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Besser verbessern

15.04.2019

Üben, üben, üben. So lernen viele Anfänger das Programmieren. Wie Computer sie dabei am besten unterstützen können, untersuchen Forscher vom Softwaretechnik-Institut paluno an der Universität Duisburg-Essen (UDE) gemeinsam mit ihren Didaktik-Kollegen von der TU München.

Die automatisierte Bewertung von Übungen und Prüfungsleistungen ist ein entscheidendes Mittel, um vielen Menschen eine gute Programmierausbildung zu ermöglichen: Sie kann einerseits Lehrpersonen an Schulen und Universitäten von der aufwändigen Korrekturarbeit entlasten, damit sie mehr Zeit für die eigentliche Kompetenzvermittlung haben. Andererseits ermöglicht sie Online-Angebote mit sehr hohen Teilnehmerzahlen, sogenannte MOOCs (Massive Open Online Courses).

Bisher zielte die Entwicklung von Systemen zur automatisierten Bewertung allerdings hauptsächlich auf eine möglichst umfassende Aufdeckung von Fehlern im Code. Doch um möglichst gut aus Fehlern zu lernen, ist didaktisch fundiertes Feedback ebenfalls wichtig – vor allem, wenn die automatisierte Bewertung das persönliche Feedback zum Teil ersetzen soll.

Im Projekt AkoFoop* wird daher die Grundlagenforschung an Systemen zur automatisierten Bewertung mit der Beforschung grundlegender Informatik-Kompetenzen verknüpft. Die beteiligten Forscher wollen analysieren, welche Kompetenzen für die objektorientierte Programmierung nötig sind und welche Defizite und Lernbarrieren häufig vorkommen.  Auf diesen Erkenntnissen aufbauend werden sie ein System entwickelt, das die individuellen Kompetenzen eines Lernenden anhand der eingegebenen Lösungsversuche von Programmieraufgaben misst. Das System soll dadurch in der Lage sein, wirkungsvolles Feedback zurückzugeben, damit Programmieranfänger ihre Kompetenzlücken selbständig schließen können.

Mit den Forschungsgruppen von Prof. Dr. Peter Hubwieser (TU München) und Prof. Dr. Michael Goedicke (UDE) haben sich in AkoFoop zwei Partner zusammengetan, die über große Expertise im Bereich der Programmierausbildung verfügen. So spielten die Münchener eine maßgebliche Rolle beim Aufbau des Schulfaches Informatik in Bayern und haben intensiv an Programmierkursen für Hochschulanfänger geforscht. Am Institut paluno der Universität Duisburg-Essen hat die Gruppe von Prof. Goedicke das System JACK entwickelt, das Programmieraufgaben in der Sprache Java prüft und an der UDE auch in anderen Fächern, wie der Mathematik, angewendet wird. Es ist seit 10 Jahren bei Testaten und Übungen im Einsatz. „JACK wird in dem Projekt eine zentrale Rolle spielen, um die Fehler von studentischen Lösungen zu analysieren und die Wirkung von kompetenzbasiertem Feedback zu untersuchen“, sagt Dr. Michael Striewe von paluno. „Die Ergebnisse des Projekts können wir nutzen, um JACK weiter zu verbessern.“

AkoFoop* wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft für zwei Jahre unter der Projektnummer 412374068 gefördert.

*Automatisierte Kompetenzmessung und Feedbackerzeugung zum objektorientierten Programmieren

Über JACK

JACK ist ein server-basiertes System für die Durchführung computergestützter Übungen und Prüfungen mit automatischer Bewertung und Feedback-Generierung. Informationen zu JACK finden Sie auf der Website der Arbeitsgruppe „Spezifikation von Softwaresystemen“ von Prof. Dr. Michael Goedicke:

https://www.s3.uni-duisburg-essen.de/jack/index.html