Videobasiertes Flipped-Classroom Konzept - für die Integrierten Lehrveranstaltungen „Digitale Systeme“, „Microcontroller Architectures and Programming“ als auch „Digital Electronics“.

Nähere Beschreibung des Projekts

Bereits vor meiner Lehrtätigkeit an der FH JOANNEUM sammelte ich Erfahrungen mit neuen Lehr- und Lernmethoden als Alternative zum klassischen Frontalunterricht. Dazu zählen unter anderen Flipped-Classroom-Konzepte, wie jene von Salman Khan [4] und dessen Khan Academy [5] oder die Videos des YouTube Kanals CrashCourse [6] der Brüder John und Hank Green. Aufgrund der bis dahin gesammelten theoretischen als auch praktischen Erfahrungen war klar, dass sich nur ein gänzlich veränderter Unterrichtsansatz im Umfeld des Distance-Learnings bewähren kann. Es war daher Ziel, nicht nur die Nachteile des Online-Unterrichts zu kaschieren, sondern ein System zu finden, welches die gegebenen Umstände in einen Vorteil wandelt und welches auch nach dem Ende der Pandemie noch anwendbar ist. Detailplanung und Konzeptgrundsätze: Für die Vorlesung Digitale Systeme sind laut Curriculum vier Semesterwochenstunden, das entspricht 60 Einheiten à 45 Minuten, vorgesehen. Diese 45 Stunden unterteilen sich in 21 Theoriestunden (14 Sessions zu zwei Einheiten) und 24 Übungsstunden (8 Sessions zu vier Einheiten). Die durch die Pandemie vorgegebenen Rahmenbedingungen erlaubten die Planung des Übungsteils als Präsenzveranstaltungen, was den Praxisbezug für die Studierenden wesentlich verbesserte. Für das neue Konzept wurden folgende Grundsätze definiert: • Alle Theorieteile sollen als Video verfügbar sein und selbstständig und so oft wie gewünscht von den Studierenden angesehen werden können. Dabei sollen die Videos stets vorab konsumiert werden und unter keinen Umständen während der Live-Session „ausgestrahlt“ werden. • Der Inhaltliche Umfang der Lehrveranstaltung soll nicht gekürzt werden. • Die Informationsdichte der Videos soll wesentlich höher sein als jene in den Präsenzveranstaltungen. Durch die Entfernung jeglicher Entschleunigung wie Denkpausen, Tafelbilderstellung, Fragen ans Auditorium, etc., sollen ähnlich einem CrashCourse-Video viele Informationen in kurzer Zeit vermittelt werden. • Die 14 Theorieveranstaltungen sollen nach wie vor als Live-Session stattfinden. Dabei sollen Fragen der Studierenden beantwortet werden, anonyme Wissensüberprüfungen stattfinden und Organisatorisches besprochen werden. o Die Wissensüberprüfungen sollen den Studierenden nicht nur den eigenen Lernfortschritt rückmelden, sondern auch den Lehrenden darüber informieren, welche Themen und Konzepte von ihm noch unzureichend vermittelt wurden. o Die Live-Sessions sollten außerdem, soweit möglich, nie an zwei aneinander folgenden Tagen stattfinden, damit genügend Zeit für den Konsum des nächsten Videomaterials bleibt. • Durch die Summe der Zeit aller Live-Sessions und Videolaufzeiten darf kein zeitlicher Mehraufwand für den Studierenden entstehen. o Live-Sessions sollen daher nach Erledigung aller offenen Punkte mit dem Verweis auf die nächsten Videos bewusst früher beendet werden. o Trotzdem soll der/die Lehrende den Studierenden, die vollen 21 Stunden im Hörsaal bzw. im MS-Teams-Raum für Fragen zur Verfügung stehen, auch wenn in dieser Zeit nicht aktiv vorgetragen wird. • Benotete Wissensüberprüfungen vor den Übungseinheiten sollen zusätzlich dazu animieren, dem Verlauf der Lehrinhalte zu folgen. • Die praktischen Übungsteile sollen direkt mit den Theorieteilen in Verbindung stehen, diese wiederholen, festigen und ergänzen. Gegebenenfalls sollen für praktische Tätigkeiten gesonderte Tutorial-Videos erstellt werden. • Die Beurteilung der Übungsbeispiele soll anhand einer vorgefertigten Checkliste als gegenseitige Beurteilung durch die Studierenden selbst erfolgen. o Diese definierte Überprüfung eliminiert die Notwendigkeit von fachlicher Expertise durch den Beurteiler, da diese von Studierendem zu Studierendem sehr unterschiedlich ausgeprägt sein kann. o Infolgedessen sollen die Studierenden lediglich überprüfen, ob und welche Aufgaben erledigt wurden, wie detailliert diese dokumentiert wurden und anhand der Fragestellungen der Checkliste zum Reflektieren ihrer eigenen Arbeitsweise angeregt werden. o Der/Die Lehrende soll die Beurteilungen überprüfen und gegebenenfalls durch seine Einschätzung ergänzen. • Letztendlich sollen die Studierenden in einer schriftlichen Abschlussprüfung ihr erlerntes Wissen und ihre Kenntnisse demonstrieren. Erstellung der Screencast-Videos: Aufbauend auf die existierenden Folien des Vorjahres wurden diese animiert und daraus zeitlich komprimierte Screencast-Videos für den Frontalunterricht erstellt. Der anfängliche Versuch, das Gesprochene zuvor als Text zu entwerfen, wurde nach dem ersten Video aus Zeitmangel wieder verworfen. Alle weiteren Lehrveranstaltungen wurden mittels der Software Screencast-O-Matic [7] frei und synchron zu den Folien eingesprochen. Auf eine aufwendige Videobearbeitung konnte aufgrund der inkludierten Rückspulfunktion verzichtet werden, was den Arbeitsablauf signifikant vereinfachte. Ergebnisse und Ausblick In Summe konnten 21 Stunden Präsenzunterricht in knapp sieben Stunden Videomaterial gepackt werden. Dies entspricht 30min Video pro zwei Theorie-Einheiten. Für die Live-Sessions mit der gesamten Gruppe wurden weitere sieben Stunden in Anspruch genommen. Somit war es den Studierenden möglich, die Videos zweimal in voller Länge anzusehen, ohne den Rahmen von 21 Stunden zu überschreiten. In den Live-Sessions fand signifikant mehr Interaktion mit den Studierenden als im Vorjahr statt. Es wurde mehr gefragt, die Situationen erschienen weniger angespannt, die Studierenden machten bereitwillig an den anonymen und unbenoteten Quiz mit und es wurde auch öfter auf Fehler des Vortragenden aufmerksam gemacht als sonst üblich. Durch eine Modifikation des Videotitels konnte sehr einfach auf gefundene Fehler in den Screencasts hingewiesen werden und die Videobeschreibung durch entsprechende Erläuterung ergänzt werden. Die Videos wurden inklusive eines Errata-Dokuments auch als permanenter Download zur Verfügung gestellt. Die Screencast-Aufzeichnungen können nun in den kommenden Jahren wieder- und weiterverwendet werden. Die dadurch reduzierte Vorbereitungszeit ermöglicht es, die Fragen der Wissensüberprüfungen zu erweitern, einzelne Videos neu zu vertonen, auszutauschen oder zu ergänzen. In Summe sollte so auch wesentlich mehr Zeit zur Betreuung der Studierenden zur Verfügung stehen. Rückmeldungen der Studierenden: Nach dem ersten Prüfungstermin wurden die Studierenden dazu animiert, möglichst zahlreich an den Lehrveranstaltungsevaluierungen teilzunehmen, um ein ausgewogenes Feedback zur Lehrtätigkeit zu erhalten. Um den Standard-Evaluierungsfragebogen zu ergänzen, wurde eine zusätzliche anonyme Evaluierung via Moodle durchgeführt, in welcher „Flipped-Classroom spezifische“ Fragen gestellt werden konnten. Der Rücklauf bei beiden Evaluierungen war mit 15 von 26 Studierenden höher als die bisherigen Beteiligungen. 

Fazit: Durch die Auswahl geeigneter Methoden und Werkzeuge konnte gezeigt werden, dass die gleichen Lehrinhalte auch über digitale Medien in gleicher Zeit und in mindestens gleicher Qualität, aber mit deutlich höherer Motivation und Partizipation vermittelt werden können. Die fortschreitende Digitalisierung der Gesellschaft und die Konkurrenz der verschiedenen Bildungseinrichtungen um die Studierenden machen es unumgänglich, moderne Bildungskonzepte zu erarbeiten und umzusetzen. Dieser Wandel erfordert die notwendige Auseinandersetzung mit den Medien, den Werkzeugen und auch den gesellschaftlichen Veränderungen, mit welchen die Studierenden konfrontiert sind. Letztlich bedeutet dies, dass gut abgestimmte Unterrichtskonzepte erstellt und umgesetzt werden können, die sowohl rein digital oder in einer Mischform aus digitalem und realem Raum zu einer höheren Bildungsqualität beitragen können.

Nachhaltigkeit

Wie bereits oben erwähnt ist die Nachhaltigkeit eines der entscheidenden Vorteile der videobasierten Lehre und eignet sich ins besonders dann, wenn über mehrere Jahre ein und dieselbe Lehrveranstaltung abgehalten werden soll. Wird darauf geachtet, dass in den Videos keine Jahrgangspezifischen oder organisatorischen Informationen enthalten sind, können diese über mehrere Jahre hinweg verwendet werden, ins besonders wenn es sich um theoretische Grundlagen handelt. Vorlesungsteile die den aktuellen Stand der Technik/Wissenschaft enthalten, müssen gegebenenfalls aktualisiert und neu eingesprochen oder zumindest ergänzt werden. In Verbindung mit Fragenpools für online Quiz, Prüfungen und Wiederholungen als auch passenden Übungsteilen kann mit dieser Methode eine Lehrveranstaltung auf lange Sicht aufgebaut und stets inkrementell verbessert werden. Meiner Meinung nach ist die videobasierte Lehre sowohl für theoretische als auch für praxisorientierte Lehre im naturwissenschaftlichen und technischen Bereich (MINT Fächer) problemlos anwendbar. Es ist zusätzlich auch vorstellbar, dass viele Aspekte der Methode auch in anderen Themenbereichen sehr gut Verwendung finden können.