Hauptziel der innovativen Lern- und Übungsplattform DBcoach ist es, den Zugang zur Programmiersprache SQL zu erleichtern. Der DBcoach wurde in den letzten Jahren von Prof. Dr. Bastian Beggel im Fachbereich Informatik und Mikrosystemtechnik an der Hochschule Kaiserslautern entwickelt. Mittlerweile wird er an mehreren Hochschulen und Schulen erfolgreich genutzt.

In einer zunehmend datengesteuerten Welt sind fundierte Kenntnisse im Umgang mit Datenbanken unerlässlich. Mit ihnen lassen sich komplexe Datenmengen effizient organisieren, abrufen und analysieren. Deswegen stellt der Datenbankunterricht in jedem Informatikstudium eine wichtige Säule dar. Er bildet die Grundlage für das Verständnis und die Verwaltung von Daten, die in nahezu allen Bereichen der modernen Technologie eine entscheidende Rolle spielen.

Die Lerninhalte werden jedoch von Studierenden oft als sehr abstrakt, theoretisch orientiert und wenig praxisorientiert wahrgenommen. Zudem sind die praktischen Anteile eines klassischen Datenbankunterrichts durch ein komplexes technisches Setup geprägt, welches Studierende und Dozenten gleichermaßen vor Herausforderungen stellt. Die Installation von Client-Programmen, die Einrichtung von Datenbankverbindungen und die Konfiguration von Usern und Passwörtern auf dem Datenbanksystem nehmen unnötig viel Zeit in Anspruch. In der Praxis verlieren Dozenten und Studenten mindestens eine Doppelstunde, bis das Setup bei allen 20 bis 60 Studierenden der Vorlesung funktioniert. Der DBcoach umgeht diese Hürden und ermöglicht eine Konzentration auf die Kernaufgabe – das Erlernen von SQL und der Datenmodellierung anhand von Übungsaufgaben. Es wird lediglich ein moderner Browser (Chrome, Firefox, Edge) benötigt. Sämtliche Datenbankverbindungen mit den Übungsdatensätzen und Aufgaben sind bereits vorhanden und können sofort verwendet werden.

Welche Kompetenzen sollen vermittelt werden?

Im Datenbankunterricht werden zwei zentrale Kompetenzen vermittelt: Die Programmierung der Abfragesprache SQL und die Datenmodellierung. Die SQL-Programmierung ist eine essenzielle Fähigkeit, mit der Studierende lernen, Fragen an einen Datensatz zu stellen und die für die Frage relevanten Information aus dem Datensatz zu extrahieren. Ein Beispiel wäre z.B. für einen Online-Shop die Fragen welche Produkte mit welchem Umsatz im letzten Monat am häufigsten verkauft wurden.  Die zweite zentrale Kompetenz ist die Datenmodellierung. Hier sollen die Studierenden lernen für eine gegebene fachliche Anforderung (z.B. einen Fitness-Tracker) eine geeignete Tabellenstruktur zu entwerfen um die notwendigen Daten redundanzfrei abzuspeichern.

Wie kann einem Studierenden vermittelt werden, dass diese Fähigkeiten in der Informatik essentiell und nützlich sind?

Dazu zeigen wir den Studierenden wie mit Hilfe dieser Kompetenzen alltägliche Herausforderungen der beruflichen Praxis in Form von Aufgaben bearbeitet werden können. Das ist die Kernidee des DBcoaches. Ein aufgabenorientierter Unterricht ermöglicht es den Studierenden, theoretisches Wissen unmittelbar in praxisnahe Szenarien umzusetzen. Der DBcoach unterstützt die Studierenden dabei, indem er ihnen gezielt Wissen vermittelt, hierzu Aufgaben stellt und bei der Bearbeitung unterstützt. So wird nicht nur das technische Verständnis vertieft, sondern auch das Bewusstsein dafür geschärft, wie diese Kompetenzen in verschiedenen beruflichen Kontexten wertvolle Lösungen bieten können. Ein solcher Unterrichtsansatz fördert nicht nur das technische Können, sondern auch analytisches Denken und Problemlösungsfähigkeiten. Und das sowohl im Alleingang als auch im Team.

Unterricht nach dem Sandwich-Prinzip

Der DBcoach ermöglicht einen aufgabenorientierten Datenbankunterricht, der die klassische Trennung von Vorlesung und Übung aufhebt. Eine Unterrichtsstunde von 90 Minuten besteht aus beispielsweise zwei Sandwich-Blöcken mit jeweils 15 Minuten Wissensvermittlung, 25 Minuten Übung und fünf Minuten für Zusammenfassung und das Klären offener Fragen.

Die Aufteilung der Lerninhalte in kleine bite-sized Einheiten unterstützt diese Lernform. In der einführenden Wissensvermittlung werden je nach Komplexität ein bis drei bite-sized Lerninhalte vermittelt. Die zu dem besprochenen Lerninhalt hinterlegten Übungsaufgaben können dann von den Kursteilnehmern eigenständig oder in kleinen Gruppen bearbeitet werden. Den Übungsaufgaben hinterlegte Basislösungen ermöglichen die Konzentration auf die neuen Lerninhalte. So können Studierende Aufgaben in der relativ kurzen Zeit von 15 bis 25 Minuten bearbeiten. Der Dozent kann in dieser Zeit die Lernenden unterstützen und auf vermehrt auftretenden Fragen und Probleme reagieren. Zum Abschluss eines Sandwich-Blocks sollte der Dozent die neuen Lerninhalte nochmals zusammenfassen, auf vermehrt auftretenden Fragen und Probleme eingehen und noch eine der Aufgaben exemplarisch strukturiert lösen.

Fazit und Ausblick

Dieser aktive Unterricht mit dem DBcoach kommt bei den Studierenden sehr gut an und fördert eine konzentrierte Arbeitsweise in den Übungsphasen. Durch die Aktivierung verschiedener Sinne der Lernenden und stetiges Anheben des Aufmerksamkeitsniveaus bleibt das Engagement hoch. Dieser Ansatz trägt dazu bei, unterschiedlichen Lerninteressen und Lerntypen gerecht zu werden. Studierende arbeiten in ihrem eigenen Tempo. Es wird automatisch in kleinen Gruppen zusammengearbeitet, was die individuelle Vertiefung von Wissensinhalten durch Anwendung ermöglicht und der Individualität jedes Lernenden gerecht wird. So können Kursteilnehmer nicht nur das Gelernte besser verinnerlichen, sondern auch ihre spezifischen Bedürfnisse und Fähigkeiten einbringen, was eine umfassendere und tiefere Lernerfahrung fördert. Der DBcoach wurde in den letzten Jahren an der Hochschule Kaiserslautern entwickelt und wird mittlerweile an mehreren Hochschulen und Schulen erfolgreich eingesetzt.

Studentisches Feedback:

• „Der DBcoach ist wirklich super. Vielen Dank dass Sie das gebaut haben. So etwas sollte es auch für Grundlagen der Informatik geben. Dann würde das viel mehr Spaß machen.“
• „Vielen Dank, dass wir von der Hochschule Hannover ihren DBcoach mitbenutzen dürfen. Die Aufgaben helfen mir sehr dabei, die Funktionsweise der Abfragen und allgemein die Inhalte meines Kurses zu verstehen.“
• „Die Anwendung DBcoach hilft mir sehr, Inhalte zu erlernen und zu üben, weit über dem hinaus, was eine normale Vorlesung anbieten könnte.“
• „Der DBcoach setzt die Schwelle zum Lernen sehr niedrig an. Immer wenn ich eh vorm PC hocke und Youtube schaue dann denke ich, man könnte ja noch schnell drei Aufgaben machen. Dann hat man nicht so ein schlechtes Gewissen.“