Anlass des Lehrprojekts
Zielgruppen dieser Lehrprojektidee sind die Studierenden der Pflichtmodule OOP1 & OOP2 sowie Algorithmen und Datenstrukturen mit insgesamt ca. 200 Studierenden pro Semester.
- Programmieraufgaben in Einführungsveranstaltungen (OOP1, OOP2, AuD) werden bisher manuell gereviewt und bewertet, dies ist sehr zeitintensiv
- Studierende bearbeiten daher meist nur drei Aufgaben im Semester und erhalten ein Review (im Peer-Review-Verfahren)
- Studierenden fehlt oft Übung, was zu schlechten Prüfungsergebnissen führt
Ziele
- Studierende bearbeiten mehr Aufgaben (z.B. 1 Aufg./Wo.) und steigern Lernerfolg
- Dies wird durch automatisierte Bewertung von Aufgaben ermöglicht
Konzept des Lehrprojekts
- JACK kann Lösungen von Programmieraufgaben automatisiert bewerten und ein Feedback an die Studierenden generieren
- JACK wurde an der UDE entwickelt, die Anbindung an Moodle bereits umgesetzt
Lösung
- Bisherige Aufgaben migrieren: Testtreiber und Regelsätze durch SHKs entwickeln
- Studierende können damit unmittelbar und jederzeit Aufgaben bearbeiten und eine Bewertung mit Feedback erhalten
- Anreize: Zugang über Moodle, Individualisierung des Lernens, Integration in Testate
Vorteile des Lehrprojekts
Die Innovation besteht in dem Gesamtprozess aus Aufgabenangebot in Moodle, automatisierter Bewertung durch Jack, der individuellen Lernpfade, der Daten zum Lernfortschritt in Moodle und der gezielten Bearbeitung von Lücken im Kompetenzerwerb.
Mehrwert für Studierende
- „Programmieren lernt man nur durch programmieren!“ –Projekt verbessert das Lehr- und Lernangebot durch deutlichen Ausbau der Übungsmöglichkeiten
- Studierende erhalten zu allen Aufgaben Feedback und können Fehler korrigieren
- Individualisierung des Lernfortschritts: Studierende gehen eigene Lernpfade
Mehrwert für Lehrende
- Feedback durch JACK liefert eine Einschätzung zum Gesamtbild des Lernstands
- Lücken im Kompetenzerwerb können frühzeitig identifiziert und adressiert werden
Lehr-/Lernmethoden und digitale Medien
- Lernmanagementsystem Moodle
- Aufgabentyp JACK-Frage
- Webbasierte automatische Übungs- und Prüfungssystem JACK
- verteilte Versionsverwaltung von Dateien gilt am FB03 der Hochschule Niederrhein
- Entwicklungsumgebungen Eclipse oder IntelliJ
Projektschritte
- Schulung zu JACK am Institut paluno der Universität Duisburg-Essen zum Aufbau des für das Projekt nötigen Know-how
- Sichtung und Auswahl von Programmieraufgaben für die Umsetzung mit JACK
- Einrichtung der technischen Infrastruktur für die Umsetzung der Programmieraufgaben (Entwicklungsumgebung, GitLab, Moodle)
- Umsetzung und Test der Programmieraufgaben
Integration von Aufgaben in Moodle und Planung der Evaluation
Evaluation
Im Projektverlauf: WiSe 2024/25 Testbetrieb JACK-Aufgaben in OOP1 und Abfrage von Feedback der Teilnehmenden über Moodle.
Fortlaufend: Feedback über regelmäßige Lehrevaluationen und Analyse der jeweiligen Prüfungsergebnisse.
Transfer
Die Übertragung auf andere Lehrveranstaltungen, in denen Programmieraufgaben bearbeitet werden, ist möglich. Für die Programmierung in Java sind unsere Aufgaben grundsätzlich verwendbar. JACK selbst kann auch mit weiteren Programmiersprachen wie z.B. Python verwendet werden. Weitere Informationen dazu sind im JACK-Wiki zu finden:
https://wiki.uni-due.de/jack/index.php?title=Hauptseite
Stolpersteine
Der Aufwand für die manuelle Erstellung der Aufgaben ist nicht unerheblich. Zusätzlich ergibt sich ein initialer Aufwand zum Aufbau von Know-How für die Entwicklung von Aufgaben mit JACK.
Für die dauerhafte Nutzung muss das Know-How der SHK erhalten bleiben. Die Weiterentwicklung von Aufgaben bringt einen kontinuierlichen Aufwand mit sich.
Studierende können Aufgaben sehr leicht und schnell mit KI lösen. Das Feedback von JACK ist nur hilfreich, wenn es auch angenommen wird und Studierende es nutzen, um zu lernen. Statt des Feedbacks von JACK können inzwischen auch große Sprachmodelle genutzt werden, diese bergen aber ein Risiko fehlerhafter Feedbacks.
Empfehlungen für die Kursgestaltung
- Vor der Einführung ausreichend Zeit zur Vorbereitung einplanen.
- Prüfen, ob eigene Aufgaben erstellt werden müssen, oder ob auf bereits vorhandenes Material zurückgegriffen werden kann.
- Pilot durchführen, um die Passung in die eigene Veranstaltung zu prüfen. JACK eignet sich gut, um das asynchrone Lernen der Studierenden zu fördern und durch geeignetes Feedback den selbstgesteuerten Lernfortschritt zu unterstützen. Dies sollte geeignet in das übergreifende Lehrkonzept der entsprechenden Veranstaltung integriert werden.
Beteiligte
Prof. Dr. Detlev Frick, Prof. Dr. Gael Pentang, Prof. Dr. Daniel Retkowitz, LL.M. Indira Ceylan
