Record #637323

DFG project G:(GEPRIS)563809186

Wie wirken die Repräsentationsform Skelettschreibweise und die Arbeitsgedächtnisentlastung durch Notizen auf Aufgabenbearbeitungen und kognitive Belastung in der organischen Chemie im Hochschulbereich?

Coordinator	Dr. Katrin Schüßler ; Professor Dr. Maik Walpuski
Grant period	2025 -
Funding body	Deutsche Forschungsgemeinschaft
	DFG
Identifier	G:(GEPRIS)563809186

Note: Die erfolgreiche Digitalisierung von charakteristischen, bisher papierbasierten Aufgaben in Subdisziplinen wie der organischen Chemie erfordert grundlegendes Wissen über fachspezifische Formatunterschiede zwischen Papierformat und digitalem Format. Für typische Aufgaben der organischen Chemie wie Molekülzeichenaufgaben und Aufgaben zur Untersuchung der Chiralität von Molekülen, die Zeichnungen der Moleküle erfordern, sind im digitalen Format Moleküleditoren erforderlich, mit deren Hilfe Moleküle digital gezeichnet werden können. Anders als im Papierformat erlauben diese keine Freihandzeichnungen, sondern unterliegen bestimmten Restriktionen: Zum einen verwenden sie für die Repräsentation der Moleküle die Skelettschreibweise, zum anderen erlauben sie es nicht Markierungen und Notizen im Molekül anzubringen. Die Notwendigkeit, im digitalen Format die Repräsentationsform Skelettformel zu nutzen sowie die fehlende Möglichkeit, Markierungen und Notizen an Molekülen anzubringen und damit das Arbeitsgedächtnis zu entlasten, stellt daher fachspezifische Formatunterschied dar, deren Bedeutung im Rahmen dieses Antrags näher untersucht werden sollen. Die Bedeutung beider fachspezifischen Formatunterschiede (Repräsentationsform: Skelettformel, Arbeitsgedächtnisentlastung durch Markierungen und Notizen) für Lern- und Leistungssituationen in der organischen Chemie sind auch im Papierformat bisher nicht untersucht. Entsprechend fehlt auch Wissen über die Arbeitsgedächtnisbelastung von Studierenden aufgrund der unzureichenden Automatisierung erforderlicher Lösungsschritte bei der Aufgabenbearbeitung. In drei Studien untersucht dieser Antrag die folgenden Fragestellungen (FF): FF1: Inwiefern lösen Studierende, die ein Training zum Umgang mit der Skelettformel erhalten, (digitale) Molekülzeichenaufgaben besser und berichten eine geringere kognitive Belastung als Studierende, die kein solches Training erhalten? FF2: Welche kognitive Belastung wirkt auf das Arbeitsgedächtnis Studierender bei der Bearbeitung von Molekülzeichenaufgaben und Chiralitätsaufgaben? FF3: Wie wirkt eine zunehmende kognitive Belastung - ohne die Möglichkeit Notizen anzufertigen - auf berichtete kognitive Belastung, Lösungswahrscheinlichkeit und Bereitschaft zu Aufgabenbearbeitung? FF4: Inwiefern lösen Studierende, die Notizen anfertigen, Molekülzeichenaufgaben und Chiralitätsaufgaben besser (geringere Aufgabenschwierigkeit und kognitive Belastung) als Studierende, die keine Notizen anfertigen? Geplant sind zwei Interventionsstudien (FF1 und FF4), sowie eine Laborstudie mit lautem Denken (FF2 und FF3) mit Studierenden aus Einführungsveranstaltungen der organischen Chemie. Die Ergebnisse der Studien werden helfen die Bedeutung der fachspezifischen Formatunter-schiede für den Lernprozess und die Digitalisierung von Aufgaben zu beurteilen und auf dieser Basis Implikationen für die Aufgabendigitalisierung und die Lehr der organischen Chemie an der Hochschule abzuleiten.

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Record created 2025-08-27, last modified 2025-08-27

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