Projektleitung: Prof. Wiebke Petersen

Die Lehrveranstaltung "Computational Semantics" (4 SWS) gehört zum Pflichtcurriculum Computerlinguistik, wird jährlich angeboten und wird von etwa 40-50 Studierenden belegt. Speziell während der Corona-bedingten Umstellung des Kurses im Sommersemester 2020 auf Distanzlehre zeigte sich, dass die Studierenden zusätzlich zu den Kursaufzeichnungen und dem Lehrbuch stärker auf ihre individuellen Bedürfnisse zugeschnittene Lernmaterialien benötigen. Im Rahmen des Projekts wurde eine eLearning-Plattform entwickelt, auf der die Kursinhalte didaktisch aufbereitet und um interaktive eLearning-Elemente erweitert werden (https://compsem.phil.hhu.de/). Zusätzlich wurden Quizze entwickelt, die während der Veranstaltungssitzungen eingesetzt werden können, um den Studierenden die Möglichkeit zu geben, spielerisch ihr Verständnis zu überprüfen.

In der Veranstaltung begleiten die Studierenden den schrittweisen Aufbau eines kleinen aber vollständigen Dialogsystems, das natürlichsprachliche Texte einliest und in eine logische Wissensrepräsentation überführt. Am Ende des Semesters steht ein primitives System, das Fragen beantwortet, redundante Information zurückweist, auf Widersprüche reagiert und über Weltwissen verfügt. Die Herausforderungen des Kurses liegen sowohl im Erarbeiten der theoretischen Konzepte und Methoden der formalen Semantik als auch in ihrer Umsetzung in der logischen Programmiersprache Prolog. Im Einführungskurs Prolog haben die Studierenden zwar bereits gelernt, einfache Prädikate eigenständig zu definieren und die Datenverarbeitung von Prolog nachzuvollziehen, sie sind aber noch nicht mit umfangreichen, realistischen Prologprojekten konfrontiert worden. Das im Kurs entwickelte modulare Dialogsystem definiert in mehreren 1000 Zeilen Code hunderte Prädikate, die sich gegenseitig aufrufen, wodurch eine komplexe Programmstruktur entsteht. Ziel ist, dass die Studierenden sowohl den Aufbau und die Arbeitsweise des komplexen Programms verstehen, als auch das notwendige Rüstzeug erlangen, um solche Projekte selbst z.B. im Rahmen einer Bachelorarbeit in Prolog umzusetzen.

Organisiert ist der Kurs auf Basis des 'Inverted Classroom'-Prinzips. Die Studierenden bereiten sich anhand eines Lehrbuchs eigenständig auf den Kurs vor, überprüft wird dies mit wöchentlichen Testfragen in Ilias. Während der Sitzungen werden die vorbereiteten Inhalte besprochen, die Methoden geübt und der Programmcode analysiert. Die eLearning-Plattform ergänzt den Kurs und dient sowohl dem Selbststudium als auch als Basis für die Vermittlung in den Sitzungen. Methodisch setzen wir auf der eLearning-Plattform bei der Vermittlung der theoretischen Grundlagen auf klassische eLearning-Techniken wie Erklärvideos, spielerische 'in-class'-Quizze und Tests zur Vor- und Nachbereitung der Sitzungen. Für die Entwicklung der Programmierfähigkeit und das Verständnis der Implementierung des Dialogsystems wurde eine interaktive Experimentierumgebung basierend auf SWISH-Seiten aufgebaut, in der die Studierenden angeleitet durch Aufgaben das Ineinandergreifen der Module und Prädikate erfahren können, um dadurch den Aufbau und die Funktion des Programms zu verstehen (siehe Abbildungen1 bis 4).

Es wurden Evaluationen zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten im Semester durchgeführt. Kurz vor der Halbzeit füllten die Studierenden einen Evaluationsbogen auf Ilias aus, der einerseits speziell auf die Corona-bedingten Anpassungen abzielte und andererseits sehr gezielt die Bewertung der zusätzlichen Lehrmaterialien abfragte. Zentrale Ergebnisse zur eLearning-Plattform finden sich in Abbildung 5. Per offenen Fragen wurde nach Stärken und Schwächen des Kurses sowie nach Verbesserungsvorschlägen gefragt. Bei den Schwächen wurde die Plattform nie genannt, bei den Stärken sehr oft. Hier ein paar Beispiele der Antworten auf die Frage „Was findest du an dem Kurs gelungen?“: „E-Learning-Platform ist optimal zum Inhalte besser verstehen“, „Die e-Learning Seite ist wie auch bei Prolog sehr gelungen.“, „vorhandenes Material (man muss nicht genau das noch selber programmieren was schon eins zu eins im Buch steht.), interaktive website.“, „Swish Beispiele und Aufgaben.“, „is gut strukturiert, die E-learning platform ist richtig gut.“, „Das alle Inhalte übersichtlich sind und gesammelt an einem Ort sind. In anderen Vorlesungen weiß man oft nicht was wo wie ist. Außerdem, die Möglichkeit alles auch im eigenen Tempo zu bearbeiten und Vorlesungen auch später nochmal anzugucken finde ich super.“

Gegen Ende des Semesters wurde der Kurs mittels der Standardevaluation der Fakultät evaluiert. Hierbei zeigt sich, dass der Kurs deutlich überdurchschnittlich im Vergleich zu den angebotenen Kursen des Instituts abschneidet (siehe Abbildung 6). In den Freitextantworten wird wiederholt die eLearning-Plattform positiv hervorgehoben.