title: Webbasierte Ad-hoc-Programmieraufgaben zur Vermittlung von grundlegenden Konzepten der Programmierung in Vorlesungen
Creators: name: Ebert, Michael
Publisher: name: University of Bayreuth
Year: 2019
Subjects: subject: Programmieren
subject: Programmierkonzepte
subject: Lehrkonzept
subject: Webbasierte Lernsysteme
subject: Entwicklungsumgebung
subject: Aktives Lernen
subject: 004

description: Die in der Öffentlichkeit und Politik proklamierte Digitalisierung zeigt den unter anderem in der Industrie aktuellen Trend zur Schöpfung von Mehrwerten durch Algorithmen und Software - insbesondere in der Cloud oder im Bereich des industriellen Internet der Dinge (IIoT). Gleichwohl sind die Grundlagen der Programmierung und die Informatik konstitutiv für eben diesen Trend und den damit assoziierten Technologien. Besonders in der Hochschullehre sind gefestigte Grundlagen wichtig, um die darauf aufbauenden Konzepte zu verstehen und anwenden zu können. Doch scheint das Erlernen dieser Fähigkeiten und Inhalte Studierende mit Problemen zu konfrontieren, die sich in den Noten und in mangelnder Programmierfähigkeit widerspiegeln. Programmieren ist keine reine Fertigkeit, sondern ein vielseitiger Prozess, in dessen Rahmen sich Studierende mit einer Programmiersprache, Problemlösungsstrategien, Algorithmisierung und den Grenzen der Berechenbarkeit von Computern auseinandersetzen müssen. Für die Konzeption einer Lehrveranstaltung müssen all diese Elemente situativ und kontextbezogen adressiert werden, um den Lernprozess von Studierenden erfolgreich begleiten zu können. Diese Dissertation, welche im Rahmen des Forschungsprojekts „EVELIN (Experimentelle Verbesserung der Lehre des Software Engineerings)“ erstellt wird, befasst sich mit der Erarbeitung eines didaktischen Konzepts für eine Integration von ad hoc Programmieraufgaben zur angewandten Vermittlung von Programmierkonzepten. Das Konzept lehnt sich an das Cognitive Apprenticeship und an lehr- und lerntheoretische Konzepte des Aktiven Lernens an, wurde jedoch sehr an Programmiervorlesungen adaptiert. Ziel des Konzepts ist die Vermittlung von Lösungswegen für ähnlich gelagerte Problemstellungen, welche problem- und praxisorientiert eingeführt und eingeübt und dabei sukzessive in Komplexität und Schwierigkeit gesteigert werden. Für diese Adaption wird zuerst der Begriff Programmieren und die damit verbundenen kognitiven Schwierigkeiten diskutiert, um anschließend ein Verfahren zur Erfassung und Bewertung der Programmierfähigkeit auf Basis vorhandener Ansätze zu entwickeln. Eine effiziente Integration des Konzepts in eine Lehrveranstaltung erfordert die Entwicklung interaktiver Lehr- und Lernmaterialien, welche Studierenden die Möglichkeit bieten, sich mit Inhalten in der Vorlesung und von zuhause aus zu beschäftigen. Dazu werden existierende Ansätze und Technologien auf das entwickelte Konzept angepasst und zu einem neuen Werkzeug zur Erstellung von interaktiven Inhalten weiterentwickelt. Im Rahmen einer Lehrveranstaltung zur Einführung in die Programmierung für Studierende der Elektrotechnik wurde das Konzept eingesetzt und evaluiert. Die anschließende Evaluation des Konzepts unter Einbezug von Klausuraufgaben deutet auf einen Zusammenhang zwischen den studentischen Aktivitäten (Bearbeitung der Ad-Hoc-Aufgaben) und der Fähigkeit der Anwendung von Programmierkonzepten als Lösungsbausteine hin.