Zwei Übungs-Blatt-Formate zur Adressierung von heterogenem Vorwissen
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EVELIN Transfer-Workshop:
Zwei Übungs-Blatt-Formate
zur Adressierung von
heterogenem Vorwissen
Jörg Abke; Pascal Degener; Nina Feldmann; Carolin Gold-Veerkamp; Valentin Haak; Marvin Hochstetter, Marco Klopp;
Christian Kraus; Martina Kuhn; Simón Rodriguez Perez; Vincent Schwirtlich; Patricia Stegmann
EVELIN-Transfer @ TH AB 2020/2021
Schwerpunktthemen
• Tools zur C-Programmierung des LEGO MINDSTORMS EV3
• Moodle-integrierte webbasierte Programmierumgebung
• Zwei Übungs-Blatt-Formate zur Adressierung von heterogenem
Vorwissen
• Pair-Programming in Informatik I / II
• Vermittlung überfachlicher Kompetenzen mittels Moodle
• Software Engineering Veranstaltungsformat
PROJEKT EVELIN
2 Experimentelle Verbesserung
des Lernens von Software Engineering
Zwei Übungs-Blatt-Formate zur Adressierung
von heterogenem Vorwissen
Um eine optimale Lernumgebung für eine daraus resultierende optimale
Lernaktivität für die individuellen Wissensniveaus der Lernenden in Informatik-
Modulen in der Hochschule bereitzustellen, spielt eine interne Differenzierung als
didaktische Antwort auf die Heterogenität der Wissensbasis der Studierenden eine
zentrale Rolle. Ein zentrales Mittel im Lehr-/Lernkontext sind (Übungs-)Aufgaben. Im
Rahmen einer angemessenen didaktischen Umgebung sind diese Lernaufgaben
neben vielen anderen Faktoren ein wichtiger Bestandteil. Um den heterogenen
Wissensständen der Studierenden auf eine didaktische sinnvolle Art zu begegnen
kann der Einsatz differenzierter Übungsaufgaben-Blättern einen wichtigen Beitrag im
Lehr-/Lernkontext leisten, um die Kompetenzentwicklung der Studierenden
bedarfsgerecht und effizient zu fördern.
Jörg Abke; Pascal Degener; Nina Feldmann; Carolin Gold-Veerkamp; Valentin Haak; Marco Klopp;
Christian Kraus; Martina Kuhn; Simón Rodriguez Perez; Vincent Schwirtlich; Patricia Stegmann PROJEKT EVELIN
3 Experimentelle Verbesserung
des Lernens von Software Engineering
EVELIN-Transfer @ TH AB 2020/2021
Agenda
• Ausgangslage
• Zielsetzung
• Theoretische Fundierung des Lösungsansatzes
• Binnendifferenzierung durch zwei unterschiedliche Versionen der
Übungsblätter
• Schema
• Beispiel
• Nutzung
PROJEKT EVELIN
4 Experimentelle Verbesserung
des Lernens von Software Engineering
Ausgangssituation
Basierend auf den Evaluationsergebnissen fällt auf, dass …
● … das Vorwissen der Studierenden stark heterogen ist.
● … es einen großen Komplexitätsunterschied zwischen Vorlesung (Theorie) und
praktischem Unterricht (Praxis) gibt.
● … die Studierenden kaum Zeit in die Vor- und Nachbereitung investieren.
– Modulhandbuch: 63 h in Informatik I (5 ECTS) und 42 h in Informatik II (4 ECTS) zur
Vorbereitung und Nachbereitung pro Semester (exkl. Prüfung)
– Evaluationsergebnis: 4,5 bzw. 3 h pro Woche (Median von "0-1 h" pro Woche)
PROJEKT EVELIN
5 Experimentelle Verbesserung
des Lernens von Software Engineering
Ausgangssituation
Heterogenität des Wissensstandes – Eingangsbefragung 2017/18 Info II
PROJEKT EVELIN
6 Experimentelle Verbesserung
des Lernens von Software Engineering
Ausgangssituation
Komplexität aus Sicht der Studierenden – Eingangsbefragung 2017/18
Info II
PROJEKT EVELIN
7 Experimentelle Verbesserung
des Lernens von Software Engineering
Ausgangssituation
Vor- und Nachbereitung der Übung – Eingangsbefragung 2017/18 Info II
Sollwert = 4,5 h
Sollwert = 3 h
PROJEKT EVELIN
8 Experimentelle Verbesserung
des Lernens von Software Engineering
Zielsetzung
Im Hinblick auf die Bewertungsergebnisse sind folgende Ziele:
● ... einen geeigneten Weg zu finden, mit der wissensbasierten Heterogenität der
Studierenden umzugehen.
● ... einen sanften Übergang von niedrigeren Kompetenzniveaus (z. B. Verständnis in der
Vorlesung) zu höheren Kompetenzniveaus, wie in den Übungen erforderlich, zu
generieren.
● ... sich auf Vor- und Nachbereitung zu konzentrieren.
● ... Kompetenz erfahren zu lassen, auch in Bezug auf niedrigere Taxonomie-Ebenen; d. h.,
sogar das Erinnern oder Verstehen einer bestimmten Tatsache ist für den einzelnen
Studierenden erkennbar und sichtbar machen.
● ... die Lernenden zu motivieren, oder eher ihr „Niveau der Frustration“ zu senken.
PROJEKT EVELIN
9 Experimentelle Verbesserung
des Lernens von Software Engineering
Theoretische Fundierung des Lösungsansatzes
Motivation
● Kompetenzerleben und Autonomie entsprechend der Self-Determination
Theory (“Selbstbestimmungstheorie”) nach Deci & Ryan (2012)
● Flowerlebnis nach Csikszentmihalyi (1993, 2010)
PROJEKT EVELIN
10 Experimentelle Verbesserung
des Lernens von Software EngineeringTheoretische Fundierung des Lösungsansatzes
Heterogenität
Strategie u U ga g it Heter ge it t ( pp et a 2018)
PROJEKT EVELIN
11 Experimentelle Verbesserung
des Lernens von Software EngineeringTheoretische Fundierung des Lösungsansatzes
Kompetenzorientierung
EVELIN-Taxonomie
Prozess-Modell
nach Claren & Sedelmaier
nach Wespi, Luthiger & Wilhelm (2015)
(2012)
erinnern/wissen Erarbeitungsaufgabe: Die Entwicklung von Kompetenzaspekten unterstützen
Vertiefungsaufgabe: Kompetenzaspekte vertiefen, verbinden und sie mobil
verstehen
machen.
verwenden Übungsaufgabe: Kompetenzaspekte automatisieren
erklären Syntheseaufgabe: Kompetenzaspekte verbinden
Transferaufgabe: Kompetenzen anwenden und sie auf ähnliche Situationen
anwenden
übertragen
Gestaltungsaufgabe: Etwas basierend auf dem eigenen Tiefenwissen und
(weiter-)entwickeln
Kompetenzen ohne definierte(n) Lösung(sweg) kreieren
Für mehr Informationen zu Taxonomien:
• Bloom, Benjamin Samuel; Engelhart, Max D.; Furst, Edward J.; Hill, Walker H. & Krathwohl, David R. (1956): Taxonomy of educational
objectives: The classification of educational goals – Handbook I: Cognitive domain. New York: David McKay Company.
• Anderson, Lorin W.; Krathwohl, David R.; Airasian, Peter W.; Cruikshank, Kathleen A.; Mayer, Richard E.; Pintrich, Paul R.; Raths, James &
Wittrock, Merlin C. (2001): A Taxonomy for Learning, Teaching, and Assessing – A Revision of Bloom's Taxonomy of Educational
Objectives. New York, Longam.
• Claren, S. & Sedelmaier, Y. (2012): Ein Kompetenzrahmenmodell für Software Engineering: Ein Schema zur Beschreibung von
Kompetenzen. In: Tagungsband - Embedded Software Engineering Kongress 2012. Würzburg: Elektronikpraxis/Vogel. S. 647-652. S. 650.
PROJEKT EVELIN
12 Experimentelle Verbesserung
des Lernens von Software EngineeringTheoretische Fundierung des Lösungsansatzes
Kompetenzorientierung
Prozess-Modell EVELIN-Taxonomie
Wespi, Luthiger & Wilhelm (2015) nach Claren &
Sedelmaier (2012)
PROJEKT EVELIN
13 Experimentelle Verbesserung
des Lernens von Software EngineeringGewählter Lösungsweg
Binnendifferenzierung durch zwei unterschiedliche Versionen der Übungsblätter
=
PROJEKT EVELIN
14 Experimentelle Verbesserung
des Lernens von Software EngineeringGewählter Lösungsweg
Binnendifferenzierung durch zwei unterschiedliche Versionen der Übungsblätter
PROJEKT EVELIN
15 Experimentelle Verbesserung
des Lernens von Software EngineeringFormative Evaluation
Wahl der Übungsblatt-
Version
Wechsel zwischen den
Arbeitsblättern
PROJEKT EVELIN
16 Experimentelle Verbesserung
des Lernens von Software EngineeringZum Nachlesen…
• Link:
• https://www.th-ab.de/evelin-transfer
• Paper:
• Klopp, Marco; Gold-Veerkamp, Carolin; Stegmann, Patricia & Abke, Jörg: Using Competency-
Oriented Instructional Tasks for Internal Differentiation in Informatics. In: Proceedings of the
3rd European Conference Software Engineering Education (ECSEE), Kloster Seeon, 2018. ACM,
S. 26-33.
• Gold-Veerkamp, Carolin; Klopp, Marco; Stegmann, Patricia & Abke, Jörg: An Evaluation of
Competency-Oriented Instructional Tasks for Internal Differentiation in Basics of Programming.
In: 21th International Conference on Interactive Collaborative Learning (ICL), Kos, Griechenland,
2018. Springer, S. 865-874.
PROJEKT EVELIN
17 Experimentelle Verbesserung
des Lernens von Software EngineeringLiteraturangaben
Claren, S. & Sedelmaier, Y. (2012): Ein Kompetenzrahmenmodell für Software Engineering: Ein Schema zur
Beschreibung von Kompetenzen. In: Tagungsband - Embedded Software Engineering Kongress
2012. Würzburg: Elektronikpraxis/Vogel. S. 647-652. S. 650.
Csikszentmihalyi, M. (1993): Das Flow-Erlebnis – Jenseits von Angst und Langeweile: im Tun aufgehen.
ISBN 3-608-95338-8.
Csikszentmihalyi, M. (2010): Das flow-Erlebnis. Jenseits von Angst und Langeweile: im Tun aufgehen. 10.
Auflage. Stuttgart: Klett-Cotta.
Deci, E. L., & Ryan, R. M. (2012). Self-determination theory. In P. A. M. Van Lange, A. W. Kruglanski, & E. T.
Higgins (Eds.), Handbook of theories of social psychology (p. 416–436). Sage Publications Ltd.
https://doi.org/10.4135/9781446249215.n21
Klopp, Marco; Gold-Veerkamp, Carolin; Kuhn, Martina & Abke, Jörg: Can Pair Programming Address
Multidimensional Issues in Higher Education? In: Auer, Michael E.; Guralnick, David & Simonics,
Istvan (Hrsg.): Teaching and Learning in a Digital World – Proceedings of the 20th International
Conference on Interactive Collaborative Learning. Cham (CH): Springer Interna-tional Publishing,
2018, S. 479-506. ISBN 978-3-319-73210-7.
Wespi, C.; Luthiger, H. & Wilhelm, M. (2015): Mit Aufgabensets Kompetenzaufbau und
Kompetenzförderung ermöglichen. In: Haushalt in Bildung und Forschung (HiBiFo), Vol. 4, S. 31-46.
PROJEKT EVELIN
18 Experimentelle Verbesserung
des Lernens von Software EngineeringVielen Dank für Ihre/Eure
Aufmerksamkeit.
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Experimentelle Verbesserung
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