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Unterstützung der Lehre in der Theoretischen Informatik mit digitalen Inhalten

Unterstützung der Lehre in der Theoretischen Informatik mit digitalen Inhalten

unter Mitarbeit von Prof. Dr. André Schulz

Technische Voraussetzungen

Videos: Ipe, Wacom Zeichentablet, Mikrofon, Camtasia, Moodle, H5P
Visualisierungen: d3.js

Vorbereitung

55% Stelle für Progammierung aus FILeh-Mitteln, Zeitaufwand für Videos: 5 – 8 Stunden pro 1 Stunde Video

Anzahl Studierende

unbegrenzt

Diversität

genderneutral, Berücksichtigung unterschiedlicher Einschränkungen, Zielgruppenansprüche

Beschreibung

Im Rahmen des Calls “Digitalisierung” des Förderprogramms “Innovative Lehre” (FILeh) wurden und werden im Projekt “Unterstützung der Lehre in der Theoretischen Informatik mit digitalen Inhalten” sowohl Lehrvideos als auch interaktive Visualisierungen zum besseren Verständnis der Inhalte der Theoretischen Informatik entwickelt.

Das Grundlagenmodul zur Theoretischen Informatik ist für alle Bachelor-Studierenden eine Pflichtveranstaltung. Der Respekt vor dem Modul war in der Vergangenheit allerdings so groß, dass viele Studierenden es nicht wie empfohlen im dritten Semester, sondern erst sehr viel später – manchmal zu spät – belegten. Um ein bisschen die Angst vor den Inhalten zu nehmen und gleichzeitig unterschiedliche Lernpräferenzen zu bedienen, wurden alle Inhalte des Kurstextes durch Lehrvideos gedoppelt.

Die Videos wurden im Büro mit der Screenrecording-Software Camtasia aufgenommen. Dazu wurde die Zeichensoftware Ipe genutzt. Gezeichnet wurde mit einem Wacom-Tablet, zusätzlich wurde ein professionelles Mikrofon (Røde NT USB) verwendet. Über Moodle wurden die fertig geschnittenen Videos mit Hilfe des Plugins H5P als interaktive Videos eingebunden. Dabei wurden vor allem Kapitelsprungmarken genutzt, die eine schnellere Navigation zu den gesuchten Inhalten zu ermöglichen.

Zusätzlich dazu werden momentan interaktive Visualisierungen entwickelt, die mit der Data-Visualization-JavaScript-Bibliothek d3.js realisiert werden.

Generell war beim bisherigen Kurs zu bemängeln, dass die auditive Komponente fehlte. So kam es häufiger zu Missverständnissen, wenn die Studierenden nicht wussten, wie z. B. griechische Buchstaben korrekt ausgesprochen wurden. Die Ansprache über visuelle und auditive Kanäle, sowie die Visualisierung und teilweise Animation bestimmter Sachverhalte, half den Studierenden, Zusammenhänge besser zu verstehen. Die Rückfragen zu Problemen mit dem Inhalt und die Diskussion von Theorien z. B. in Foren wurden sehr viel informierter.

Dass die Studierenden mit der Art der Aufbereitung sehr gut zurechtkommen, kann an der Tatsache abgelesen werden, dass das Modul im November 2019 einen Lehrpreis beim Dies Academicus verliehen bekam. Der Lehrpreis basiert auf den Vorschlägen der Studierenden.

Weitere Informationen

Voraussetzungen

  • Folien, Vortrag
  • Kenntnisse in der verwendeten Software

Tools

  • TechSmith Camtasia
  • Ipe
  • Wacom Zeichentablet
  • hochwertiges Mikrofon
  • Moodle und H5P
  • Visualisierungen auf Basis von d3.js

Hinweise

  • Detaillierte Planung der Visualisierungen unerlässlich
  • In den Videos: Mittel zur Steuerung der Aufmerksamkeit der Betrachtenden nutzen

Übersicht

Ziele

  • Steigerung des Lernerfolgs
  • Akzeptanz des Fachs erhöhen
  • Varianz in den Lernformen anbieten, um Lernbedürfnissen entgegenzukommen
  • Technische Möglichkeiten für künftige Projekt ausloten
  • Erfahrung sammeln, wie aufwändig die Erstellung der Materialien ist

Kontext

  • B.A. Pflichtveranstaltung, Mathematik Nebenfach
  • empfohlen für 3. Semester
  • Grundlage formalen Arbeitens

Probleme

  • zu späte Belegung, Aufschieben
  • “Angstfach”
  • keine Präsenzveranstaltung, formale Sprache der Informatik nicht vertraut
  • Lesen reicht für das Sprechen über Theorien nicht aus

Lösung

  • Sprache in Videos hörbar machen
  • Zugänglichkeit und Verständlichkeit der Theorien erhöhen
  • Angst nehmen über vertraute Formate
  • Möglichkeit, im Video Zusammenhänge zu entwickeln und zu visualisieren

Vorteile

  • Interaktivität der Videos (und Visualisierungen)
  • Anpassbarkeit an individuelle Lerngeschwindigkeit
  • Steuerung der Aufmerksamkeit auf schwierige Passagen
  • subjektiver Eindruck: Steigerung des Lernerfolgs

Nachteile

  • Wartbarkeit der Videos bei Fehlern oder Updates
  • Einblendungen können nicht immer problematische Stelle auffangen

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