Auswirkungen auf die Leistung, Selbstwirksamkeit und Metakognition von Biologiestudenten
Es folgt ein Reprint des Zeitschriftenartikels „Concept Mapping als Lernstrategie: Auswirkungen auf die Leistung, Selbstwirksamkeit und Metakognition von Biologiestudenten im Grundstudium „, geschrieben von Dr. Catherine Martin-Dunlop und ursprünglich auf Research Outreach veröffentlicht. Es wurde unter einer Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) Lizenz lizenziert. Text und Links wurden so wiedergegeben, wie sie im Originalartikel sind. Für weitere Informationen über den Autor und noch mehr Forschung, besuchen Sie bitte die Original-Website über den Link oben!
Concept Mapping ist eine aktive Lerntechnik, bei der Verbindungen zwischen Ideen schematisch dargestellt werden. Dr. Catherine Martin-Dunlop, Direktorin des Center for Excellence in Teaching and Learning an der Morgan State University, hat die Lernstrategie erforscht, um zu bestätigen, ob sie der Schlüssel zur Verbesserung der akademischen Leistung, der Selbstwirksamkeit und der metakognitiven Fähigkeiten von sein könnte, insbesondere unterrepräsentierte Studenten, die Biologie studieren.
Jeder, der an einer Hochschule oder Universität studiert hat, wird sich an das traditionelle Vorlesungsformat des Unterrichts erinnern. Ihr Professor rezitierte ein Thema oder übermittelte Ihnen eine Theorie hinter einem Rednerpult, gelegentlich begleitet von Folien oder einer PowerPoint-Präsentation. Sie haben sich verzweifelt Notizen gemacht, versucht, alle wichtigen Punkte zu erfassen, und haben unweigerlich einen Großteil der Lektion verpasst. Oft kehrten Sie zu einem späteren Zeitpunkt zu Ihren Kritzeleien zurück und stellten fest, dass Sie nicht verstehen konnten, was Sie aufgeschrieben hatten oder wie eine Tatsache überhaupt mit dem Thema zusammenhing. Ebenso könnten Sie ein Student gewesen sein, der einfach zugehört hat in der Hoffnung, dass einige der Informationen einsinken würden (und bleiben!).
Während diese eher passiven Lernmethoden für einige Schüler geeignet sind, wird es immer wahrscheinlicher, dass Lehrer und Dozenten aktivere Lerntechniken anwenden, um die Schüler zu motivieren und zu motivieren und letztendlich die schulischen Leistungen zu verbessern.
Eine solche Technik ist ‚Concept Mapping‘, eine Strategie, die von Joseph D. Novak und sein Team an der Cornell University in den 1970er Jahren als Mittel zur Darstellung des aufkommenden wissenschaftlichen Wissens der Studenten. Eine Concept Map ist eine schematische Darstellung von Beziehungen zwischen Ideen, Wörtern oder Bildern. Die Schlüsselideen, Wörter oder Bilder sind durch Pfeile mit Verknüpfungswörtern verbunden, die die Verbindung zwischen zwei Punkten erklären, und hierarchisch mehrstufig angeordnet. Das Ziel von Concept Mapping ist es, logisches Denken und effektive Lernfähigkeiten zu entwickeln, indem die Zusammenhänge zwischen den Dingen aufgedeckt und die Schüler herausgefordert werden, über einzelne Fakten und Gedanken hinaus zu denken, um das Gesamtbild zu sehen. Dieses aktive Lernwerkzeug hat das Potenzial, die Wissensbindung des Unterrichts zu erhöhen, da die Schüler keine passiven Informationsempfänger mehr sind. Darüber hinaus können Lehrer oder andere Klassenkameraden den Denk- und Lernprozess ’sehen‘, indem sie das Verständnis (oder das Fehlen) eines Schülers in Diagrammform deutlich sichtbar machen. Das Hinzufügen von Elementen des kollaborativen Lernens zum Ansatz kann die Methode weiter verbessern; Die Schüler arbeiten zusammen, um die Karten zu diskutieren und zu erstellen. Die Überarbeitung von Concept Maps kann den Schülern helfen, Informationen länger zu behalten und die Metakognition und Selbstwirksamkeit beim Übergang in die akademischere Lernumgebung einer Hochschule zu verbessern.
“ Eine Concept Map ist eine schematische Darstellung der Beziehungen zwischen Ideen – sie zeigt, was und wie die Schüler denken…“
Obwohl sich Vorlesungen als ineffektive Lehrmethode erwiesen haben, ist sie bei 100-prozentiger Anwendung immer noch der weltweit häufigste Lehransatz im naturwissenschaftlichen Unterricht. Nur wenige Universitätsdozenten erhalten eine formale Ausbildung darüber, welche Lernmethoden ihre Studenten wahrscheinlich am effektivsten finden, und die Tradition der Vorlesung hat sich fortgesetzt. Dieser Dogmatismus könnte sich direkt auf die akademischen Leistungen und die Anzahl der Studenten (insbesondere unterrepräsentierte Studentengruppen) auswirken, die in den Vereinigten Staaten in den Fächern Naturwissenschaften, Technik, Ingenieurwesen und Mathematik (MINT) studieren. Forschung an der größten historisch schwarzen Hochschule / Universität (HBCU) im Bundesstaat Maryland, Morgan State University, hat festgestellt, dass 27% der Studenten im Studienjahr 2015-2016 Biologie im ersten Jahr nicht bestanden haben (diese Zahl schließt diejenigen aus, die vor der Beurteilung abgebrochen haben), obwohl es das beliebteste Hauptfach in der Schule für Computer, Mathematik und Naturwissenschaften an der Institution ist. Es wurde festgestellt, dass viele Studenten nach dem ersten Studienjahr und der Einschreibung in ein oder zwei Einführungskurse in Biologie ihr Hauptfach in ein Nicht-MINT-Fach wechselten. Es ist klar, dass in diesem Zeitraum größere Anstrengungen unternommen werden müssen, um die Schüler so einzubeziehen, dass nicht nur ihr Lernen und ihre Noten verbessert werden, sondern auch, dass sie sich in ihren Fähigkeiten sicher fühlen und an den angebotenen MINT-Themen interessiert bleiben. Einige Forscher haben vorgeschlagen, dass Concept Mapping als Lehr- und Lerntechnik der Schlüssel sein könnte, um Studenten wieder in den Biologieunterricht im Grundstudium einzubeziehen, insbesondere weil Biologie ein so vokabularreiches Fach ist, das traditionell durch Auswendiglernen und Auswendiglernen unterrichtet wird Methoden.
Forschung im Bereich Concept Mapping
Dr. Catherine Martin-Dunlop kam 2011 als außerordentliche Professorin für naturwissenschaftliche Bildung an die Morgan State University (MSU). 2017 wurde sie Gründungsdirektorin des Center for Excellence in Teaching and Learning, das Best Practices im Lehren und Lernen fördert, die Vielfalt fördern und zum Erfolg der Schüler führen. Vor kurzem leitete Martin-Dunlop ein dreijähriges von der National Science Foundation finanziertes Projekt an der MSU und verglich eine Gruppe von Studenten, die in ihren Klassen in Concept Mapping eingeführt wurden (219 Studenten), mit einer Kontrollgruppe (175 Studenten), die mit traditionelleren Lernmethoden fortfuhr. Das durchschnittliche Studentenalter betrug 20 Jahre; 68% waren weiblich, 28% männlich und 4% transgender. 87% wurden als Afroamerikaner / Schwarz identifiziert. Die Schüler wählten ihren eigenen Lehrer und ihre eigene Unterrichtszeit und wurden keiner Gruppe zugewiesen. Zwischen 2016 und 2019 setzten vier Biologielehrer regelmäßig Concept Mapping in ihren Klassen ein, um die schulischen Leistungen, die Selbstwirksamkeit und die metakognitiven Fähigkeiten der Schüler zu verbessern. Es wurde auch gehofft, dass diese metakognitiven Fähigkeiten auf andere Fächer übertragbar wären, wodurch die akademischen Leistungen und die Bindungsraten der Schüler insgesamt erhöht würden.
Einige Forscher haben vorgeschlagen, dass Concept Mapping als Lehr- und Lerntechnik eine leistungsstarke Strategie für die Einbindung von Studenten sein kann…
Beide Studentengruppen wurden gebeten, zu Beginn und am Ende des Kurses die Selbstwirksamkeits- und Lernumfrage (SEALS) auszufüllen, um Vergleiche innerhalb und zwischen den Gruppen zu ermöglichen. SEALS fordert die Teilnehmer auf, ihre eigenen Überzeugungen zu sieben Dingen zu bewerten: akademische Selbstwirksamkeit, Ausarbeitung, Organisation, metakognitive Selbstregulation, metakognitive Reaktionsfähigkeit, Peer Learning und kritisches Denken. Die Studierenden wurden auch zu ihren Studienstrategien für die Biologie befragt und 100 der Concept Maps wurden mithilfe eines Scoresheets gesammelt und bewertet, um die Fähigkeiten eines Schülers im Concept Mapping und eine mögliche Korrelation mit biologischem Wissen anzuzeigen. Die Beziehungen zwischen den Abschlussnoten der Schüler in beiden Gruppen und den sieben Elementen der SIEGEL wurden statistisch verglichen.
Nach der Analyse der Studienergebnisse stellte das Projektteam fest, dass die Concept-Mapping-Lernmethode zwar keinen statistisch signifikanten Einfluss auf alle Fähigkeiten im Zusammenhang mit der Metakognition der Schüler hatte, das Peer-Learning jedoch eine signifikante Verbesserung gegenüber dem Post-Test für diese Gruppe. Darüber hinaus zeigte die Concept-Mapping-Gruppe eine signifikante Verbesserung der metakognitiven Selbstregulation, was darauf hindeutet, dass sich die Concept-Mapper mehr Fragen stellten, Ziele setzten und sich gut ausdrücken konnten, wenn sie ein Konzept im Vergleich zur Kontrollgruppe nicht verstehen konnten. Zitate aus Studenteninterviews zeigten, dass die Studenten schätzten, wie Concept Maps dazu beitrugen, Verwirrung in Bezug auf bestimmte knifflige Themen zu lösen, und wie sie die neuartigen und vielfältigen Perspektiven der Kommilitonen enthüllten. Interessanterweise war die akademische Selbstwirksamkeit der Schüler in beiden Gruppen am Ende des Kurses geringer, und es gab keinen statistisch signifikanten Unterschied in den Schülernoten zwischen den Gruppen.
Transformierter durchschnittlicher Itemmittelwert
Mapping metacognition
Warum sind die erwarteten signifikanten Verbesserungen der akademischen Leistung, der Selbstwirksamkeit und der Metakognition in den Ergebnissen dieses Projekts nicht ersichtlich? Martin-Dunlop und ihr Team schlagen vor, dass es ein Ergebnis der relativ kurzen Länge jedes Kurses (15 Wochen) sein kann, ein Zeitraum, in dem Verbesserungen in der Metakognition nicht zu erwarten sind; weil die STUDIE aufgrund ihres Formats der erzwungenen Antworten nicht in der Lage war, die Nuancen positiver Veränderungen der Metakognition aufzugreifen; weil Ausbilder mehr Training in der Lehrmethode benötigen; oder weil mehr Hausaufgaben und Übung des Concept Mappings erforderlich waren, um die Strategie zu verstärken. Um das Potenzial von Concept Mapping zur Verbesserung der Schülererfahrung im Biologieunterricht und die positiven Auswirkungen, die dies auf die akademischen Ergebnisse und die individuelle Metakognition haben könnte, gründlicher zu bewerten, sollte die zukünftige Erforschung der Technik einen längeren Implementierungszeitraum als ein Semester umfassen und viel mehr Anstrengungen unternehmen, um die an der Strategie beteiligten Lehrer konsistent zu unterweisen. Im weiteren Sinne können weitere Forschungen zu Concept Mapping und Metakognition für diejenigen nützlich sein, die eine größere Anzahl unterrepräsentierter Studenten in MINT-Fächern ermutigen und einbeziehen möchten.
Persönliche Antwort
Planen Sie weitere Forschungsprojekte zum Thema Concept Mapping als Lehr- /Lernstrategie, und wenn ja, welches Format wird dies annehmen und wie wird es sich gegenüber dem vorherigen Projekt verbessern?
Ja, ich habe ein Folgeprojekt gestartet, in dem ich mich darauf konzentriere, Ausbilder sowohl in persönlichen als auch in Online-Workshops auszubilden, wie sie Schülern helfen können, ihre metakognitiven Lernfähigkeiten zu verbessern (oder mit anderen Worten, Schülern beizubringen, wie man lernt). Zwei der wenigen metakognitiven Fähigkeiten, die von Neurowissenschaftlern in der Forschungsliteratur anerkannt werden, sind Ausarbeitung und Organisation. Ich glaube immer noch, dass Concept Mapping bei der Entwicklung dieser Fähigkeiten hilft, und ich bin verwirrt, warum die Studie keine Verbesserung ergab (zusammen mit Peer Learning und metakognitiver Selbstregulation). Anstatt also Concept Mapping als Zentrum der Studie zu haben, möchte ich Metakognition als Zentrum haben – und Concept Mapping nur als Beispiel dafür verwenden, wie Ausarbeitung und Organisation verbessert werden können. Dies sollte das vorherige Projekt verbessern, da im Vorfeld mehr Schulungen für Ausbilder stattfinden, um die Gültigkeit der Implementierung sicherzustellen. Ich glaube jetzt, dass es für Studenten wichtiger ist, ihre metakognitiven Fähigkeiten zu entwickeln, als für sie, ihre Concept-Mapping-Fähigkeiten zu entwickeln. Gute metakognitive Fähigkeiten führen zu lebenslangem Lernen.