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      <title-group>
        <article-title>Just-in-Time Teaching für Software- Engineering</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <string-name>Timo Kamph</string-name>
          <email>timo.kamph@tuhh.de</email>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <string-name>Peter Salden</string-name>
          <email>peter.salden@tuhh.de</email>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <string-name>Sibylle Schupp und Christian Kautz</string-name>
          <email>kautz@tuhh.de</email>
          <email>schupp@tuhh.de</email>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <string-name>Technische Universität Hamburg-Harburg</string-name>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <fpage>9</fpage>
      <lpage>15</lpage>
      <abstract>
        <p>Ein verbreitetes Problem beim Unterrichten von Software-Engineering ist, dass den Studierenden die Erfahrung mit großen, realen Softwaresystemen fehlt. Dadurch wird die Sinnhaftigkeit der vorgestellten Methoden nicht ausreichend erkannt. Wir versuchen, die fehlende Erfahrung zu simulieren und haben dazu die Methode des Justin-Time Teaching (JiTT), in Form von Quiz, eingeführt. Die Studierenden, die an den Quiz teilgenommen haben, konnten die Methoden des Software-Engineerings am Ende des Semesters besser einordnen. Die Einführung dieser JiTT-Variante ist mit einem nicht zu unterschätzenden Aufwand verbunden, der sich aus unserer und der Sicht der Studierenden aber lohnt.</p>
      </abstract>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="sec-1">
      <title>Zusammenfassung</title>
    </sec>
    <sec id="sec-2">
      <title>Einleitung</title>
      <p>An der Technischen Universität
HamburgHarburg (TUHH) ist die Veranstaltung
SoftwareEngineering eine Pflichtvorlesung in zwei
Bachelorprogrammen und eine
Wahlpflichtveranstaltung in vier weiteren Studienprogrammen. Die
Vorlesung wird von ca. 70 Studierenden im
zweiten oder vierten Semester besucht. Die
Vorkenntnisse und Erfahrungen der meisten Studierenden
beschränken sich im Bereich Softwareentwicklung
auf das Bearbeiten kleiner Übungsaufgaben in
zwei oder drei einführenden Programmierkursen
(Prozedurale Programmierung, Funktionale
Programmierung, Objektorientierte
Programmierung). Den Studierenden fehlt deshalb der
Einblick in große Softwareprojekte und die damit
einhergehenden Herausforderungen, z.B. dass
viele Entwickler an einem Projekt beteiligt sind,
keine Person alle Einzelheiten des Gesamtsystems
im Detail kennt und das System auch nach Jahren
noch zu warten sein muss. Ohne diesen Einblick
fällt es vielen Studierenden schwer, den Sinn der
in der Vorlesung behandelten Konzepte und
Methoden zu verstehen.</p>
      <p>Ein Ansatz, den Studierenden die fehlende
Erfahrung zu vermitteln, ist, die Vorlesung um ein
begleitendes Softwareprojekt zu ergänzen. Dies
erfordert allerdings die Änderung des
Curriculums für die betroffenen Studiengänge und war
studiengangstechnisch nicht möglich. Wir haben
stattdessen versucht, die fehlende Erfahrung zu
simulieren, indem wir den Studierenden vor jeder
Vorlesung Aufgaben gestellt haben, die die
Notwendigkeit des behandelten Themas
verdeutlichen und hierzu reale (Open-Source)
Softwareprojekte verwenden. Die Methode, den
Studierenden bereits vor der Vorlesung den Einstieg in
das Thema im Selbststudium zu ermöglichen,
wird häufig als „Just-in-Time Teaching“
bezeichnet.</p>
      <p>
        In diesem Artikel beschreiben wir unseren
Einsatz von JiTT im Bereich der Veranstaltung
Software-Engineering, ein Konzept, das in
Zusammenarbeit des Instituts für Softwaresysteme
mit dem hochschul- und fachdidaktischen
„Zentrum für Lehre und Lernen“ an der TUHH
entwickelt wurde. Der Artikel ist wie folgt gegliedert:
Abschnitt 2 führt JiTT allgemein ein und erläutert
den Hintergrund dieser Lehrmethode. Abschnitt 3
beschreibt unsere konkrete Umsetzung im
Rahmen der Software-Engineering Veranstaltung. Die
dabei gemachten Erfahrungen werden in
Abschnitt 4 besprochen, bevor der Artikel mit
unseren Schlussfolgerungen in Abschnitt 5 endet.
„Just-in-Time Teaching“
Just-in-Time Teaching ist eine
Lehr-LernStrategie, deren Kern eine spezielle Kombination
von Präsenzlehre und online-gestütztem
Selbststudium ist
        <xref ref-type="bibr" rid="ref6">(grundlegend zu JiTT: Novak u.a.
1999)</xref>
        .
      </p>
      <p>Das besondere Merkmal von JiTT ist es, dass
den Studierenden stets noch vor Beginn einer
Lehrveranstaltung Studienmaterial online zur
Verfügung gestellt wird. Dies können
Einstiegsfragen in ein neues Themengebiet sein, die bei der
Einschätzung helfen, welche Vorstellungen und
welches Wissen die Studierenden in diesem
Bereich bereits haben. Es können aber auch
anspruchsvollere Aufgaben sein, die bereits ein
korrektes Grundverständnis erfordern, aber
weitergehende Schwierigkeiten aufzeigen. Ergänzend
können für die Studierenden offene Fragen
angefügt werden, in denen sie Unklarheiten oder
Probleme formulieren, die sich bei der
Bearbeitung ergeben haben.</p>
      <p>Die Aufgaben – deren Umfang gering
gehalten wird – bearbeiten die Studierenden vor
Beginn der zugehörigen Präsenzveranstaltung. Ihre
Antworten übermitteln sie elektronisch an die
Lehrperson, idealerweise mittels einer Technik,
die die studentischen Lösungen automatisch
auswertet bzw. strukturiert. Lehrende haben
dann die Möglichkeit, genau rechtzeitig
(„just-intime“) einen Überblick über den Wissensstand
ihrer Studierenden zu gewinnen und z.B.
missverständliche intuitive Auffassungen eines Stoffs
(Präkonzepte) zu erkennen. Sie können
entsprechend in ihrer Veranstaltung bereits verstandenen
Stoff verkürzt behandeln, dafür aber gezielt auf
vorliegende Verständnisschwierigkeiten
eingehen.</p>
      <p>
        Wie genau dies geschieht, liegt frei in der
Hand der Lehrenden. So können sie die aus den
Einstiegsaufgaben gewonnenen Informationen
lediglich zur Präzisierung ihrer eigenen
Vortragsteile nutzen und z.B. kurzfristig in ihre
Präsentationen einzelne Folien einbauen, die typische oder
besonders interessante studentische Lösungen
oder Probleme zeigen. Alternativ können die
Informationen aus den Einstiegsaufgaben aber auch
zum „roten Faden“ der zugehörigen
Veranstaltung gemacht werden, indem beispielsweise
gezielt an auffälligen Präkonzepten gearbeitet wird,
strittige Fragen per Partnerdiskussion o.ä. in der
Vorlesung weiter vertieft oder über
Classroomresponse-Systeme („Clicker“) nochmals für alle
Studierenden zur Disposition gestellt werden
        <xref ref-type="bibr" rid="ref4">(Luo 2008, 166)</xref>
        .
      </p>
      <p>Entscheidend ist in jedem Fall, dass die
Lehrenden frühzeitig eine Rückmeldung zu den
Lernbedürfnissen ihrer Studierenden erhalten
bzw. die Studierenden eine Rückmeldung zu
ihrem Lernstand. Auf diesem Weg soll die
Stoffvermittlung effizienter werden, Interesse und
Aktivität der Studierenden sollen steigen.</p>
      <sec id="sec-2-1">
        <title>Didaktischer Hintergrund</title>
        <p>
          Betrachtet man JiTT in einem
allgemeindidaktischen Kontext, so liegt sein Charme jenseits des
Beitrags zu einer effizienten Lehrgestaltung
zunächst in der Aktivierung der Studierenden zum
selbstständigen Lernen – denn dass die
studentische Eigenaktivität möglichst früh im
LehrLernprozess geweckt werden sollte, wird
inzwischen gemeinhin als Voraussetzung für
erfolgreiches Lernen aufgefasst
          <xref ref-type="bibr" rid="ref6">(Novak u.a. 1999, 9)</xref>
          .
        </p>
        <p>
          Indem JiTT die Studierenden den Einstieg in
ein Thema selbst vollziehen lässt, nimmt es dabei
auch die grundlegende Idee des didaktischen
Konstruktivismus auf, dass jedes Individuum
seine Wirklichkeit selbst erzeugt
          <xref ref-type="bibr" rid="ref9">(Siebert 1997, 17)</xref>
          .
Für das Lernen bedeutet dies: Ein bestimmtes
Verständnis lässt sich nicht standardisiert
vermitteln, sondern Lernende müssen ihren eigenen
Zugang zu einem Thema finden und zusätzliche
Informationen in ihr eigenes Wissenskonstrukt
(wiederum individuell) integrieren.
        </p>
        <p>
          An den Hochschulen hatte dieser Ansatz die
Proklamation eines „shift from teaching to
learning“ zur Folge. Sein Ausdruck ist im Zuge des
Bologna-Prozesses u.a. die Berechnung des
studentischen Arbeitsaufwands (workload), die für
einzelne Veranstaltungen unabhängig von der
Präsenzzeit berechnet wird. Empirische Studien
zu den neu konzipierten Studiengängen zeigen
inzwischen, dass Selbststudium allerdings nur
dann funktioniert, wenn es in ein didaktisches
Gesamtkonzept eingebunden und in den
Präsenzveranstaltungen wieder aufgenommen wird
          <xref ref-type="bibr" rid="ref5">(Metzger 2011, 271 f.)</xref>
          . An dieser Stelle setzt JiTT
an, indem es die Ergebnisse des Selbststudiums
zum Ausgangspunkt der Präsenzlehre macht.
        </p>
        <p>
          Möglich ist es dabei auch, das Selbststudium
durch die Einbindung in das Prüfungskonzept
einer Veranstaltung zusätzlich anzureizen. So
kann durch JiTT der Forderung nach
„formativem“, d.h. das Lernen begleitendem Prüfen
nachgekommen werden (Dubs 2006, 2 f.). Die
Bearbeitung der Aufgaben kann anteilig auf die Note
angerechnet werden, oder bei Bestehen der
Abschlussprüfung wird ein Bonus für die
Aufgabenbearbeitung gewährt, der die Abschlussnote
verbessert. Häufig wird es in diesem Fall von den
Lehrenden als ausreichend betrachtet, wenn die
Aufgaben überhaupt bearbeitet werden,
unabhängig davon, ob die Lösungen richtig sind
          <xref ref-type="bibr" rid="ref10 ref4">(Luo
2008, 167; Slunt/Giancarlo 2004, 986)</xref>
          .
        </p>
      </sec>
      <sec id="sec-2-2">
        <title>Verbreitung und Wirksamkeit von JiTT</title>
        <p>
          „Just-in-Time Teaching“ wurde von
PhysikLehrenden der Indiana University-Purdue
University at Indianapolis (IUPUI), der United States
Air Force Academy (USAFA) und des Davidson
College entwickelt
          <xref ref-type="bibr" rid="ref6">(Novak u.a. 1999, 7)</xref>
          .
Inzwischen hat es sich sowohl über fachliche als auch
über geographische Grenzen hinweg weit
verbreitet
          <xref ref-type="bibr" rid="ref7">(Poth 2009, 7)</xref>
          . Auch in Deutschland ist
Just-inTime Teaching angekommen, allerdings mit noch
recht geringer Verbreitung (zu nennen sind
insbesondere die TU Hamburg-Harburg und die
niedersächsische Ostfalia-Hochschule, siehe aber
auch Hagel et al. in diesem Tagungsband).
Eingesetzt wird es in mittleren und auch großen
Veranstaltungen, so z.B. an der TU Hamburg-Harburg
in Vorlesungen mit über 600 Studierenden.
        </p>
        <p>
          Der vielversprechende Ansatz von JiTT hat
auch das Interesse an der Frage geweckt,
inwieweit sich ein Erfolg der Methode wissenschaftlich
belegen lässt. Hierzu liegt inzwischen eine ganze
Reihe kürzerer Studien vor, die überwiegend von
Lehrenden mit Datenmaterial aus ihrem eigenen
Unterricht durchgeführt worden sind
          <xref ref-type="bibr" rid="ref2">(das in
Amerika verbreitete „scholarship of teaching and
learning“, vgl. Huber 2011, 118)</xref>
          .
        </p>
        <p>
          <xref ref-type="bibr" rid="ref4">Luo (2008)</xref>
          beispielsweise weist nach, dass die
regelmäßige Bearbeitung von JiTT-Aufgaben
einen deutlich positiven Einfluss auf die
Abschlussnoten seiner Studierenden hatte. Slunt und
Giancarlo (2004) wiederum vergleichen JiTT mit
dem Erfolg sog. „Concept Checks“, d.h.
strukturierter Feedbackfragen im laufenden Unterricht,
die Vorwissen oder Verständnis von
Studierenden prüfen. Gemessen anhand von
durchschnittlichen Endnoten fällt das Ergebnis deutlich
zugunsten von JiTT aus
          <xref ref-type="bibr" rid="ref10">(Slunt/Giancarlo 2004, 986
f.)</xref>
          .
        </p>
        <p>
          Diese Nachweise der Effektivität von JiTT
sind nicht durchgängig auf Zustimmung
getroffen. So zweifelt etwa Poth (2009, 2) an der
statistischen Belastbarkeit vieler der vorliegenden
Studien und kommt in seiner eigenen Analyse von JiTT
zu durchaus skeptischen Einschätzungen. Auch
er verwirft die Methode aber nicht, sondern
fordert genauere Studien, unter welchen
Bedingungen sie funktionieren kann
          <xref ref-type="bibr" rid="ref3 ref7">(Poth 2009, 230 f.; vgl.
Kautz 2006)</xref>
          . Dies scheint auch insofern
wünschenswert, als dass JiTT bei Evaluationen von
den Studierenden regelmäßig als sehr gut und
hilfreich bewertet wird.
        </p>
        <p>Im Folgenden soll nun erläutert werden,
welche Erfahrungen bei der Anwendung von JiTT im
Rahmen der Veranstaltung
„SoftwareEngineering“ an der Technischen Universität
Hamburg-Harburg gemacht worden sind.</p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec-3">
      <title>JiTT für Software-Engineering</title>
      <p>Bei den bisherigen Umsetzungen von JiTT in
unterschiedlichen Fächern ging es vorrangig darum,
den Studierenden Grundwissen vor Beginn der
Lehrveranstaltung zu vermitteln und den
Lehrenden einen Überblick über den Wissenstand der
Studierenden zu verschaffen. Bei unserem Einsatz
von JiTT geht es hingegen in erster Linie darum,
die Studierenden Erfahrungen mit der
Komplexität von realen Softwareprojekten machen zu
lassen. Diese Erfahrungen können nur gemacht
werden, wenn die Studierenden auch an realen
Softwaresystemen arbeiten. Wir haben uns daher
entschieden, den Studierenden, im Rahmen eines
Online-Quiz, Fragen zu Open-Source-Software zu
stellen, deren Beantwortung sie an das Thema der
nächsten Vorlesung heranführt und nebenbei den
Umfang des betrachteten Systems aufzeigt. Der
Einsatz von JiTT besteht aus den folgenden
Komponenten: einem wöchentlich wechselnden
Softwaresystem, einem zweiteiligen Quiz und einer
kurzen Einheit in der folgenden Vorlesung. Die in
den jeweiligen Vorlesungen behandelten Themen
und die dafür verwendeten Softwaresysteme sind
in Tabelle 1 angegeben. Im Folgenden soll nun auf
die Quiz im Detail eingegangen werden.</p>
      <sec id="sec-3-1">
        <title>Vorlesungsthema</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-2">
        <title>Software Prozesse</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-3">
        <title>Nichtfunktionale forderungen</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-4">
        <title>Spezifikation</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-5">
        <title>Softwaresystem</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-6">
        <title>Firefox (Bugtracker)</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-7">
        <title>An- LibreOffice (Release Notes)</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-8">
        <title>Aristotle Analysis System Spezifikation nebenläu- Eclipse (Deadlock) figer Systeme</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-9">
        <title>Design</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-10">
        <title>Architekturen</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-11">
        <title>Objektorientiertes sign</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-12">
        <title>Testen</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-13">
        <title>STL Iteratoren</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-14">
        <title>Diverse Systeme</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-15">
        <title>De- ADT Queue</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-16">
        <title>Mozilla Test Case Writing Primer</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-17">
        <title>Testüberdeckung</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-18">
        <title>GCC libstdc++ Test Suite</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-19">
        <title>Wartung</title>
      </sec>
      <sec id="sec-3-20">
        <title>Diverse Programme</title>
        <p>Tabelle 1: Vorlesungsthemen und verwendete
Softwaresysteme</p>
        <sec id="sec-3-20-1">
          <title>Quiz</title>
          <p>Jedes Quiz besteht aus zwei Teilen: der
Einleitung, die die ganze Zeit verfügbar ist, und dem
Fragenteil, für den es eine begrenze
Bearbeitungszeit gibt. In der Einleitung wird das betrachtete
System kurz vorgestellt und es wird beschrieben,
wo man das benötigte Material findet. Dabei kann
es sich um einen bestimmten Eintrag im
Bugtracker des Projekts handeln oder um ein
Archiv mit dem Quelltext der Software. Darüber
hinaus erhalten die Studierenden Hinweise,
welche Stelle des Systems relevant ist. So ist
sichergestellt, dass den Teilnehmenden beim Fragenteil,
der in begrenzter Zeit zu bearbeiten ist, das
benötigte Material zur Verfügung steht und sie sich
schon etwas mit dem System vertraut machen
können. Darüber hinaus werden die Studierenden
motiviert, sich Gedanken zu den möglicherweise
im Fragenteil gestellten Fragen zu machen und
sich ein wenig im System „umzusehen“.</p>
          <p>Das Ziel ist, den Studierenden die
Komplexität der Entwicklung realer Softwaresysteme zu
verdeutlichen und sie anzuregen, sich eigene
Gedanken zum Thema der nächsten Vorlesung zu
machen. Dabei kommt es nicht darauf an, die
gestellte Frage exakt zu beantworten. Oftmals ist
das auch gar nicht möglich, da die Fragen
bewusst so gestellt werden, dass es mehrere
rationale Antworten gibt, die nur entsprechend
begründet werden müssen. Eine solche Frage ist, zum
Beispiel, ob bei Kenntnis eines bestimmten
Fehlers im Softwaresystem die Veröffentlichung
verschoben werden soll. Das Lernziel wird also
schon durch das Bearbeiten der Aufgabe erreicht.</p>
          <p>Die Aufgaben sind so gestellt, dass das
Bearbeiten etwa 30 Minuten dauern sollte. Durch die
zeitlich begrenzte Freischaltung der Bearbeitung
wird verhindert, dass die Studierenden einen
wesentlich höheren Aufwand betreiben.</p>
        </sec>
        <sec id="sec-3-20-2">
          <title>Durchführung</title>
          <p>Es ist wichtig, dass die Studierenden den
Zeitpunkt der Bearbeitung flexibel wählen können,
um Konflikte mit anderen Veranstaltungen zu
vermeiden. Da die Aufgaben von jedem
Studierenden individuell zu bearbeiten sind, haben wir
als Rahmen nur vorgegeben, dass das Quiz nach
dem Ende der vorherigen Vorlesung
veröffentlicht wird und bis zum Tag vor der nächsten
Vorlesung bearbeitet sein muss. Das lässt dem
Dozenten bzw. der Dozentin dann noch Zeit, die
Antworten auszuwerten und in der Vorlesung
entsprechend darauf zu reagieren.</p>
          <p>Im Einzelnen sehen die Schritte wie folgt aus:
Am Nachmittag nach der Vorlesung wird der
erste Teil, die Einleitung, ins Netz gestellt. Sobald die
Teilnehmenden ihre Vorbereitungen
abgeschlossen haben und denken, dass sie sich im
betroffenen Teilsystem ausreichend gut auskennen,
starten sie mit dem zweiten, dem Fragenteil. In dem
Moment, in dem sie auf den Start-Knopf klicken,
werden ihnen die Fragen gezeigt und die
Bearbeitungszeit beginnt zu laufen. Wir haben uns
entschlossen, die Bearbeitungszeit auf 60 Minuten zu
begrenzen, um zu verhindern, dass zu viel Zeit in
die Beantwortung investiert wird. Die Fragen
selbst sollten allerdings in unter 30 Minuten zu
beantworten sein und wurden von den
Studierenden in der Regel auch in dieser Zeit
beantwortet.</p>
          <p>Um die Studierenden zur Teilnahme
anzuregen, haben wir die Quiz in ein Bonussystem
integriert, das auch die (erfolgreiche) Teilnahme an
den Übungen belohnt. Die durch alle Quiz
insgesamt zu erreichenden Bonuspunkte entsprechen
allerdings nur 2% der in der Klausur zu
erreichenden Punkte. Der Anreiz ist also eher
symbolischer Natur, hat aber trotzdem im Durchschnitt
mehr als 70% der Vorlesungsteilnehmerinnen und
Vorlesungsteilnehmer zum Mitmachen motiviert.</p>
          <p>Wir halten die Bewertung einfach: Entweder
die Antwort ist ausreichend für einen
Teilnahmepunkt oder nicht. Entscheidend für die Bewertung
ist hauptsächlich, ob die Antwort den Schluss
zulässt, dass die Teilnehmerin oder der Teilnehmer
sich mit der Fragestellung beschäftigt hat.</p>
          <p>Nachdem die Studierenden die Fragen
beantwortet haben, ist der letzte Schritt, dass die
Fragen und insbesondere die Antworten in der
nächsten Vorlesung aufgegriffen werden. Hierfür
hat es sich als sinnvoll erwiesen, bei der internen
Auswertung die Antworten in verschiedene
Kategorien einzuteilen, z.B. „dafür“ und „dagegen“
oder „das ist immer ein Problem“, „das ist nur
unter Voraussetzung A ein Problem“, „das ist nur
unter Voraussetzung B ein Problem“ und „das ist
nie ein Problem“. Für viele Studierende ist es
interessant zu erfahren, wie viele ihrer
Kommilitoninnen und Kommilitonen ihre Überlegungen
teilen. Aber auch die Lehrenden können daraus
ablesen, ob ein bestimmter Aspekt häufig genannt
wird und ein anderer selten. Dann kann der selten
genannte Aspekt in der Vorlesung nochmals
besonders betont werden, falls er wichtig ist.
Darüber hinaus werden aus jeder Kategorie besonders
gute oder interessante, repräsentative Antworten
gezeigt. Die Veröffentlichung erfolgt anonym, da
das öffentliche Nennen des Namens von den
betroffenen Studierenden oftmals als peinlich
empfunden wird. Die Studierenden erkennen
allerdings ihre eigene Antwort und erhalten dadurch
eine extra Motivation.</p>
        </sec>
        <sec id="sec-3-20-3">
          <title>Online-Plattform</title>
          <p>Zur Durchführung der Quiz verwenden wir die
E-Learning Plattform ILIAS
(https://www.ilias.de). Die Quiz werden dort als
„Test“ eingestellt. Mit ILIAS ist es möglich, die
maximale Bearbeitungszeit und den spätesten
Abgabetermin automatisch zu setzen.
Insbesondere die Bearbeitungszeit lässt sich nur mit einem
Online-System genau ermitteln. Die Fragen in den
Quiz sind überwiegend Freitextfragen, manchmal
kombiniert mit einer Auswahlfrage, die das grobe
Einteilen der Antworten in Kategorien
automatisiert hat. Bei der oben schon erwähnten Frage
nach einem Bug im Firefox-Webbrowser muss
man sich beispielsweise zunächst in einer
Auswahlfrage für oder gegen das Verschieben des
Veröffentlichungstermins entscheiden, bevor man
seine Wahl in einer Freitextfrage begründet. Da es
bei Freitextfragen nicht möglich ist, die
Antworten vom System automatisch bewerten zu lassen,
muss die Bewertung vom Lehrenden beim
Durchsehen der Antworten erfolgen. Das gleiche
Muster findet sich bei einer Frage zur Aufnahme
eines neuen Testfalls in eine Testsuite (siehe
Beispiel). In einem anderen Quiz soll ein Vorschlag
für eine neue STL Iterator-Hierarchie begründet
werden. Dieses Quiz besteht nur aus einer
Freitextfrage zur möglichen Begründung.</p>
        </sec>
        <sec id="sec-3-20-4">
          <title>Beispiel</title>
          <p>Nachdem wir nun den allgemeinen Aufbau der
Quiz beschrieben haben, wollen wir ein Quiz
genauer vorstellen. Das Quiz bereitet die Vorlesung
zum Thema Testüberdeckung vor und als
Softwaresystem kommt die C++-Standardbibliothek
(libstdc++) der Gnu Compiler Collection (GCC)
zum Einsatz.</p>
          <p>Die Einleitung zum Quiz stellt GCC und
libstdc++ kurz vor und leitet die Studierenden
dann zur Testsuite des „find“-Algorithmus der
libstdc++. Die dazugehörige Frage stellt dann
einen neuen Testfall vor und die Studierenden
müssen sich in einer Auswahlfrage entscheiden,
ob der neue Testfall in die Testsuite
aufgenommen werden soll oder nicht. In einer zweiten
Frage muss diese Entscheidung dann begründet
werden. Um die Entscheidung zu treffen und zu
begründen, ist es notwendig, sich zu überlegen,
was die Kriterien für die Aufnahme eines neuen
Testfalls sind, was von den vorhandenen
Testfällen abgedeckt wird und was der neue Testfall
testet. Somit machen sich die Studierenden zum
einen Gedanken über die Kriterien für eine gute
Testsuite und zum anderen erleben sie durch das
Navigieren zur Testsuite und das Herausfinden,
was genau getestet wird, wie groß und komplex
die C++-Standardbibliothek ist.</p>
          <p>Die im Durchschnitt zur Beantwortung der
Fragen benötigte Zeit betrug bei diesem Quiz 16
Minuten und 20 Sekunden. Der Aufwand zur
Vorbereitung kann vom System nicht erfasst
werden, wir schätzen jedoch, dass er unter 30
Minuten lag.</p>
          <p>Am Tag vor der Vorlesung ist das Quiz
beendet und die Antworten müssen ausgewertet
werden. Durch die Auswahlfrage erhält man schnell
einen Überblick, wie viele Studierende den neuen
Testfall aufnehmen wollen und wie viele nicht. In
diesem Fall war das Ergebnis unentschieden. Zur
Auswertung der Begründung in der Freitextfrage
muss jede Antwort einzeln betrachtet werden. Da
die Antworten in der Regel recht kurz ausfallen,
werden hierfür circa ein bis zwei Minuten pro
Antwort benötigt. Die meisten Begründungen,
den Testfall aufzunehmen, lassen sich in eine
Kategorie „der Testfall testet etwas, das bisher noch
nicht getestet wurde“ einteilen und die meisten
Begründungen ihn abzulehnen in eine Kategorie
„der Testfall erhöht die Testabdeckung nicht“.
Einige Antworten fallen in die Kategorien „jeder
neue Testfall ist gut“ und „der Test wird immer
fehlschlagen“. Bei der Kategorisierung der
Antworten werden auch drei besonders gute oder
interessante Antworten ausgewählt und
zusammen mit dem Ergebnis der Auswertung in der
Vorlesung präsentiert.</p>
        </sec>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec-4">
      <title>Evaluation</title>
      <p>Die Bewertung des Einsatzes von JiTT in der
Veranstaltung Software-Engineering erfolgt aus zwei
Perspektiven: zuerst aus Sicht der Studierenden
und dann aus Sicht der Lehrenden. Grundlage
sind die Daten aus dem Sommersemester 2012.</p>
      <sec id="sec-4-1">
        <title>Studentische Evaluation</title>
        <p>Die Quiz wurden von den Studierenden gut
angenommen. Von insgesamt 70 Teilnehmenden an
der Veranstaltung haben durchschnittlich 51 an
den Quiz teilgenommen. Das entspricht einer
Quote von 72%. Allerdings hat die Beteiligung
zum Ende des Vorlesungszeitraums
abgenommen, nachdem die Studierenden die maximal
erzielbaren Bonuspunkte erreicht hatten. Die
durchschnittliche Bearbeitungszeit des Fragenteils lag
bei 17:25 Minuten. Dazu kam noch die Zeit für die
Vorbereitung, also das Lesen der Einleitung, das
Herunterladen des Quelltextes und das erste
Umsehen im behandelten System, die nicht vom
Onlinesystem erfasst werden kann. Insgesamt
erscheint der zusätzliche Zeitaufwand für die Quiz
aber vertretbar. Erfreulich ist weiterhin, dass im
Schnitt 90% der Teilnehmenden eine Antwort
gegeben haben, die zeigt, dass sie sich ernsthaft mit
dem Thema auseinandergesetzt haben.</p>
        <p>Vom Zentrum für Lehre und Lernen der
TUHH (ZLL) wurde am Ende des Semesters ein
Bewertungsbogen an die Studierenden verteilt,
um ihre Einschätzung des JiTT-Ansatzes zu
erfragen. Dabei sollten bestimmte Aspekte mit einer
Note zwischen 1 (voll zutreffend) und 5 (nicht
zutreffend) bewertet werden. Alle vorgegebenen
positiven Äußerungen zu den Quiz wurden im
Mittel als „weitgehend zutreffend“ bewertet.
Erfreulich ist insbesondere die gute Bewertung der
Aussagen, dass die Quiz die in der Vorlesung
behandelten Konzepte mit realen Systemen
verbinden und dass die Quiz geholfen haben, die
Wichtigkeit des Vorlesungsinhalts zu verdeutlichen.
Dies zeigt, dass das Ziel der Lehrinnovation
weitgehend erreicht wurde. Das Ergebnis der
studentischen Bewertung ist in Tabelle 2 dargestellt. Die
Zeile unter der zu bewertenden Aussage gibt
prozentual an wie oft die entsprechende Note von
den Studierenden vergeben wurde.</p>
      </sec>
      <sec id="sec-4-2">
        <title>Interne Evaluation</title>
        <p>Betrachtet man die Einführung der Quiz aus Sicht
der Lehrenden, so fällt zunächst der große
Aufwand zur Vorzubereitung der Quiz auf. Der
größte Aufwand besteht darin, ein zum Inhalt der
Vorlesung passendes Softwaresystem zu finden. Hat
man das System gefunden, so ist noch eine
Anleitung für die Studierenden zu schreiben, die sie
zum betrachteten Teil des Systems führt. Zum
Abschluss der Vorbereitung müssen noch Fragen
zum System gestellt werden, die die Studierenden
an das in der entsprechenden Vorlesung
behandelte Thema heranführen. Dieser Aufwand fällt
aber nur bei der Einführung an, da die
gefundenen Systeme und Fragen in den folgenden
Semestern wiederverwendet werden können.</p>
        <sec id="sec-4-2-1">
          <title>Aussage</title>
          <p>1
2
3
4
Der Aufwand für die Lehrinnovation lohnt sich.
eines Online-Systems sollten der Aufwand und
eventuelle technische Probleme nicht unterschätzt
werden. Vor jeder Vorlesung müssen die
Antworten der Studierenden ausgewertet werden. Durch
das Verwenden von Freitextfragen kann die
Auswertung nicht automatisiert werden. Bei
unserer Veranstaltung (mit durchschnittlich 51
Teilnehmern) hat die Auswertung etwa zwei Stunden
in Anspruch genommen. Das Einbinden der
Antworten in die Vorlesung ist hingegen kein
großer Mehraufwand.</p>
          <p>Die Schwierigkeiten liegen hauptsächlich bei
der Auswahl der Softwaresysteme und Fragen. Es
ist nicht leicht, zu einem bestimmten Thema oder
Problem ein Softwaresystem zu finden, das das
Problem veranschaulicht und gleichzeitig nicht zu
komplex ist, um die Studierenden nicht zu
überfordern. Das spiegelt sich auch in der
unterschiedlichen Qualität unserer Quiz wieder.</p>
          <p>Positiv für die Lehrperson in der Vorlesung
ist, dass die Studierenden ein reges Interesse an
den Antworten zum Quiz haben. Gerade bei
längeren Vorlesungen, wenn die Konzentration der
Studierenden nachlässt, hat das Besprechen der
Fragen und Antworten einen positiven Effekt auf
die Aufmerksamkeit. Des Weiteren war es
manchmal möglich, verbreitete, aber falsche
Vorstellungen der Studierenden zu erkennen und
entsprechend darauf einzugehen.</p>
        </sec>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec-5">
      <title>Schlussfolgerungen</title>
      <p>Es war unser Ziel, die Studierenden Erfahrungen
mit realen Softwareprojekten machen zu lassen,
damit sie die Sinnhaftigkeit der in der Vorlesung
vorgestellten Methoden besser verstehen. Dazu
haben wir die Methode des JiTT, in Form von
Quiz, eingesetzt. Die größte Herausforderung, bei
unserem Einsatz von JiTT, ist das Finden von
Softwaresystemen, an denen man die in der
Vorlesung vorgestellten Konzepte verdeutlichen
kann.</p>
      <p>Eine systematische empirische Überprüfung,
dass die Studierenden mit Hilfe der Methode
gegenüber einer rein klassischen Vorlesung bessere
Lernergebnisse erzielt haben, steht für den
gegebenen Fall aus. Die Aussagen der Studierenden
am Ende des Semesters, unsere eigenen
Beobachtungen und der Leistungsvergleich mit früheren
Jahrgängen legen für uns jedoch nahe, dass wir
unser Ziel erreicht haben. Wir sind überzeugt,
dass die Quiz das Verständnis nachhaltig
verbessert haben und werden JiTT weiterhin in der
beschriebenen Weise einsetzen.</p>
    </sec>
    <sec id="sec-6">
      <title>Literatur</title>
      <p>Dubs, R. (2006): Besser schriftlich prüfen.
PrüfunDie Aufgaben waren interessant und haben mich
angeregt, mir das verfügbare Hintergrundmaterial
anzusehen.</p>
      <p>21%
31%
31%
7%
10%
0%
Tabelle 2: Bewertung der Quiz durch die Studierenden</p>
      <p>Nachdem die Quiz einmal vorbereitet
wurden, müssen sie in die Online-Plattform
eingepflegt werden. Gerade beim ersten Einsatz</p>
    </sec>
  </body>
  <back>
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