Virtuelle Mitglieder in virtuellen Teams - HilDok .Virtuelle Mitglieder in virtuellen Teams Modellierung,

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  • Virtuelle Mitglieder in virtuellen Teams

    Modellierung, Umsetzung und Evaluation

    eines analytischen Verfahrens

    innerhalb einer CSCL-Umgebung

    Vom Fachbereich III

    (Informations- und Kommunikationswissenschaften)

    der Universitat Hildesheim zur Erlangung des Grades

    eines Doktors der Philosophie(Dr. phil.)

    angenommene Dissertation von

    Glenn Langemeier

    geboren am 12.06.1967 in Alfeld/Leine

  • Hil 2

    Gutachterin: Prof. Dr. Christa Womser-HackerGutachter: Prof. Dr. Eberhard Schwarzer

    Tag der mundlichen Prufung: 15.02.2008

  • fur meine Familie

  • Vorwort

    Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen meiner Lehr- und Forschungstatig-keit am Institut fur Physik und Technik (ehemals Institut fur Physik und Tech-nische Informatik) der Universitat Hildesheim. Diese Tatigkeit begann im Winter-semester 1999 mit einem Lehrauftrag fur die Veranstaltung

    Programmierung in

    Java (Einfuhrung), die ich uber mehrere Jahre regelmaig im Wintersemester inForm eines Programmierpraktikums als Erstsemesterveranstaltung im Bachelor-Studiengang

    Informationsmanagement und Informationstechnologie (IMIT Bsc)

    angeboten und durchgefuhrt habe. Aufgrund der dort zu beobachtenden Probleme,mit denen sich die Teilnehmer in der Regel Anfanger in der Programmierung bei der Bearbeitung von Programmieraufgaben konfrontiert sehen, und dem da-raus resultierenden Bedarf an tutorieller Unterstutzung entstand die Idee zu einemUnterstutzungssystem, das die Teilnehmer bei Problemen der objektorientiertenProgrammierung in Java angemessen unterstutzt, indem es angepassten Supportbietet, so dass weder die Motivation der Lernenden durch zuwenig Hilfe noch derbeabsichtigte Lerneffekt durch zuviel Unterstutzung beeintrachtigt werden.

    Im Rahmen des niedersachsischen ELAN-Projekts entstand das kollaborative Lern-system VitaminL (Virtuelle Teams: Analyse und Modellierung in netzbasiertenLernumgebungen), das zur Durchfuhrung von virtuellen Tutorien und Benutzer-tests verwendet wurde. VitaminL wurde in Kooperation mit dem Institut fur An-gewandte Sprachwissenschaft entwickelt. Einen wesentlichen Anteil an der Ent-wicklung hat mein Freund und Kollege Dr. Ralph Kolle, dem mein spezieller Dankgilt.

    Meine beiden Gutachter und Betreuer, Frau Prof. Dr. Christa Womser-Hackerund Herr Prof. Dr. Eberhard Schwarzer, haben entscheidend zum Gelingen dieserArbeit beigetragen. Sie haben vom Prozess der Themenfindung bis hin zur Fertig-stellung dieser Arbeit stets in gleichem Mae wertvolle Anregungen und Hinweisegegeben wie auch konstruktive Kritik geubt. Ihnen mochte ich hiermit besondersdanken.

    Ein groes Dankeschon geht auch an Herrn Prof. Dr. Stephan Schlickau, der freund-licherweise den Vorsitz der Prufungskommission ubernommen hat. Danken mochteich auch den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Dekanats fur die organisato-rischen Hilfestellungen.

    Weiterer Dank gebuhrt dem Leiter des Instituts fur Physik und Technik, Herrn

  • Prof. Dr.-Ing. Jurgen-Rudiger Bohmer, der mir nicht nur neue, interessante Auf-gaben und Verantwortungsbereiche ubertrug, sondern mir auch gleichzeitig dennotwendigen Freiraum gab, um diese Arbeit erfolgreich fertigzustellen.

    Danken mochte ich auch meinen Kolleginnen und Kollegen, die mit anregendenDiskussionen, nutzlichen Hinweisen und einem angenehmen Arbeitsklima ihrenBeitrag zu dieser Arbeit geleistet haben. Besonders zu erwahnen sind an dieserStelle die Teilnehmer des Promotionsnetzwerks sowie die Mitglieder des Institutsfur Physik und Technik.

    Zu Dank verpflichtet fuhle ich mich auch den Studierenden, die an Benutzerteststeilgenommen haben oder mit Projekt- und Abschlussarbeiten ihren individuellenBeitrag zum VitaminL-Projekt geleistet haben.

    Ein groes Dankeschon geht an meine Lektorin Frau Julia Schluter, die mit jedemgefundenen Rechtschreibfehler zur Verbesserung dieser Arbeit beigetragen hat.

    Mein herzlichster Dank gebuhrt meiner Familie, meinen Freunden und meinenVolleyballern, die mich wahrend meiner Promotionszeit entweder ertragen oderentbehren mussten. Ich danke meinen Eltern, die mich auf meinem ganzen Wegunterstutzt haben. Mein Dank geht auch an meine Schwiegereltern fur ihre steteUnterstutzung. Ganz besonders danke ich meiner Frau Isabell, die mir wahrend derganzen Zeit stets den Rucken freigehalten und die somit diese Arbeit uberhaupterst ermoglicht hat. Ihr und unseren beiden Kindern, Helena und Dominik, istdiese Arbeit gewidmet.

    Hildesheim, im Februar 2008 Glenn Langemeier

  • Zusammenfassung

    Kooperatives Lernen zeichnet sich gegenuber dem individuellen Lernen durcheine Vielzahl von Vorteilen aus. Diese auern sich vornehmlich in einer potentiellerhohten Lernmotivation, welche sich wiederum in einem positiveren Lernerfolgniederschlagt. Daruber hinaus bietet diese Lernform Moglichkeiten zum Erwerbvon Sozialkompetenz und weiteren wichtigen Schlusselkompetenzen wie beispiels-weise Kommunikations- und Kooperationskompetenz.

    Diese Vorteile macht man sich auch in Vorlesungen zur Programmierung zunutze,indem die Vertiefung der theoretischen Lerninhalte mittels praktischer Ubungenund Projektarbeiten in Gruppen erfolgt. Dabei erfahren die Gruppen bei BedarfHilfe durch einen Tutor. Unterstutzt man dieses Szenario unter Verwendung moder-ner Informations- und Kommunikationstechnologien, insbesondere durch die Kom-bination von Gruppeneditoren, Chat-Komponenten und weiteren Werkzeugen dercomputer-vermittelten Kommunikation, so bedeutet dieses einen Ubergang vomtraditionellen Lernen hin zu einem E-Learning-Szenario. Aus dem Tutor wird einTeletutor, aus den Gruppen werden virtuelle Teams, die nunmehr unter zeitlicherund raumlicher Entkopplung miteinander arbeiten und (programmieren) lernen.Fuhrt man diese Entkopplung weiter fort, wird der (menschliche) Teletutor gegeneinen virtuellen Tutor substituiert, der in intelligenten tutoriellen Systemen alsSpezialform des E-Learning dem Lernenden, angepasst an dessen Wissensstand,Unterstutzung anbietet. Fur die Unterstutzung virtueller Teams bedeutet dies eineAnpassung an Teamwissen anstelle von Individualwissen.

    Das VitaminL-System als ein neuartiger Ansatz zur tutoriellen Unterstutzung vir-tueller Teams geht bei der Modellierung von Teamwissen von einem Rollenmodellaus, das alle fur die Zusammenarbeit wichtigen Teamfunktionen in Form von Rol-len definiert. Es wird davon ausgegangen, dass alle Rollen mit unter Umstandenvariierenden Gewichtungen fur die Zusammenarbeit relevant sind. Sollten sichdabei Problemsituationen ergeben, so greift ublicherweise der (virtuelle) Tutor einund erganzt dabei das Team um diejenige(n) Rolle(n), die innerhalb des Teamsunterreprasentiert ist (bzw. sind), um somit fehlende Funktionen zu kompensie-ren.

    Die vorliegende Arbeit untersucht primar Moglichkeiten, um wahrend der Zusam-menarbeit die Auspragungen aller Teammitglieder hinsichtlich der vorhandenenRollen zu bestimmen, so dass die Tutorkomponente ihr Unterstutzungsangebotan die Rollenzusammensetzung des jeweiligen virtuellen Teams anpassen kann.

  • Erganzend dazu wurde eine Studie durchgefuhrt, die sich mit den fur diese spe-zielle Form der Zusammenarbeit typischen Problemen befasst. Das Ziel bestanddarin, ein Konzept fur eine Problemidentifikationskomponente als Teil der Tutor-komponente zu entwickeln, mit deren Hilfe Problemsituationen wahrend der Zu-sammenarbeit durch den virtuellen Tutor entdeckt werden konnen. Die Untersu-chungen und Evaluationen sowohl zur Rollen- als auch zur Problemanalyse fandenim wesentlichen auf der Grundlage von Benutzertests und Befragungen statt.

    Die Ergebnisse der Rollenanalyse bleiben zunachst hinter den ursprunglichen Er-wartungen zuruck, liefern aber bei genauerer Betrachtung interessante Ansatzezur Weiterentwicklung der Rollenanalyse. Ahnlich verhalt es sich bei der Prob-lemanalyse, die keine eindeutige Erkennung von Problemen liefert, dafur jedocheine Menge an Problemindikatoren, die zusammen mit weiteren Konzepten dieGrundlage fur eine Evolution des ursprunglichen Analysekonzepts bilden. Insge-samt werden die erzielten Resultate mitsamt ihrer jeweiligen Weiterentwicklungs-konzepte als Bestatigung des Konzepts einer rollenbasierten Tutorkomponente ge-wertet.

  • Inhalt

    1 Einleitung 1

    1.1 Problembeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

    1.2 Forschungslucken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

    1.3 Forschungsfragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

    1.4 Methodisches Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

    1.4.1 Beobachtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

    1.4.2 Benutzertests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

    1.4.3 Analyse von Protokolldateien . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

    1.4.4 Fragebogen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

    1.4.5 Statistische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

    1.4.6 Iterative Software-Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . 7

    1.5 Nutzen fur die Praxis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

    1.6 Aufbau der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

    1.7 Verwendete Hilfsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

    1.8 Anmerkungen zur Sprache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

    2 Gruppen: Prozesse und Strukturen 15

    2.1 Begriffsklarung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

    2.1.1 Gruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

    2.1.2 Gruppentypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

    2.1.2.1 Funktion der Gruppe . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

    2.1.2.2 Groe der Gruppe . . . . . . . . . . . . .