Massive Open Online Courses

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1 Massive Open Online Courses Lichtmanegger Christoph, Niederbrucker Georg SE aus Informatik, SS

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Open Licensing Open Source und Open Content Open Courseware Open Educational Resources Open Teaching Entstehung Erste Onlinekurse Gründung der Namhaften Anbieter MOOC Plattformen im Vergleich Edx Courserea Udacity Udemy P2PU Geschäftsmodelle Möglichkeiten und Herausforderungen Validierung und Plagiate Zertifizierung Komplexere Bewertungsmodelle Personalisierte Ausbildung Hybride Ausbildungsmodelle Innovation Beyond Online Videos Expertenmeinungen FRED G. MARTIN MARK GUZDIAL NICK PARLANTE Mehrdimensionaler MOOC Ansatz - Universität Helsinki Motivation zur Teilnahme Kurs Organisation Lehrmaterial Scaffolding in der Praxis Übungsbeispiel Movie Recommender

3 7 Studien P2PU STRENGTHENING THE TRUST IN ONLINE COURSES: A COMMON SENSE APPROACH

4 1 Einleitung Das Teilen von Wissen und Offenheit im Sinne von offenem Zugang zu Unterrichtsmaterialien war schon immer ein wichtiger Bestandteil in Unterricht und Lehre. Offenheit lässt sich in diesem Zusammenhang in mehrere Themenbereiche untergliedern: 1. Open Licensing 2. Open Source und Open Content 3. Open Courseware 4. Open Educational Resources 5. Open Teaching 1.1 Open Licensing Lizenzen, welche die Wiederverwendung und Modifikation der Werke anderer erlauben sind wichtig für kreatives Schaffen. Walt Disneys berühmteste Filme wie Schneewittchen oder Aschenputtel basieren beispielsweise auf Märchen der Gebrüder Grimm. Ein Beispiel für Open Licensing sind die Creative- Commons-Lizenzen. Diese Lizenzen erlauben das Kopieren, Editieren und Weiterverbreiten von Inhalten. Sie wurden im Gegensatz zur GNU-Lizenz nicht nur für den EDV-Bereich konzipiert und bieten somit vor allem bei gedruckten Medien Vorteile. 1.2 Open Source und Open Content Als freie Inhalte, auch Open Content genannt, bezeichnet man Inhalte, deren kostenlose Nutzung und Weiterverbreitung sowie deren Modifikation und Kombination mit anderen Inhalten urheberrechtlich erlaubt ist. Dies kann nach Ablauf von gesetzlichen Schutzfristen zutreffen, so dass ursprünglich geschützte Werke als gemeinfrei gelten. Alternativ werden Inhalte als frei bezeichnet, wenn der Urheber oder Inhaber der vollumfänglichen Nutzungsrechte ein Werk unter eine freie Lizenz gestellt hat. Zum Verständnis von Open Content kann man sich eine offene Tür vorstellen. Diese kann ganz offen, teilweise geöffnet oder auch nur ein bischen geöffnet - aber dennoch nicht geschlossen - sein. So kann auch Open Content gewisse Einschränkungen für die freie Verwendung haben. 4

5 1.3 Open Courseware Der Begriff Open Courseware, bezeichnet frei über das Internet verfügbare Lehr- und Lerneinheiten von Hochschulen. Eine Vorreiterrolle hat hier die Universität Wien übernommen. Bereits 1996 wurde eine Vorlesung mit Bild und Ton vollständig zwei Semester lang unter sehr zeitintensivem technischem Aufwand ins Internet übertragen veröffentlichte die Universität Tübingen die ersten Lehrvideos ihrer Dozenten im Rahmen der timms- Initiative. Der Prominenteste Vertreter ist aber sicherlich das MIT, welches 2001 die Unterrichtsmaterialien seiner Kurse online veröffentlicht hat. Yale, die University of Michigan, Berkley und zahlreiche andere Universitäten folgten weltweit seinem Beispiel bis schliesslich im Jahr 2008 das unabhängige, gemeinnützige Open-Courseware-Consortium gegründet wurde, bei dem sich über 250 Hochschulen und unterstützende Organisationen zur Förderung von Open Courseware zusammengeschlossen haben, um den freien Zugang zu Bildung zu erhöhen. 1.4 Open Educational Resources Der Begriff wurde erstmals vom UNESCO 2002 Forum on the Impact of Open Courseware for Higher Education in Developing Countries verwendet. Als Open Educational Resources können sowohl freie Lernmaterialien, freie Software als auch freie Lizenzen begriffen und verstanden werden und im Gegensatz zur Open Courseware handelt es sich nicht ausschliesslich um Unterrichtsmaterialien von Universitäten. 1.5 Open Teaching Bei Massive Open Online Courses - MOOCs handelt es sich um den nächsten Schritt beim Angebot von Kursinhalten und Ressourcen. Ein MOOC ist durch folgende Eigenschaften gekennzeichnet: Der Kurs ist offen; die Arbeit passiert dort, wo es alle Teilnehmer lesen und kommentieren können. Der Kurs ist kostenfrei; für die Teilnahme wird kein Geld verlangt, es gibt jedoch Geschäftsmodelle wo für den Erhalt eines Zertifikats ein Entgelt anfällt. Die Arbeit im Kurs wird mit allen Teilnehmern geteilt. Der Kurs ist partizipativ; man erreicht einen Fortschritt indem man sich in die Arbeiten anderer einbringt und diese erweitert oder ergänzt. 5

6 Der Kurs ist auf mehrere Platformen verteilt; nicht alle Diskussionen müssen auf der selben Webseite geführt werden. Beispielsweise können Blogs von Teilnehmern dem Kurs als Plattform dienen. 2 Entstehung 2.1 Erste Onlinekurse Der erste MOOC fand 2007 an der Utah State University statt. Es handelte sich um einen Kurs über Open Education von David Wiley. Der Kurs war für jedermann weltweit zugänglich und hatte ca. 50 Teilnehmer aus 8 Ländern veranstalteten George Siemens von der Athabasca University und Stephen Downes vom National Research Council in Canada einen Kurs mit dem Titel Connectivism and Connective Knowledge. Dieser Kurs hatte 2300 Teilnehmer aus aller Welt, 25 Studenten der University of Manitoba entrichteten eine Teilnahmegebühr. Im Zusammenhang mit diesem Kurs fiel auch erstmals der Begriff MOOC. Schliesslich folgten weitere Lehrgänge mit immer mehr Teilnehmern. Im Herbst 2011 registrierten sich über Menschen bei der Stanford University für einen Kurs über künstliche Intelligenz. 2.2 Gründung der Namhaften Anbieter Anfang des Jahres 2012 wurden die privaten Bildungseinrichtungen Coursera und Udacity mit Fokus auf MOOCs gegründet. Beide wurden von Professoren der Stanford University ins Leben gerufen. Ebenfalls zu dieser Zeit startete die Nonprofit-Initiative Edx mit dem Schwerpunkt MOOCs. Edx ist ein gemeinsames Projekt des MIT und der Harvard University. MOOCs lassen sich in zwei Bereiche unterteilen: cmoocs und xmoocs. Das cmooc - Modell setzt auf die Kreativität der Teilnehmer und autonomes Lernen. Es basiert auf den Beziehungen der Teilnehmer untereinander, Social Networking und Interaktion. Es wird Wissen kreiert wohingegen beim klassischeren Ansatz der xmoocs Wissen dupliziert wird. Von den grossen Einrichtungen wird Coursera als Anbieter von xmoocs kategorisiert, Udacity und Edx gestalten die Kurse nach dem cmooc - Modell. 6

7 3 MOOC Plattformen im Vergleich 3.1 Edx Edx ist eine Nonprofit Plattform für MOOCs und wurde vom MIT und der Harvard University mit einem Startkapital von 60 Millionen Dollar gegründet. Derzeit werden 60 Kurse vor allem aus den Bereichen Chemie, Computerwissenschaften, Elektronik und Gesundheitswesen angeboten; das Angebot wird ständig erweitert. 3.2 Courserea Courserea ist ein gewinnorientiertes Unternehmen welches mit 22 Millionen Dollar von Investoren wie den New Enterprise Associates and Kleiner, Perkins oder Caufield & Byers Education gesponsort wurde. Des Weiteren gibt es vier universitäre Partner: die Stanford University, Princeton University sowie die Universitäten von Michigan und Pennsylvania. Es werden derzeit 406 Kurse aus den Bereichen Informatik, Mathematik, Wirtschaft, Soziologie, Medizin und vielen anderen Fächern angeboten. 3.3 Udacity Udacity ist ebenfalls gewinnorientiert und wurde von Sebastian Thrun, David Stavens und Mike Sokolsky gegründet. Das Startkapital von 21,1 Millionen Dollar stammte unter anderem von den Investoren Charles River Ventures und Andreessen Horowitz. Die zahlreichen Kurse werden in die Kategorien Wirtschft, Informatik, Mathematik, Physik und Psychologie unterteilt, zusätzlich gibt es eine Unterteilung in drei Schwierigkeitsgrade. Die Teilnehmer erhalten ein unterzeichnetes Zertifikat nach erfolgreichem Abschluss eines Kurses. 3.4 Udemy Udemy wurde im Jahr 2010 mit einem Startkapital von 16 Millionen Dollar von verschiedenen Investoren gegründet. Neben der Teilnahme an Online - Kursen erlaubt die plattform auch jedermann selbst zu Unterrichten. Das Angebot umfasst mehrere tausend Kurse, einige davon sind kostenpflichtig, wobei die Gebühr zwischen 20 und 200 Dollar beträgt. 7

8 3.5 P2PU Die Peer 2 Peer University wurde 2009 mit Startkapital der Hewlett Foundation und der Shuttleworth Foundation gegründet. Das Angebot weist einige Eigenschaften von MOOCs auf, der Fokus liegt aber auf einem Community basierendem Ansatz bei dem man sich auf die Aktivität in der Community verlässt um die Qualität der Kurse zu gewährleisten beziehungsweise zu verbessern. Wie auch bei Udemy kann bei P2Pu jedermann selbst einen Kurs erstellen und Unterrichten. 3.6 Geschäftsmodelle Die Businessmodelle der MOOC - Plattformen befinden sich in laufender Entwicklung; verschiedene Strategien werden verfolgt. Meist wird eine Gebühr für ein Zeugnis, welches die erfolgreiche Teilnahme an einem Onlinekurs bestätigt, verlangt. Weitere Strategien bestehen darin Informationen über die Kursteilnehmer an Firmen zu verkaufen, sei es zu Werbezwecken oder damit sich Firmen ein Bild über potentielle neue Mitarbeiter machen können. Ebenfalls möglich wäre es einige Hightech Kurse sponsorn zu lassen. Von Courserea stammt die Idee den Teilnehmern gegen eine Gebühr den Kontakt zu einem Tutor zu ermöglichen, wenn es Probleme beim Verständnis der Kursinhalte gibt. 4 Möglichkeiten und Herausforderungen 4.1 Validierung und Plagiate Die wahrscheinlich am häufigsten diskutierte Herausforderung der MOOC sind Plagiate und die Validierung erbrachter Leistungen. Coursera hat bestätigt bereits erhebliche Entwicklungsarbeit in ein Plagiat-Erkennungstool zu stecken, während edx und Udacity mit Anbietern von Testcentern zusammenarbeiten um Betrugsfälle aufzudecken. Die teilweise dadurch entstehenden Kosten für die Studenten werden ein entscheidender Faktor für den zukünftigen Erfolg von MOOCs sein. 4.2 Zertifizierung Weiter ist die Ausstellung irgendeiner Art von Besätigung ein sehr wichtiges Thema. Es gibt bereits verschiedene Ansätze, von garkeinen Zertifizierungen (SEE) bis zu hybriden Modellen. Die Anrerkennung dieser Zertifizierungen wird den Standpunkt von MOOCs gegenüber klassischen Ausbildungswegen 8

9 stark beinflussen. Speziell die Akzeptanz bei Arbeitgebern wird einen weiteren zukunftsbestimmenden Faktor darstellen. 4.3 Komplexere Bewertungsmodelle Die ursprüngliche Form der MOOCs verwendete meist multiple-choice Prüfungen oder kurze Fragestellungen. Bald entwickelten sich jedoch weitaus komplexere Prüfungsmethoden. Im Ausblidungsbereich der Informationstechnologie muss der Fokus ganz klar auf der Entwicklung von automatisch bewertenden Prüfungssystemen liegen, die eine möglichst flexible Gestaltung von Prüfungen und auch wöchentlichen Aufgaben ermöglichen. Begutachtung unter gleichrangigen Bewertungsstellungen und das miteinbeziehen von Expertenbewertungen wurden ebenfalls bereits vorgestellt. 4.4 Personalisierte Ausbildung Seit Jahren werden intelligente Tutoring-System und Data-Mining zu Ausbildungszwecken verwendet um personalisierte Ausbildungsmethoden anbieten zu können. Anerkannte best-practices wie blended learning können hierbei in die online Kurse integriert werden. 4.5 Hybride Ausbildungsmodelle In sogenannten flipped classrooms diskutieren Studierende Inhalte von online Videos untereinander. Eine Menge an Forschung ist hier noch notwendig, um herauszufinden wieviel nun tatsächlich sinnvol bereits zuhause erledigt werden kann. 4.6 Innovation Beyond Online Videos Jede Menge neuartige Software Tools bieten innovative neue Lernmöglichkeiten. Beispiele hierfür sind Visualisierungen von Algorithmen, Entwicklungsumgebungen mit Bewertungsfunktionen und editierbare Code Editoren. Die Online Bildung ist stark im Vormarsch und wird bereits als effektive Methode zur Ausbildung von Studenten anerkannt wenn keine anderen Formen des Unterrichts möglich sind. 9

10 5 Expertenmeinungen 5.1 FRED G. MARTIN [..] Without our role in probing students understandings, encouraging them to discuss and share, and mentoring them in applying their nascent knowing new situations, a MOOC will only produce knowing about - not knowing how to do. 5.2 MARK GUZDIAL [..]The greatest danger of MOOCs is seeing them as panaceas. [..] most MOOC offerings have had an 80-90% non-completion rate. Most MOOC teachers have spoken of the impassioned missives they ve received. [..] We have little evidence that MOOCs are successful [..] 5.3 NICK PARLANTE [..] A MOOC is not as good as the ideal live classroom experience, but it has its own profound advantages. 6 Mehrdimensionaler MOOC Ansatz - Universität Helsinki Der MOOC Ansatz der finnischen Universität stellt drei grundlegende Punkte in den Vordergrund: Extreme Apprenticeship (XA) - Pädagogischer Ansatz: Die Kunst des Programmierens soll durch Praxis anhand von Beispielen erlernt werden. Ein wesentlicher Aspekt ist hierbei das ständige Feedback zwischen Lernenden und Lehrpersonen. Scaffolding der Studenten-Arbeiten: Probleme und Frage werden nicht direkt mit Lösungen beantwortet. Vielmehr wird versucht die Studierenden durch Hinweise auf den richtigen Lösungsweg zu bringen. Speziell zu diesem Zweck wurde eine eigenes Software Paket zusammengestellt. TMC (Test My Code) ist eine skalierbare Lösung zur automatisierten Auswertung und Unterstüzung ( Scaffolding ) von Programmieraufgaben. Da XA grundsätzlich auf one-on-one Interaktion ausgelegt ist, erweist sich TMC hierbei als äußerst effektive Untertützung. 10

11 Bindung zum Kurs wird stark gefördert Seit der Einführungen von XA vermerkt die Universität Helsinki nachweislich Verbesserungen bei Ausfallsraten, Absolventenzahl und Notenverteilung. 6.1 Motivation zur Teilnahme Die Universität Helsinki honoriert herausragende Kursteilnehmer, die auch Examen und Interview mit besonderem Erfolg absolviert haben. Verantwortliche dort sehen darin eine win-win-win-situation, die Teilnehmer verstärkt motivieren soll dem Department of Computer Science bezutreten. 6.2 Kurs Organisation Klare (Pyramiden-)Verteilung der Rollen & Verantwortlichkeiten ist essentiell für erfolgreiche Kurs Organisation: Master Journeyman Apprentices Students An der Spitze der Pyramide agiert ein Master, der von einem bezahlten Journeyman unterstützt wird. Die nicht bezahlten Apprentices unterliegen nur geringer Verantwortung und unterstützen ihre Kollegen, die Students. Genau diese Form von Verantwortung, die den Studenten hier zugewiesen wird, beschreibt die Universität Helsinki als wichtige Erfahrung. Durch den sehr kurzen Feedback Zyklus zwischen Lernenden und Lehrenden wird auch das Arbeitsmaterial laufend aktualisiert und verbessert. Der Alpha-Beta-Open Arbeitszyklus beschreibt den Prozess dem neues Lehrmaterial unterzogen wird, bevor es den Students zur Verfügung steht. 6.3 Lehrmaterial Da die klassischen Lehrbücher und Unterlagen nach Meinung der finnischen Hochschule zu wenig praxisnah gestaltet sind, hat diese ihr eigenes Lehrmaterial zusammengestellt. Der entscheidende Unterschied liegt in der prozessorientierten und praxisnahen Gestaltung der Aufgaben, wobei genau dadurch ein beachtlich umfangreiches Stoffgebiet behandelt wird. 11

12 6.4 Scaffolding in der Praxis Praxisaufgaben sind der Grundstein eines Kurses und folgen in direktem Zusammenhang mit vermittelter Theorie. Zusätzlich bekommen die Lernenden ständiges Feedback zu deren Fortschritt. Beispielsweise durch automatisierte UnitTests, die die Richtigkeit einer Lösung überprüfen - je nach Lernziel an bestimmten Stellen des Programms. Ein klarer Vorteil der prozessorientierten Vorgehensweise des Scaffolding ist Möglichkeit die Lernenden schrittweise an eine Lösung heranzuführen, die professionellen Entwicklungsmethoden nahe kommt. Probleme treten derzeit zumeist durch ungenaue Rückmeldungen der Tests und dadurch erschwerte Korrektur auf. 6.5 Übungsbeispiel Movie Recommender Bei dem Übungsbeispiel Movie Recommender war eine Software zu entwickeln, die Kunden automatisch potentiell intereassante Filme vorschlägt. 17% der Teilnahmer beendeten über 90% der Aufgaben. Nach jeder Teilaufgabe mussten die Studenten ihr subjektives Feedback geben über Schwierigkeit und Lerneffekt der Teilaufgabe. Hieraus wurde klar ersichtlich, dass der Lerneffekt mit der Schwierigkeit der Aufgabe korreliert. 7 Studien 7.1 P2PU Bei der Peer 2 Peer University wird die Teilnahme an einem Kurs durch kommentieren auf der Kurspage bekundet. Eine Auswertung der Kommentare lieferte folgendes Ergebnis: Die Anzahl aktiver Teilnehmer und durchschnittlicher Anzahl an Kommentaren korrelieren positiv mit der Gesamtaktivität im Kurs Die Anzahl der Teilnehmer eines Kurses korreliert positiv zu der Anzahl aktiver Kommentierer und durchschnittlicher Kommentare pro Kommentierer Die Beziehung zwischen Teilnehmern die zu einem Kurs zurückkehren und den aktiven Teilnehmer ist stärker als die Beziehung zwischen Neulingen und aktiven Teilnehmern Die Anzahl der Kommentare des Vortragenden korreliert positiv mit der Anzahl an aktiven Kommentierern und durchschnittlicher Anzahl an Kommentaren pro Kommentierer 12

13 7.2 STRENGTHENING THE TRUST IN ONLINE COURSES: A COMMON SENSE APPROACH Obwohl Online Kurse mittlerweile zu einer der effektivsten Methoden zur globalen Verbreitung von Lehrinhalten geworden sind, sind diese immer noch sehr häufig Kritik ausgesetzt. Vor allem Online Prüfungen fehlt es noch an Glaubwürdigkeit, da in vielerlei Hinsicht Betrug möglich ist. Um das Vertrauen in Online Prüfungen - und somit auch in Online Kurse - zu stärken, haben sich die Autoren die einfache aber naheliegende Methode der Prüfungs- Beaufsichtigung zu Nutzen gemacht und die Ergebnisse studiert. Bei den Kursen handelte es sich um vier Online Kurse für Business Administration unterschiedlichen Fortschritts. Zusammengefasst wurden 11 beaufsichtigte Prüfungen mit 22 unbeaufsichtigten Prüfungen verglichen. In 19 von 22 Fällen war der Klassendurchschnitt der unbeaufsichtigten Prüfungen höher als bei denen mit Beaufsichtigung - 15 davon statistisch signifikant. Literatur [1] Matti Luukkainen Arto Vihavainen and Jaakko Kurhila. Multi-faceted support for mooc in programming. Proceedings of the 13th annual conference on Information technology education, pages , [2] Brian S. Butler June Ahn, Cindy Weng. The dynamics of open, peer-topeer learning: What factors influence participation in the p2p university? 46th Hawaii International Conference on System Sciences, pages , [3] Peter B. Henderson Mark A. Ardis. Software engineering education (seed). 46th Hawaii International Conference on System Sciences, 37: , [4] Fred G. Martin. will massive open online courses change how we teach? Communications of the ACM, 55, [5] Mark Guzdial Nick Parlante Mehran Sahami (moderator), Mark Guzdial. The revolution will be televised: Perspectives on massive open online education. SIGCSE 13, pages , [6] K. Pisutova. Open education. 10th IEEE International Conference on Emerging elearning Technologies and Applications, pages ,

14 [7] Max North Ronny Richardson. Strengthening the trust in online courses: A common sense approach. CCSC: Central Plains Conference, pages , [8] Mehran Sahami Steve Cooper. Reflections on stanford s moocs. Communications of the ACM, 56:28 30,