Fernlehren und Fernlernen von Objektorientierter Programmierung (OOP)

Heutzutage wird der Unterricht mehr und mehr online angeboten [1, 2]. Es ist möglich, einen kompletten Master- oder Bachelor-Studiengang in einem MOOC (Massive Open Online Course) [3] wie in coursera¹ oder MOODLE [4, 5] durchzuführen. Studien hatten eine hohe Abwanderungsrate von MOOCs gezeigt, z. B. wegen der fehlenden Gelegenheiten, online mit einem Dozenten oder anderen Studierenden zu sprechen [6]. Infolgedessen fühlten sich die Studierenden beim Studieren und Zuhören des Dozenten isoliert. Eine andere Möglichkeit, online in einer virtuellen Umgebung zu unterrichten, ist ein Videokonferenzsystem für E‑Learning-Zwecke, in das sich die Studierenden integriert und nicht isoliert fühlen [6]. Ein Beispiel für ein solches E‑Learning-System ist Adobe Connect², in dem eine Online-Diskussion mit einem Dozenten und Gruppenräumen möglich ist. Diese Umgebung bietet viele Möglichkeiten, online zu lehren und die Vorlesungen einzurichten, indem sie die effektivsten Phasen (z. B. Üben durch Ausprobieren, andere unterrichten oder Gruppendiskussionen [7]) in der typischen Lernpyramide [7, 8] abdeckt und den Studierenden Feedback gibt, um bessere Lernergebnisse zu erzielen [9, 10].

Missverständnisse in Bezug auf das Verständnis der OOP-Terminologie und -Konzepte sind ein bekanntes Problem [11]. Mit den Möglichkeiten, die Adobe Connect bietet, um die Studierenden in den Lernprozess einzubeziehen und ihnen Feedback [9, 10, 12] im gleichen Lehr- und Lernkontext zu geben, wollen wir die Missverständnisse vermeiden und ihre Bedürfnisse im Lernprozess [9] während der Vorlesung in der OOP abdecken. Zudem können Sie sich durch das Lernen im Kontext des zukünftigen Arbeitskontextes – der virtuellen Umgebung- leichter an die Inhalte zu OOP erinnern [13], da Sie sich wieder im demselben Kontext wie im Lernkontext befinden [2, 13].

Viele Studierende beschreiten Ihr Studium heutzutage nebenberuflich [14]. Ein effektives Anwenden der heute bekannten Lehr- und Lernmethoden [15] ist heute umso wichtiger, sodass die Studierenden, weniger belastend die komplexen Inhalte insbesondere im Objektorienten Programmieren erlernen können und diese im Arbeitskontext handlungsfähig sind.

Im Folgenden beschreiben wir unsere Erfahrungen nach vier Semestern Vorlesungszeit der Modulvorlesung OOP. Wir haben die Modulvorlesung Objektorientierter Programmierung vor acht Studentengruppen (zu jeweils 4 Gruppen in Grundlegende Programmiertechniken und Objektorientierte Programmierung; ca. 160 Stunden mit ca. 5–10 regulären Studierenden) gehalten. Zur Strukturierung unserer Lehre, verwendeten wir die Lernpyramide (siehe Abb. 3) und das Lernmodell von Race (siehe Abb. 4). Die Lernpyramide stellt ein Effektivitätsmaß je Lehr- und Lernmethode im Rahmen der Vorlesung dar. Die Lernkreise von Race stellen die Lernmethoden dar, welche für effektives Lernen durchlaufen werden.

Die Idee der Vorlesung besteht darin, ein Studienbuch für das Selbststudium zu erweitern. Bei anderen Vorlesungen, in denen OOP gelehrt wird und kein Studienbuch vorhanden ist, könnten unsere erklärten Methoden und Erfahrungen weniger Gültigkeit haben, da die Studierende vemittelte Inhalte nicht nochmals nachlesen können. Basierend auf den Ergebnissen der Lernpyramide [7] erwarten wir ähnliche Ergebnisse. Alle Studenten hatten einen starken technischen beruflichen Hintergrund, was auch die Ergebnisse in anderen OOP-Vorlesungen mit Studenten, die einen anderen Hintergrund haben, beeinflussen könnte.

Die gesamte Modulvorlesung zu OOP hat eine Länge von insgesamt 40 Stunden. Wir konnten im Rahmen dieser Zeit nur begrenzt auf alle Übungen im Studienheft Bezug nehmen und ein Feedback geben. Wir boten den Studierenden an, offenstehende Übungen und aufgetretende Probleme, die im Selbststudium des Übungsheftes aufkamen, in der Vorlesung zu besprechen. Wir fanden es sehr nützlich, diese Einschränkung mit Lernmöglichkeiten von Online-Lernplattformen wie code.org oder codeacademy.com zu unseren Vorlesungsinhalten zu ergänzen. Die Lernplattformen ermöglichen den Studierenden direktes Feedback zu den behandelten Themen und den Vorlesungsinhalten. Sie konnte zudem zu vielen Umsetzungsproblemen [28] in OOP weitere Vorschläge erhalten.

Wir empfahlen den Studierenden auch, interne Foren mit ihren Kommilitonen zu nutzen, die nicht regelmäßig genutzt wurden. Wir stellten fest, dass die Studierenden es sich mehr wünschen, sich innerhalb der Vorlesung mit dem Dozenten (wie auch Hölbl et al. für eine MOODLE-Vorlesung [5] herausfanden) oder in den Gruppenräumen auszutauschen.

Wir fanden heraus, dass im Fernlehren und Fernlernen in OOP Inklusion und Aktivierung die Schlüsselmethoden sind. Wir aktivierten die Studenten, indem wir Gruppenräume einrichteten und Diskussionen mit den Studenten führten oder Fragebögen zur Verfügung stellten. Dadurch blieben die Studenten während der gesamten Vorlesung motiviert. Wir zeigten in einer IDE die gelehrten Programmiermethoden und -konzepte bröckchenweise und lieferten zu abstrakten Erklärungen konkrete OOP-Beispiele. Dies war sehr nützlich, um Frustrationen bei den Studierenden beim Lernen von OOP zu verringern und die Zufriedenheit unserer Studenten zu erhöhen. OOP-Vorlesungen, die in einer virtuellen Lern- und Lehrumgebung abgehalten werden, könnten die hohe Abbruchrate von OOP-Kursen mit der Anwendung einer Vielzahl von Lehr- und Lernmethoden im gleichen Lernkontext verringern, z. B. durch den Einsatz von Adobe Connect mit seinen Pods und Funktionalitäten.

Wir danken der DIPLOMA Fachhochschule Bad Sooden-Allendorf und Prof. Dr. Michael Namokel für die Veröffentlichung dieser Forschungsergebnisse. Wir danken auch Haitam Ben Yahia und Felix Schmidt für das Korrekturlesen der Arbeit.