PELE: Informatik-Einführung nach allen Regeln der (didaktischen) Kunst

Tutorials für Informatikanwendungen sind wohl so alt wie die Informatikwelt selbst: Learning by doing bietet sich an, wenn es zum Beispiel um das Erlernen von Datenvisualisierung, Datenverwaltung oder Programmierung in Python oder Matlab geht. Prof. Hans Hinterberger hat das vor mehr als 15 Jahren erkannt und das Projekt E-Tutorials ins Leben gerufen. Aus seiner Initiative von damals ist ein eindrucksvoll ausgereiftes Produkt entstanden, welches an der ETH in den Bereichen selbstgesteuertes Lernen und kompetenzorientiertes Prüfen seit Beginn neue Massstäbe gesetzt hat. In den 4 Schritten zu aktivem Wissen, SEE-TRY-DO-EXPLAIN erwerben die Studierenden aus fünf Departementen (BIOL, CHAB, HEST, USYS, ERDW) in Modulform die theoretischen Grundlagen (Phase SEE; online oder in der Vorlesung), wenden diese dann an Beispielen unter aktiver Bedienung eines Informatikmittels an (Phase TRY), setzen die Konzepte in einer Projektaufgabe mit wissenschaftlichem Kontext um (Phase DO) und präsentieren die Lösung Face-to-face in einem Abgabegespräch mit einer Fachperson (Phase EXPLAIN). Fünf solcher Gespräche müssen zusätzlich zur Schlussprüfung als Bestandteil der Semesterleistung absolviert werden.

Lukas Fässler und Markus Dahinden, langjährige Mitarbeiter des inzwischen emeritierten Prof. Hinterberger und heutige Dozierende der beiden Informatik-Vorlesungen, bauen das Angebot an Tutorials laufend aus und entwickeln es kontinuierlich weiter unter Einbezug der sich verändernden Technologien. Dabei haben sie – zuletzt zusammen mit David Sichau – mit dem Personal Learning Environment (PELE) einen weiteren Innovationsschritt vollzogen, der letztlich das Lernarrangement durch den Einbezug von Learning Analytics für Studierende, Assistierende und Dozierende revolutionieren wird: Während sich die Studierenden selbständig in die Grundlagen einarbeiten (TRY), erzeugen sie auf der Online-Plattform Interaktionsdaten (=Zeit, mit der die Lernenden mit den Materialien arbeiten).

Abb 1. Durchschnittliche Bearbeitungsdauer für Teilaufgaben in eTutorials Die durchschnittliche Bearbeitungsdauer (in Minuten) für eine ausgewähltes Modul, für insgesamt 300 Studierende der LV "Einsatz von Informatikmitteln". Bei mehreren Teilschritten (z.B. 11, 13) weicht die Bearbeitungsdauer für einen Teil der Studierenden stark vom Mittelwert ab, was auf Schwierigkeiten bei der Bearbeitung hinweisen kann. (Quelle: Sichau und Fässler, pers. comm)

Abb 1. Durchschnittliche Bearbeitungsdauer für Teilaufgaben in eTutorials
Die durchschnittliche Bearbeitungsdauer (in Minuten) für eine ausgewähltes Modul, für insgesamt 300 Studierende der LV “Einsatz von Informatikmitteln”. Bei mehreren Teilschritten (z.B. 11, 13) weicht die Bearbeitungsdauer für einen Teil der Studierenden stark vom Mittelwert ab, was auf Schwierigkeiten bei der Bearbeitung hinweisen kann. (Quelle: Sichau und Fässler, pers. comm)

Diese können von den Dozierenden analysiert werden, um besonders schwierige Elemente in den Tutorials zu identifizieren (Abb.1). Verbesserungen der Module werden so “evidence-based” und kontinuierlich vorgenommen.

Die Daten zeigen auch, wann die Studierenden die Selbstlerneinheiten bearbeiten und welche Rolle die einzelnen Tutorials bei der Vorbereitung auf die Schlussprüfung noch spielen. (Abb. 2)

Abb 2: Interaktion von Studierenden im Online Tutorial Die Abbildung zeigt die Clickdaten, welche 338 Studierende der LV "Einsatz von Informatikmitteln" im HS15 erzeugt haben, oben Modul 2, unten Modul 3. Eine Interaktion wird dabei gewertet als die Anzahl Clicks in der Lernumgebung mit einem Abstand von mehr als 10 Sekunden, die Anzahl der Interaktionen an einem Tag ist mit dem Farbcode gemäss Legende am rechten Rand dargestellt. Die Fenster für die Präsentation der Modulprojekte waren jeweils 2 Wochen geöffnet (schwarz markiert am oberen Rand der jeweiligen Modulgrafik). Die Schlussprüfung fand nach dem Modul 6 statt. Die Studierenden begannen jeweils eine halbe Woche vor Beginn der Präsentationsperiode mit der Bearbeitung der Tutorials. Nach der Projektarbeit wurde das Material nicht mehr gesichtet bis zur Beginn der Prüfungsvorbereitung eineinhalb Wochen vor dem Prüfungstermin. (Quelle: Sichau und Fässler, pers. comm)

Abb 2: Interaktion von Studierenden im Online Tutorial
Die Abbildung zeigt die Interaktionsdaten, welche 338 Studierende der LV “Einsatz von Informatikmitteln” im HS15 erzeugt haben, oben Modul 2, unten Modul 3. Eine Interaktion wird dabei gewertet als die Anzahl Clicks in der Lernumgebung mit einem Abstand von mehr als 10 Sekunden, die Anzahl der Interaktionen an einem Tag ist mit dem Farbcode gemäss Legende am rechten Rand dargestellt. Die Fenster für die Präsentation der Modulprojekte waren jeweils 2 Wochen geöffnet (schwarz markiert am oberen Rand der jeweiligen Modulgrafik). Die Schlussprüfung fand nach dem Modul 6 statt.
Die Studierenden begannen jeweils eine halbe Woche vor Beginn der Präsentationsperiode mit der Bearbeitung der Tutorials. Nach der Projektarbeit wurde das Material nicht mehr gesichtet bis zur Beginn der Prüfungsvorbereitung eineinhalb Wochen vor dem Prüfungstermin. (Quelle: Sichau und Fässler, pers. comm)

Die Interaktionsdaten sind pseudonymisiert: die Personeninformation wird separat von den restlichen Daten gehalten und ist nur über einen gesicherten Zwischenschritt einsehbar. So ist es im Gegensatz zu voll anonymisierten Daten möglich, weitere studierendenspezifische Daten (wie z.B. Prüfungsresultate) zu verknüpfen, ohne dass die Identität offengelegt wird. Das erklärte Ziel von Fässler und Sichau ist die Detektion von Aktivitätsmustern in der TRY-Phase, welche zuverlässige Voraussagen der Prüfungsleistung erlauben. (s. auch Dahinden&Fässler, 2011). Bestehens-Prognosen für einzelne Studierende sind aber kein Thema – bei einer Kohortengrösse von 400 Studierenden pro Kurs gibt es schliesslich auch bei hoher Signifikanz eines Modells immer individuelle Studierende, die trotz schlechten Prognosen gut abschliessen können und umgekehrt. Darum möchten die Verantwortlichen keine falschen (Un-)Sicherheiten erzeugen. Die Studierenden sollen aber in naher Zukunft auf einem Dashboard jederzeit sehen können, wie sie bezüglich Lernfortschritt und dafür aufgewendeter Zeit in Bezug auf die ganze Kohorte stehen.

Während der DO-Phase hinterlassen die Studierenden digitale Spuren, wenn sie ausserhalb der regulären Präsenzeiten das Ticket-System von PELE benutzen, um innerhalb von 24 Stunden (Wochenende inklusive) Support zu erhalten. Über PELE wird auch die EXPLAIN-Phase eines jeden Moduls eingeleitet: Die Studierenden reservieren sich alleine oder zu zweit einen 15-Minuten Termin für die Projektpräsentation. Die betreuende studentische Fachperson (PhD-Studierende aus dem D-INFK, aber auch etwa zur Hälfte Hilfsassistierende aus den Naturwissenschaften) wird ihnen dafür zufällig nach Verfügbarkeit zugeteilt.

eth-2015-etutorial-10

Im HS15 hatte ich Gelegenheit, zwei solche Beratungsgespräche anlässlich eines Besuchs live mitzuerleben: Das Gespräch findet wie die Beratungen auch während der Präsenzzeit in einem Computerraum statt. Via PELE-Website sieht die Fachperson den Namen der nächsten Studentin und ruft den Namen pünktlich in den Raum. Bei meinem Besuch ist es einmal ein einzelner Student, einmal zwei Studentinnen zusammen aus dem D-BIOL, welche ihr Ergebnis zum MATLAB-Projekt . Die Assistentin startet das Gespräch jeweils mit der gleichen Frage (“Stellt kurz vor, wie ihr es gemacht habt”), danach verlaufen die Unterhaltungen inhaltlich völlig unterschiedlich – einmal geht es um Programmiertechnisches (Indizes einer Schleife), einmal um die Umsetzung des physikalischen Modells, welches der Aufgabe zugrunde liegt. Im einen Gespräch bringt die Assistentin den Studierenden mit wenigen Fragen dazu, sein Missverständnis exakt zu beschreiben, die entsprechenden Codezeilen zu eruieren und die Lösung gleich zu implementieren. Das andere Gespräch führt zu einer Skizze mit dem physikalischen Modell der Diffusion und hat im Code nur minimale Auswirkungen – ein Parameter muss verändert werden. Zum Schluss reflektieren die Studierenden ihr Vorgehen zusammen mit der Assistentin und beschliessen Massnahmen für nächste Projekte (“Schleifen konsequent testen” der eine, “vollständigere Designphasen” die anderen) und besprechen welche Wissenslücken die Studentin für die Prüfung allenfalls noch aufweist. Die Assistentin schliesst das Gespräch mit einer individuellen Rückmeldung ab und bittet die Studierenden, das vergangene Gespräch auf der Plattform mit Sternen zu bewerten: Zwei, einen oder keinen für “Wie hilfreich war das Gespräch”.  Die Studierenden bekommen ihrerseits von der Assistentin jeweils Sterne für “Verständnis des Themas”.

Für Studierende und Assistierende ist das ein grober Anhaltspunkt dafür, wie das Gespräch von beiden Seiten empfunden wurde. Die Nachbearbeitung liegt in der Verantwortung der Studierenden, womit auch die “Project Ownership” bei ihnen liegt. Für die Dozierenden ergeben sich aus der Kombination mit Click-Daten Hinweise darauf, inwiefern sich die Aktivität in der Selbstlern (TRY) Phase auf die Leistung im Projekt auswirkt. Falls sich beispielsweise eine unterdurchschnittliche Verweildauer bei einem gewissen Lernschritt tendenziell negativ auf den Projekterfolg auswirkt, könnte darauf in Zukunft bereits im Modul oder den Coaching-Gesprächen vermehrt eingegangen werden. Dazu müssten die Studierenden natürlich erst die entsprechenden Daten freigeben. Im Hinblick auf den Prüfungserfolg erweisen sich die Bewertungsdaten der formativen Assessments übrigens bisher als die zuverlässigsten Daten für eine Prognose.

Wie die Tutorials sind auch individuelle Coaching-Gespräche nichts Neues. Das Bahnbrechende an diesem Modell wird erst sichtbar beim Blick auf die Zahlen: In HS16 absolvierten 804 Studierende 4019 solcher Coaching-Gespräche mit insgesamt 40 Assistierenden. Für die Studierenden bedeutet das 90 Minuten intensive individuelle Betreuung – weit mehr, als in einem Semester konventionell betreuter Übungen mit Gruppengrössen von 20 Studierenden zustande kommen kann. Konsequenterweise wird diese Form des formativen Assessments von den Studierenden sehr geschätzt und auch in den Evaluationskommentaren immer wieder erwähnt: Die Studierenden schätzen auch die regelmässige Verteilung der Belastung über das ganze Semester und die regelmässige Standortbestimmung in den Gesprächen.

Abb 3: Bewertungsübersicht in PELE Die Abbildung zeigt in der Dozierendensicht von PELE die Anteile der Bewertungen 2(grün), 1(blau) und 0(rot) von und für 4 Assistierende (Zeilen). Die Person in Zeile 2 vergibt tiefe Bewertungen an Studierende und erhält relativ schlechte Bewertungen von Studierenden, was ein Hinweis auf ein Problem sein könnte. Die Person in Zeile 1 hingegen erhält trotz häufiger schlechter Bewertungen für Studierende überdurchschnittlich hohe Bewertungen von Studierenden, was für gute Qualität der Coachings spricht. (Quelle: Fässler, pers. comm)

Abb 3: Bewertungsübersicht in PELE
Die Abbildung zeigt in der Dozierendensicht von PELE die Anteile der Bewertungen 2(grün), 1(blau) und 0(rot) von und für 4 Assistierende (Zeilen). Die Person in Zeile 2 vergibt tiefe Bewertungen an Studierende und erhält relativ schlechte Bewertungen von Studierenden, was ein Hinweis auf ein Problem sein könnte. Die Person in Zeile 1 hingegen erhält trotz häufiger schlechter Bewertungen für Studierende überdurchschnittlich hohe Bewertungen von Studierenden, was für gute Qualität der Coachings spricht. (Quelle: Fässler, pers. comm)

Noch eindrucksvoller ist allerdings eine andere Zahl: Die Assistierenden absolvieren innerhalb eines Semesters gut 100 individuelle Coaching Gespräche von 15 Minuten Dauer und werden dadurch innert kürzester Zeit zu Experten in dieser Form von Kommunikation: Sie können sich immer besser in die Studierenden hinein versetzen und bringen diese mit gezielten Fragen dazu, möglichst selbständig ihre Projekte kritisch zu hinterfragen, unklare Punkte zu thematisieren und ihre eigene Arbeit selbstbewusst zu präsentieren. Kommentar einer Assisitierenden: “Ich habe gelernt ein Gespräch zu führen und Tipps zu geben, die helfen können etwas zu lösen, ohne gleich die Lösung zu verraten.” Die Assistierenden finden, dass Unterricht mit PELE mehr Feedback erlaubt und auch effizienter ist als klassischer Übungsbetrieb, weil sie sich auf das Wesentliche konzentrieren können und wenig organisatorischen Aufwand betreiben müssen. Manche Assistierende vermissen aber die Konstanz einer über das Semester begleiteten Studierendengruppe.

Den Dozierenden ist es sehr wichtig, dass die Qualität der Feedbacks möglichst hoch ist. Da Fässler und Dahinden nach der einführenden Assistierenden-Schulung nur in beschränktem Mass den Gesprächen beiwohnen können, findet die Qualitätskontrolle auch über die Rückmeldungen der Studierenden statt. Durch die Aggregation der Daten von erteilten und erhaltenen Feedbacks fallen Assistierende mit konstant unterdurchschnittlichen Leistungen schon früh im Semester auf und können entsprechend unterstützt werden. (Abb 3).

Fazit: Trotz ihres “Alters” gehören die E.Tutorials mit PELE zu den innovativsten Lehrangeboten in der ETH Grundbildung:

  • Time-on-task für die Studierenden ist maximiert, sämtliche Kontakte mit Assistierenden sind individuell.
  • Das Coaching-Modell eignet sich für eine Reihe von Lehrveranstaltungen, in denen Studierende selbständig mehrere Kleinprojekte/umfangreichere Übungen bearbeiten und Feedback dazu erhalten. Der personelle Aufwand ist im Vergleich mit konventionellen Formen (mit korrigierte Übungen) geringer.
  • Das Online-Reservations- und Feedback-System von PELE ermöglicht eine schlanke, flexible und ortsunabhängige Organisation der Coaching-Gespräche. So kann mit einer grossen Anzahl von Assistierenden gearbeitet werden, während die Qualität der Coachings in Echtzeit verfügbar ist.
  • Die Kompetenzen, welche sich die Assistierenden auf diese Weise aneignen, sind für ihre weitere persönliche und berufliche Entwicklung ein eigentlicher Schatz, wie er wohl in keiner anderen Lehrveranstaltung an der ETH zu finden ist.

In der Unterrichtsevaluation vom HS15 lautete ein studentischer Kommentar: “Von dieser durchdachten und gut funktionierenden Lehrform sollte der Lehrspezialist des D-USYS hören.
Auf jeden Fall! Und nicht nur er, sondern die ganze ETH!!

Elektronische Mikroskopie-Prüfung

Sporen eines Krankheitserregers im Prüfungs-Präparat

Sporen eines Krankheitserregers im Prüfungs-Präparat

Hintergrund: Im Master-Kurs Plant Pathology Diagnostic lernen Studierende des D-AGRL die “Identifikation der wichtigsten Krankheiten und ihrer pilzlichen Erreger von ein- und mehrjährigen, landwirtschaftlich wichtigen Pflanzenarten, basierend auf der Symptomatologie sowie den Mikro-Strukturen“. In der abschliessenden Prüfung müssen ausgehend von Pflanzenmaterial drei Präparate erstellt und charakterisiert werden. Die Präparate werden während der Prüfung von den Experten hinsichtlich ihrer Qualtiät bewertet.
Dies ist ab einer gewissen Anzahl von Studierenden (>10) nicht mehr durchführbar. Statt auf die Bewertung der Präparate zu verzichten, wird die Dokumentation der Prüfungs-Präparate nun mittels Digitaler Mikroskop-Kameras durchgeführt.

Szenario: In den Mikroskopier-Übungen kommen e-Learning Einheiten zum Einsatz, welche im Rahmen des FILEP-Projektes DigiScope entwickelt wurden: Die Studierenden können die Diagnostikübungen im eigenen Tempo computerunterstützt durchführen, die Experten stehen für Fragen zur Verfügung. Im Rahmen dieser Übungen wird das Erstellen digitaler Präparat-Bilder mit Tubuskameras und Photoscope-Software trainiert.
Die Semesterprüfung 2009 (Dauer 120′) fand auf der ILIAS-Lernplattform statt, die Studierenden benutzten  Laptops der ETH. 2010 haben die Studierenden erstmals eigene Laptops verwendet – der Kontrollaufwand war gross, da die Installationen trotz Testläufen bis zum Prüfungstag potentiellen Systemänderungen ausgesetzt sind.

Praxis: Die Studierenden fanden sich mit der technischen Ausrüstung (Tubuskameras und Bilderfassungs-Software) schnell zurecht. In der elektronischen Prüfung mit SEB-Browser können neben dem Browser bestimmte Programme (hier: Bildbearbeitungssoftware) auf dem Computer freigegeben werden. Die dazu nötigen Schritte wurden ebenfalls vorgängig geübt. Während der Prüfung traten keine Probleme auf.

Die beiden Dozierenenden schätzten es sehr, dass sie die Beurteilung der Präparate nach der eigentlichen Prüfung vornehmen konnten und nicht unter Zeitdruck standen. Im FS2010 trat dieser Aspekt bei doppelter Studierendenzahl noch särker in den Vordergrund.

Im FS2011 werden den Studierenden erstmals Netbooks für die elektronische Dokumentation der Mikroskopierarbeiten während des Semesters zur Verfügung stehen.

USB-Kamera für Mikroskope

Fazit: Die Umstellung auf elektronische Bilderfassung ermöglicht die Dokumentation der Prüfungsleistungen und lässt eine Bewertung der erstellten Präparate ohne Zeitdruck zu. Zusätzlich ergeben sich die gewohnten Vorteile elektronischer Prüfungen (z.B. Lesbarkeit der Antworten)
Der technische Aufwand ist im Vergleich zu Prüfungen in den Computerräumen höher, da im Moment keine mobilen Prüfungscomputer zur Verfügung stehen. Bei Verwendung von mobilen Klassenzimmern kann die Software zentral verteilt werden, sonst müssen Einzelinstallationen durchgeführt und überprüft werden. Da auch spezielle Hard-&Software (Kameras) verwendet wird, ist die Prüfung nicht unabhängig vom Betriebssystem – für MacOS gibt es im Moment keine Lösung.
Zukünftig sollen in den hochgeladenen Bildern auch Strukturen direkt markiert und benannt werden können. Dies bedingt allerdings die Entwicklung eines geeigneten Fragetyps im LMS.

Die Tubus-Kameras können übrigens auch verwendet werden, um von den Mikroskopen der Studierenden Präparat-Bilder zu übertragen. Die Kamera wird an ein Net-Book angeschlossen, das die Bilder an den Computer am Beamer überträgt (via Screen-Sharing mit der Team-Viewer Software)

Kontakt: Urs Brändle, DELIS agrarerdumwelt; Ueli Merz, Institut für Integrative Biologie

Mitarbeit beim Literaturseminar im WIKI organisieren

Hintergrund: Im 3.Bachelorjahr finden in allen Vertiefungsrichtungen beim D-UWIS (und in vielen anderen Departementen) Literaturseminare zu den aktuellen Themen dieser Richtungen statt. Im Seminar “Aquatische Systeme” erhalten die Studierenden zu Beginn eine Einführung in Präsentationstechnik und in die Fachbibliothek. Im Verlauf des Semesters präsentieren Sie ausgewählte Publikationen und moderieren eine anschliessende Diskussion. Anknüpfungspunkte für die Diskussion bilden Fragen, welche die Teilnehmenden vor dem Seminar nach einem ersten Studium der Papers stellen. Um an diesem Punkt mehr Verbindlichkeit und Übersichtlichkeit zu schaffen, werden alle Aktivitäten zentral über ein Veranstaltungs-WIKI koordiniert.

Seite einer Sitzung mit Frage-Abgabe

Szenario: Zu Semesterbeginn schreiben sich die Teilnehmenden zu einem von 10 Themen als ReferentIn und zu zwei Themen als ModeratorIn ein. Referentinnen bereiten den Vortrag vor, besprechen sich mit Fachexperten und stellen ihren Vortrag nach der Sitzung auf dem WIKI bereit. Die Teilnehmenden ohne spezielle Funktion lesen die Papers und stellen eine Woche vor der Veranstaltung ein Frage zum Paper mit der Kommentarfunktion im Wiki. Moderatorinnen bereiten die Diskussion aufgrund dieser Fragen und ihres eigenen Literaturstudiums sowie der Diskussion mit den Referentinnen vor.
Regelmässige Beteiligung via WIKI ist neben der Übernahme von Moderation oder Referat Bedingung für das Erhalten der Kreditpunkte.

Praxis: Die Studierenden begrüssten die Übersichtlichkeit des verwendeten Wikis. Sie stellten regelmässig Fragen zu den Publikationen ins Wiki. Die Moderatoren verwendeten diese in der Diskussion, die Referenten waren darauf vorbereitet. Im Vergleich mit früheren Durchführungen nahmen die Studierenden grösseren Anteil bei den Themen, welche sie nicht selbst präsentierten.
Um den Nachahmungseffekt beim Stellen der Fragen zu vermindern, werden diese auf einer separaten Seite publiziert. Es wäre auch möglich, diese Sammlung nur für die Referierenden und Moderatoren zugänglich zu machen.
Den Studierenden wurde zusätzlich die PQ4R-Methode zum Lesen von wissenschaftlichen Texten erläutert. Sie wurden aufgefordert, bei Ihren Fragen jeweils anzugeben, in welcher Phase des Lesens die gestellte Frage aufgetaucht ist. Durch diese Massnahme würde der Prozess verinnerlicht – allerdings wurde dieser Teil der Aufgabe von den Studierenden mehrheitlich nicht erfüllt.
Vertieftere Wiki-Kenntnisse waren auf Seiten der Studierenden nicht erforderlich, da einer der Dozierenden neben dem Aufsetzen des Wikis auch das Einstellen der Präsentationen übernahm.

Fragen der Teilnehmenden zu einem Paper

Fragen der Teilnehmenden zu einem Paper

Fazit: Durch die Organisation des Seminars via Wiki können Referierende, Studierende und Teilnehmende unkompliziert und gleichzeitig ihre verschiedenen Aufgaben wahrnehmen. Alle nötige Information ist zentral verfügbar. Die Dozierenden können die Teilnahme einfach nachvollziehen  (u.a. für die Erteilung der Kreditpunkte).
Angesichts der geringen Anzahl an Studierenden stellte sich die Frage, ob der Aufwand für ein Wiki nicht zu gross sei. Dieses kann jedoch in fast unveränderter Form für weitere Seminare verwendet werden – mittlerweile erfolgreich im HS2009 und HS 2010. Die Dozierenden der Veranstaltung sind mit dem Verlauf sehr zufrieden und werden auch im nächsten Herbstsemester (HS2011) wieder das Wiki verwenden.

Kontakt: Edith-Durisch KaiserGerhard Furrer, Institut für Biogeochemie und Schadstoffdynamik; Urs Brändle, DELIS agrarerdumwelt

Übungsaufgaben mit Moodle selbst korrigieren!

Hintergrund: Im ersten Semester erhalten die ca. 120 Studierenden der Umweltnaturwissenschaften eine Einführung in die Umwelt-Systemanalyse durch Barbara Schmied und Peter Frischknecht. Das Gelernte wird laufend in praktischen Übungsbeispielen angewendet. Assistierende aus höheren Semestern korrigieren diese Gruppenübungen, geben detailliertes Feedback und stellen einen Lösungsvorschlag bereit. Danach besteht die Möglichkeit, in einer Besprechungsstunde unklare Punkte noch zu vertiefen.

Da die Übungen nicht obligatorisch sind, kamen viele Studierende in die Besprechungsstunden, ohne sich mit den Aufgaben eingehender befasst zu haben. Es wurden so auch Fragen diskutiert, die durch Selbststudium beantwortbar waren. Daraus entstand die Idee, die Besprechungsstunden gezielter nur auf die problematischen Punkte in den gelösten Übungen auszurichten und dafür auf die Korrektur zu verzichten. Die Information über die Lösungsansätze der Studierenden sollte vorgängig aus einem Online-Werkzeug ersichtlich sein.

Numerischer Lückentext mit Feedback beim Überfahren der Antwort

Numerischer Lückentext mit Feedback beim Überfahren der Antwort

Lernszenario: Den Studierenden steht die Übung zu einem bestimmten Kapitel elektronisch auf der Vorlesungs-Website zur Verfügung. Sie lösen die Aufgaben auf Papier und korrigieren sie anschliessend mit einem Test im zugehörigen Moodle-Kurs. Zu jeder Übungsaufgabe enthält der Test eine oder mehrere Fragen (MC, Auswahl, Selbstbeurteilung) und gibt dazu auch Feedback. So beschäftigen sich die Studierenden ein zweites Mal mit dem Stoff. Sie können bei jeder Aufgabe Kommentare hinterlassen. Die Assistierenden ersehen aus dem Log von Moodle, welche Aufgaben zu vielen inkorrekten Lösungen geführt haben. In der Übungsbesprechung gehen sie dann auf diese Punkte und die Kommentare ein.

Praxis: 15 Gruppen mit je 3-4 Mitgliedern korrigierten ihre Aufgaben innerhalb von zwei Wochen nach Auftragsererteilung mit dem Tool. Die Korrekturhilfen auf MC-Basis mit detailliertem Feedback wurden mehr genutzt als diejenigen, bei denen die eigenen Lösungen mit einem Kriterienkatalog verglichen und selbst bewertet werden sollte. Wenige Studierende gaben Kommentare ab. In der Besprechungsstunde erschienen nur 2 Personen. Den Studierenden stehen der Selbstkorrektur-Test bei der Prüfungsvorbereitung zur Verfügung – die Nutzung wird dann sicher nochmals steigen.

Kommentare der Studierenden zu einzelnen Aufgaben

Kommentare der Studierenden zu einzelnen Aufgaben

Fazit: Bei der Erstellung der Lösungsvarianten haben die Assistierenden mit den Dozierenden die bisherigen Bewertungskriterien präzisiert. Die meisten Teilaufgaben konnten so durch das automatische Feedback abschliessend erklärt werden und führten zu keinen weiteren Anfragen. Gleichzeitig ist für die Aufgabenstellenden klar ersichtlich geworden, wo beim Lösen Schwierigkeiten aufgetreten sind.
Der Zeitaufwand für die Erstellung der Selbsttests entsprach in etwa demjenigen für die Korrektur der Aufgaben durch die Assistierenden. Es ist vorgesehen, weitere geeignete Übungen für die Selbstkorrektur aufzubereiten.

Kontakt: Urs Brändle, DELIS agrarerdumwelt

Vernetztes Wissen mit Concept Maps darstellen und gegenseitig überprüfen

Concept Map

Concept Map

Hintergrund: Studierende der Agrarwissenschaften belegen im 3.Semester den Kurs Pflanzenernährung I. Die Semesterleistung setzt sich aus 4 benoteten Einzelprüfungen (Multiple Choice) zusammen. Im Kapitel über Auswirkungen der Pflanzenernährung auf die Produktqualität spielen komplexe Mechanismen. Zur Aneignung und Vertiefung solcher Inhalte eignen sich Concept-Maps (Begriffskarten) sehr gut. Daraus entstand die Idee, eine Lernzielkontrolle durch das Erstellen und Beurteilen von Concept Maps zum Thema zu ersetzen.
Lernszenario: Die Studierenden erhielten zum Beginn des Themas eine kurze mündliche (15′) Einführung zum Hintergrund und zum Erstellen von Concept-Maps. Über die Einschreibefunktion von Moodle stellten sie 3er und 4er Gruppen zusammen und verteilten die Aufgaben für die Gruppenphase: 1) Erstellen einer Concept-Map zum Thema Pflanzenernährung und Qualität 2) Einbetten der Kernaussagen eines Papers (aus 3) in der eigenen Concept-Map. Über die Site von “Webspiration” konnten die Maps direkt im Browser erstellt werden. Dafür standen zwei Wochen zur Verfügung, die Resultate wurden im Diskussionsforum des Kurses verlinkt. Anschliessend beurteilten die Studierenden einzeln die Arbeit einer weiteren Gruppe nach einem vorgegebenen Kriterienraster via Forum. Der Dozierende bewertete abschliessend die Gruppenarbeit nach demselben Raster (60%) und das Peer-Feedback (Belege, Vollständigkeit, Nachvollziehbarkeit). 20 Studierende beteiligten sich an einer anonymen Schlussumfrage.

Praxis: Insgesamt 33 Studierende organisierten sich in 9 Gruppen und lieferten die Arbeiten termingerecht ab. Die abschliessende Umfrage ergab, dass sich die Gruppen in der Vorlesung organisierten und die weitere Abwicklung via Web ablief. Fast alle Gruppen gaben an, dass sie die beiden Gruppenaufträge (Erstellen, Einfügen der Paper-Kernaussagen) nicht gemeinsam ausführten sondern sich die Arbeiten aufteilten. Obwohl alle die Arbeiten der anderen Gruppen einsehen konnten (gemeinsamer Web-Account) ergaben sich 9 sehr unterschiedliche Produkte.

Verbindungen

Verbindugnen

Die Concept-Maps zeigten, dass grundlegende Konzepte überall verstanden wurden, die Studierenden bei den Details aber wenig differenziert in der Wahl der Verbindungsworte waren (s.Beispiel).
Eine Mehrheit der Studierenden gab an, die Regeln für konstruktives Feedback nicht zu kennen. Für die Peer-Bewertung war es unumgänglich, den Stoff voher bereits in einer Map erfasst zu haben. In den einzelnen Feedbacks zeigten sich deshalb Qualitätsunterschiede. Laut Umfrageresultaten liessen sich die Studierenden hier von schon erstellten Bewertungen inspirieren – was im Übrigen auch für die Bewertenden galt.

Feedback

Feedback

Der Zeitaufwand für die Studierenden lag bei 2-4 Stunden, was in etwa der Vorbereitungszeit auf die Lernzielkontrollen entsprach. Eine Mehrheit hielt ihren eigenen Anteil an der Gruppenarbeit für ausgewogen und war mit der erzielten Noten- und Lernleistung zufrieden.

Der Korrekturaufwand für die Lehrenden lag bei ca. 20 Minuten pro Concept Map und bei ca. 5 Minuten/ Stud. für die individuellen Rückmeldungen zum Peer-Feedback.Die Einführung der Concept-Maps sollte nicht zu kurz gehalten werden, falls die Studierenden die Technik nicht kennen. Mind-Mapping (ausgehend von einem zentralen Begriff) ist eher bekannt und führt zu Unsicherheiten. Die Erstellung der Maps mit einem Online-Tool erleichtert sowohl die Zusammenarbeit (erstellen von zuhause aus) als auch die Korrektur.

Links:
Webspiration Web-Tool zum Erstellen von ConceptMaps
C-Maps bei WiSch
Feedback Regeln bei Stangl-Taller