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PD Dr.rer.nat.habil.

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Die Suche im Aleph

Das Aleph ist in einer Erzählung von Jorge Luis Borges ein Punkt im Raum, der alle Punkte der Welt in sich enthält.1 In ähnlicher Weise lassen sich Fachdatenbanken als Punkte betrachten, die das ganze Wissen eines Fachgebiets in sich vereinen. Dabei tauchen ständig neue Datenbanken, Recherchemögl...

Prof.Dr.


<p>Das Akronym Mooc (gesprochen mu:k) steht für massive open online course. Grob übersetzt bedeutet dies: ein Kurs im Internet (online), der keine formellen Zugangsbeschränkungen aufweist und kostenlos ist (open), bei dem es einen festen Start- und Endtermin sowie eine in Lerneinheiten aufgeteilte Gliederung gibt (course) und an dem typischerweise einige Tausend bis Zehntausend Studierende teilnehmen (massive). Den Rekord mit mehr als 160 000 Teilnehmern hält der Kurs “Introduction to Artificial Intelligence” aus dem Jahr 2011. Der Direktor der Google-Forschungsabteilung Peter Norvig und der Stanford-Professor Sebastian von Thrun bieten ihn auf der Online-Lehrplattform Udacity an (<ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.udacity.com/course/cs271" target="_blank">www.udacity.com/course/cs271</a></ext-link>).</p>
<p>Online-Akademien wie Udacity, Coursera und Edx, alles Ausgründungen der amerikanischen Unis Stanford, Harvard und MIT, haben ihre digitalen Türen für Studierende aus der ganzen Welt geöffnet. Nun schwappt diese Bewegung nach Europa [<i>Nachr. Chem.</i> 2013, <i>61</i>, 1087]. Und es wird bei der größten europäischen Plattform Iversity im April den Kurs “Faszination Kristalle und Symmetrie” geben.</p>


<h2>Faszinierende Kristalle für alle</h2>
<p>Den Startpunkt für den Mooc zur Kristallchemie (Crystal-Mooc) bildete der Wettbewerb “Lehren und Lernen im Web”, den Iversity und der Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft im Frühjahr 2013 initiierten. Der Crystal-Mooc basiert auf einer Vorlesung, die seit einigen Semestern im Rahmen des Master-Studiengangs am Fachbereich Chemie der Uni Hamburg läuft. Im Zentrum dieses Kurses — sowohl in der Offline- als auch der Online-Variante — steht die Schaffung einer Basis kristallographischen Wissens. Sie soll die Studierenden in die Lage versetzen, die mitunter kryptisch anmutende Sprache und die recht abstrakten Konzepte der Kristallographie zu entschlüsseln und zu verstehen. Dies schafft eine Grundlage für fortführende Vorlesungsstoffe in der Festkörperchemie und -physik, der Materialwissenschaft, der Kristallographie und der Mineralogie.</p>
<p>Der Kurs erklärt das Konzept der Elementarzelle, erläutert sämtliche mikroskopischen und makroskopischen Symmetrieelemente und -operationen an Beispielen und klassifiziert die Kristalle gemäß ihrer unterschiedlichen Hierarchiestufen (Kristallsystem, Kristallklasse, Bravaisgitter, Raumgruppe). Darüber hinaus geht es aber auch darum, die Leidenschaft für die Schönheit von Strukturen und Symmetrie insgesamt zu teilen — auch außerhalb der Festkörperchemie — sei es durch Gleitspiegelebenen in Ruderbooten, Gemälden von M. C. Escher oder durch Penrose-Muster (Abbildung 1) in islamischen Kachelungen aus dem Mittelalter.</p>
<p>Der Online-Kurs bietet zudem praktische Übungen, um das Wissen zu vertiefen. Mithilfe von kostenlosen Kristallbetrachtungsprogrammen wie Mercury und Vesta erhalten die Studierenden Gelegenheit, die unzähligen Kristallstrukturen, die im Internet als CIF-Dateien zur Verfügung stehen, am Bildschirm dreidimensional zu entdecken. Zur Bedienung der Programme gibt es beim Crystal-Mooc Tutorien.</p>
<p>Gerade wenn es um Kristalle und ihre Strukturen geht, bietet das Internet eine Fülle neuer Möglichkeiten und Tools: beispielsweise durch Java-Applikationen, die den Zusammenhang zwischen der äußeren Kristallmorphologie und der inneren Kristallstruktur verdeutlichen.</p>


<h2>Anders als Präsenzveranstaltungen</h2>
<p>Moocs zu produzieren, bedeutet nicht, konventionelle Vorlesungen abzufilmen und sie hinterher ins Netz zu stellen; Moocs erfordern eine neue didaktische Herangehensweise: Die Inhalte einer klassischen 45- oder 90-minütigen Vorlesung werden in kleine Abschnitte zerlegt, wobei Videos von zirka fünf Minuten Länge ein wesentliches Element darstellen. Hierbei gibt es neben speziell erstellten 3-D-Animationen viele Screencasts. Das sind durch Audiokommentare begleitete Aufzeichnungen von Bildschirmpräsentationen, die zusätzlich mit handschriftlichen Kommentaren versehen werden können. Quizfragen oder Diskussionsangebote begleiten die Lerneinheiten. Solche Quizfragen (Abbildung 2) dienen zum einem den Studierenden, um ihren Lernfortschritt zu überprüfen; zum anderen gewinnen die Dozenten einen Einblick, ob der Stoff bei den Studierenden ankommt. Und zwar nicht erst am Ende des Semesters durch die Auswertung der Abschlussklausur, sondern unmittelbar und direkt bei jeder Einheit, welche die Studierenden gerade bearbeiten.</p>
<p>Auch hinsichtlich der Interaktivität der Lehrenden mit den Lernenden unterscheiden sich Moocs von Präsenzveranstaltungen. Das ergibt sich bereits aus der hohen Teilnehmerzahl bei Moocs: Die Kursleiter können nicht jede Aufgabe persönlich überprüfen und jede Frage einzeln beantworten. Deswegen gibt es Peer-to-peer-Mechanismen. Dabei bewerten die Kursteilnehmer ihre Aufgaben untereinander. Fragen können sie in ein Diskussionsforum posten, als besonders drängend gekennzeichnete Fragen beantwortet der Dozent in einer Online-Sprechstunde.</p>
<p>Weitere belebende Elemente liefern die Aufgaben selbst. So sollen die Nutzer auf die Suche nach Symmetrien in ihrer Umgebung gehen, diese fotografieren und hochladen, um ein einzigartiges Fotoalbum zu erschaffen — bestückt aus allen Ecken der Welt.</p>
<p>Die Kursstruktur kommt in einem Mooc dadurch zustande, dass die Inhalte in Kapitel unterteilt sind: Nach dem Start des Kurses wird jede Woche ein neues Kapitel freigeschaltet. Dahinter steckt die Idee, dass möglichst viele Studierende gleichzeitig an den selben Aufgaben arbeiten. Jedoch sind die Inhalte während des gesamten Kurses und eine Zeit lang über das Kursende hinaus verfügbar. Die Studierenden können daher die Videos wieder und wieder ansehen. Sie können sie nach Belieben unterbrechen und sogar langsamer oder schneller abspielen.</p>


<h2>Mehr Moocs</h2>
<p>In den Naturwissenschaften werden und sollten Moocs Präsenzveranstaltungen nicht ersetzen. Aber Moocs können Grundlagen gut vermitteln, und die gesparte Zeit lässt sich effektiver mit Diskussionen über das Erlernte oder mit Experimenten in den Laboren nutzen.</p>
<p>Ein weiterer Aspekt, der die Produktion eines Moocs für uns reizvoll macht: Moocs stellen Online-Kurse auf universitärem Niveau für alle Menschen bereit — Internetzugang vorausgesetzt. Wir hoffen, dass sich weitere Universitäten dazu entschließen, Moocs anzubieten, denn eine Universität sollte mehr sein, als eine Einrichtung zur bloßen Berufsausbildung oder verwertungsnahen Forschung.</p>
<p>Frank Hoffmann, promovierter Chemiker, leitet den Röntgenservice des Fachbereichs Chemie der Universität Hamburg. Der Diplomchemiker Michael Sartor forscht als Doktorand auf dem Gebiet der metallorganischen Gerüstverbindungen am Institut für Anorganische Chemie der Universität Hamburg. An diesem Institut ist Michael Fröba Inhaber des Lehrstuhls für anorganische Festkörperchemie/Materialwissenschaften. <a href="mailto:frank.hoffmann@chemie.uni-hamburg.de">frank.hoffmann@chemie.uni-hamburg.de</a></p>


<h2>Auf einen Blick</h2>
<p>Der Mooc “Faszination Kristalle und Symmetrie” startet im Sommersemester 2014. Eine Vorschau der Inhalte steht im Internet. Dort schreiben sich Interessierte bereits jetzt ein. Für die Teilnahme genügt ein Browser nach persönlicher Vorliebe (Chrome, Internet Explorer, Safari, Firefox etc.). Die Videos gibt es in unterschiedlicher Auflösung, darunter eine stark reduzierte, um sie sogar mit einem internetfähigen Mobiltelefon ansehen zu können.</p>
<p><ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.iversity.org/c/4" target="_blank">www.iversity.org/c/4</a></ext-link></p>



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