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Course Success in the Undergraduate General Chemistry Lab
Stetig hohe Studienabbruchquoten in den MINT-Fächern an deutschen Hochschulen, welche auch aus geringem Kurserfolg in einführenden Laborpraktika resultieren könnten, und die wachsende Kritik an der Qualität und Wirksamkeit ebendieser machen eine eingehende Betrachtung von Laborpraktika notwendig. Diese Studie untersuchte die Lernziele des Laborpraktikums Allgemeine Chemie für Lehramtsstudierende im ersten Semester sowie Faktoren für den Kurserfolg, um daraus Aussagen über den Stellenwert von Laborpraktika in der universitären Bildung, insbesondere für langfristigen Studienerfolg, abzuleiten. Dazu wurde ein theoretisches Modell zu Grunde gelegt, welches das Vorwissen der Studierenden...
Elements of Causal Inference
A concise and self-contained introduction to causal inference, increasingly important in data science and machine learning. The mathematization of causality is a relatively recent development, and has become increasingly important in data science and machine learning. This book offers a self-contained and concise introduction to causal models and how to learn them from data. After explaining the need for causal models and discussing some of the principles underlying causal inference, the book teaches readers how to use causal models: how to compute intervention distributions, how to infer causal models from observational and interventional data, and how causal ideas could be exploited for cl...
Can We Make Them Use These Strategies?
Um erfolgreich forschend lernen zu können, müssen Schülerinnen und Schüler bestimmte Handlungsweisen erlernen und einüben. In einer Prä-Post-Studie zum Strategielernen wurden das hypothesengeleitete Experimentieren und die Control-of-Variables-Strategie zunächst vermittelt. Danach sollten diese Strategien in zwei Experimentierumgebungen, unterstützt durch z.B. Prompts, angewandt werden. Da sowohl reale Experimente als auch Computersimulationen zum Strategielernen eingesetzt werden können, wurden vier Treatmentgruppen (real-real, real-virtuell, virtuell-real, virtuell-virtuell) miteinander verglichen. Neben Kontrollvariablen wie kognitive Fähigkeiten und Motivation wurden prä-post ...
Probabilistic and Causal Inference
Professor Judea Pearl won the 2011 Turing Award “for fundamental contributions to artificial intelligence through the development of a calculus for probabilistic and causal reasoning.” This book contains the original articles that led to the award, as well as other seminal works, divided into four parts: heuristic search, probabilistic reasoning, causality, first period (1988–2001), and causality, recent period (2002–2020). Each of these parts starts with an introduction written by Judea Pearl. The volume also contains original, contributed articles by leading researchers that analyze, extend, or assess the influence of Pearl’s work in different fields: from AI, Machine Learning, and Statistics to Cognitive Science, Philosophy, and the Social Sciences. The first part of the volume includes a biography, a transcript of his Turing Award Lecture, two interviews, and a selected bibliography annotated by him.
Encyclopedia of Renewable Energy, Sustainability and the Environment
Encyclopedia of Renewable Energy, Sustainability and the Environment, Four Volume Set comprehensively covers all renewable energy resources, including wind, solar, hydro, biomass, geothermal energy, and nuclear power, to name a few. In addition to covering the breadth of renewable energy resources at a fundamental level, this encyclopedia delves into the utilization and ideal applications of each resource and assesses them from environmental, economic, and policy standpoints. This book will serve as an ideal introduction to any renewable energy source for students, while also allowing them to learn about a topic in more depth and explore related topics, all in a single resource.Instructors, ...
Reflexion in der Lehrkräftebildung
Reflexion ist eine Schlüsselkategorie für die professionelle Entwicklung von Lehrkräften, welche als Ausbildungsziel in den Bildungsstandards für die Lehrkräftebildung verankert ist. Eine Verstetigung universitär geprägter Forschung und Modellierung in der praxisnahen Anwendung im schulischen Kontext bietet Potentiale nachhaltiger Professionalisierung. Die Stärkung reflexionsbezogener Kompetenzen durch Empirie und Anwendung scheint eine phasenübergreifende Herausforderung der Lehrkräftebildung zu sein, die es zu bewältigen gilt. Ziele des Tagungsbandes Reflexion in der Lehrkräftebildung sind eine theoretische Schärfung des Konzeptes „Reflexive Professionalisierung“ und der A...
Digital Physik unterrichten
Neue Impulse für den digitalen Physikunterricht Digitale Medien sind als Werkzeuge im Physikunterricht nicht wegzudenken. Dennoch sind viele Einsatzmöglichkeiten und deren Potenziale noch wenig bekannt. Welche Ideen zum digital gestützten Physikunterricht können dabei helfen, den Unterricht zu verändern und zu verbessern? Dieser Band gibt Antworten auf diese Frage. Er stellt physikspezifische Tools zu den großen fachspezifischen Bereichen "Messen" und "Simulieren" sowie zu E-Learning-Plattformen, Schülerfeedbacksysteme und Erklärvideos vor. Dabei zeigt er die Grundlagen der Digitalisierung im Physikunterricht systematisch und praxisorientiert auf – unter folgegenden Aspekten: - Was...
Lehrkräftebildung von morgen
Eine aktuelle Lehrkräftebildung in den Naturwissenschaften muss sich den globalen Herausforderungen stellen, um die angehenden Lehrkräfte der Biologie, Chemie und Physik auch dazu zu befähigen, ihre zukünftigen Schülerinnen und Schüler auf die Probleme von morgen vorzubereiten. Bildung für nachhaltige Entwicklung, 21st century skills und der Umgang mit Unsicherheit und Ambiguität sind die Themen eines entsprechenden naturwissenschaftlichen Unterrichts. Neue Lehr-Lern-Formate, Technologien und Methoden werden dazu bereits an einzelnen Hochschulstandorten entwickelt, um diese Themen im Unterricht adressieren zu können. Dieses Buch gibt einen praxisbezogenen Einblick in zukunftsweisend...
Die Bedeutung der Elementarisierung für den Erfolg von Mechanikunterricht in der Sekundarstufe I
In der Kraftstoßkonzeption nach Wiesner et al. werden u. a. zweidimensionale Bewegungen und gerichtete Größen diskutiert sowie auf die Beschleunigung verzichtet. In den bisherigen Forschungsergebnissen bleibt offen, ob die beobachteten positiven Ergebnisse auf diese Elementarisierungen zurückzuführen sind. In der vorliegenden Arbeit wurde daher die Wirkung dieser Konzeption mit einer sich nur in der Elementarisierung unterscheidenden Adaption verglichen. Die neue Variante verwendet eindimensionale Bewegungen, konstante Kräfte sowie die Beschleunigung. Den Lehrkräften beider Gruppen wurden Lehrtexte, Workbooks und Unterrichtsverlaufspläne bereitgestellt. Die Wirkungen der beiden Inter...
Visuelles Modellverständnis und Studienerfolg in der Chemie. Zwei Seiten einer Medaille
Die Literatur zum Studienerfolg zeigt auf, dass in den MINT-Fächern die Abbruchquote gerade in der Anfangsphase des Studiums besonders hoch ist. Ein Grund dafür könnte sein, dass Studierende mit den vielfältigen Anforderungen der "visuellen Wissenschaft" Chemie überfordert sind. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich daher mit dem visuellen Modellverständnis und seiner Rolle im Hinblick auf erfolgreiches Lernen und Studienerfolg. Die Ergebnisse der Hauptstudie weisen darauf hin, dass visuelles Modellverständnis eine entscheidende Kompetenz für ein erfolgreiches Studium ist. Studierende mit einem hohen visuellen Modellverständnis erreichen bessere Klausurnoten und eine höhere Performanz in standardisierten Fachwissenstests. Das visuelle Modellverständnis wird in der vorliegenden Arbeit durch einen eigens entwickelten Test valide und reliable erfasst. Die Arbeit liefert somit wichtige Erkenntnisse im fachbezogenen Zusammenspiel zwischen Visualisierungen in Lehrmaterialien sowie Studienerfolg und kann möglicherweise Impulse für eine Umstrukturierung von chemiebezogenen Studiengängen geben.
