Bachelor- und Masterarbeiten: Tips zu Inhalt, Ausarbeitung, Vortrag und Anmeldung

von Prof. Jan Borchers

Wie wir die Qualität von Bachelor- und Masterarbeiten bewerten

Die Bewertung von Abschlussarbeiten folgt bei uns eigentlich immer denselben Kriterien. Der wichtigste Einzelpunkt von allen ist die Contribution, also was die Arbeit an Neuem bietet, wie weit sie sich vom Stand der Kunst abhebt, und wie tiefschürfend die Überlegungen und Ideen darin sind. Bei Implementierungsarbeiten kommt die Qualität der Softwareimplementierung hinzu.

Selbst eine große Neuerung kann wenig wert sein, wenn sie der Wissenschaft nichts nützt ("ich habe einen atomgetriebenen Pilzwerfer erfunden!"). Daher bewerten wir auch den Benefit, also die Relevanz der Arbeit für das Gebiet.

Daneben ist es wichtig, dass die Arbeit zeigt, dass das bestehende Feld im Related Work gut durchkämmt wurde und der Autor weiß, was es sonst so alles gibt, und das glaubwürdig darstellen kann. Manche zitieren nur Arbeiten der letzten drei Jahre, andere „übersehen“ zu starke aktuelle Konkurrenz. Dabei sollte auch herauskommen, was die jeweilige andere Arbeit einem bringt, und wo sie noch Lücken lässt, die man selbst füllen will.

Schließlich ist bei allen wissenschaflichen Arbeiten wichtig zu zeigen, dass man überprüfbare Ergebnisse erzielt hat. Die Evaluierung sollte also nachvollziehbar sein, unter nicht allzu irrelevanten Bedingungen und (hoffentlich) mit einem statistisch signifikanten positiven Ergebnis. Natürlich gibt's auch Arbeiten, bei denen etwas einfach nicht klappt, und auch das kann und muss man dann dokumentieren – aber das ist wissenschaftlich deshalb nicht soviel wert, weil es soherum wahrscheinlicher war. Beispiel: Behauptest Du, Wasser explodiere unter UV-Licht, und kannst das beweisen, ist das super, weil unerwartet – wenn Du es behauptest und dann zeigst, dass es doch nicht stimmt, ist das nicht so doll, weil man das ohnehin vermutet hätte. Das gilt auch umgekehrt: ein hieb-und-stichfester Beweis, dass Wasser bergab fließt, ist zwar ein positives Ergebnis, aber wenig wert, da man das so auch schon vermutet hätte.

Diese obigen Bestandteile machen über die Hälfte der Gesamtnote aus. Ein Viertel fließt, da es sich um eine wissenschaftliche „Schrift“ handelt, in die Qualität der Ausarbeitung selbst: Hat sie alle üblicherweise zu erwartenden Bestandteile? Ist sie fehlerfrei und gut lesbar geschrieben? Ist sie vernünftig illustriert? Sind die Referenzen korrekt angegeben? Das ist kein Erbsenzählen: Wissenschaft funktioniert nur, wenn Forscher ihre Ergebnisse in verständlicher Form festhalten – wir bewerten sozusagen die Usability des Produkts „Bachelor-/Masterarbeit“ für den Leser. Gerade Techies scheitern hier oft, weil sie zwar genialen Code, aber keine vollständigen Sätze schreiben können.

Die letzten zwanzig Prozent der Note richten sich danach, wie neu und unstrukturiert das Themengebiet der Aufgabe war, wie sehr der Student das Gebiet und seine Arbeit selbst strukturieren musste, wie eigenständig er gearbeitet hat und wie gut Feedback von uns umgesetzt wurde.

Punkteliste

Zur besseren Orientierung ist hier die Punkteliste, die wir für die Bewertung von Bachelor- und Masterarbeiten an unserem Lehrstuhl verwenden. (Es ist eine Apple-Numbers-Datei. Am Ende dieser Seite findet man auch eine Excel-Version.) Den Punkte-Score rechnen wir dabei nicht direkt in eine Note um. Die Liste dient vielmehr dazu sicherzustellen, dass wir bei der Bewertung an alle Aspekte denken, und dass wir übersichtlich kommunizieren können, in welchen Bereichen die Stärken und Schwächen der Arbeit liegen. Wir bewerten jede von uns herausgegebene Arbeit in einem ausführlichen, mehrseitigen Review. 

Hinweise für Abschlussvorträge

Hier sind Tips zum Halten und Vorbereiten des Vortrags.

Tips zur Ausarbeitung

Struktur

Zu Beginn der Arbeit folgende Seiten vorsehen, bevor der eigentliche Inhalt beginnt: Titelseite, Erklärungsseite (...ohne fremde Hilfe...), einen englischen 1-Seiten-Abstract, eine deutsche Übersetzung(!) des Abstracts, Acknowledgements, Conventions, Contents.

Für die Titelseite gibt es eine Standardvorlage, die etwas interessanter als die Standard-LaTeX-Titelseite aussieht, aber trotzdem alle wichtigen Informationen enthält. Dank an Nils Beck für das Design.

Eine typische Arbeit umfasst Hintergrundrecherche, Design, Implementierung und Evaluierung eines Systems. Daraus ergibt sich folgende sinnvolle Struktur für die Ausarbeitung:

• Introduction: Beschreibung des Kontexts und Motivation der allgemeinen Problemstellung – welches Problem löst die Arbeit, und warum ist das interessant? Anschließend Überblick über die restliche Arbeit mit einem Satz pro Kapitel.
• Theory: Ggf. jene nötigen theoretische Grundlagen erörtern, die einem Informatiker normalerweise nicht geläufig wären.
• Related Work: Welche verwandten Projekte gibt es schon? Und aufgrund welcher Kriterien wurde nach Related Work gesucht? Jedes kurz vorstellen, seine Ziele, Vorzüge und Schwachpunkte darstellen. Im Abschluß des Kapitels die verwandten Projekte in einer Tabelle nochmal entlang wichtiger Unterscheidungskriterien zusammenstellen. Idealerweise zeigt diese Tabelle auch, welches „Loch“ bezüglich dieser Kriterien die eigene Arbeit füllt.
• Design: Überblick über den Grobentwurf des Systems. Viele Systeme entstehen iterativ nach dem DIA-Cycle wie in DIS 1 vorgestellt. Statt der drei Kapitel „Design, Implementation, Evaluation“ können hier auch Einzelkapitel zu den einzelnen Prototypen (also eines pro DIA-Cycle) kommen. Zunächst können hier auch Szenarien gut darstellen, wie die Task des Nutzers vorher aussieht und nachher mit dem System aussehen könnte.
• Implementation: Technischere Beschreibung des Systems mit mehr Details. Dieses Kapitel ist vor allem für kommende Studierende geschrieben, die das System verstehen und an ihm weiterarbeiten oder darauf aufbauen sollen.
• Evaluation: Nachweis der Evaluierung des Systems. Hier zeigt man, dass und warum das System besser als bereits existierende ist, im allgemeinen durch vergleichende Benutzerstudien, kontrollierte Experimente etc. Auch die Erfüllung der eingangs aufgestellten Anforderungen wird hier geklärt.
• Summary and Future Work: Das letzte reguläre Kapitel fasst die getane Arbeit noch einmal rückblickend zusammen und bewertet den Erfolg. Außerdem bietet es Lesern Ideen und Ansatzpunkte für vielversprechendere weitere Arbeiten: Was hätte man gern selbst noch eingebaut? Was würde man jetzt im Ansatz anders machen?
• In den Anhängen sollte ein Beispieldurchlauf die Benutzung des Systems mit Fotos und Screenshots verdeutlichen. Weitere Anhänge können beispielsweise Auswertungsbögen aus Umfragen, UML-Klassen- und Protokolldiagramme oder Sourcecode-Headerfiles enthalten. Anschließend kommen die Literaturstellen, ein Glossary (Verzeichnis spezieller Begriffe mit Erklärung) und – wichtig auch im PDF-Zeitalter, weil er die entscheidenden Seiten für jeden Begriff aufzeigt – ein Index mit Begriffen und Seitenzahlen.

Technik:

• An LaTeX führt kein Weg vorbei. Große Dokumente mit Word (oder irgendeinem anderen Tool, das seine Formatinformationen in unsichtbaren Codes versteckt) zu schreiben, ist waghalsig. Hier ist eine erste Superkurzanleitung für LaTeX.
• Unter macOS ist MacTeX die offizielle und kostenlose Standard-Distribution. Sie kommt inkl. TeXShop als GUI-Frontend zum einfachen TeXen. TeXPad ist ein komfortables alternatives, aber kostenpflichtiges Tool, das viele von uns für das Schreiben ihrer Thesis nutzen. Für das Schreiben mit mehreren Autoren (bei Papern und Gruppenarbeiten) ist Overleaf ideal. Wir haben eine Lizenz am Lehrstuhl; Betreuer fragen.
• Eine zu BibTeX kompatible Literaturdatenbank läßt sich unter macOS recht komfortabel kostenlos mit BibDesk erstellen. Papers kostet Geld, ist aber ein schöneres Tool für macOS, das mit LaTeX und Pages klarkommt (Betreuer fragen).
• Reichlich weitere Tools und Informationen zu LaTeX auf dem Mac finden sich im MacTex-Wiki der TeX Users' Group.
• Eine LaTeX-Vorlage für Bachelor- und Masterarbeiten am i10 ist vorhanden. Satz und Layout orientieren sich stark am Buch A Pattern Approach to Interaction Design.
• Wer stattdessen mit einem WYSIWYG-Wordprocessor arbeiten muss, dem sei auf dem Mac Apples Pages empfohlen. Es bietet eine gute Einbindung von EndNote, dem Standardwerzkeug zur Literaturverwaltung außerhalb der LaTeX-Welt. RWTH-Studentenlizenzen für EndNote kosten nur 20 €.

Multimedia:

• Eine Ausarbeitung in unserem Bereich profitiert von Audio- und Videoaufnahmen, 3D-Modellen und ähnlichem als Beispielmaterial. Idealerweise legt man auf seiner Homepage auf unserem i10-Wiki einen Abschnitt mit diesen Dateien als Attachments an und baut in die LaTeX-Source Links auf diese Files ein, die dann in das generierte PDF als Hints übernommen werden. Das Resultat ist ein PDF, bei dem man auf Links im Text klicken kann, um beispielsweise ein Hörbeispiel für einen Audio-Algorithmus zu hören oder ein kurzes Videobeispiel für eine Interaktionstechnik zu sehen. Die Dateien sollten selbsterklärende Namen nach einem festen Schema haben (z.B. beginnend mit mm für Multimedia), das eine fortlaufende Numerierung und Quelle sowie Inhalt beschreibt (z.B. mm17-timestretching.mp4) und in einem Mac-lesbaren Standardformat abgespeichert werden. Trotzdem sollte die Arbeit natürlich für sich allein im gedruckten Zustand lesbar und verständlich sein, auch wenn die MM-Beispiele nicht zugänglich sind. Eine einheitliche Markierung der MM-Beispiele, z.B. als Randnotiz im Text, bietet sich an. Diese Konvention sollte zu Beginn der Arbeit kurz erklärt werden, gewöhnlich zusammen mit anderen Regeln auf einer eigenen Seite "Conventions".

Sprache:

• Ich empfehle Englisch statt Deutsch, es macht die Arbeit weltweit lesbar und auch unseren eigenen ausländischen Mitarbeitern, kommenden Masterstudenten etc. zugänglich. Außerdem erleichtert es das Auskoppeln von Konferenz-Papers aus der Arbeit. Amerikanisches Englisch ist in der Wissenschaft weiter verbreitet, aber Britisches, Kanadisches oder sonstige Dialekte sind ebenso ok – sie müssen aber konsistent in der gesamten Arbeit verwendet werden, und man sollte das eingangs kurz erwähnen. Den Spellchecker (siehe unten) entsprechend einstellen.
• Bevor man mit dem Schreiben der Ausarbeitung beginnt, einmal das kleine silberne Büchlein von Strunk & White lesen (in der Bibliothek oder bei mir im Büro ausleihen, für nicht mal 10 Euro kaufen oder online lesen). Es enthält gute Tips, wie man aus aufgeblähten Sätzen die Luft rauslässt, stattdessen kurz und prägnant formuliert und viele sprachliche Standardfehler vermeidet. Ausführlichere Informationen zu Stilfragen, Grammatik und Typographie finden sich im quietsch-orangen Chicago Manual of Style (liebevoll CMOS genannt; online dank unserer Initiative inzwischen kostenlos aus dem RWTH-Netz: http://www.chicagomanualofstyle.org).
• Am besten ständig, aber zumindest vor der Abgabe von Vor- oder Endversionen einen LaTeX-kompatiblen Spellchecker über den Text laufen lassen (z.B. cocoAspell). Einfache Buchstabendreher (freuqency) und ähnliche Tippfehler sollten damit nicht mehr auftauchen. Gleich zu Beginnn eine eigenes User-Dictionary mit den eigenen Spezialbegriffen anlegen, das unterstützen die meisten Spellchecker, und es erspart falsche Fehlermeldungen.
• Fragwürdige Worte, Redewendungen und Übersetzungen Deutsch–Englisch online auf pons.de nachsehen. Es deckt British English ab, bietet aber auch alle amerikanischen Schreibweisen mit Hinweis. Noch genauere Redewendungen und Verwendungsbeispiele findet man in einsprachigen Wörterbüchern; für American English im New Oxford American Dictionary (macOS, 11 €) oder für Britisch im Oxford English Dictionary unter oed.com nachsehen. LEO ist keine verläßliche Übersetzungsmaschine, weil es nicht aus einer einzelnen, editoriell gemanageten Quelle kommt und bei den Übersetzungen der Satzkontext fehlt, um die richtige Übersetzung auszuwählen.
• Jede Abkürzung bei ihrem ersten Auftauchen erklären. Beispiel: "... MIDI (Musical Instruments Digital Interface)...". Ggf. auch eine Literaturreferenz mit näheren Infos zu dem Standard, Konzept etc. angeben. Tipp: Gesamtes Dokument nach zwei aufeinanderfolgenden Großbuchstaben durchsuchen, so kann man schnell Akronyme finden und checken, ob man sie beim ersten Mal erklärt.
• Nicht "which" schreiben, wenn man eigentlich "that" verwenden sollte (CMOS 5.202 unter "that")

Formatierung und Typographie:

• Zitatstellen und die Bibliographie so formatieren wie in "A Pattern Approach To Interaction Design" – nicht weil es so ein tolles Buch von mir ist, sondern weil das ein Verlag (Wiley) mal auf's Genaueste korrekturgelesen hat, wir die LaTeX-Sourcen haben und so die Zitatstellen (im Gegensatz zu einer Zitatstelle wie "[17]") schon Autor und Jahr erkennen lassen. Im Text setzt man das so ein, wenn sich der Satz auf den Autor bezieht: "The Blah system developed by Waddams [1997] enables users to..." oder so, wenn er sich auf das Werk bezieht: "The Blah System [Waddams, 1997] enables users to..." Ein Blick in die LaTeX-Sourcen des Buchs (in meinem Public Folder auf unserem Fileserver oliver) und des bereitgestellten Thesis-Templates zeigt, wie man dieses Format generiert. Auf komplette Angaben achten (auch Jahr, Verlag, Ort etc.) Auf https://hci.rwth-aachen.de/thesis-template steht die aktuellste Version eines Templates für Abschlussarbeiten und einige Tipps zur Verwendung zur Verfügung.
• Neben dem unerlässlichen Index am Ende erleichtern Randnotizen dem Leser extrem das rasche Überfliegen der Arbeit und Wiederfinden bestimmter Stellen. Da die Zeilen einer normalen A4-Arbeit in 11 pt ohnehin oft breiter als die typographisch korrekten 45–75 Zeichen ausfallen, sollte man die Seitenbreite des Haupttexts reduzieren und rund 20–25% der Seitenbreite für Randnotizen verwenden, die alle paar Absätze wichtige Schlüsselworte herausstellen. Für ein Beispiel siehe das oben erwähnte Buch und dessen LaTeX-Source.
• Als Schrift "\usepackage{palatino}" (wie in dem Pattern-Buch) oder (wenn die nicht gefällt) "\usepackage{times}" verwenden, nicht die standardmäßig verwendete Computer-Modern-Schrift.
• Bilder, Tabellen, Grafiken etc. dürfen im Text immer erst erscheinen, nachdem auf sie das erste Mal verwiesen wurde. Aufpassen bei floating figures in LaTeX.
• Hinter et al. kommt immer ein Punkt (= et alii = and others). Normalerweise kein Problem, wenn man obigen Zitierstil verwendet, macht LaTeX das für einen sowieso.
• Vor und nach i.e. und e.g. kommt immer ein Komma. (CMOS 5.202). Bedeutung nicht verwechseln: i.e. = id est = that is = das heißt; e.g. = exempli gratia = for example = zum Beispiel.
• Nach einem Abkürzungspunkt kein Leerzeichen, sondern in LaTeX "\ " schreiben, sonst lässt LaTeX extra Platz wie nach einem Satzendepunkt. Will man zusätzlich den Zeilenumbruch nach der Abkürzung vermeiden (was oft sinnvoll ist), dann "~" statt "\ " verwenden. Beispiel: "Prof.~Dr.~Jan Borchers".
• Groß- und Kleinschreibung in Überschriften einheitlich halten. Am besten CMOS 8.167 folgen.
• Korrekte Anführungszeichen im Englischen verwenden. In LaTeX erzeugt man sie über `...' und ``...''.
• Korrekte Striche im Englischen verwenden. In LaTeX: Trenn- oder Bindestrich: "-" (limbo-dancing women). Aufzählungsstrich (en dash): "--" (pages 24--30). Gedankenstrich: "---" (the design---even though it was created over a sixpack of beer---turned out to be flawless). Alle ohne Leerzeichen drumherum.
• Speziell für Musik-Typographie siehe CMOS 7.70–7.75. (Beispielsweise verwendet man "en dashes", also --, in Akkord- oder Notensequenzen: A--F--G...)
• Einstellige Zahlen ausschreiben (CMOS 9.3.)

Graphiken:

• Farb- und Graustufenbilder als JPEG in höchster Qualitätsstufe, oder – wenn es auf jeden Pixel ankommt – als unkomprimiertes PNG sichern. Strichzeichnungen oder Graphiken, die Text enthalten, möglichst im ursprünglichen Vektorformat sichern, wenn das nicht geht (z.B. weil eingescannt wurde), dann als unkomprimiertes PNG, um JPEG-Kompressionsartefakte zu vermeiden.

Druck und Bindung:

• Die Drucker unserer Abteilung sind natürlich nicht dazu da, alle Exemplare der Arbeit auszudrucken. Das geht schneller und billiger im Copyshop.
• Farbige Abbildungen erhöhen die rasche Lesbarkeit und Attraktivität einer Arbeit, also nicht an ein paar Seiten Farbkopien sparen (die man dann natürlich in den Rest per Hand vor dem Binden einsortieren muss). Gut, wenn man die gleiche Papierqualität auch für die schwarzweißen Seiten verwendet.
• Ich empfehle eine Hardcoverbindung. Das ist etwas teurer als die typische Schlabberbindung, aber man freut sich anschließend jedesmal darüber, wenn man die Arbeit selbst in die Hand nimmt oder anderen zeigt (oder zeigen muss). Buchbinder gibt es in Aachen etliche. Ein paar Tage für die Bindung einplanen.
• Thorsten Karrer hat gute Erfahrung mit seinem Druck bei http://www.mikroform.de/ gemacht.
• Buchbinderei Comouth in Aachen bietet seit 2011 eine attraktive Hardcoverbindung mit Rückenbeschriftung an, 100 Seiten inkl. 20 Farbseiten, Druck und Bindung z.B. für rund 35 Euro.

Bücher und andere Ressourcen zum Thema:

Gute Bücher zum Thema "Wie man eine Bachelor-Masterarbeit in Informatik schreibt" habe ich bislang kaum gefunden. Das liegt daran, daß der "richtige" Ansatz sehr vom genauen Fachbereich und Thema abhängt. Ein Leitfaden für Bachelorarbeiten in der Chemie nützt einem Informatiker wenig. Wer ein gutes Buch zum Organisieren seiner Arbeit sucht, dem empfehle ich das recht erfolgreiche "Getting Things Done" von David Allen, zu dem es auch reihenweise Onlineinfos und sogar ein Plugin für OmniOutliner gibt.

Auf oliver findet sich unter "Research Methods in HCI" der Vortrag von Professor Alex Markowetz "How To Write" aus dem B-IT Research School Seminar für Doktoranden.

Doktorarbeiten:

Für Doktorarbeiten habe ich noch keine Anleitung. Interessierte Leser seien auf diese Anleitung für Dissertationen verwiesen. :-)

Papers:

• Die obigen Tips gelten im übertragenen Sinne natürlich auch für Konferenz- und Journalpapers.
• Strunk & White lesen (siehe oben) gilt auch hier.
• Die CHI-Konferenz hat jedes Jahr aktualisierte Hinweise für gut geschriebene Papers in ihren Tips for Authors.
• Eine gute Einführung (wenn auch nicht HCI-spezifisch) gibt Jenifer Widom, Professor im Stanford CS Department.

Anmeldung

• Die Anmeldeunterlagen beim ZPA abholen (zwei DIN A4 Blätter).
• Ein Proposal zum Thema schreiben (eine DIN-A4-Seite) und mit dem betreuenden Doktoranden abstimmen.
• Einen Zweitgutachter für die Arbeit suchen (der Betreuer hilft dabei) und ihn nach mündlicher Zustimmung in die Anmeldeunterlagen eintragen.
• Die Anmeldeunterlagen für das Thema von Jan unterschreiben lassen. Der Zweitgutachter muss nichts unterschreiben.
• Die Unterlagen im Sekretariat von Lehrstuhl i1 spätestens 3 Monate nach der letzten Prüfung abgeben.
• Nach erfolgreicher Anmeldung bekommt man eine Bestätigung per Einschreiben nach Hause zugeschickt.