Just-in-Time-Teaching JiTT & Peer Instruction PI
Peer Instruction (PI) ist eine studierendenzentrierte, aktivierende Lehrmethode, die den Erwerb von Konzeptverständnissen fördert und gleichzeitig ein formatives Assessment darstellt. Studierende erklären sich gegenseitig konzeptionelle Zusammenhänge und lernen dabei auch die fachliche Diskussion. Für einen sinnvollen Einsatz der Methode muss zum einen auf Vorwissen aufgebaut werden können, zum anderen muss die erforderliche Zeit im Unterricht zur Verfügung stehen. Beides wird durch Just-in-Time-Teaching (JiTT) erreicht. Dabei handelt es sich um eine studentische Unterrichtsvorbereitung, die eine Passung des Lernprozesses auf das individuelle Vorwissen ermöglicht. Ein digitales Quiz wird als formatives Assessment vor der Lehrveranstaltung durchgeführt. Dies dient zum einen der Selbsteinschätzung der Studierenden, zum anderen erhalten die Lehrenden vor dem Unterricht einen Einblick in die studentischen Schwierigkeiten und können so „just in time“ ihren Unterricht anpassen.
Kategorien
Beschreibung
Herausforderung
• Aktivierung der Studierenden in der Präsenzlehre
• Übernahme der Verantwortung der Studierenden für ihren eigenen Lernprozess
• Erhöhter Nutzen der Präsenzphase durch passgenauen Fokus auf Verständnisschwierigkeiten
• Regelmäßige formative Assessments
• Heterogenes Vorwissen der Studierenden
• Große Gruppen
Herangehensweise
In einer selbstgesteuerten Vorbereitungsphase mit Lernzielen (Studierauftrag), digitalem WarmUp Quiz und automatisiertem individuellem Feedback auf das WarmUp Quiz bereiten sich die Studierenden individuell auf die Lehrveranstaltung vor. Das Ergebnis des formativen WarmUp Quiz informiert die Lehrperson über die zu wählenden Schwerpunkte (JiTT).
Der darauf folgende Präsenzunterricht wird entsprechend der Verständnisprobleme der Studierenden angepasst und vertieft. Peer Instruction (PI), Whiteboardaufgaben, Tangibles, Arbeitsblätter mit Simulationen, Tutorials, usw. vertiefen das aktive Lernen im Unterricht. Ein SCALE-UP Raum unterstützt diese Art des Unterrichtens.
Zusammenhang
JiTT und PI werden von uns in Lehrveranstaltungen der Physik und Mathematik in den ersten Semestern der Ingenieurwissenschaften umgesetzt. Die Gruppengrößen sind sehr unterschiedlich.
Voraussetzung
• Kennenlernen der Lehrformate: Die Formate JiTT und PI werden in hochschuldidaktischen Fortbildungen gelehrt. Das Projektteam führte dazu während der Projektlaufzeit ca. 40 Workshops durch, ein überregionales Netzwerk wurde weiter ausgebaut und die internationale Konferenz 12th International Conference on Physics Teaching in Engineering Education PTEE 2024 (80 Teilnehmer aus 14 Ländern) an der TH Rosenheim ausgerichtet.
• Anwendung der Lehrformate: Erstellung bzw. Nutzung digitaler Lehrmaterialien; die Studierenden benötigen ein Framing durch die Lehrperson; Unterschiedliche Schwerpunkte in den Lehrveranstaltungen je Kohorte: dies erfordert eine flexible Anpassung der Unterrichtsinhalte; Gestaltung und Weiterentwicklung der Materialien erfordert Zeit
• Nutzung eines LMS für JiTT, sowie Abstimmungssoftware für Peer Instruction
Eignung
Die aktivierenden Lehrformate JiTT und PI gelten als wissenschaftlich fundierte Lehrmethoden und werden bereits seit mehreren Jahren erfolgreich mit nachweislich höherem Lernerfolg nicht nur an der TH Rosenheim eingesetzt. Als Messinstrument wird u.a. der Force Concept Inventory (FCI) genutzt.
In der Evaluation berichten die Studierenden von der Selbstwirksamkeit, sie erkennen häufig die Vorteile für ihren eigenen Lernprozess. Es gibt jedoch auch Studierende, die vordergründig nur den scheinbaren Mehraufwand wahrnehmen und die Lernwirksamkeit nicht reflektieren. Sie wünschen sich eine Frontalvorlesung.
Vorgehen/Schritte
Wenn die aktivierenden Lehrformate zum ersten Mal eingesetzt werden, kann es bei begrenzten Ressourcen sinnvoll sein, im ersten Schritt einzelne Lehrveranstaltungssequenzen für JiTT anzupassen und einzelne PI-Aufgaben zu integrieren, im Laufe der Zeit dann immer mehr.
Damit die Studierenden bereit sind, den Aufwand der Vorbereitung des Unterrichts zu leisten, benötigen sie ein entsprechendes Framing, meist mehrfach im Semester. Die Motivation zur Durchführung kann auch durch Vergabe von Bonuspunkten für die Klausur erhöht werden.
Durch eine Vernetzung von Lehrenden und einen wachsenden Aufgabenpool können die Lehrformate schneller und einfacher umgesetzt werden.
Die kontinuierliche Pflege des Aufgabenpools und des spezifischen Feedbacks bei den formativen Quiz-Fragen erhöht deren Qualität im Laufe der Zeit. Für den Einstieg sind auch einfache Freitextfragen möglich.
Lehrende erhalten Ideen für gute formative Fragen sowohl für das Quiz als auch für Peer Instruction, indem sie den studentischen Diskussionen im Unterricht zuhören oder die Fehler in Klausuren auswerten.
Die Nutzung eines SCALE-UP Raums ist vor allem für die Gruppendiskussionen als Teil der Peer Instruction sowie gemeinsame Aufgabenbearbeitung am analogen Whiteboard (DIN-A2) vorteilhaft, allerdings können die Formate auch in einem gewöhnlichen Hörsaal eingeführt werden. Wenn möglich sollten dann einige Reihen frei bleiben, damit die Lehrperson besser zu den Studierenden gelangen kann um deren Diskussionen zu verfolgen.
Hinweise
Effekte
• Verbesserung des Konzeptverständnisses in Physik und Mathematik durch aktivierende, studierendenzentrierte Lehre
• Verbesserung des Studierverhaltens aufgrund der Übernahme der Verantwortung für den Lernprozess durch die Studierenden
• Höhere Bestehensquoten in Klausuren
• Größere Zufriedenheit bei Studierenden und Lehrenden
• Stärkung der Selbstwirksamkeit
• Die Heterogenität im Vorwissen der Studierenden wird adressiert
• Beide Lehrformate eignen sich sowohl für kleine als auch große Gruppen
• Lehrende profitieren von Austausch und Netzwerk
• Es gibt immer auch Studierende, die vordergründig nur den scheinbaren Mehraufwand für sich wahrnehmen und die Lernwirksamkeit nicht reflektieren
Tipps
JiTT baut darauf auf, dass die Studierenden die Selbstlerneinheit vorab durchführen. Ohne eine Art von „Belohnung“ tun dies erfahrungsgemäß nur etwa die Hälfte der Studierenden. Schon mit einer geringen Zahl von Bonuspunkten für die Prüfung lässt sich die Teilnahme auf 100% erhöhen.
Dass die Studierenden sich vorab mit dem Inhalt der Lehrveranstaltung auseinandergesetzt haben, ist wichtiger als der Umfang des Quiz. Für den Start der Umsetzungsphase kann das Quiz aus ein bis zwei einfachen Fragen bestehen wie „Stellen Sie in eigenen Worten die Fragen, die Ihnen nach der Bearbeitung geblieben sind.“ und „Formulieren Sie den Zusammenhang, der für Sie neu war.“
Gute Fragen für PI ergeben sich aus Fehlern in Prüfungen oder Quiz.
Sonstiges
Das Vorgehen muss zu Beginn des Semesters als auch nachfolgend erklärt werden (Framing), damit Studierende die Quiz als formatives Element verstehen, nicht als summatives.
Aktivierende Lehre ist für Studierende anstrengend. In den Evaluationen wird von einigen Studierenden Frontalunterricht u.U. besser bewertet, da sie den Mehrwert nicht gleich erkennen.
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