Mein persönliches Semesterfazit für die Grundlagen der Elektrotechnik

Liebe Studierende,

die Prüfungsklausur in den Grundlagen der Elektrotechnik ist jetzt fertig kontrolliert sowie ausgewertet und die Lehrveranstaltung in diesem etwas ungewöhnlichen Corona-Online-Semester damit mehr oder weniger offiziell abgeschlossen. Ich möchte das als Gelegenheit nutzen, noch mal ein persönliches Fazit zu ziehen.

Der Semesterstart im April war für uns alle sicherlich sehr ungewohnt, aufregend, etwas improvisiert und unvorhersehbar in der weiteren Planung. Für die Grundlagen der Elektrotechnik gab es aber schon seit langer Zeit ein gutes Skript und Buch zum Selbstlernen, einige Video mit Beispielaufgaben, ein gutes Übungsheft und zahlreiche weitere interaktive Materialien wie Quizfragen oder Simulationsbeispiele, die sich eigentlich sehr gut zum Selbstlernen eignen sollten. Diese haben wir dann versucht, im Moodle noch mal etwas strukturierter und mit einer Wochenplanung versehen bereitzustellen.

Außerdem gab es ja eine Online-Vorlesung mit einem gewissen Anteil zur Wissensvermittlung und ebenfalls vielen interaktiven Elementen, Quizfragen, gemeinsamem Zeichnen, etc. Statt Übungsterminen, in denen vorgerechnet wird, gab es täglich zwei Online-Sprechstundentermine zum Stellen von Fragen und zur Diskussion zu den Inhalten.

Zunächst möchte ich allen Teilnehmer*innen danken, die sich regelmäßig aktiv in diesen Formaten eingebracht haben. Leider waren das meiner Meinung nach aber viel zu wenige. Ein Satz der mich in der Evaluierung wirklich gestört hat, war die Aussage „Übungen sollten auch live angeboten werden. Auch wenn einfach nur eine Aufgabe vorgerechnet wird, ist dies besser, als die Aufgaben komplett alleine lösen zu müssen.“.

Das ist meines Erachtens leider komplett falsch. Ich kann mir die ganze Tour de France im Fernsehen anschauen, in denen die besten Radfahrer der Welt ihr Können zeigen, gut Fahrradfahren lerne ich dadurch sicher nicht. Ich kann mir ganz viele Kochsendungen im Fernsehen anschauen, ein guter Koch wird trotzdem nicht aus mir werden, wenn ich nicht vor oder nach jeder Kochsendung mal jedes Rezept selbst ausprobiere.

Man muss schon mal selbst den Mut haben, sich seines eigenen Verstandes zu bedienen und selbst nach Bearbeitung der Einstiegsaufgaben wagen, vielleicht auch mal an einem Lösungsweg zu scheitern. Dann kommt man in die Online-Sprechstunden, fragt und bekommt Hilfe angeboten. Man muss aber schon mal selbst aktiv werden, selbst nachdenken und selbst eine Lösungsidee entwickeln, nur vom Zurücklehnen und Konsumieren von vorproduzierten Videos oder der bloßen Teilnahme an einer Online-Vorrechnen-Übung wird man nicht viel Kompetenzen in den Grundlagen der Elektrotechnik erlangen und aufbauen.

Dabei haben wir versucht, Ihnen viele Brücken zu bauen, sich selbst auszuprobieren und auch direkt Rückmeldung und Feedback zu bekommen. Leider wurden auch die Quizze im Moodle viel zu wenig genutzt (nur von etwa 10% der Studierenden), das Suche-Biete-Forum war bis auf einen Eintrag komplett tot. Auch das Fragenforum wurde kaum genutzt, außer von mir, um dort Fragen und die zugehörigen Antworten zu sammeln, die mir per E-Mail geschickt wurden.

Auch der Chat in Zoom wurde viel zu selten genutzt, um Rückfragen zu stellen, wobei ich das genau wie im Moodle-Forum noch verstehen kann, wenn man als Studierende(r) keine vermeintlich „dumme Frage“ für immer und ewig mit dem eigenen Namen verknüpft in einem Forum oder Chatverlauf zu stehen haben möchte. Die anonyme Variante über Pigeonhole wurde aber leider auch nicht viel besser angenommen.

Weiterhin haben wir mit dem personalisierten Aufgaben versucht, Ihnen zu zeigen, wie sinnvoll es sein kann, sich gegenseitig über Ihre Lösungsideen auszutauschen und mögliche Verbesserungen zu diskutieren. Ob das außerhalb der Aufgaben viel genutzt wurde, kann ich nicht einschätzen, vermute es aber eher nicht. In der Aufgabe zum Zeigerbild haben wir Ihnen auch versucht zu vermitteln, wie man selbst ganz einfach ein Erklärvideo aufnehmen kann, wenn man mal eine Lösung oder ein Verfahren verstanden hat. Außerhalb der Aufgabe hat das aber meines Wissens auch niemand getan, auch wenn es technisch sehr einfach und dem Verständnis des Stoffes extrem zuträglich ist.

Auch das GETcamp, das leider etwas mit technischen Startschwierigkeiten zu kämpfen hatte, hätte inhaltlich aktiver von studentischer Seite ausgestaltet werden können, wenn mehr Studierende mehr Eigeninitiative zeigen würden und mehr Engagement über das Pflichtprogramm hinaus an den Tag legen würden. Leider haben viele die personalisierten Zusatzaufgaben, die ja immer wieder für den dadurch gewonnenen Erkenntnisgewinn sowie die gute und langfristige Prüfungsvorbereitung gelobt werden, nur exakt so lange bearbeitet, bis sie genug Punkte für die Prüfungszulassung zusammen hatten, um dann mangels gründlicherer Vorbereitung in der Klausur zu scheitern. Das fragt man sich als Lehrender manchmal zurecht, warum man so viel Aufwand investiert, solche Aufgaben zu konzipieren und bereitzustellen.

Noch ein paar Worte zur Klausur und der kleinen Evaluierung dazu. Natürlich wird eine Klausur immer aus einem Anteil „komplett neuer“ Aufgaben bestehen, die es genau so noch nicht in vorherigen Klausuren oder im Übungsheft gegeben hat. Wir möchten nämlich nicht, dass Sie kochrezeptartig Lösungswege auswendig lernen, sondern die grundlegenden Berechnungskonzepte (Knotensatz, Maschensatz, Strom-Spannungs-Beziehungen, etc.) verstehen. Es geht in der Klausur auch nicht um eine reine Wissensabfrage, sondern um den Nachweis von Kompetenzen, also der Handlungsfähigkeit in Situationen mit offenem Ausgang. Das geht naturgemäß nur mit Aufgaben, die man exakt genau so noch nicht vorher gesehen hat.

Es geht also nicht um das „Auswendiglernen“, sondern um das „Können“. Wie viel von dem vorherigen Stoff „auswendig gelernt“ wurde, zeigte leider die Aufgabe 1 zu Ladung und Strom, bei der sehr viele fälschlicherweise irgendeine Art von Exponentialfunktion vermuteten, die wir vorher häufig in Aufgaben besprochen hatten, obwohl dort eine sehr einfache bzw. die einfachste Wurzelfunktion gegeben war. Wenn der eigene Horizont durch das Memorieren von Musterlösungen so verengt ist, dass man nur noch in e-Funktionen denkt und keine Wurzelfunktion mehr erkennt, ist das natürlich ein Problem. So ist das in der Evaluierung geäußerte Statement „Wenn schon eine etwas schwierigere Funktion als Graph dargestellt ist (Aufgabe 1), dann sollte wenigstens noch dazu stehen, welchem allgemeinen Muster der Graph folgt.“ zurückzuweisen. Es war eine einfache Wurzelfunktion, natürlich sollte man diese erkennen, ohne dass es dransteht.

Warum sich andererseits Studierende in der Evaluation z.B. eine Aufgabe zur Fourierreihe in der Klausur gewünscht haben, meines Erachtens eines der schwierigsten und aufwendigsten Themen überhaupt, erschließt sich mir auch nicht so ganz. Insgesamt, und da sind wir wieder bei der Aktivität und dem Engagement, war die Teilnahmequote in den vier semesterbegleitenden Befragungen aber auch sehr gering (es gab jeweils 23, 19, 12 und 19 Rückmeldungen von etwa 150 Studierenden, die im Kurs aktiv sein müssten). Stärker und aussagekräftiger kann man aus studentischer Sicht eigentlich nicht zurückmelden, dass einem herzlich egal ist, was dort in der Lehrveranstaltung so passiert.

In diesem Sinne wünsche ich mir von Ihnen, die Sie ihr Studium erfolgreich abschließen möchten, für die kommenden Semester mehr Engagement, mehr Eigeninitiative über das „Prüfungsrelevante“ und unbedingt Notwendige hinaus, mehr Aktivitäten und mehr Einbringen Ihrer Ideen in die Lehrveranstaltungen. Ihre ebenso engagierten Lehrenden, Professor*innen, Tutor*innen sowie Übungs- und Seminarleiter*innen werden es Ihnen danken.

Viele Grüße und eine verdiente Semesterpause

Mathias Magdowski

Personalisierbare Aufgaben und anonymer Peer Review

Die Lehren-Kollegin Elke Bosse ist für die Abschlusspublikation zum Lehren-Programm auf der Suche nach Hinweisen, was aus den Projekten geworden ist, die wir als Teilnehmer*innen im Jahres- bzw. Dachprogramm verfolgt haben. Da mein Projekt aus dem Jahrgang 2018 zahlreiche Spuren im Internet hinterlassen hat und auch anderweitig publik gemacht wurden, möchte ich gern entsprechende Links oder Quellenangaben (bzw. elektronische Dokumente) teilen. Diese habe ich in diesem Blogartikel mit ein paar einleitenden Informationen auch für anderen Interessierte zusammengestellt.

Zusammenfassung

Beim Konzept von personalisierbaren Aufgaben mit anonymem Peer Review bekommen alle Studierenden eine eigene Aufgabe per E-Mail zugeschickt, können diese lösen und ihre Lösung über das Moodle zur Korrektur einreichen. Um den Korrekturaufwand für die Lehrenden zu senken, begutachten sich die Studierenden dann anhand einer ebenfalls personalisierten Musterlösung gegenseitig. Das ganze Verfahren läuft semi-automatisiert ab und ist dadurch gut skalierbar.

Gegenüber einfachen Multiple-Choice- oder Zahlenwert-und-Einheit-Aufgaben lassen sich hier auch der Rechenweg und Ansatz gut bewerten. Im Projekt soll ein Moodle-Plugin konzipiert, entwickelt, programmiert und bereitgestellt werden, das die bisherige technische Umsetzung in MATLAB bzw. Python ersetzt, die komplex und teilweise zeitaufwendig in der Anwendung ist. Damit kann das von den Studierenden sehr gut angenommene und etablierte Verfahren viel einfacher für eine größere Anzahl von Lehrveranstaltungen genutzt und umgesetzt werden.

Bisherige Aktivitäten und Motivation

Um unsere Studierenden vom Bulimielernen abzubringen und zu motivieren, sich schon während des Semesters (und nicht erst kurz vor der Prüfung) mit den Grundlagen der Elektrotechnik zu beschäftigen, wurde das Konzept personalisierter Aufgaben mit anonymem Peer Review entwickelt. Alle Studierenden bekommen eine eigene Aufgabe per E-Mail zugeschickt, können diese lösen und ihre typischerweise handschriftliche, abfotografierte bzw. eingescannte Lösung über ein Lernmanagementsystem zur Korrektur einreichen. Die Kommunikation findet dabei rein digital statt und ist damit perfekt für die Distanzlehre geeignet. Um den Korrekturaufwand für die Lehrenden zu senken, begutachten sich die Studierenden dann anhand einer ebenfalls personalisierten Musterlösung gegenseitig, so dass auch Studierenden, welche die Aufgabe selbst nicht korrekt lösen konnten, trotzdem fachlich richtig korrigieren können. Das Verfahren der Aufgabenerstellung, des Versands, der Einreichung und gegenseitigen Kontrolle läuft semi-automatisiert ab und ist dadurch auch für große Studierendengruppen gut geeignet. Gegenüber einfachen Multiple-Choice- oder Zahlenwert-und-Einheit-Aufgaben lassen sich hier auch Rechenweg und Ansatz sowie Skizzen, Schaltbilder und Diagramme gut bewerten sowie typische Fehlverständnisse und Misskonzepte aufdecken.

In einer von bisher elf entwickelten Aufgabentypen, in der es um das Zeichnen eines Zeigerbildes geht, erfolgte die Einreichung auch nicht als abfotografiertes oder eingescanntes Lösungsblatt, sondern als studentisch erstelltes Erklärvideo (Screencast bzw. abgefilmte Hand), weil sich so nicht nur das Ergebnis sondern auch der Prozess der Lösung viel besser dokumentieren und damit auch korrigieren bzw. bewerten lassen. Als Hilfestellung bekommen die Studierenden eine kurze Anleitung zum Bau eines improvisierten Stativs sowie ein kurzes Beispielvideo. Die Studierenden trainieren so neben der Fachkompetenz auch ihre Medienkompetenz, setzen sich mit den Möglichkeiten der Digitalisierung auseinander und gewinnen beim Hineindenken in fremde Lösungswege im Rahmen des Peer Review ein tieferes Verständnis für das Themengebiet der Aufgaben. Der studentische Peer Review bzw. das Peer Assessment als aktivierend Lehr- und Lernmethode sind dabei auch seit Jahren etabliert, siehe z.B. (Gielen, 2007), (Dochy et al., 1999), (Gibbs & Simpson, 2005), (Zare et al., 2017), ohne automatisiertes Framework im Hintergrund aber mit großem Aufwand für die Lehrenden verbunden, (Bhalerao & Ward, 2001).

Die beschriebene Vorgehensweise verbindet auf innovative Art und Weise die Vorbereitung auf klassische Prüfungsformate mit den Möglichkeiten digitaler Medien und deren Erstellung sowie digitaler Kommunikation. Das Verfahren wird von Studierenden zur Vertiefung des Stoffes und zur langfristigen Prüfungsvorbereitung sehr gut angenommen, und ermöglicht eine exzellente Aktivierung sowie gute Prüfungsvorbereitung ohne “teaching to the test”. Das Verfahren skaliert sehr gut und ist auch für sehr große Kurse mit mehr als 100 Teilnehmenden anwendbar. Die Aufgaben
sind tatsächlich randomisiert/algorithmiert und nicht aus einem großen Pool entnommen. Studierende schätzen die Aufgaben sowie damit verbundenen Zusatzpunkte für die Prüfungszulassung und geben sehr positive Rückmeldung. Perspektivisch sind auch Aufgaben mit verschiedenen Schwierigkeitsstufen möglich, bisher wurde aber Wert auf vergleichbare Komplexität und ähnlichen Lösungsaufwand gelegt. Durch die Randomisierung der Aufgaben sind eine kollaborative Lösung und gegenseitige Peer-Beratung der Studierenden untereinander möglich, simple Plagiate
werden aber erheblich erschwert.

Als weitere positive Aspekte sind die Senkung des Korrekturaufwands für die Lehrenden, individuellere und zeitnahe Rückmeldung für größere Gruppen sowie eine freiere Wahl der Lösungsmethode für die Studierenden zu nennen. Außerdem könnten mit der Projektmethode ohne Nutzung des Peer Reviews auch große Aufgabenpools für Open-Book- oder Take-Home-Exams erstellt werden, die zunehmend als alternativen Prüfungsformen für die Distanzlehre diskutiert werden. Ein ähnliches Verfahren wurde in Kooperation mit Olivier Cleynen et al. auch an der Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik umgesetzt.

Vorgehensweise als Ablaufdiagramm

ablaufdiagramm

Technische Umsetzung:

Versand an Studierende: per E-Mail
Einreichung: über Lernmanagementsystem (hier Moodle)
Programmierung: in MATLAB
Textsatz: in LaTeX mit den Paketen TikZ, CircuiTikZ, pgfplots und siunitx

Kennzahlen und Erfolge

  • bisher 13 verschiedene Aufgabentypen entwickelt
  • bisher 24 Durchläufe in 6 Semestern
  • insgesamt ca.:
    – 3900 personalisierte Aufgaben verschickt
    – 2160 studentische Lösungen eingereicht
    – 3820 studentische Peer-Review-Korrekturen durchgeführt

Bisherige Veröffentlichungen, Vorträge und Workshops

Hashtag: #PersonalisierteAufgaben

Veröffentlichungen

  • Cleynen, O., Santa-Maria, G., Magdowski, M. & Thévenin, D. (2020). Peer-graded in-
    dividualized student homework in a single-instructor undergraduate engineering course. Research in Learning Technology, 28.
    https://doi.org/10.25304/rlt.v28.2339
  • Magdowski, M. (2020c). Personalisierbare Aufgaben und anonymer Peer Review mit Erklärvideos als Einreichung – Wie kann man Bulimielernen verhindern, kontinuierliche Mitarbeit fördern und zeitnahe sowie individuelle Rückmeldung ermöglichen? (S. Ludwigs, Hrsg.). In S. Ludwigs (Hrsg.), So gelingt E-Learning! – Reader zum Higher Education Summit 2019.
    https://www.pearson-studium.de/cp-so-gelingt-e-learning-epdf.html
  • Magdowski, M. (2019f). Personalisierte Aufgaben und passende Musterlösungen zu den Grundlagen der Elektrotechnik automatisiert mit LaTeX, pgfplots und CircuiTikZ erstellen (H. Voß, Hrsg.). Die TeXnische Komödie, 31(4), 34–44.
    https://archiv.dante.de/DTK/PDF/komoedie_2019_4.pdf
  • Magdowski, M. (2018c). Personalisierbare Aufgaben und anonymer Peer-Review (M. Miglbauer, L. Kieberl & S. Schmid, Hrsg.). In M. Miglbauer, L. Kieberl & S. Schmid (Hrsg.), Hochschule digital.innovativ | #digiPH Tagungsband zur 1. Online-Tagung.
    https://www.fnma.at/content/download/1529/5759

Pre-Prints

  • Vollbeitrag zu “Personalisierbare Aufgaben und anonymer Peer Review in den Grundlagen der Elektrotechnik” für die Schriftenreihe “Greifswalder Beiträge zur Hochschullehre”
    https://www.overleaf.com/read/tkshqbvwftjz

Vorträge und Workshops

  • Magdowski, M. (2020a). Personalised Tasks and Anonymous Peer Grading. In Transforming Assessment Webinar Series.
    http://transformingassessment.com/events_1_april_2020.php
  • Magdowski, M. (2020b). Personalisierbare Aufgaben und anonyme Peer Reviews. In Webinarreihe „Lehrimpulse aus den Verbundhochschulen Sachsen-Anhalts“.
    https://www.youtube.com/watch?v=nFxohjyscRc
  • Magdowski, M. (2019a). Personalisierbare Aufgaben und anonymer Peer Review. In MatheMINT-Webinarreihe – Mathematik in den MINT-Fächern: Kreative Lehr-Lern-Konzepte digital umgesetzt.
    http://www.ecult.me/personalisierte-aufgaben-und-anonymer-peer-review/
  • Magdowski, M. (2019d). Personalisierbare Aufgaben und anonymer Peer Review mit Erklärvideos als Einreichung (S. Ludwigs, Hrsg.). In S. Ludwigs (Hrsg.), Pearson Higher Education Summit: Digital agil – Impulse für eine moderne Hochschullehre
  • Magdowski, M. (2019c). Personalisierbare Aufgaben und anonymer Peer Review in den Grundlagen der Elektrotechnik (K. Lisek, Hrsg.). In K. Lisek (Hrsg.), interStudies_2 Jahrestagung 2019: „UPtoDATE – Hochschullehre im digitalen Zeitalter“
  • Magdowski, M. (2019e). Personalisierbare Aufgaben und anonymer Peer-Review (L. Esch, Hrsg.). In L. Esch (Hrsg.), HFD Hangout – Online-Meeting für Interessierte aus dem Netzwerk für die Hochschullehre des Hochschulforums Digitalisierung der Hochschulrektorenkonferenz.
    https://hochschulforumdigitalisierung.de/de/hfd-hangout
  • Magdowski, M. (2019b). Personalisierbare Aufgaben und anonymer Peer Review. In Lightning Talk zur Summer School des Hochschulforums Digitalisierung.
    https://www.youtube.com/watch?v=LDw_Ifmg2WM
  • Magdowski, M. (2018a). #digiPH eLecture: Personalisierbare Aufgaben & anonymer Peer Review [Video: https://youtu.be/lSmz5TVEPv8%5D, In Online-Tagung | #digiPH – Hochschule digital.innovativ.
    http://www.virtuelle-ph.at/veranstaltung/digiph-electure-personalisierbare-aufgaben-anonymer-peer-review/
  • Magdowski, M. (2018b). Personalisierbare Aufgaben und anonymer Peer Review sowie QR-Code-Papier zum automatischen Korrekturversand (Workshop zum Tag der Lehre an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg)

Foliensätze

Webseiten

Poster

Links zu ähnlichen Ideen von anderen Universitäten

Literatur

  • Bhalerao, A. & Ward, A. (2001). Towards electronically assisted peer assessment: a case study. Research in Learning Technology, 9(1).
    https://doi.org/10.3402/rlt.v9i1.12014
  • Dochy, F., Segers, M. & Sluijsmans, D. (1999). The use of self-, peer and co-assessment in higher education: A review. Studies in Higher Education, 24(3), 331–350.
    https://doi.org/10.1080/03075079912331379935
  • Gibbs, G. & Simpson, C. (2005). Conditions Under Which Assessment Supports Students’ Learning [Learning and Teaching in Higher Education (LATHE) was published by the University of Gloucestershire between 2005 and 2011. LATHE was edited by Phil Gravestock and Michele Hills. Publication has ceased, the final issue was issue No.5]. Learning and Teaching in Higher Education, (1), 3–31.
    http://eprints.glos.ac.uk/3609/
  • Gielen, S. (2007). Peer assessment as a tool for learning (Diss.).
    https://lirias.kuleuven.be/retrieve/67694
  • Zare, R. N., Cox Jr., C. T., Murphy, K. & Bayas, C. (2017). Implementation of peer-reviewed homework assignments. Journal of College Science Teaching, 3(46), 40–46.
    https://doi.org/10.2505/4/jcst17_046_03_40

Ideen zum Socialising und Onboarding in einem Mathematik-Vorkurs

Arbeitsplatz mit Bildschirm, Maus und Tastatur

Ich organisiere seit 2009 einen einwöchigen Mathematik-Vorkurs „Fit für die Elektro- und Medizintechnik“ an der Otto-von-Guericke-Universität in Magdeburg für unsere Erstsemesterstudierenden in den entsprechenden Studiengängen, der in diesen Jahr natürlich komplett online stattfinden muss. Früher bestand mein Kurs vormittags aus einer täglichen „Vorlesung“ mit einer Input-Phase, einigen Experimenten und Audience-Response-Fragen zur Interaktion. Nachmittags gab es dann eine handschriftliche Übungs- und Diskussionsrunde unter studentischer Anleitung zur Vertiefung und zum Austausch, außerdem eine Computerübung, in der ähnliche Probleme mit Mathematikprogrammen wie Gnuplot, Maxima oder Octave bearbeitet wurden. Für die Selbstlernphase gab es dann noch Aufgaben in der Mathematik-App „TeachMatics“.

In diesem Jahr muss der Kurs natürlich ohne die Präsenzelemente auskommen. Als Videokonferenz-Alternative für synchrone Phasen steht Zoom zur Verfügung. Für asynchrone Phasen gibt es zahlreiches Material als PDF-Dateien und die Audience-Response-Fragen als Quizze im Moodle. Die Experimente könnte ich natürlich auch als Video aufzeichnen und asynchron bereitstellen. Etwas Kopfzerbrechen bereitet mir noch das Onboarding und Socialising der Studierenden, das gegenseitige Kennenlernen, das Knüpfen erster Kontakte und das Bilden von Lerngruppen rein über ein Online-Format, sowie die Frage, wie sich das typische Gemeinschaftsgefühl entwickeln kann, wenn alle einzeln zu Hause sitzen und sich nicht schonaus anderen Lehrveranstaltungen kennen.

Hierzu habe ich mich schon mal per Zoom mit meinen Vorkurs-Tutor*innen Lena, Mahmoud und Philipp getroffen, ausgetauscht und gemeinsam ein bisschen über ein Konzept eines reines Online-Vorkurses nachgedacht. Das Ergebnis möchte ich hier kurz zusammenfassen und freue mich auf auch weiteren Austausch und weitere Anregungen.

Klar ist, dass man sicher einige fachliche Inhalte weglassen muss, um mehr Zeit für das Ausprobieren und Erlernen von reinen Online-Formaten und das gegenseitige Kennenlernen einzuplanen, das eben nicht so ganz nebenbei wie im Hörsaal oder Seminarraum passiert. Wichtigstes Ziel für mich ist, die Studierenden zumindest die eine Woche lang zu motivieren, sich ab Online-Vorkurs zu beteiligen und aktiv zu sein. Wenn dabei auch noch nebenbei ein bisschen was zur Mathematik passiert, wäre das um so besser.

Gesammelte Links zum „Onboarding“ und „Socialising“ in Online-Kursen:

Grobe Zusammenfassung des (fachlichen) Konzepts:

Vormittags:

  • vorbereitete Flipped-Classroom- bzw. Input-Videos (ca. 45 Minuten) über YouTube
  • dazu gibt es ein Skript mit Formel-Lückentexten zum aktiven Anschauen der Videos
  • Live-Veranstaltung mit Quizzen, Interaktion und Rückfragen (45 Minuten), in denen das Basiswissen überprüft wird

Nachmittags:

  • Übungen mit Breakout-Räumen für jede Lerngruppe
  • neue Einstiegsaufgaben zum einfacheren Hineinfinden in das jeweilige Themengebiet
  • verschiedene Zoom-Meetings für jede(n) Tutor*in

Ideen für Kennlernspiele und Ice Breaker:

  • https://skribbl.io/
  • Alle denken sich 3 Fakten über sich aus, einer davon ist gelogen. Die anderen müssen raten, welcher Fakt das ist.
  • Alle markieren ihren aktuellen Wohn- und Studienort auf einer Karte.
  • Virtueller Kneipenabend auf http://www.cafecentral.k-n-o.de/central-digital/
  • Alle sagen, welche Veranstaltung auf https://magdeboogie.de/ sie besuchen würden und warum?
  • „Eingewöhnung“ an digitale Lehr- und Lernformate per Videokonferenz, z.B. als Video mit Videokonferenz-Howto

Außerdem möchten wir vorher einen Brief an die Studierenden verschicken, z.B. mit:

  • Formelsammlung/Skript als Lückentext
  • Kurvenschablone
  • Videokonferenzkarten
  • Dinge, die im Sinne von „umgekehrter Augmented Reality“ in die Kamera gehalten werden können und irgendein verbindendes Element haben, z.B. um damit Lerngruppen zu bilden

Ideen zur Lerngruppenfindung:

  • Umfrage mit Einstellung zur Mathematik
  • ideale Gruppengröße: 4 Personen (übersichtlich in Zoom, klein genug, damit alle aktiv werden und niemand sich verstecken kann)
  • eventuell gibt es eine gemeinsame Gruppenaufgabe, die nur als Gruppe zu lösen ist

Nach jedem Tag wollen wir uns Tagesfeedback über https://ideaboardz.com/ einholen:

  • Was hat heute besonders gut geklappt/gefallen?
  • Was hat eher schlecht funktioniert?
  • Was hat mir heute gefehlt? Was wünsche ich mir für morgen?
  • Was hat mich heute am meisten überrascht?

Bitte kein aufwendiges und wenig nutzbringendes Online-Proctoring!

In Reaktion auf ein schönes amtliches Dokument zu Online-Prüfungen, die „Ordnung zur Bewältigung der durch die Coronavirus SARS-CoV-2-Epidemie an den Betrieb der Bergischen Universität Wuppertal gestellten Herausforderungen in Studium, Lehre und Prüfungen„, in der Ideen zur Abwicklung für mündliche und schriftliche Online-Prüfungen und z.B. auch der Umgang mit (technischen) Störungen zusammengefasst sind, habe ich mal ein paar Gedanken zum Umgang und zur Abwicklung solcher Prüfungen verschriftlicht, weil ich davon ausgehe, dass auch anderen Hochschulen in Kürze ähnliche Ordnungen bevorstehen.

Hier ein erster Auszug aus dem Dokument:

Durchfuehrungsbestimmungen_mit_Markierungen

Mir erschließt sich z.B. nicht so ganz, wo der Vorteil liegen soll, den Studierenden die Prüfungsunterlagen per Post zuzuschicken (was aufwendig, teuer und bei internationalen Studierenden im Ausland auch logistisch schwierig ist) und diese auch wieder per Post einreichen zu lassen. Es ist außerdem sehr schwierig, 25 Studierende per Videokamera gleichzeitig dabei zu beaufsichtigen, wie sie auf Kommando die Briefe öffnen und diese dann 90 min später auf Kommando auch wieder sicher versiegeln. Ich sehe auch schon viele Studierende nach „briefe aufdampfen wie in sonnenallee“ googlen ;-).

Warum verzichtet man nicht einfach auf die Nutzung von speziellem Klausurpapier und stellt den Studierenden die Prüfungsaufgaben just-in-time per Moodle oder E-Mail zur Verfügung, gern auch als zertifiziertes PDF-Dokument inklusive eines Hashwertes, den die Studierenden zu Beginn der Prüfung verifizieren sollen. Stimmt der Hashwert nicht, löst der Prüfling also potentiell einen verfälschten Aufgabenzettel, fällt das sofort auf. Randomisierte Aufgaben und große Aufgabenpools erfordern eine eigenständige Lösung der Studierenden. Kompetenz- und nicht wissensreproduktions-orientierte Aufgaben ermöglichen das Konzept von Open-Book-Klausuren umzusetzen, die es ja vorher in Präsenzprüfungszeiten auch schon als sogenannte „Kofferklausuren“ gab.

Die gleiche Online-Variante würde auch bei der Einreichung funktionieren. Die Studierenden fotografieren Ihre handschriftlichen Lösungsblätter ab (was ja bei unseren personalisierten Aufgaben auch sehr gut funktioniert), generieren ein Hashwert und reichen den Hashwert sofort, die eigentlichen Dateien bei geringer Bandbreite zur Not auch zeitverzögert per Moodle oder E-Mail ein. Eine nachträgliche Manipulation ist damit technisch ausgeschlossen. Die dafür nötigen Hashwerte zu generieren ist nicht aufwendig, das geht einfach im Browser. Die somit sofort digital vorliegenden Lösungen können dann auch direkt digital an die korrigierenden Personen verteilt werden und man hat keinen Papierkrieg. Was ist z.B. auch, wenn einer der Prüfungsbriefe verloren geht? Werden diese per Einschreiben mit Rückschein verschickt? Haftet die Post für eine nichtbestandene Prüfungsleistung? Das erscheint mir alles wenig durchdacht.

Ansonsten halte ich die gleichzeitige Videoüberwachung aller Studierenden für sehr paranoid, befremdlich, datenschutzrechtlich bedenklich und auch unnötig. Es entspricht auch nicht unserem Leitbild Lehre, in dem es heißt: „Die Basis unserer Informations- und Kommunikationskultur sind Vertrauen und Transparenz.“

Wenn jemand betrügen möchte, wird er oder sie es auch mit Videoüberwachung schaffen. Dritte Personen können sich sonstwo in einem Raum verstecken, man kann falsche, vorproduzierte Kamerabilder einspeisen, beim Ton ist das noch einfacher, etc. Wer es als MINT-Student*in nicht schafft, seine eigenen Atem-, Schreib- und eventuell auch Tippgeräusche in Dauerschleife aufzuzeichnen und in ein Videokonferenzsystem einzuspeisen, sollte sowieso keinen MINT-Abschluss bekommen ;-). Die permanente Videoüberwachung benötigt auch unnötige Bandbreite und ist technisch anfällig. Außerdem ist auch sehr fraglich, was nun passiert, wenn absichtlich oder unabsichtlich (wie will man aus der Ferne unterscheiden, ob ich bei meiner Fritz!Box den Stecker rausgezogen oder der Bagger vorm Haus das Kabel gekappt hat) die Verbindung zusammenbricht.

Wenn man es richtig machen würde, sollte man z.B. den Prüfling, seinen Schreibtisch und einen Computermonitor im Bild haben, auf dem z.B. eine bestimmte Webseite geöffnet ist. Diese Webseite wechselt in beliebigen Abständen die Hintergrundfarbe in nicht-vorhersagbarer Reihenfolge. Damit würde in einer Proctoring-Überwachung sofort auffallen, wenn von einem Prüfling kein Live-Bild sondern etwas Vorproduziertes in Dauerschleife läuft. Die Frage ist, ob man den Studierenden so viel Misstrauen entgegen bringen möchte. Außerdem benötigen die Studierenden dafür mindestens zwei digitale Endgeräte bzw. eine Webcam mit genügend langem USB-Kabel.

Wenn man solche technischen Raffinessen aber nicht nutzt, ist alles Online-Proctoring (Ausweisen der Studierenden durch Lichtbildausweis, Kameraschwenk durch den Raum, etc.) umsonst, weil es sich vergleichsweise einfach durch Einspeisen von vorproduziertem Material umgehen lässt.

Hier ein zweiter Auszug aus dem Dokument:

Durchfuehrungsbestimmungen2_mit_Markierungen

Außerdem finde ich es organisatorisch sehr spannend, wie eine aufsichtsführende Person für eine z.B. 90-minütige Prüfung nacheinander

  1. alle studentischen Ausweise mit Lichtbild kontrolliert (was ist mit Webcams mit Festfokus auf die typischen 50 cm Distanz, da kann man sonstwas in die Kamera halten, kleine Sachen scharf darzustellen, ist unmöglich, wie lange wird so etwas wohl dauern, 25 mal x Sekunden?)
  2. bei allen Studierenden einen Kameraschwenk im Raum macht (sehen diesen dann auch die anderen Studierenden oder macht die Aufsicht das in 25 separaten Breakout-Räumen?, wie lange wird so etwas wohl dauern, 25 mal x Sekunden?)
  3. dann alle (gleichzeitig?) dabei beaufsichtigt, wie die vorher natürlich nicht manipulierten Briefumschläge geöffnet werden (wie stark muss man vorher seine Kameralinse mit fettigen Fingern anfassen und gegen das Licht ausrichten, damit der kleine wieder zugeklebte Schlitz an der Briefunterseite nicht auffällt?)
  4. dann (optional) die Aufgaben diktieren (!?, wie sieht es da mit der Barrierefreiheit aus)
  5. immer mal wieder Studierende, die den Eindruck erwecken, unnötig nach links oder rechts zu schauen und seltsam unsynchrone Lippenbewegungen zu machen (was ist eigentlich mit Bauchredner*innen?) bittet, weitere Kameraschwenks durch den Raum zu machen, worauf sich die promovierte Hilfsperson immer schnell unterm Jugendbett versteckt
  6. Studierende zwischenfragen, ob und wie lange sie mal die heimische Toilette aufsuchen dürfen (um mal schnell ein paar Sachen auf den Smartphone zu googlen)
  7. am Ende alle (wieder gleichzeitig?) dabei beaufsichtigt, den Briefumschlag zu versiegeln (MINT-Sonderfrage: Wie viel dpi muss ein Scanner und Farbdrucker haben, damit man selbst oder jemand anderes während der Prüfung das Siegel reproduziert, so dass es bei verschmierter Kameralinse mit Festfokus echt genug aussieht? Gibt es dann wenigstens für jede Prüfung ein anderes Siegel, so dass die Studierenden sich immerhin den Aufwand leisten müssen, es jedes mal neu einzuscannen und auszudrucken und nicht einfach das von der letzten Prüfung aus der WhatsApp-Gruppe zu nehmen.)

Fragen über Fragen, beliebig viele Angriffsvektoren, richtig durchdacht scheint mir das Konzept noch nicht. Ich frage wirklich, was und wo das Problem ist, auf den ganzen Zauber zu verzichten, ordentliche, sinnvolle, randomisierte und kompetenzorientierte Prüfungsfragen zu stellen und auf eine Eigenständigkeitserklärung der Studierenden zu vertrauen (gern auch mit mehreren kleinen Prüfungen über das Semester verteilt, statt einer großen Abschlussprüfung). Alles andere macht nur beliebig viel Aufwand und bringt dafür beliebig wenig Nutzen.

 

Feedbackbogen zur Zwischenevaluation einer Online-Lehrveranstaltung

Unsere Online-Lehrveranstaltung zu den Grundlagen der Elektrotechnik ist mittlerweile in der 5. Woche. Zeit, sich nach der Anfangsbefragung mal ein kurzes Zwischenfeedback von den Studierenden einzuholen.

Liebe Studierende,

auch ich vermisse weiter den persönlichen Kontakt zu Ihnen. Wir haben bisher versucht, Sie so gut es geht mit Lehrmaterialen, Aufgaben und Quizfragen zu den Grundlagen der Elektrotechnik zu versorgen, viele Fragen zu beantworten und Ihnen bestmöglich individuelle Rückmeldung zu geben. Wir würden gern wissen, wie gut uns das gelungen ist. Deshalb finden Sie im Folgenden einen kurzen Fragebogen. Ich würde mich sehr über Ihre Rückmeldung freuen.

Viele Grüße und bleiben Sie gesund!

  • Wie geht es Ihnen? (sehr schlecht, schlecht, geht so, gut sehr gut)
  • Haben Sie Kontakt zu Ihren Kommiliton*innen (per Telefon, Skype, WhatsApp, Instagram, etc.) bzw. einer Lerngruppe? (mehrmals täglich, täglich, mehrmals wöchentlich, wöchentlich, seltener)
  • Haben Sie in den letzten Wochen genügend Erfahrung mit digitalen Lehrangeboten gesammelt, um diese sinnvoll für den Rest des Semester nutzen zu können? (nein, eher nein, eher ja, ja)
  • Was hat Ihnen bisher am meisten beim Selbstlernen geholfen? (Freitext)
  • Was hat Sie bisher am meisten am Selbstlernen gestört bzw. davon abgehalten? (Freitext)
  • In welchem Umfang haben Sie sich die Einstiegsaufgaben zum Thema xxx angeschaut und bearbeitet? (komplett, zum Teil, gar nicht)
  • Wünschen Sie sich weitere Einstiegsaufgaben zu den anderen Themen? (ja, unbedingt, eher ja, eher nein, auf keinen Fall)
  • Wie gefällt Ihnen die Online-Vorlesung? (Freitext)
  • Haben Sie schon einen der Online-Sprechstunden-Termine wahrgenommen, und wenn nein, warum nicht? (Freitext)
  • Wie gefallen Ihnen die bisherigen Quiz-Fragen im E-Learning-Kurs? (Freitext)
  • Wie gefallen Ihnen die bisherigen personalisierten Zusatzaufgaben? (Freitext)
  • Was wünschen Sie sich für den Rest des Semesters? (Freitext)
  • Wenn morgen eine 90-minütige Leistungskontrolle mit fünf Aufgaben (zu den Themen u, v, w, x, und y) wäre, wie gut fühlen Sie sich darauf vorbereitet?(sehr gut, gut, mittelmäßig, schlecht, sehr schlecht)
  • Das wollte ich noch loswerden. (Freitext)

Vielen Dank für Ihre Rückmeldung. Diese hilft uns sehr, ein geeignetes Online-Lehrformat für die nächsten Wochen zu entwickeln.

Bisher haben innerhalb einer Woche leider nur 6 Studierenden den Bogen ausgefüllt. Eine gute, repräsentative und aussagekräftige Rücklaufquote zu erreichen, halte ich auch immer noch für die größte Herausforderung bei reinen Online-Befragungen.

Mist, schon wieder versprochen, dann fang ich noch mal an …

Stufe 1: Präsenzlehrende kennen das Problem, sich in großen Hörsälen mit Funkmikrofon und Lautsprecheranlage an den Klang der eigenen Stimme gewöhnen zu müssen. Nach ein paar Wochen ist das dann das Normalste der Welt.

Stufe 2: Sich selbst das erste Mal über Mikrofon und Lautsprecher auf Englisch (oder einen anderen Fremdsprache) sprechen zu hören, war zumindest für mich auch wieder eine Zeit lang gewöhnungsbedürftig.

Stufe 3: Die eigene Stimme per Mikrofon z.B. für ein Erklärvideo aufzuzeichnen und zu wissen, dass das jetzt nicht nur so live gesprochen wurde sondern für immer und alle Zeit „im Internet“ steht, klingt erst mal schwierig, war interessanterweise für mich aber auch nur eine weitere Gewöhnungssache.

Kurzum, ich kann verstehen, wenn Lehrende Bedenken haben und es ihnen eventuell peinlich ist, sich in Erklärvideos zu versprechen und diese Videos dann trotzdem im Internet zu veröffentlichen. Nichtsdestotrotz stelle ich alle meine Videos seit Jahren frei verfügbar auf YouTube (und auf unsere universitätsinterne Mediasite, auf der sie aber leider kaum jemand findet) und habe bisher ausschließlich positive Rückmeldung von unseren (und natürlich auch universitätsfremden) Studierenden bekommen. Ich habe mittlerweile auch keine Angst vor möglichen Versprechern und Verhasplern. Auch nach dem fünften Bier in der Baracke [ein beliebter Studierenden-Club in Magdeburg] hat mir noch keine(r) der Studierenden erzählt „Herr Magdowski, ich finde das übrigens voll lol wie Sie sich immer einen abstammeln in Ihren Videos“, was ich manchmal tatsächlich tue.

Da meine Videos unter CC-BY-SA-Lizenz veröffentlicht sind, könnten die Studierenden auch mal ein Best-Of meiner schönster Fehler und Versprecher zusammenschneiden und veröffentlichen, sogar legal, auch das hat bisher noch niemand getan (mal schauen, ob es jetzt jemand tut).

Statt Angst vor Versprechern zu haben, würde ich mittlerweile auch schwer davon abraten, einen Text für ein Video vorzuformulieren und dann von einem Teleprompter oder etwas Ähnlichem abzulesen. Es gibt zahlreiche solcher Videos, z.B. hier von der Fernuniversität Hagen.

Ich finde solche Videos, insbesondere das zur Zielgruppenanalyse sehr langweilig, nicht inhaltlich, aber von der Erzählweise her. Man merkt halt deutlich, dass das Video besonders gut werden sollte, weshalb man vorher einen Text geschrieben hat und diesen sicher mehrfach korrekturgelesen, korrigiert und perfekt ausformuliert hat. Jeder Satz sollte wohlüberlegt klingen. Diesen fertigen Text hat man dann möglichst ebenso perfekt vor- bzw. abgelesen. Damit ist der Text aber tot. Es ist keine Lesung und auch „Vorlesungen“ waren schon immer eine schlechte Idee. Statt besonders gut zu werden ist das Video jetzt besonders langweilig geworden.

Warum überlegt man sich für ein Erklärvideo stattdessen nicht eine grobe Struktur, macht sich eine paar wenige Notizen, legt sich vielleicht die ersten zwei bis drei Sätze zurecht, so dass man wenigstens diese unfallfrei und ohne „Knoten in der Zunge“ aussprechen kann und erzählt dann einfach „frei von der Leber“ weg, was man zu dem Thema sagen möchte. Klar sind das mal ein paar „Ähs“ und „Ähms“, aber das macht das Video doch authentisch und lebendig. Außerdem sollte wohl jeder, der von sich behauptet, eine gewisse Expertise zu einem Thema zu haben, in der Lage sein, mal 5 min bis 10 min einigermaßen zusammenhängend dazu zu sprechen, ohne sich vorher einen Text aufzuschreiben.

Wenn man sich dann gleich am Anfang schwer verspricht, okay, dann fängt man halt noch mal an. Verspricht man sich nach 10 Minuten, tja, schade, weiter geht es. Ein Versprecher nach 20 Minuten ist egal, so lange schauen sich die meisten das Video vermutlich sowieso nicht an, und wenn, dann ist es inhaltlich sehr interessant und fesselnd, und ein Versprecher zu verschmerzen.

Kurzum, einen Text für ein Erklärvideo vorzubereiten und dann lebendig vorzulesen, ist zeitaufwendig und schwierig. Keinen Text vorzubereiten und Versprecher herauszuschneiden ist vermutlich noch zeitaufwendiger. Im Sinne von „Do you need it perfect or by Tuesday?“ sind Versprecher in Erklärvideos aus pragmatischer Sicht das Normalste der Welt.

 

Feedback-Bogen „Wie geht es Ihnen?“ zur Online-Lehre in der Corona-Krise

Bereits wenige Tage nachdem abzusehen war, dass die Präsenzphase des Sommersemesters verspätet starten würde (siehe dazu auch mein Video „Tipps zur Online-Lehre in der Corona-Krise an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg„), habe ich unsere Studierenden in der Grundlagen der Elektrotechnik mit einem Arbeitsauftrag für die nächsten Wochen bis zum geplanten Semesterstart ausgestattet. Um mir ein bisschen Rückmeldung von den Studierenden zu holen, habe ich dann heute folgenden Fragebogen über unser Lernmanagment-System Moodle an alle verschickt. Vielleicht ist dieser Bogen ja für einige andere als Anregung nützlich.

Feedback: Wie geht es Ihnen?

Liebe Studierende,

auch ich vermisse den persönlichen Kontakt zu Ihnen. Daher möchte ich Sie nicht nur mit Lernmaterialien und Aufgaben zu den Grundlagen der Elektrotechnik versorgen, sondern mich auch nach Ihrem Wohlbefinden erkundigen. Deshalb finden Sie im Folgenden einen kurzen Fragebogen und würde mich über Rückmeldung freuen.

Viele Grüße und bleiben Sie gesund!

  1. Wie geht es Ihnen? (Single Choice)
    sehr schlecht
    schlecht
    geht so
    gut
    sehr gut
  2. Haben Sie Kontakt zu Ihren Kommiliton*innen (per Telefon, Skype, WhatsApp, Instagram, etc.)? (Single Choice)
    mehrmals täglich
    täglich
    mehrmals wöchentlich
    wöchentlich
    seltener
  3. Haben Sie in diesen Tagen ausreichend Zeit, sich mit digitalen Lernangeboten auf die Vorbereitung der Präsenzphase des Semesters vorzubereiten? (Single Choice)
    nein
    eher nein
    eher ja
    ja
  4. Haben Sie bereits genügend Erfahrung mit digitalen Lehrangeboten, um diese sinnvoll einschätzen und nutzen zu können? (Single Choice)
    nein
    eher nein
    eher ja
    ja
  5. Lernen Sie lieber allein oder in einer Gruppe? (Single Choice)
    allein
    in der Gruppe
  6. Verfügen Sie über die nötigen Hilfsmittel, um Online-Lehrangebote wahrnehmen zu können? (Multiple Choice)
    PC/Laptop/Tablet/Smartphone
    Webcam
    Headset
    stabile und breitbandige Internetverbindung
  7. Wie empfinden Sie den Umfang der bisherigen Lernmaterialien und Aufgaben zu den Grundlagen der Elektrotechnik? (Single Choice)
    viel zu wenig
    zu wenig
    genau richtig
    zu viel
    viel zu viel
  8. Wie schätzen Sie den Schwierigkeitsgrad der Aufgaben ein? (Single Choice)
    viel zu schwer
    zu schwer
    genau richtig
    zu leicht
    viel zu leicht
  9. Was können wir als Lehrpersonen besser machen? (Freitext)
  10. Was wünschen Sie sich sonst noch? (Multiple Choice)
    Hilfe bei der Lösung der Aufgaben
    Hilfe im Umgang mit den digitalen Werkzeugen (Moodle, YouTube, etc.)
    mehr Kontakt zu den Kommiliton*innen/der Lerngruppe
  11. Wie soll es mit der Lehrveranstaltung „Grundlagen der Elektrotechnik II“ weitergehen? (Single Choice)
    Ich möchte die freie Zeit bis zum Start der Präsenzphase möglichst effektiv nutzen und so viel wie möglich online erarbeiten.
    Ich warte lieber auf den Start der Präsenzphase mit den normalen Übungen und versuche dann, alle Inhalte in kürzerer Zeit nachzuholen.
    Ich würde mir wünschen, dass das Sommersemester verlängert wird, damit die Präsenzphase wie üblich 14 Wochen dauern kann.
    Für mich wäre es in Ordnung, wenn dieses Semester einfach komplett ausfällt und alle Inhalte in einem späteren Semester unter normalen Bedingungen nachgeholt werden.
  12. Das wollte ich noch loswerden. (Freitext)

Vielen Dank für Ihre Rückmeldung. Diese hilft uns sehr, ein geeignetes Online-Lehrformat für die nächsten Wochen zu entwickeln.

Sobald ich eine repräsentative und aussagekräftige Rückmeldung habe, werde ich diese nach Möglichkeit auch hier veröffentlichen.

Improvisiertes Stativ zum Abfilmen einer schreibenden Hand

Um nicht nur das Ergebnis einer Aufgabe, sondern auch den Prozess der Lösung zu dokumentieren, bieten sich Videos an. Neben einem Screencast auf einem Laptop oder Tablet-PC kann mit einem Smartphone auch die eigene Hand beim Schreiben und Zeichnen mit Stift, Geodreieck, Zirkel, Winkelmesser und Lineal auf Papier abgefilmt werden. Dafür benötigt man ein Stativ, das einfach improvisiert werden kann. Man benötigt:

  • eine Plastik-, Papp- oder Holzkiste mit ca. 20 cm bis 25 cm Höhe als „Basis“
  • ein kurzes flaches Stück Holz, z.B. einen Pfannenwender oder ein langes Holzlineal als „Ausleger“
  • ein schweres Buch zum Beschweren des Auslegers
  • ein Haushaltsgummi zum Fixieren des Smartphones am Ausleger

DSC02824

Der Ausleger kommt oben auf die Kiste und wird mit dem Buch beschwert. Das Smartphone wird flach auf den Ausleger gelegt und mit dem Gummiband befestigt. Als Rechtshänder stellt man die Box auf die linke Seite des Blattes, als Linkshänder auf die rechte Seite.

DSC02820.JPG

Beim Filmen sollte man auf Folgendes achten:

  • Full-HD-Qualität (1920 x 1080 Pixel) sieht sehr gut aus, erzeugt aber entsprechend große Videos (ca. 1,5 GB pro 10 min). Standard-HD-Qualität (1280 x 720 Pixel) sieht immer noch gut aus, erzeugt aber kleinere Videos (ca. 1 GB pro 10 min). NTSC-Qualität (720 x 480 Pixel) genügt meist auch und erzeugt sehr kleine Videos (ca. 150 MB pro 10 min).
  • Die Ausrichtung der Smartphone-Kamera sollte zur Ausrichtung des Blattes passen. Der Lagesensor der Kamera ist oft verwirrt, wenn die Kamera senkrecht nach unten filmt. Dementsprechend muss man die Kamera „aus der richtigen Richtung“ in die horizontale Lage drehen.
  • Wird kein Ton benötigt, sollte das Mikrofon bereits bei der Aufnahme deaktiviert werden.
  • Für eine gute Ausleuchtung setzt man sich vor ein Fenster oder benutzt eine Lampe, die das Blatt schräg von vorn (und nicht von oben) ausleuchet, um möglichst wenig Schatten zu erzeugen.
  • Wenn möglich, sollte man den Weißabgleich und die Tiefenschärfe der Kamera vor der Aufnahme einstellen und dann fixieren. Ansonsten fokussiert die Kamera manchmal auf die Hand, die sich näher als das Blatt am Objektiv befindet.
  • Vor bzw. während der Aufnahme sollte man prüfen, ob der gesamte geschriebene Blattinhalt im Sichtfenster der Kamera zu sehen ist. Falls nicht, kann man Kamera und Blatt entsprechend gegeneinander verschieben. Vor der Aufnahme kann man den Sichtbereich der Kamera auch durch Linien auf dem Blatt kennzeichnen, so dass man nicht darüber hinaus schreibt oder zeichnet.
  • Das Video sollte zeitlich so kurz wie möglich und so lang wie nötig sein.
  • Die Nutzung verschiedenfarbiger Stifte zur Markierung unterschiedlicher Lösungselemente kann für das Verständnis nützlich sein.
  • Zum maßstabsgetreuen Zeichnen wird die Verwendung von kariertem Papier
    oder Millimeterpapier und einem Geodreieck bzw. Winkelmesser und Lineal
    empfohlen.

A Twitter Challenge in Electrical Engineering

Dieser Artikel erschien ursprünglich im Mai 2017 auf https://www.openeducationeuropa.eu/en/case-study/twitter-challenge-electrical-engineering, ist dort aber mittlerweile nicht mehr verfügbar. Deshalb wird er hier noch mal originalgetreu (und damit in englischer Sprache) wiedergegeben.

After the winter term 2016/2017, we have done a „Twitter Challenge“ in electrical engineering. The idea was do like a „Math Olympiad“ for the better half of the students during the semester break, but not with some selected students in a classroom, instead open for all via Twitter.

The rules were simple:

  • we have published a quite challenging task in the field of electrical engineering
  • the person who first twitters the correct answer to our Twitter account (@LehrstuhlEMV, https://twitter.com/LehrstuhlEMV) with some certain hashtag (#feitchallenge, https://twitter.com/search?q=%23feitchallenge) wins
  • eligible is every students of our university that has not yet passed the exam in fundamentals of electrical engineering
  • all available software tools are permitted (internet, Google, Wolfram Alpha, MATLAB, LTspice, Octave, …)
  • to avoid a guess of the answer, every students has only three trials for the correct answer, that has to be within 0.1% accuracy
  • we will not publish the answer, if there is no correct answer from the students
  • we offered nice prices (USB headset, Bluetooth speaker, screwdrivers, cups) sponsored from some company

What we were afraid about:

  • There will be no participation at all.
  • There will be a huge participation and we will not be able to control is anymore.
  • Someone else (e.g. a professional from outside the university) would spoiler the answers.

All this did not happen. What happened instead is:

  • We have done the challenge with 4 tasks.
  • There was one student participating that answered all 4 questions, sometimes after just half an hour, sometimes after two days.

Our conclusion:

  • It was a nice try and it truly generated some publicity.
  • Even if there was only one student actively participating, I have heard about lots of other students discussing about the tasks, problems, usable software etc. in the semester break (and so in their free time).
  • Lots of students told us that they don’t use Twitter, don’t have a Twitter account, won’t setup an account just for the challenge, etc.
    The question is, would any other social network like Facebook be more appropriate. Then the question is, if students would also use their „private“ account for more or less „public“ study stuff (or is this considered to be „uncool“?).

Gruppenphase bei Zulassungsklausuren in den Grundlagen der Elektrotechnik

Schriftliche Prüfungen oder Leistungskontrollen zur Prüfungszulassung in ingenieurwissenschaftlichen Fächern wie den Grundlagen der Elektrotechnik sind klassischerweise Einzelleistungen, bei denen penibel darauf geachtet wird, das jegliche Kommunikation unter den Studierenden unterbunden wird. Das ist soweit in Ordnung, schließlich sollen der individuelle Wissensstand und die entsprechenden Kompetenzen zur Lösung von komplexen Anwendungsaufgaben bewertet werden. Dabei spielen auch ein effektives Zeitmanagement, eine strukturierte Arbeitsweise, die Fähigkeit zum Umgang mit komplexen Fragestellungen sowie eine gewisse Kreativität beim Finden von Ansätzen eine gewisse Rolle.

In der modernen Arbeitswelt ist jedoch auch die Fähigkeit zur Kommunikation sehr wichtig, wobei es als Ingenieur auch um die Beschreibung, Bewertung und Diskussion technischer und mathematischer Sachverhalte geht. Man kann sich ganz sicher sein, eine Aufgabe richtig gelöst zu haben, aber man muss diese Lösung auch „verkaufen“ können, also in der Lage sein, jemand anderem, der eine andere Lösung favorisiert, seine eigene Meinung begründet zu vermitteln. Diese technische Kommunikationsfähigkeit wird in schriftlichen Prüfungen bisher kaum abgefragt und ist wenn dann nur in mündlichen Prüfungen gefordert, die aber im Grundstudium sehr selten sind.

Eine Idee, die wir kürzlich in einer Leistungskontrolle zu den Grundlagen der Elektrotechnik ausprobiert haben, ist eine Gruppenphase im Anschluss an die klassische individuelle schriftliche Lösung. Dazu sollten sich die Studierenden in Gruppen von drei bis vier Leuten zusammenfinden. Kommunikation unterhalb der Gruppen sollte dabei möglichst nicht stattfinden, ebenso ist die Nutzung von internetfähigen Endgeräten wie auch in der Individualphase nicht erwünscht. Das Verfahren und die dahinterliegende Motivation wurden den Studierenden vor der Leistungskontrolle mündlich vermittelt. Diese Idee ist unter dem Begriff „two-stage exams“ z.B. in der Physik seit einiger Zeit etabliert (siehe die Literaturhinweise).

  1. Die Gruppenaufgaben besitzen dabei einen starken thematischen Bezug zu den vorherigen Aufgaben der Individualphase. Jedoch geht es bei den Gruppenaufgaben nicht um das Rechnen, sondern eher um das Bewerten, Einordnen oder Zuordnen von Zusammenhängen.
    Zum Themengebiet „Mittelwert und Effektivwert“ waren beispielsweise vier Spannungs-Zeit-Diagramme von periodischen Funktionen gegeben, die entsprechend ihres Effektivwerts geordnet werden sollten.
  2. Zum Thema „Zeigerbild“ waren eine Schaltung mit eingezeichneten Spannungsabfällen und ein Zeigerbild dieser Spannungen gegeben. Gesucht war die Zuordnung, welcher Zeiger zu welcher Spannung gehört.
  3. Zum Thema „Komplexe Rechnung“ waren zum gleichen Schaltbild wie in der Einzelaufgabe einige Sätze in der Form „Wenn die Induktivität vergrößert wird, so wird der Phasenwinkel zwischen Strom und Spannung …“ mit „kleiner“ oder „größer“ zu vervollständigen.
  4. Zur „Zweipoltheorie“ konnte keine passende Gruppenaufgabe, die ohne Rechnung auskommt, gefunden werden. Deshalb wurde dieses Themengebiet in der Gruppenphase ausgelassen.
  5. Zum Thema „Komplexe Leistung“ waren zum ebenfalls gleichen Schaltbildung wie in der Einzelaufgabe die dort eingezeichneten Ströme entsprechend ihrer Amplitude zu ordnen.
    Wichtig ist, dass für jede Aufgabe nur genau eine richtige Lösung existiert.

Jede Gruppe bekam dann einen Aufgabenzettel, auf dem die Lösungen direkt eingetragen werden konnten. Da jede Gruppe nur einen Zettel bekam, auf dem auch die Namen der maximal vier Gruppenmitglieder vermerkt wurden, mussten sich alle Studiereden auf eine gemeinsame Lösung einigen. Sind sich die Gruppenmitglieder einig, wird keine richtige Diskussion zustande kommen, egal ob die vermutete Lösung richtig oder falsch ist. Sind sich die Gruppenmitglieder jedoch uneinig, werden sie sehr intensiv über die Sinnhaftigkeit ihrer jeweiligen Standpunkte diskutieren, weil es ja potentiell um mögliche Zusatzpunkte für die Leistungskontrolle geht. Damit nutzt man den bisher auch schon vorhandenen Effekt, dass Studierende nach einer Leistungskontrolle oder Prüfung sowieso noch eine halbe Stunde vor dem Hörsaal stehen und gegenseitig ihre Lösungswege diskutieren, sinnvoll aus.

Aus Sicht der Bewertung gab es für jede Aufgabe der Gruppenphase einen Zusatzpunkt für die Leistungskontrolle, die üblicherweise mit etwa 45 Punkten Gesamtpunkten bewertet wird. Die Gruppenphase macht damit etwa 10 Prozent der Gesamtpunktzahl aus. Da die Gruppenpunkte als Zusatzpunkte gewertet werden, entsteht Studierenden, die sich nicht an der Gruppenphase beteiligen möchten, auch kein Nachteil. Was den Schwierigkeitsgrad der Aufgaben angeht, passte dieser trotz mangelnder Vorerfahrung recht gut. Im Schnitt erreichten die Studierenden etwa zwei bis drei von vier möglichen Zusatzpunkten.

Aufgrund der Fragetypen ist die Auswertung sehr einfach und könnte auch semi-automatisiert erfolgen. Gegen eine direkte Umsetzung im Moodle spricht die dort schwierig (aber nicht unmöglich) umzusetzende Gruppenbewertung und die Notwendigkeit, dafür internetfähige Endgeräte erlauben zu müssen. Zur Effizienzsteigerung der Auswertung könnte man ein automatisch auswertbares Papierformat wie z.B. das von EvaSys benutzen.

Literatur:

  • „Physics Exams that Promote Collaborative Learning“, Wieman, Carl E.; Rieger, Georg W. und Cynthia E. Heiner; The Physics Teacher 2014, Vol. 52, Nr. 1, S. 51-53
  • „Collaborative Testing: Evidence of Learning in a Controlled In-Class Study of Undergraduate Students.“, Gilley, Brett Hollis und Clarkston, Bridgette; Journal of College Science Teaching, Jan./Feb. 2014, Vol. 43, Nr. 3, S. 83-91
  • „Examinations That Support Collaborative Learning: The Students‘ Perspective“, Rieger, Georg W. und Heiner, Cynthia E.; Journal of College Science Teaching, Vol. 43, Nr. 4, S. 41-47, März 2014