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Über das Projekt

 

Ausgangspunkt: Im Zuge der zunehmenden Digitalisierung können E-Assessment-Systeme Lehrende bei der Korrektur von Übungsaufgaben und Klausuren unterstützen und Studierenden im Kontext des Selbstlernens individuelles Feedback liefern. Diese Möglichkeit der Unterstützung gewinnt durch die Corona-Pandemie zusätzlich an Momentum. Während herkömmliche E-Assessment-Systeme hauptsächlich Aufgabentypen wie Multiple-Choice-, Sortier- oder Zuordnungsaufgaben anbieten, ist in einigen Fachgebieten eine Erweiterung für die Unterstützung fachspezifischer Artefakte erforderlich. Im Bereich der Modellierung sollen so auch kompetenzorientierte Aufgabentypen über das E-Assessment abgedeckt werden können. Die Erweiterung umfasst passende Eingabewerkzeuge sowie spezielle Algorithmen für die automatisierte Bewertung von eingereichten Modellierungslösungen.

Thema und Fachgebiete: Modellierung ist ein Querschnittsthema, das verschiedene Fachgebiete berührt, wie z.B. Datenbankentwurf, Software Engineering und Geschäftsprozessmodellierung. Diese Fachgebiete, die im Fokus des Projekts stehen, sind nicht nur Bestandteil klassischer Informatikstudiengänge, sondern auch von zahlreichen verwandten Studiengängen. Dadurch ist die Modellierung curricular in der Hochschullehre verankert, was auch die Empfehlungen der jeweiligen Fachgesellschaften (z.B. ACM, GI) widerspiegeln.

Fachspezifische Artefakte und Definition: Zentrale Artefakte der Modellierung sind Modelle. Ein Modell sei definiert als Repräsentation relevanter Aspekte eines Gegenstands zu einem bestimmten Verwendungszweck unter Anwendung einer (semi-)formalen Modellierungssprache. Der Gegenstand muss dabei nicht zwingend real existieren (Modell als Abbild des Gegenstands), er kann auch für die Entwicklung vorgesehen sein (Modell als Vorbild für den Gegenstand). Beispiele für typische Gegenstände im Kontext der betrachteten Fachgebiete sind z.B. rechnerintegrierte Systeme, Daten-/Objektstrukturen oder Prozessabläufe.

Eine (semi-)formale Modellierungssprache legt neben Modellierungselementen und deren zulässiger Komposition (Syntax) auch deren Bedeutung und Entsprechung im Kontext des Gegenstands (Semantik) und deren Darstellungsweise (Notation) fest. In den betrachteten Fachgebieten kommen häufig Modellierungssprachen zum Einsatz, deren Notation grafische Modellierungselemente (Formen, Piktogramme, ...) zur Darstellung von Aspekten (z.B. statische oder dynamische Aspekte) des Gegenstands vorsieht. Diese grafischen Modellierungselemente können weiterhin um textuelle Elemente (z.B. Beschriftungen, Attribute) ergänzt werden. Beispiele für derartige Modellierungssprachen zur sogenannten grafischen Modellierung sind das Entity-Relationship-Model, die Unified Modeling Language oder die Business Process Model and Notation. Die entsprechenden grafischen Modelltypen werden vielmals auch als Diagramme bezeichnet und der Begriff Diagramm als Synonym für den Begriff grafisches Modell interpretiert. Die betrachteten Modelltypen weisen neben der grafischen Darstellung in Form von Diagrammen mit ihrer Graphstruktur eine weitere Gemeinsamkeit auf: Grundlage für die Darstellung ist jeweils die Verbindung von spezifischen Knoten durch bestimmte Kanten. Im Kern handelt es sich bei den betrachteten Artefakten demnach um graph-basierte, grafische Modelle (oder graph-basierte Diagramme).

E-Assessment für die grafische Modellierung: Um mit einem E-Assessment auch die Bewertung grafischer Modelle als Artefakte abdecken zu können, wird eine fachspezifische Erweiterung benötigt, die in erster Linie die folgenden drei Punkte berücksichtigt:

  1. Es muss ein Eingabewerkzeug vorhanden sein, welches die Modellierungssprachen unterstützt, die in der jeweiligen Veranstaltung behandelt werden.
  2. Es muss individuell festgelegt werden können, ob das Eingabewerkzeug den Anwender bei der Auswahl der passenden Modellierungselemente und der Erstellung zulässiger Verbindungen unterstützt. Bei den gängigen Modellierungswerkzeugen ist diese Form der Unterstützung häufig voreingestellt. Dadurch können Lernziele, die sich auf die Kenntnis syntaktischer Regeln einer Modellierungssprache beziehen, nicht abgedeckt werden. Dieser Aspekt muss bei der Umsetzung des Eingabewerkzeugs entsprechend berücksichtigt werden, um hier eine individuelle Einstellung zu ermöglichen.
  3. Für die automatisierte Bewertung von grafischen Modellen müssen anspruchsvolle Algorithmen entwickelt werden, die durch konfigurierbare Bewertungsschemata individuelle Präferenzen berücksichtigen können. Bei der technischen Umsetzung der automatisierten Bewertung ist die gemeinsame Graphstruktur der betrachteten grafischen Modelle ein großer Vorteil. Denn dadurch ist es möglich Ansätze für die Bewertung von Modellen einer bestimmten Modellierungssprache auf weitere Modellierungssprachen zu übertragen. Außerdem können für bestimmte Aspekte wie z.B. Modellverständlichkeit sogar gänzlich sprachübergreifende Analyseverfahren auf Basis graph-basierter Diagramme entwickelt werden.

Diesen (technischen) Herausforderungen möchte sich das Projekt KEA-Mod stellen. Das Ziel ist die Entwicklung einer universell angelegten E-Assessment Plattform für die grafische Modellierung. Diese Plattform soll erweiterbar sein und grundsätzlich in vielen verschiedenen Veranstaltungen in den eingangs genannten Fachgebieten zum Einsatz kommen können.

Kompetenzorientierung: Neben der Bewältigung der technischen Herausforderungen bei der Entwicklung der KEA-Mod-Plattform müssen im Sinne des Constructive Alignment zwingend auch didaktische Aspekte rund um den Einsatz des E-Assessment berücksichtigt werden. Dazu gehört die Beschäftigung mit der zentralen Frage:

Welche Kompetenzen sollen Studierende in Bezug auf die grafische Modellierung erwerben und mit welchen Aufgabentypen können diese Kompetenzen überprüft werden?

Die Ergebnisse aus der Beantwortung dieser Frage sind aus zweierlei Hinsicht relevant. Einerseits sollen darüber Lücken im traditionellen Aufgabenspektrum identifiziert werden. Andererseits sollen sie das zu entwickelnde E-Assessment kritisch evaluieren. Beispielsweise werden Rückschlüsse darauf ermöglicht, welche Kompetenzen sich auf Basis einzelner, von Studierenden erstellter grafischer Modelle grundsätzlich überhaupt messen lassen. Hier kommt im KEA-Mod Projekt die Expertise des Verbundpartners aus der Hochschuldidaktik im Bereich des kompetenzorientierten Prüfens zum Tragen.

Austausch und Transfer: Ein offener Meinungsaustausch und Feedback aus der Community der Fachgebiete wird während der Projektlaufzeit durch Publikationen, Umfragen und eigenständige Veranstaltungen auf wissenschaftlichen Konferenzen durchgeführt (z.B. Workshops). Die KEA-Mod Plattform wird bereits während der Projektlaufzeit in der Transferphase an weiteren Hochschulen im deutschsprachigen Raum zum Einsatz kommen und dabei evaluiert werden.

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