Automatic induction of lexical features

This thesis concerns artificially intelligent natural language processing systems that are capable of learning the properties of lexical items (properties like verbal valency or inflectional class membership) autonomously while they are fulfilling their tasks for which they have been deployed in the first place. Many of these tasks require a deep analysis of language input, which can be characterized as a mapping of utterances in a given input C to a set S of linguistically motivated structures with the help of linguistic information encoded in a grammar G and a lexicon L: G + L + C → S (1) The idea that underlies intelligent lexical acquisition systems is to modify this schematic formula in such a way that the system is able to exploit the information encoded in S to create a new, improved version of the lexicon: G + L + S → L' (2) Moreover, the thesis claims that a system can only be considered intelligent if it does not just make maximum usage of the learning opportunities in C, but if it is also able to revise falsely acquired lexical knowledge. So, one of the central elements in this work is the formulation of a couple of criteria for intelligent lexical acquisition systems subsumed under one paradigm: the Learn-Alpha design rule. The thesis describes the design and quality of a prototype for such a system, whose acquisition components have been developed from scratch and built on top of one of the state-of-the-art Head-driven Phrase Structure Grammar (HPSG) processing systems. The quality of this prototype is investigated in a series of experiments, in which the system is fed with extracts of a large English corpus. While the idea of using machine-readable language input to automatically acquire lexical knowledge is not new, we are not aware of a system that fulfills Learn-Alpha and is able to deal with large corpora. To instance four major challenges of constructing such a system, it should be mentioned that a) the high number of possible structural descriptions caused by highly underspeci ed lexical entries demands for a parser with a very effective ambiguity management system, b) the automatic construction of concise lexical entries out of a bulk of observed lexical facts requires a special technique of data alignment, c) the reliability of these entries depends on the system's decision on whether it has seen 'enough' input and d) general properties of language might render some lexical features indeterminable if the system tries to acquire them with a too high precision. The cornerstone of this dissertation is the motivation and development of a general theory of automatic lexical acquisition that is applicable to every language and independent of any particular theory of grammar or lexicon. This work is divided into five chapters. The introductory chapter first contrasts three different and mutually incompatible approaches to (artificial) lexical acquisition: cue-based queries, head-lexicalized probabilistic context free grammars and learning by unification. Then the postulation of the Learn-Alpha design rule is presented. The second chapter outlines the theory that underlies Learn-Alpha and exposes all the related notions and concepts required for a proper understanding of artificial lexical acquisition. Chapter 3 develops the prototyped acquisition method, called ANALYZE-LEARN-REDUCE, a framework which implements Learn-Alpha. The fourth chapter presents the design and results of a bootstrapping experiment conducted on this prototype: lexeme detection, learning of verbal valency, categorization into nominal count/mass classes, selection of prepositions and sentential complements, among others. The thesis concludes with a review of the conclusions and motivation for further improvements as well as proposals for future research on the automatic induction of lexical features.

Lernprozesse dokumentieren, reflektieren und beurteilen. Lerntagebuch und Portfolio in Bildungsforschung und Bildungspraxis

Die Beiträge greifen "den Wandel von einer Lehr- hin zu einer Lernkultur" auf und konzentrieren sich dabei auf "zwei Indikatoren dieses Wandels: die Einführung von Lerntagebüchern und die Implementierung von Portfolios im Bildungsbereich, und zwar im schulischen Unterricht, in der Lehrer-Grundausbildung sowie in der Weiterbildung. Der Lerntagebuch- und Portfolio-Ansatz implizieren eine bestimmte Haltung gegenüber dem Lernen und Lehren. Der Einsatz von Tagebüchern und Portfolios führt Lehrende dazu, ihren Unterricht für neue Zugänge zu öffnen und ihre Rolle als Lernbegleiter/innen und -berater/innen zu professionalisieren. Andererseits erfordern Tagebücher und Portfolios von Lernenden eine aktive, selbstreflexive und eigenverantwortliche Auseinandersetzung mit ihrem Lernprozess. In diesem Band werden zum einen praxisbezogene Erfahrungen, zum anderen aktuelle Erkenntnisse aus der Forschung zum Potenzial des Lerntagebuch- und Portfolio-Ansatzes präsentiert. Jeweils drei bis fünf Beiträge zum Kontext Schule, Hochschule und Weiterbildung sind drei Hauptteilen zugeordnet: 1. Grundüberlegungen zur neuen Lernkultur und zur Arbeit mit Lerntagebuch bzw. Portfolio; 2. Lerntagebücher in Forschung und Praxis; 3. Portfolios in Forschung und Praxis.

Beiträge zum Mathematikunterricht 2015. Vorträge auf der 49. Tagung für Didaktik der Mathematik vom 09.02.2015 bis 13.02.2015 in Basel [Band 2]

Die Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik fand im Jahr 2015 zum dritten Mal in der Schweiz statt. [...] Mit rund 300 Vorträgen, 16 moderierten Sektionen, 15 Arbeitskreistreffen und 21 Posterpräsentationen eröffnete sich ein breites Spektrum an Themen und unterschiedlichen Zugangsweisen zur Erforschung von Fragen rund um das Lernen und Lehren von Mathematik. (DIPF/Orig.)

Beiträge zum Mathematikunterricht 2015. Vorträge auf der 49. Tagung für Didaktik der Mathematik vom 09.02.2015 bis 13.02.2015 in Basel [Band 1]

Die Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik fand im Jahr 2015 zum dritten Mal in der Schweiz statt. [...] Mit rund 300 Vorträgen, 16 moderierten Sektionen, 15 Arbeitskreistreffen und 21 Posterpräsentationen eröffnete sich ein breites Spektrum an Themen und unterschiedlichen Zugangsweisen zur Erforschung von Fragen rund um das Lernen und Lehren von Mathematik. (DIPF/Orig.)

Sammelrezension zum Thema „Partizipation von Schülerinnen und Schülern in Schule und Unterricht“ [Sammelrezension]

Sammelrezension von: 1. Christoph Leser: Demokratie-Lernen durch Partizipation? Fallrekonstruktive Analysen zur Partizipation als pädagogischer Praxis Pädagogische Fallanthologie, Band 11. Berlin/Farmington Hills, MI: Barbara Budrich 2011 (118 S.; ISBN 978-3-86649-455-8) 2. Elke Kurth-Buchholz: Schülermitbestimmung aus Sicht von Schülern und Lehrern. Eine vergleichende Untersuchung an Gymnasien in Brandenburg und Nordrhein-Westfalen Empirische Erziehungswissenschaft, Band 28. Münster: Waxmann 2011 (272 S.; ISBN 978-3-8309-2438-8)

Planen, Lehren und Lernen in der Krankenpflegeausbildung : Begründungsrahmen und Entwicklung eines offenen, fächerintegrativen Curriculums für die theoretische Ausbildung. Teil 2: Ein offenes, fächerintegratives Curriculum für die theoretische Ausbildung

In Teil I der Arbeit wird im ersten Kapitel eine Analyse der krankenpflegerischen Ausbildungssituation vorgenommen, der dann eine Konkretisierung der didaktisch-curriculumtheoretischen Standortbestimmung des Projekts folgt (zweites Kapitel. Im Begründungszusammenhang dieser Erörterungen werden im dritten Kapitel die grundlegenden Ziel- und Inhaltsentscheidungen, die in Zusammenarbeit mit den Praktikern entstanden sind, dargestellt. Das vierte Kapitel enthält einen Rückblick über den curricularen Entwicklungsprozeß und leitet daraus Schlußfolgerungen ab. Teil II besteht im wesentlichen aus dem "offenen, fächerintegrativen Curriculum für die theoretische Krankenpflegeausbildung", in dessen Anwendung vorher kurz eingeführt wird und dessen Umsetzung am Beispiel der Krankenpflegeschule, an der es entwickelt worden ist, im Anhang verdeutlicht wird.

Planen, Lehren und Lernen in der Krankenpflegeausbildung : Begründungsrahmen und Entwicklung eines offenen, fächerintegrativen Curriculums für die theoretische Ausbildung

In Teil I der Arbeit wird im ersten Kapitel eine Analyse der krankenpflegerischen Ausbildungssituation vorgenommen, der dann eine Konkretisierung der didaktisch-curriculumtheoretischen Standortbestimmung des Projekts folgt (zweites Kapitel. Im Begründungszusammenhang dieser Erörterungen werden im dritten Kapitel die grundlegenden Ziel- und Inhaltsentscheidungen, die in Zusammenarbeit mit den Praktikern entstanden sind, dargestellt. Das vierte Kapitel enthält einen Rückblick über den curricularen Entwicklungsprozeß und leitet daraus Schlußfolgerungen ab. Teil II besteht im wesentlichen aus dem "offenen, fächerintegrativen Curriculum für die theoretische Krankenpflegeausbildung", in dessen Anwendung vorher kurz eingeführt wird und dessen Umsetzung am Beispiel der Krankenpflegeschule, an der es entwickelt worden ist, im Anhang verdeutlicht wird.

Einige Ergebnisse von vergleichenden Untersuchungen in England und Deutschland zum Lehren und Lernen von Mathematik in Realitätsbezügen

In der Arbeit werden einige Resultate von vergleichenden empirischen Untersuchungen zu unterschiedlichen Konzeptionen eines realitätsbezogenen Mathematikunterrichts, wie sie in England und Deutschland häufig vertreten werden, dargestellt. Bei diesen Untersuchungen werden in verschiedenen Fallstudien, die u.a. auch strukturelle Unterschiede zwischen den Bildungssystemen in England und Deutschland und den zugrundeliegenden Erziehungsphilosophien berücksichtigen, Auswirkungen dieser Konzeptionen auf die Einstellung der Lernenden zum Mathematikunterricht, ihr Bild von Mathematik, ihr Verständnis mathematischer Begriffe und Methoden sowie ihre Fähigkeiten zur Anwendung mathematischer Methoden zum Lösen realer Problemaufgaben untersucht. Die hier dargestellten Erhebungen sind Teil eines längerdauernden Kollaborationsprojekts zwischen den Universitäten Exeter und Kassel.

Medienpädagogische Handlungskompetenzen: Problemorientierung und Kompetenzerwerb beim Lernen mit neuen Medien

Vor dem Hintergrund sich wandelnder (medialer) Lebenswelten von Schülerinnen und Schülern gewinnen Bestimmungsversuche um medienpädagogische Handlungskompetenzen von Lehrpersonen an Bedeutung. Der Erwerb medienpädagogischer Kompetenz, verstanden als dynamisches Zusammenspiel von domänenspezifischem Wissen und anwendungsorientiertem Können, wird in der vorliegenden Arbeit als wesentliches Lernziel der medienpädagogischen (Aus-)Bildung bestimmt. Als ein Weg zur Förderung medienpädagogischer Handlungskompetenz wird von der Autorin auf der Folie konstruktivistischer Vorstellungen über das Lehren und Lernen die Methode der Problemorientierung vorgeschlagen. Im ersten Teil der Arbeit werden Modelle und Konzepte diskutiert, die Bausteine für ein Modell medienpädagogischer Kompetenz liefern. Im zweiten Teil wird eine empirische Untersuchung zum Erwerb medienpädagogischer Handlungskompetenz auf der Basis eines von der Autorin erarbeiteten Modells vorgestellt und die Ergebnisse diskutiert. Eine kompetenztheoretische Annäherung erfolgt auf der Basis zweier Konzepte. Dies sind die Ausführungen zu einem Konzept kommunikativer Kompetenz nach Jürgen Habermas sowie dessen Überführung in die Medienpädagogik durch Dieter Baacke. Ferner wird die rezente bildungspolitische Kompetenzdebatte in Anbindung an Franz E. Weinert analysiert. Es folgt eine Zusammenschau über die methodischen Konzepte zur Erfassung von Kompetenzen in der Erziehungswissenschaft und deren Anwendbarkeit für die medienpädagogische Kompetenzforschung. Die gegenwärtig vorliegenden Entwürfe zu einer inhaltlichen Bestimmung medienpädagogischer Kompetenzen werden besprochen (Sigrid Blömeke, Werner Sesink, International Society for Technology in Education). Im Rekurs auf konstruktivistische lerntheoretische Überlegungen erfährt das problemorientierte Lernen beim Aufbau von Kompetenzen eine enorme Aufwertung. In der Arbeit wird insbesondere den Arbeiten von David Jonassen zu einer konstruktivistisch-instruktionistischen Herangehensweise bei der Gestaltung problemorientierter Lernumgebungen eine große Bedeutung zugesprochen (vgl. auch Ansätze des Goal-based Scenarios/Roger Schank und des Learning by Design/Janet Kolodner). Im zweiten Teil wird die Interventionsstudie im Kontrollgruppendesign vorgestellt. Anhand eines Modells medienpädagogischer Kompetenz, dass auf den Dimensionen Wissen einerseits und Können andererseits basiert, wurden Studierende (n=59) in einem Pre-Posttestverfahren auf diese Dimensionen getestet. Die Studierenden der Interventionsgruppe (n=30) arbeiteten über ein Semester mit einer problemorientierten Lernanwendung, die Studierenden der Kontrollgruppe (n=29) in einem klassischen Seminarsetting. Hauptergebnis der Untersuchung ist es, das die Intervention zu einem messbaren Lernerfolg beim medienpädagogischen Können führte. In der Diskussion der Ergebnisse werden Empfehlungen zur Gestaltung problemorientierter Lernumgebungen formuliert. Die Chancen einer Orientierung an problemorientierten Lernsettings für das Lernen an Hochschulen werden herausgestellt.