vernetztes
Studium
Chemie
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Studium
Chemie
Jost T. Bohlen
IuK Herbsttagung
Blaubeuren, 24.10.2000
Gefördert durch das
vernetztes
Studium
Chemie
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
Gefördert durch das
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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
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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
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Vernetzung der Fächer
Allgemeine
Chemie
Anorganische
Chemie
Biochemie
Organische
Chemie
Technische
Chemie
Physikalische
Chemie
Analytische
Chemie
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Vernetzung der Wissenschaften
Chemie
Pharmazie
Biologie
Betriebswirtschaft
Neue
Werkstoffe
Medizin
Gesundheit
Ernährung
Umwelt
Physik
Patentwesen
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Chemie
Würzburger Modell
Forschungsnachwuchs
Berufspraxis
Graduiertenstudium
• 4 + n Semester,
• Forschungsorientiert
• Abschluß Promotion
Spezialisierungsstudium Chemie
• 4 Semester, anwendungsorientiert
• Abschluß MSc.
Berufspraxis
Nicht-chemisches
Zusatzstudium (Jura,
Betriebswirtschaft,
Journalismus, ...)
Basisstudium Chemie
•6 Semester, Abschluß Bachelor
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Chemie
Klassisch: vertikaler Aufbau der Einzelfächer
Neu: Vernetzung gemeinsamer Inhalte
Fach 1
Fach 2
Fach 1
Pool
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Fach 2
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Chemie
Umsetzung- Projektstruktur
9 Fächer der Chemie (+4)
Fachübergreifende Unterprojekte
13 Teilprojekte
16 Teilprojekte
gesamt:
29 Teilprojekte
durchgeführt von
und
gefördert durch das
16 Hochschullehrern (Fachgebiete)
13 Universitäten
8 Bundesländer
FIZ CHEMIE BERLIN
(technische und organisatorische Leitung)
mit 42 Mio DM
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Projektstruktur
Kontrollgremien
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KURATORIUM
Chemie
KOORDINATOR
1
KOORDINATOR
2
TEILPROJEKTE
TEILPROJEKTE
TEILPROJEKTE
TEILPROJEKTE
...
TEILPROJEKTE
TEILPROJEKTE
KOORDINATOR
9
BEIRAT
TEILPROJEKTE
TEILPROJEKTE
TEILPROJEKTE
KOORDINATOREN
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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
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Vernetzungstechnologie
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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.
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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).
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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.
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Konsequenzen
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Fraktalisierung
Große monolithische
Lehrkapitel werden in
kleinste Lernobjekte
aufgebrochen und für den
Einsatz in elektronischen
Lernsystemen aufbereitet.
...
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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
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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.
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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.
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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.
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Neue Trajektorien - Baukastenprinzip
Stoffgebiet 1
Neue Trajektorie
Stoffgebiet 2
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Werkzeuge
Servertechnologie
Benutzerschnittstellen
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Autorenwerkzeuge
Die Autoren im Projekt werden durch grafische Werkzeuge
unterstützt. Diese Autorenwerkzeuge ermöglichen eine rasche
Suche nach geeigneten Lehrobjekten über das gesamte Projekt.
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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.
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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 chemiespezifische Suchmaschine.
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Zusammenfassung
Techniken und Inhalte
Datenformate
Autorenwerkzeuge
Servertechnologie
Benutzeroberflächen
Module
Multimediale Anwendungen
„Goldene“ Trajektorien
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