E-Learning im Departement Biologie- Bericht Oktober 2010

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1 E-Learning im Departement Biologie- Bericht Oktober 2010 Markus Aebi, Marinka Valkering, Oktober 2010 Inhaltsverzeichnis 1. Inventar E-Learning Projekte beim D-BIOL und Analyse der bestehenden Möglichkeiten E-Learning Plattformen im D-BIOL E-Learning in den Vorlesungen Clicker-Einsatz im D-BIOL Online Prüfungen Innovedum-Projekte E-Learning Konzept des D-BIOL Zielgruppen des E-Learning Konzepts Aufbau des E-Learning Service E-Learning Plattform des D-BIOL Spezifische E-Learning Projekte Im Departement Biologie sind bis Anfangs 2010 auf individueller Basis interessante E-Learning Aktivitäten initiiert worden, doch geschah dies ohne ein vom Departement unterstützte Strategie. Mit der Anstellung einer E-Learning Spezialistin wurde es möglich, die bestehenden Aktivitäten aufzunehmen und ein darauf basierendes Konzept zu entwickeln. Der vorliegende Zwischenbericht E-Learning im Departement Biologie beinhaltet ein Inventar der bestehenden E-Learning Projekte und formuliert ein E-Learning Konzept für das Departement. Er beschreibt die Arbeiten der E-Learning Spezialistin im Zeitraum Mai bis Oktober [1]

2 1. Inventar E-Learning Projekte beim D-BIOL und Analyse der bestehenden Möglichkeiten Die Aktivitäten im Bereich E-Learning im Departement Biologie basieren auf Initiativen einzelner Dozenten und Dozentinnen mit dem primären Ziel, mit neuen Technologien und Lehrformen den Inhalt verschiedener Kurse zu verbessern und den Lernerfolg bei den Studierenden zu erhöhen. Die dadurch entstandene Vielfalt macht es aber für die Studierenden schwer sich in diesem Angebot zurechtzufinden. Gleichzeitig entstehen auf der Stufe ETH E- Learning relevante Werkzeuge wie Vorlesungsverzeichnis, MyStudies, edoz, etc., welche die Vielfalt noch erhöhen und den Studierenden und Dozierenden das Zurechtfinden zusätzlich erschweren. Im Laufe des Sommers 2010 wurde ein Inventar der bestehenden E-Learning Aktivitäten im Bereich des D-BIOL aufgenommen. Dadurch wurden auch Kontakte zwischen der E-Learning Spezialistin und den Dozierenden aufgebaut. Die Zusammenstellung ist das Resultat von direkten Gesprächen mit verschiedenen Mitgliedern des D-BIOL, so wie von einer gezielten Suche im Internet nach E-Learning-Aktivitäten in diesem Bereich. Es ist jedoch möglich, dass einzelne, bereits bestehende Aktivitäten in diesem Inventar nicht erfasst worden sind. In der Zusammenstellung wird zuerst auf die E-Learning Plattformen eingegangen, dann auf spezifische E-Learning Anwendungen in einzelnen Lehrveranstaltungen. Der Begriff E-Learning wird dabei weit gefasst und umfasst neue Formen der Wissensvermittlung und Wissensüberprüfung, die auf elektronischen Hilfsmitteln beruhen: 1. E-Learning Plattformen im D-BIOL; 2. E-Learning in den Vorlesungen systematische Biologie (Botanik, Zoologie); 3. Clicker-Einsatz im D-BIOL; 4. Online Prüfungen; 5. Innovedum-Projekte 1.1. E-Learning Plattformen im D-BIOL Unter E-Learning Plattformen werden Software-Pakete zusammengefasst, welche E-Learning Aktivitäten in verschiedenen Formen erlauben. Solche Plattformen generieren auch Eintrittsportale für die Nutzer und ermöglichen es, die verschiedenen Aktivtäten darzustellen und die Nutzung einheitlich zu gestalten. Verwendetet Plattforme im D-BIOL Sharepoint: ein nicht E-Learning spezifisches Webportal mit verschiedenen Funktionalitäten, welches auf einem speziellen Web-Server lokalisiert ist. Die Informatikdienste der ETH stellen einen solchen Web-Server, den Service und alle nötigen Lizenzen zu Verfügung wurde ein Sharepoint-basiertes Webportal vom Institut für Mikrobiologie initiiert und allen Interessierten zugänglich gemacht. Seit 2008 ist die Anzahl Sharepointseiten (= Lehrveranstaltungen) auf mehr als 30 angestiegen. Dieser E-Learning Sharepoint wird von den Nutzern primär für die Ablage von Unterricht-relevantem Material genutzt. Studierende und Dozierende erhalten mit Hilfe ihres ETH Login Zugriff auf diese Daten. Es wird erwartet, dass [2]

3 die Anzahl Unterrichtseinheiten auf dem Sharepoint im Frühlingssemester noch weiter ansteigen wird. Am Institut für Biochemie und für Vorlesungen in Neurowissenschaften werden Angebote auf der Plattform OLAT angeboten; die Plattform Moodle wird nur für wenige Lehrveranstaltungen genutzt. Für die Lernplattform ILIAS haben sich bis jetzt keine Dozierende entschieden. OLAT, ILIAS und Moodle sind E-Learning spezifische Anwendungen mit hoher Funktionalität. Auch SILVA ist als Plattform für Dokumentablage benutzt worden. SILVA ist jedoch nicht sehr gut als E-Learning Plattform geeignet. Ziel Ziel ist eine einheitliche E-Learning Plattform des D-BIOL für Studierende und Dozierende. Durch diese Plattform bekommen die Studierenden einen besseren Zugang zu den Kursinhalten. Wichtig ist eine einheitliche Darstellung dieser Daten: Lerndokumente, welche zu den Lehrveranstaltungen gehören (PowerPoint Slides, Handouts, etc); Behandelte Themen (Kurzbeschreibung in Stichwörter), course schedule; Assignments: Übungen, Vertiefung des Themas, Vorbereitung auf nächste Session/ Prüfung; Lernziele (pro Thema), für eine gezielte Vorbereitung auf die Prüfung und für eine bessere Übersicht. Innerhalb der Kurse bestehen verschiedene Anforderungen und die Funktionen werden unterschiedlich genutzt. In dem Blockkurs Molecular Mechanisms of Cell Growth and Polarity zum Beispiel, ist der Raum für Course Materials nur für Kursteilnehmer zugänglich, und diese können nicht nur Dokumente downloaden, sondern auch eigene Dokumente hochladen. In dem Kurs Grundlagen Biologie IA wird z. B. die Forum-Funktion benutzt: Es findet eine inhaltliche Kommunikation zwischen Studierenden und Dozierenden statt. Ziele für das Herbstsemester Stand September 2010 Einheitliche Darstellung Schneller Zugang auf alle Lernmaterialien durch eine Übersicht der E-Learning Aktivitäten (solange nicht alle im VVZ aufgenommen sind); Verbesserung Navigation; Entfernen von hard copy Infos aus dem VVZ; Neue Basisfunktionalitäten für die Darstellung von Themen/ einzelne Sessions (inkl. Assignments) und ein Forum für Fragen von Studierenden bezüglich die Kursinhalt. Die Kursseiten und die Homepage im Sharepoint (https://team.biol.ethz.ch/e-learn) sind neu gestaltet worden, Anpassungen pro Kurs möglich; Auflistung aller D-BIOL Kurse auf der Homepage, geordnet nach Studienjahr und Semester, mit Link zu den Kursdetails im VVZ und zu den verschiedenen E-Learning Seiten. Die Navigation innerhalb der Kursseiten ist vereinfacht und überall gleich. Es sind keine doppel-infos mehr in den Kursseiten zu finden, es wird nur noch auf bestehende Infos (im VVZ und Personenverzeichnis) gelinkt. Es sind zwei neue Funktionen realisiert: Das Forum (das z. B. von Studierenden im Kurs GL Biologie IA benutzt wird); Course Schedule (z.b. im Kurs GL Biologie IIA benutzt). Meist benutzt ist aber immer noch die Funktion Lecture/ Course Materials in welche die Dozierende ihre Lernmaterialien platzieren können. [3]

4 Für das D-Biol soll eine neue E-Learning Plattform ausgewählt und eingerichtet. Dabei wird nach folgendem Modus verfahren: 1. Aufnehmen der Anforderungen; 2. Auswahl geeigneter Plattformen; 3. SWOT-Analyse der wichtigsten Plattformen; 4. Entscheidung für eine Lernplattform; 5. Einrichten einer (Kurs)Template; 6. (Automatisierte) Generierung von neuen Kursseiten. Anforderungen Ausgangspunkt: Es werden in der heutigen Situation viele verschiedene Lernplattformen und Informationsseiten benutzt (z. B. das Vorlesungsverzeichnis, verschiedene E-Learning Plattforme, eigene Webseiten, und DVDs/ CD-ROMs). Es ist deshalb sehr wichtig, die Studierenden einen einheitlichen und übersichtlichen Zugang zu all diesen Kursinhalten zu Verfügung zu stellen. Vorschlag: Es soll ein Standardangebot mit Basisfunktionalitäten geben und ein Zusatzangebot mit erweiterte Funktionalitäten: Basisfunktionalitäten Einfacher und direkter Zugang auf alle D-BIOL Online Kursseiten; Einfacher Zugriff auf Lernmaterialien (PowerPoint Slides, Handouts, Skripts, Übungen, etc.) für alle Studierende mit AAI-Account, grouped bei Autor; Document Workspaces mit Contributor-Rights für Teilnehmende; Course Announcements; Verknüpfung mit Applikationen auf EHT-Ebene (Vorlesungsverzeichnis, Webseiten, Personenverzeichnis, etc), sowie mit anderen Vorlesungsbezogenen Ressourcen oder Applikationen (z.b. Videofragmente, MasteringBiology); Course Schedule: Aufbau der Kurs, chronologische Übersicht der Sessions oder behandelte Themen in den Vorlesungen, Assignments, Verküpfung mit relevanten Dokumenten; Forum/ Discussion Board ; Online Kursevaluation. Erweiterte Funktionalitäten Assignments mit Benotung und Feedback; Shared Workspaces (für Zusammenarbeit an Dokumenten); Wikis; Online Prüfungen; Selbsttests; Geeignete Lernplattforme Grundvoraussetzungen bei der Wahl von einer E-Learning Plattform für D-BIOL: [4]

5 Open Source Software, erweiterbar, anpassbar; Getestet für Online Prüfungen; Von der ETH unterstützt und akzeptiert; Zugänglich für ETHZ- und UNIZ-Studierende; Benutzerfreundlich: übersichtlich, einfach und schnell; Support gut organisiert, schneller Service; Hosting extern D-BIOL, Backups, Service Level Agreement; Plattform mit Zukunft (auch ausserhalb der ETH benutzt); Unterhaltskosten gering; Aufgrund dieser Anforderungen und Grundvoraussetzungen kommen folgende Lernplattforme in Frage: ILIAS, Moodle und Sharepoint. Kombinationen von Plattformen werden nicht ausgeschlossen. OLAT kommt nicht in Frage, weil es nicht von der ETH unterstützt wird. Plattform Pro Contra ILIAS Open Source Software; Von der LET gehostet und unterstützt; Unterhaltskosten gering; Von der ETH ausgewählt als zentrale Lernplattform; Getestet für Online Prüfungen; Automatische Generierung von Seiten für die Lerndokumenten-Ablage vorgesehen Einloggen mit ETHZ-Account; Zugänglich nur für Personen mit AAI- Account únd Kursbelegung in ILIAS. Moodle Open Source Software; Von der LET gehostet und unterstützt; Unterhaltskosten gering; Von den anderen DELIS ausgewählt als Lernplattform; Getestet für Online Prüfungen; Zugänglich nur für Personen mit AAI- Account únd Kursbelegung in Moodle. Sharepoint Wird schon von D-BIOL benutzt und ist 2010 booming; Kostet nur SFR 300,00 pro Jahr; Sehr übersichtliche Darstellung von den wichtigsten Kursinformationen und Lernmaterialien; Schon von D-BIOL-IT benutzt und gehostet; Zugänglich für alle Personen mit ETHZ- Account, keine separate Kursbelegung nötig. Berechtigungen können gegebenenfalls pro Webpart gesetzt werden. Relativ benutzerunfreundlich (viele Optionen); Relativ benutzerfreundlich; Beschränkte interaktive E-Learning Funktionen; [5]

6 SWOT-Analyse der wichtigsten Plattformen Ilias Strengths Weaknesses ILIAS hat sich als E-Learning Plattform bewährt (wird in anderen Departementen verwendet), auch für online Prüfungen bis 120 Teilnehmenden gleichzeitig; Wird von der LET unterstützt (technischer Support); Kein Content Management; Wenig übersichtlich; Nicht sehr benutzerfreundlich (sehr viele Einstellungen möglich). Nicht sehr State-of-the-Art Ausbaubar (Open Source Software). Opportunities Threats Automatische Zugang zu Dokumenten via Tool; Tools werden nicht, teils oder erst sehr spät realisiert. Für ILIAS werden weitere Funktionen entwickelt, weil es von der ETH als zentrale Lernplattform ausgewählt ist. Moodle Strengths Weaknesses Moodle hat sich als E-Learning Plattform bewährt (wird in anderen Departementen verwendet), auch für online Prüfungen bis 120 Teilnehmenden ; Kein Content Management; Weniger geeignet für Dokumentablage; Nicht State-of-the-Art Wird von der LET unterstützt (technische Support); Benutzerfreundlich; Ausbaubar (Open Source Software). Opportunities Threats Vom LET als E-Learning Plattform mit Dokumentablage nicht empfohlen. Sharepoint 2010 Strengths Weaknesses Ist auch als Content Management System einsetzbar; Ist schon von den D-BIOL Dozierenden Wird nicht vom LET unterstützt (technische Support noch nicht organisiert); [6]

7 akzeptiert worden; Wird von D-BIOL-IT als Plattform weiterhin benutzt und ausgebaut; Benutzerfreundlich; Opportunities Threats Neue Version bietet mehr und bessere Funktionalität; D-BIOL IT nimmt an Sharepoint Schulung teil und kann als second level support auftreten. Wird ständig weiterentwickelt, weil es vor allem in der Wirtschaft immer mehr benutzt wird. Auch als Learning Management System schon eingesetzt: SharepointLMS. Noch kein Budget für technische Support der E-Learning Seite (second Level Support) freigegeben; 1.2 E-Learning in den Vorlesungen Für die Vorlesung systematische Biologie (Botanik) arbeiten die Studierenden mit einer Tiki Wiki (http://www.balti.ethz.ch/tiki-index.php). Auch ist ein Herbar-CD entwickelt worden, sowie ein DVD Virtual Excursion und ein UPS Studenten-Tool: Damit die Studierenden orts- und zeitunabhängig (d.h. unabhängig vom Übungsherbar) und insbesondere auch mit viel Bildmaterial lernen können, wurden von allen Arten des Prüfungsstoffes Bilder von Herbarbelegen (relevant für die Prüfung) sowie von wirklichen Pflanzen inkl. Detailaufnahmen und Bildern vom Standort (relevant für die Anwendung des Gelernten im Felde) aufgenommen. Die Arten werden auf der CD anhand der Bilder und mit ihrer prüfungsrelevanten Systematik sowie den zu den systematischen Hierarchiestufen gehörenden Merkmalen vorgestellt. Zusätzlich werden auch Ökologie und mögliche Verwendungen der Arten angegeben. Um das Lernen variabel zu gestalten, gibt es verschiedene Anwendungsmodi: im Modus "Lehrgang" können die Informationen erarbeitet werden, im Modus "Abfrage" muss das Gelernte reproduziert werden und im Modus "Prüfung" wird der Ernstfall simuliert (inkl. anschliessender Bewertung). Zudem gibt es auf der Herbar CD-ROM noch 3 botanische Lernspiele. Die DVD Virtual Excursion ist ein auf die Exkursionen abgestimmtes Lehrmittel. Damit können sich Studierende auf Exkursionen vorbereiten oder diese repetieren. In beschränktem Masse können mit der DVD auch verpasste oder abgesagte Exkursionen erarbeitet werden. Die DVD deckt die Bereiche Vegetationsökologie, Botanik und Bodenkunde ab. Sie beinhaltet Bildmedien (Bilder, Videos, 3D-Objekte), die interaktiv steuerbar sind und mit deren Hilfe Exkursionen am Bildschirm absolviert werden können. Auf der DVD werden zudem Aspekte gezeigt, die auf realen Exkursionen nicht angetroffen werden (z.b. verschiedene Jahreszeiten, seltene Ereignisse wie Hochwasser) oder für die spezielle Techniken oder Geräte benötigt werden (Zeitlupe, Zeitraffer oder Makrobereich). [7]

8 Mit dem UPS Studenten-Tool können individuelle Pflanzenlisten erstellt werden. Das Werkzeug stellt die Vorgaben bezüglich der Wahl von Pflanzen dar und zeigt deren Erfüllungsgrad in einer Statistik an. Auch in der Zoologie wird zum Teil mit selbstentwickelte Webseiten gearbeitet (z.b. sowie mit bestehenden öffentlichen Webseiten (z.b. das Tolweb: Ausserdem wird hier Moodle eingesetzt als Übungsplattform: Ziel der Vorlesung ist es, neben der Vermittlung von Grundkenntnissen in Morphologie und Biologie einen Überblick über die Formenvielfalt zu geben. Die Lehrveranstaltung soll die Studierenden befähigen, wichtige Arthropoden-Gruppen im Freiland bis zur Ordnung oder Familie zu benennen. Mit der Vorlesung allein lässt sich das Ziel nicht erreichen, wie die Auswertung von Prüfungsergebnissen ergeben hat. Den Studierenden wird deshalb eine (freiwillige) Übungsplattform auf Moodle angeboten, die aus 230 Fragen besteht, welche mit rund 400 Fotos und Abbildungen illustriert sind. Die Auswertung nach dem ersten Jahr ergab, dass Studierende, welche das Internet-Quiz zur Prüfungsvorbereitung benutzten, um durchschnittlich knapp einen Notenpunkt besser abschnitten als Studierende, welche sich lediglich mit Skript und Vorlesungsnotizen auf die Prüfung vorbereiteten. Grundlagen Biologie IA ist eine Grossveranstaltung im 1. Studienjahr mit rund 400 Studierenden der Studiengänge Biologie, Bewegungswissenschaften, Pharmazie und Interdisziplinäre Naturwissenschaften. In diesem Kurs wird das Buch Campbell Biology eingesetzt (Pearson Verlag). Pearson bietet als Ergänzung zum Buch eine online Umgebung (MasteringBiology), auf die die Studierenden, welche die englische Version gekauft haben, gratis Zugriff haben (ein Accesscode kann aber auch separat gekauft werden). Die MasteringBiology Umgebung umfasst viele Multimediale Ressourcen, eine ausgeweitete Testdatenbank und eine ebook Version des Campbell. Dieses Konzept lässt sich auch auf andere Vorlesungen, welche auf Pearson-Lehrbücher abstützen, verwenden. Ziele Stand Sep 2010 Hauptziel vom Kurs Grundlagen Biologie IA ist es die Studierenden, die ganz unterschiedliches Vorwissen und Biologiekenntnisse haben, auf das gleiche Niveau zu bringen und ihnen zu helfen, in den Lernrhythmus hinein zu kommen. Während der letzten Vorlesungsstunde der Woche, werden immer die Testfragen besprochen, welche von den Studierenden als Hausaufgaben beantwortet sind. Anhand dieser Fragen können die Studierenden selber einschätzen in welcher Masse sie den Lerninhalt verstanden haben. Aktivierung der Studierenden Es werden pro Vorlesung zwei bis drei Clicker-Fragen gestellt, meistens Fangfragen. In der MasteringBiology Umgebung werden Assignments (Selbsttests) erstellt anhand der Testdatenbank (MC-fragen, Activities, Tutorials). Die Studierenden müssen mindestens 80% der Fragen beantwortet haben. In den Übungsstunden werden die Testfragen besprochen und diskutiert. Bessere Darstellung der Lerninhalte Vor allem am Anfang des Studiums ist es wichtig, dass alle Informationen an einem zentralen Punkt zu finden sind. In einer Sharepoint-Seite sind alle [8]

9 benötigten Informationen und Lerndokumente bereitgestellt. Benutzung eines Tablet PC1, welche es den Dozierende ermöglicht auf den Powerpoint Slides zu schreiben In Grundlagen Biologie IB wird mit einer interaktiven Webseite gearbeitet, welche speziell für die Biologie entworfen ist: Andere begleitende Tutorials Alpécole: Der online-kurs ALPECOLe bietet eine globale Übersicht der komplexen Ökosysteme der Gebirgsräume mit ihrer grossen standörtlichen und biologischen Vielfalt. Der multidisziplinäre Lehrgang beleuchtet diese facettenreichen Räume auf biologischgeographischer Ebene und macht Prozesse in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft verständlich. In Virtual Walks können verschiedene Gebirgslandschaften erkundet werden. Umfang: 28 Lektionen, entsprechend 2 SWS. Begleitendes Tutorial im Herbstsemester, insgesamt vier Treffen. Kurssprache: Englisch. Zugang: Wiki s weden nur sparsam im Unterricht eingesetzt. R.Kroschewski hat es 2006 verwendet als Tool für Studierende für Feedback auf das Grundlagenpraktikum, H. Gross hat es 2009 verwendet als Wissenspool und Kursunterstützung. 1.3 Clicker-Einsatz im D-BIOL Feedback in der Grundvorlesung hat zum Ziel, die Effizienz und die Qualität der Grundvorlesungen an der ETH zu steigern. Zu diesem Zweck ist das "Classroom Response System" (CRS) in einem Pilotprojekt eingesetzt worden (seit 2008). Das CRS ist ein kleines, interaktives Hilfsmittel, welches es den Studierenden ermöglicht, direkt auf Fragen während der Vorlesung zu antworten. Gleichzeitig erlaubt es den Dozierenden, während der Vorlesung von den Studierenden eine gesamthafte Rückmeldung zu erhalten und wenn nötig, den Inhalt und das "Vorlesungstempo" den Studierenden anzupassen. In der Grundvorlesung Grundlagen der Biologie 1A ist das Gerät seit 2008 eingesetzt worden. Zwei Jahre nach Projektstart sind Clicker-Geräte in folgenden Vorlesungen eingesetzt worden: GL der Biologie IA: Allgemeine Biologie; GL der Biologie IB: Molekularbiologie und Biochemie; GL der Biologie IIA: Zellbiologie (?); GL der Biologie IIB: Pflanzenbiologie, Neurobiologie, Mikrobiologie, Immunologie; Neurowissenschaften. Nicht alle Dozierende in diesen Kursen haben sich jedoch am Einsatz von Clickern beteiligt oder haben wegen Probleme mit der InterwriteResponse Software wieder aufgehört.. Zur Unterstützung der Dozierenden und Studierenden ist ein Wiki eingerichtet worden. Diese umfasst folgende Informationen: [9]

10 Infos für Studierende 1. Was ist Clicker? 2. Wo und wie wird es eingesetzt? 3. Clicker Beschaffung 4. Bedienungsanleitung 5. Clicker Registrieren 6. Batterie 7. Clicker Rückgabe 8. Feedback Infos für Dozierende 1. Prerequisites 2. Getting the USB radio receiver 3. Software installation on Windows: step-by-step 4. Software installation on Mac: step-by-step 5. The Clicker Class Database: step-by-step 6. Editing questions in Powerpoint: step-by-step 7. Testing the questions of a presentation: step-by-step 8. Starting the presentation in the classroom: step-bystep 9. The Response Session Toolbar 10. What to do when you have completed your teaching duty for this lecture 11. See and evaluate student results 12. Question examples 13. Teaching with Clicker 14. Troubleshooting Ausserdem ist eine Zusammenfassung von dem Buch Teaching with Classroom Response Systems: Creating Active Learning Environments, Derek Bruff (2009) im Wiki den Dozierenden zur Verfügung gestellt worden. Aufgrund der Clicker-Initiative des D-BIOL wurde an anderen Departement der ETH (D-UWIS, D-PHYS) sowie an der Universität Zürich (MNF) 2009 der Clicker ebenfalls eingeführt. 1.4 Online Prüfungen Heutige Situation im D-BIOL Dozierende korrigieren Multiple Choice Fragen manuell oder überlassen diese Aufgabe ihren Assistierenden. In den Grundlagenkursen ist die Teilnehmeranzahl oft über 350; Selbsttests können in einer E-Learning Plattform wie ILIAS oder Moodle erstellt werden. Dieses Angebot wird aber von den Dozierenden nicht genutzt. Für Prüfungen bis 150 Teilnehmenden besteht die Möglichkeit eine Online Prüfung durchzuführen. Dies wird z.b. in der systematische Biologie (Baltisberger) gemacht. Online-Prüfungen an der ETH Aufgrund der Aktivitäten des Bereichs Lehrentwicklung und technologie (LET) können momentan bis zu 120 Studierende gleichzeitig an einer online Prüfung teilnehmen, verteilt über vier Computerarbeitsräume. Diese Zahl ist aber für Grossvorlesungen innerhalb des Studiengangs Biologie zu gering. Der Anzahl Studierende, die gleichzeitig eine Prüfung online durchführen können, wird hauptsächlich begrenzt durch die Räumlichkeiten, aber auch durch die Kapazität des Servers. Die Durchführung von online Prüfungen ist mit Moodle und mit ILIAS getestet worden. Studierende loggen ein mit ihrem ETHZ Account und öffnen dann den SAFE EXAM Browser (Kontakt: D. Schneider, D. Bauer). Dieser Browser stellt sicher, dass Studierende während der Prüfung keinen Zugang zu anderen Applikationen oder Internet haben. Es ist ein weiteres Projekt im Gange zum Arbeiten in einer virtuellen Umgebung. Dies ist [10]

11 eine noch sicherere Lösung als das SAFE EXAM Browser und würde (in Theorie) auch den Einsatz von privaten Laptops für Prüfungszwecke ermöglichen. 1.5 Innovedum-Projekte Innovendum Projekte werden durch Gelder der ETH gefördert und haben das Ziel, neue Lehrformen und Lehrprojekte zu entwicklen. Bisher wurden am D-BIOL folgende Projekte durchgeführt (z.t. mit E-Learning relevanten Inhalten) Ernst Hafen: Problem Based Learning (PBL) als effiziente und forschungsnahe Lehrform im Biologie-Curriculum (2010); Ernst Hafen: Virtuelle Zelle (2008); Marc Sohrmann: Biochemie interaktiv (2007); Urs Illi: Dartfisch-Video-Feedback (2005). 2. E-Learning Konzept des D-BIOL E-Learning Technologien unterstützen die Lehre im D-BIOL. Sie dienen als 1. Informationsquelle: Beschreibung von Lerninhalte und Ablage von Lernmaterialien; 2. Kommunikationsmittel und als Instrument für Gruppenarbeit; 3. Lern- und Testumgebung: Darstellung von interaktiven Lerninhalte, Tests, Assignments, etc.; 4. Plattform für die Verwaltung von Accounts und Kursseiten und für die Registrierung der Übungs- und Testresultate. Der Einsatz von E-Learning Technologien in den verschiedenen Unterichtseinheiten liegt in der Kompetenz der verantwortlichen Dozierenden. Das D-BIOL fördert den Einsatz des E-Learning durch: 1. eine direkte fachliche Unterstützung der Dozierenden bei der Ausarbeitung und bei der Anwendung von Projekten durch die E-Learning Spezialistin des Departements; 2. das Bereitstellen von E-Learning Plattformen, welche den Studierenden und den Dozierenden einen einheitlichen Zugriff auf die verschiedenen Aktivitäten ermöglichen. Die Einführung und Entwicklung von E-Learning findet auf zwei Ebene statt: 1. Allgemeiner Services, die ein breites Spektrum an Kursen und eine grosse Anzahle von Studierenden bedienen (z.b. die Sharepoint-Plattform, welche die Dokumentablage für Dozierende möglich macht); 2. Auf spezifische Kurse zugeschnittene Lösungen (z. B. der Einsatz von einer Pearson Plattform, so wie bei GL Biologie IA oder die Darstellung von Bildern in der Systembiologie). [11]

12 2.1 Zielgruppen des E-Learning Konzepts Die Zielgruppen des E-Learning Konzepts sind die Bachelorstudierenden, die Masterstudierenden und die Dozierenden: Bachelorstudierende (ETHZ und UZH): Übersicht des Kursangebotes mit Links zu den E-Learning Aktivitäten; Zugriff auf die Vorlesungsdokumente und Lernmaterialien, wie z.b. Skripts, Selbsttests, Übungen; Übersicht der Lehr- und Lernaktivitäten (Detailplanung der Kurse); Forum für inhaltliche Fragen an Kursteilnehmenden und den Dozierenden. Masterstudierende ( ETHZ und UZH) (zusätzlich): Shared Workspaces: eigene, abgeschirmte Domains für Gruppen- oder Projektarbeiten; Diskussionsplattform Peer Review/ Feedback Online Selbsttests oder Prüfungen Dozierende: Bereitstellen von Lernmaterialien und Vorlesungsdokumente Automatische Verarbeitung von MC-Antworten Wiederverwendung von Testfragen, Austausch von Testfragen 2.2 Aufbau des E-Learning Service Im D-BIOL wird ein E-Learning Portal aufgebaut, das den Studierenden und Dozierenden einen raschen Einstieg in die verschiedenen Aktivitäten ermöglicht. Das D-BIOL E-Learning Portal soll folgendes umfassen: Vervollständigte und weiter ausgebaute Sharepoint Plattform zur zentralen Plattform. Diese Plattform stellt ein Set von Basisfunktionalitäten für Studierende und Dozierende zur Verfügung. Anwendung von ILIAS als E-Learning Plattform mit erweiterten Funktionalitäten (z.b. Unterstützung von Gruppen- oder Projektarbeiten, elektronische Prüfungen bis maximal 120 Teilnehmende und Selbsttests). Die E-Learning Expertin des D-BIOL initiiert und unterstützt das E-Learning durch: Standard E-Learning Services für Dozierende - Einrichten einer Kursseite im D-BIOL Sharepoint und Anweisung ; - Einsatz von Clickergeräten (Anweisung des Gebrauchs in technischer und didaktische Hinsicht, Unterstützung vor Ort); - Automatische Korrektur von MC-Testfragen via EVASYS Software (LET); - Beratung bei anderen E-Learning Themen. Unterstützung von spezifischen E-Learning Projekten auf Anfrage: - Beantragen von Rektorats-Ressourcen über Innovedum (http://www.innovedum.ethz.ch/); - Einrichten Vorlesungs-spezifischer Funktionalitäten; - Beratung für spezifische E-Learning Lösungen; [12]

13 2.2 E-Learning Plattform des D-BIOL Die E-Learning Plattform des D-BIOL ist zweistufig: 1. Sharepoint liefert das Einstiegsportal und die grundlegenden E-Learning Funktionalitäten 2. ILIAS ist die Plattform mit erweiterter Funktionalität; diese Plattform wird vom LET unterstützt und soll der ETH Standard für E-Learning werden. Sharepoint Version 2010 als Basisplattform mit folgenden Funktionen: - Übersichtsseite: Von hier aus wird weiter gelinkt auf Kursseiten in Sharepoint, ILIAS, (ev.moodle, OLAT, etc.)dies garantiert ein schneller und direkter Zugang zu allen Kursinhalten. - Kursseiten in Sharepoint. Es wird eine Kursseite eingerichtet mit Basisfunktionalitäten. Dies garantiert Studierenden und Dozierenden eine einheitliche Darstellung von Kursinhalten. Für die meisten Kurse genügt dieses Set der Funktionalitäten. ILIAS als zusätzliches Plattform mit erweiterten Funktionen: Für Lerneinheiten mit erweiterten Ansprüchen steht die E-Learning Plattform ILIAS zu Verfügung. Für die Unterstützung der Dozierenden stehen zusätzliche Experten im LET zu Verfügung. 3. Spezifische E-Learning Projekte Clicker Der Einsatz von Clickern ermöglicht eine direkte Interaktion der Studierenden mit den Dozierenden. Dieses Hilfsmittel führt dazu, dass: Dozierende 2-3 mal pro Vorlesungsstunde mit gezielten Fragen den Wissensstand und das Verständnis der Studierenden zum Thema überprüfen können; Studierenden die Möglichkeit zum Selbst-Test erhalten; Studierende im Rahmen von Frontalvorlesungen zur aktiven Teilnahme motiviert werden; Dozierende die Möglichkeit haben, das Stoff-Verständnis während der Vorlesung mit Prüfungsresultaten zu vergleichen. Abgabe Rund 400 Clicker-Geräte wurden Anfang Herbstsemester 2010 verteilt in der ersten Vorlesungsstunde des GL Biologie IA gegen ein Depot von SFR70.00 in bar. Es wurde ein Betrag von mehr als SFr eingenommen, welcher bei der Poststelle einbezahlt werden musste. Für das nächste Jahr werden folgenden Massnahmen geprüft: Die Studierenden sollen mit dem Einschreibungsbrief ein Merkblatt erhalten, das sie informiert über die Verwendung der Clicker in den Grossveranstaltungen des Biologiestudiums und über die Verpflichtung einen Clicker zu kaufen, Rückgabe und Abholung, Verantwortungen, Batterien und andere wichtige Sachen in Bezug auf Clicker.. [13]

14 Ausserdem sollen sie einen Einzahlungsschein erhalten. Damit muss bei der Abgabe nur kontrolliert werden ob jemand bezahlt hat oder nicht. Die Anzahl Studierenden welche bar zahlen wird damit viel kleiner sein. Bei der Registrierung des Clickers werden die Studierenden zuerst den allgemeinen Geschäftsbedingungen zustimmen müssen, damit sie später das Depot zurückbekommen können. Welche die AGB s genau sind, muss mit dem Rechtsdient der ETH abgeklärt werden. Depot Es stellt sich heraus, dass viele Studierenden ihren Clicker nicht zurückbringen. Mit dem immer wachsender Anzahl Clicker welche in Umlauf sind heisst das, dass das Depot immer weitersteigt. Weil das Departement die Depot-Gelder zurückbezahlen können muss, wenn die Studierenden ihren Clickern retour bringen, kann das Geld nicht für den Kauf von neuen Clickern verwendet werden. Es sollte darum dringend mit dem Rechtsdienst abgeklärt werden was die Rechten und Pflichten des Departementes in diesem Zusammenhang sind (und die der Studierenden). Bestellung In 2008 und 2009 sind insgesamt 750 Clicker bestellt worden. Für 2010 sind 355 Clicker nötig für die neuen Bachelor Studierenden (stand Juni Biologie: 106, Int.NW: 44, Pfarm:97, Beweg.Wis: 108), es sind deshalb noch 200 Clicker nachbestellt worden. Im September war die Teilnehmeranzahl auf 396 gestiegen. Dank besserer Informationen über die Rückgabe des Clickers sind aber genügend Clicker-Geräte zurückgebracht worden, weshalb wir doch alle Teilnehmer bedienen konnten. Nächstes Jahr werden rund 50 Clicker retour erwartet vom Jahrgang 2008, und rund 200 vom Jahrgang Bei einer neuen Studentenanzahl von 350 für 2011 werden voraussichtlich 120 neue Clicker bestellt werden müssen. Rückgabe Alle Studierenden der Studiengänge Biologie, Int. Naturwissenschaften, Pharmazie und Bewegungswissenschaften, die in 2008 oder 2009 einen Clicker bekommen haben sind aufgerufen worden diesen nach Abschluss des 2. Studienjahrs zurückzubringen, es reagierten nur rund 170. Rund 500 Clicker sind deshalb im August 2010 trotz Clicker Retour Aktion noch bei ETHZ-Studierenden, 80 Personen konnten nicht erreicht werden. Evaluierung Obwohl das Projekt in 2008 als Pilot gestartet ist und die Erweiterung zu anderen Vorlesungen erst nach einer Evaluierung vorgesehen war, hat noch keine umfassende Evaluation stattgefunden. Es ist zwar ein Survey in Sharepoint gestartet worden, aber nur wenige Studierenden haben sich beteiligt. Ausserdem sind die Dozierenden nicht gefragt worden nach ihren Erfahrungen. Deshalb wird für das Herbstsemester 2010 eine gründlichere Evaluation vorbereitet. Im Ramen der Grundvorlesung Biologie IA sollen didaktische Konzepte und Einsatz des CRS evaluiert werden. Online Prüfungen Es besteht bei mehreren Dozierenden das Bedürfnis online Prüfungen einzusetzen, insbesondere bei Grossveranstaltungen, wo die Zeitsparnisse am grössten sein werden. Dies macht Sinn bei grossen Teilnehmerzahlen in Kombination mit MC-Fragen (Essay-Fragen [14]

15 müssen weiterhin manuell kontrolliert werden), oder wenn Multimediale Fragen Teil der Prüfung sind (Video, Simulationen, etc.). Ziele Entlastung der Dozierenden beim Erstellen, Korrigieren und Verwalten von Prüfungen; Bessere Vorbereitungsmöglichkeiten für Studierende (Selbsttests), schnellere Einsicht in die Prüfungsresultate. Rahmenbedingungen Bei der Einrichtung eines Prüfungssaals sind folgende Überlegungen anzustellen: 1. Rahmenbedingungen für die Hardware: Für das Lesen von Testfragen und Grafiken müssen Grösse und Resolution vom Bildschirm geeignet sein; Für das Beantworten von Essayfragen braucht es eine gute Tastatur; Wenn nicht mit feste PCs gearbeitet wird, wird die Logistik eine grosse Rolle spielen: Transport, Aufbewahrung, Kontrollieren der Funktionsbereitschaft, etc. 2. Rahmenbedingungen für die Netzwerkverbindung: Nur Ethernet Verbindung (Wireless Verbindung nicht geeignet, weil zu wenig Kapazität); 3. Rahmenbedingungen für die Software: Sicherheit: Studierende sollten nur Zugang zu der Prüfung haben und keine Verbindung mit Anderen aufnehmen können; Unterhalt: Software Updates, etc.; Betriebsfähigkeit: die Schnelligkeit soll nicht beeinträchtigt werden, wenn alle Studierende gleichzeitig einloggen oder die gleiche Frage beantworten. 4. Rahmenbedingungen für die Räume: Vorbeugen von Abschreiben (z. B. in gestuften Hörsaale); Die UZH hat zwei Räume mit je 75 Plätze eingerichtet am Häldeliweg (Kontaktperson: Peter Lautenschlager). Eventuell steht ein grösserer Raum in Oerlikon für Prüfungszwecke zur Verfügung. Planung Die LET verleiht dem Thema Online Prüfen mehr Nachdruck und sucht nach Möglichkeiten ETHweit das Online Prüfen für minimal 200 Studierende gleichzeitig zu realisieren. In der Zwischenzeit arbeitet das D-BIOL an einer Zwischenlösung: MC-Testfragen ausdrucken, für die Beantwortung der Fragen ein Antwortformular beilegen, welches automatisch von der EvaExam Software korrigiert wird (Kontaktperson: Louis Niederer). Vorteile: Entlastung der Dozierenden durch automatische Korrektur; Kostensparend (keine Computer erforderlich); Raum unabhängig, nur muss ein gewisser Abstand zwischen den Teilnehmenden eingehalten werden ; Zeitsparend (die Prüfung kann für alle Teilnehmenden gleichzeitig stattfinden); Kein technisches Hindernis, unkomplizierte, verlässliche Methode. [15]

16 Es haben sich schon einige Dozierende für diese Service gemeldet. Aufzeichnung von Vorlesungen Reinhardt (LET): `Die Aufzeichnung von Vorlesungen ist an der ETH für Dozierende kostenlos möglich. Es steht eine Reihe von extra dafür ausgerüsteten Hörsäalen zur Verfügung. Im Frühlingssemester 2010 wurden an der ETH 19 Vorlesungen aus 8 Departementen aufgezeichnet und sind über das Multimediaportal der ETH zugänglich (MMS-Service: Die in den Aufzeichnungen enthaltenen Folien werden automatisch indiziert und können durchsucht werden. Studierende können die Aufzeichnungen für die Prüfungsvorbereitung, Nachbereitung und Ergänzung zur Präsenzveranstaltung nutzen. Es wäre generell wünschenswert, Einsatzformen zu erproben, die das Medium Vorlesungsaufzeichnungen aus didaktischer Sicht aufwerten. Zusammen mit der LET werden didaktische Szenarien ausarbeitet. E-Books Studierenden können mit Hilfe von E-Books ihre Notizen und Markierungen direkt ins Buch hineinschreiben. Dazu braucht es aber Reader/ I-Pads und Stand alone E-Books. Labjournals Der Einsatz von Elektronenmikroskopen in Kombination mit anderen Applikationen für die Dokumentierung und Wiederverwendung von Forschungsdaten. Wiki s Dozierende die ihre Studierende auf eine höheren Level of Understanding bringen wollen, geben Aufträge, welche die Konzipierung von Lerninhalten fördert. Ein Wiki könnte dafür ein Hilfsmittel sein weil es auf ziemlich einfache Weise Wissen verknüpfen lässt. Online Kursevaluation Kursevaluationen könnten in Prinzip online abgenommen werden. Es braucht aber einen gewissen Druck auf Studenten, die Evaluationsformulare auszufüllen. [16]

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