Open-Book-Präsenzklausur in den Grundlagen der Elektrotechnik

Aufgrund gesunkener Inzidenzen sind Präsenzprüfungen nach aktuellem Planungsstand an der Otto-von-Guericke-Universität in Magdeburg wieder möglich. Nachdem eine online durchgeführte Open-Book-Prüfung im letzten Wintersemester relativ problemlos funktionierte, würde ich in diesem Sommersemester gern ein Open-Book-Format in Präsenz erproben. Das Präsenzformat wurde von den Studierenden im Sinne der Chancengleichheit gewünscht und ich finde es spannend, auch dort weitere Hilfsmittel wie Smartphones, Tablet-PCs oder Notebooks/Laptops zu erlauben, um praxisrelevante Kompetenzen wie die Nutzung von Numerikprogrammen wie MATLAB bzw. Octave oder Netzwerksimuationsprogrammen wie LTspice oder EasyEDA in einer Prüfung abzubilden. Dementsprechend habe ich folgende Informationen an die Studierenden gegeben:

Die für Mittwoch, den 04.08.2021 im Zeitraum von 12 Uhr bis 15 Uhr geplante Prüfung zur Lehrveranstaltung „Grundlagen der Elektrotechnik 1, 2“ (ÜS 800011) wird als Präsenzprüfung in der Messehalle 2 durchgeführt. Vor der Prüfung melden Sie sich wie üblich im LSF bzw. über das Prüfungsamt zur Prüfung an. Voraussetzung dafür ist der Übungsschein.

Ähnlich wie die letzte Online-Prüfung wird auch die Präsenzprüfung im Open-Book-Format durchgeführt. Für Sie als Student*in bedeutet dies, dass Sie zwar eine eigenständige Lösung erarbeiten müssen, für diese aber viele verschiedene Hilfsmittel nutzen können. Dazu zählen beispielsweise:

  • Vorlesungsskripte und Bücher
  • Mitschriften und Lösungen von Übungsaufgaben
  • konventionelle und grafikfähige Taschenrechner
  • digitale Endgeräte wie Smartphones, Tablet-PCs und Laptops/Notebooks mit:
    • Numerikprogrammen wie MATLAB/Octave
    • Computeralgebrasystemen wie Maxima
    • Netzwerksimulatoren wie LTspice, CONCIRC oder EasyEDA

Wenn Sie für die Prüfung ein digitales Endgerät nutzen möchten, stellen Sie bitte eine genügend lange Akkulaufzeit sicher, da die Prüfungsplätze in der Messehalle 2 nicht mit Steckdosen ausgestattet sind. Laden Sie Akkus vorher vollständig auf und halten Sie eventuell Ersatzakkus bzw. eine Powerbank bereit. Installieren Sie die benötigte Software vorher und richten Sie diese für einen Offline-Betrieb ein, denn ein drahtloser Internetzugang per WLAN steht in der Messehalle 2 nicht zur Verfügung.

Zu Beginn der Prüfung bekommen Sie die Prüfungsaufgaben ausgedruckt in einem Umschlag ausgehändigt. Die Prüfungsklausur besteht aus Aufgaben, die ähnlich wie die Übungsaufgaben aufgebaut sind. Die Themen der Aufgaben entsprechen den Übungsthemen, die in beiden Semestern behandelt wurden.

Ähnlich wie in der letzten Online-Prüfung sind die Aufgabenblätter individualisiert, d.h. jede(r) Prüfungsteilnehmer*in bekommt eigene Aufgaben, die aber in der Schwierigkeit, im Umfang und in den Themenbereichen vergleichbar sind. Da Sie bei der Lösung gegenüber den bisherigen Präsenzklausuren mehr Möglichkeiten (z.B. Software, siehe oben) nutzen können, steigt der Aufgabenumfang von 9 auf 10 Aufgaben. Die Bearbeitungszeit beträgt wie bisher 180 min bzw. 3 h.

Während der Prüfung lösen Sie die Aufgaben und notieren Ansatz, Lösungsweg sowie Zwischen- und Endergebnisse nachvollziehbar und handschriftlich auf den dazu vorbereiteten Lösungsblättern. Weitere Hinweise dazu:

  • Berechnungen nicht mit Bleistift schreiben
  • für jede Aufgabe das passende Blatt benutzen
  • Punkte für einzelne Aufgaben siehe Aufgabenblatt
  • es ist die vorgegebene Berechnungsmethode zu verwenden, sonst 0 Punkte
  • richtiges Ergebnis gilt nur, wenn der Lösungsweg plausibel ist
  • eventuell vorhandene Aufgabenunterteilung in a), b), … beibehalten
  • Endergebnisse nach Möglichkeit hervorheben

Halten Sie während der Prüfung bitte Ihren Studierendenausweis zur Identifizierung bereit. Am Ende der Prüfung geben Sie Ihre handschriftlichen Lösungen in einem Umschlag ab. Außerdem müssen Sie eine Erklärung zur eigenständigen Lösung ausfüllen und unterschrieben abgeben.

Nur für den schriftlich begründeten Ausnahmefall, dass Sie während der Prüfungszeit nicht an der Präsenzprüfung teilnehmen können, z.B. durch eine behördlich angeordnete Quarantäne, amtliche Reisebeschränkungen oder ähnliche pandemiebedingte Gründe, können Sie die Prüfung auch in einem videobeaufsichtigten Online-Format absolvieren. In diesem Fall bekommen Sie die Prüfungsaufgaben kurz vor der Prüfung (etwa 5 min) als PDF-Datei per E-Mail an Ihre studentische E-Mail-Adresse zugeschickt. Sie lösen die Aufgaben und notieren Ansatz, Lösungsweg sowie Zwischen- und Endergebnisse nachvollziehbar und handschriftlich. Am Ende der Prüfung fotografieren Sie Ihre handschriftlichen Lösungen ab bzw. scannen diese ein und laden sie hoch. Dabei muss auf jedem abfotografierten Lösungsblatt Ihr Studierendenausweis in der linken unteren Ecke deutlich sichtbar sein. Für das Abfotografieren/Einscannen und Hochladen stehen Ihnen weitere 15 min Zeit zur Verfügung.

Herausfordernd in diesem Format sind vermutlich folgende Dinge:

  • Die Akkulaufzeit der eventuell schon etwas dienstälteren Geräte wird vermutlich nicht bei allen Studierenden für die gesamte Prüfungszeit reichen. Powerbanks für Mobiltelefon sind üblich, für mobile Computer aber sehr selten.
  • Es wird spannend zu sehen, wie viele Studierenden auch ohne WLAN einen Internetzugang über mobile Daten bzw. Mobilfunkverbindungen zur Verfügung haben und in welchen Rahmen nutzen werden.
  • Die Korrektur und Auswertung von individualisierten Klausuren bleibt relativ aufwendig. Vermutlich werde ich die handschriftlichen Lösungen erst gesammelt einscannen (mit einem Scanner/Kopierer mit automatischem Einzelblatteinzug), so dass die darauffolgende Korrektur durch die Kolleg*innen und die Einsichtnahme durch die Studierenden wieder komplett online erfolgen kann.

Hilfe, die Studierenden haben die Aufgaben meiner Online-Prüfung abfotografiert und gespeichert! Was soll ich jetzt tun?

Nichts, wegen des Streisand-Effekts und weil die Studierenden sich bis zur nächsten Prüfung mit etwas Glück sowieso nicht mehr daran erinnern oder die Bilder nicht wiederfinden! Natürlich war auch damit zu rechnen, dass das passieren würde. Die Studierenden wären ja äußerst naiv, dies nicht zu tun und die Prüfungsaufgaben nicht abzuspeichern. Es ist technisch ja auch überhaupt gar kein Problem. Selbst wenn direkte Screenshots durch einen Safe-Exam-Browser verboten wären, per HDMI-Splitter oder eben einer externen Kamera kann man das immer bewerkstelligen (ähnlich wie früher, als Leute mit einem Camcorder auf einem Stativ im Kino die Blockbuster abgefilmt haben). Wie sagt das Sprichwort der Informatik so schön: „Was mit Daten passieren kann, wird passieren.“ Also einfach die Füße stillhalten und nichts machen.

Wie nichts? Aber irgend etwas muss man da doch machen können?

Natürlich muss man sich für jede Online-Prüfung immer wieder neue Aufgabenstellungen erarbeiten und ausdenken, weil die Aufgaben erst mal „verbrannt“ sind. Außer nach zwei bis drei Jahren, da kann man wieder Aufgaben aus dem ersten Durchlauf nachnutzen, zumindest in umformulierter Variante, wegen des „digitalen Vergessens“. Wichtig ist auch, dass die Aufgabentexte nicht vollständig googlebar sind.

Dazu ein kleines Beispiel: Wenn man nach der Ableitung der Sinusfunktion fragt, kann das jede/r sehr einfach bei Google suchen. Wenn man nach der Ableitung der „folgenden Funktion“ fragt, die dann durch ein Diagramm dargestellt ist, muss man erst mal wissen, dass es eine Sinusfunktion ist und kann dann danach suchen. Das macht schon einen großen Unterschied.

Aber ich habe doch ein Urheberrecht auf meine Klausuraufgaben, oder nicht?

Ein Urheberrecht für einzelne Fragen und Klausuraufgaben ist meist fragwürdig, weil diese oft nicht die nötige Schöpfungshöhe überschreiten. Anders sieht es dagegen möglicherweise bei einem ganzen Prüfungsbogen bzw. Aufgabensatz als Sammlung aus. Nähere Information liefert das Kurzgutachten Klausuren(fern)leihe der Rechtsinformationsstelle Digitale Hochschule NRW.

Aus Sicht der Studierenden könnte man aber mit „Public money, public code“ argumentieren. Lehrende und Prüfende werden (meist) von der öffentlichen Hand bezahlt, Lehr- und Prüfungsinhalte zu erstellen. Warum sollten diese Inhalte dann nicht auch frei öffentlich nutzbar sein?

Aber ich durfte ja auch keine Video- und Tonaufzeichnungen der videoüberwachten Fernprüfung machen!

Ja, das hat aber etwas mit den Persönlichkeitsrechten der Studierenden zu tun, nicht mit den Urheberrechten von Prüfungsaufgaben. Man durfte ja früher auch keine Fotos oder Videos von Studierenden bei Präsenzprüfungen machen.

Aber trotzdem haben die Studierenden jetzt Aufzeichnungen meiner schönen Prüfungsaufgaben? Was ist, wenn sie die an nachfolgende Jahrgänge weitergeben oder auf irgendwelche Webseiten hochladen?

Da ist tatsächlich eine spannende Frage. Es gibt natürlich typische Altklausurensammlungen. Dort ist im Bezug auf bestimmte Grundlagenfächer natürlich auch sehr viel dabei, zumindest an Aufgabenstellungen, wenig an ausgearbeiteten Lösungen. Das Problem aus studentischer Sicht dabei: Es gibt in den meisten Grundlagenfächern einfach sehr viele Aufgaben. Selbst den Lehrpersonen fällt es manchmal schwer, dort den Überblick zu behalten. Wie sollen das dann die Studierenden schaffen? Die von den Studierenden gesammelten Aufgaben sind ja meist nicht ordentlich sortiert, verschlagwortet, mit Meta-Daten angereichert, volltext-durchsuchbar gemacht, etc.

Ab einer gewissen Anzahl von solchen unscharf abfotografierten und schief eingescannten Aufgaben lohnt es sich auch aus studentischer Sicht irgendwann zeitlich nicht mehr, eine eventuell passende Lösung zu suchen, als einfach selbst eine Lösung zu entwickeln. In vergangenen Online-Open-Book-Prüfungen gab es Studierende, die randomisiert zugeordnete Aufgaben nicht korrekt gelöst haben, zu denen es ebenso zufällig genau DIE exakt passende Lösung als YouTube-Video gab (das man natürlich auch erstmal finden und dann auch noch anschauen muss).

Wirklich spannend wird es, wenn Studierende die Prüfungsaufgaben an Webseiten wie Chegg oder Learn + earn! („Teile klausurrelevante Fragen + Antworten & verdien’ dir damit je 50ct dazu. Alt- oder Probeklausur, Tutor- oder Übungsaufgabe – mach’ dein Wissen zu G€ld & gleichzeitig deinen Kommilitonen zugänglich!“) verkaufen. Letzendlich gilt für solche Webseiten aber vermutlich das gleiche wie für die Altklausurensammlung der Fachschaften, auch wenn die Situation in der US-amerikanischen Hochschullandschaft etwas anders eingeschätzt wird.

Also bleibt eigentlich alles genau so wie früher, als die Studierenden auch mal einen Prüfungsbogen aus der Präsenzklausur geschmuggelt oder heimlich abgeschrieben haben?

Genau!

Erfahrungen mit einer Online-Take-Home-Prüfung in den Grundlagen der Elektrotechnik

In einem früheren Blog-Artikel habe ich ein mögliches Format für eine Online-Take-Home-Prüfung in den Grundlagen der Elektrotechnik beschrieben. Am 18.02.2021 haben wir diese Prüfung dann genau nach diesem Konzept an der Fakultät für Elektro- und Informationstechnik an der Otto-von-Guericke-Universität durchgeführt. Hier möchte ich über einige Erfahrungen dazu berichten.

Konzeption

Der erste und wichtige Punkt der Prüfungsvorbereitung ist sicher die Erarbeitung eines Konzepts und dessen Kommunikation und kurze Diskussion mit den Studierenden. Dazu hatte ich nicht nur den schon angesprochenen Blog-Artikel veröffentlicht, sondern auch entsprechende Mitteilungen über das Lernmanagementsystem Moodle versandt. Prüfungen mussten aufgrund der Pandemiebedingungen online stattfinden, doch sowohl auf Seiten der prüfenden Lehrpersonen als auch der geprüften Studierenden gab es allgemein große Unsicherheiten wegen mangelnder Erfahrungen mit Online-Prüfungsformaten. Prüfende hatten allgemeine Befürchtungen vor vermehrten Betrugsversuchen, technischen Schwierigkeiten bei der Durchführung, prüfungs- und datenschutzrechtlichen Herausforderungen und einem gesteigerten Aufwand bei der (vermutlich immer wiederkehrenden) Aufgabenerstellung sowie Korrektur und Bewertung der Lösungen. Studierende hatten allgemein ähnliche Befürchtungen vor ungewohnten Aufgabenformaten („Hilfe! Der Klausuraufgabenkatalog des Fachschaftsrats hilft uns nicht mehr.“), zu strikten Konsequenzen bei „vermuteteten“ Betrugsversuchen, technischen Problemen wie Computerabstürzen und Verbindungsabbrüchen während der Prüfung und einem gesteigerten Aufwand bei der Prüfungsvorbereitung. Insgesamt hatte man den Eindruck, dass so Prüfende und Prüflinge einer Lose-Lose-Situation entgegen blickten.

Langfristige Vorbereitung

Zur Vorbereitung auf die hier beschriebene Prüfung hatte ich ein MATLAB-Programm geschrieben, das aus den LaTeX-Quelltexten unseres Prüfungsaufgabenkatalogs mit etwa 240 Aufgaben individuelle Prüfungsbögen zusammenstellt und zunächst als PDF-Dateien lokal abspeichert. Dafür war es natürlich vorteilhaft, überhaupt einen so großen Prüfungsaufgabenkatalogs zur Verfügung zu haben. Eine große Variabilität der Aufgaben ist in ingenieurwissenschaftlichen Fächer wie den Grundlagen der Elektrotechnik vermutlich auch eher möglich als in anderen Fachkulturen. Selbst in der theoretischen Elektrotechnik, in der es wenig prüfungstaugliche Aufgabenstellungen gibt, die sich mit überschaubarem Aufwand überhaupt analytisch lösen lassen, könnte man aber andere Aufgabenvarianten erzeugen, in denen man die gleiche Anordnung in anderen Koordinatensystemem berechnen lässt. Letztlich ist hier einfach etwas Kreativität und Engagement der Prüfenden gefordert. Ebenso von Vorteil war, vom Prüfungsamt eine direkt maschinenlesbare Liste der etwa 70 zur Prüfung angemeldeten Studierenden zu erhalten, auf Basis derer die Prüfungsbögen erstellt wurden.

Beispiel für einen individuell zusammengestellten Prüfungsbogen

Auf der ersten Seite gab es neben dem individuellen Namen und der Matrikelnummer der zu prüfenden Person noch mal die wichtigsten Informationen für die Prüfllinge zur Durchführung der Prüfung. Danach folgten jeweils zehn randomisiert zusammengestellte Aufgaben aus zehn Themenbereichen auf zehn einzelnen Seiten. Am Fuß jeder Seite befanden sich ein direkt anklickbarer Link und ein scanbarer QR-Code, der zur jeweiligen Einreichungsseite im Moodle führte.

Die zehn Themenbereiche für die Prüfung waren:

  1. Ladung und Strom
  2. Temperaturabhängiger Widerstand, Stromdichte, spezifischer Widerstand, differentieller Widerstand, Kapazität, Induktivität
  3. Grundstromkreis, Strom- und Spannungsteilerregel, DC-Leistung, Ersatzwiderstand, Brückenschaltung, Leistungsanpassung
  4. Zweipoltheorie, Vierpoltheorie
  5. Zweigstromanalyse, Maschenstromanalyse oder Knotenspannungsanalyse, Superposition
  6. Mittelwert und Effektivwert, Komplexe Rechnung
  7. Zeigerbild oder Ortskurve, Schwingkreise
  8. Komplexe Leistung und Leistungsfaktorkorrektur
  9. Drehstrom
  10. Schaltvorgang

Pro Themenbereich gab es etwa 10 bis 30 mögliche Aufgaben in unserem Prüfungsaufgabenkatalog, so dass es theoretisch möglich wäre, etwa 12,34 Billionen unterschiedliche Prüfungsbogen zusammenzustellen. Einiger dieser Kombinationen entfallen gleichwohl, da das Programm die Aufgaben so auswählte, dass die Gesamtpunktzahl zur besseren Vergleichbarkeit des Lösungsaufwands im Bereich von 85 bis 95 Punkten lag.

Anzahl der Möglichkeiten von individuell zusammenstellbaren Prüfungsbögen durch einen großen Prüfungsaufgabenkatalog

Ich hatte mich für zehn einzelne Einreichungsformulare im Moodle (vom Typ „Aufgabe“ bzw. „assign„, ein Formular pro Aufgabe) entschieden, statt den Studierenden nur ein Einreichungsformular für die gesamte Klausur zur Verfügung zu stellen. Jedes Einreichungsformular sah dabei folgendermaßen aus.

Einreichungsformular aus Teilnehmenden-Sicht

Mit einzelnen Formularen ist es natürlich auch möglich, schon einzelne fertige Lösungen vor Ablauf der Frist hochzuladen und einzureichen. Gerade bei einer instabilen Internetverbindung ist das Hochladen mehrerer kleinerer Dateien weniger problematisch als das Hochladen einer großen Datei. Außerdem lassen sich so einzelne Lösungen einfacher überarbeiten oder ersetzen. Auch für die Korrektur sind nach Aufgabentyp getrennte Einreichungen vorteilhaft, wenn jede korrigierende Person immer einen Aufgabentyp komplett bewertet. Nachteilig sind der zusätzliche Aufwand, als prüfende Person mehrere Formulare anlegen zu müssen und als teilnehmende*r Student*in mehrfach den Einreichungsprozess zu durchlaufen.

Übersicht über die Einreichungsformulare im Moodle

Ansonsten habe ich für die Prüfung keinen speziellen, neu angelegten Moodle-Kurs sondern einfach den normalen Kursbereich der Lehrveranstaltung genutzt. Dadurch mussten sich die Studierenden nicht gesondert anmelden und kannten die Navigation im Kurs bereits vor der Prüfung.

Um zumindest formell eine eigenständige Lösung von den Studierenden einzufordern, mussten diese bei der Einreichung jeder Lösung eine Eigenständigkeitserklärung abgeben. Die eingereichten handschriftlichen Lösungen hätte ich im Zweifel auch per Schriftprobe mit vorherigen semesterbegleitenden Einreichungen vergleichen können. Studierende hätten also unerlaubterweise externe Hilfe in Anspruch nehmen können, aber immerhin selbst schreiben müssen.

Abgabeeinstellungen im Moodle, Erklärung zur Eigenständigkeit muss bestätigt werden
Bestätigung der Eigenständigkeit aus Studierendensicht

Kurz vor der Prüfung

Direkt vor der Prüfung haben dann alle Studierenden ihren individuellen Prüfungsbogen als PDF-Datei per E-Mail an ihre studentische Adresse zugeschickt bekommen. Problematisch ist dabei, dass man natürlich nicht alle E-Mails exakt zur gleichen Zeit absenden kann und deshalb einige Studierende ihre Aufgaben eventuell einiger Minuten früher oder später bekommen. Hier hatte ich überlegt, die PDF-Dateien mit den Prüfungsbögen zunächst auf einen geschützten Webserver zu laden und nur einen individuellen Link zu verschicken. Solche indidualisierten Links lassen sich aufgrund der viel geringeren Größe natürlich viel schneller per E-Mail-verschicken, allerdings auch viel einfacher an potentielle Ghostwriter*innen weiterleiten, weshalb ich von dieser Idee wieder Abstand nahm. Schlussendlich funktionierte der von den personalisierten Aufgaben mit anonymem Peer Review erprobte E-Mail-Versand auch mit jeweils etwa 500 kB-großen PDF-Anhängen problemlos.

Durchführung

Während der Prüfung war ich bei technischen Problemen oder inhaltlichen Fragenstellungen in einem Zoom-Meeting und über mein Büro-Telefon ansprechbar. Diese Möglichkeit wurde gerade zu Stoßzeiten zu Beginn und zum Ende der Prüfung auch intensiv genutzt, so dass fast eine zweite Ansprechperson nötig gewesen wäre.

Übliche Fragen waren:

  • Ich habe meine Aufgaben noch nicht per E-Mail bekommen!? (Geduld, kommt gleich, SPAM-Ordner prüfen, …)
  • Wie ist diese und jene Aufgabe zu verstehen? (so wie es dort steht)
  • Ist das dort richtig oder ein Tippfehler? (nein, ist schon alles richtig so)

Dazwischen war es jedoch ruhiger. Spannend war, dass einige Studierende (wie auch ich) schon deutlich vor Beginn der Prüfung im Zoom-Meeting waren und dort auch die ganze Zeit blieben, ohne je eine einzige Frage zu stellen. Vielleicht suchte man die gemeinsame virtuelle Arbeitsatmosphäre oder hoffte darauf, durch Zufall doch noch ein paar wichtige Informationen zu bekommen, die man sonst vielleicht verpasst hätte.

Während der Prüfung gab es Proctoring anders herum: Ein paar Studierende beobachten mich beim Arbeiten.

Zum Ende der Prüfung stellten dann einige Studierende fest, dass die Zeit zum Hochladen doch schneller um war als gedacht, so dass ich individuell für einige Aufgaben eine Fristverlängerung gewährte. Das ist im Moodle glücklicherweise problemlos möglich und wird auch automatisch protokolliert.

Außerdem hatten einige Studierende unerwartete Probleme beim Einscannen oder Abfotografieren der handschriftlichen Lösungen, z.B. mit dem Dateiformat oder der erlaubten Dateigröße, obwohl genau das jeweils mehrfach im Laufe der vorherigen Semester bei der Lösungseinreichung zu den personalisierten Aufgaben mit anonymem Peer Review „geprobt“ wurde. Ein Student rief mich sogar verzweifelt an und kam dann persönlich vorbei, weil seine Smartphone-Kamera nicht mehr fokussierte. Ich scannte seine Klausur dann ein und leitete sie ihm per E-Mail weiter. Er konnte sie so immerhin selbst im Moodle-Kurs hochladen und formal korrekt einreichen.

Direkt nach der Prüfung habe ich zur Sicherheit alle studentischen Lösungen als ZIP-Dateien exportiert und heruntergeladen. Dabei kamen immerhin 600 MB zusammen.

Export aller studentischen Lösungen in zehn ZIP-Dateien mit 600 MB Gesamtgröße

Korrektur

Die Korrektur der Prüfung fand natürlich auch komplett digital direkt im Moodle-Kursbereich statt. Dafür schickte ich allen beteiligten Kolleg*innen eine E-Mail mit ihrem zu korrigierenden Aufgabentyp. Außerdem schickte ich allen zwei Freigabelinks zu Ordnern in unserem Cloudspeicher. Der erste Ordner enthielt die individuellen Aufgaben für jede*n Student*in. Dort gab es jeweils auch eine Textdatei namens „aufgabennummern.txt“ mit folgenden beispielhaftem Inhalt:

  1. Aufgabe: Nr. 5 mit 12 Punkten
  2. Aufgabe: Nr. 98b mit 8 Punkten
  3. Aufgabe: Nr. 27a mit 7 Punkten
  4. Aufgabe: Nr. 69 mit 9 Punkten
  5. Aufgabe: Nr. 57 mit 7 Punkten
  6. Aufgabe: Nr. 113 mit 9 Punkten
  7. Aufgabe: Nr. 102 mit 6 Punkten
  8. Aufgabe: Nr. 119 mit 8 Punkten
  9. Aufgabe: Nr. 146c mit 10 Punkten
  10. Aufgabe: Nr. 187 mit 12 Punkten

Dort konnten die Korrekteur*innen einsehen, welche Musterlösungen er/sie für der/die jeweilige*n Student*in verwenden mussten. Die jeweiligen nummerierten Musterlösungen waren in einem weiteren Ordner. Aus Sicht der Korrigierenden war es diesmal natürlich etwas aufwendiger, da man sich bei jeder zu korrigierenden Lösung in eine komplett neue Aufgabe mit einem anderen Lösungsweg hineindenken musste. Natürlich hätte ich die studentischen Lösungen für die Korrektur auch nach gleichen Aufgaben sortieren können, was mir für den zu erwartenden Nutzen aber zu aufwendig erschien. Trotzdem ist es für eine möglichst faire Bewertung sicher vorteilhaft, wenn eine korrigierende Person einen von zehn Aufgabentyp für alle Studierenden kontrolliert, statt alle Aufgabentypen für einen von x Studierenden.

Die jeweilige Korrektur der handschriftlichen Lösung konnte dabei direkt im Moodle vorgenommen werden, wobei dort die Möglichkeiten der Annotation doch recht begrenzt sind. Ich persönlich habe es vorgezogen, die Lösungsdateien herunterzuladen, per PDF-Reader oder Bildbearbeitungsprogramm zu annotieren und wieder hochzuladen.

Sobald eine Bewertung für eine Lösung vorliegt, werden die Studierenden automatisch benachrichtigt und können die Korrektur detailliert einsehen. In vielen Fällen stellten die Studierenden dann auch direkt Nachfragen per E-Mail, die dann entsprechend diskutiert wurden. Eine klassische Prüfungseinsicht für alle Studierenden zu einem gemeinsamen, festen Termin ist damit nicht mehr notwendig. Der nötige Zeitaufwand dafür verteilt sich jedoch über die Wochen, in denen die Korrektur stattfindet. Aufgrund der individuell zusammengestellten Prüfungsbögen ist jedoch auch keine Videonachbesprechung der Aufgaben möglich.

Durch die individuell zusammengestellten Prüfungsbögen hat außerdem jede geprüfte Person eine individuelle Maximalpunktzahl, so dass bei der Auswertung der Ergebnisse und der Berechnung der Noten nicht nur die tatsächlich erreichten Ist-Punktzahlen sondern auch die jeweils maximal erreichbaren Sollpunkte tabellarisch verrechnet werden müssen. Wichtig ist auch, dass die Einreichungen, Korrekturen und Ergebnisse von Studierenden, die sich aus Versehen selbstständig aus dem Moodle-Kurs abmelden, nicht gelöscht werden, sondern wieder sichtbar werden, sobald der/die Student*in wieder zum Kurs hinzugefügt wird.

Die grafische Auswertung der Punkteverteilungen der einzelnen Aufgabentypen in Form von Histogrammen ist im Vergleich zu vorherigen Präsenzklausuren recht typisch. Die Klausur ist dabei relativ gut ausgefallen. Die häufigste Note war eine Drei (Durchfallquote nur 17%), trotzdem gab es auch wenige Einsen und einige Fünfen. Die Durchschnittsnote lag bei 3,49. Es haben 46 Studierende bestanden, so viel wie noch nie in einem Wintersemester.

Recht spannend ist noch eine Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Einreichungen für jede Aufgabe, die im Sinne von Learning Analytics über eine Auswertung der in Moodle gesammelten Daten über ein externes MATLAB-Skript möglich ist. Diese grafische Darstellung der Anzahl der Einreichungen über der Zeit lässt vermuten, dass einige Studierende mit etwas mehr Zeit vielleicht doch noch mehr Lösungen eingereicht hätten.

Zeitverlauf der Einreichungen jeder Aufgabe in Abhängigkeit der Zeit vor der Einreichungsfrist

Erkenntnisse und Kuriosa

  1. Erkenntnis: Wenn die Einreichungsfrist der Online-Prüfung naht, scheint plötzlich die Qualität der studentischen Internetverbindung drastisch zu sinken. Dies könnte das neue alternative Motto zu „The dog ate my homework!“ zu werden. Alternativ wurde mir kurz vor der Einreichungsfrist auch von spontan abstürzenden Laptops, von plötzlich viren-befallenen Tablet-PCs und von Smartphones berichtet, bei denen wie schon beschrieben der Autofokus unversehens nicht mehr funktionierte (sowohl bei der Haupt- als auch Frontkamera!). Ob Notelüge, Ausrede oder wahre Begebenheit, einige der Studierenden haben gern einen Grund gesucht, auf Nachfrage noch fünf bis fünfzehn Minuten mehr Bearbeitungszeit zu erhalten.
  2. Erkenntnis: Die fristgerechte Einreichung einer SHA1-Prüfsumme der abfotografierten Lösung mit Nachreichung der eigentlichen Lösungsdatei für langsame Internetverbindungen hat niemand genutzt. Stattdessen haben sich einige Studierende die unnötige Mühe gemacht, Datei und erzeugte Prüfsumme gleichzeitig hochzuladen, obwohl das natürlich wenig sinnvoll ist. Vermutlich haben sie den dahinterliegenden Sinn nicht wirklich verstanden und durchdrungen.
  3. Erkenntnis: Die Studierenden und angeblichen „Digital Natives“ scheiterten zum Teil mal wieder daran, zwei einzeln abfotografierte Bilder zu einer einzigen einzureichenden Datei zusammenzufügen oder ihrer iPhone-Kamera JPEG- statt HEIC-Bilder zu entlocken. Mir ist wichtig dabei zu erwähnen, dass wir das Prozedere der Einreichung abfotografierter/eingescannter handschriftlicher Lösungen im Moodle auf genau die in der Prüfung genutzte Art seit 3 Jahren für die semesterbegleitenden und schon mehrfach angesprochenen personalisierten Aufgaben mit anonymem Peer Review in der Lehrveranstaltung nutzen.
  4. Erkenntnis: Die Möglichkeit, sich bis 15 Minuten nach der offiziellen Bearbeitungszeit unter Nutzung der studentischen Mailadresse zu melden, falls die Antworten nicht vollumfänglich gewertet werden sollen, wurde von niemandem genutzt. Dazu ist zu erwähnen, dass ein Nichtbestehen der Prüfung (ohne Betrugsversuch) in diesem Prüfungszeitraum als relativ folgenloser Rücktritt und nicht als Fehlversuch zählte. Studierende, die mit Absicht durchfallen wollten, haben statt der Abgabe einer entsprechenden Erklärung aber wohl einfach gar nichts eingereicht.

Durchaus kuriose Erkenntnisse ergaben sich dann während der Korrektur: Es gab Studierende, die randomisiert zugeordnete Aufgaben nicht korrekt lösen konnten, obwohl es zu diesen Aufgaben ebenso zufällig genau DIE exakt passende Lösung als YouTube-Video gab (das man aber auch erst mal finden muss). Dementsprechend kann man als Prüfer*in ruhig etwas weniger „Angst“ vor unbeaufsichtigten OpenBook-Distanzprüfungen haben. Es gab immerhin aber auch einen Studenten, der sich durch die Eigenständigkeitserklärung dazu verpflichtet sah, eines meiner Erklärvideos als Lösungshilfe anzugeben.

Erklärvideo als Quellenangabe in der Eigenständigkeitserklärung

Weiterentwicklung

Für zukünftige Prüfungen, unabhängig davon ob diese rein online oder in Präsenz stattfinden, würde ich den Studierenden weiterhin erlauben, einen Laptop bzw. ein Tablet-PC oder Smartphone zu benutzen, um darauf installierte Software wie MATLAB, GNU Octave, CONCIRC oder LTspice zu benutzen sowie nebenbei auch eventuelle Dinge im Internet zu recherchieren. Durch die Nutzung solcher Software ergeben sich ganz andere praxisrelevante und anwendungsorientierte Kompetenzprofile, die man in klassischen Papier-und-Stift-Prüfungen kaum abbilden kann (Wer kennt noch das unnötige „Programmieren auf Papier“ aus Informatikprüfungen?). Das setzt natürlich eine allgemein gute und vergleichbare Ausstattung der Studierenden mit entsprechenden Endgeräten oder eine eventuelle Leihmöglichkeit voraus. Außerdem muss der Raum mit einem zuverlässigen drahtlosen Internetzugang ausgestattet sein, was bei Prüfungsräumen außerhalb der Universität wie z.B. Messehallen im schlecht digitalisierten Deutschland nicht immer der Fall sein dürfte.

Durch die Endgeräte mit Internetzugang ergibt sich natürlich auch die Gefahr, dass Studierende sich untereinander austauschen, Aufgaben und Lösungen teilen bzw. die Prüfungsleistung an externe kommerzielle Ghostwriter*innen auslagern. Insbesondere in ingenieurwissenschaftlichen Fächern halte ich persönlich den Markt für solche Anbieter aber für sehr überschaubar. Auch von Studierenden höherer Semester ist kaum Hilfe zu erwarten, denn ich sehe ja selbst in meinem Masterlehrveranstaltungen, wie wenig dort im siebten und achten Semester noch vom Wissen und den Kompetenzen aus den ersten beiden Semestern vorhanden ist. Die wenigen fähigen Masterstudierenden, die zu einer guten Hilfestellung in der Lage wäre, haben meist auch lukrative Hiwi- oder Werksstudierenden-Jobs und können gar nicht so viele Kästen Bier trinken, wie sie eventuell bei einer Prüfung mit Hilfestellung verdienen würden, zumindest solange alle Prüflinge die Prüfung im gleichen begrenzten Zeitraum bearbeiten. Man sollte auch bedenken, dass sich Studierende, die unerlaubt externe Hilfe in Anspruch nehmen, damit ein Leben lang durch den Dienstleister erpressbar machen. Letztendlich muss man sich als Prüfer*in in realitätsnahen Open-Book-Prüfungen damit arrangieren, dass Studierende sich eventuell inhaltlich austauschen, was unter Zeitdruck und mit der nötigen Korrektheit ja auch eine gewisse Kompetenz darstellt.

Spannend wäre in diesem Sinne auch mal ein Prüfungsformat, bei dem jede Art von Kooperation erlaubt und sogar erwünscht wäre. Studierende könnten sich zu Gruppen zusammenschließen oder eben allein arbeiten, um ihre individualisierten Aufgaben zu bearbeiten. Ab welcher Gruppengröße übersteigt der Kommunikationsoverhead den Gruppenvorteil und ab wann wäre es vorteilhaft, die Aufgaben einfach selbst zu lösen? Echte Gruppenprüfungen wäre auch interessant, bei denen die Aufgaben so konzipiert sind, dass eine Person diese kaum allein lösen kann und auf die Ergebnisse und Kompetenzen der anderen Gruppenmitglieder angewiesen ist. Wie kann man in diesem Fall eine objektive Bewertung aller Gruppenmitglieder sicherstellen? Das wird nur möglich sein, wenn man nicht nur das Ergebnis bewertet, sondern auch den Prozess, in dem das Ergebnis kollaborativ erarbeitet wurde. Gerade hier sehe in einen enormen Vorteil von Online-Prüfungsformaten, in denen sich Gruppenarbeitsprozesse wie die Arbeit in (Programmier-)Etherpads, die Kommunikation über Messenger-Dienste und Foren oder die gemeinsame Entwicklung von Quellcode in Versionskontrollsystemen gut abbilden und gleichzeitig mit wenig Aufwand nachvollziehbar dokumentieren lassen.

Schlussendlich freue ich mich auf viele weitere kompetenzorientierte Prüfungsformate und bin froh, selbst genügend informationstechnische Kompetenzen und Programmierkenntnisse mitzubringen, die mir erlauben, eigenständig und automatisiert entsprechende individualisierte Aufgaben und Prüfungsbögen zu erstelllen, an die Studierenden zu verteilen, Dateiformate zu konvertieren, Meta-Daten zu bearbeiten, Prüfsummen zu verwenden, Einreichungsmodalitäten über Links und QR-Codes zu konzipieren und die bei der Prüfung anfallenden Daten effizient auszuwerten sowie zu archivieren.

Zoom zum Start des Sommersemester mit neuem „Engaged Student Mode“

Wie der US-amerikanische Videokonferenzanbieter Zoom heute in einer Pressemitteilung bekannt gab, wird in Kürze ein neuer „Engaged Student Mode“ eingeführt, mit dem sich Lehrpersonen für Distanzvorlesungen auf Wunsch KI-generierte Kamerabilder von virtuellen Studierenden erzeugen und im Zoom-Fenster anzeigen lassen können. Der Modus ist laut Zoom zunächst kostenpflichtig und erfordert eine zusätzliche Lizenz. Es wird aber angenommen, dass die Mehrzahl der deutschen zoom-affinen Hochschulen wie üblich schnell universitätsweite Lizenzen beschafft.

Zoom ohne den neuen „Engaged Student Mode“ – die Lehrperson blickt nur auf schwarze, anonyme Kacheln ohne jegliche Art von Rückmeldung

Dozierende aus aller Welt warteten bereits sehnsüchtig auf diese Funktionalität, um nicht ein weiteres Coronasemester lang nur auf schwarze Kacheln starren zu müssen. Auch Studierende begrüßen diese neue Option, da sie so nicht ständig gebeten werden, doch bitte, bitte ihre Kameras einzuschalten und sich auch weiterhin während der Online-Lehrveranstaltungen um Kinder oder Haustiere kümmern können, ihre E-Mails checken und Social-Media-Kontakte pflegen dürfen, keine kamerataugliche Kleidung tragen müssen, in der Nasen bohren können oder eben allgemein keinen unnötigen Einblick in ihre Privatsphäre dulden brauchen.

Zoom mit dem neuen „Engaged Student Mode“ – die Lehrperson blickt in viele interessiert zuschauende Gesichter

Die zusätzliche Funktion muss wie üblich im Zoom-Webinterface aktiviert werden, benötigt laut Herstellerangaben aber nur wenig zusätzliche Rechenleistung (auch der Prozessor bleibt gelangweilt, Originalzitat von Zoom: „Even the most engaged students‘ pictures leave your CPU chilled!“). Da die Studierendenbilder computergeneriert sind, lassen auch auch Alter und Geschlecht einstellen, so dass Lehrveranstaltungen in den Ingenieurwissenschaften nun endlich mit einem höheren Frauenanteil aufwarten können oder auch Angebote aus dem Programm „Studieren ab 50+“ ein adäquates Zoom-Publikum bekommen.

Ebenfalls lassen sich computergenerierte Textnachrichten wie „Oh, das ist ja interessant!“ oder „Wahnsinn, das habe ich noch nicht gewusst!“ erzeugen, die in zufälligen Abständen im Chatfenster erscheinen. Andere Videokonferenzsystementwickler wie BigBlueButton, Microsoft Teams, WebEx oder JitsiMeet kündigten ähnliche Zusatzfunktionen für die nahe Zukunft an. Wie üblich gibt es dort aber subtile Unterschiede. Beispielsweise sollen die virtuellen Studierenden in BBB zunächst lange im obligatorischen Echo-Test hängen oder in JitsiMeet charakteristisch ruckeln.

Praktikum@Home – ein Elektronik-Versuchskasten für Studierende

Gastbeitrag von Maximilian Hollenbach (Lehrstuhl für Elektronik)

Die physische Kontaktbeschränkung durch die Coronapandemie stellte und stellt alle Lehrenden vor die immense Aufgabe, Ersatz für Ihre etablierten Formen des Wissenstransfers an Lernende und Studierende zu finden.

Ich bin als wissenschaftliche Hilfskraft am Lehrstuhl für Elektronik an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg tätig. Unser Lehrstuhl bietet unter „normalen“ Umständen zur praktischen Anwendung der in der gleichnamigen Vorlesung vermittelten Inhalte das Laborpraktikum „Elektronische Schaltungstechnik“ an. Dieses besteht aus mehreren Versuchen, in denen typische Schaltungen der Elektronik, beispielsweise Verstärker, Filter und Oszillatoren, durch die Studierenden untersucht werden.

Im Zuge der sich immer wieder ändernden Maßnahmen zur Eindämmung des Coronavirus war im Jahr 2020 schwer abzuschätzen, ob und in welchem Umfang die Durchführung von Präsenzveranstaltungen in der Universität möglich sein wird. Aus diesem Grund haben wir am Lehrstuhl einen Plan B entworfen, das Praktikum@Home. Die Idee dahinter ist mit möglichst einfachen Mitteln eine Art Versuchskasten zu schaffen, mit dem wir das Praktikum zu den Studierenden nach Hause bringen können. Der Kasten sollte alle nötigen Bauelemente und Geräte enthalten, um trotz Heimarbeit Wissen über den Aufbau und die Funktion elektronischer Schaltungen zu vermitteln. Es sollten genug Versuchskästen beschafft werden, um diese in mehreren Durchgängen an die Studierenden auszugeben, welche zu Hause experimentieren und die Kästen im Anschluss wieder abgeben. Auf diese Weise könnten auch mit begrenzten Mitteln viele Studierende an den praktischen Übungen und dem Praktikum@Home teilnehmen.

Der Inhalt der Kästen wurde anhand der bestehenden Laborversuche von mir ausgewählt und mit den Praktikumsleitern abgestimmt. Dabei bestand nicht das Ziel, die vorhandenen Laborversuche eins-zu-eins zu den Studierenden nach Hause zu bringen. Stattdessen wurden die Versuche bei gleicher Thematik und ähnlicher Zielstellung auf das vorhandene und kurzfristig beschaffbare Material angepasst.

Experimentierset für das Praktikum@Home zur Lehrveranstaltung „Elektronische Schaltungstechnik“

Jedes Set hat dabei knapp über 300 € gekostet und enthält verschiedene Bauelemente, einfache Messgeräte und notwendiges Zubehör wie Kabel und Adapter für interessante Versuche. Über den Bluetooth-Audioempfänger, den Kopfhörer und Klinkenbuch lassen sich Audiosignale einspeise und auslesen, so dass man z.B. Filterschaltungen mit Sprach- oder Musiksignalen testen kann. Jedes Set enthält:

Die Versuchskästen kamen bis zum Ende des Wintersemester noch nicht zum Einsatz, weil der letzte reguläre Praktikumsdurchlauf bereits vor den strengeren Eindämmungsmaßnahmen abgeschlossen war. Ich sehe in den angeschafften Kästen jedoch eine Chance für die Verbesserung der Lehre über die Coronapandemie hinaus. Sie können zum Beispiel für freiwillige Veranstaltungen mit geringer Teilnehmerzahl genutzt werden, um in Zukunft den Studierenden mehr praktisches Wissen und entsprechende Kompetenzen zu vermitteln. Meiner Meinung nach ist so eine „praktische“ Komponente – das eigenständige Aufbauen von Schaltungen und die Untersuchung der Funktion (vor allem dann, wenn etwas nicht funktioniert) ein sehr gutes Mittel, um tieferes Verständnis für elektronische Schaltungen und ihre Bauelemente zu entwickeln.

Equipment-Koffer zur Digitalisierung von Lehrveranstaltungen

Auf Anregung von Matthias Kostrzewa diskutiere ich hier mal eine aus meiner Sicht und Erfahrung recht nützliche Zusammenstellung für einen „Digitalisierungskoffer“, der sich an Lehrende oder auch Lehramtsstudierende richtet, die mit wenig Aufwand Lehrveranstaltungen als asynchrone wie synchrone Online- oder (selbstverständlich synchrone) Hybridvariante realisieren möchten.

Laptop:

Ich nutze ein Microsoft Surface Pro mit Intel®-Core™-i7-Prozessor, 16 GB RAM und 1 GB SSD-Speicher. Für Zoom-Videokonferenzen, umfangreiche MATLAB-Rechnungen, LTspice-Simulationen elektrischer Netzwerke und Screencasts reicht das allemal. Die Docking-Station ermöglicht einen zweiten Monitor und weitere USB-Geräte anzuschließen. Nur beim direkten Streamen in Twitch kommt das Gerät mangels einer richtigen hardware-beschleunigten Grafikkarte an seine Grenzen.

Kameras:

  • Die im Surface-Tablett eingebaute Frontkamera ist bereits sehr gut, so dass ich diese oft für Videokonferenzen nutze. Dafür musst man die Kamera natürlich durch einen Laptopständer auf Augenhöhe bringen, um die unvorteilhafte Nasenloch-Doppelkinn-Perspektive zu vermeiden. Ich nutze dafür gern den Laptop Ständer HCDG-400B von Hercules Stands. Ansonsten kann man dafür auch einfach eine Pappkiste oder einen Transportkoffer bzw. ein Pelicase nutzen. Die Rückkamera des Surface-Tabletts kann notfalls als Zweitkamera für das Abfilmen von Experimenten genutzt werden.
  • Die Logitech C920 ist recht günstig, liefert HD-Qualität und lässt sich flexibel auf Monitoren und Stativen befestigen.
  • Die Logitech BRIO liefert eine bessere 4K-Bildqualität und macht auch bei ungünstigeren Lichtverhältnissen ganz gute Bilder, hat aber die gleichen Befestigungsmöglichkeiten.
  • Die Logitech StreamCam mit 60 Bildern pro Sekunde ist ebenfalls gut portabel und bietet Stativmontage, hat aber „nur“ einen USB-C-Anschluss.
  • Von Kameras ohne direkten USB-Anschluss, die weitere Adapter benötigen, würde ich für den mobilen Einsatz abraten. Das USB-Kameras aufgrund des asynchronen Datenbusses gegenüber HDMI-Kameras wohl eine nicht perfekt-konstante Framerate liefern, kann einem für Online-Lehrformate meines Erachtens komplett egal sein.

Stative:

  • Als kleines Tischstativ (passt auch prima auf einen Schrank oder ein Fensterbrett) empfiehlt sich das PIXI Mini-Stativ mit Smartphone-Halterung von Manfrotto.
  • Ein etwas größeres Tischstativ gibt es mit dem Pro Easy 38 Tisch- & Kamerastativ von Walimex. Es ist sehr flexibel und klein verstauhbar, aber aus meiner Sicht sehr fummelig in der Bedienung und Einstellung.
  • Als etwas größeres Stativ eignet sich das kleine „Element Traveller Carbon Stativ mit Kugelkopf“, ebenso von Manfrotto. Es ist super leicht, klein packbar und sehr flexibel in der Nutzung, braucht aber aufgrund der vielen Teleskopverlängerungen recht lange im Aufbau und trägt auch keine schweren Spiegelreflexkameras sicher.
  • Das noch größere Stativ „290 Xtra Alu Stativ QPL mit Kugelkopf und 3 Segmenten“ von Manfrotto ist demgegenüber schon echt schwer und nicht ganz so transportabel, aber schneller aufzubauen und auch für schwere Kameras geeigneter.

Mikrofone:

  • Mein Arbeitspferd ist ein Kabel-Ansteckmikrofon SR-ULM10 von Saramonic. Das Mikrofon ist klein und leicht, ist portabel, bietet guten Klang und genügend Bewegungsfreiheit, wenn man vor dem Rechner stehen oder sitzen bleibt.
  • Für mehr Bewegungsfreiheit, z.B. für hybride Lehrveranstaltungen habe ich ein Funk-Ansteckmikrofon Go Mic Mobile® Lavalier Wireless System von Samson. Hier muss man natürlich mehr ein- und auspacken sowie mehr Kabel stecken und Schalter drücken bevor es läuft, trotzdem ist alles prima transportabel.
  • Für Diskussionsrunden, Fragen aus dem Publikum oder hybride Diskussionen eignet sich das Funk-Handmikrofon Go Mic Mobile® – Professional Wireless System for Mobile Video von Samson. Trotz Pelicase für den mobilen Einsatz, oft benutzt habe ich es leider noch nicht.
  • Früher, vor der Pandemie, nutze ich für Erklärvideos und wichtige Webinare oft ein portables USB-Tischmikrofon Go Mic Portable USB Condenser Microphone von Samson als Tipp von Jörn Loviscach. Trotz der Verpackung in einem Pelicase nutze ich es kaum noch, auch weil die Tonqualität nicht immer optimal ist.
  • Zum Streamen nutze ich mittlerweile auch gern ein NT-USB bzw. NT-USB Mini von RØDE Microphones. Diese bieten eine sehr gute Tonqualität. Allerdings muss man immer schön brav vor dem Mikrofon sitzen und darf sich nicht zu sehr bewegen, damit die Lautstärke nicht schwankt. Außerdem sind die Mikrofone aufgrund der Größe und Masse, selbst in der Mini-Variante, nicht wirklich für den mobilen Einsatz geeignet.
  • Von Mikrofonen mit analogem Klinkenstecker würde ich wegen möglichem Rauschen abraten, ebenso von anderen professionellen Mikrofonen mit XLR-Stecker, die weitere Adapter benötigen und damit für den mobilen Einsatz eher ungeeignet sind.

Zeichentabletts:

  • Ich nutze sehr gern die Wacom Intuos in den Größen S und M, in der kabelgebundenen Variante bei der Größe S und mit eingebauten Akku und Bluetooth in der Größe M. Die kleine Variante ist auch super portabel, dafür kann man auf der größeren natürlich schöner und feiner schreiben und zeichnen, was bei mir insbesondere für Indizes an Formelzeichen wichtig ist. Dass man zunächst mal „blind“ schreibt und das Ergebnis nur indirekt auf dem Bildschirm sieht, ist am Anfang natürlich gewöhnungbedürftig, aber eigentlich ein großer Vorteil, weil man so gezwungen ist, immer den Bildschirm im Blick zu behalten und damit auch den Augenkontakt zur Kamera nicht zu sehr zu verlieren.
  • Die Zeichentabletts mit eingebauten Display, z.B. das Wacom One, sind deutlich teurer, schwerer, unhandlicher, benötigen viel mehr Kabel sowie Adapter und sind damit aus meiner Sicht nichts für den mobilen Einsatz. Außerdem verleitet das Display auf den Zeichentablett nach unten und damit nicht mehr in die Kamera zu schauen, was für die Zuschauer*innen einfach nicht gut aussieht. Wenn man unbedingt direkt sehen muss, was man zeichnet, kann man zur Not man natürlich auch einfach mit dem passenden Zeichenstift direkt auf das Display des Microsoft-Surface-Tabletts schreiben, was aber auch nicht besser funktioniert, wenn man die eingebaute Kamera nutzt, da die Hand dann oft bedrohlich nah vor der Kamera hantiert.

Software:

Koffer:

Mediendidaktische Anleitungen:

Hier freue ich mich gern auf Austausch, verweise auf die vielen guten Vorträge von Jörn Loviscach und unser Wiki als umfangreiche Materialsammlung an der Otto-von-Guericke-Universität in Magdeburg.

Licht und Greenscreen:

Spätestens bei Licht und Greenscreen wird es schwierig, etwas wirklich gutes und leistungsfähiges mobil dabei zu haben. Reflexionsfreies Licht benötigt große Leuchtflächen oder indirekt angeleuchtete große Diffusoren. Hier kann man sich eigentlich nur auf gutes Licht im Seminarraum verlassen oder einfach die Sitzposition so anpassen, dass man natürliche Lichtquellen wie Fenster optimal nutzt (zumindest tagsüber). Ich habe im Sommer z.B. viele Lehrveranstaltungen von meinem nach Norden ausgerichteten Balkon gestreamt, was beleuchtungstechnisch nahezu optimal war. Für den dunklen Winter habe ich mir dann zwei Tageslicht-Softboxen von Walimex mit entsprechenden Stativen besorgt. Diese lassen sich in den mitgelieferten Taschen auch gut verpacken und transportieren, wirklich mobil ist man damit aber nicht mehr.

Das gleiche gilt für einen Greenscreen, wenn man ihn braucht. Eine Aufzeichnung ohne Greenscreen zeigt den Zuschauer*innen und Teilnehmenden ein bisschen Kontext durch den sichtbaren Hintergrund. Deshalb wurde ich Greenscreen-Aufnahmen nur dann nutzen, wenn es technisch notwendig und sinnvoll ist, z.B. für Bild-in-Bild-Formate. Als mobile Notvariante eignet sich ein grünes Bettlaken oder Handtuch und einige Wäscheklammern. Richtig glücklich wird man aber erst mit einem professionellen und schnell aufbaubaren Standmodell, z.B. von Elgato, das dann aber eben nicht mehr portabel ist.

Was kann man mit der Technik aus dem Koffer tun?

  • Lehrveranstaltungen aufzeichnen und archivieren (z.B. für YouTube oder eine Mediasite)
  • Lehrveranstaltungen live streamen (z.B. auf Twitch oder YouTube)
  • hybride oder Online-Lehrveranstaltungen in Videokonferenzsystem (z.B. Zoom) übertragen
  • eine analoge Tafel, ein Flipchart, ein Experiment oder die Lehrperson mit der Kamera abfilmen
  • Podcasts und kleine Erklärvideos (auch als Screencast oder in Legetechnik) produzieren

Ich danke auch den Kollegen Gregor Zimmermann vom Rechenzentrum sowie David Bremer vom Zentrum für wissenschaftliche Weiterbildung der Otto-von-Guericke-Universität in Magdeburg für hilfreiche Tipps und die Diskussion verschiedener Möglichkeiten.

Erfahrungen mit einer Online-Leistungskontrolle in den Grundlagen der Elektrotechnik

Hintergrund:

In unserer zweisemestrigen Lehrveranstaltung „Grundlagen der Elektrotechnik“ gibt es schon seit Menschengedenken eine Leistungskontrolle bzw. Übungsscheinklausur zur Mitte bzw. zum Ende des Semesters. Früheres Ziel war, die Studierenden in einer gewissen Prüfungssituation mit ähnlichen, klausurtypischen Aufgaben auf die tatsächliche Prüfung vorzubereiten, semesterbegleitende Rückmeldung zum Kompetenzstand zu geben und natürlich vielleicht auch die Durchfallquote in der eigentlichen Prüfung zu senken.

Bedingt durch die Corona-Pandemie konnte die Leistungskontrolle nicht wie geplant im Dezember 2020 in Präsenz stattfinden, sondern wurde auf Januar 2021 verschoben, damit mehr Vorbereitungszeit möglich war. Da ein Format mit vielen numerischen Zahlenwert-Aufgaben und wenigen Multiple-Choice-Fragen geplant war, das nur sehr wenig Korrekturaufwand erfordert, war dadurch auch keine größere Verzögerung der Meldung der Übungsscheine an das Prüfungsamt zu erwarten.

Vorbereitung:

Natürlich machte ich mir schon im Laufe des Semesters ein paar Gedanken und sammelte erste Ideen, aber richtig Zeit für die Vorbereitung der Online-Leistungskontrolle fand ich erst in der Pause zwischen Weihnachten und Neujahr. Auf Basis einiger alter Zusatzaufgaben, einiger Aufgaben von Kolleg*innen anderer Hochschulen und einigen neu konzipierten Aufgaben stellte ich einen Test im Moodle zusammen. Die Vorgehensweise war dabei etwa wie folgt:

  1. eine passende Aufgabe finden (solides Einstiegsniveau, in möglichst wenig Teilschritten und mit wenig Herleitungsaufwand lösbar, weil sich diese sowieso nicht bewerten lassen)
  2. eine Musterlösung entwickeln, noch mal den Lösungsaufwand überprüfen
  3. die Aufgabe und Lösung außerhalb des Moodle verschriftlichen (Ich nutze dafür LaTeX-Quelltexte in einem Subversion-Repository.)
  4. die Aufgabentext ins HTML-Format überführen, was bei Formelzeichen, mathematischen Ausdrücken usw. einigen Aufwand macht
  5. die Lösung in eine Antwortformel überführen, randomisierte Eingangswerte erzeugen
  6. ein sinnvolles Feedback überlegen, z.B. mit einem Link auf einen Wikipedia-Artikel, der Hinweise zu korrekten Lösung gibt
  7. die Frage im Fragenkatalog des Moodle-Kurses anlegen
  8. die Fragen aus dem Fragenkatalog des Moodle-Kurses in den eigentlichen Moodle-Test übernehmen
  9. den Test zunächst durch ein Passwort schützen und zum Testen an passende Kolleg*innen weiterleiten

Außerdem habe ich eine Test-Leistungskontrolle mit wenigen ähnlichen Fragen im Moodle-Kurs angelegt und inklusive kurzer Informationen zum Prozedere der geplanten Leistungskontrolle an die Studierenden weitergeleitet.

Die Rückmeldung der Kolleg*innen zur eigentlichen Leistungskontrolle, die nach einigen Tagen eintrafen, warum dann extrem wertvoll, um:

  • Tippfehler und Unklarheiten in der Formulierung zu finden, die durch eine gewisse eigene Betriebsblindheit entstanden sind
  • einen realistischen Zeitaufwand für die Lösung abzuschätzen

In der Woche vor der Leistungskontrolle habe ich die Studierenden dann in den Online-Lehrveranstaltungen mehrfach an die Leistungskontrolle erinnert, das Prozedere erklärt, auf die Test-Leistungskontrolle hingewiesen und Fragen zum „Was hätte, wäre, wenn …“ beantwortet.

Etwa einen Tag vor der Leistungskontrolle habe ich den Test im Moodle dann „scharfgeschaltet“, also das Passwort entfernt, die Zahl der Versuche auf einen Versuch eingeschränkt sowie den Zugriffszeitraum und die Bearbeitungsdauer eingeschränkt.

Ankündigung:

Außerdem habe ich die Studierenden etwa einen Tag vor der Leistungskontrolle mit folgendem Text noch mal über alle Details informiert.

Werte Studierende,
wie heute im Online-Plenum besprochen, sind hier alle Informationen zur morgigen Leistungskontrolle. Die Leistungskontrolle wird als Online-Test über das Moodle durchgeführt und verschiedene numerische Fragen und Multiple-Choice-Fragen umfassen.
Zugriffslink:
https://elearning.ovgu.de/mod/quiz/view.php?id=xxxxx
Die Leistungskontrolle ist am Mittwoch, den 20. Januar 2021, verfügbar zwischen 19:00 und 21:00 Uhr.
Die reine Bearbeitungszeit ist allerdings auf 1 Stunde und 30 Minuten begrenzt, so dass 30 Minuten Puffer für eventuelle technische Probleme verbleiben. Sie haben für die Lösung einen erlaubten Versuch, alle knapp 30 Fragen zu beantworten. Alle Teilnehmenden bekommen die gleichen Fragen, jedoch in unterschiedlicher Reihenfolge und mit unterschiedlichen Zahlenwerten.
Durch die Randomisierung der Reihenfolge werden möglicherweise ähnliche Teilaufgaben von zusammengehörigen Aufgabentypen voneinander getrennt. Deshalb ist es sinnvoll, Zwischenwerte zu notieren, um mehrfach gleiche Rechnungen zu vermeiden, denn die Zahlenwerte sind bei diesen zusammengehörigen Teilaufgaben jeweils immer gleich.
Um ein Raten der Lösung zu unterbinden, ist die Toleranz bei den Zahlenwerten auf +- 1% eingestellt, weshalb Sie nicht zu stark runden sollten.
Insgesamt sind in der Leistungskontrolle maximal 30 Punkte erreichbar. Die Prüfungszulassung wird erteilt, wenn aus beiden Leistungskontrollen und allen Zusatzaufgaben insgesamt 40 Punkte erreicht werden
Zur Online-Leistungskontrolle sind praktisch alle Hilfsmittel (Skripte, Formelsammlungen, Online-Lexika, Übungsunterlagen, Simulationswerkzeuge, etc.) zugelassen. Auch eine Kommunikation über Online-Medien ist nicht verboten.
Der einzige beschränkende Faktor ist die Bearbeitungszeit. Es ist deshalb empfohlen, zur Vorbereitung ein A4-Blatt mit einer eigenen Auswahl an Formeln zu beschreiben. Außerdem sind eventuell ein klassischer wissenschaftlicher Taschenrechner sowie Stifte und Notizzettel empfohlen.
Eine Anmeldung zur Leistungskontrolle ist nicht erforderlich.
Eine Test-Leistungskontrolle mit einigen bespielhaften Fragen ist verfügbar.
Während der Leistungskontrolle ist technischer Support über das Zoom-Meeting der GET-Sprechstunde (https://ovgu.zoom.us/j/91829526001, Passwort: xxxxxx) und telefonisch unter 0391-67-52195 verfügbar.
Bitte achten Sie bei der Leistungskontrolle darauf:

  • an einem Ort mit möglichst zuverlässiger Internetverbindung zu sein
  • den Akku eines mobilen Computers vorher aufzuladen bzw. das Gerät am Netzteil zu betreiben
  • eventuelle Betriebssystemupdates vorher durchzuführen bzw. zeitweise zu deaktivieren

Abschließend wünsche ich viel Spaß und viel Erfolg bei der Bearbeitung der Aufgaben!
Viele Grüße, Mathias Magdowski

Durchführung:

Etwa 30 Minuten vor der Prüfung bin ich dann vom Home-Office ins Büro gefahren, um dort mit etwas sicherer Internetverbindung im Zoom-Meeting und web-unabhängig über meine Bürotelefonnummer erreichbar zu sein. Das Zoom-Meeting hätte ich auch von Zuhause aus durchführen können, wollte aber meine Home-Office-Telefonnummer nicht preisgeben. Auch ein dienstliches Mobiltelefon ist leider nicht vorhanden.

Knapp 10 Minuten vor Beginn der Leistungskontrolle wählen sich dann die ersten Studierenden ins Meeting ein, die FOMO-mäßig schauten, ob es dort noch einige wichtige Last-Minute-Informationen gibt. Ich verwies dort einfach noch mal auf den Link zur Leistungskontrolle und wünschte viel Erfolg, worauf die Studierenden das Meeting verließen.

Zu Beginn der Leistungskontrolle schaute auch ich gespannt auf die Anzeige im Moodle, ob der Test sich fristgerecht aktiviert und began nebenbei damit, einige erste Erfahrungen bei Twitter zu teilen.

Nach 10 Minuten meldeten sich dann die ersten Studierenden via Zoom, die alle Fragen durchklickten und sich nun wunderten, warum sie diese nicht mehr beantworten können. Ich löschte die jeweiligen Versuche und die Studierenden begannen erneut.

Es gab weitere Rückfragen, z.B. zum Umgang mit Rundungsfehlern oder zur Interpretation mathematischer Ausdrücke, die sich aber alle schnell per Zoom, übers Telefon oder per E-Mail klären ließen. Etwas verwirrend aus studentischer Sicht war z.B. die Darstellung zu starker Rundungsfehler.

Beispiel für ein Problem mit Rundungsfehlern: Wie kann es sein, dass 0,8 Ohm als falsch und doch als richtig angezeigt wird? Die exakte Lösung beträgt 7,6 V/9,6 A, also 0,791666 Ohm. Der vom Studenten eingegebene gerundete Wert von 0,8 Ohm hat einen relativen Fehler von 1,05 %, der eben größer als +- 1% ist, und damit nicht akzeptiert wird. Leider ist die Angabe des korrekten Ergebnisses in Moodle selbst zu stark gerundet. Das ist aber nur ein Problem der Anzeige, intern wird korrekt gerechnet.

Zur Mitte der Bearbeitungszeit gab es dann noch einige Rückfragen, ob man zu bisher unbearbeiteten Aufgaben zurückkehren kann, die ich verneinte. Einige Studierende entschlossen sich daraufhin, Ihren Versuch komplett von mir löschen zu lassen und neu zu beginnen, andere entschieden dafür, ihre bisher erreichten Teilpunkte zu akzeptieren.

Zum Ende gab es dann kaum noch Fragen, der Zugriff zur Leistungskontrolle wurde vom Moodle automatisch abgeschaltet und alle Studierenden, die noch nicht abgegeben hatten, mussten automatisch ihren Versuch beenden und abgeben.

Nachbereitung:

Einer der entscheidenden Vorteile von elektronischen Tests mit randomisierten Zahlenwert- und Multiple-Choice-Fragen ist die schnelle, weil automatische Korrektur und die direkte Rückmeldung an die Studierenden. Direkt nach der Leistungskontrolle konnte ich die Gesamtpunkte aus dem Moodle exportieren, mit anderen Zusatzpunkten kombinieren und entsprechende Übungsscheine an das Prüfungsamt melden.

Etwas problematisch ist dabei, dass man eine Tabelle mit den Testergebnissen, aber ohne Matrikelnummern, oder eben eine Tabelle mit Matrikelnummern, aber ohne Testergebnisse exportieren kann. Verbindenes Element beider Tabellen ist aber die eindeutige E-Mail-Adresse der Studierenden, so dass sie sich in einer Tabellenkalkulation per SVERWEIS-Funktion miteinander verbinden lassen.

Außerdem werde ich noch eine kleine Auswertung mit der Gesamtpunktverteilung an die Studierenden verteilen, eventuell auch noch ein Video davon erstellen, in dem ich die Aufgaben löse und kurz erkläre, denn meines Erachtens sind die Aufgaben zumindest für das nächste Semester sowieso „verbrannt“.

Auswertung und Ausblick:

  • Online-Leistungskontrollen mit Zahlenwert-und-Einheit- oder Multiple-Choice-Fragen erfordern einiges an Vorbereitungsaufwand, insbesondere beim Fragendesign, senken aber den Korrekturaufwand enorm. Das lohnt sich aus meiner Sicht ab etwa 50 bis 100 Studierenden.
  • Über Online-Leistungskontrollen mit Zahlenwert-und-Einheit- oder Multiple-Choice-Fragen lassen sich nicht alle Kompetenzen abbilden und abprüfen, die über handschriftliche Leistungskontrollen möglich sind. Deshalb sollten man vielleicht noch anderen semesterbegleitenden Assessments wie z.B. personalisierte Aufgaben mit Peer Review im Portfolio haben.
  • Man kann Studierende, inbesondere jene mit wenig Erfahrungen in solchen Prüfungsformaten, nicht oft und intensiv genug über das anstehende Online-Leistungskontrollformat informieren, um Unklarheiten, Rückfragen und Frustration vorzubeugen.
  • In diesem Sinne ist eine Test-Leistungskontrolle für die Studierenden auf der gleichen Plattform, mit ähnlichen Aufgabentypen, der gleichen Eingabeschnittstelle und vergleichbaren Auswertungsalgorithmen eine sehr gute Idee.
  • Während der Leistungskontrolle sollten die Studierenden möglichst mehrere, niederschwellige und redundante Möglichkeiten zum Stellen von Rückfragen haben (z.B. per Zoom-Meeting, per Telefon, per E-Mail).
  • Die Befürchtung, dass Studierende aufgrund der Nutzbarkeit des Internets, numerischen Berechnungswerkzeugen wie MATLAB/Octave oder Simulationsprogrammen wie LTspice sowie durch die Möglichkeit der Kommunikation über Online-Medien nun deutlich besser abschneiden bzw. es viel schwieriger wird, die eigene Leistung zu bewerten, hat sich nicht bestätigt, denn die Verteilung der Gesamtpunktzahl ist sehr gut vergleichbar mit bisherigen Leistungskontrollen in Präsenz.

    Punkteverteilung der Online-Leistungskontrolle vom 20.01.2021:


    Punkteverteilung der Präsenz-Leistungskontrolle vom 11.12.2019:

Aufgrund dieser Vorteile werden wir auch nach den Einschränkungen durch die Corona-Pandemie nicht zu einer klassischen Präsenzleistungskontrolle zurückkehren sondern weiter beim Online-Format bleiben, auch wenn dafür jeweils neue Fragen nötig sind.

Für die Weiterentwicklung des Formats ist aber eine gemeinsame Auswertung mit den Studierenden z.B. in Form einer Evaluation mit einem Fragebogen, mittels Interviews oder durch informelle Gespräche nötig. Hierfür freue ich mich insbesondere auch über studentische Rückmeldung.

Außerdem wäre es wünschenswert, wenn sich Lehrende über Hochschulgrenzen hinaus über passende Fragenformate austauschen, gemeinsame Fragenkataloge pflegen sowie gegenseitig begutachten, um mit überschaubarem Aufwand zu guten Testinhalten zu gelangen. Hierfür braucht es natürlich einen übergeordneten Organisations- und Vernetzungsaufwand sowie entsprechende technische Austauschplattformen.

Ein mögliches Online-Take-Home-Prüfungsformat für die Grundlagen der Elektrotechnik

Da mit den aktuellen Informationen der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg zur Prüfungsphase im Wintersemester 2020/21 (unbeaufsichtigte) Online-Klausuren als alternative Prüfungsform nicht ausgeschlossen werden, sind Open-Book- bzw. Take-Home-Exams eine der möglichen Ideen.

Als eventuelle Anregung für andere Prüfungen ist hier mal meine Prüfungsidee für das zweisemestrige Modul „Grundlagen der Elektrotechnik I und II“ an der Fakultät für Elektro- und Informationstechnik aus inhaltlicher, fachlicher und didaktischer Sicht. Den rechtlichen sowie datenschutzrechtlichen Rahmen kann und möchte ich an dieser Stelle nicht erörtern. Aus meiner Sicht wäre folgende Vorgehensweise und Kommunikation gegenüber den Studierenden denkbar:

Die für Donnerstag, den 18.02.2021 im Zeitraum von 14 Uhr bis 17 Uhr geplante Prüfung zur Lehrveranstaltung „Grundlagen der Elektrotechnik 1, 2“ (ÜS 800011) wird als Online-Klausur bzw. Open-Book-Klausur durchgeführt. Für Sie als Student*in bedeutet dies, dass Sie an der Prüfung von zuhause aus und damit entsprechend ohne Aufsicht teilnehmen.

Vor der Prüfung melden Sie sich wie üblich im LSF bzw. über das Prüfungsamt zur Prüfung an. Voraussetzung dafür ist der Übungsschein.

Kurz vor der Prüfung (etwa 15 min) bekommen Sie die Prüfungsaufgaben als PDF-Datei per E-Mail an Ihre studentische E-Mail-Adresse zugeschickt. Die Prüfungsklausur besteht aus Aufgaben, die ähnlich wie die Übungsaufgaben aufgebaut sind. Die Themen der Aufgaben entsprechen den Übungsthemen, die in beiden Semestern behandelt wurden. Das Aufgabenblatt ist dabei maximal 500 kB groß und sollte sich somit auch über langsame Internetverbindungen in kurzer Zeit herunterladen lassen.

Während der Prüfung lösen Sie die Aufgaben und notieren Ansatz, Lösungsweg sowie Zwischen- und Endergebnisse nachvollziehbar und handschriftlich. Zur Überprüfung oder Kontrolle können Sie natürlich gern Numerikprogramme wie MATLAB/Octave, Computeralgebrasysteme wie Maxima oder Netzwerksimulatoren wie LTspice oder EasyEDA nutzen, bewertet wird am Ende allerdings die handschriftlich notierte Lösung.
Weitere Hinweise dazu:

  • Berechnungen nicht mit Bleistift schreiben
  • für jede Aufgabe eine neue Seite beginnen
  • auf jeder Seite unten links ein Rechteck in der Größe des Studierendenausweises freilassen (siehe unten)
  • Punkte für einzelne Aufgaben siehe Aufgabenblatt
  • es ist die vorgegebene Berechnungsmethode zu verwenden, sonst 0 Punkte
  • richtiges Ergebnis gilt nur, wenn der Lösungsweg plausibel ist
  • Aufgabenunterteilung in a), b), … beibehalten, ist meist hilfreich
  • Endergebnisse nach Möglichkeit hervorheben

Zur Feststellung Ihrer Identität behalten wir uns auch vor, Ihre Schrift stichprobenartig in Form einer Schriftprobe mit den handschriftlichen Lösungen in den zwei Leistungskontrollen bzw. den personalisierten Zusatzaufgaben zu vergleichen.

Gegenüber den üblichem Präsenzklausuren sind die Aufgabenblätter individualisiert, d.h. jede(r) Teilnehmer*in bekommt eigene Aufgaben, die aber in der Schwierigkeit, im Umfang und in den Themenbereichen vergleichbar sind. Da Sie bei der Lösung zuhause mehr Möglichkeiten (z.B. Software, siehe oben) nutzen können, steigt der Aufgabenumfang gegenüber den bisherigen Präsenzklausuren von 9 auf 10 Aufgaben. Die Bearbeitungszeit beträgt wie bisher 180 min bzw. 3 h.

Während der Prüfung steht Ihnen technischer Support über das Zoom-Meeting der GET-Sprechstunde (https://ovgu.zoom.us/j/123456789, Passwort: xxxxxx) und telefonisch unter 0391-67-52195 verfügbar.

Am Ende der Prüfung fotografieren Sie Ihre handschriftlichen Lösungen ab bzw. scannen diese ein und laden sie hoch. Dabei muss auf jedem abfotografierten Lösungsblatt Ihr Studierendenausweis in der linken unteren Ecke deutlich sichtbar sein.

Für das Abfotografieren/Einscannen und Hochladen haben Sie weitere 30 min Zeit. Falls Ihre Internetverbindung sehr langsam ist, genügt es auch, zunächst eine MD5-Prüfsumme ihrer Dateien zu erzeugen (z.B. mit http://onlinemd5.com/) und diese fristgerecht hochzuladen. Danach laden Sie dann die eigentliche Datei nach der Frist hoch, die aber natürlich der gleichen Prüfsumme entsprechen muss. Außerdem müssen Sie eine Erklärung zur eigenständigen Lösung ausfüllen und unterschrieben einreichen.

Dabei würde ich zum Hochladen für jede Einzelaufgabe ein eigenes Einreichungsformular im Moodle anlegen, so dass die Studierenden für jede Aufgabe eine separate Rückmeldung zum Upload-Erfolg bekommen. Der Link zum jeweiligen Uploadformular würde ich direkt auf der Aufgabenstellung (auch als QR-Code) verlinken. Erlaubte Dateiformate wären wie schon im Laufe des Semesters PDF, JPEG und PNG.

Die Vorgehensweise hat z.B. gegenüber einem Test mit reinen Multiple-Choice- oder Zahlenwert-Aufgaben einige Vorteile:

  • Es wird keine gute Internetverbindung vorausgesetzt. Studierende benötigen auch nicht notwendigerweise einen Drucker und einen Scanner, sondern nur ein Smartphone/Tablet-PC bzw. alternativ eine Digitalkamera und einen Laptop oder PC.
  • Man kann den für uns sehr wichtigen Ansatz sowie Rechen- und Lösungsweg mit bewerten, was mit reinen Multiple-Choice- und Zahlenwert-und-Einheit-Aufgaben nur schwer abprüfbar ist und sehr gut gestaltete Fragen voraussetzt.
  • Wenn wir erst mal weiter beim jahrelang etablierten Aufgabenformat bleiben, ist das für die Studierenden nur eine geringe Umstellung, die entsprechend wenig Unsicherheiten hervorruft. Außerdem ist die Vergleichbarkeit mit den vorherigen Jahrgängen sehr gut möglich.
  • Bei handschriftlichen Lösungen kann man eine Schriftprobe machen. Ich bin da wenig paranoid, aber es hilft natürlich etwas, eine gewisse Authentizität sicherzustellen, die sonst bei reinen Online-Formaten schwer zu prüfen ist. Auch eine technisch, administrativ sowie personell aufwendige und datenschutzrechtlich äußerst bedenkliche Fernüberwachung mit Audio- und Videosignalen durch Online-Proctoring wird durch viele mögliche Angriffsvektoren nicht viel dagegen helfen und eher das Vertrauen und die Transparenz im Umgang mit den Studierenden aufs Spiel setzen.

All das ist mir in der Übungsscheinklausur bzw. Leistungskontrolle, die als reiner Multiple-Choice-Test bzw. mit Zahlenwert-Aufgaben stattfindet, egal bzw. nicht so wichtig. Außerdem haben wir ja noch das Format der semesterbegleitenden personalisierten Zusatzaufgaben, mit anonymem Peer Review, über die wir auch schon viele Kompetenzen vermittelt und geprüft haben.

Perspektivisch ist das für mich eigentlich auch der Königsweg, eine summative Prüfung durch viele kleine formative Assessments zu ersetzen, die kontinuierliche Rückmeldung geben und gleichzeitig ein dauerhaftes „Outsourcen der Prüfungsleistung“ aufwendiger machen. Trotzdem gibt man durch reine Multiple-Choice- oder Zahlenwert-Aufgaben schon sehr viel vom Rechenweg vor und gibt den Studierenden keine Möglichkeit, individuelle Fehler zu machen, von denen ich hier einige gesammelt habe:

Nachteilig beim beschriebene Take-Home-Format ist:

  • Man benötigt für die individuelle Zusammenstellung der Aufgaben einen großen Katalog an Prüfungsaufgaben, der aber bei uns vorhanden ist. Außerdem lässt sich bei Online-Prüfungen natürlich nicht ausschließen, dass Studierende die Prüfungsaufgaben danach sammeln, weitergeben und studiengangsintern veröffentlichen.
  • Der Korrekturaufwand ist natürlich recht hoch. Da es es sich in diesem Semester aber „nur“ um eine Nachschreibeklausur handelt und der Korrekturaufwand gegenüber einer klassischen Präsenzklausur nicht vergrößert ist, ist das aber für kleine Kohorten irrelevant.

Einen großen Vorteil in Online-Klausuren sehe ich aber zusammenfassend auch darin, endlich lebensnahe Kompetenzen wie die numerische Rechnung in MATLAB oder die praxisrelevante Simulation in einem Netzwerksimulator abzubilden. Ich hoffe mal, dass die Studierenden dann schon allein dafür sorgen werden, dass die wichtigen 4K-Kompetenzen Kommunikation, Kolloboration, Kreativität und kritisches Denken dabei auch nicht zu kurz kommen.

Didaktisch motivierte Wunschliste an Videokonferenzsysteme wie Zoom

Es ist ja bald Weihnachten und man darf sich vielleicht etwas wünschen. Basierend auf den Erfahrungen der ersten sieben Semesterwochen im Corona-Wintersemester 2020/2021 und passend zur Jahreszeit formuliere ich deshalb mal ein paar didaktisch motivierte Wünsche an das Videokonferenzsystem Zoom, die aber sinngemäß natürlich auch für andere solcher Systeme für die videobasierte Distanzlehre gelten. Vielleicht liest ja ein*e Entwickler*in von Zoom oder der Weihnachtsmann mit.

  1. Breakout-Räume zur freien Auswahl sollten auf eine maximale Teilnehmenden-Anzahl begrenzbar sein.
    Ich nutze Breakout-Räume oft und gern für die Kleingruppenarbeit, z.B. zum Diskutieren und Lösen von kurzen Übungsaufgaben während des Online-Plenums oder der regulären Online-Übungstermine. Beim Online-Plenum habe ich die Studierenden anfangs einfach wahllos und automatisch in Kleingruppen von etwa 4 bis 5 Personen zugeordnet. Die Studierenden kannten sich nicht notwendigerweise und so ließ ich ihnen immer etwas Zeit für eine kurze Vorstellungsrunde innerhalb der Session. Das funktionierte einige Wochen ganz okay.
    Problem: Nach einigen Wochen verließen immer einige Studierende das zentrale Zoom-Meeting sobald ich die Arbeit in Kleingruppen und Breaktout-Sessions ankündigte. Die Ursache dafür waren nicht die Übungsaufgaben oder die Kleingruppenarbeit an sich, sondern die zufälligen Gruppen. Die Studierenden hatten sich mittlerweile kennengelernt und wollten in und mit ihrer etablierten und angestammten Lerngruppe arbeiten. Also verließen sie das zentrale Meeting, um sich in einem anderen Videokonferenzsystem ihrer Wahl (Skype, Discord, Google Meet, …) wieder zusammenzuschalten.
    Die Lösung dafür waren Breakout-Räume, in denen sich die Studierenden selbst einwählen konnten. Ich öffnete genügend Räume und bat per privatem Chat um „selbstorganisierendes Chaos“ für die Zuordnung der vorhandenen Lerngruppen zu den Räumen. War ein gewählter Raum schon „besetzt“, sollte sich die Lerngruppe einfach einen anderen, noch freien Raum suchen.
    Neues Problem: Die Studierenden neigen zu „Grüppchenbildung“ und es gibt nun Räume mit 15 bis 20 Studierenden, die das Konzept der Kleingruppenarbeit natürlich ad absurdum führen.
    Eine Lösung dafür wäre eine einstellbare maximale Teilnehmendenanzahl für Breaktout-Sessions. Ist eine Session und damit eine Lerngruppe „voll“, dürfen und müssen die überzähligen Studierenden eine neue, eigene Session und Lerngruppe aufmachen. Das ist natürlich eine gewisse Bevormundung, aber mir kann niemand erzählen, dass in einer Lerngruppe von 20 Personen alle gleichsam aktiv und beteiligt sind.
  2. Aktivität in Breakout-Sessions sollte von außen sichtbar sein.
    Oft passiert es, dass fünf Studierende in einer gemeinsamen Breakout-Session sind, aber trotzdem nicht zusammenarbeiten. Leider erkennt man als Lehrperson nicht von außen, in welchen Breakout-Sessions Aktivitäten erfolgen (z.B. gesprochen oder der Bildschirm freigegeben und darauf gezeichnet wird) und in welchen nicht. In anderen Videokonferenzsystem wie Yotribe/Wonder erkennt man so etwas z.B. an pulsierenden Avataren oder Sprechblasen. Es geht an der Stelle auch nicht darum zu wissen, was in den Breakout-Räumen gesprochen wird, sondern nur darum, dass dort überhaupt gesprochen wird. Eine solche Funktion in Zoom wäre sehr wünschenswert, um als Lehrperson schneller die inaktiven Sessions zu identifizieren und dort noch mal zur Mitarbeit anzuregen, ein*e Student*in zur Übernahme der Moderation zu überzeugen oder eventuelle technische Probleme zu lösen.
  3. Beim Eintritt in Breakout-Sessions sollte man virtuell anklopfen können.
    Wenn ich als Lehrperson virtuell von Raum zu Raum „hüpfe“, um z.B. Fragen zu beantworten, bin ich sofort im Raum und höre und sehe alles, was die Studierenden gerade tun und was natürlich nicht unbedingt zur Lehrveranstaltung gehören muss. Das führt schon mal zu Irritationen und zu dem einen oder anderen peinlichen Moment. Schönes wäre es, wenn ich virtuell anklopfen könnte und die Studierenden eine Meldung im Sinne von „Achtung, in 3, 2, 1 betritt der Host die Session“ sehen.
  4. Zoom-Umfragen sollten Freitextfragen ermöglichen.
    Die Umfrage-Funktion in Zoom ist toll für Icebreaker, für Feedback sowie zur generellen Aktivierung und Mitbestimmung. Bisher sind in Zoom aber nur Single-Choice- und Multiple-Choice-Fragen möglich. Immerhin sind diese aber auch anonym nutzbar. Offene Fragen mit Freitextantworten lassen sich damit natürlich nicht ermöglichen, weshalb ich dafür momentan auf externe Werkzeuge und Plattformen wie Mentimeter ausweichen muss.
  5. Zoom-Umfragen sollen sich im- und exportieren lassen.
    Ich nutze Umfragen oft und gern. Natürlich erstelle und sammle ich passende Umfragen in externen Werkzeugen wie z.B. den LaTeX-Quelltexten der anderen Lehrveranstaltungsunterlagen. Ein „Import“ der vorhandenen Umfragen in Zoom ist nur händisch per Kopieren und Einfügen möglich. Ein Im- und Export über strukturierte Textdateien oder z.B. XML-Dateien wäre wünschenswert, so dass man Umfragen einfacher speichern, zwischen Meetings austauschen kann und damit nachnutzen kann.
  6. Skizzen im Zoom-Whiteboard sollten sich schrittweise freigeben lassen.
    Die Kommentieren-Funktion im Zoom-Whiteboard bzw. in der Bildschirmfreigabe lässt sich super für grafisches Audience Response nutzen. Ein Problem dabei ist: Alle Teilnehmenden sehen sofort alle anderen Zeichnungen. Wenn ein*e Student*in etwas zeichnet, was richtig erscheint, zeichnen das alle anderen Studierenden nach, ohne selbst weiter darüber nachzudenken. Besser wäre es aber, wenn wie beim Wall-Programm von Jörn Loviscach erst mal alle Teilnehmenden nur ihre eigene Skizze sehen. Als Host kann man dann zunächst alle studentischen Skizzen verbergen und diese dann einzeln oder gemeinsam zur Diskussion freigeben. Das erzeugt eine ganz andere didaktische Dynamik als das simultane gemeinsame Zeichnen.
  7. Es sollte einen Lurker-Mode (Idee von Nele Hirsch) geben.
    Diesen Modus könnten Menschen für sich einstellen, wenn sie in einer Videokonferenz nur lurken, d.h. passiv bleiben und nur zuschauen oder zuhören möchten. Wer diesen Modus einstellt, würde dann z.B. für interaktive Phasen bzw. Gruppenarbeiten bei der Zufallseinteilung in Breakout-Räume nicht mit berücksichtigt werden. Das wäre entspannter für die Person selbst, schließlich muss sie sich nicht für ihre Passivität entschuldigen – und auch für die lehrende Person und alle Mitlernenden, weil nur die Teilnehmenden in Breakout-Räumen landen, die auch tatsächlich aktiv mitdiskutieren und mitarbeiten möchten. Die freie Breakoutraum-Auswahl ist dabei nur bedingt eine Alternative, weil oft ja gerade die Zufallsauswahl das Spannende ist.

Ihr habt weitere Ideen und Wünsche für Zoom im Speziellen oder Videokonferenzsystem im Allgemeinen? Formuliert sie gern in den Kommentaren!

Updates im Online-Netzwerksimulator EasyEDA

Im Rahmen einer personalisierten Zusatzaufgabe sollen unsere Studierenden den Ersatzwiderstand ihres individuellen Schaltbildes im Online-Netzwerksimulator EasyEDA berechnen. Leider ist das im Herbst 2018 von mir erstellte Video
https://youtu.be/VahQoXCAdG8
zur Berechnung des Ersatzwiderstandes einer einfachen Schaltung nicht mehr ganz aktuell, weil sich dessen Oberfläche geändert hat. Deshalb möchte ich in diesem Artikel kurz auf die Neuerungen eingehen.

  1. Zunächst erst mal muss man auf der Webseite https://easyeda.com/editor links oben den Modus von ‚Std‘ auf ‚Sim‘ wechseln.
  2. Dann ändert sich das Menü ‚EELib‘ auf der linken Seite, so dass man eine ideale Spannungsquelle bzw. Stromquelle und z.B. ein Multimeter als Anzeigewerkzeug auswählen kann.
  3. Nach einem Klick auf den Button ‚Starten Sie Ihre Simulation‘ erscheint dann auf dem Schaltbild erst mal die hier unnötige Anweisung .tran 10m für eine transiente Simulation über einen Zeitraum von 10 Millisekunden.
  4. Diese ändert man dann einfach in die korrekte Anweisung .op für eine Bestimmung des Gleichspannungsarbeitspunktes (engl. operating point).
  5. Und schon bekommt man die korrekten Simulations- bzw. Berechnungsergebnisse.