Implementierung eines Virtual Learning Environments zur Erreichung verbesserter Lernergebnisse der Schüler im Gegenstand Angewandte Informatik und als IT-Prototyp für die Schule

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit soll beantwortet werden, inwieweit und ob durch die Implementierung eines VLEs, eines sogenannten Virtual Learning Environments, eine Lösung oder Vereinfachung der privaten Lizenzproblematik der Schülerinnen und Schüler erreicht werden kann. Folgend soll untersucht werden, ob dadurch eine verbesserte Erreichung der Lernziele für die Schülerinnen und Schüler im Gegenstand Angewandte Informatik realisiert werden kann. Weiter soll untersucht werden, ob das LVE von der Leistung her als sinnvolle Alternative zu dem klassischen Client-Server-Ansatz in der Schule eingesetzt werden kann. Dazu soll ein Prototyp des LVE, der auch in anderen Schulen verwendet werden kann, entwickelt werden und dessen Einführung formal beschrieben. Das methodische Vorgehen beläuft sich auf die Erhebung der Noten der relevanten dritten und vierten Vorjahres-Jahrgänge mittels Umfrage, sowie auf die Erhebung der Daten betreffend einer sinnvollen Nutzung des VLEs durch die Schülerinnen und Schüler im Rahmen wöchentlicher Feedbacks. Befragt werden dazu Schülerinnen des vierten Jahrganges, betreffend der Heimnutzung des Computers für den Unterricht, lizenzrechtlicher Ausstattung, sowie Endnoten im betreffenden Gegenstand. Den ausführenden Teil dieser Arbeit, stellt die Implementierung des VLEs auf dem Microsoft 2012 R2 Server mittels Microsoft Hyper-V als Prototypen, sowie dessen Evaluierung dar. Begleitend wird eine technische Dokumentation für die Überprüfung der Ladezeiten auf relevante Programme in den verschiedenen Umgebungen, in denen das VLE benutzt werden soll, erstellt. Die wissenschaftliche Methodik sieht vor, das VLE über einen Zeitraum von acht Wochen zu evaluieren. Dabei werden eine Schülergruppe mittels VLE, und eine zweite Gruppe, die Kontrollgruppe, im klassischen EDV-Labor unterrichtet. Es wird untersucht, ob und inwieweit sich durch die Verwendung des VLEs seitens der Schülerinnen und Schüler, eine Verbesserung der Lernergebnisse, in Form von höheren Werten bei den Abgaben, bzw. bei den Noten, erreichen lassen kann, und ob die Verwendung des Systems aus Sicht der Performance sinnvoll ist. Sämtliche Abgaben und Bewertungen seitens der Schülerinnen werden in dieser Evaluierungsphase mittels lms.at durchgeführt und protokolliert. Die einzelnen Beobachtungen, die während der Verwendung des VLEs in der Schule gemacht werden, werden auf Basis von Feedbacks der Probanden dokumentiert. Zum Schluss der Evaluierungsphase des VLEs, wird ein Test, in Form einer praktischen Aufgabenstellung zum aktuellen Stoffgebiet, wie ihn (Stechert et. al. 2009) beschreibt, mit den beiden Schülergruppen durchgeführt. Mittels statistischer Analyse der Daten wird festgestellt, ob sich Unterschiede zu den aus dem Vorjahr erhobenen Schülernoten aufzeigen lassen. Auch wöchentliche Feedbacks, was die Benutzung bzw. Performance des VLEs betrifft, werden ausgewertet und analysiert und daraufhin Schlüsse für eine weitere Verwendung des VLEs gezogen. Am Ende der Arbeit werden die lizenzrechtlich relevanten Fragen, welche bei der Verwendung der virtuellen Clients auftreten, sowie Lösungsansätze, wie sie (Tian, Su und Lu et. al. 2010) formulieren, dargestellt und behandelt.

It is to be answered, if through the implementation of a VLE, a so-called Virtual Learning Environment, a solution of the problem of private license-management and an improved achievement of learning goals for students in the subject of applied computer science can be achieved. Furthermore, a theoretical prototype of the LVE should be developed. Thus prototype shall be formally described, to be used also in other schools. This work examines, if there are differences in learning outcomes between the students, who are taught by the new LVE, and those who are taught in conventional computer lab, determinable. It will also be investigated which extent differences can be shown and collected from the previous year notes and whether it can be taken with regard to statements improvement of learning outcomes as a result of the use of the VLE. Expected results include a description of the necessary organizational and technical criteria for introducing a VLE at the school site, as well as answering legal and performance issues that occur when using the environment at home on the private client-computers of the students. A model for the introduction of the VLE in the school is to be verbalized, which can be provided as a prototype available to other schools. Also performance issues, in fact the times which are needed to execute programs while using this relevant software in the VLE will be examined, to show an objective parameter of performance for a sense full using of the VLE. The methodological approach amounts to the collection of data by means of a survey. The survey questions students of the fourth year grades on home use of computers for teaching, legal facilities, and endnotes in the relevant subject. A second survey is going to be realized, to find out, if there from performance reasons a sense full working with the VLE is possible. The implementation of the VLE on the Microsoft 2012 R2 Server3 by Microsoft Hyper-V4 is carried out as a prototype. Its evaluation is an important component of this thesis. The evaluation of the VLE is carried out over a period of eight weeks as part of the ongoing pedagogical instruction. A group of students is taught by VLE, a second, the control group, at same time in the classical computer lab. Both groups are taught by using the competence teaching approach. All taxes and assessments are carried out at this stage by lms.at. At the end of the evaluation phase, a test, in kind of a practical test to the contemporary issue, as (Stechert et. Al. 2009) describes, will be held. This test will be carried out with the two groups of students. Using statistical analysis of the data, it is determined whether it is possible to show differences on the charges from the previous student grades. Also licensing issues, which will occur when using the relevant software on the virtual clients, and their possible solutions, as they are discussed by (Tian, Su and Lu et. Al. 2010) will be examined.