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Dissertation:investigating_knowledge_structures_in_computer_science_education

Investigating Knowledge Structures in Computer Science Education (Dissertation)

Referenz

Mühling, Andreas: Investigating Knowledge Structures in Computer Science Education. Dissertation, Technische Universität München, 2014

Publikation

Zusammenfassung

Wissen ist eine Voraussetzung um in einem Fach kompetent zu sein. Experten besitzen üblicherweise eine dicht vernetzte Wissensstruktur hinsichtlich der Konzepte ihres Spezialgebiets. Daher ist die Untersuchung von Wissensstrukturen von Lernenden ein zentraler Aspekt von Lehr-/Lernforschung in Informatik und anderen Fächern, trotz eines erkennbaren Trends hin zur Outcome- und Kompetenzorientierung.

Diese Arbeit präsentiert concept landscapes - ein neuartiger Weg um den Zustand und die Entwicklung von Wissensstrukturen mit Hilfe von Begriffsnetzen zu untersuchen. Anstelle den Fokus bei der Bewertung und Auswertung auf einzelne Netz zu richten, werden die Daten von vielen Personen aggregiert und zur Analyse Methoden des Data Mining angewendet. Dadurch sind neue Einblicke in das “gemeinsame” Wissen einer Gruppe von Lernenden möglich. Die Arbeit präsentiert die zugrundeliegenden Theorien der Lehr-/Lernforschung, die Definition von concept landscapes und die möglichen Analysemethoden.

Da sich Techniken des Data Mining und die Erhebung von Begriffsnetzen inhärent für rechnerbasierte Verfahren eignen, sind drei Softwareprojekte im Laufe dieser Arbeit realisiert worden. Diese erlauben das rechnerbasierte Zeichnen und Bewerten von Begriffsnetzen, die darauf folgende Analyse von Begriffsnetzen und concept landscapes sowieso das Extrahieren von zentralen Konzepten und Propositionen aus Texten.

Die Methoden und Werkzeuge wurden in drei Forschungsprojekten angewendet, die Wissensstrukturen im Bereich der Informatikausbildung untersuchen. Unter anderem wurde das strukturelle Wissen von Informatik-Studienanfängern analysiert. Dabei hat sich gezeigt, dass der Besuch des Pflichtfachs Informatik in Bayern sichtbaren Einfluss auf die Wissensstrukturen von Studienanfängern hat. Die Ergebnisse der Studien helfen, die Möglichkeiten, Grenzen und den Einfluss von Lehrmethoden, Lehrplänen und Lehrmaterialien in der Ausbildung in Informatik und anderen Fächern besser zu verstehen.

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