To assess individual students' abilities and misconceptions in mathematics, teachers need diagnostic competencies. Although research has addressed the quality of teachers' diagnostic competencies in recent years, it is not very clear how to foster these competencies effectively in the course of prospective teachers' university education. Research suggests that simulations with instructional support are promising tools for fostering complex competencies. We have developed a simulation that aims at measuring and fostering prospective primary school teachers' competencies to assess students' mathematical abilities and misconceptions based on their written task solutions. In this study, we analysed data from prospective primary school mathematics teachers who used one of three different versions of the simulation. Two versions contained a specific type of scaffolding, while the third version did not contain scaffolding. Specifically, the two scaffolding types were content-related scaffolding that emphasized the use of specific pedagogical content knowledge, and strategic scaffolding that emphasized diagnostic activities. The results suggest that integrating scaffolding into the simulation did not substantially influence participants' overall perception of the simulation regarding presence, authenticity, or perceived cognitive load. Compared to participants in a control group without intervention, participants who used the simulation with scaffolding had higher diagnostic accuracy regarding overall assessment of students' competence level. However, only content-related scaffolding but not strategic scaffolding or no scaffolding tended to improve participants' competence in identifying students' specific misconceptions. The results provide a first empirical basis for further development of the simulation.
Um die mathematischen Fähigkeiten und Fehlvorstellungen einzelner Schülerinnen und Schüler einzuschätzen, benötigen Lehrkräfte Diagnosekompetenzen. Obwohl sich die Forschung in den letzten Jahren vermehrt mit Diagnosekompetenzen von Lehrkräften befasst hat, ist noch weitgehend unklar, wie man diese effektiv während der universitären Lehramtsausbildung fördern kann. Forschungsergebnisse legen nahe, dass Simulationen mit instruktionalen Unterstützungsmaßnahmen eine vielversprechende Möglichkeit bieten, komplexere Kompetenzen zu fördern. Im vorliegenden Projekt wurde eine Simulation entwickelt mit dem Ziel, die Fähigkeiten angehender Grundschulehrkräfte zu messen und zu fördern, mathematische Kompetenzen und Fehlvorstellungen von Schülerinnen und Schülern anhand von schriftlichen Aufgabenlösungen einzuschätzen. In dieser Studie untersuchten wir Daten angehender Grundschullehrkräfte, die mit einer von insgesamt drei verschiedenen Versionen der Simulation arbeiteten. Zwei der Versionen enthielten eine bestimmte Art von Scaffolding, wohingegen eine dritte keinerlei Scaffolding beinhaltete. Die beiden Scaffoldingarten waren inhaltsbezogenes Scaffolding, das spezifisches fachdidaktisches Wissen unterstützte, und strategisches Scaffolding, das diagnostische Aktivitäten unterstützte. Die Ergebnisse zeigen, dass Scaffolding keinen substantiellen Einfluss darauf hatte, wie die Teilnehmerinnen und Teilnehmer die Simulation hinsichtlich Presence, Authentizität oder Cognitve Load erlebten. Im Vergleich mit einer Kontrollgruppe ohne Intervention schätzten die Teilnehmer, welche die Simulation mit Scaffolding verwendeten, die mathematische Kompetenz akkurater ein. Allerdings zeigte nur das inhaltsbezogene Scaffolding, jedoch nicht das strategische Scaffolding eine Tendenz, das Erkennen von Fehlvorstellungen zu verbessern. Die Ergebnisse stellen eine erste empirische Basis für die Weiterentwicklung der Simulation dar.
Keywords: Diagnostic activities; Diagnostic competencies; Misconceptions; Scaffolding; Simulation-based learning; Teacher education.
© The Author(s) 2022.