10 Fakultät Wirtschafts- und Sozialwissenschaften
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Item Open Access Editorial - professional and vocational identity development(2024) Wuttke, Eveline; Heinrichs, Karin; Hillen, Stefanie A.; Kögler, KristinaItem Open Access Einfluss und Bedeutung der Geschlechtsspezifität bei der Lernunterstützung mit Virtual Reality in der universitären Ausbildung im Ingenieurwesen(2023) Kontokosta, StefaniaMittels 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?“Item Open Access Implicit assumptions of (prospective) music school teachers about musically gifted students(2023) Bareiß, Laura; Platz, Friedrich; Wirzberger, MariaStereotypical assumptions associating high levels of giftedness and outstanding performance with maladaptive behavioral characteristics and personality traits (cf. disharmony stereotype) are rather prevalent in the school context as well as in the musical domain. Such preconceptions among teachers can influence student assessment and corresponding performance expectations, which might, in turn, impact future lesson planning. In an experiment using a controlled vignette approach, the current study, with N = 211 (prospective) German music school teachers, investigated how background information, combined with a manipulated music recording, affected (prospective) music school teachers’ assessment of a fictive student’s performance, behavioral characteristics, personality traits, and teachers' consequential lesson planning. Experimental variations included the fictive student’s supposed level of giftedness, social interaction, age, and duration of instrumental lessons. Results indicated that music school teachers’ preconceptions of students assumed to be musically gifted were a high level of intellectual and musical abilities with behavioral characteristics and personality traits rated at least equivalent to those of students assumed to have average giftedness. Teachers’ lesson planning was not influenced by any of the manipulated background information. Taken together, the observed pattern of effects contradicts the disharmony stereotype but tends to align more with the harmony stereotype as music school teachers’ prevailing preconceptions about students supposed to be musically gifted.Item Open Access Workload-dependent hemispheric asymmetries during the emotion-cognition interaction : a close-to-naturalistic fNIRS study(2023) Lingelbach, Katharina; Gado, Sabrina; Wirzberger, Maria; Vukelić, MathiasIntroduction: We investigated brain activation patterns of interacting emotional distractions and cognitive processes in a close-to-naturalistic functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) study. Methods: Eighteen participants engaged in a monitoring-control task, mimicking common air traffic controller requirements. The scenario entailed experiencing both low and high workload, while concurrently being exposed to emotional speech distractions of positive, negative, and neutral valence. Results: Our investigation identified hemispheric asymmetries in prefrontal cortex (PFC) activity during the presentation of negative and positive emotional speech distractions at different workload levels. Thereby, in particular, activation in the left inferior frontal gyrus (IFG) and orbitofrontal cortex (OFC) seems to play a crucial role. Brain activation patterns revealed a cross-over interaction indicating workload-dependent left hemispheric inhibition processes during negative distractions and high workload. For positive emotional distractions under low workload, we observed left-hemispheric PFC recruitment potentially associated with speech-related processes. Furthermore, we found a workload-independent negativity bias for neutral distractions, showing brain activation patterns similar to those of negative distractions. Discussion: In conclusion, lateralized hemispheric processing, regulating emotional speech distractions and integrating emotional and cognitive processes, is influenced by workload levels and stimulus characteristics. These findings advance our understanding of the factors modulating hemispheric asymmetries during the processing and inhibition of emotional distractions, as well as the interplay between emotion and cognition. Moreover, they emphasize the significance of exploring emotion-cognition interactions in more naturalistic settings to gain a deeper understanding of their implications in real-world application scenarios (e.g., working and learning environments).Item Open Access Gender differences in the new interdisciplinary subject Informatik, Mathematik, Physik (IMP) - sticking with STEM?(2023) Bahr, Tobias; Zinn, BerndThe current state of research in computer science education outlines gender differences in motivation, interest, and elective subject decisions in favor of male students. This study takes an exploratory approach to examine the gender differences in the interdisciplinary STEM profile subject Informatik, Mathematik, Physik (in short: subject IMP), which combines the three subjects of computer science, mathematics, and physics. A survey was conducted involving n = 336 (m = 236, f = 88, o = 12) subject IMP students in the 10th grade attending a Gymnasium in Baden-Württemberg, Germany. The deciding factors for choosing the subject, subject interest, motivation, and more were measured using a questionnaire. Overall, the subject IMP is most chosen by male students. For those students choosing the subject IMP, no statistically significant gender differences in subject interest in IMP, mathematics, and the STEM area or in motivation and vocational orientation in natural science and engineering were found in contrast to the state of research. The interdisciplinary character of the subject IMP could be more appealing to girls than computer science by itself. We conclude that, with a higher participation rate of female students, the subject IMP could be a first step in getting more women into STEM fields.Item Open Access 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, MariaIntroduction: 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.Item Open Access How training quality, trainer competence, and satisfaction with training affect vocational identification of apprentices in vocational education programs(2024) Wuttke, Eveline; Heinrichs, Karin; Koegler, Kristina; Just, AndreasVocational identification means being identified with an organization and with one’s career. Both are key objectives of vocational education and training (VET) programs and advantageous for employees and employers. For employees, vocational identification is often associated with positive work-related emotions and job satisfaction; for employers, workers’ identification with the organization and the career enhances their performance and reduces turnover. Thus, investment in employees’ professional development that has the potential to support vocational identification is advantageous for all involved. In light of current demographic changes and a decreasing demand for full-time work, which are leading to a shortage of skilled workers and lower enrolment in apprenticeship programs, it is essential to bind young talents to companies at an early stage and avoid resignations during or after training. Findings from various empirical studies confirm that those who identify with their chosen career and the organization for which they work are more satisfied, think less about quitting, and perform better. Little empirical research has been conducted on how apprentices in VET programs identify with their career or organization or the extent to which such identification enhances their job satisfaction. In this study, we therefore investigate factors that influence apprentices’ identification with their career and organization, in particular, the effects of training quality and trainer competence. Our results indicate that apprentices identify strongly with their career and with the organization where they are doing their training and are mostly satisfied with the quality of their training. Structural equation modeling reveals the relevance of career choice, training quality, and job satisfaction for identification with an organization and (less) with a career. The learning and working conditions in the organization, and more specifically, the variety of tasks offered to the apprentices and the trainer’s pedagogical aptitude explain satisfaction with the training and career identification; the trainer’s presence and the apprentices’ satisfaction with training explain, to some degree, variance in organizational identification.Item Open Access Das interdisziplinäre Profilfach Informatik, Mathematik, Physik (IMP) : eine explorative Forschungsstudie zur unterrichtsfachlichen Umsetzung, den Lehrenden und Lernenden des Profilfachs(2024) Bahr, Tobias; Zinn, Bernd (Prof. Dr.)Der Bereich Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik (MINT) und darunter insbesondere die Informatik stehen vor vielfältigen Herausforderungen. Dazu gehören ein anhaltender Fachkräftemangel, der auch hochqualifizierte Fachkräfte mit einschließt, sowie der Gender Gap. Frauen sind in Deutschland im Vergleich zu Männern deutlich unterrepräsentiert. Dies betrifft sowohl die Informatik als auch die mathematisch, natur- und technikwissenschaftlichen Studiengänge. Bereits bei der Kurswahl, dem Selbstkonzept, dem Fachinteresse und der Motivation in der Schule zeigen sich bei Schüler:innen in MINT-Fächern Geschlechterunterschiede. Gleichzeitig gewinnen die Inhalte zu Data Literacy, Computational Thinking und AI Literacy, um nur ein paar Beispiele zu nennen, sowie die interdisziplinären Kompetenzen in der MINT-Bildung zunehmend an Bedeutung. Aus diesem Grund fordern mehrere Fachverbände sowie die Bildungsadministration die Einführung von Informatik als Pflichtfach. In diesem Kontext steht im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit das Wahlpflichtfach Informatik, Mathematik, Physik (IMP). Im Jahr 2018 wurden in Baden-Württemberg sowohl das Fach Informatik verpflichtend in Klasse 7 für alle Schüler:innen als auch das Wahlpflichtfach IMP als Profilfach von Klasse 8 bis 10 an allgemeinbildenden Gymnasien eingeführt. In Bezug auf dieses interdisziplinäre Profilfach bestehen diverse Fragestellungen zur unterrichtlichen Umsetzung, den Lernendenmerkmalen (Fachinteresse, Motivation, Selbstkonzept, berufliche Orientierung) sowie dem tatsächlich erworbenen Informatik-Fachwissen der Schüler:innen. Einzelne empirische Studien zu den Lernendenmerkmalen im Kontext von Interventionsprogrammen im Informatikunterricht (u. a. zu Robotik, Data Literacy, Informatik in der Grundschule, etc.) liegen mit unterschiedlicher Qualität vor. Nach den mir vorliegenden Daten existiert bisher kein systematisch erhobenes Beschreibungswissen zur unterrichtlichen Umsetzung, sowie zu den Schüler:innen im interdisziplinären Profilfach IMP. Im Vergleich zu den etablierten Unterrichtsfächern wie Mathematik und Physik wird der empirische Forschungsstand hinsichtlich verschiedener Lernendenmerkmale (u. a. dem Fachinteresse und Fachwissen) in der Fachdidaktik Informatik im schulischen Kontext von mehreren Forscher:innen als ausbaufähig beschrieben. Die Ausgangssituation für das Forschungsanliegen dieser Arbeit ist zudem dadurch charakterisiert, dass valide Testinstrumente zur Erfassung aller Themenbereiche des Informatik-Fachwissens für die Sekundarstufe I fehlen. Validierte Testinstrumente existieren nur in einzelnen Themenbereichen, unter anderem für Kontrollstrukturen und Computational Thinking (mit einer blockbasierten Programmierumgebung), oder für die Sekundarstufe II. Die drei übergeordneten Ziele dieser Arbeit liegen erstens in der Generierung eines systematischen Beschreibungswissens zu ausgewählten Merkmalen der Lernenden, zweitens der unterrichtlichen Umsetzung des Profilfachs durch die Lehrenden und drittens zur Generierung eines systematischen Beschreibungswissen zum Informatik-Fachwissen der Schüler:innen. Der theoretische Rahmen dieser Arbeit orientiert sich an den einschlägigen Angebots-Nutzungs-Modellen zum Unterricht, sowie dem vorliegenden Forschungsstand. Die eigene Untersuchung umfasst fünf Studien. Studie 1 untersucht die Nutzungs-Ebene (u. a. Geschlechterverteilung, Motivation und Wahlverhalten) mittels einer explorativen qualitativen und quantitativen Fragebogenstudie mit IMP-Schüler:innen zu den ausgewählten Lernendenmerkmalen. Studie 2 betrachtet die Angebots-Ebene (u. a. Qualifikationsprofile der Lehrpersonen, Vernetzung der drei beteiligten Fächer) durch eine explorative qualitative Interviewstudie mit IMP-Lehrpersonen. Im Mittelpunkt der Studien 3 bis 5 steht die Ergebnis-Ebene (u. a. Fachwissen Informatik). Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Informatik-Fachwissenstest entwickelt, pilotiert und für die Fachbereiche Algorithmen und Datensicherheit validiert. Abschließend werden die studienübergreifenden Aspekte zwischen den drei Ebenen (Angebot, Nutzen und Ergebnis) betrachtet. Im Überblick zeigen die Untersuchungsergebnisse, dass überwiegend Schüler (ca. 70 %) das Profilfach wählen. Es bestehen Geschlechterunterschiede im fachspezifischen Selbstkonzept von IMP, wobei Schüler im Durchschnitt höhere Werte aufweisen als Schülerinnen. Im Gegensatz dazu zeigen sich keine signifikanten Geschlechterunterschiede in Bezug auf das Fachinteresse an IMP, die Motivation in allen sechs Facetten (von amotiviert bis interessiert), das MINT-Interesse und die berufliche Orientierung im Bereich Natur- und Technikwissenschaften. Hinsichtlich der Angebotsebene variiert die unterrichtliche Umsetzung von fachisoliert über fachübergreifend bis hinzu fächerkoordinierenden Unterricht. Gleichzeitig betrachten Lehrpersonen die interdisziplinäre Umsetzung als Chance zur Vernetzung der drei Fachbereiche und Profilbildung für Schüler:innen, obwohl Geschlechterungleichheiten, Ausstattungsmängel und ein voller Stundenverlaufsplan allgemeine Herausforderungen darstellen. Im Rahmen eines iterativen Prozesses wurden mittels Klassischer Testtheorie (KTT) und Item-Response-Theorie (IRT) zwei Fachwissenstests zu den Themenbereichen Algorithmen und Datensicherheit mit IMP-Schüler:innen validiert. Die Ergebnisse zeigen, dass viele Schüler:innen Schwierigkeiten im Themenbereich Algorithmen haben. Mittels Strukturgleichungsmodell konnten 40.09 % der Varianz des Informatik-Fachwissens in den Bereichen Algorithmen, Rechner und Netze sowie Datensicherheit durch das Fachinteresse an Informatik und der kognitiven Leistungsfähigkeit (fluide Intelligenz) erklärt werden. Zusammenfassend gewährt diese Arbeit erstmals einen empirischen Einblick in das Profilfach IMP und liefert systematisch erhobene Erkenntnisse zum Angebot, der Nutzung und den Ergebnissen im Profilfach IMP. In der Arbeit wurden zudem zwei Fachwissenstests entwickelt, validiert und der Computer Science Education (CSE)-Community zur Verfügung gestellt. Die Befunde der Arbeit bieten unter Berücksichtigung ihrer Limitationen evidenzbasierte Erkenntnisse zum Profilfach IMP und weisen auf potenzielle Ansatzpunkte für die weiterführende Forschung im Bezugsfeld der Fachdidaktik Informatik hin.Item Open Access Interdisziplinärer Informatikunterricht - zwischen Chance und Herausforderung(2024) Bahr, TobiasIn Europa wird Informatikunterricht disziplinär und interdisziplinär in der Sekundarstufe vermittelt. Seit 2018 gibt es das Profilfach Informatik, Mathematik, Physik (IMP) an Gymnasien in Baden-Württemberg. Bislang gibt es keine Evidenz zur Umsetzung des interdisziplinären Profilfaches. In einer Interviewstudie (N = 21) wurden IMP-Lehrpersonen zur ihrer Motivation, Qualifikation, Fachvernetzung und Umsetzung befragt. Die explorativen Ergebnisse zeigen, dass die unterrichtliche Umsetzung von fachgetrenntem Unterricht ohne interdisziplinäre Abstimmung bis hin zu einer fächerverbindenden und fächerüberschreitenden Umsetzung reicht. Interdisziplinäre Umsetzung wird als Chance gesehen. Mangelnde Abstimmung zwischen den Lehrpersonen führt zur Disziplinarität. Geschlechterungleichheit, Mängel in der Ausstattung und der volle Stundenverteilungsplan sind Herausforderungen. Die Ergebnisse deuten begrenzten Erfolg der interdisziplinären Umsetzung an.Item Open Access Inhaltsbezogene Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern im Fach Naturwissenschaft und Technik in der gymnasialen Oberstufe(2023) Brändle, Marcus; Zinn, Bernd (Prof. Dr.)Die technische Allgemeinbildung gewinnt angesichts der sich beschleunigenden Entwicklung technologischer Trends immer mehr an Bedeutung. Das Schulfach Naturwissenschaft und Technik (NwT) wurde bereits im Schuljahr 2007/08 in Baden-Württemberg eingeführt, um einen Zugang zur technischen Bildung am allgemeinbildenden Gymnasium zu schaffen und Schüler:innen zur technischen Mündigkeit zu befähigen. Die Bildungsplanrevision im Jahr 2016 legte dazu einen stärkeren Fokus auf inhalts- und prozessbezogene Kompetenzen im Kontext der Technikwissenschaften in der Sekundarstufe I. Mit den Schulversuchen des Basisfachs und vor allem des Leistungsfachs in der Kursstufe eröffnen sich Möglichkeiten für eine Vertiefung wissenschaftspropädeutischer technischer Kompetenzen von Lernenden. Gleichzeitig stellt sich im Bezugsfeld eines Bildungsmonitorings die Frage nach der Wirkung des interdisziplinären naturwissenschaftlich-technischen Fachs auf die Entwicklung der inhaltsbezogenen Kompetenzen von Schüler:innen. Der Fokus dieser Arbeit liegt daher auf der Generierung eines umfänglichen Beschreibungswissens. Dazu werden zunächst Testinstrumente für eine valide und reliable Messung inhaltsbezogener Kompetenzen des Leistungsfachs entwickelt. Sie ermöglichen die Erfassung der Voraussetzungen der Lernenden in Form des Vorwissens aus der Sekundarstufe I und des erreichten Fachwissens im Leistungsfach. In Bezug auf die Ausprägung der inhaltsbezogenen Kompetenzen der Schüler:innen wird darüber hinaus die Frage nach unterschiedlichen Kompetenzniveaus geklärt und abschließend überprüft, welche kognitiven Merkmale die Fachwissensentwicklung unterstützen und inwiefern sie die Kompetenzniveaus charakterisieren. Die Ergebnisse zeigen, dass sich über den Verlauf der Sekundarstufe II bei den Lernenden schulübergreifend eine Entwicklung der inhaltsbezogenen Kompetenzen des Bildungsplans vollzogen hat. Die Kompetenzniveaumodellierung ermöglicht die Kontrastierung der Schüler:innen anhand ihrer unterschiedlichen Kompetenzausprägung in drei Niveaustufen. Die Analyse der Zusammenhänge der kognitiven Merkmale Vorwissen und fluide Intelligenz belegen, dass ein anknüpfungsfähiges Vorwissen aus der Mittelstufe die Kompetenzentwicklung im Leistungsfach begünstigt und signifikante Unterschiede zwischen dem niedrigsten und dem höchsten Niveau bestehen.