Erfahrungen aus einer Open-Book-Präsenzprüfung in den Grundlagen der Elektrotechnik

In einem früheren Blog-Artikel habe ich bereits ein Konzept und ein paar Ideen zu einer Präsenzprüfung in einem ingenieurwissenschaftlichen Grundlagenfach wie der Elektrotechnik vorgestellt, bei der die Studierenden ähnlich wie bei einer Take-Home-Prüfung sämtliche denkbaren Hilfsmittel wie Bücher, Skripte, Vorlesungs- und Übungsmitschriften sowie elektronische Endgeräte wie Laptops, Tablet-PCs oder Smartphones verwenden dürfen. Da auch der Zugriff auf das Internet erlaubt war, kann man nicht nur vor Open-Book- sondern sogar von einer Open-Web-Prüfung sprechen. Einzige Einschränkung für die Studierenden bzw. die Prüflinge war die Forderung, die ihnen gestellten, individuell zusammengestellten Aufgaben eigenständig zu bearbeiten. Hier möchte ich nun, nachdem die Prüfung konzipiert, durchgeführt, korrigiert und ausgewertet ist, von einigen Erfahrungen berichten, ein Fazit ziehen und Verbesserungsvorschläge diskutieren.

Konzept

Die Erfahrungen mit einer online-durchgeführten Open-Book-Prüfung am Ende des Corona-Wintersemesters 2020/2021 waren durchaus vielversprechend, so dass deren grundlegendes Konzept beibehalten werden sollte. Die Studierenden wünschten sich jedoch durchaus mehr Chancengleichheit durch die gleichzeitige Beaufsichtigung in einem Prüfungsraum wie einem Hörsaal oder einer Messehalle, die eine zu starke Inanspruchnahme von Contract Cheating bzw. ein gemeinsames Lösen einer Einzelprüfung in einer größeren Studierendengruppe deutlich erschwert. Die gesunkenen Inzidenzen am Ende des bis dahin weitgehend online durchgeführten 2. Corona-Sommersemesters 2021 machten das auch möglich. Trotzdem war nicht ganz auszuschließen, dass einzelne Prüflinge zum Prüfungszeitpunkt in behördlich angeordnete Quarantäne mussten. Auch für diese Zielgruppe sollte eine gleichzeitige äquivalente Online-Prüfung möglich sein, was mit dem vorgestellten Konzept auch kein Problem war und von einem Prüfling in Anspruch genommen wurde.

Da alle Prüflinge sich aber weiterhin über das Internet hätten austauschen und auch externe Dienste zur Erbringung der Prüfungsleistung in Ansprech nehmen konnten, gab es wieder individuell zusammengestellte Aufgabenbögen. Diese habe ich erneut über ein MATLAB-Skript automatisiert aus den LaTeX-Quelltexten des Prüfungsaufgabenkatalogs erstellt. Gegenüber der vorherigen Online-Prüfung habe ich diese jedoch ausgedruckt und nicht einfach per E-Mail an die Studierenden verschickt.

Irgendwie ein Nachteil an diesen „Präsenzklausuren“ – man kann die Aufgaben nicht einfach online bereitstellen, sondern braucht so ein großes Gerät namens ‚Kopierer/Drucker‘, viel dünnes weißes Zeug namens Papier und eine Menge Zeit. Hoffentlich ist im nächsten Semester wieder alles online.😉

Dieses Ausdrucken und Austeilen der Papierbögen, früher eigentlich eine Selbstverständlichkeit, erschien mir diesmal unnötig aufwendig und zeitraubend gegenüber dem direkten E-Mail-Versand an die Prüflinge. Damit man die randomisiert zusammengestellten Prüfungsbögen eindeutig identifizieren konnte, waren diese auf der Titelseite fortlaufend nummeriert. Die einzelnen Aufgaben waren auf den Prüfungsbögen sehr generisch von 1 bis 10 durchnummeriert, so dass keine direkte Zuordnung zu einem eventuell von der Fachschaft gepflegten Prüfungsaufgaben- und Musterlösungskatalog möglich war.

Durchführung

Die eigentliche Prüfung verlief wie eine übliche Präsenzprüfung. Die Studierenden betraten den Prüfungsraum, in unserem Fall eine Messehalle und suchten sich einen noch freien Tisch. Nach einigen kurzen einführenden Worten teilten zwei Kollegen und ich die ausgedruckten Prüfungsbögen aus, wobei jede*r Student*in einfach einen beliebigen Prüfungsbogen vom Stapel bekam. Es gab also keine feste Zuordnung von Prüflingen und Prüfungsbögen, die ohne eine festen Sitzplan auch nur sehr schwer zu realisieren gewesen wäre. Diese quasi-zufällige Zuordnung von Prüfungsbögen zu Prüflingen ist vielleicht tatsächlich ein Vorteil der analogen Papiervariante, schließlich könnte ein Prüfling, die/der den randomisiert zusammengestellten Bogen per E-Mail erhält, immer einwenden, dass seine oder ihre zugeteilten Prüfungsaufgaben besonders herausfordernd seien und extra für ihn oder sie unter Umgehung der Randomisierung zusammengestellt wurden, um seine oder ihre Prüfungsleistung zu schmälern.

Nach dem Start der Bearbeitungszeit begannen die Studierenden mit der Lösung der Aufgaben und notierten Ansatz, Rechenweg, Zwischen- und Endergebnisse mit Stiften auf Papier. Einige nutzen dabei das QR-Code-Papier für den automatischen Rückversand der Korrektur, andere ganz normale Schreibblöcke. Ich ging durch die Reihen, beantwortete inhaltliche Fragen und machte eine kleine Statistik, welche typischen Hilfsmittel von wie vielen Studierenden genutzt wurde.

Ich hatte eine kleine Statistik gemacht. Von 106 angemeldeten Studierenden nahmen nur 65 an der Open-Book-Prüfung teil. 48 hatten einen Laptop dabei. 36 nutzten gedruckte Bücher/Skripte/Mitschriften. 57 nutzten ihr Smartphone. Nur zwei Personen probierten es ganz ohne Hilfsmittel.

Das ubiquitäre Smartphone liegt nicht verwunderlich an der Spitze, gefolgt von Laptops (mächtiger, aber teuer, größer, weniger Akkulaufzeit) und Büchern, Skripten und anderen gedruckten Nachschlagewerken. Nur zwei Studierende probierten es ganz ohne Hilfsmittel. Darauf angesprochen erklärte der Eine, er habe leider nichts vom Open-Book-Format gewusst. Der Zweite meinte, er habe alle Hilfsmittel im Rucksack, fühle sich stark, probiere es deshalb aber erst mal ohne, schließlich können ein Laptop und Smartphone ja auch ablenken. Dieser Einstellung zolle ich großen Respekt. Sie erinnert mich aber auch daran, dass ich 2003 für meine schriftliche sechstündige Mathematik-Abiturprüfung meinen Taschenrechner zuhause vergaß und mich zur großen Verwunderung meiner damaligen Mitschüler*innen erst nach mehr als zwei Stunden meldete und unseren Mathematiklehrer fragte, ob er mir vielleicht seinen Taschenrechner leihen kann, was er dann glücklicherweise auch tat.

Ansonsten fiel mir auf, dass viele Studierende sich der Vielseitigkeit und Mächtigkeit der ihnen erlaubten Werkzeuge wie Laptop und Smartphone nicht wirklich bewusst waren. Nur selten sah ich Leute, die numerische Rechnungen mit komplexen Zahlen oder das Lösen von Gleichungssystemen in MATLAB durchführten oder passende Schaltbilder in LTspice oder EasyEDA simulierten. Stattdessen nutzen die Studierenden die Laptops und Smartphones hauptsächlich für banalere Dinge wie eine Volltextsuche im Skript oder Buch, das schnelle Scrollen durch Übungsmitschriften oder eine rasche Recherche bei Wikipedia, auf YouTube oder in Foren, die im Sinne der Eigenständigkeit hoffentlich nur passiv genutzt wurden.

Zum Ende der Bearbeitungszeit erinnerte ich alle Studierenden noch mal daran, genau diese Eigenständigkeitserklärung zu unterschreiben (was natürlich mehr als 10 Leute trotzdem vergaßen) und zumindest den Namen oder die Matrikelnummer auf alle anderen Blätter zu schreiben, falls nicht das QR-Code-Papier genutzt wurde. Dann gingen meine Kollegen und ich herum und sammelten die Lösungen von den Studierenden ein. Auf eine schriftliche Bestätigung der Abgabe und der Anzahl der eingereichten Blätter verzichteten wir, um im Sinne des Infektionsschutzes lange Schlangen mit geringen Abständen zu vermeiden.

Im Gegensatz zu Online-Prüfungen gab es dann nach dem Prüfungsende die typische studentische Grüppchenbildung vor dem Prüfungsraum (natürlich unter Einhaltung der Abstandsregeln), in der kurz die Prüfungsfragen ausgewertet wurden. Dazu trug vielleicht auch der Getränkeausschank der Fachschaft bei. Da sich bei jeweils unterschiedlichen Aufgaben der Prüflinge aber nur schwer eine gemeinsame Diskussionsbasis finden lässt, zerfielen die Gruppen recht schnell oder schwenkten auf andere Themen um, schließlich gab es nach zwei Online-Semestern, in denen die Prüfung eines der wenigen Präsenzformate darstellte, viel zu bereden.

Korrektur

Die Korrektur der Prüfungen erfolgte wie bei früheren Präsenzprüfungen. Ich sortierte immer fünf studentische Prüfungen in einen Hefter, von denen es dann insgesamt 13 Stück gab. Diese Hefter verteilte ich an die insgesamt sechs an der Korrektur beteiligten Kollegen. Weiterhin bekamen die Kollegen per E-Mail zwei Links auf einen Cloudspeicher. Der erste Link zeigt auf einen Ordner mit den relevanten Musterlösungen. Der zweite Link zeigte auf eine Datenbank, die eine Zuordnung zwischen den Prüfungsnummern, Aufgabennummern und zugehörigen Musterlösungen ermöglichte. Ein dritter Link zeigte zu einer Bewertungstabelle im Moodle-Kurs der Lehrveranstaltung zum Eintragen der Punkte. Dieser Medienbruch, analoge Prüfungsbögen sowie online-verfügbare Musterlösungen und Bewertungstabellen war sicher nicht optimal. Bei früheren Präsenzprüfungen konnte man auch Offline-Zeit im Zug, im Park oder auf der Terasse nutzen, um rein offline Prüfungen zu kontrollieren. Das war hier nicht möglich. Im Gegensatz zur vorherigen Online-Prüfung konnte man sich als Korrekteur aber auch nicht für eine gewisse Zeit von der (analogen) Außenwelt abschotten und alle Prüfungen in einem Rutsch rein online korrigieren, weil einige der 13 analogen Hefter ja stets bei irgendwelchen anderen Kollegen im Büro (oder auch im Home-Office) verstreut waren. Da wir mittlerweile über mehrere Gebäude auf dem Campus und im Home-Office natürlich über das ganze Stadtgebiet von Magdeburg verstreut sind, ist das ein echtes Problem.

Die 65 Studierenden haben für eine 180-min-Prüfung mal wieder ganz schön viel Papier produziert.

Weiterer Nachteil dieses Medienbruchs: Die Studierenden sahen in der online-verfügbaren Bewertungstabelle, dass eine Lösung von ihnen mit einer bestimmten Punktzahl bewertet wurde. Gegenüber der vorherigen Online-Prüfung sahen die Studierenden aber nicht sofort die Korrekturhinweise, denn diese bekamen sie erst am Ende der Bewertungsphase in Form ihrer eingescannten Korrekturen zugeschickt, nachdem alle Aufgaben korrigiert, alle Punkte eingetragen und alle Noten berechnet waren. Anstatt wie bei der reinen Online-Prüfung einfach in die online-verfügbare Korrektur zu schauen, schickten mir die Studierenden berechtigterweise also Fragen zu ihrer korrigierten Lösung per E-Mail. Diese Fragen konnte ich in den meisten Fällen aber nicht direkt beantworten, weil der entsprechende analoge Papierhefter natürlich in einem beliebigen anderen Büro oder Home-Office lag. Nun könnte man anmerken, dass die Studierenden früher™ auch nicht sofort ihre erreichten Punkte und Korrekturen sahen und das auch in Ordnung war. Nichtsdestotrotz ist heutzutage eine gewisse Sofortness in einer Kultur der Digitalität aber durchaus selbstverständlich. Zeitnahes und individuelles Feedback ist auch lerntheoretisch vorteilhaft und deshalb erstrebenswert. Rechtliche Rahmenbedingungen ähnlich dem Onlinezugangsgesetz werden Hochschulen in den kommenden Jahren außerdem dazu verpflichten, Verwaltungsdienstleistungen wie Klausureinsichten auch rein digital anzubieten. Auch das spricht trotz handschriftlicher Lösungen für einen rein digitalen Prüfungsworkflow

Erschwerend kam bei der Korrektur wieder hinzu, dass jede individuell zusammengestellte Prüfung eine andere erreichbare Maximalpunktzahl in jeder Aufgabe und für die gesamte Klausur hatte, die in der Auswertung und Bestimmung der Noten entsprechend berücksichtigt werden musste. Außerdem müsste ich in der Bewertungstabelle natürlich wieder eine Verknüpfung zwischen den Namen der Studierenden und den ihnen zufällig vom Druckstapel zugelosten Prüfungsbögen herstellen. Jede manuelle Zuordnung birgt dabei natürlich ein gewisses Fehlerpotential. Am Ende der Korrektur und Bewertung scannte ich alle Prüfungen ein und stellte sie den Studierenden digital zur Verfügung, um eine aufwendige Prüfungseinsicht in Präsenz zu vermeiden. Einige Studierenden stellten Fragen, die ich per E-Mail, in einer Zoom-Konferenz oder im persönlichen Gespräch beantwortete.

Nach der Korrektur wurden die handschriftlichen Prüfungen über einen Scanner mit Einzelblatteinzug digitalisiert, um den Studierenden eine Online-Prüfungseinsicht zu ermöglichen.

Fazit

Alles in allem „funktionierte“ dieses Prüfungsformat recht gut und wurde von den Studierenden auch gut angenommen, etwas gelobt oder zumindest wenig kritisiert. Der Aufwand für die analoge Papierlogistik während der Korrektur, der angesprochene Medienbruch und der immense Korrekturaufwand durch die individuell zusammengestellten Prüfungen und damit immer wieder anderen Musterlösungen war jedoch sehr hoch und wurde von vielen Kollegen zurecht kritisiert.

Die Verteilung der Punktzahlen der einzelnen Aufgabenbereiche und der Gesamtpunktzahl sind aufgrund der Schiefe nach links auch etwas enttäuschend, insbesondere unter Berücksichtigung der vielfältigen erlaubten Hilfsmittel. Andererseits muss man berücksichtigen, dass hier hauptsächlich Studierende geprüft wurden, die vorher zwei oder drei Semester teils unter Emergency-Remote-Teaching-Bedingungen lernen mussten.

Verbesserungsvorschläge

Um den Korrekturaufwand zu senken, könnte man sich folgende Dinge überlegen:

  1. Wenn man den Internetzugriff abschaltet, könnten sich Studierende nicht mehr darüber austauschen und man müsste die Aufgaben nicht mehr randomisieren. Das ist aber äußerst problematisch, denn:
    1. Man kann das Internet nicht einfach so abschalten. Selbst wenn man den WLAN-Zugang im Prüfungsraum deaktiviert oder einschränkt, gibt es immer noch Zugriff über mobile Daten der diversen Mobilfunkdienste, die aus guten Gründen nicht gestört oder blockiert werden können und dürfen. Ein unterschiedlich schneller Mobilfunkdatenzugriff je nach gebuchtem Datentarif der Prüflinge würde aber die Chancengleichheit massiv einschränken.
    2. Ohne Internet sind auch keine Internetrecherchen mehr möglich, die durchaus auch eine sehr praxisrelevante Kompetenz ausmachen.
  2. Wenn man z.B. in einer Safe-Exam-Browser-Umgebung nur bestimmte Dienste (wie Wikipedia, MATLAB Online oder EasyEDA) erlaubt, könnten Studierende diese Dienste nutzen, sich aber trotzdem nur unter erschwerten Bedingungen austauschen.
    Problematisch ist dabei: Safe-Exam-Browser sind schwer mit einem Bring-you-own-device-Konzept der studentischen digitalen Endgeräte vereinbar und technisch relativ einfach zu umgehen.
  3. Wenn man keine Laptops oder Smartphones, sondern nur programmierbare Taschenrechner erlaubt, könnten Studierenden damit zwar rechnen (auch mit komplexen Zahlen), Gleichungssysteme lösen, eventuell etwas ableiten und integrieren sowie Funktionen plotten, jedoch nicht kommunizieren, insbesondere nicht mit der Außenwelt über das Internet.
    Problematisch dabei ist: Wirklich niemand benutzt im Berufsleben einen programmierbaren Taschenrechner, wenn man auch einen Computer oder Laptop nutzen kann. Programmierbare Taschenrechner kommen praktisch nur in künstlich eingeschränkten Lern- und Prüfungsumgebungen vor und lassen jegliche berufspraktische Relevanz vermissen.
  4. Statt in jedem der zehn Themenbereiche die maximale Anzahl von 15 bis 30 Aufgaben in den Pool möglicher Aufgaben zu werfen, könnte man diese auf zwei bis vier Aufgaben einschränken. Damit muss sich jede*r Korrekteur*in nicht mehr in jeden Lösungsweg individuell hineindenken, sondern nur noch zwei bis vier Musterlösungen „auswendig“ kennen.
    Bei jeweils nur zwei Aufgaben pro Themenbereich ergeben sich so immerhin schon 1024 unterschiedliche Prüfungsvarianten, bei jeweils drei Aufgaben knapp 60000 und bei jeweils 4 Aufgaben schon mehr als eine Million unterschiedlicher Zusammenstellungen. Das senkt die Plagiatswahrscheinlichkeit enorm, schränkt Contract Cheating immernoch hinreichend ein und ermöglicht trotzdem eine zeiteffiziente Korrektur.
    Wählt man außerdem in jedem Themenbereich nur Aufgaben aus, die jeweils die gleiche Punktzahl haben, entfällt auch der Zusatzaufwand für jeden Prüfling eine eigene erreichbare Maximalpunktzahl in der Bewertung zu berücksichtigen. Außerdem wird die Klausur fairer, wenn alle die gleiche Maximalpunktzahl erreichen können, schon allein durch Rundungsfehler bei der Anwendung der Notenskala.

Statt der analogen Abwicklung (Ausdrucken, Ausgeben, Einsammeln, Einscannen) der Prüfungsbögen könnte man trotz des Präsenzformats einen nahezu komplett digitalen Prüfungsworkflow benutzen. Die randomisiert zusammengestellten Klausuren werden den Studierenen per E-Mail oder Moodle online zur Verfügung gestellt. Die Studierenden notieren ihre Lösungen weiterhin handschriftlich per Zettel und Stift (aufgrund der Chancengleichheit), fotografieren diese aber wie bei der Online-Prüfung ab und reichen diese im Moodle-Kurs ein. Die darauf folgende Korrektur, Bewertung und Prüfungseinsicht erfolgen dann rein digital.
Herausfordernd dabei ist: Alle Studierenden benötigen zwingend ein digitales Endgerät. Für die Ausgabe der Prüfung könnte man als Backupvariante wenige Druckexemplare von Prüfungsbögen bereit halten. Für die Abgabe könnte man einige Leihendgeräte vorhalten (z.B. Tablet-PCs), mit denen die Studierenden ihre Lösungen abfotografieren und unter dem eigenen Account im Moodle hochladen. Selbstredend benötigt der Prüfungsraum dann zumindest während der Abgabezeit ein leistungsfähiges und zuverlässiges Drahtlosnetzwerk, das einen direkten Zugriff auf das Moodle ermöglicht. Außerdem müssen alle Korrekteur*innen wieder rein digital korrigieren, was entsprechende Endgeräte mit beschreibwaren Displays oder elektronischen Zeichentabletts voraussetzt. Eine entsprechende Ausstattung sollte nach drei Coronasemestern aber mittlerweile zum Standard gehören.

Perspektivisch erlaubt eine Open-Book- und Open-Web-Prüfung mit digitalen Endgeräten für die Studierenden auch endlich mal, Aufgabenformate zu etablieren, in denen direkt Lösungen in MATLAB, GNU Octave, LTspice oder EasyEDA zu erstellen und zur Bewertung einzureichen sind. Das soll nicht heißen, dass gar nicht mehr mit Zettel, Stift und Taschenrechner gearbeitet wird, aber eben nicht ausschließlich mit diesen klassischen Arbeitsmitteln. Digitale Artefakte wie MATLAB-Lösungen bietet über Werkzeuge wie MATLAB Grader auch die Option, automatisch bewertet zu werden und senken damit perspektiv den Korrekturaufwand, erhöhen jedoch vermutlich den Aufwand für die Aufgabenerstellung, insbesondere bei gleichzeitiger Randomisierung der Aufgabenvarianten. In jedem Fall werden solche Prüfungen authentischer, zeitgemäßer, kompetenzorientierter und weniger „googlebar“. Außerdem wird der häufige Straßenlampen-Effekt von herkömmlichen Prüfungen vermieden, in denen oft nur das geprüft wird, was einfach zu prüfen, jedoch nicht notwendigerweise relevant zum Nachweis des Lernziels und Kompetenzerwerbs ist.

Quelle: Beat Döbeli Honegger, https://twitter.com/beatdoebeli/status/1444225274128879617

Setup für hybride Promotionsverteidigungen

Durch die pandemiebedingten Kontaktbeschränkungen konnten und können Verteidigungen von Abschlussarbeiten oder Promotionsverfahren nicht komplett in Präsenz stattfinden. Typischerweise wurde aber oft ein Hybridformat gewählt, bei dem zumindest der/die Kandidat*in und ein*e Prüfer*in (oder mehrere Personen der Prüfungskommission) für die Dauer des Vortrags in einem Raum waren. Weitere Kommissionsmitglieder und Zuhörer*innen wurden dann per Videokonferenz zugeschaltet. Da ich mich oft um den Aufbau eines technischen Setups für solche Veranstaltungen kümmern durfte, möchte ich hier einen typischen Aufbau beschreiben und von den Erfahrungen berichten.

Anforderungen

Um die Anforderungen an einen solchen Aufbau zu verstehen, muss man den üblichen Ablauf von Promotionsverteidigungen kennen. Bei Präsenzverteidigungen sind die/der Kandidat*in, die Kommission und weitere Zuhörer*innen in einem Raum. Zu Beginn begrüßt der/die Vorsitzende alle Teilnehmenden, stellt die Kommission und die/den Kandidat*in vor und verliest ihren/seinen Lebenslauf. Dann wird das Wort für einen meist 30-minütigen Vortrag an die/den Kandidat*in übergeben. Anschließend werden die Gutachten verlesen und es gibt eine Fragerunde mit Diskussion. Danach zieht sich die Kommission zur internen Beratung zurück und verkündet anschließend die Note. Dankende Worte der/des Kandidat*in bilden dann üblicherweise den Abschluss.

Daraus ergeben sich folgende technischen Anforderungen:

  • Der/die Kandidat*in muss möglichst groß und frontal für die Remote-Zuschauenden im Videobild sichtbar sein.
  • Die Kommission sollte zumindest überblicksartig für die Remote-Zuschauenden im Videobild zu sehen sein.
  • Falls externe Gutachter*innen per Videokonferenz zugeschaltet werden, müssen diese natürlich auch im Raum sicht- und hörbar sein. Das gleiche gilt selbstverständlich für weitere Zuschauer*innen, die sich ebenfalls an der Diskussion beteiligen möchten.
  • Alle Zuschauenden (vor Ort und remote) müssen die Vortragsfolien sehen können.
  • Die/der Kandidat*in muss insbesondere während des Vortrags (besonders für die Remote-Zuschauenden) gut zu hören sein. Gleichzeitig sollen weitere Geräusche im Raum (Papierrascheln, Husten, Räuspern, Gläserklappern, …) möglichst unterdrückt werden.
  • Kandidat*in und Kommission müssen während der Fragerunde und Diskussion für die Remote-Zuschauenden) gut zu hören sein.
  • Das Setup muss so funktionieren und bedienbar sein, dass die Kandidat*in sich möglichst nicht um technische Belange kümmern muss und sich ganz auf den Vortrag und die Beantwortung der Fragen konzentrieren kann.
  • Auf- und Abbau sowie ein kurzer Technikcheck sollten jeweils in etwa 30 Minuten zu erledigen sein, da große Besprechungsräume immer noch rar sind.
Mobiles Equipment für das hybride Verteidigungs-Setup

Gesamtkonzept

Kernstück in meinem Setup ist ein fahrbares Smartboard mit 86″-Bilddiagonale, Touch-Funktionalität, integriertem Lautsprecher und Windows-Rechner. Auf diesem Smartboard ist ein MeetUp-Videokonferenzsystem von Logitech mit einem kabelgebundenen Grenzflächen-Raummikrofon installiert. Steuern lässt sich dieses Systeme über eine Funkfernbedienung für die Kamera sowie eine Funkmaus und -tastatur. Dazu kommt eine normale Webcam auf einem Stativ sowie ein kabelgebundenes Ansteckmikrofon. Außerdem bringt die/der Kandidat*in einen eigenen Laptop für die Präsentation mit.

Gesamtkonzept für das hybride Verteidigungssetup

Bild

Das Videokonferenzsystem von Logitech nimmt den gesamten Raum und damit auch die Kommission auf. Die zweite Webcam auf dem Stativ filmt dagegen nur den Kandidaten. Damit man beide Videobilder gleichzeitig in einem Videokonferenzsystem anzeigen kann, wird diese Kamera über den Laptop der/des Kandidat*in geteilt. Benötigt man weitere Kamerabilder aus dem Raum, z.B. für eine größere Darstellungn eines bestimmten Bereichs (analoges Whiteboard oder Flipchart) oder beispielweise für ein Experiment, kann man einfach ein Smartphone in die Videokonferenz einwählen und als zusätzliche Kamera nutzen. Eine Powerbank oder ein Netzteil sorgt hier für genügend Betriebszeit. Diese Zusatzkamera hilft meist sogar der Kommission vor Ort.

Webcam auf Stativ für den/die Kandidat*in, die an den Präsentationslaptop angeschlossen ist

Wichtig: Auch die besten Kameras versagen bei schlechten oder ungünstigen Beleuchtungsbedingungen. Fenster entgegen der Kamerablickrichtung sorgen für zu starke Kontraste und sollten abgedunkelt werden. Das gleiche gilt für sehr helle Oberlichter, die für Reflexionen auf der Stirn und unnatürliche Schatten in Gesichtern sorgen. Die normale Deckenbeleuchtung funktioniert typischerweise aber recht gut. Wenn man die/den Kandidat*in wirklich im rechten Licht erscheinen lassen möchte, ist ein LED-Flächenstrahler nützlich.

Ton

Die größte Schwierigkeit beim Ton sind Echos und Rückkopplungen. Diese können von einem Videokonferenzsystem wie Zoom nur dann effektiv unterdrückt werden, wenn alle Audioein- und -ausgaben im Raum über einen Rechner geschehen. Im hier beschriebenen Aufbau wird das über das Smartboard erledigt. Hier sind alle aktiven Mikrofone und die einzig aktiven Lautsprecher angeschlossen. Es ist kein Problem, weitere Endgeräte im Raum mit in die Videokonferenz einzuwählen, jedoch müssen dort alle Mikrofone stummgeschaltet und alle Lautsprecher deaktiviert sein.

Grenzflächenmikrofon auf einem Telefontischchen in der Mitte des Raumes

Am Smartboard-Rechner kann dann zwischen dem Raummikrofon und den Ansteckmikrofon gewählt werden. Standardmäßig wird das Raummikrofon aktiviert und nimmt den gesamten Raum auf, z.B. für die Vorstellung von Kandidat*in und Kommission oder für die Fragerunde und Diskussion. Nur für den Vortrag (und eventuell für längere Antworten in der Diskussion) wird dann auf das Ansteckmikrofon des/der Kandidat*in umgeschaltet.

Ansteckmikrofon für die/den Kandidat*in

Bild- und Tonregie

Um die Umschaltung bzw. Tonregie kümmert sich ein*e Technikassistent*in im Raum über die Funkmaus- und -tastatur des Smartboards. Das kann z.B. die/der Protokollant*in oder ein weiteres Mitglied der Kommission sein. Diese Person kann ebenfalls eine geeignete Bildschirmansicht (Vollansicht der Vortragsfolien vs. Gallerieansicht der Remote-Teilnehmenden) auf dem Smartboard auswählen, welche die relevanten Informationen für die Kommission vor Ort darstellt. Das Pinnen eines bestimmten Videobildes hilft auch den Remote-Teilnehmenden beim Fokus auf eine bestimmte Kamera. Die eigentliche Bildschirmfreigabe der Folien und die Steuerung der Präsentation erfolgt über den Laptop der/des Kandidat*in.

Weitere Hinweise

Abschließend noch einige organisatorische und logistische Hinweise:

  • Der/die Kandidat*in sollte unbedingt vor dem eigenen Laptop stehen bleiben, auch wenn man es sonst vielleicht gewohnt ist, während eines Vortrags „auf der Bühne“ entlang zu laufen und Dinge direkt an der Projektionswand zu zeigen und hervorheben. Das funktioniert aber bei Hybrid-Vorträgen nicht, weil die vortragende Person so:
    • den Aufnahmebereich der eigenen Kamera verlässt,
    • möglicherweise die Raumkamera der Kommission verdeckt,
    • Audioprobleme wie Lautstärkeänderungen vorprogrammiert sind und
    • das Zeigen mit der Hand bzw. einem Laserpointer auf die Projektionsfläche zwar vor Ort, aber nicht für die Remote-Teilnehmenden sichtbar ist.
  • Für Hervorhebungen auf der Projektionsfläche eignet sich stattdessen einfach der Mauszeiger, der sowohl vor Ort als auch remote gut sichtbar ist. Virtuelle Laserpointer funktionieren natürlich auch, wobei eine Maus oder ein Touchpad für die vortragende Person auf kurze Distanz vermutlich einfacher zu bedienen sind, als ein Logitech-Spotlight-Presenter.
  • Für die Dauer des Vortrags sollten die anderen Raummikrofone möglichst stummgeschaltet oder deaktiviert sein, um Störgeräusche durch die Kommissionsmitglieder zu unterdrücken.
  • Die Technikassistenz im Raum kann sich selbst in die Videokonferenz einwählen und prüfen, ob die Bildschirmfreigabe und Kamerabilder korrekt angezeigt werden. Mit Kopfhörern lässt sich auch im Vortragsraum testweise die Audioqualität für die Remote-Teilnehmenden prüfen.
  • Alternativ kann die Technikassistenz im Raum auch für eventuelle Mitteilungen und Störungsmeldungen der Remote-Teilnehmenden zur Verfügung stehen, z.B. über den Privatchat in Zoom oder einen externen Messengerdienst, um schnell auf eventuelle Ton- und Bildprobleme reagieren zu können.
  • Während des Vortrags sollten alle Remote-Teilnehmenden stummgeschaltet und auch gebeten werden, auf öffentliche Chatnachrichten zu verzichten, die typischerweise am Smartboard angezeigt und quittiert werden müssen.
  • Für die interne Beratung der Kommission gibt es mehrere Möglichkeiten:
    • Ist die gesamte Kommission vor Ort, kann sich diese für die interne Diskussion einfach in einen anderen Raum zurückziehen. Alternativ kann auch der/die Kandidat*in den Raum verlassen und die Freischaltung von Kamera und Mikrofon unterbrochen werden. Die Remote-Teilnehmenden können dann bis zur Notenverkündung und den Schlussworten im Videokonferenzraum bleiben und sich austauschen.
    • Sind auch Gutachtende über die Videokonferenz zugeschaltet, kann die Diskussion ohne den/die Kandidat*in vor Ort und in einem virtuellen Breakout-Raum durchgeführt werden. Auch hier können die anderen Remote-Teilnehmenden weiter im Hauptraum verbleiben und sich austauschen. Alternativ kann die Kommission im Hauptvideokonferenzraum bleiben und alle anderen Remote-Teilnehmenden in einen Breakout-Raum wechseln.
    • Weitere Möglichkeit: Die Kommission bleibt ebenso im Videokonferenzraum und alle anderen Remote-Teilnehmenden werden in einen virtuellen Warteraum geschickt. Im diesem Warteraum sind aber alle für sich und können sich nicht weiter austauschen, weshalb ich von dieser Variante abraten würde.
  • Für weitere Erfahrungen, Ideen und Kommentare bin ich dankbar.

Eine Outdoor-Hybrid-Übung auf der „grünen Wiese“ und in Zoom

Während der Corona-Pandemie wurde von Studierenden immer wieder der Wunsch nach Präsenz- oder Hybridformaten geäußert, die abseits reiner synchroner Videokonferenzen einen direkteren zwischenmenschlichen Austausch ermöglichen. Im Sommersemester 2021 wurde dafür von mir ein passendes Outdoor-Hybrid-Format entwickelt, erprobt und mehrfach durchgeführt, das ich hier etwas näher beleuchten möchte.

Eindruck vom ersten Produktivtermin einer Outdoor-Hybrid-Sprechstunde in den Grundlagen der Elektrotechnik

Idee

Um das Infektionsrisiko geschlossener Räumlichkeiten zu umgehen, habe ich als Lehrveranstaltungsort eine schattige, windgeschützte, ruhige, grüne Wiese auf dem Campus genutzt. Da draußen aufgrund des Umgebungslichts keine typischen Beamer oder Projektoren nutzbar sind, für eine Übung oder Sprechstunde in den Grundlagen der Elektrotechnik aber Skizzen, Formeln, Schaltbilder und Diagramme essentiell zur Diskussion von Lösungswegen sind, benötigte die „grüne Wiese“ auch eine Wand mit einem Haken, die das Aufhängen einer improvisierten Flipchart-Tafel erlaubt. Die gleichzeitige Teilnahmemöglichkeit für Studierende über ein Videokonferenzsystem ist möglich, benötigt aber eine recht umfangreiche technische Lösung (Laptop, Webcam, verschiedene Mikrofone und Lautsprecher, WLAN-Zugang, etc.), die ich unten beschreibe.

Einbettung in die restliche Lehrveranstaltung

Die übergeordnete Lehrveranstaltung zu den Grundlagen der Elektrotechnik bestand aus einem wöchentlichen synchronen Online-Plenum mit Audience-Response-Fragen, kleinen Experimenten und der Besprechung von Beispielen sowie mehreren wöchentlichen Online-Übungsterminen. Außerdem gab es für die Studierenden einen asynchron nutzbaren Wochenplan mit empfohlenen Seiten im Buch/Skript, Übungsaufgaben, besonders einfachen Einstiegsaufgaben, personalisierten Zusatzaufgaben mit anonymem Peer Review, interaktiven Quizzen und kurzen Erklärvideos. Alle diese Angebote waren aber rein digitaler Natur, ebenso ein wöchentliche Online-Sprechstunde als optionaler Termin zum Stellen von Fragen und der Diskussion lehrveranstaltungsbezogener Themen, die parallel bei Zoom und Twitch übertragen wurde.

Der Wunsch nach Präsenzformaten wurde immer wieder geäußert, jedoch waren gerade zu Beginn des Semesters die Inzidenzen sehr hoch und die Universität deshalb berechtigterweise zu großen Teilen geschlossen. Ein Hybridformat im Außenbereich erschien aber möglich und würde Studierende, die aus verschiedensten Gründen (Infektionsrisiko, Quarantäne, aktueller Wohnort ist nicht Studienort, …) nicht in Präsenz teilnehmen können, nicht ausschließen. Da die Akustik und Sichtbedingungen vor Ort aber nur eine begrenzte Teilnehmendenanzahl zulassen und ich nicht sicher war, wie gut das alles funktioniert, habe ich mich dafür entschieden, nicht die Vorlesung oder einer der Übungen, sondern eben die fakultative Sprechstunde als Outdoor-Hybrid-Variante umzusetzen. Als Lehrperson konnte ich dabei Fragen beantworten, Beispiele besprechen, Ansätze und Lösungswege vorstellen und diskutieren sowie Studierende bei der Aufgabenbearbeitung begleiten. Die Studierenden konnten Fragen stellen, die Beispiele und Lösungswege nachvollziehen, Partner*innen für Gruppenarbeiten sowie Lerngruppen finden und sich gegenseitig näher kennenlernen.

Technik

Eine solche Outdoor-Hybrid-Lehrveranstaltung benötigt eine recht umfangreiche technische Lösung:

  • Eine USB-Webcam mit USB-Verlängerungskabel auf einem Stativ nimmt die Flipchart und den Bereich herum auf. (Alternativ kann man dafür auch ein aktuelles Smartphone mit guter Kamera auf einem Stativ benutzen, ins WLAN einbinden und über die Zoom-App in die Videokonferenz einspeisen.)
  • Eine eventuell zweite Kamera (z.B. die Rückkamera eines Laptops) filmt die das Auditorium vor Ort für die Zoom-Teilnehmenden. Das erfordert aber natürlich die Zustimmung der Studierenden.
  • Eine eventuell dritte Kamera (z.B. die Frontkamera eines Laptops) nimmt nur die Lehrperson für etwas längere Erklärungen ohne die Flipchart auf.
  • Eine akkubetriebener Bluetooth-Lautsprecher macht die Fragen und Diskussionbeiträge der Online-Gruppe auch draußen gut hörbar. (Alternativ kann auch ein Student als Co-Host per Kopfhörer nebenbei dem Zoom-Meeting zuhören und entsprechende Mitteilungen für die Präsenzgruppe wiederholen und moderieren.)
  • Ein Funk-Ansteck-Mikrofon für die Lehrperson sorgt für guten Ton in Zoom.
  • Eine Funkmikrofon für Zwischenfragen der Studierenden vor Ort ermöglicht, dass diese auch direkt in Zoom gehört werden (idealerweile laufen beide Funkmikrofone über den gleichen Funkempfänger, so dass kein Mischer und keine manuelle Umschaltung erforderlich ist).
  • Die Lehrperson benötigt einen Laptop zum Anschluss der Kamera und Mikrofone und zur Übertragung in Zoom.
  • Der Laptop benötigt dafür natürlich einen WLAN-Zugang auf der grünen Wiese. Hier konnte ich einfach den WLAN-Zugang durch die Fensterfront eines nahes Universitätsgebäudes nutzen.
  • Um den Laptop bei längeren Sessions zwischendurch eventuell nachzuladen, ist eine 12-V-Autobatterie mit Inverter auf 230-V-Wechselspannung nützlich.
  • Studierende freuen sich eventuell auf Hockern oder Klappstühlen sitzen zu können und nicht zu stehen oder auf den Boden ausweichen zu müssen.
  • Ein Laptopständer sorgt für eine ergomische Arbeitshöhe.
  • Wasserdichte und robuste Transportkoffer sind optional als Schutz für die empfindlichen elektronischen Geräte nützlich, insbesondere wenn das Wetter nicht sehr stabil ist.
  • Ich schwöre außerdem auf meinen Rollwagen (ein Krane AMG 750) für das ganze Equipment, der sich auch umklappen und als mobiler Tisch nutzen lässt.

Außerdem benötigt man natürlich eine Flipchart oder etwas ähnliches als Tafel-Ersatz sowie passende Stifte, die gut decken und im Kamerabild genügend Kontrast erzeugen. Dabei können die typischen Farben schwarz, blau, grün und rot sinnvoll für verschiedene Inhalte genutzt werden (z.B. schwarz für die Aufgabenstellung, blau für nötige Formeln aus der Literatur, grün für die Lösung und rot für die Diskussion typischer studentischer Fehler). Als große Schreibfläche habe ich drei Flipchart-Blöcke nebeneinander auf eine alte Aluminiumgardinenstange getackert, in deren Nut ich mit einem Hammer etwas Holz aus alten Silvesterraketenstöcken eingetrieben hatte. Etwas Maurerschnur und einige Kabelbinder dienten zur Befestigung der Stange an einem Haken, der irgendwie auch zur rechten Zeit in der richtigen Höhe an der gelben Garagenrückwand war.

Die Studierenden benötigen als Arbeitsmaterialien genau wie in anderen Lehrveranstaltungen eventuell auch (eigene) Laptops oder andere digitale Endgeräte, Notizblöcke bzw. Arbeitsmappen sowie Stifte und optional Taschenrechner.

Softwaretechnisch bietet Zoom alle Möglichkeiten für vernünftige Einstellungen. Der Audioeingang läuft über den gemeinsamen Empfänger für Ansteck- und Handmikrofon. Die Audioausgabe geht an die Bluetooth-Box. Als primäres Kamerabild habe ich meine Surface-Frontkamera freigegeben, so dass sie ein Portraitbild von mir aufnimmt, wenn ich vor dem Laptop stehe. Die Zweitkamera für die Flipchart hatte ich dann als Bildschirmfreigabe in Zoom geteilt.

Logistik

Ich habe zum Beginn des Semesters alle nötigen Sachen zusammengesucht, auf den Rollwagen gepackt und diesen im Labor geparkt. Etwa 30 Minuten vor Lehrveranstaltungsbeginn ging es dann damit etwa 5 Minuten über den Campus zur Wiese. Der Aufbau dauerte typischerweise weitere 15 Minuten. Nach einem kurzen Technikcheck war ich dann einsatzbereit. Nach Ende der Lehrveranstaltung brauchte ich meist weitere 30 Minuten, bis alles wieder zusammengepackt, zurückgefahren und zum nächsten Einsatz bereit im Labor stand.

Nötiges technisches Equipment für eine Outdoor-Hybrid-Übung auf dem Rollwagen vor unserem Fakultätsgebäude

Beispielhafter Ablauf

Die Studierenden trudelten meist während meiner Aufbauphase ein, machten Smalltalk und führten informelle Gespräche, bis es wirklich losging, zumindest die Vor-Ort-Studierenden. Die Zoom-Teilnehmenden kamen meist pünktlich auf die Minute, sagten dann aber zumindest kurz Hallo. Sobald alle bereit waren, begrüßte ich dann noch mal offiziell alle Teilnehmenden vor Ort und in Zoom, erklärte gerade in den ersten Terminen noch mal kurz das Hybridsetting, führte kurz in das aktuelle Wochenthema ein und ermunterte alle zum Stellen von Fragen, denn davon lebt eine Sprechstunde. Tatsächlich war gerade vor Ort die Hemmschwelle deutlich geringer und die Studierenden stellten Fragen auf Basis der von ihnen bearbeiteten Aufgaben. Ich als Lehrperson gab die Fragen dann oft zurück in die Runde, so dass wir schrittweise gemeinsam eine Antwort entwickeln konnten, die ich Form von Gleichungen, Schaltbilder und Diagrammen an der Flipchart festgehalten habe. Relativ selten haben Vor-Ort-Studierende auch mal etwas an die Flipchart geschrieben. Die Online-Teilnehmenden können das natürlich nicht und sehen nur den Anschrieb auf der Flipchart, interagieren dann aber über den Audiokanal bzw. über den Chat, wenn es Anschlussfragen, Unklarheiten oder Kommentare dazu gibt. Als Ergebnissicherung habe ich dann stets die finalen Mitschriften auf der Flipchart-Tafel abfotografiert und als Fotos im Nachrichtenforum unseres Moodle-Kurses geteilt.

Beschriebene Flipchart-Tafel am Ende einer Sprechstunde

Vorteil für mich: Ich kenne natürlich fast alle unsere Aufgaben aus dem Übungsheft und kann da überall ohne große Vorbereitung etwas fundiertes zu sagen. Ansonsten wäre es vielleicht didaktisch sinnvoll, als Lehrperson Fragen auf ein bestimmtes Gebiet einzuschränken, auf das man sich dann auch noch mal etwas spezifischer vorbereitet hat.

Vorteile des Hybridformats

Als Motivation und Anreize für die lokale Teilnahme vermute ich folgende Punkte:

  • man sieht die anderen Studierenden und Kommiliton*innen sowie die Lehrperson mal als ganzen Menschen und auch ohne Mund-Nasen-Schutz
  • man kann sich vorher oder im Anschluss einfach informell unterhalten
  • Alle Teilnehmenden sind nicht wie in Zoom in einer gemeinsamen Audiodomäne. Das heißt, man kann sich auch mal nebenbei mit seinem Sitznachbarn oder der Lerngruppe unterhalten, ohne dass das alle anderen hören und dabei fachspezifische (und natürlich auch außerfachliche) Dinge diskutieren, wenn es leise genug ist, um die anderen Teilnehmenden nicht zu stören.
  • man ist an der frischen Luft und sich auch etwas bewegen, statt nur still zu setzen oder zu stehen
  • es bringt ein bisschen Abwechslung in Ergänzung zu reinen Online-Lehrformaten
  • man kann die gastronomische Versorgung auf dem Campus nutzen (Mensen, Cafeterien, etc.)
Lebhafte Diskussionen während der Outdoor-Hybrid-Übung gab es zumindest zwischen den lokalen Teilnehmenden

Für die reine Online-Teilnahme sprechen dafür aus meiner Sicht folgende Punkte:

  • man muss nicht zur Universität fahren
  • man kann einfacher mitschreiben, da man wohl meist an einem Tisch sitzt
  • man kann einfacher Numeriksoftware/Simulationsprogramme an einem Computer nutzen

Gern bin ich hier an anderen Vor- und Nachteilen aus anderen Sichtweisen interessiert, die gern im Kommentarbereich ergänzt werden können.

Nachteile des Hybridformats

Eine erste organisatorische Herausforderung ist eine Anmeldemöglichkeit der lokalen Teilnehmenden, die zwar zusätzlichen Aufwand erzeugt, aber die Abschätzung der Anzahl der zu erwartenden Studierenden und eine spätere Kontaktverfolgung ermöglicht. Eine solche Anmeldemaske habe ich in unserem Moodle-Kurs angelegt. Da der Andrang aber auch nach mehreren Terminen überschaubar blieb, habe ich im weiteren Semesterverlauf auf einen vorherige Anmeldung der Präsenzteilnehmenden verzichtet.

Die zweite Herausforderung, die speziell Outdoor-Hybrid-Formate betrifft, ist das Wetter. Schlechtes Wetter erfordert eine kurzfristige Absage, wofür ein Nachrichtenforum im Moodle-Kurs nützlich ist. Wechselhaftes Wetter erfordert robustes Equipment. Zu starker Wind ist ungünstig für die Tonqualität und macht dem Papier der Flipchart zu schaffen. Greller Sonnenschein ist unangenehm und kann zu Reflexionen im Kamerabild führen.

Aus didaktischer Sicht ist es in Hybridformaten generell schwierig, auf beide Zielgruppen (lokal und online) einzugehen. So ist es z.B. sinnvoll, Fragen und Arbeitsanweisungen konkret, eindeutig und möglicht klar für beide Zielgruppen zu formulieren. Außerdem besteht weiterhin die Schwierigkeit, den visuellen und akustischen „Hybriditätsgraben“ zwischen den lokalen und online-zugeschalteten Teilnehmenden zu überwinden. Bei wenigen und kurzen Zwischenfragen sollte man als Lehrperson die Frage kurz wiederholen und erst dann beantworten (oder die Frage noch mal anders in der Antwort verpacken). Bei lebhafteren Diskussionen kann stattdessen eine/n Student*in vor Ort das Handmikrofon übernehmen und darüber auch die Fragen und Kommentare der anderen Vor-Ort-Studierenden für die Online-Teilnehmenden formulieren und zusammenfassen.

Gegenüber den reinen Online-Übungen und Sprechstunden kann man natürlich schlecht etwas mit MATLAB rechnen oder simulieren, weil ich draußen ja keinen Beamer habe. Das war aber „früher“ in den herkömmlichen Übungsräumen auch so, in denen es immer eine klassische Tafel aber selten einen Beamer gab.

Weil unser Gehör problemlos mehrere parallel laufende Gespräche auseinander halten kann, funktionieren didaktische Methoden wie Ich-Du-Wir oder Think!-Pair!-Share! in der Präsenzgruppe viel einfacher und niederschwelliger als in Zoom, wo man jedes Mal neue Breakout-Räume aufmachen muss. Online kann man sich natürlich auch noch mit jemand anderem per Telefon oder zweitem Audiokanal (z.B. Discord) zusammenschalten, aber dort ist es akustisch viel schwieriger, zwei oder mehr parallele Gesprächsfäden auseinanderzuhalten.

Fazit

Eine Outdoor-Hybrid-Lehrveranstaltung ist logistisch etwas aufwendig und natürlich stark wetterabhängig, technisch mit dem passenden Equipment aber kein allzu großes Problem. Der didaktische Mehrwert ist natürlich überschaubar. Man bekommt die Inhalte rein technisch auch genau so gut oder besser in Zoom hin. Priceless ist jedoch: Die Studierenden kamen nach mehr als einem Jahr mal raus aus der Wohnung, auf den Campus, trafen sich mal ‚in echt‘ und hatten die Möglichkeit zum informellen Austausch, der in Zoom, http://wonder.me, http://spatial.chat und http://gather.town eben doch nicht das Gleiche wie auf der „grünen Wiese“ ist. Trotzdem wurde das Format von den Studierenden nicht so angenommen und frequentiert, wie man es bei den oft gehörten Wünschen nach mehr Präsenz- und Hybridformaten erwarten würde. Warum eigentlich?

Seltener Blick der Zoom-Teilnehmenden auf die lokalen Teilnehmenden durch die Rückkamera meines Laptops

Weitere Links:

Hier findet man bei Twitter weitere Informationen und Fotos aus den einzelnen Terminen:

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.