Kokemuksia vertaisarvioinnista opetusmenetelmänä
Lauri Malmi, 30.6.99
Taustaa
Kurssit Tik-76.012 (Tietorakenteet ja algoritmit T, 3 ov) ja Tik-76.022
(Tietorakenteet ja algoritmit Y, 3 ov) ovat rinnakkaiskursseja, joista
edellinen on tarkoitettu tietotekniikan koulutusohjelman opiskelijoille
ja jälkimmäinen muille koulutusohjelmille. Kumpaankin vaaditaan
esitietoina ohjelmoinnin peruskurssi. Kurssien tavoitteena on
antaa laajahko yleisnäkemys eri tietorakenteisiin ja algoritmeihin
erityisesti
seuraavilla sovellusalueilla: hakurakenteet, järjestäminen
ja verkkojen käsittely. Lisäksi kursseilla tutustutaan
algoritmien matemaattiseen
analyysiin. Sisällössä päätavoitteena
on ymmärtää eri algoritmien toiminta sekä saavuttaa
kyky arvioida algoritmien soveltuvuutta erilaisiin
käytännön ongelmiin. Kurssilla ei siten keskitytä
algoritmien toteuttamiseen ohjelmakoodina.
Kurssin opetusmenetelminä ovat tähän saakka olleet tentti,
perustehtävät sekä ns. soveltavat tehtävät.
Perustehtävissä oppilaat ovat simuloineet eri algoritmien toimintaa:
tehtävissä on annettu tietorakenteen lähtötilanne pyydetty
kuvaamaan, miten algoritmi muuttaa tietorakenteen tilaa askel askeleelta,
kunnes saavutetaan haluttu lopputila. Nämä on toteutettu
koneellisesti ns. WWW-TRAKLA-järjestelmän avulla. Soveltavia
tehtäviä kokeiltiin ensimmäistä kertaa keväällä
1998, jolloin jokainen kurssilainen ratkoi 2-3 hengen ryhmissä n.
15-20 pienimuotoista ongelmaa, joissa joutui soveltamaan kurssilla opittuja
rakenteita ja algoritmeja. Pieni joukko opiskelijoita suoritti oman
osuutensa arvioimalla muiden ratkaisuja kurssin opettajan ohjeiden perusteella.
Arviointiin osallistujat antoivat asiasta siinä määrin positiivista
palautetta, että menettelyä päätettiin laajentaa seuraavana
vuonna.
Keväällä 1999 kurssin arvosanan laskemisessa tentin painoarvo
oli 40%, perustehtävien 30% ja suunnittelutehtävien 30%.
Kokeilun motiivi
Kokeilun taustalla oli edellisenä vuonna saatu positiivinen palaute
arviointiryhmältä. He olivat oppineet paljon lukemalla
toisten ratkaisuja. Lisäksi kokeilulla haluttiin vähentää
opettajien työmäärää siirtämällä
osa tarkastustyöstä opiskelijoiden vastuulla. Tässä
ajatuksena on yksinkertaisesti se, että tärkeintä on laittaa
opiskelijat tekemään työtä ja antaa heille palautetta
työstään. Kurssin henkilökunnan voimin palautetta
ei voitaisi antaa samassa määrin kuin kokeilumenetelmällä,
koska työryhmiä oli n. 200 ja jokainen dokumentti oli useita
sivuja pitkä.
Toteutus
Keväällä 1999 kurssilla teetettiin kaksi suurempaa suunnittelutehtävää,
jotka olivat luonteeltaan realistisia käytännön ongelmia.
Ensimmäinen tehtävä käsitteli hakukoneen toteuttamista
("Suunnittele tietorakenteet ja algoritmit periaatteelisella tasolla Alta
Vista -tyyppisen hakukoneen toteuttamiseksi".) Toinen tehtävä
liittyi liikennesuunnitteluun. Siinä suunniteltiin vastaavasti
periaateratkaisu järjestelmään, jonka avulla voidaan kysyä
liikenneyhteyksiä eri paikkojen välillä, esimerkiksi nopeinta
yhteyttä, vähiten vaihtoja sisältävää yhteyttä,
ensimmäistä tai viimeistä yhteyttä kahden paikan välillä.
Ks. lähemmin täältä.
Tehtäviä ratkottiin 1-3 hengen ryhmissä. 1. kierroksen
jälkeen toteutettiin simuloitu tarjouskilpailu. Jokainen ryhmä
sai arvioitavakseen viiden muun ryhmän tekemät ratkaisut ("tarjoukset")
ja heidän tuli arvioida kunkin ratkaisun hyvät ja huonot puolet,
antaa kullekin arvosana ja valita lisäksi paras ratkaisu, joka ainoana
saa arvosanan 5. Arviot tuli laatia kirjallisena ja palauttaa kurssin henkilökunnalle.
Arviointikriteereinä olivat ratkaisujen täydellisyys, oikeellisuus,
tehokkuus, selkeys ja ymmärretävyys.
Sekä ratkaisusosuus että arviointiraportti arvosteltiin asteikolla
0-5. Edellisen painoarvo oli 70% ja jälkimmäisen 30% suunnittelutehtävän
arvosanasta.
Jokaista työtä oli arvioimassa viisi eri ryhmää,
jotka arvioivat osin samoja töitä. Näin ollen kustakin
työstä saatiin 5 eri arvioita + arvosanaa. Niistä pienin
ja suurin jätettiin huomiotta ja keskimmäisten kolmen arvosanoista
otetttin mediaani, mikä tuli työn arvosanaksi. Mikäli
keskimmäisten kolmen työn arvosanat poikkesivat toisistaan enemmän
kuin yhdellä, kurssin henkilökunta arvioi työn kokonaan
itsae. Näin tapahtui n. 30 työn kohdalla 200:sta.
Oppilailla oli luonnollisesti oikeus valittaa arvosanasta, jolloin kurssin
henkilökunta arvioi työn kokonaan.
Toisella kierroksella arviointia ei teetetty vaan kurssin henkilökunta
suoritti arvioinnin.
Koska kurssien sisältö oli suurin piirtein sama ja tehtävät
yhteisiä, kokeilu toteutettiin yhteisenä, ts. kurssilaiset arvioivat
ristiin kummankin kurssin töitä.
Teknisesti ratkaisut palautettiin HTML-sivuina, jotka kopioitiin kurssitunnukselle,
jolloin niille annettiin numeeriset anonyymit osoitteet. Samalla
dokumenteista poistettiin käsin nimitiedot. Uudet URL-osoitteet
lähetettiin ryhmille sähköpostitse ja he palauttivat arviot
HTML-sivuina. Nämä palautteet lähetettiin edelleen
alkuperäisille ratkaisijoille luettavaksi.
Kokemuksia
Kokemukset olivat monenlaisia, sekä hyviä että huonoja.
Hyvää:
-
Suunnittelutehtäviä pidettiin yleisesti mielenkiintoisina, koska
ne olivat realistisia ja niissä joutui soveltamaan kurssin tietoja
-
Monet pitivät arviointia hyödyllisenä, koska silloin näki
monenlaisia ratkaisuja, joista oppi paljon.
-
Opettajan kannalta arviointi onnistui kohtalaisen hyvin. Se vähensi
työmäärä 1. kierroksella merkittävästi ja
arviot eivät olleet pahasti ristiriitaisia.
-
Koska arviointikriteereissä oli korostetusti mukana ratkaisun selkeys
ja ymmärrettävyys, esitystapaan oli kiinnitetty huomiota.
Ratkaisut olivat yleisesti kohtalaisen hyvää suomen kieltä
ja koneellisessa muodossa jo sinällään siistejä.
-
Latentteina tavoitteina saavutettiin se, että ratkaisut tuli pystyä
esittämään kuvineen HTML-sivuina - välttämätön
taito.
Ongelmia:
-
Olennaisin kritiikki kohdistui kurssin työmäärään,
joka suunnittelutehtävien ja niiden arviointien osalta koettiin yleisesti
liian suureksi. Kurssipalautteessa kokonaistyömäärä
kurssilla oli keskimäärin vähän yli 120 tuntia (3 ov),
joka vastaa normia. Toisaalta suurella joukolla tämä työmäärä
ylittyi reippaasti. Tästä syystä arvioinnista luovuttiin
2. kierroksella.
-
Tehtävien asettelua kritisoitiin - ne olivat liian väljiä.
-
Monet pitivät arviointia liian vaikeana. Tämä piti varmasti
paikkansa niille, joilla myös ratkaiseminen oli vaikeata. Tämä
saattoi johtaa summittaisiin ja ylimalkaisiin ja myös aivan virheellisiin
arvioihin.
-
Monet kritisoivat sitä, että oppilaat arvioivat toistensa töitä.
Tämä korostui erityisesti, kun he saivat nähdäkseen
toistensa (tosin anonymisoituina) tekemät arviot. Niissä
olleet virheet herättivät närää, joita oikaistiin
valitustilaisuuksissa. Kritiikki kohdistui myös siihen, että
kaikki arviot olivat painoarvoltaan samassa asemassa riippumatta siitä,
olivatko ne oikean suuntaisia vai täysin virheellisiä.
-
Monet valittivat, että arvosanan 5 saaminen oli liian vaikeaa.
Se edellytti sitä, että enemmistö viidestä arviosta
oli 5. Tätä pidettiin kohtuuttomana.
-
Periaatteellisena ongelmana nähtiin myös se, että oppilailla
teetetään "opettajien töitä"
Mitä opittiin?
Kokemusten perusteella opetusmenetelmä on sinällään
käypä, mutta siihen tarvitaan merkittäviä korjauksia:
-
Tehtävien työmäärä tulee mitoittaa siten, että
suuri osa kurssilaisista pystyy tekemään ne kohtuullisessa ajassa.
Tämä edellyttää joko vain yhden tehtävän
tekemistä tai selkeästi pienempiä ja rajatumpia tehtäviä.
Arvioitua työmäärää tulee korostaa jo tehtävän
asettelussa, jotta oppilaat pystyvät asennoitumaan siihen oikein riittävästi
etukäteen.
-
Arvioinnissa oli liikaa teettää arvio viidestä työstä,
3-4 työtä ehkä riittäisi.
-
Arvosanaa ei voi jättää pelkästään oppilaiden
varaan. Yksi ratkaisu on teettää arvio ja pisteyttää
se (jotta se otettaisiin vakavasti), mutta antaa ratkaisun arvosana vain
kurssin henkilökunnan toimesta. Toinen ratkaisu voisi olla se,
että kurssin henkilökunnan arvosanan painoarvo olisi 50% ja oppilaiden
arvosana 50%. Oppilaiden osuus voitaisiin laskea niin, että
kustakin työstä saadaan 4 arviota, joista paras ja huonoin jätetään
pois ja otetaan jäljelle jääneistä keskiarvo pyöristettynä
ylöspäin. Tällöin arvosanan 5 saaminen olisi
helpompaa.
-
Jos oppilaat otetaan mukaan vaikuttamaan arvosanaan, tulee paremmin korostaa
sitä, että käytännön työelämässä
yksi tarjous hyväksytään ja muut hylätään.
Kaikki eivät voi olla parhaita. Lisäksi arvioijat eivät
aina ole tilanteen tasalla ja silloin esitystapa ja ymmärrettävyys
korostuvat voimakkaasti.
-
Tehtävien ei tarvitse olla välttämättä hyvin täsmällisesti
määriteltyjä. Sen sijaan oppilaille tulee tehdä selväksi.,
että heidän on tehtävä täsmennykset itse tai kysyttävä
asiakkaalta. Näin he tietävät vastuunsa - tällä
kertaa tämä jäi vähän epäselväksi.
-
Ratkaisun esitystapa ja tarkkuus tulee määritellä täsmällisesti.
Tämä aiheutti hämminkiä, koska abstraktiotaso oli valittu
eri ratkaisuissa eri tavoin.
Ensi keväänä yksi toteutusmahdollisuus voisi olla se, että
tietorakenteiden ja algoritmien kurssilla tehtävät olisivat nykyistä
yksinkertaisimpia. Nykyisen tasoiset suunnittelutehtävät
voisi teettää kurssilla Tik-76.015, Ohjelmoinnin laboratoriotyöt.
Silloin niihin voisi liittää myös ratkaisun implementoinnin.
Tämä korostaa ratkaisun toimivuutta merkittävästi,
samalla kun muiden ratkaisuihin tutustumalla oma näkökulma toteutukseen
laajenisi.