Research in the ProDaBi Project
The ProDaBi project aims to prepare pupils for the challenges and opportunities that data science and AI bring with them today. This includes teaching technical skills and abilities as well as discussing the ethical and social implications of these technologies. The professional development of teachers is also of great importance for the project in order to help ensure that the topics of data science and AI can be taught in a well-founded manner in the classroom.
The ProDaBi project combines the development of theoretical concepts with the design of concrete lessons and professional development courses, as well as the empirical investigation of their use and impact. Research in the project is driven to a large extent by the dissertations and research projects of the employees, who are supervised by the project managers. The ProDaBi project is therefore pursuing the following research priorities:
Data awareness
Data awareness is a didactic concept for promoting maturity in a data-driven society and is a focus of the project. It takes the pupils' perspective on their everyday interactions with data-driven digital artifacts as a starting point. This enables them to understand the role of data in these data-driven digital artefacts and to critically reflect on their everyday interactions with these artefacts. Such reflection also includes, for example, taking a position on these technologies and their role in our everyday lives.
The development and evaluation of the concept of data awareness is part of a dissertation project associated with this project. The focus is on teaching computer science at lower secondary level. As part of the research, a didactic approach will be developed and implemented in several teaching modules. Pupils learn an explanatory model about the role of data in data-driven digital artefacts, which serves as a tool for analyzing and reflecting on digital artefacts. The development and evaluation of the concept is based on several empirical studies in which, among other things, a measurement instrument for the understanding of and attitude towards data-driven digital artifacts is developed. In particular, these studies also examine the promotion of pupils' active engagement with data-driven digital artifacts that they encounter in everyday life.
If you are interested in this research project, please contact Lukas Höper: lukas.hoeper@uni-paderborn.de
Epistemic programming
Epistemisches Programmieren beschreibt eine erkenntniszentrierte Sichtweise auf (datengetriebenes) Programmieren. Ziel des Ansatzes ist es, Programmieren als Erkenntniswerkzeug für Jede:n hinsichtlich eigener Interessen zugänglich zu machen und es so zur persönlichen Datenexploration und Selbstexpression einsetzen zu können. Im ProDaBi-Projekt werden dazu fächerverbindende Citizen-Science-Unterrichtsmodule zur datengetriebenen Umweltexploration entwickelt und beforscht.
The focus of the research is on identifying,
- how pupils' views on programming change as they go through data-driven epistemic programming projects,
- how pupils engage in epistemic programming,
- how pupils can be supported in their epistemic programming processes through the use of worked examples.
Based on the research results, the approaches and didactic tools used are to be further developed in order to make this perspective on programming as a cultural technique accessible and tangible for pupils.
If you are interested in this research project, please contact Sven Hüsing: sven.huesing@uni-paderborn.de
Machine learning with decision trees
One focus of ProDaBi since the start of the project has been to address the topic of machine learning in school education. This involves selecting suitable content and designing and researching specific learning arrangements.
Das Forschungsprojekt “Maschinelles Lernen mit Entscheidungsbäumen” hat zum Ziel ein Konzept für die Vermittlung von Methoden des überwachten maschinellen Lernens zu entwickeln und dies am Beispiel von datenbasierten Entscheidungsbäumen konkret umzusetzen. Dazu gehört die Auswahl und geeignete Anpassung von Inhalten, die Entwicklung von (digitalen) Werkzeugen für den Unterricht, die Gestaltung von Unterricht, sowie die Untersuchung von Lernprozessen und -ergebnissen bei Lernenden. Kern dieses Forschungsprojekts ist der Unterricht in der Sekundarstufe II, allerdings werden die Konzepte in angepasster Form auch in der Sekundarstufe I erprobt und beforscht.
If you are interested in this research project, please contact Yannik Fleischer: yanflei@math.uni-paderborn.de
Online professional development
Im Fokus der wissenschaftlichen Forschung innerhalb von ProDaBi III steht die Konzeption einer effektiven e-Fortbildung für Lehrkräfte. Dabei wird ein synchrones Konzept mit asynchronen Elementen erarbeitet, um ein höheres Engagement, verbesserte Zeitplanung und Austausch unter Lehrkräften zu ermöglichen entscheidende Faktoren für erfolgreiche Fortbildungsteilnahmen.
Im Kontext der wissenschaftlichen Forschung wird untersucht, inwiefern sich die in Präsenzfortbildungen als effektiv erwiesen Elemente in ein online Format übertragen lassen. Hierzu gehören die Strukturierung, kollaborative Gruppenarbeitsphasen, das Nutzen interaktiver und kollaborativer Tools und der Einsatz von Lernvideos. Die e-Fortbildungen bauen weiterhin auf evaluierten Unterrichtsreihen auf und integrieren bewährte Elemente. Dies schließt ein, konkrete Einblicke in das Unterrichtsgeschehen zu gewähren, indem beispielsweise Ergebnisse von Schüler:innen präsentiert werden. Dies ermöglicht die Veranschaulichung potenzieller Schwierigkeiten oder gelungener Unterrichtsabläufe, um ein besseres Verständnis zu fördern.
If you are interested in this research project, please contact Susanne Podworny: podworny@math.uni-paderborn.de
Scientific publications of the project can be found here.
