Projekttagebuch der Universität Hamburg
"M-Lab: Das Lehrlabor für die Entwicklung Mobiler Apps"
Gewinner beim Claussen-Simon-Wettbewerb für Hochschulen 2015
Projektleiter: Prof. Dr. Walid Maalej
M-Lab: Das Lehrlabor für die Entwicklung Mobiler Apps
Prof. Dr. Walid Maalej, Universität Hamburg
„Sage es mir und ich vergesse es, zeige es mir und ich erinnere mich, lasse es mich tun und ich behalte es“ – Konfuzius
Das ist der Leitsatz von M-Lab. In diesem Lehr- und Innovationslabor entwickeln Studierende des Fachbereichs Informatik in kleinen Teams unter realen Projektbedingungen und unter Termindruck innovative Apps für reale „Kunden“ aus Wirtschaft, Gesellschaft und der öffentlichen Hand. Dabei verwenden sie die neuesten Technologien und Entwicklungswerkzeuge und „erleben“ die Theorie und die Methoden des Software- Engineerings und Projektmanagements hautnah. Sie machen wertvolle Erfahrungen im Teamwork und in der Kommunikation mit „Kunden“.
M-Lab findet ein Mal pro Semester statt und besteht aus zwei Teilen: einem praktischen Teil (Projekt) und einem theoretischen Teil (Seminar).
Im praktischen Teil arbeitet jedes Studententeam an einem Softwareprojekt und durchgeht dabei alle Phasen der Softwareentwicklung, wie u.a. Problemdefinition, Anforderungserhebung, Analyse, Entwurf, Implementierung, Integration, Testen, Softwareübergabe und Präsentation. Pro Projekt werden die Projektziele von einem Unternehmen, einem Verein oder einer Behörde definiert. Ein Team besteht aus 4-6 Studierenden, die unterschiedliche Studienschwerpunkte aufweisen, wie beispielsweise Informatik, Mensch-Maschine-Kommunikation, IT Management und Consulting oder Wirtschaftsinformatik. Studierende aus anderen Fachrichtungen mit Informatik als Nebenfach können ebenfalls teilnehmen.
Der theoretische Teil findet im Rahmen eines wöchentlichen Seminars statt. Jede Woche wird eine Phase (bzw. ein Thema) im Softwarelebenszyklus durchleuchtet, reflektiert und diskutiert. Die Themen werden zeitlich so geplant, dass sie zu dem voraussichtlichen Projektfortschritt der Teams passen. Die Unterrichtsmaterialien werden den Studierenden vorab online in Form von Videos und Folien zur Verfügung gestellt. Das Seminar besteht aus zwei Teilen. Im ersten Teil präsentiert jedes Team, wie es das aktuelle Thema (z.B. Anforderungserhebung) ausführen will und welche theoretischen Elemente (Methoden, Werkzeuge, Vorgehensweisen) sich am besten für das Projekt eignen und warum. Im zweiten Teil wird allgemein über die Projektentscheidungen der Studierenden mit den Lehrenden und den anderen Teams diskutiert, Alternativen besprochen sowie Erfahrungen aus bisherigen Entscheidungen reflektiert.
Die Veranstaltung hat 3 Meilensteine:
„Problem Statement“ und „Hello M-lab“: Die Abgabe von einem kurzen Dokument, das die Ausgangssituation und die groben Projektziele beschreibt sowie die Erstellung eines Projektgerüsts inklusive der Kommunikations- und Entwicklungsinfrastruktur.
„Design Review“: Abgabe und Präsentation der detaillierten Spezifikation der Anforderung und Architektur der App.
Kundenakzeptanztest: die Abgabe der lauffähigen App (Prototyp), der finalen Dokumentation und des Trailers sowie die Präsentation der Ergebnisse im Rahmen eines öffentlichen Events.
Das Konzept von M-Lab wurde in den letzten zwei Jahren entwickelt und erprobt und das Feedback der Studierenden und die Erfahrung der Lehrenden immer wieder verbessert. Durch eine Förderung im Rahmen des Programms 'Unseren Hochschulen' wird die Fortführung dieses erfolgreichen und innovativen Lehr- bzw. Lernkonzeptes gesichert, was aufgrund diverser Sparmaßnahmen sonst nicht möglich ist. Zudem ermöglicht die Anschubfinanzierung die einmalige Erstellung von Lehrmaterialien (insbesondere Lehrvideos für den theoretischen Teil und Projektschablonen für den praktischen Teil) sowie die Entwicklung eines Rahmenwerks für die nachhaltige Förderung des Projektes durch die Beteiligung von Kooperationspartnern und öffentlicher Fördermaßnahmen für Innovation und Qualitätslehre.
Lehrmethoden
Die Veranstaltung setzt verschiedene Lehrmethoden ein.
Tutorials
Die wichtigen Technologien (z.B. iOS, Android) und Werkzeuge (z.B. Eclipse, Github) werden den Studierenden in 2-3 Tutorials vor dem offiziellen Projektbeginn nahe gebracht. Hier haben auch Studierende mit nur geringer Kenntnis im Bereich Softwaretechnik die Gelegenheit sich auf den Projektstart besser vorzubereiten. Ein Tutor erarbeitet „live“ ein kleines Demoprojekt und unterstützt die Studierenden in Zweierteams ihm zu folgen. Das Ziel des Tutoriums ist es, die Studierenden mit der Technologie vertraut zu machen sowie ihre Vorkenntnisse zu erfassen, um später ausgewogene Projektteams zu bilden.
Ice-Breaker
Dieses Gruppenspiel findet vor dem offiziellen Start des Projekts statt. Es soll die Studierenden für die anstehende Teamarbeit sensibilisieren, die Kommunikationshürden überwinden und eine offene Atmosphäre vermitteln. Die Studierende nehmen in Teams an einem „Bastelspiel“ teil: zum Beispiel, wer baut den höchsten Papierturm mit begrenzten Ressourcen. Dabei erleben sie im Blitzdurchlauf einige Projektschwierigkeiten (Anforderung, Entwurf, Realisierung, Kommunikation, Zeitmanagement...).
Flipped Class Room
Die Lehrziele des Seminars werden auf Basis des aktuellen Stands der Forschung im Bereich Softwaretechnik geplant. Die Themen (wie Anforderungserhebung, Systementwurf, Objektentwurf, Usability...) werden so gegliedert, dass sie zeitlich zum Projektverlauf passen. Dadurch sollen sich die Studierenden Gedanken zu den allgemeinen Softwareentwicklungsmethoden im Seminar machen und sie durch konkrete praktische Erfahrungen im Projekt verinnerlichen. Im Seminar müssen die Studierenden ihre Projektentscheidungen (z.B. welche Methode sie für die Anforderungserhebung verwendet haben, welches Testmuster und welche Werkzeuge sie für die Qualitätsüberprüfung verwendet haben) jede Woche präsentieren. Zudem diskutieren sie die Entscheidungen der anderen Teams mit und lernen dadurch auch von den anderen Studierenden.
Projekt
Im praktischen Teil setzen die Studierenden ihre Kenntnisse und Fertigkeiten ein, um die Software zu entwickeln sowie den Projektverlauf zu dokumentieren. Diese Ergebnisse können begutachtet werden und zeigen auf, inwieweit die Studierenden in der Lage sind die behandelnden (zum Teil abstrakten) Lehrinhalte konkret anzuwenden.
Coaching und Meetings
Die M-Lab Teams treffen sich einmal pro Woche mit ihrem Betreuer (wissenschaftlicher Mitarbeiter), um den Projektstatus und eventuelle Probleme zu besprechen. Die Kundentreffen werden grundsätzlich von den Studierenden selbst organisiert und durchgeführt.
Zu Beginn von jedem Treffen gibt es ein maximal 15-minütiges Standup-Meeting, in dem jedes Teammitglied drei Fragen beantwortet:
Woran habe ich in der letzten Woche für das Projekt gearbeitet?
Gibt es Probleme, die mich momentan aufhalten?
Welche Aufgaben stehen für die nächste Woche an?
Das Standup-Meeting soll alle Teammitglieder und den Betreuer auf den gleichen Stand bringen. Außerdem soll das Meeting frühzeitig Probleme sichtbar machen, die nach dem Standup-Meeting näher besprochen werden können. Die Studierenden haben die Gelegenheit Fragen zu stellen und mit dem Betreuer Ideen zu diskutieren.
Blended Learning
Die Lehrmaterialien für den Seminarteil werden als digitale Medien, insbesondere in Form von kurzen 20 minütigen Videos zur Verfügung gestellt. Zusätzlich werden die Projekte selbst mit einer Kombination aus einer E-Learning Plattform und einer digitalen Entwicklungsumgebung unterstützt. Dadurch kann eine maximale Lehr- und Vermittlungseffizienz durch die Kombination von digitaler und Präsenzlehre (Blended Learning Verfahren) erreicht werden.
Jedes Projekt wird in einem Versionskontrollsystem verwaltet, welches es ermöglicht, jede Veränderung im Projekt zu verfolgen. Das entspricht dem Stand der Technik in der Softwareentwicklung. Zu jeder aufgezeichneten Veränderung ist auch der jeweilige Student assoziiert, der sie verursacht hat. Dadurch kann der Betreuer den „Beitrag“ jedes einzelnen Studierenden näher beobachten und ggf. darauf in einem persönlichen Gespräch näher eingehen. Die aufgezeichneten Informationen können zum Verfolgen des gesamten Projektfortschrittes sowie zur Überprüfung des vorhandenen Wissens verwendet werden.
Wettbewerbe: spielerisch lernen
Ein Wettbewerb findet unter Teilnehmern des Ice-Breaker Events statt. Wer den höchsten Turm innerhalb von 15 Minuten baut, bekommt einen kleinen symbolischen Preis. Ein weiterer Wettbewerb findet im Rahmen des Tutorials statt. Das Team, das die Demoprojekte vollständig und rechtzeitig erstellt, gewinnt ebenfalls einen kleinen Preis und wird bei dem Kickoff Event vor den eingeladenen Kunden geehrt. Der wichtigste Wettbewerb findet bei dem Kundenakzeptanztest statt. Das Team mit der besten Präsentation wird öffentlich geehrt, bekommt eine Urkunde und eine zwei jährige Mitgliedschaft in der Gesellschaft für Informatik.
Bisherige Erfahrungen und Feedback von Studenten
Wir haben diese Veranstaltung in den letzten Jahren entwickelt und mehrmals mit großem Erfolg erprobt. Das Konzept, wie es in diesem Antrag genau beschreiben wird, ist neu und entstand aus den bisherigen Erfahrungen.
Auf der Webseite unserer Arbeitsgruppe können bisherige M-Lab Projekte eingesehen werden. Als Beispiel wird hier der Link zur M-Lab SoSe 2014 Webseite angegeben. Die Trailer der bisherigen Projekte sind auf unserem Youtube Channel zu sehen.
Die bisherige Erfahrung hat gezeigt, dass die Einstellung der Studierenden gegenüber dieser Lehrveranstaltung sehr positiv ist, was mit folgenden Faktoren zusammenhängt:
Die Erfahrungen, die Studierende in den Projekten machen, vermitteln die theoretischen Grundlagen zur Softwareprojektentwicklung und dem Management optimal.
Es handelt sich um reale Aufgabenstellungen und reale Projektrahmen (echte Daten, Deadlines, Infrastruktur...). Dies motiviert Studierende sehr und gibt ihnen ein Gefühl der Verantwortung und Herausforderung.
Das Projektkonzept ermöglicht Studierenden echte Teamarbeit zu erleben. Sie verbessern ihre Kommunikations- und Präsentationsfähigkeiten.
Zwischen den verschiedenen Teams entsteht ein gesunder Wettbewerb darüber, wer die besten Ergebnisse liefert und präsentiert.
Nicht zuletzt sind die Ergebnisse oft sehr brauchbar und können nach der Veranstaltung zu einem realen Produkt führen. Es können Startups, Jobangebote oder Open Source Lösungen, für z.B. benachteiligte gesellschaftliche Gruppen entstehen.
Bisherige Teilnehmer haben sich insbesondere gewünscht, den theoretischen Teil durch kurze, prägnante Lernvideos zu unterstützen, die sie Vorab anschauen können - bei Bedarf mehrfach. Zudem kam mehrfach der Wunsch von Lernenden und Lehrenden nach einem System zur Erstellung und Abnahme der Projektlieferungen inklusive Dokumentationsschablonen auf. Beides soll durch diesen Antrag realisiert werden.
Redakteur: Daniel Martens
Liebe Leserin, lieber Leser,
unser M-Lab Projekt beginnt in etwa zwei Wochen, am 20 Oktober. Bis jetzt konnten wir die Anzahl der Anmeldungen im Vergleich zum Vorjahr bereits verdoppeln, obwohl die Anmeldephase noch läuft. Für die kommende Iteration konnten wir, wie zuvor auch, namenhafte Industriepartner gewinnen. Erstmals werden wir mit zwei Partneruniversitäten aus Bari (Italien) und Pennsylvania (USA) kooperieren, die ein vergleichbares Lehrformat anbieten. Einzelne Teams werden aus Studenten der drei Universitäten zusammengestellt. Dadurch möchten wir den globalen Aspekt der Softwareentwicklung so praxisnah wie möglich abbilden.
Eine Aufgabe, die uns zur nachhaltigen Sicherstellung des M-Lab Projekts besonders interessiert, ist die Erstellung von Lehrvideos. Diese Lehrvideos spiegeln Seminarinhalte wieder und können von den Studenten jederzeit, auch von zu Hause, zur Nacharbeit aufgerufen werden. Die Förderung der Claussen-Simon-Stiftung ermöglicht uns die Anschaffung des hierfür notwendigen professionellen Video-Equipments mit dem wir unser Media-Lab ausstatten werden.
Um die Erstellung der Lehrvideos professionell durchführen zu können, haben wir am 30.09.2016 an einem individuell für uns gestalteten Workshop des Multimediakontor Hamburg (MMKH), unter Leitung von Frau Kamilla Nowicki, teilgenommen. Der halbtägige Workshop, den wir mit mehreren Mitarbeitern unseres Arbeitsbereichs besuchten, beschäftigte sich mit der Auswahl des geeigneten Equipments für die Aufnahmen, wie Kamera, Mikrofon und weiterer Ausstattung, wie beispielsweise Videowand und zugehöriger Ausleuchtung. Des Weiteren wurde das Schneiden der Aufnahmen thematisiert und entsprechende Software evaluiert. Zum Abschluss konnten wir selbst diverse Lichtquellen und Lichteinstellungen vor der Kamera einsetzen um ein Gefühl für die unterschiedlichen Beleuchtungsmöglichkeiten zu bekommen.
Außerdem arbeiten wir derzeit an einem Tool, welches uns bei der Organisation und bei Aufgaben, die in jeder Iteration des M-Lab Projekts wiederkehren, unterstützt. Das Tool stellt beispielsweise Checklisten zur Vorbereitung der einzelnen Veranstaltungstage bereit und unterstützt uns unter anderem mit Templates zum Versand organisatorischer Mails.
Das MAST-Team (Prof. Maalej) an der Uni Hamburg
Redakteur: Daniel Martens
Liebe Leserin, lieber Leser,
durch die Förderung der Claussen-Simon-Stiftung waren wir in der Lage, eine Stelle als wissenschaftliche/-r Mitarbeiter/-in für unser Projekt M-Lab auszuschreiben. Wir freuen uns nun mitteilen zu können, dass diese Stelle seit Mitte Mai besetzt ist. Unser neuer Mitarbeiter Daniel Martens hat einen Masterabschluss in Informatik und hat bereits vorher selbst als Student in M-Lab teilgenommen. Er beabsichtigt zudem eine Promotion und bringt bereits mehrjährige Berufserfahrung in der Entwicklung von mehr als 30 bestbewerteten iOS-Apps mit sich.
Eine der ersten Aufgaben von Daniel Martens bestand darin gemeinsam mit Prof. Maalej vor wenigen Tagen einen Evaluationsworkshop an der Claussen-Simon-Stiftung unter der Federführung von Dipl.-Psych. Jennifer Guse zu organisieren. An dem Workshop nahmen zudem fünf Studierende und vier Doktoranden (M-Lab Projektbetreuer/Coaches) teil. Der Evaluationsworkshop hat interessante Einblicke in die Evaluation der Lehre bereitgestellt und zu wertvollen Diskussionen angeregt.
Eine besonders interessante Idee die sich herauskristallisiert hat ist ein App-Hackathon (Wortschöpfung aus "Hack" und "Marathon"). Dabei handelt es sich um ein 1-2 tägiges Tutorial. Ziel ist es, in lockerer Atmosphäre kleine kreative und unterhaltsame Apps zu entwickeln. Die Veranstaltung besteht aus zwei Teilen. Sie beginnt mit einem, im Vergleich zu M-Lab, längeren technischen Tutorial zur Entwicklung mobiler Apps für iOS und Android. Danach werden Themenvorschläge und Ideen für Projekte gesammelt und Teams ad-hoc gebildet. Die Teams bilden sich selbstorganisiert entsprechend der Interessen und Fähigkeiten, im Idealfall arbeiten Personen mit unterschiedlichen Fähigkeiten in einem Team zusammen, wie auch im M-Lab. Am Ende der Veranstaltung stellen die Teams ihre Ergebnisse vor. Eine Jury entscheidet über die Sieger-„App“. Alle erfolgreichen Teilnehmer erhalten am Ende der Veranstaltung ein Zertifikat. Die Idee der Veranstaltung ist es die Studenten bereits vor Beginn von M-Lab (im Wintersemester) mit der Entwicklung von mobilen Apps vertraut zu machen sowie Interessierte für die Teilnahme an M-Lab zu motivieren.
Das MAST-Team (Prof. Maalej) an der Uni Hamburg
Redakteur: Daniel Martens
Liebe Leserin, lieber Leser,
wir möchten Sie zu unserem Projekttagebuch begrüßen. Wir sind die Arbeitsgruppe Angewandte Softwaretechnik (MAST) am Fachbereich Informatik der Universität Hamburg.
Wir danken der Claussen-Simon-Stiftung und der Auswahljury ganz herzlich für die Auszeichnung unserer Lehrveranstaltung M-Lab im Förderprogramm "Unseren Hochschulen 2015". Wir sind den Studierenden auch sehr dankbar, die Prof. Maalej vorgeschlagen und anschließend fleißig für das von ihm vorgestellte Projekt abgestimmt haben.
In M-Lab entwickeln studentische Teams innovative Apps für echte "Kunden" aus der Industrie. Sie arbeiten dabei unter realen Projektbedingungen und nutzen neueste Technologien. Die Studenten lernen die Schlüsselkonzepte des Software-Engineering und machen wertvolle Erfahrungen in Teamwork, Projektmanagement und der Kommunikation mit Kunden.
Für die kürzlich abgeschlossene Iteration konnten die bedeutenden Industriepartner Audi, Hamburg Open Online University (HOOU) und der Naturschutzbund (NABU) akquiriert werden. In Teams haben die Studenten in enger Absprache gemeinsam aus den anspruchsvollen Aufgaben eindrucksvolle Ergebnisse herausgearbeitet und den Kunden präsentiert. Ein Beispiel ist in diesem Trailer näher erläutert. Dank der Fördermittel der Claussen-Simon-Stiftung wird das Erfolgsprojekt M-Lab auch ab dem kommenden Semester forgesetzt.
Nur wenige Wochen nach der Auszeichnung durch die Claussen-Simon-Stiftung hat M-Lab den MINTernational Wettbewerb gewonnen. In diesem Wettbewerb zeichnet der Stifterverband Universitäten aus, die überzeugende Konzepte für die Internationalisierung der Lehre durch Praxiserfahrungen im Bereich Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technologie (MINT) haben. Dabei konnten wir uns mit dem Konzept "M-Lab Global" als eines der sechs Gewinnerprojekte gegen mehr als 50 weitere Universitäten behaupten. Die „Globalisierung“ von M-Lab wird daher parallel bzw. direkt im Anschluss zu der Förderung der Claussen-Simon Stiftung passieren.
Für dieses Projekt haben wir uns umfangreiche und ehrgeizige Ziele gesetzt:
Als erstes wollen wir Lehrvideos erstellen und diese für den begleitenden Theorieteil der Lehrveranstaltung nutzen. Die Lehrvideos behandeln Themen wie Anforderungsanalyse, das Erstellen von Mockups, die Planung der Architektur von Apps sowie deren Usability, das Testen von Software und deren Qualitätssicherstellung. die kontinuierliche Integration sowie das Build- und Releasemanagement. Die Videos sollen möglichst kurz (15-20 min.) und ansprechend sein.
Außerdem arbeiten wir bereits an der Bereitstellung einer professionellen Infrastruktur für M-Lab Projekte. Diese umfasst u.a. Tools zur Distribution der Lehrvideos, der Versionskontrolle und kontinuierliche Integration, sowie ein Ticketing-System und Projekt-Wiki. Die Infrastruktur entspricht derer, die in führenden Unternehmen zur Entwicklung von mobilen Apps verwendet wird, und bereitet die Studenten so bestmöglich auf ihren Job vor. Ebenfalls gibt es eine Virtualisierungslösung zur Bereitstellung von Servern in Form von virtuellen Maschinen für Studenten.
Darüber hinaus arbeiten wir an einem System zur Erstellung und Abnahme von Projektlieferung, sowie Projektschablonen die ebenfalls zur nachhaltigen Sicherstellung des Projekts beitragen.
Die nächste Iteration wird zudem mittels verteilter Projekte und durch Wettbewerbe mit internationalen Partner-Universitäten und Industrie-Partnern globalisiert. Dazu wurden bereits umfangreiche Gespräche und Planungen mit Partnern aus Italien, Kanada und USA geführt.
Wir freuen uns Sie hier bald wieder begrüßen zu dürfen, um Sie mit regelmäßigen Einträgen in unserem Projekttagebuch auf dem Laufenden halten.
Das MAST-Team (Prof. Maalej) an der Uni Hamburg