Bearbeitung von Aufgaben innerhalb vorlesungsbegleitender Übungen

Kurzzusammenfassung:

In diesem Lehr-Lern-Arrangement geht es um Lernaufgaben, welche innerhalb einer vorlesungsbegleitenden Übungsstunde von den Studierenden bearbeitet werden. Der gesamte Aufgabenprozess (Einführung, Bearbeitung, Besprechung und Vertiefung sowie Abschluss) findet direkt innerhalb der Übung statt. Die Studierenden erhalten zu Beginn Aufgabenblätter und bearbeiten diese. Die Übungsleitung steht bei Fragen zur Verfügung und bespricht die Lösungen vollständig.


Übersicht

Ziele:

  • Die Studierenden beschäftigen sich intensiv mit den Vorlesungsinhalten in der Übung.
  • Die Studierenden werden in den Übungen selbst aktiv und bearbeiten gestellte Aufgaben.
  • Die Studierenden erhalten direkte Rückmeldung zu ihren Lösungen und müssen nicht bis zur nächsten Besprechung (i.d.R. eine Woche später) warten.

Didaktische Funktion(en):

  • Wiederholung & Festigung
  • Transfer & Anwendung
  • Beurteilung
  • Rückmeldung & Feedback

Hintergrund / didaktisch-methodische Einordnung:

In „traditionellen Lehrformaten“ – gemeint sind damit Präsenzveranstaltungen, welche primär auf eine Wissensvermittlung abzielen (vgl. Sailer & Figas 2018) – spielen häufig Lernaufgaben eine Rolle. In vielen Fällen werden diese im Anschluss an die Wissensaneignung individuell von Studierenden außerhalb der Lehrveranstaltung bearbeitet (vgl. ebd.). Wenn es sich dabei um kleinere Aufgaben handelt mit einer geringen Bearbeitungszeit, die begleitend zu einer Lehrveranstaltung mit engem Rückbezug zu dieser eingesetzt werden, kann diese Art der aufgabenorientierten Lehre auch als „Strategie der kleinteilig-begleitenden Aufgaben“ bezeichnet werden (vgl. Bartel 2019), welche etwa in Übungen nach der Bearbeitung besprochen werden (siehe hierzu z.B. das Lehr-Lern-Arrangement Aufgabenbesprechung in Übungen). In dem hier vorgestellten Lehr-Lern-Arrangement werden die Aufgaben jedoch nicht in Einzelarbeit außerhalb der Lehrveranstaltung bearbeitet, sondern der gesamte Aufgabenprozess – Einführung, Bearbeitung, Besprechung und Vertiefung sowie Abschluss (vgl. Figas et al. 2014) – findet innerhalb der Präsenzphase statt, wie es etwa auch im Flipped Teaching üblich ist (Sailer & Figas 2018, S. 321). Das hier beschriebene Lehr-Lern-Arrangement lässt sich auf verschiedene Aufgabenformate anwenden (zu Aufgabenformaten siehe Bartel & Hagel 2015).

Sozialform(en):

Einzelarbeit, Partnerarbeit, Kleingruppenarbeit (3-5)

Anzahl der Lernenden:

1 bis 30 Personen


Voraussetzungen und Ressourcen

Voraussetzungen:

Lehrpersonen müssen sich gut mit den Inhalten der Übung und den Aufgaben auskennen, da diese bei Fragen Hilfestellung geben sollen und auch die Lösung live vorstellen.

Ausstattung & Medien:

Seminarraum je nach Anzahl der Lernenden, PC, 1 Beamer


Ablauf

Beispiele oder Materialien:

Beispielaufgabe:

Hinweise zur Vorbereitung:

  • Konzeption von Aufgaben.
  • Vorbereiten eines Lösungsvorschlags.

Hinweise zur Nachbereitung:

  • Die Ergebnisse werden ggf. gespeichert und den Lernenden zur Verfügung gestellt.

Hinweise zur Dauer: Insgesamt ca. 90 Minuten (je eine Übungseinheit)


Kritische Einordnung

Vorteile und Stärken:

  • Die Studierenden beschäftigen sich in der Übung mit den Lehrinhalten.
  • Die Studierenden können sich bei Problemen untereinander austauschen.
  • Die Studierenden können ihren eigenen Wissensstand überprüfen.

Grenzen und Schwächen:

  • Studierende beschäftigen sich möglicherweise nicht mehr zusätzlich mit den Lehrinhalten zu Hause.

Sonstige Hinweise:


Literatur und weiterführende Hinweise
  • Bartel, Paula (2019): Aufgabenorientierte Hochschullehre: Eine explorative Untersuchung zum Einsatz von Lernaufgaben in der Hochschullehre aus allgemeindidaktischer und fachdidaktischer Sicht. Dissertation. Universität Augsburg.
  • Figas, Paula et al. (2014): Man wächst mit seinen Aufgaben. Über die kompetenzorientierte Konstruktion von Lernaufgaben in der Hochschullehre am Beispiel von Software Engineering. In: Ralle, Bernd et al. (Hrsg): Lernaufgaben entwickeln, bearbeiten und überprüfen. Ergebnisse und Perspektiven fachdidaktischer Forschung. Münster: Waxmann, S. 246–249.
  • Figas, Paula; Bartel, Alexander; Hagel, Georg (2015): Übung macht den Meister? Lernaufgabentypen im Hochschulfach Software Engineering. In: Spillner, Andreas; Lichter, Horst (Hrsg.): Tagungsband des 14. Workshops ”Software Engineering im Unterricht der Hochschulen” (SEUH). Dresden, S. 21–27.
  • Figas, Paula; Hagel, Georg (2016): Merkmale hochschuldidaktischer Lernaufgaben aus Studierendensicht. In: Stefan Keller und Christian Reintjes (Hg.): Aufgaben als Schlüssel zur Kompetenz. Münster: Waxmann, S. 417-428.
  • Sailer, Maximilian; Figas, Paula (2018): Umgedrehte Hochschullehre: Eine Experimentalstudie zur Rolle von Lernvideos und aktivem Lernen im Flipped Teaching. In: Die Hochschullehre 4, S. 317–338.

Besprechung und Vertiefung von Aufgaben in vorlesungsbegleitenden Übungen

Kurzzusammenfassung:

In diesem Lehr-Lern-Arrangement geht es um die Besprechung von Lernaufgaben, welche begleitend zu einer Großgruppenveranstaltung (Vorlesung) von den Studierenden in Eigenarbeit bearbeitet werden. Die Aufgabenbesprechung in Übungen mit Kleingruppen ist dabei wohl das geläufigste Mittel, um Lösungen bzw. Lösungsvorschläge zu Aufgabenblättern in Großgruppenveranstaltungen nachzubesprechen. Die Studierenden bekommen nach der Wissensvermittlung in der Vorlesung ein Aufgabenblatt, welches sie bis zur nächsten Übung in Eigenarbeit bearbeiten. In der folgenden Übungsstunde werden die Lösungen der Studierenden besprochen.


Übersicht

Ziele:

  • Die Studierenden können Fehler in ihren Lösungen nachvollziehen.
  • Die Studierenden können ihre eigene Lösung präsentieren und erklären.

Didaktische Funktion(en):

  • Wiederholung & Festigung
  • Transfer & Anwendung
  • Beurteilung
  • Rückmeldung & Feedback

Hintergrund / didaktisch-methodische Einordnung:

In „traditionellen Lehrformaten“ – gemeint sind damit Präsenzveranstaltungen, welche primär auf eine Wissensvermittlung abzielen (vgl. Sailer & Figas 2018) – spielen häufig Lernaufgaben eine Rolle. Sie werden im Anschluss an die Wissensaneigung individuell von Studierenden außerhalb der Lehrveranstaltung bearbeitet (vgl. ebd.). Wenn es sich dabei um kleinere Aufgaben handelt mit einer geringen Bearbeitungszeit, die begleitend zu einer Lehrveranstaltung mit engem Rückbezug zu dieser eingesetzt werden, kann diese Art der aufgabenorientierten Lehre auch als „Strategie der kleinteilig-begleitenden Aufgaben“ bezeichnet werden (vgl. Bartel 2019). Der Aufgabenprozess kann dabei unterteilt werden in die Prozesse (1) Einführung, (2) Bearbeitung, (3) Besprechung und Vertiefung sowie (4) Abschluss (vgl. Figas et al. 2014). Für den Lernerfolg der Studierenden ist dabei besonders die Nachbesprechung wichtig, welche etwa in Übungen oder Tutorien stattfinden kann. Das hier beschriebene Lehr-Lern-Arrangement lässt sich auf verschiedene Aufgabenformate anwenden (zu Aufgabenformaten siehe Bartel & Hagel 2015).

Sozialform(en):

Einzelarbeit, Plenum

Anzahl der Lernenden:

ab 2 Personen


Voraussetzungen und Ressourcen

Voraussetzungen:

Lehrpersonen benötigen sehr gute Kenntnisse im jeweiligen Aufgabengebiet.

Ausstattung & Medien:

Seminarraum je nach Anzahl der Lernenden, PC, 1 Beamer


Ablauf

Beispiele oder Materialien:

Beispielaufgabe 1 (siehe Figas, Bartel & Hagel 2015)
Beispielaufgabe 2 (siehe Figas, Bartel & Hagel 2015)

Hinweise zur Vorbereitung:

Konzeption von Aufgaben. Vorbereiten eines Lösungsvorschlags.

Hinweise zur Nachbereitung:

Die Ergebnisse werden ggf. gespeichert und den Lernenden zur Verfügung gestellt.

Hinweise zur Dauer: Kann stark, in Abhängigkeit vom Thema, variieren


Kritische Einordnung

Vorteile und Stärken:

Die Studierenden können ihre Lösungsmöglichkeit mit den ihrer Kommiliton(inn)en vergleichen. Die Studierenden können ihren eigenen Wissensstand überprüfen

Grenzen und Schwächen:

Es wird nur ein kleiner Teil der anwesenden Studierenden aktiviert.

Sonstige Hinweise:

Dieses Lehr-Lern-Arrangement ist sehr allgemein gehalten, da es in verschiedenen Fachbereichen ohne nennenswerte Unterschiede umgesetzt wird. In dem hier beschriebenen Beispiel werden die Aufgaben in Einzelarbeit außerhalb der Lehrveranstaltung bearbeitet. Es gibt jedoch noch weitere Möglichkeiten den Aufgabenprozess zu gestalten. In dem Lehr-Lern-Arrangement Bearbeitung von Aufgaben innerhalb vorlesungsbegleitender Übungen ist beispielhaft beschrieben, wie der gesamte Aufgabenprozess (Einführung, Bearbeitung, Besprechung und Vertiefung sowie Abschluss) innerhalb der Übung stattfinden kann.


Literatur und weiterführende Hinweise
  • Bartel, Paula (2019): Aufgabenorientierte Hochschullehre: Eine explorative Untersuchung zum Einsatz von Lernaufgaben in der Hochschullehre aus allgemeindidaktischer und fachdidaktischer Sicht. Dissertation. Universität Augsburg.
  • Figas, Paula et al. (2014): Man wächst mit seinen Aufgaben. Über die kompetenzorientierte Konstruktion von Lernaufgaben in der Hochschullehre am Beispiel von Software Engineering. In: Ralle, Bernd et al. (Hrsg): Lernaufgaben entwickeln, bearbeiten und überprüfen. Ergebnisse und Perspektiven fachdidaktischer Forschung. Münster: Waxmann, S. 246–249.
  • Figas, Paula; Bartel, Alexander; Hagel, Georg (2015): Übung macht den Meister? Lernaufgabentypen im Hochschulfach Software Engineering. In: Spillner, Andreas; Lichter, Horst (Hrsg.): Tagungsband des 14. Workshops ”Software Engineering im Unterricht der Hochschulen” (SEUH). Dresden, S. 21–27.
  • Figas, Paula; Hagel, Georg (2016): Merkmale hochschuldidaktischer Lernaufgaben aus Studierendensicht. In: Stefan Keller und Christian Reintjes (Hg.): Aufgaben als Schlüssel zur Kompetenz. Münster: Waxmann, S. 417-428.
  • Sailer, Maximilian; Figas, Paula (2018): Umgedrehte Hochschullehre: Eine Experimentalstudie zur Rolle von Lernvideos und aktivem Lernen im Flipped Teaching. In: Die Hochschullehre 4, S. 317–338.

Just-in-Time Teaching in Übungen für das Fach Game Physik

Kurzzusammenfassung:

Bei dem hier vorgestellten Ansatz von Just-in-Time Teaching (JiTT) in vorlesungsbegleiteten Übungen im Fach Game Physik wird die gemeinsame Präsenzphase anhand von formativem Feedback der Studierenden gestaltet, welche die Lehrperson aufgrund von bearbeiteten Aufgaben der Studierenden erhält. Die Studierenden liefern hierbei Lösungsvorschläge in Form von Programmcode, aber auch Lösungen in textueller Form im Falle von theoretischen Aufgaben. Diese werden dann von der Lehrperson vor der Übung evaluiert. Die Ergebnisse werden klassifiziert und Beispiele daraus herausgegriffen. Im Anschluss daran werden die aufbereiteten Ergebnisse in der Übungen mit allen Beteiligten besprochen.


Übersicht

Ziele:

  • Die Studierenden können Programmcode zu Anwendungen einer Game Physik Engine lesen und verstehen.
  • Die Studierenden verstehen die Ursache von fehlerhaftem Systemverhalten bei einer Game Physik Engine.
  • Die Studierenden können die Qualität ihrer Lösung beurteilen.

Didaktische Funktion(en):

  • Wiederholung & Festigung
  • Beurteilung
  • Rückmeldung & Feedback

Hintergrund / didaktisch-methodische Einordnung:

Das hier vorgestellte Lehr-Lern-Arrangement für das Fach Game Physik basiert, wie bereits aufgezeigt, auf der Methode Just-in-Time Teaching, kurz JiTT, welche in den 90er Jahren entwickelt wurde (vgl. Novak 1999). Der Grundgedanke hiervon ist, dass sich Studierende in einer Selbstlernphase Wissen aneignen und der Lehrperson vor der gemeinsamen Präsenzveranstaltung eine Rückmeldung zu ihrem Lernstand geben. Durch diese Form des formativen Feedbacks erfahren Lehrende wie es Studierenden mit dem bisherigen Stoff geht, ob Unklarheiten und offene Fragen bestehen. Die Präsenzveranstaltung wird daraufhin anhand dieser Rückmeldungen konzipiert und kann beispielsweise dazu genutzt werden „interaktiv Fehlvorstellungen zu korrigieren, Fragen zu klären und weiterführende Inhalte zu behandeln“ (Hoechstetter 2013). Auf diese Weise wird das selbstständige Lernen unterstützt und der Lehr-Lern-Prozess interaktiv gestaltet. Das Lehrkonzept versteht die Lernenden nicht als passive Konsumenten von Bildung, sondern als zentrale Akteure, welche den Lehr-Lern-Prozess aktiv mitgestalten (vgl. Novak 1999). Andere Lehr-Lern-Arrangements, welche auf der Methode JiTT basieren, sind zum Beispiel für Gruppen mit maximal 30 Studierenden dokumentiert.

Sozialform(en):

Einzelarbeit, Plenum

Anzahl der Lernenden:

ab 2 Personen


Voraussetzungen und Ressourcen

Voraussetzungen:

Lehrperson(en) benötigen sehr gute Kenntnisse im Programmieren. Lernende benötigen je nach Aufgabentyp Vorkenntnisse im Bereich Programmieren.

Ausstattung & Medien:

Server, bei dem Studierende Lösungsvorschläge einreichen können; Seminarraum je nach Anzahl der Lernenden, PC, 1 Beamer


Ablauf

Beispiele oder Materialien:

Beispielaufgabe - Theorie:

Wie in der Vorlesung behandelt, reduzieren wir die Geschwindigkeit für Teilchen, damit wir sie noch fliegen sehen. Was müssen wir tun, damit die Teilchen trotz geringerer Geschwindigkeit auf einer ähnlichen Bahn fliegen, wie sie mit ursprünglicher Geschwindigkeit geflogen wären? (ohne Luftwiderstand)

Aufbereitung durch Lehrperson:
Kategorie 1 (falsch): Masse des Teilchens verändern
* Die Masse des Particles muss erhöht werden
* Man kann ja die Masse des Teilchens proportional zu Geschwindigkeit erhöhen
* ...

Kategorie 2 (falsch): Die Kugelgröße muss verändert werden
* Man muss die Kugel größer machen, damit sie mehr gebremst wird.
* ...

Kategorie 3 (richtig): Schwerkraft verändern
Kategorie 3a: zu ungenau
* Die Gravitationskraft muss geändert werden
* Der Gravitationskraftgenerator muss eine kleiner Gravitationskraft wirken

Kategorie 3b: richtig
* Die neue Gravitationskraft muss gemäß der Formel:
"g_neu = (g_alt * v_alt) / v_neu" aktualisiert werden.

In der Übung:
* 2-3 Beispiele aus den falschen Kategorien 1, 2 und 3a
* 1 Beispiel aus der richtigen Kategorie 3b

Hinweise zur Vorbereitung:

Die Lehrperson muss alle abgegebenen Lösungsvorschläge evaluieren und ähnliche Lösungsvorschläge kategorisieren. Es muss mindestens eine korrekte Lösung vorbereitet werden.

Hinweise zur Nachbereitung:

Ergebnisse der Diskussion in der Übung werden ggf. gespeichert und den Lernenden zur Verfügung gestellt.

Hinweise zur Dauer: Insgesamt ca. 60 Min.


Kritische Einordnung

Vorteile und Stärken:

Es unterstützt Studierende, eigenen und fremden Programmcode zu beurteilen. Es unterstützt Studierende, Fehler in ihrer eigenen Programmierhaltung zu erkennen.

Grenzen und Schwächen:

Sehr zeitaufwändig

Sonstige Hinweise:

Das Lehr-Lern-Arrangement „JiTT“ ist sehr allgemein gehalten und lässt sich deswegen auf beliebige andere Bereiche übertragen. Essenziell sind in diesem Kontext die vorherige Abgabe von Lösungsvorschlägen durch Studierende, die Aufbereitung dieser Lösungen durch die Lehrperson (vor der Übung) und die anschließende Besprechung mit allen Beteiligten.


Literatur und weiterführende Hinweise
  • Bartel, A., Hagel, G. (2016): Gamified Just-in-Time Teaching – A Conceptual Approach Based on Best Practices. In: Proceedings of the European Conference of Software Engineering Education. Aachen: Shaker, S. 1-17.
  • Hagel, Georg; Mottok, Jürgen; Müller-Amthor, Martina (2013): Drei Feedback-Zyklen in der Software Engineering-Ausbildung durch erweitertes Just-in-Time-Teaching. In: Spillner, Andreas; Lichter, Horst (Hrsg.): Software Engineering im Unterricht der Hochschulen SEUH 2013, Aachen. S. 17-26.
  • Hoechstetter, Karsten (2013): Just-in-Time Teaching: Vorbereitete Studierende, maßgeschneiderte Lehre – geht das? In: MINTTENDRIN Lehre erleben – Tagungsband zum 1. HDMINT Symposium, S. 80-88.
  • Novak, G. M., Patterson, E. T., Gavrin, A. D., Christian, W. (1999): Just-in-Time Teaching: Blending active Learning and Web Technology. Upper Saddle River, NJ, U.S.A.: Prentice Hall.
  • Tao, Y. et al. (2014): Just-in-Time Teaching in software engineering: A Chinese-German empirical case study. IEEE: Global Engineering Education Conference EDUCON, Istanbul. S. 983-986.