12,248 research outputs found

    Infographics a new competency area for teacher candidates

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    Changes in technology have a growing influence on daily-life activities and the information-processing habits of individuals. As information and communication devices evolve to deliver richer content rapidly, regardless of time and place, new media presentation formats emerge. Infographics provide an example of such formats, and they have increased in popularity due mostly to their visual appeal and capacity to effectively present information. Infographics are also promising cognitive tools; however, their applications in educational practice are limited at best. Therefore, the aim of this study is to raise awareness about the opportunities that infographics provide for education and suggest ways to integrate infographics knowledge and skill development in teacher education. In line with that, first, a brief introduction to visual literacy is made. Then, infographics and their capacities for teaching and learning activities are discussed. Finally, as alternative ways for teacher education institutions and schools to offer infographics, training opportunities were proposed

    Comparison of Written and Spoken Instruction to Foster Coordination between Diagram and Equation in Undergraduate Physics Education

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    Visual–graphical representations are used to visualise information and are therefore key components of learning materials. An important type of convention-based representation in everyday contexts as well as in science, technology, engineering, and math (STEM) disciplines are vector field plots. Based on the cognitive theory of multimedia learning, we aim to optimize an instruction with symbolical-mathematical and visual-graphical representations in undergraduate physics education through spoken instruction combined with dynamic visual cues. For this purpose, we conduct a pre-post study with 38 natural science students who are divided into two groups and instructed via different modalities and with visual cues on the graphical interpretation of vector field plots. Afterward, the students rate their cognitive load. During the computer-based experiment, we record the participants’ eye movements. Our results indicate that students with spoken instruction perform better than students with written instruction. This suggests that the modality effect is also applicable to mathematical-symbolical and convention-based visual-graphical representations. The differences in visual strategies imply that spoken instruction might lead to increased effort in organising and integrating information. The finding of the modality effect with higher performance during spoken instruction could be explained by deeper cognitive processing of the material

    PRONOEA - Professional vision of novice and expert teachers

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    A (prospective) teacher needs certain competencies to meet the multitasking requirements of teaching in a classroom, especially knowledge about proactive, effective classroom management and a good eye for everything that is happening in the classroom. Only by quickly recognizing relevant cues to potentially disruptive events can a teacher deal with them adequately. Yet the teacher must be able to block out events that are irrelevant to the lesson. Competence in professional vision, which links knowledge and action in teaching, involves two sub-processes: noticing, a basal process of perception that involves identifying relevant events, and reasoning, a process that builds on noticing and can be described as the ability to use knowledge about learning and teaching to derive adequate conclusions from what is seen. Most research on (prospective) teachers' professional vision based on subjective tests (e.g., video analysis, questionnaires, or interviews) has focused on the process of reasoning, whereas few studies have addressed the basal process of noticing, i.e., recognizing potential confounding events. Process-based methods such as eye tracking are particularly suitable for the direct and continuous recording of the basal process of perception. Eye tracking enables conclusions to be drawn about the cognitive perception processes of (prospective) teachers and integrates both spatial and temporal information on the allocation of attention. The methodological book chapter forthcoming in Teacher Professional Vision: Theoretical and Methodological Advances provides more detail on how eye tracking can be used and the challenges it presents. Eye-tracking studies in other domains have shown that novices and experts differ in their gaze behavior. Preliminary educational research regarding (novice) teachers also suggests that novice and expert teachers differ in their ability to detect potential classroom disruptions. The knowledge base underlying perception is better organized in experts and thus positively influences perception. Knowledge influencing professional vision is stored in so-called schemata and can be triggered and influenced by factors such as prior knowledge. For example, professional vision may vary depending on the schema activated or depend on a given task instruction focusing on a particular aspect of the material. Therefore, it can be assumed that professional vision can be positively influenced by training and feedback interventions. Although effective programs exist to train and support (prospective) teachers in the use of professional vision, they consume considerable time and resources. The aim of the thesis was to investigate teachers’ professional vision, especially in the area of classroom management, in two ways: implementing an online experiment within the framework of the restrictions on scientific activities due to the COVID-19 pandemic and using eye tracking as a process-based measurement method in a laboratory setting. I performed the work as follows. First, I conducted a systematic literature review to assess the state of the research on (prospective) teachers' professional vision based on process-based eye-tracking studies. For this purpose, I performed a literature search for the period from 1999 to 2019, identifying a total of 12 studies were identified. These studies were aggregated and integrated and showed relatively stable differences between experts and novices for most of the parameters investigated but used very heterogeneous methods and samples. Based on this, two empirical studies were designed to shed more light on the competence of professional vision. Study I, conducted online, examined the extent to which knowledge as an objective measure of expertise affects student teachers' professional vision. I assessed both noticing (the accuracy and velocity of the perception of potential classroom disruptions) and reasoning (the depth of analysis revealed by verbalizations related to detected disruptions). The results of Study I showed that expertise tested by an economical knowledge test as a performance-based criterion affects prospective teachers’ professional vision of (potential) teaching disruptions. The more knowledge the students had, the faster and more accurately they detected potential disturbances in the video vignettes (noticing). However, being more knowledgeable about pedagogical-psychological action did not lead to a deeper analysis (reasoning) of the events. In Study II I used eye tracking as a process-based method to assess whether the differences reported in previous studies in professional vision expertise between student teachers and experienced teachers in monitoring and/or disruption-specific gaze behavior (noticing) could be replicated. Contrary to our hypotheses, I could not replicate expertise differences in eye-tracking parameters in a quasi-randomized experiment. Parameters measuring classroom monitoring gaze behavior regarding the whole classroom scene and event-based gaze behavior (especially that related to potential or actual teaching disruptions) were similar in student teachers and experienced teachers. In both Study I and Study II, I investigated how effectively an economical, independent, task-specific instructional method could replicate the results of efficient but costly and resource-intensive training or feedback interventions. I hypothesized that minimal instructional support could positively influence novices' gaze behavior and thus possibly compensate for differences in expertise in professional vision. Study I found no effect of a minimal intervention on students' professional vision, whereas Study II—which used the process-based recording method of eye tracking—showed that specific instruction led to changes in gaze behavior in both students and experienced teachers. Novice and expert teachers exhibited more fixations, suggesting more effective scanning and monitoring behavior. Overall, the results show that reinforcing the teaching of knowledge about relevant aspects of classroom management at the university is important, as it helps novice teachers take their first steps in the process of teaching and learning, which are often perceived as particularly challenging (Study I). In addition, Study II shows that further studies and research projects are needed to determine the extent to which and, especially, under which conditions differences in expertise-dependent looking behavior in the classroom can be found. Only a plausible, theoretically based research landscape in which studies produce homogeneous results will permit the development of meaningful interventions for teacher education and training in the medium term and their establishment in the university learning setting.Lehrkräfte lehren tagtäglich Unterrichtsinhalte, agieren mit Schüler:innen und bemühen sich deren Lernerfolg zu maximieren. Dies ist jedoch nur bei möglichst störungsarmem Unterricht möglich. Gerade im Hinblick auf die Multitasking-Anforderungen sind vor allem angehende, unerfahrene Lehrkräfte schnell überfordert. Deswegen benötigt eine (angehende) Lehrkraft bestimmte Kompetenzen, insbesondere Wissen über proaktive, effektive Klassenführung und ein gutes Auge für alles, was in ihrem/seinem Klassenraum von statten geht. Denn nur durch ein schnelles Erkennen relevanter Hinweisreize, wie beispielsweise potenzielle Störereignisse, kann mit diesen adäquat umgegangen werden. Gleichzeitig muss eine Lehrkraft aber auch fähig sein, für den Unterrichtsverlauf irrelevante Ereignisse ausblenden zu können. Eben diese Kompetenz der professionellen Wahrnehmung, welche als Bindeglied zwischen dem Wissen und Handeln einer Lehrkraft angesehen wird, kann in zwei Teilprozesse untergliedert werden: Noticing, als basaler Wahrnehmungsprozess, bei dem es um das Identifizieren von relevanten Ereignissen geht, und Reasoning, als darauf aufbauender Prozess, der die Fähigkeit beschreibt, Wissen über Lernen und Unterrichten zu nutzen, um aus dem Gesehenen adäquate Schlussfolgerungen abzuleiten. Bisherige Forschung zur professionellen Wahrnehmung von (angehenden) Lehrkräften, die sich auf subjektive Testverfahren wie z. B. Videoanalyse, Fragebögen oder Interviews stützen, haben sich vor allem auf den Prozess des Reasonings konzentriert, während sich nur wenige Studien mit dem basalen Prozess des Noticings, d. h. dem Erkennen potenzieller Störereignisse, befasst haben. Für die direkte und kontinuierliche Erfassung des basalen Wahrnehmungsprozesses eignen sich besonders prozessbasierte Verfahren wie das Eye-Tracking. Diese Methode ermöglicht Rückschlüsse auf kognitive Wahrnehmungsprozesse der (angehenden) Lehrkräfte und integriert sowohl räumliche als auch zeitliche Informationen der Aufmerksamkeitsallokation. Aus der auf Eye-Tracking Studien basierenden Expertiseforschung in anderen Domänen weiß man, dass sich Noviz:innen und Expert:innen in ihrem Blickverhalten unterscheiden. Erste bildungswissenschaftliche Forschungsbefunde hinsichtlich (angehender) Lehrkräfte legen ebenfalls nahe, dass sich angehende und erfahrene Lehrkräfte in ihrer Fähigkeit unterscheiden, potenzielle Unterrichtsstörungen zu detektieren. Diese Annahme ist darauf zurückzuführen, dass die der Wahrnehmung zugrunde liegende Wissensbasis bei Expert:innen besser organisiert ist und so die Wahrnehmung positiv beeinflusst. Dieses die professionelle Wahrnehmung beeinflussende Wissen ist in sogenannten Schemata gespeichert und kann durch bestimmte Faktoren wie z. B. Vorwissen getriggert und beeinflusst werden. So kann die professionelle Wahrnehmung beispielsweise je nach aktiviertem Schema variieren oder auch von einer vorgegebenen, einen bestimmten Aspekt fokussierenden, Instruktion abhängen. Des Weiteren kann davon ausgegangen werden, dass die professionelle Wahrnehmung durch Interventionen positiv beeinflusst werden kann. So gibt es bereits effektive, aber gleichzeitig zeit– und ressourcenaufwendige Trainingsprogramme zur Schulung und Unterstützung professioneller Wahrnehmung für (angehende) Lehrkräfte. Ziel der Dissertation ist es, die professionelle Wahrnehmung von Lehrkräften, insbesondere im Bereich des Classroom Managements, mit prozessbasierten Messmethoden (Eye-Tracking) zu untersuchen. Dabei wurden mehrere Ziele verfolgt: Zuerst wurde der aktuelle Forschungstand zur professionellen Wahrnehmung von (angehenden) Lehrkräften basierend auf prozessbasierten Eye-Tracking Studien in einem systematischen Literaturreview aggregiert und integriert. Dafür wurde eine Literaturrecherche für den Zeitraum von 1999 bis 2019 durchgeführt. Insgesamt konnten dabei 12 Studien identifiziert werden, die relativ stabile Unterschiede zwischen Expert:innenen und Noviz:innen bei den meisten untersuchten Parametern, bei gleichzeitig sehr heterogener Methoden- und Stichprobenauswahl, aufweisen. Darauf aufbauend wurden zwei empirische Studien entwickelt, die dazu dienen sollten, den erst wenig erforschten Kompetenzbereich der professionellen Wahrnehmung näher zu beleuchten. Daher wurde in Studie I überprüft, inwieweit Aus der auf Eye-Tracking Studien basierenden Expertiseforschung in anderen Domänen weiß man, dass sich Noviz:innen und Expert:innen in ihrem Blickverhalten unterscheiden. Erste bildungswissenschaftliche Forschungsbefunde hinsichtlich (angehender) Lehrkräfte legen ebenfalls nahe, dass sich angehende und erfahrene Lehrkräfte in ihrer Fähigkeit unterscheiden, potenzielle Unterrichtsstörungen zu detektieren. Diese Annahme ist darauf zurückzuführen, dass die der Wahrnehmung zugrunde liegende Wissensbasis bei Expert:innen besser organisiert ist und so die Wahrnehmung positiv beeinflusst. Dieses die professionelle Wahrnehmung beeinflussende Wissen ist in sogenannten Schemata gespeichert und kann durch bestimmte Faktoren wie z. B. Vorwissen getriggert und beeinflusst werden. So kann die professionelle Wahrnehmung beispielsweise je nach aktiviertem Schema variieren oder auch von einer vorgegebenen, einen bestimmten Aspekt fokussierenden, Instruktion abhängen. Des Weiteren kann davon ausgegangen werden, dass die professionelle Wahrnehmung durch Interventionen positiv beeinflusst werden kann. So gibt es bereits effektive, aber gleichzeitig zeit– und ressourcenaufwendige Trainingsprogramme zur Schulung und Unterstützung professioneller Wahrnehmung für (angehende) Lehrkräfte. Ziel der Dissertation ist es, die professionelle Wahrnehmung von Lehrkräften, insbesondere im Bereich des Classroom Managements, mit prozessbasierten Messmethoden (Eye-Tracking) zu untersuchen. Dabei wurden mehrere Ziele verfolgt: Zuerst wurde der aktuelle Forschungstand zur professionellen Wahrnehmung von (angehenden) Lehrkräften basierend auf prozessbasierten Eye-Tracking Studien in einem systematischen Literaturreview aggregiert und integriert. Dafür wurde eine Literaturrecherche für den Zeitraum von 1999 bis 2019 durchgeführt. Insgesamt konnten dabei 12 Studien identifiziert werden, die relativ stabile Unterschiede zwischen Expert:innen und Noviz:innen bei den meisten untersuchten Parametern, bei gleichzeitig sehr heterogener Methoden- und Stichprobenauswahl, aufweisen. Darauf aufbauend wurden zwei empirische Studien entwickelt, die dazu dienen sollten, den erst wenig erforschten Kompetenzbereich der professionellen Wahrnehmung näher zu beleuchten. Daher wurde in Studie I überprüft, inwieweit Aus der auf Eye-Tracking Studien basierenden Expertiseforschung in anderen Domänen weiß man, dass sich Noviz:innen und Expert:innen in ihrem Blickverhalten unterscheiden. Erste bildungswissenschaftliche Forschungsbefunde hinsichtlich (angehender) Lehrkräfte legen ebenfalls nahe, dass sich angehende und erfahrene Lehrkräfte in ihrer Fähigkeit unterscheiden, potenzielle Unterrichtsstörungen zu detektieren. Diese Annahme ist darauf zurückzuführen, dass die der Wahrnehmung zugrunde liegende Wissensbasis bei Expert:innen besser organisiert ist und so die Wahrnehmung positiv beeinflusst. Dieses die professionelle Wahrnehmung beeinflussende Wissen ist in sogenannten Schemata gespeichert und kann durch bestimmte Faktoren wie z. B. Vorwissen getriggert und beeinflusst werden. So kann die professionelle Wahrnehmung beispielsweise je nach aktiviertem Schema variieren oder auch von einer vorgegebenen, einen bestimmten Aspekt fokussierenden, Instruktion abhängen. Des Weiteren kann davon ausgegangen werden, dass die professionelle Wahrnehmung durch Interventionen positiv beeinflusst werden kann. So gibt es bereits effektive, aber gleichzeitig zeit– und ressourcenaufwendige Trainingsprogramme zur Schulung und Unterstützung professioneller Wahrnehmung für (angehende) Lehrkräfte. Ziel der Dissertation ist es, die professionelle Wahrnehmung von Lehrkräften, insbesondere im Bereich des Classroom Managements, mit prozessbasierten Messmethoden (Eye-Tracking) zu untersuchen. Dabei wurden mehrere Ziele verfolgt: Zuerst wurde der aktuelle Forschungstand zur professionellen Wahrnehmung von (angehenden) Lehrkräften basierend auf prozessbasierten Eye-Tracking Studien in einem systematischen Literaturreview aggregiert und integriert. Dafür wurde eine Literaturrecherche für den Zeitraum von 1999 bis 2019 durchgeführt. Insgesamt konnten dabei 12 Studien identifiziert werden, die relativ stabile Unterschiede zwischen Expert:innenen und Noviz:innen bei den meisten untersuchten Parametern, bei gleichzeitig sehr heterogener Methoden- und Stichprobenauswahl, aufweisen. Darauf aufbauend wurden zwei empirische Studien entwickelt, die dazu dienen sollten, den erst wenig erforschten Kompetenzbereich der professionellen Wahrnehmung näher zu beleuchten. Daher wurde in Studie I überprüft, inwieweit sich Wissen als objektives Maß für Expertise auf die professionelle Wahrnehmung von Lehramtsstudierenden auswirkt (Noticing: Genauigkeit und Geschwindigkeit der Wahrnehmung potentieller Unterrichtsstörungen, Reasoning: Analysetiefe der Verbalisierungen hinsichtlich der erkannten Störungen). Ergebnisse dieser Onlinestudie zeigen, dass Expertise, operationalisiert mittels eines ökonomischen Wissenstests, als perfomanzbasiertes Kriterium einen relevanten Faktor der professionellen Wahrnehmung von angehenden Lehrkräften darstellt. Je mehr Wissen die Studierenden aufwiesen, desto schneller und mit höherer Akkuratheit entdeckten diese potentielle Störsituationen in den Videovignetten (Noticing). Gleichzeitig führte mehr Wissen über pädagogisch-psychologisches Handlungswissen jedoch nicht zu einer tieferen Analyse (Reasoning) der relevanten Ereignisse. Darüber hinaus wurde in Studie II untersucht, ob sich die in bisherigen Forschungsbefunden aufgezeigten Expertiseunterschiede hinsichtlich der professionellen Wahrnehmung zwischen erfahrenen Lehrkräften und Lehramtsstudierenden in Bezug auf das Monitoring- und/oder störungsspezifische Blickverhalten (Noticing) in einem standardisierten Studiendesign replizieren lassen. Im Gegensatz zu unseren Hypothesen konnten wir keine Expertiseunterschiede hinsichtlich der Eye-Tracking Parameter in einem quasi-randomisierten Versuchsdesign replizieren. Studierende und erfahrene Lehrkräfte zeigten sowohl im Hinblick auf ihr globales Monitoringverhalten als auch ihr störungsspezifisches Blickverhalten, ähnliche Ausprägungen der Parameter. Zusätzlich wurde sowohl in Studie I als auch Studie II beleuchtet, inwieweit eine ökonomische, eigenständige aufgabenspezifische Instruktion ähnliche Effekte erzielen kann wie effiziente, aber kosten- und ressourcenaufwendige Trainings- oder Feedbackinterventionen. Hierfür wurde untersucht, ob durch eine minimale instruktionale Unterstützung das Blickverhalten von Novizen positiv beeinflussten werden kann und es somit möglicherweise eine Kompensation von Expertiseunterschieden erreicht werden kann. Studie I konnte jedoch keinen Einfluss der minimalen Intervention auf die professionelle Wahrnehmung der Studierenden feststellen, wohingegen Studie II—bei der die prozessbasierte Erfassungsmethode des Eye-Trackings verwendet wurde—zeigen konnte, dass eine spezifische Instruktion sowohl bei Studierenden als auch erfahrenen Lehrkräften zu einem veränderten Blickverhalten führt. Noviz:innen und Expert:innen wiesen mehr Fixationen auf, was für ein effektiveres Scan- und Monitoringverhalten spricht. Insgesamt sprechen die Ergebnisse dafür, dass die Vermittlung von Wissen über relevante Aspekte des Classroom Managements an der Universität gestärkt werden sollte, da dies den angehenden Lehrkräften die ersten Schritte im Prozess des Lehrens und Lernens erleichtert, der oft als besonders herausfordernd empfunden wird (Studie I). Außerdem zeigt Studie II, dass es bezüglich expertiseabhängigem Blickverhalten im Klassenraum weiterer Studien und Forschungsprojekte bedarf, um herauszufinden, inwieweit und vor allem unter welchen Bedingungen, Unterschiede hinsichtlich der Expertise zu finden sind. Nur mit einer plausiblen, theoretisch begründeten homogenen Ergebnislandschaft lassen sich mittelfristig sinnvolle Interventionen für die Aus- und Fortbildung von Lehrkräften ableiten und im universitären Lernsetting etablieren

    Student-Centered Learning: Functional Requirements for Integrated Systems to Optimize Learning

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    The realities of the 21st-century learner require that schools and educators fundamentally change their practice. "Educators must produce college- and career-ready graduates that reflect the future these students will face. And, they must facilitate learning through means that align with the defining attributes of this generation of learners."Today, we know more than ever about how students learn, acknowledging that the process isn't the same for every student and doesn't remain the same for each individual, depending upon maturation and the content being learned. We know that students want to progress at a pace that allows them to master new concepts and skills, to access a variety of resources, to receive timely feedback on their progress, to demonstrate their knowledge in multiple ways and to get direction, support and feedback from—as well as collaborate with—experts, teachers, tutors and other students.The result is a growing demand for student-centered, transformative digital learning using competency education as an underpinning.iNACOL released this paper to illustrate the technical requirements and functionalities that learning management systems need to shift toward student-centered instructional models. This comprehensive framework will help districts and schools determine what systems to use and integrate as they being their journey toward student-centered learning, as well as how systems integration aligns with their organizational vision, educational goals and strategic plans.Educators can use this report to optimize student learning and promote innovation in their own student-centered learning environments. The report will help school leaders understand the complex technologies needed to optimize personalized learning and how to use data and analytics to improve practices, and can assist technology leaders in re-engineering systems to support the key nuances of student-centered learning

    Understanding biological concepts at university – Investigating learning in medical and teacher education

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    The aim of this dissertation was to contribute to domain-specific science learning at the university based on the research traditions of conceptual change and science learning and teaching. Previous research has shown that students have prior conceptions about scientific phenomena that often conflict with the scientific explanation and that may thus hinder or even prevent the learning of complex concepts and processes in the educational/school context. However, previous research has mainly focused on studying the conceptions of younger students. This thesis focused on the university level, and the aim was to explore teacher education students’ conceptions of photosynthesis and medical students’ conceptions of the central cardiovascular system. Teacher and medical education students were chosen for examination because in both study programs, learning certain biological phenomena is essential. Additionally, text-based learning plays a significant role in both study programs. In this study, the development of students’ conceptions related to photosynthesis and the central cardiovascular system were studied. In addition, the roles of different texts in learning and medical diagnosing processes were investigated. The approach was both longitudinal and cross-sectional, extending the view from the group level to the single case level, including the recording of eye movements. The results showed that university students have several alarming misconceptions relating to particular scientific topics. Moreover, among medical students, the level of biomedical understanding seemed to be related to the level of clinical reasoning. However, a high-level text that specifically pointed out typical misconceptions, known as a refutational text, seemed to support learning more effectively than did a traditional text. In addition, the eye movements of medical students and internal medicine residents while reading a patient case revealed that a so-called illness script pattern seemed to be distinguishable, which highlights the importance of teaching diagnosis processes by modelling the processes of experts. To conclude, the need to develop science teaching and learning, which suggests both educational and domain-specific understanding, is evident at the university level. New teaching and learning practices, together with innovative materials, are proposed based on the results of this dissertation.Biologian käsitteiden oppimisen haasteet yliopistossa luokanopettajan ja lääkärin ammattiin valmistavissa koulutusohjelmissa Väitöstutkimus kohdistuu vaativien biologian sisältöjen ymmärtämiseen yliopistotasolla. Näkökulmana ovat erityisesti käsitteellisen muutoksen sekä tiedeoppimisen ja opetuksen tutkimustraditiot. Aikaisemmat tutkimukset ovat kiistatta osoittaneet, että oppilailla on runsaasti aikaisempiin kokemuksiinsa perustuvia ennakkokäsityksiä opiskeltavista luonnontieteiden sisällöistä, ja usein nämä käsitykset ovat ristiriidassa tieteellisen selityksen kanssa saattaen hankaloittaa tai jopa estää tieteellisen mallin oppimista. Aikaisempi tutkimus on kuitenkin voimakkaasti keskittynyt peruskouluikäisten oppilaiden käsitysten tutkimiseen. Tässä tutkimuksessa selvitettiin luokanopettajaopiskelijoiden käsityksiä fotosynteesin ja lääketieteen opiskelijoiden käsityksiä verenkiertoelimistön sisältöalueista. Kyseiset koulutusohjelmat valittiin tukittaviksi, sillä molemmissa tiettyjen biologian sisältöjen ymmärtäminen sekä erilaisten tekstien hyödyntäminen ovat olennaisia taitoja. Tutkimuksessa selvitettiin ensinnäkin tutkittavien käsityksiä ja käsitysten muuttumista kyseisiin sisältöihin liittyen. Lisäksi tarkasteltiin erilaisten tekstien roolia oppimisen tukena ja potilasdiagnosointien tekemisessä. Tutkimuksessa hyödynnettiin kolmivuotista pitkittäistutkimusta sekä poikkileikkausasetelmia syventäen näkökulmaa ryhmätasolta aina yksittäisen oppijan prosessoinnin tarkasteluun silmänliikkeiden avulla. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että yliopisto-opiskelijoilla on huolestuttavan runsaasti virhekäsityksiä kyseisistä biologian keskeisistä sisältöalueista. Lääketieteen kontekstissa biomedikaalinen ymmärrys oli yhteydessä kliinisen päättelyn tasoon. Tulokset kuitenkin myös osoittivat, että korkeatasoinen niin kutsuttu törmäyttävä teksti, joka tukee virhekäsitysten muokkaamista kohti tieteellistä ymmärrystä, voi edistää oppimista tehokkaammin kuin perinteinen, selittävä teksti. Tulokset edelleen paljastivat, että sekä lääketieteen erikoistuvien lääkäreiden että parhaiten menestyvien lääketieteen opiskelijoiden lukuprosesseissa aikaisempien potilastapausten aktivointi oli erotettavissa silmänliikkeissä. Tämä mahdollistaa asiantuntijoiden silmänliikkeiden käytön diagnosointiprosessin mallittamisessa. Näin ollen tämän väitöstutkimuksen osatutkimusten tulosten pohjalta nousee tarve kehittää biologian oppimista ja opetusta yliopistotasolla, mikä edellyttää sekä kasvatustieteen että ainespesifien sisältöjen tutkimusperusteista ymmärtämistä. Tulosten avulla ehdotetaankin uusia opetuksen ja oppimisen käytäntöjä sekä ideoita uusien innovatiivisten oppimateriaalien kehittämiseksi.Siirretty Doriast

    Training Effects of Adaptive Emotive Responses From Animated Agents in Simulated Environments

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    Humans are distinct from machines in their capacity to emote, stimulate, and express emotions. Because emotions play such an important role in human interactions, human-like agents used in pedagogical roles for simulation-based training should properly reflect emotions. Currently, research concerning the development of this type of agent focuses on basic agent interface characteristics, as well as character building qualities. However, human-like agents should provide emotion-like qualities that are clearly expressed, properly synchronized, and that simulate complex, real-time interactions through adaptive emotion systems. The research conducted for this dissertation was a quantitative investigation using 3 (within) x 2 (between) x 3 (within) factorial design. A total of 56 paid participants consented to complete the study. Independent variables included emotion intensity (i.e., low, moderate, and high emotion), levels of expertise (novice participant versus experienced participant), and number of trials. Dependent measures included visual attention, emotional response towards the animated agents, simulation performance score, and learners\u27 perception of the pedagogical agent persona while participants interacted with a pain assessment and management simulation. While no relationships were indicated between the levels of emotion intensity portrayed by the animated agents and the participants\u27 visual attention, emotional response towards the animated agent, and simulation performance score, there were significant relationships between the level of expertise of the participant and the visual attention, emotional responses, and performance outcomes. The results indicated that nursing students had higher visual attention during their interaction with the animated agents. Additionally, nursing students expressed more neutral facial expression whereas experienced nurses expressed more emotional facial expressions towards the animated agents. The results of the simulation performance scores indicated that nursing students obtained higher performance scores in the pain assessment and management task than experienced nurses. Both groups of participants had a positive perception of the animated agents persona

    Exploring Failure and Engagement in a Complex Digital Training Game: A Multi-method Examination

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    Digital games are ideal for training complex decision making skills because they allow players to experience decision making processes and consequences. However, training complex skills often results in failure, which may undermine learning engagement. Traditional training methods employing observational learning (e.g., training videos) do not cause learners to fail but forfeit experiential learning that makes training games so engaging. Our exploratory work addresses the trade-off between experiencing and observing failure and explores their effect on the level of training engagement. Building on past engagement research, we argue that learning engagement contains both cognitive and affective facets and that these facets may diverge, especially when individuals experience failure. To test these ideas, we conducted an experiment (N = 156) comparing engagement in game-based training, in which participants experienced failure, and video-based training, in which participants observed failure. We collected cognitive and affective indicators of engagement using physiological and self-report measures. We found game-based experiential learning increased such indicators of engagement as attention and temporal disassociation even though players widely failed to meet game objectives. Players also experienced elevated arousal and decreased positive affect. In addition, we compared physiological measures of engagement with self-reported measures and discuss their merits and limitations

    Immersive Telepresence: A framework for training and rehearsal in a postdigital age

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