In Universitätskursen mit Hunderten von Studierenden können die Lehrenden nicht auf jeden einzelnen Teilnehmer eingehen. Dies führt zu dem Problem, dass sich die Studierenden weniger oder gar nicht auf die Lernaktivitäten einlassen und aufgrund mangelnder Anleitung falsche Vorstellungen aufbauen. Bestehende Lehransätze wie integriertes Lernen, erfahrungsbasiertes Lernen oder aktives Lernen konzentrieren sich auf die Interaktion zwischen Lehrenden und Studierenden in kleineren Kursen.
Diese Habilitation stellt eine neue Lehrphilosophie namens interaktives Lernen vor, ein skalierbarer und adaptiver Lernansatz speziell für größere Kurse, und die dazugehörige Lehrplattform Artemis. Interaktives Lernen erlaubt es den Lehrenden, kleine Teile des Inhalts in kurzen Zyklen zu vermitteln. Die Studierenden können die vermittelten Konzepte auf der Grundlage des individuellen Feedbacks des Lehrenden in Echtzeit üben und reflektieren. Interaktives Lernen fördert die Kreativität und beschränkt die Studierenden nicht auf Musterlösungen. Artemis reduziert den Aufwand für Korrekturen und Feedback in Übungen und Prüfungen. Es bewertet automatisch Programmier- und Quizaufgaben und verwendet einen überwachten Ansatz zum maschinellen Lernen, um Modellierungs- und Textaufgaben auf Basis einer Ähnlichkeitsanalyse halbautomatisch zu bewerten.
Artemis wurde in 63 Kursen an zehn Universitäten eingesetzt und von 30.000 Studierenden in diesen Kursen genutzt. Darüber hinaus haben 8.500 Studierende in 31 Online Klausuren mit realitätsnahen, auf konstruktivem Abgleich basierenden Übungen ihre Prüfungen mit Artemis abgelegt. Interaktives Lernen und Artemis wurden in mehreren Fallstudien in Informatikkursen empirisch evaluiert, wobei ein designbasierter Forschungsprozess mit vier Hypothesen verwendet wurde.
Die Fallstudien zeigen, dass interaktives Lernen auf Kurse mit mehr als 1.500 aktiven Teilnehmern skalierbar ist (H1) und das Engagement der Studierenden im Vergleich zu traditionellen Kursen um bis zu 165 % erhöht (H2). Interaktives Lernen verbesserte den Lernerfolg der Studierenden bei Modellierungsaufgaben um bis zu 87 % (H3). Der halbautomatische Bewertungsansatz mit individuellem Feedback reduzierte den Bewertungsaufwand um bis zu 80 % (H4). Diese Ergebnisse zeigen, dass eine individuelle Interaktion zwischen Lehrenden und Studierenden auch in größeren Kursen möglich ist. Die Lehrplattform Artemis ermöglicht künftige Forschungsvorhaben im Bereich Lernanalytik und adaptives Lernen.
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In Universitätskursen mit Hunderten von Studierenden können die Lehrenden nicht auf jeden einzelnen Teilnehmer eingehen. Dies führt zu dem Problem, dass sich die Studierenden weniger oder gar nicht auf die Lernaktivitäten einlassen und aufgrund mangelnder Anleitung falsche Vorstellungen aufbauen. Bestehende Lehransätze wie integriertes Lernen, erfahrungsbasiertes Lernen oder aktives Lernen konzentrieren sich auf die Interaktion zwischen Lehrenden und Studierenden in kleineren Kursen.
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