Lernfeld 2) notwendig. In diesen werden je Heft anhand projektorientierter Aufgabenstellungen gezielt Inhalte aus dem jeweiligen Lernfeld behandelt. Dabei ist wichtig: Modul 2 und Modul 3 sind unabhängig voneinander einsetzbar, sofern mit den Schüler*innen Modul 1 bearbeitet wurde. Bei der Bearbeitung der Module 2 und 3 durch die Schüler*innen werden diesen verschiedene Unterstützungsmaterialien angeboten, welche zwischen leistungsschwächeren und -stärkeren Schüler*innen differenzieren. Dazu gehören vertiefende Erläuterungen von Grundlagen, Profiaufgaben, Übungsaufgaben und Impulskarten, welche die eigenständige Bearbeitung der problemorientierten Aufgabenstellungen fördern und gleichzeitig die Lehrkraft entlasten. Die Materialien sind für den Einsatz im regulären Lernfeldunterricht gedacht und lassen sich durch die modularisierte Form ebenso auszugsweise einsetzen. Das Förder- und Interventionstraining in der hier eingesetzten Form wurde in abgewandelter Form im Berufsbezogenen Strategietraining „BEST“ auch für den Baubereich (Berufsfeld Grundstufe Bautechnik) entwickelt und in zwei Studien positiv evaluiert. Die entsprechenden Materialien der Autorinnen Kerstin Norwig und Cordula Petsch finden sich hier: https://www.schule-bw.de/faecher-und-schularten/berufliche-schularten/berufsschule/lernfelder/bautechnik Eine ebenfalls positiv evaluierte Adaption des Trainings für die einjährige Berufsfachschule Metalltechnik „FlAM“ findet sich hier: https://www.schule-bw.de/faecher-und-schularten/berufliche-schularten/berufsschule/lernfelder/metalltechnik/modulaufgaben-metallbau-und-shk
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Elektro-FIT - Modul 2 - Lernfeld 1
(Stuttgart : Universität Stuttgart, BPT, 2022) Hedrich, Matthias
Das elektrotechnische Förder- und Interventionstraining „Elektro-FIT“ wurde im Rahmen des Forschungsprojektes „LEBUS“ (Lehrerbildung an Beruflichen Schulen) entwickelt und zeigte innerhalb einer Studie eindeutige positive Effekte auf die Entwicklung des Fachwissen der Schüler*innen (siehe Hedrich & Ariali 2019, Artikel kostenlos verfügbar unter der DOI https://doi.org/10.48513/joted.v7i1.179). Im Elektro-FIT werden Inhalte der Grundstufe Elektrotechnik behandelt. Grundlage für die Aufgabenschwerpunkte sind Kerninhalte des Lernfeldkonzeptes bzw. der Umsetzungshilfe für Elektroberufe im Bundesland Baden-Württemberg. Der Fokus liegt auf dem selbstständigen, strategischen Erarbeiten von Fachinhalten durch die Schüler*innen, die damit einhergehende Förderung von Fachwissen, der fachspezifischen (elektrotechnischen) Lösungsstrategien sowie die Vertiefung der allgemeinen Problemlösestrategien vor dem Hintergrund stark heterogener Klassenzusammensetzungen im Bereich der elektrotechnischen Grundbildung. Insgesamt gliedert sich das Elektro-FIT in vier Module: Modul 0 - Lehrerbegleitheft, Modul 1 - Allgemeine Problemlösestrategien, Modul 2 - Lernfeld 1 und Modul 3 - Lernfeld 2. In Modul 0 (Lehrerbegleitheft) wird der Lehrkraft zunächst der Ablauf des Elektro-FIT und der korrekte Einsatz der Module 1, 2 und 3 beschrieben. Mit Modul 1 (Allgemeine Problemlösestrategien) lernen Schüler*innen Strategien der Planung, Ausführung und Bewertung bei der Bearbeitung von Übungsaufgaben. Diese Strategien sind für den Einsatz der beiden Module 2 (Inhalte Lernfeld 1) und 3 (Inhalte Lernfeld 2) notwendig. In diesen werden je Heft anhand projektorientierter Aufgabenstellungen gezielt Inhalte aus dem jeweiligen Lernfeld behandelt. Dabei ist wichtig: Modul 2 und Modul 3 sind unabhängig voneinander einsetzbar, sofern mit den Schüler*innen Modul 1 bearbeitet wurde. Bei der Bearbeitung der Module 2 und 3 durch die Schüler*innen werden diesen verschiedene Unterstützungsmaterialien angeboten, welche zwischen leistungsschwächeren und -stärkeren Schüler*innen differenzieren. Dazu gehören vertiefende Erläuterungen von Grundlagen, Profiaufgaben, Übungsaufgaben und Impulskarten, welche die eigenständige Bearbeitung der problemorientierten Aufgabenstellungen fördern und gleichzeitig die Lehrkraft entlasten. Die Materialien sind für den Einsatz im regulären Lernfeldunterricht gedacht und lassen sich durch die modularisierte Form ebenso auszugsweise einsetzen. Das Förder- und Interventionstraining in der hier eingesetzten Form wurde in abgewandelter Form im Berufsbezogenen Strategietraining „BEST“ auch für den Baubereich (Berufsfeld Grundstufe Bautechnik) entwickelt und in zwei Studien positiv evaluiert. Die entsprechenden Materialien der Autorinnen Kerstin Norwig und Cordula Petsch finden sich hier: https://www.schule-bw.de/faecher-und-schularten/berufliche-schularten/berufsschule/lernfelder/bautechnik Eine ebenfalls positiv evaluierte Adaption des Trainings für die einjährige Berufsfachschule Metalltechnik „FlAM“ findet sich hier: https://www.schule-bw.de/faecher-und-schularten/berufliche-schularten/berufsschule/lernfelder/metalltechnik/modulaufgaben-metallbau-und-shk
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Elektro-FIT - Modul 3 - Lernfeld 2
(Stuttgart : Universität Stuttgart, BPT, 2022) Hedrich, Matthias
Das elektrotechnische Förder- und Interventionstraining „Elektro-FIT“ wurde im Rahmen des Forschungsprojektes „LEBUS“ (Lehrerbildung an Beruflichen Schulen) entwickelt und zeigte innerhalb einer Studie eindeutige positive Effekte auf die Entwicklung des Fachwissen der Schüler*innen (siehe Hedrich & Ariali 2019, Artikel kostenlos verfügbar unter der DOI https://doi.org/10.48513/joted.v7i1.179). Im Elektro-FIT werden Inhalte der Grundstufe Elektrotechnik behandelt. Grundlage für die Aufgabenschwerpunkte sind Kerninhalte des Lernfeldkonzeptes bzw. der Umsetzungshilfe für Elektroberufe im Bundesland Baden-Württemberg. Der Fokus liegt auf dem selbstständigen, strategischen Erarbeiten von Fachinhalten durch die Schüler*innen, die damit einhergehende Förderung von Fachwissen, der fachspezifischen (elektrotechnischen) Lösungsstrategien sowie die Vertiefung der allgemeinen Problemlösestrategien vor dem Hintergrund stark heterogener Klassenzusammensetzungen im Bereich der elektrotechnischen Grundbildung. Insgesamt gliedert sich das Elektro-FIT in vier Module: Modul 0 - Lehrerbegleitheft, Modul 1 - Allgemeine Problemlösestrategien, Modul 2 - Lernfeld 1 und Modul 3 - Lernfeld 2. In Modul 0 (Lehrerbegleitheft) wird der Lehrkraft zunächst der Ablauf des Elektro-FIT und der korrekte Einsatz der Module 1, 2 und 3 beschrieben. Mit Modul 1 (Allgemeine Problemlösestrategien) lernen Schüler*innen Strategien der Planung, Ausführung und Bewertung bei der Bearbeitung von Übungsaufgaben. Diese Strategien sind für den Einsatz der beiden Module 2 (Inhalte Lernfeld 1) und 3 (Inhalte Lernfeld 2) notwendig. In diesen werden je Heft anhand projektorientierter Aufgabenstellungen gezielt Inhalte aus dem jeweiligen Lernfeld behandelt. Dabei ist wichtig: Modul 2 und Modul 3 sind unabhängig voneinander einsetzbar, sofern mit den Schüler*innen Modul 1 bearbeitet wurde. Bei der Bearbeitung der Module 2 und 3 durch die Schüler*innen werden diesen verschiedene Unterstützungsmaterialien angeboten, welche zwischen leistungsschwächeren und -stärkeren Schüler*innen differenzieren. Dazu gehören vertiefende Erläuterungen von Grundlagen, Profiaufgaben, Übungsaufgaben und Impulskarten, welche die eigenständige Bearbeitung der problemorientierten Aufgabenstellungen fördern und gleichzeitig die Lehrkraft entlasten. Die Materialien sind für den Einsatz im regulären Lernfeldunterricht gedacht und lassen sich durch die modularisierte Form ebenso auszugsweise einsetzen. Das Förder- und Interventionstraining in der hier eingesetzten Form wurde in abgewandelter Form im Berufsbezogenen Strategietraining „BEST“ auch für den Baubereich (Berufsfeld Grundstufe Bautechnik) entwickelt und in zwei Studien positiv evaluiert. Die entsprechenden Materialien der Autorinnen Kerstin Norwig und Cordula Petsch finden sich hier: https://www.schule-bw.de/faecher-und-schularten/berufliche-schularten/berufsschule/lernfelder/bautechnik Eine ebenfalls positiv evaluierte Adaption des Trainings für die einjährige Berufsfachschule Metalltechnik „FlAM“ findet sich hier: https://www.schule-bw.de/faecher-und-schularten/berufliche-schularten/berufsschule/lernfelder/metalltechnik/modulaufgaben-metallbau-und-shk
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Entwicklung eines Testinstruments zur Messung fachlicher Kompetenzen in der Technischen Mechanik bei Studierenden ingenieurwissenschaftlicher Studiengänge
(2016) Dammann, Elmar; Nickolaus, Reinhold (Prof. Dr.)
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der empirischen Erfassung fachlicher Kompetenzen im Fach Technische Mechanik (TM). Dieses Grundlagenfach ingenieurwissenschaftlicher Studiengänge stellt Studierende vor große Herausforderungen, was beispielsweise an hohen Durchfallquoten in Klausuren der TM gesehen werden kann. In dieser Arbeit geht es zunächst um die Frage, was fachliche Kompetenzen in der TM sind und wie diese definiert werden können. In einem ersten Zugang wurden Testaufgaben zur empirischen Messung fachlicher Kompetenzen in der TM entwickelt und bei Studierenden des Fachs an verschiedenen Zeitpunkten ihres Studiums und verschiedenen Standorten eingesetzt. Die statistischen Analysen, insbesondere mit den Methoden der Item Response Theory (IRT) lassen Aussagen zur psychometrischen Qualität der Aufgaben und Testinstrumente zu. Begleitet durch Begutachtungen durch Fachexperten ergibt sich ein umfassendes Bild über die empirische Messung fachlicher Kompetenzen in einem ingenieurwissenschaftlichen Studienfach. Diese Arbeit kann als eine der ersten und grundlegenden Arbeiten zur Kompetenzmessung im Ingenieurbereich betrachtet werden. Sie soll gemeinsam mit anderen Arbeiten zur Bildung im Ingenieurwesen dazu genutzt werden, Diskussionen beispielsweise um die zu erreichenden und erreichbaren Kompetenzen im Ingenieurstudium anzuregen. Denn zu den wesentlichen Schlussfolgerungen dieser Arbeit gehört sicher die Tatsache, dass zu den Kompetenzen im ingenieurwissenschaftlichen Studium bislang nur sehr unscharfe Vorstellungen und Formulierungen bestehen. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass es möglich ist, Testinstrumente zu fachlichen Kompetenzen in der TM zu entwickeln, die den Anforderungen der Testtheorie und insbesondere der IRT genügen. Für die notwendige Optimierung und Weiterführung dieser empirischen Zugänge sind jedoch normative Debatten zwingend erforderlich.
Open Access
Erfassung und adaptive Förderung der mentalen Rotationsfähigkeit mittels virtueller Umgebungen
(2021) Ariali, Sunita; Zinn, Bernd (Prof. Dr. phil. habil.)
Die vorliegende Arbeit intendierte, den Einsatz von VR-Technologien zur Erfassung und Förderung räumlicher Fähigkeiten (Fähigkeitsfacette mentaler Rotationsfähigkeit) wissenschaftlich zu untersuchen. Die hierbei durchgeführten Analysen beziehen sich zum einen auf den Vergleich verschiedener technologischer Varianten und zum anderen auf die Trainingseffektivität sowie deren Einflussfaktoren. Zu diesem Zweck wurden drei aufeinander aufbauende Studien durchgeführt. In der ersten Studie wurde die mentale Rotationsfähigkeit (MRA) mit dreidimensionalen mentalen Rotationstests (3-D-MRT) erfasst, welche mithilfe vollimmersiver, teilimmersiver und nichtimmersiver VR-Technologien realisiert wurden, um verschiedene Immersionsgrade miteinander zu vergleichen und relevante Einflussfaktoren bei der Erfassung der MRA zu identifizieren. Insbesondere die fluide Intelligenz und das Geschlecht gelten in der langjährigen Forschung zur MRA als wichtige Einflussfaktoren und wurden deshalb in der ersten Studie untersucht. Die zweite Studie erfolgte, um ein virtuelles Testinstrument zur Erfassung der MRA zu entwickeln, erste Erkenntnisse über die Effektivität des virtuellen Trainings zu gewinnen und für das adaptive Design des virtuellen Trainings relevante Informationen zu erhalten. In diesem Zusammenhang wurde untersucht, inwieweit die Schwierigkeit von virtuellen Testaufgaben mit der Komplexität der darin enthaltenen Figuren zusammenhängt. Dabei wurde ausschließlich die vollimmersive VR-Technologie verwendet. In der dritten Studie, die auf der ersten und zweiten Studie aufbaute und ebenfalls nur vollimmersive Technologie nutzte, wurde ein adaptives, VR-basiertes Training zur Förderung der MRA erprobt. Um die Wirksamkeit der adaptiven Trainingsumgebung zu evaluieren, wurde diese mit einer adäquaten randomisierten Umgebung verglichen. Darüber hinaus wurden mögliche Geschlechtsunterschiede sowie die kognitive Belastung der Personen und deren Einfluss auf die Trainingsergebnisse untersucht. Die Ergebnisse der Studie 1 weisen auf einen partiellen Einfluss der Immersivität auf die Leistung im 3-D-MRT hin: Während sich die vollimmersive Bedingung nicht von der nichtimmersiven Bedingung unterscheidet, werden in der teilimmersiven Bedingung höhere Testwerte erzielt als in der nichtimmersiven Bedingung. Sowohl die fluide Intelligenz als auch das Geschlecht erweisen sich dabei als wichtige Einflussfaktoren. Studie 2 liefert ein valides Testinstrument zur Messung der mentalen Rotationsfähigkeit und zeigt, dass sich die MRA nach der Auseinandersetzung mit den dreidimensionalen Würfelfiguren verbessert. Ein weiteres zentrales Ergebnis von Studie 2 ist die signifikante Korrelation der Aufgabenschwierigkeit mit der Komplexität der enthaltenen Figuren. Studie 3 belegt den Vorteil des adaptiven Trainings gegenüber dem randomisierten Training und deutet gleichzeitig darauf hin, dass das Geschlecht dabei eine entscheidende Rolle spielt. Hinsichtlich der kognitiven Belastung wurden keine Unterschiede zwischen den adaptiven und randomisierten Bedingungen gefunden. Die Ergebnisse der durchgeführten Studien eröffnen neue Einsichten in die Fördermöglichkeiten der mentalen Rotationsfähigkeit und liefern empirisch fundierte Erkenntnisse über den Einsatz von VR-Technologie in adaptiven Trainingskontexten. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse könnten neue Ansatzpunkte für die Entwicklung von VR-basiertem adaptivem Training abgeleitet und die Forschung in diesem Bereich vorangetrieben werden.
Open Access
Erziehung zur Demokratie in Georgien : kritische Bestandsaufnahme, Analyse, Perspektiven; eine empirische Untersuchung
(2013) Tchanturia, Khatuna; Nickolaus, Reinhold (Prof. Dr.)
Die vorliegende Arbeit verfolgt primär das Ziel, den Stand der politischen Bildung von 14- bis 15jährigen Jugendlichen in Georgien zu erheben. Die zentrale forschungsleitende Fragestellung richtet sich darauf herauszufinden, welche Einstellungen zu den demokratischen Idealen, zur staatlichen Ordnung und zur politischen sowie sozialen Partizipation bei Schülerinnen und Schülern in Georgien vorzufinden sind. Um diese Fragestellungen zu beantworten, werden analog zu der Civic Education Studie, die von der IEA 1999 in 28 Ländern zur Erhebung von politischer Bildung durchgeführt wurde, Schülerinnen und Schüler in Georgien anhand des standardisierten Fragebogens nach ihrem politischem Wissen, ihrer politischen Handlungsbereitschaft sowie ihren Einstellungen zu den wichtigen gesellschaftspolitischen Themen befragt. Einen zentralen Bereich bilden dabei die Einstellungen der Schülerinnen und Schüler zum offenen Diskussionsklima im Unterricht sowie zur demokratischen (Selbst)Beteiligung in der Schule. Als zentrales Ergebnis auf der theoretischen Ebene kristallisiert sich die Erkenntnis heraus, dass die Ausgangslage für die politische Bildung in Georgien als ambivalent einzuschätzen ist. Auf der einen Seite wird in Georgien im Kontext des „Nation Building“ das Bildungssystem grundlegend reformiert und an die westlichen Bildungsstandards angenähert. Auf der anderen Seite lassen sich jedoch erhebliche Diskrepanzen zur wissenschaftlichen Fundierung, Vorbereitung und praktischer Umsetzung der Bildungsreformen erkennen. Aus der Analyse der im nationalem Schulcurriculum und in Lehrplänen definierten Bildungszielen in Bezug auf die Ausgestaltung der „bürgerlichen Bildung“ in Georgien, lässt sich schließen, dass viele Komponente eines „mündigen Bürgers“ als Lernziel zwar vorgegeben werden, aber der Schwerpunkt stärker als beispielsweise in Deutschland auf die Anerziehung von „patriotischen Tugenden“ gelegt wird. Die empirischen Befunde spiegeln die spezifische gesellschaftspolitische Situation in Georgien wieder. Dies zeigt sich bei den Einstellungsfragen, aber auch im Wissenstest. Demnach treten georgische Jugendliche einerseits politisch sensibilisierter und aufgeklärter auf als die deutschen Gleichaltrigen und der internationale Durchschnitt. Dies betrifft vor allem Themenbereiche, welche die Folgen der Abwesenheit von demokratischen Gütern und Strukturen behandeln. Andererseits zeigen georgische Jugendliche im Vergleich zu den Gleichaltrigen in Deutschland und zum internationalen Durchschnitt erhebliche Wissenslücken und Unsicherheiten im Umgang mit demokratischen Mechanismen und Instrumenten, die in etablierten Demokratien üblich sind. Ferner lassen sich Parallelen im Antwortverhalten der Jugendlichen aus Georgien und aus den ehemals sozialistischen Ländern erkennen, beispielsweise indem sie den zentralen gesellschaftlichen und politischen Institutionen im Gegensatz zu den deutschen Jugendlichen wenig vertrauen. Schlussfolgernd kann festgestellt werden, dass sowohl schulische als auch außerschulische Sozialisation und die unmittelbare Erfahrungswelt der Jugendlichen ihr Antwortverhalten maßgeblich mitbestimmen. In einem weiteren Schritt wurden in der georgischen Untersuchung soziodemographische Faktoren herausgearbeitet, die auf die zentralen Lernzielen der politischen Bildung einwirken. Als wichtigster Faktor stellt sich das „politische Wissen“ heraus, welches wiederum von den sozialen Hintergrundsvariablen „Bildungsniveau der Eltern“ und „Schulform“ entscheidend beeinflusst wird.
Open Access
Evaluation of an immersive virtual learning environment for operator training in mechanical and plant engineering using video analysis
(2020) Pletz, Carolin; Zinn, Bernd
A structural evaluation is imperative for developing an effective virtual learning environment. Understanding the extent to which content that has been learned virtually can be applied practically holds particular importance. A group of persons from the technical field of mechanical and plant engineering (N = 13) participated in a virtual operator training for a case application of additive manufacturing. To evaluate the virtual learning environment the participants answered quantitative questionnaires and were asked to apply what they had learned virtually to the real machine. Both the virtual training and testing phase on the real machine were recorded by video (800 minutes in total). The category system resulting from a structured qualitative video analysis with a total of 568 codes contains design‐, instruction‐ and interaction‐related optimisation potentials for further development of the virtual learning sequence. Mistakes, difficulties and other anomalies during the application on the real machine provide further revision options. The study uses video data for the first time to derive optimisation potentials and to investigate the learning transfer of virtually learned action knowledge to the real‐world activity.