vernetztes

1. vernetztes Studium Chemie Jost T. Bohlen IuK Herbsttagung Blaubeuren, 24.10.2000

2. Statt Lernen auf Vorrat Lösungsorientiertes Lernen • Problem: • Reale Problemstellungen sind häufig komplex • Problemlösungen erfordern Kenntnisse aus unterschiedlichen (auch nicht-chemischen) Bereichen • Kenntnisse auf Vorrat zu schaffen ist nicht ökonomisch • Lösung: • Nutzung aller Informationsquellen und - technologien • Entwicklung systemanalytischer Fähigkeiten • Kompetentes Informationsmanagement • Erarbeiten/Üben praxisnaher Problemlösungen

3. vernetztes Studium Chemie Das Vernetzte Studium - Chemie verfolgt folgende Ziele - Vernetzung der Lehrinhalte in den Fächern. - Interdisziplinäre Vernetzung. - Vernetzung zwischen Lehrenden und Lernenden. - Vernetzung der Bildungs- und Ausbildungssysteme - Nutzung neuester Information in Ausbildung und Beruf. - Einsatz aller Medien zur Wissensvermittlung („pre-lab“, interaktive Vorlesung). Technik als Mittel zum Zweck

4. vernetztes Studium Chemie Umsetzungskonzept: Flexibilität durch Vernetzung - Interaktive Vorlesungssysteme, Dozent wird zum Moderator - Exploratives Lernen ersetzt Frontalpräsentationen - Multimediale Praktikums- und Übungshilfen, Bereitstellung lernförderlicher Infrastruktur - Visualisierung und Simulation komplexer Zusammenhänge - Lerntrajektorien - Verkettung von Wissensmodulen

5. vernetztes Studium Chemie AllgemeineChemie An- organische Chemie Biochemie Organische Chemie Technische Chemie Analytische Chemie Physikalische Chemie Vernetzung der Fächer

6. vernetztes Studium Chemie Chemie Pharmazie Biologie Betriebs-wirtschaft Neue Werkstoffe Medizin Patent- wesen Physik GesundheitErnährungUmwelt Vernetzung der Wissenschaften

7. vernetztes Studium Chemie Berufspraxis Berufspraxis Nicht-chemisches Zusatzstudium (Jura, Betriebswirtschaft,Journalismus, ...) • Spezialisierungsstudium Chemie • 4 Semester, anwendungsorientiert • Abschluß MSc. Würzburger Modell Forschungsnachwuchs • Graduiertenstudium • 4 + n Semester, • Forschungsorientiert • Abschluß Promotion • Basisstudium Chemie • 6 Semester, Abschluß Bachelor

8. vernetztes Studium Chemie Fach 1 Pool Fach 2 Fach 1 Fach 2 Klassisch: vertikaler Aufbau der Einzelfächer Neu: Vernetzung gemeinsamer Inhalte

9. vernetztes Studium Chemie Umsetzung- Projektstruktur 9 Fächer der Chemie (+4) 13 Teilprojekte Fachübergreifende Unterprojekte 16 Teilprojekte gesamt: 29 Teilprojekte durchgeführt von 16 Hochschullehrern (Fachgebiete) 13 Universitäten 8 Bundesländer und FIZ CHEMIE BERLIN (technische und organisatorische Leitung) gefördert durch das mit 42 Mio DM

10. vernetztes vernetztes Studium Studium Chemie Chemie Kontrollgremien KURATORIUM ... BEIRAT KOORDINATOR 1 KOORDINATOR 2 KOORDINATOR 9 TEILPROJEKTE TEILPROJEKTE TEILPROJEKTE TEILPROJEKTE TEILPROJEKTE TEILPROJEKTE KOORDINATOREN TEILPROJEKTE TEILPROJEKTE TEILPROJEKTE Projektstruktur

11. vernetztes Studium Chemie Aufgabenverteilung FIZ CHEMIE Projektleitung Technische und logistische Basis Koordination der internationalen Kontakte Vermarktung Hochschulen Erstellung der Wissensmodule Erarbeitung von Lerntrajektorien Evaluierung der Ergebnisse in der Lehre Internationale Kooperationen

12. vernetztes Studium Chemie Vernetzungstechnologie

13. Vorgaben • Bindung an vorhandene Kompetenzen Das FCH ist eine auf die Beschaffung, Verwaltung und Verteilung von Chemiedaten spezialisierte Institution. • Freiheit der Didaktik Die Ansprüche unterschiedlicher didaktischer Lehrvorstellungen müssen, gegebenenfalls auch für unterschiedliche Zielgruppen, bedienbar sein. • Werkzeuge für die Ausbildung Dozenten sollen ein einfach zu bedienendes Werkzeug erhalten, um auch ohne Erfahrungen in der Multimediaprogrammierung rasch zielgerichtete Lehreinheiten erstellen zu können.

14. Vorgaben • Der Lernende entscheidet Der Student soll einerseits Auswahlmöglichkeiten bezüglich seines Lernpfades erhalten, andererseits ist die assistierte, vorlesungsorientierte Lehre dem Springen durch unterschiedliche Themenbereiche vorzuziehen. • Vermeidung von Redundanz Redundante Lehrmodule werden aufgrund der Lehrstruktur vermieden (Verkürzung von Studienzeiten, “Knotendenken“, Wiedererkennung).

15. Vorgaben • Weltweite Verfügbarkeit Alle Lernmodule sind online, d.h. von beliebigen Systemen an beliebigem Ort der Welt aus erreichbar. • Integration weltweiter (Chemie)-Daten Die weltweit verfügbaren (Chemie)-Datenbestände werden auf unkomplizierte Art und Weise ins Projekt integriert. • Einheitliches Gesamtbild Das Erscheinungsbild des Gesamtkomplexes soll einheitlich sein. Alle Lernobjekte müssen unter einer gemeinsamen Oberfläche vereint werden.

16. Konsequenzen

17. Fraktalisierung Große monolithische Lehrkapitel werden in kleinste Lernobjekte aufgebrochen und für den Einsatz in elektronischen Lernsystemen aufbereitet. ...

18. Metadaten Jedem Lernobjekt werden zwei formale Beschreibungsdateien zugeordnet. Diese werden als primärer und sekundärer Header bezeichnet. Während zwischen Objekt und primärem Header eine 1:1 Beziehung besteht, können mehrere sekundäre Header auf einen primären referenzieren. Sekundäre Header (SH) Primärer Header (PH) Lernobjekt

19. Primärer Header In den primären Header, der zusammen mit dem Objekt in einer Datenbank abgelegt wird, schreibt der Autor eine exakte inhaltliche und konzeptionelle Beschreibung der eigentlichen Lehrinhalte. Jedes Lernobjekt ist damit eindeutig im Gesamtprojekt klassifiziert und einem Autor zugeordnet. Der Header benutzt das XML Format, einen offenen, erweiterbaren Standard zum Datenaustausch.

20. Sekundärer Header Der sekundäre Header (SH) übernimmt einen Teil der Informationen aus dem primären Header. SH stellen die eigentlich Bausteine des vom FCH entwickelten Lehrbaukastens dar. Mit Hilfe der SH, die neben Informationen zum Lernobjekt strukturelle Anweisungen enthalten, können von den beteiligten Hochschullehrern immer neue, zielgerichtete Trajektorien erstellt werden.

21. Konzeption einer Lehreinheit Das ursprüngliche Lehrmaterial wird in kleine Lernobjekte gesplittet und mit Metainformationen versehen. Das so aufbereitete Lehrmaterial kann damit über die sekundären Header in einen initialen Planungsbaum gegliedert werden.

22. Neue Trajektorien - Baukastenprinzip Stoffgebiet 1 Neue Trajektorie Stoffgebiet 2

23. Werkzeuge Servertechnologie Benutzerschnittstellen

24. Autorenwerkzeuge Die Autoren im Projekt werden durch grafische Werkzeuge unterstützt. Diese Autorenwerkzeuge ermöglichen eine rasche Suche nach geeigneten Lehrobjekten über das gesamte Projekt.

25. Servertechnologien Das FCH entwickelt serverseitige Programme zur Bereitstellung der Lerninformationen und zur Benutzerverwaltung. Im Zentrum steht, neben den Datenbanken, die Ablaufumgebung, ein Programm zur Bereitstellung der Lerninhalte sowie der Darstellung der Trajektorien unter einer gemeinsamen Oberfläche.

26. Benutzerschnittstellen Auch der Student kann eigenständig Trajektorien zusammenstellen, Kapitel integrieren oder aus dem Lernpfad entfernen. Im Glossar erhält der Benutzer Kurzinformationen und Hinweise zu weitergehenden Informationen. Die Benutzerschnittstelle beinhaltet auch eine chemie-spezifische Suchmaschine.

27. Zusammenfassung Techniken und Inhalte Datenformate Autorenwerkzeuge Servertechnologie Benutzeroberflächen Module Multimediale Anwendungen „Goldene“ Trajektorien