BODEN BEGREIFEN: Räumlich-zeitliche Flexibilisierung und Individualisierung des Lernens in der Bodenkunde durch eine optimierte Kombination von digitalen Medien mit traditionellen Lehrformen an der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU)

Nähere Beschreibung des Projekts

1. Einleitung

Die speziell seit 2003 stark gestiegenen Studierendenzahlen an der BOKU (von ca. 4.500 auf über 13.000) sowie die Entwicklung neuer Lehrveranstaltungen haben auch im Fachbereich der Bodenkunde innerhalb weniger Jahre zu einer Vervielfachung der Studierendenzahlen in vielen Kursen geführt. Zeitgleich kam es im Zuge des Bolognaprozesses und der damit verbundenen Steigerung des englischsprachigen Lehrangebots zu einer starken Veränderung und Diversifizierung des Vorwissens der Studierenden. Infolgedessen mussten viele Lehrveranstaltungen, die aufgrund der zunächst geringen Teilnehmer/innen-Zahlen in einem individuellen, seminarartigen Format durchgeführt wurden, sehr rasch hinsichtlich der Art der Vermittlung und der Wissensüberprüfung umgestellt werden. Im Wesentlichen führte dies zu einem höheren Frontalanteil (Vorlesungscharakter) und neuen Prüfungsmodi, d.h. weg von mündlichen oder offenen schriftlichen Prüfungen zu automatisch scanbaren Multiple/Single Choice Tests. Dadurch wurde insbesondere auch die Möglichkeit für Feedback zu den Lernleistungen stark reduziert. Ein weiteres Problem ergab sich aus der steigenden Zahl von Fächern, welche in mehreren Curricula (tlw. mehr als sechs) genutzt werden. Im Zusammenwirken mit der Raumnot führte dies zu einer Verminderung der Studierbarkeit. Eine effiziente Koordination der Stundenpläne mit der persönlichen Zeiteinteilung der Lehrenden ist unter diesen Voraussetzungen mit dem klassischen Lehr- und Lernansatz mit weitgehend durchgängiger Präsenz von Lehrenden und Lernenden de facto unmöglich geworden. Infolge der Vielzahl von Kursen mit Verankerung in zahlreichen, sehr unterschiedlichen Curricula, insbesondere auch in internationalen, englischsprachigen war die Bodenkunde von dieser Entwicklung vermutlich besonders betroffen. Infolge dieser Rahmenbedingungen ist es Studierenden auch bei bestem Willen kaum mehr möglich, durchgängig in Lehrveranstaltungen präsent zu sein. Daraus ergibt sich, dass Lehrveranstaltungen mit einem hohen (oder ausschließlichen) Anteil an Frontalvorlesungen, selbst wenn man versucht, Diskussion zu fördern, zunehmend ineffizient im Hinblick auf die Interaktion zwischen Lehrenden und Lernenden und den Lernerfolg wurden. Nach langer Vorbereitungszeit sind seit Beginn des Wintersemesters 2016/17 nunmehr fünf Lehrveranstaltungen komplett umgestellt. Die Arbeit an der Entwicklung ähnlicher Angebote in weiteren vier Lehrveranstaltungen läuft bereits und eine Umsetzung soll noch im Sommersemester 2017 erfolgen.

2. Überblick über die betroffenen Lehrveranstaltungen und allgemeine Beschreibung der Ziele/Maßnahmen

Bei den betroffenen Vorlesungen handelt es sich um Vorlesungen (VO: Soil Protection, Rhizosphere Processes), Vorlesungen mit integrierten Übungen (VU: Biogeochemistry of Soils, Soil Pollution and Remediation) sowie um eine Vorlesung mit Exkursion (VX: Soil Science Refresher). Bei den Vorlesungen war es das Ziel vor allem die reine Frontalvorlesung durch eine entsprechende Digitalisierung der Inhalte und Lernmethoden zu flexibilisieren und zu individualisieren. Inhalte die bisher in der Frontalvorlesung ausschließlich in Form von Power-Point-Vorträgen gezeigt wurden (Erosion, Verdichtung, etc.) können nun zusätzlich von den Studierenden an von ihnen selbst gewählten Orten selbst identifiziert und dokumentiert, und in Folge digital über die E-Learning-Plattform (mittels der Moodle-Aktivität „Workshop“) an die Peers und die Lehrenden übermittelt werden. Zusätzlich wurden persönlichkeitsentwickelnde bzw. kreativitätsfördernde Aufgaben (z.B. Entrepreneurship-Aufgaben wie die Entwicklung eines fiktiven Produktblattes) integriert und zur Wahl für selbständige Ausarbeitung angeboten. Das Verfassen von projektbasierten Arbeiten im Zuge der Vorlesung mit genauen Vorgaben für Inhalt und Umfang sowie der Verwendung aktueller wissenschaftlicher Literatur und spezifischer Informationen aus dem Freiland, inklusive Fotodokumentation, zielt auf die Förderung des selbständigen wissenschaftlichen Arbeitens bzw. der Förderung der Kompetenz des Verfassens von wissenschaftlichen Berichten und Arbeiten ab. Anhand des durch vordefinierte Kriterien durchgeführten Peer-Review-Prozesses wird ein professioneller Blick auf die Darstellung von Forschungsergebnissen anderer geübt. Die Ergebnisse des Peer-Reviews werden danach von den Lehrenden überprüft, gegebenenfalls angepasst bzw. korrigiert und wieder an die Studierenden zurückübermittelt. Im Zuge der Bewertung der Arbeiten durch das Lehrenden-Team werden die Texte auch auf Plagiate untersucht. Am Abschluss werden dann in einigen der Vorlesungen in Kleingruppen die Ergebnisse anhand von Präsentationen bzw. Postern (mit vorgegebenen Formaten) präsentiert, wobei explizit auch auf Hinweise aus dem Peer-Review-Prozess eingegangen werden muss. Dadurch werden neben der Erarbeitung des fachlichen Inhalts auch unterschiedliche Präsentationsformen wissenschaftlicher Ergebnisse praktiziert und geübt, sowie der Fokus auf das Wesentliche und die Einbeziehung des Feedbacks anderer stimuliert. Eine weitere digitale Komponente, die speziell für die Bodenkunde-Vorlesungen entwickelt wurde, waren attraktive Selbstlern-Quizzes zur Bodenklassifikation nach international anerkannten Schemata mit automatisiertem Feedback, deren finale Resultate nach dreimaligem Versuch an die BOKUlearn-Plattform bzw. direkt per E-Mail an die Lehrenden übermittelt werden. Diese Kurse wurden mittels der Software iSpring in PowerPoint erstellt und im SCORM-Format in den BOKUlearn-Kurs eingebunden. Grundsätzlich können diese Dateien auch unabhängig z.B. im .exe-Format erstellt und versendet werden, und der/die Lehrende erhält bei Durchlaufen des Tests die finalen Antworten sowie eine Dokumentation der durchgeführten Interaktionen des Studierenden mit dem Quiz per E-Mail. Die Gesamtbeurteilung der Studierenden setzt sich aus unterschiedlichen bewertbaren Komponenten ihrer Arbeit zusammen (Stichwort „Blended Assessment“), die zu Beginn der Lehrveranstaltung an die Studierenden eindeutig kommuniziert werden. Als summativer Testabschluss der Vorlesungen wird offline ein Multiple-Choice-Test durchgeführt, der mit ca. 36 bis 50 Prozent zur Gesamtnote beiträgt. Andere bewertete Komponenten sind die schriftliche Erfüllung der gestellten Aufgaben (mit ca. 30% in der Gesamtnote berücksichtigt), das Durchlaufen der Selbstlern-Quizzes, wobei hier drei Wiederholungsmöglichkeiten vorgesehen sind (mit 25% in der Gesamtnote berücksichtigt), die Teilnahme am Peer Review, die Gestaltung des Posters bzw. der Präsentation und die Performance beim Präsentieren und beim Vorstellen und Diskutieren der Ergebnisse, die jeweils mit ca. 10% zur Note beitragen. Angepasst an die fachlichen Inhalte wurden ähnliche Formate für die Lehrveranstaltungen mit integrierten Übungen bzw. Exkursion entwickelt.

Gestaltungsprinzipien der digitalen Organisation der Inhalte und sozialen Interaktionen auf der Lernplattform

Ein grundsätzlicher Fokus der Digitalisierung der Vorlesungen war die Verbesserung der Navigierbarkeit, Übersichtlichkeit und Benutzerführung in Moodle-basierten Onlinekursen. Dies wurde durch eine vereinfachte Navigationsoberfläche mit Bildern zu den jeweiligen Kapiteln sowie Links zu den wichtigsten Hintergrundinformationen zur Vorlesung und eine interaktive Gesamtübersicht der Termine zur besseren Orientierung der Studierenden erreicht. Die Umsetzung erfolgte unter Verwendung der in Moodle zur Verfügung stehenden html-Programmierung. Schlussendlich wurden alle in Moodle typischerweise vertikal untereinander angeordneten digitalen Inhalte (die bei größeren Kursen zum sog. „Scroll-to-death“-Phänomen führen) durch eine entsprechende Einstellung ausgeblendet und durch die vereinfachte oben beschriebene Navigationsstruktur ansprechbar gemacht. Der Inhalt der PowerPoint-Präsentationen wurde in MOOC-artigem Lernformat im Moodle-Arbeitsmaterial „Buch“ in übersichtlich und thematisch organisierten und einfach navigierbaren sowie mit Medien zu ergänzenden Kapiteln organisiert. Das „Buch“ kann als aktuell gehaltene und laufend erweiterbare Lernressource von den Studierenden als PDF, bzw. grundsätzlich auch als ePub3 mit allen Medien heruntergeladen werden. Diese Vorgangsweise unterstützt die Entwicklung und Pflege eines digitalen „Skriptums“, das durch den möglichen Export in das ePub3-Format grundsätzlich auch für eine weitere interaktive Nutzung auf einem ePub-Reader durch die Studierenden zur Verfügung gestellt werden kann. Die Vorlagen der Aufgaben wurden mit entsprechenden Anleitungen online zum Download angeboten. Wenn eine bessere Verteilung der Studierenden auf alle möglichen Aufgabenstellungen erreicht werden sollte, wurde die digitale Auswahl eines Themas über die Verwendung der Moodle-Aktivität „Abstimmung“ mit einer vorgegebenen Zahl an Teilnehmenden organisiert. Peer Reviews wurden, wie oben beschrieben, mittels der Moodle-Aktivität „Workshop“ umgesetzt. Attraktive Selbstlern-Quizzes wurden, wie oben beschrieben, mittels der Software iSpring entwickelt, und im SCORM-Format eingebunden. Drei Foren ermöglichen unterschiedliche soziale digitale Interaktionsmöglichkeiten. Durch das verpflichtend abonnierte Benachrichtigungsforum können vom Lehrenden-Team Nachrichten an alle Studierenden übermittelt werden. Ein weiteres Forum steht den Studierenden für Diskussionen mit den Studienkollegen bzw. allgemeine Fragen an das Lehrenden-Team zur Verfügung. Durch eine spezielle Vorgangsweise (Anlegen von Gruppen mit je einer Person) wird die Moodle-Aktivität „Forum“ auch zur persönlichen Kommunikation einzelner Studierender mit dem Lehrenden-Team verwendet, und so der persönliche E-Mail-Verkehr an immer unterschiedliche Personen des Lehrenden-Teams reduziert und die persönlichen Anfragen stehen so einer gemeinsamen Beantwortung durch das Lehrenden-Team zur Verfügung.

3. Zusammenfassung & Diskussion

Die entwickelten Lehr- und Lernmethoden basieren auf einer optimierten Kombination digitaler mit traditionellen Lehr- und Lern- bzw. Interaktionsformen. Im Fokus standen dabei die Flexibilisierung und Individualisierung des Lernens, um auch größeren und vor allem auch diverseren Lerngruppen eine optimale Lernmöglichkeit zu bieten. Ein wesentlicher Aspekt dabei ist in jedem Fall, dass ein Teil der Lernziele durch weitgehend selbständige Auswahl des Studienobjekts (z.B. ein beliebiges Bodenprofil in der Landschaft, selbst gewählte Landschaftsquerschnitte mit unterschiedlichem Grad von Erosionsschäden etc.) erreicht werden kann und in die Bewertung des Lernerfolgs einbezogen wird. Dies erfordert freilich die vorherige Definition und Ausarbeitung eines entsprechenden Angebotes an individualisierbaren Aufgabenstellungen, die Entwicklung eines entsprechenden Prüfungskonzepts und die technische und digitale Verknüpfung und Organisation der Aktivitäten und Interaktionen über eine Lernplattform. Zusammen mit der räumlich-zeitlichen Entkoppelung von fixen Hörsaalterminen führt dies – bestätigt durch das Feedback der Studierenden – zu einem lustvolleren Lernerlebnis und damit einer besseren Verfestigung der Lerninhalte. Die individuelle Beschäftigung mit dem „eigenen Projekt“, und dies teilweise auch im Freiland, mit Feedback durch Peers und Lehrende, ermöglicht eine effizientere Verknüpfung von theoretischen Lerninhalten aus dem Vorlesungsteil und Anwendungen des Wissens auf konkrete Situationen.