Automatisierte Kompetenzmessung und Feedbackerzeugung zum Objektorientierten Programmieren

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Goedicke; Professor Dr. Johannes Krugel
• Fachliche Zuordnung: Softwaretechnik und Programmiersprachen ; Allgemeines und fachbezogenes Lehren und Lernen
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 412374068

Auf der Basis des bisherigen Projektverlaufs ist es gelungen, durch die didaktische und empirische Analyse von studentischem Programmcode Kompetenzkandidaten zu identifizieren und auf diese Weise die automatisierte Analyse und Bewertung von Programmcode als Lösung von Programmieraufgaben mit der evidenzbasierte Definition und Messung von Kompetenzen zur objektorientierten Programmierung zu verknüpfen. Damit ist die wissenschaftliche Grundlage gelegt, um entsprechende Assessment-Items zu erstellen und in der Lehre einzusetzen. Gleichwohl erfordert der erfolgreiche Einsatz dieser Items die empirische Validierung der bisher gefundenen Kompetenzkandidaten und insbesondere auch die Untersuchung der Wirkung dieser Items und des darauf basierenden, automatisch erstellten, kompentenzorientierten Feedbacks. Zudem kann die Ableitung von Kompetenzkandidaten mit den bisherigen Ergebnissen keineswegs als abgeschlossen betrachtet werden, sodass mit der im bisherigen Projektverlauf erfolgreich etablierten Methode noch weitere Kompetenzkandidaten abgeleitet und zugehörige Items zur Kompetenzmessung definiert werden können und sollen. Das Projekt verfolgt damit sowohl fachdidaktische als auch bildungstechnologische Ziele. Im fachdidaktischen Teil steht die Ableitung weiterer Kompetenzkandidaten sowie die empirische Validierung der bisher gefundenen Kompetenzkandidaten im Vordergrund, gefolgt von der Untersuchung des wechselseitigen Zusammenhangs von automatisiertem Feedback und Qualität der eingereichten Lösungen. Der Einsatz der Items wird umfangreiche Daten erzeugen, die Rückschlüsse auf Wissenslücken oder Fehlvorstellungen erlauben. Die Analyse von hilfreichem Feedback wiederum erlaubt Rückschlüsse über die Art und Struktur der Kompetenzdefizite, die das Feedback ausgelöst haben sowie über die Qualität und Funktionsweise der Items. Dabei sollen durch die mehrjährige Projektlaufzeit im Vergleich kommender Semester und existierenden Datensätzen neben den kurzfristigen Effekten auch semesterübergreifende Effekte in den Blick genommen werden, um Abnutzungseffekte durch den mehrjähigen Einsatz identischer Aufgaben beobachten zu können. Im bildungstechnologischen Teil der Zielsetzung steht die fachspezifische Weiterentwicklung technischer Verfahren im Vordergrund, die sowohl die Unterstützung für die didaktische Analyse großer Mengen von Programmcode als auch die automatische Erzeugung spezifischen, kompetenzorientierten Feedbacks betrifft. Dabei wird angestrebt, die für den didaktischen Teil notwendige qualitative Analyse studentischen Programmcodes soweit zu automatisieren, dass Mechanismen zur Erkennung von Wissenslücken, Fehlvorstellungen und Kompetenzdefiziten fester Bestandteil des eingesetzten E-Assessment-Systems JACK werden können und somit die Weiterentwicklung kompetenzorientierten Feedbacks über das Ende der Projektlaufzeit hinaus ermöglicht wird vor allem auch im Alltagsbetrieb einer Vorlesung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Michael Striewe