adaptives informationssystem zur erlernung mehrstelliger addition und subtraktion
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Präsentation der Diplomarbeit, August 2013, TU GrazTRANSCRIPT
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Diplomprüfung
Institut für Informationssysteme und Computer Medien
Graz, August 2013
Adaptives Informationssystem zur
Erlernung mehrstelliger Addition und
Subtraktion
Benedikt Neuhold
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Problem In der Grundschule:
§ Arithmetik-Unterricht
§ schriftliche Rechenverfahren (wichtige Kompetenz)
Nach der Grundschule:
§ Kompetenz wird nicht beherrscht
§ fehlerhafte Denk- und Rechenmuster
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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
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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
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Learning Analytics Cycle
learners
data
metrics
interventions
Learning Analytics Cycle nach Clow, 2012
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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
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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
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Diagnostische Tests
§ 80% der Rechenfehler sind systematische Fehler
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PlusMinus-Trainer
§ Webanwendung § freien Technologien (PHP, MySql, Zend Framework 2, …)
§ erreichbar unter http://plusminus.tugraz.at oder http://mathe.tugraz.at
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PlusMinus-Trainer
§ Zielgruppe: 3. bis 5. Schulstufe
Kompetenzsystem:
§ adaptiv
§ abwechslungsreich
§ Addition und Subtraktion gemischt
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Programmablauf
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Statistische Auswertung
§ Einblick in den Lernfortschritt
§ fehlerhafte Strukturen erkennen
§ einfache Visualisierung (Ampelfarben)
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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
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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
ANZA
HL DER
SCH
ÜLER
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
ANZA
HL DER
SCH
ÜLER
KOMPETENZLEVEL
Maximales Kompetenzlevel Subtrak+on
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Der starke Lernertyp
Der schwächere Lernertyp
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Der festgefahrene Lernertyp
Der durchschnittliche Lernertyp
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Ergebnisse
§ Schüler Norbert § häufiges Auftreten von Fehlertyp „Kleiner minus Größer“
§ Intervention der Lehrerin bzw. des Lehrers notwendig
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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)
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