Intervention study for assessment of the differential influence of adaptive feedback on the academic success of first-year students in general chemistry
Final Report Abstract
Feedback gilt verschiedenen Meta-Studien zufolge als eine der bedeutendsten Einflussgrößen auf Lern- und Motivationsprozesse. Je nach Anwendungsbereich kann es aber auf sehr vielfältige Weise gestaltet und eingesetzt werden und damit unterschiedliche Wirkungen auf den Lern- und Motivationsprozess erzielen. Hattie und Timperley (2007) gehen in diesem Zusammenhang z. B. davon aus, dass Feedback kompatibel zum Vorwissen der Lernenden gestaltet werden muss, um lernwirksam zu sein. Gegenwärtig gibt es aber nur wenige Studien, die den Einfluss des Vorwissens auf die Wirksamkeit von Feedback systematisch untersuchen. Dementsprechend sind die Befunde zur Wirksamkeit verschiedener Feedback-Arten sehr inkonsistent. Vor dem Hintergrund hoher Studienabbruchquoten im Fach Chemie war es das Ziel des Projekts zu ermitteln, welchen Einfluss ein adaptiver fehlerspezifischer Feedback-Algorithmus (BRT-Feedback) im Vergleich zu einem adaptiven korrektiven Feedback-Algorithmus (KOR-Feedback) auf den Studienerfolg von Erstsemesterstudierenden in der Allgemeinen Chemie hat, die sich in ihren fachspezifischen Kenntnissen zu Studienbeginn unterscheiden. Das Fachwissen und die Klausurnote in der Allgemeinen Chemie wurden dabei als zentrales Maß für den Studienerfolg im ersten Fachsemester verstanden. Für das Treatment wurden insgesamt 120 interaktive Online-Übungsaufgaben mit adaptivem fehlerspezifischem bzw. korrektivem Feedback entwickelt, die im Rahmen von drei Interventionsstudien über die Wintersemester 2018-2020 in einem Prä-Post-Vergleichsgruppendesign hinsichtlich ihrer Lernwirksamkeit überprüft wurden. Dafür wurden die Erstsemesterstudierenden des Studienbereichs Chemie an der Universität Duisburg-Essen anhand ihrer Chemie-Kurswahl in der Oberstufe, die als guter Prädiktor für das Vorwissen gilt, randomisiert den beiden Interventionsgruppen (BRT-Feedback vs. KOR- Feedback) zugeteilt. Die Ergebnisse zeigen, dass das BRT-Feedback unter Kontrolle des Vorwissens der Studierenden einen signifikant positiven Einfluss auf die Klausurleistungen und das Fachwissen am Ende des ersten Semesters hat. Mit Hilfe des BRT-Feedbacks gelingt es den Studierenden, die in der Oberstufe keinen Chemie Leistungskurs belegt haben, den Wissensvorsprung ihrer Mitstudierenden, die einen Chemie Leistungskurs besucht haben, aufzuholen und vergleichbare Leistungen in der Klausur und im Fachwissenstest am Ende des Semesters zu erzielen. Von dem KOR-Feedback profitieren in ihrem Studienerfolg (Fachwissen, Klausurnote) hingegen weder die Studierenden mit hohem noch mit geringem Vorwissen. Die Ergebnisse zur Wirksamkeit des BRT-Feedbacks werden ebenfalls durch die Einschätzungen der Studierenden geteilt, die das BRT-Feedback unabhängig von der Kurswahlentscheidung als signifikant nützlicher empfanden als das KOR-Feedback. Zusammenfassend dienen die Befunde (1) der Erhöhung des Studienerfolgs insbesondere von Studierenden mit geringem Vorwissen durch die Gewinnung individueller Fördermaßnahmen, (2) der Intensivierung von Lerngelegenheiten in der Hochschullehre durch die Entwicklung von Konzepten zum Einsatz von Feedback in interaktiven Lernumgebungen sowie (3) der Optimierung von Lernprozessen durch adaptives Feedback mit Hilfe von Erkenntnissen zum Einfluss des Vorwissens auf die Wirksamkeit verschiedener Feedback-Algorithmen.
Publications
- (2019). Entwicklung und Evaluation von feedbackgestützten Online-Chemieaufgaben. In C. Maurer (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Bildung als Grundlage für berufliche und gesellschaftliche Teilhabe. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. Jahrestagung in Kiel 2018 (S. 846-849). Kiel: IPN
Trauten, F., Eitemüller, C., & Walpuski, M.
- (2020). Aufgaben mit automatischem Feedback zu chemischen Atom-Orbitalschemata. In R. Zender, D. Ifenthaler, T. Leonhardt & C. Schumacher (Hrsg.), DELFI 2020 – Die 18. Fachtagung Bildungstechnologie der Gesellschaft für Informatik e.V. Bonn (S. 109-119). Gesellschaft für Informatik e.V.
Striewe, M., Trauten, F., & Eitemüller, C.
- (2020). Evaluation adaptiven Feedbacks in Online-Aufgaben in der Chemie. In S. Habig (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. Jahrestagung in Wien 2019 (S. 884-887). Universität Duisburg-Essen
Trauten, F., Eitemüller, C., & Walpuski, M.
