Chancen und Risiken automatischer Überprüfung von Übungen

Übung ist ein wichtiger Bestandteil des Lernprozesses, auch in der Ausbildung von Mechatronikern. Dies wird durch die große Anzahl von Übungsangaben und dazugehörigen Musterlösungen in vielen Büchern belegt (in der Programmierausbildung z.B. in der Serie ‚How to Program’ von Deitel & Deitel). Bei Informatikaufgaben ist die Lösung ein Algorithmus, der aus mehreren Schritten besteht. Ein Vergleich mit einer vorgegebenen Musterlösung ist für die Studierenden schwierig.Computer-basierte Tools erlauben eine automatische Überprüfung von Programmen oder Programmteilen. Diese unterstützen die Unterrichtenden durch Zeiteinsparung bei den Korrekturen, erhöhen aber gleichzeitig durch die Unmittelbarkeit des Feedbacks und die Möglichkeit, selbstständig zu üben, auch den Lerneffekt für die Studierenden. Vorbedingung dafür sind aber viele Übungsaufgaben mit klaren (eindeutigen, standardisierten) Formulierungen. Computer-unterstützte Tools nehmen aber die Auswahl der Übungsaufgaben nicht vorweg. Bei der Auswahl der Übungen müssen viele Aspekte berücksichtigt werden, zum Beispiel:- Anzahl, Inhalt und Umfang der Aufgaben- Vorkenntnisse der Studierenden und Gruppezusammensetzung (heterogen oder eher homogen)Viele Übungsaufgaben erlauben zwar eine Anwendung des neuen Stoffs in kleinen Aufgabenstellungen, die Auswahl muss aber auch den Lehrerfolg sichern, Studierende ermutigen, selbständig zu üben und sicherstellen, dass diese später in der Lage sind, das Gelernte bei immer komplexer werdenden Übungsaufgaben, im weiteren Studium und für ihre zukünftige Arbeit anzuwenden. Hier hilft einerseits, die Übungsaufgaben an die Kenntnisse der Studierenden anzupassen, aber auch die Anwendung in der Arbeit durch fachspezifische Übungsaufgaben darzustellen.Die Erkenntnisse wurden auf Basis der Einführung einer Umgebung für Programmierübungen für Anfänger mit automatischen Überprüfungen gemacht, die zum ersten Mal für die Ausbildung von Ingenieuren verwendet wurde. Dadurch wurde klar, wie wichtig es ist, die Problemstellungen zusätzlich fachspezifisch zu definieren bzw. anzupassen. Hier bringen zum Teil kleine Umformulierungen große Verbesserungen mit sich. In der Präsentation werden die Übungsumgebung vorgestellt, Entscheidungsprozesse bei der Auswahl der Übungsaufgaben diskutiert sowie Beispiele von verbesserten Übungsaufgaben gezeigt. Die Erkenntnisse sind auch für andere Anwendungsbereiche relevant.