SW-Unterstützung für die Informatik-Lehre

Transkript

1 Software-Unterstützung für die Informatik-Lehre Prof. Dr. Klaus Schneider Fachbereich Informatik, TU Kaiserslautern 18. November 2009

2 Gliederung 1 Ausgangssituation Bedeutung von Übungen im Bachelor-Studium Klassischer Übungsbetrieb Problemanalyse 2 Software-Unterstützung in der Informatik-Lehre Individualisierte Betreuung 3

3 Bedeutung von Übungen im Bachelor-Studium Klassischer Übungsbetrieb Problemanalyse Bedeutung von Übungen aktives Einüben und Vertiefen (Sonderfälle und Details) des in der Vorlesung vermittelten passiven Wissens Aufdeckung und Klärung von Missverständnissen frühzeitige Rückmeldung über eigenen Kenntnisstand Vorbereitung auf Abschlussklausuren Förderung der Kommunikation sowohl unter den Studierenden als auch mit den Lehrenden Übungen sind vor allem im Bachelor unersetzlich

4 Bedeutung von Übungen im Bachelor-Studium Klassischer Übungsbetrieb Problemanalyse Klassischer Übungsbetrieb 1 Vorlesung vermittelt neue Inhalte kaum Möglichkeit zur Diskussion (> 200 Hörer) hohes Tempo im Vergleich zur Schule 2 wöchentliche Ausgabe von Übungsaufgaben komplexe Aufgaben müssen oft mit viel Text erklärt werden oft bereits Missverständnisse bei den Aufgabentexten Studierende sind zunächst auf sich allein gestellt 3 wöchentliche Abgabe der Lösungen schriftliche Lösungen werden in Kästen eingeworfen Mitarbeiter verteilen die Lösungen an Hilfskräfte 4 wöchentliche Diskussion der Musterlösungen Hilfskräfte korrigieren die abgegebenen Lösungen Hilfskräfte stellen Musterlösung bei Übungstermin vor

5 Bedeutung von Übungen im Bachelor-Studium Klassischer Übungsbetrieb Problemanalyse Beobachtungen zum klassischen Übungsbetrieb Übungserfolg ist oft Zulassungskriterium für Klausur Übungserfolg muss gemessen und verwaltet werden Eigenständigkeit der Lösungen muss überprüft werden Übungen degenerieren zu Prüfung vor der Prüfung, wirken aber dennoch nicht vorbereitend auf Klausur Bachelor-Studiengänge sind inhaltlich sehr verdichtet wenig Studierende haben Zeit, als Tutoren zu arbeiten 60% der Arbeitszeit der Tutoren wird durch Korrekturen und Verwaltung konsumiert viele Studierende schreiben Lösungen aus Zeitnot ab [2, 3] neue Medien erleichtern Abschreiben ( ,ICQ,SMS,...) Übungen verlieren ihren eigentlichen Zweck

6 Bedeutung von Übungen im Bachelor-Studium Klassischer Übungsbetrieb Problemanalyse Problemanalyse Ausgangssituation ursprüngliche Ziele von Übungen sind unumstritten werden von herkömmlichen Übungen aber nicht mehr erreicht Übungen müssen individuell auf Studierende eingehen allerdings dürfen keine höheren Kosten entstehen Fragestellungen Wie kann der Personalaufwand verringert werden bzw. wie können kleinere Übungsgruppen finanziert werden? Wie können bessere Übungen organisiert werden? Wie kann auf individuelle Probleme eingegangen werden? unser Konzept: individualisierte werkzeuggestützte Übungen

7 Bedeutung von Übungen im Bachelor-Studium Klassischer Übungsbetrieb Problemanalyse Bisherige Zeiteinteilung der Tutoren 7 Stunden pro Woche für Übungsgruppe mit 20 Studierenden 1 Stunde für Vorbereitung 3 Stunden für Korrektur der 20 Lösungen 2 Stunden für Präsentation der Musterlösung 1 Stunde bleibt für individuelle Diskussion übrig mehr Zeit für Vorbereitung und Diskussion wünschenswert dafür ist Reduktion der Zeit für Korrekturen erforderlich

8 Folgerungen Ausgangssituation Individualisierte Betreuung Übungsbetrieb muss möglichst automatisiert werden weniger Zeitaufwand für Verwaltung von Übungskonten weniger Zeitaufwand für Korrekturen Aufgabenstellungen müssen individualisiert werden gleiche Aufgabentypen, aber unterschiedliche Aufgaben reduziert Abschreiben und liefert realistische Rückmeldung Beispielaufgabe für nächste Übungsaufgaben können besprochen werden mehr Zeit für Diskussion und Tipps

9 Individualisierte Betreuung eigenes Software-Werkzeug: OnExSy [1] Administration der Übungsgruppen und -konten Anmeldung der Studierenden und Einteilung in Übungsgruppen Verwaltung der Übungspunkte von Studierenden einsehbar Automatisierung der Abgabe und Korrektur Ausgabe individueller Aufgaben (verhindert Abschreiben!) Abgabe der Lösungen per WWW-Formular automatische Korrektur! sofortige Rückmeldung über Korrektheit der Lösung Aufzeichnung der Interaktionen Rückschlüsse auf Probleme

10 Individualisierte Betreuung großes Problem: Abschreiben von Lösungen verhindert notwendige Rückmeldung an Dozenten verschleiert Studierenden ihren Kenntnisstand Übungssystem vergibt individuell Aufgaben eines Typs Schwierigkeitsgrad bleibt vergleichbar entweder automatische generierte Aufgaben oder zufällige Auswahl aus großer Aufgabensammlung auch in vorlesungsfreier Zeit ( vor Klausur!) möglich Dozent sieht durch Rückmeldung des Systems Probleme der Studierenden

11 Individualisierte Betreuung viele Vorlesungsinhalte induzieren Standardaufgaben Rechnerarithmetik, Logik- und Automatenminierung, Bestimmung von Normalformen,... Planbarkeit von Klausuren durch Studierende Standardaufgaben erfordern keine Kreativität ( erlernbar) Standardaufgaben sollen Bestehen der Klausur sichern Lernsoftware: Online-Training Tools behandeln Standardaufgaben und deren automatisierte Lösung automatisiertes Vorrechnen durch eigene Lernsoftware: auch in vorlesungsfreier Zeit ( vor Klausur!) möglich fördert Forscherdrang durch Variation von Aufgaben

12 Folge: Individualisierte Betreuung Individualisierte Betreuung Übungen sollen Studierende nicht ausgrenzen (was oft durch Prüfung der Eigenständigkeit der Lösungen geschah) nicht verstandener Stoff soll ohne Scheu diskutiert werden Übungen = Nachhilfe durch gemeinsames Lösen von Aufgaben Tutoren erklären Aufgaben für die nächste Woche helfen bei der Lösung geben nützliche Tipps und diskutieren Alternativen Übungen = Tutorien Prüfungen

13 Individualisierte Betreuung hilfreich zur Nachbearbeitung, oder Ersatz für Vorlesung bei verpasstem Termin besser als Beamer-Präsentationen: zwingt zur aktiveren Teilnahme, da schriftliche Notizen selbst erstellt werden müssen zwingt dazu, sich ausreichend Zeit zur Nachbearbeitung zu nehmen liefert zusätzliche Erklärungen und Akzentuierungen klare Vorteile für ausländische Studierende

14 Individualisierte Betreuung basiert auf online-übungssystem Lernsoftware wird ergänzt durch zusätzliche Fragestunden und Wikis Start ab SS 2010 geplant

15 Begleitende Maßnahmen Referenzen Automatisierung der Verwaltung und Korrekturen Entlastung der Tutoren Tutoren haben mehr Zeit für individuelle Betreuung weniger Personalaufwand bzw. kleinere Übungsgruppen Unterstützung des Lernprozesses durch spezielle Lernsoftware Anregung des Forschertriebs und der Neugier neue Möglichkeiten für Früh- und Fernstudium

16 Begleitende Maßnahmen Referenzen Weitere begleitende Maßnahmen studentisches Mentorenkonzept Anrechenbarkeit der Tutorentätigkeit als Lehrveranstaltung langfristige Planung der Klausurtermine Probeklausuren Organisation von Lernwochen Vereinfachung der Prüfungsordnung

17 Begleitende Maßnahmen Referenzen Referenzen D. Baudisch, M. Gesell, and K. Schneider. Online exercise system - a web-based tool for administration and automatic correction of exercises. In International Conference on Computer Supported Education (CSEDU), Lisboa, Portugal, K. Ross. Academic dishonesty and the internet. Communications of the ACM, 48(10):29 31, October S. Wieschowski. Schummelnde Informatik-Studenten: Bestnoten mit Billigcode aus Bangladesch. Spiegel-Online, März