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.

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.

Mein persönliches Semesterfazit für die Grundlagen der Elektrotechnik

Liebe Studierende,

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Viele Grüße und eine verdiente Semesterpause

Mathias Magdowski

Personalisierbare Aufgaben und anonymer Peer Review

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

Zusammenfassung

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

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

Bisherige Aktivitäten und Motivation

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

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

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

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

Vorgehensweise als Ablaufdiagramm

ablaufdiagramm

Technische Umsetzung:

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

Kennzahlen und Erfolge

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

Bisherige Veröffentlichungen, Vorträge und Workshops

Hashtag: #PersonalisierteAufgaben

Veröffentlichungen

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

Pre-Prints

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

Vorträge und Workshops

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

Foliensätze

Webseiten

Poster

Links zu ähnlichen Ideen von anderen Universitäten

Literatur

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

Ideen zum Socialising und Onboarding in einem Mathematik-Vorkurs

Arbeitsplatz mit Bildschirm, Maus und Tastatur

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

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

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

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

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

Grobe Zusammenfassung des (fachlichen) Konzepts:

Vormittags:

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

Nachmittags:

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

Ideen für Kennlernspiele und Ice Breaker:

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

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

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

Ideen zur Lerngruppenfindung:

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

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

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

Bitte kein aufwendiges und wenig nutzbringendes Online-Proctoring!

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

Hier ein erster Auszug aus dem Dokument:

Durchfuehrungsbestimmungen_mit_Markierungen

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

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

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

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

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

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

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

Hier ein zweiter Auszug aus dem Dokument:

Durchfuehrungsbestimmungen2_mit_Markierungen

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

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

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

 

Feedbackbogen zur Zwischenevaluation einer Online-Lehrveranstaltung

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

Liebe Studierende,

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

Viele Grüße und bleiben Sie gesund!

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

 

Improvisiertes Stativ zum Abfilmen einer schreibenden Hand

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

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

DSC02824

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

DSC02820.JPG

Beim Filmen sollte man auf Folgendes achten:

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

Klausurpapier mit QR-Code zum automatisierten Rückversand der Korrektur

Quick-Response- oder kurz QR-Codes lassen sich heute von praktisch jedem Smartphone einlesen und werden häufig genutzt, um URLs von Webseiten darin zu codieren. Dass sich QR-Codes auch sinnvoll im Bereich des E-Learning einsetzen lassen, wenn man jeweils die E-Mail-Adresse eines Lernenden darin speichert, zeigt dieser Artikel.

Die Idee ist dabei eine Druckvorlage für ein Leistungskontroll- oder Klausurpapier, die sich automatisiert erstellen und z.B. per E-Mail an die Studierenden verschicken lässt. Das Klausurpapier enthält dabei am oberen Rand einen QR-Code mit der E-Mail-Adresse des jeweiligen Studierenden. Nun können die Studierenden während der Klausur oder Leistungskontrolle handschriftlich ihre Lösung auf das Papier schreiben. Die Lösung kann dann danach ganz herkömmlich ebenso handschriftlich kontrolliert werden. Nach der Kontrolle werden alle Papiere eingescannt (idealerweise natürlich mit einem Scanner mit automatischem Einzelblatteinzug und Duplexfunktion) und als PDF-Dateien gespeichert. Dann wird die E-Mail-Adresse des jeweiligen Studierenden über ein Programm extrahiert/dekodiert und die zugehörige PDF-Datei per E-Mail an den Studierenden zurückgeschickt.

So spart man sich gerade in Kursen mit großer Teilnehmerzahl ein sehr aufwendige Leistungskontroll- oder Klausureinsicht, da nur noch die Studierenden den Termin wahrnehmen, die tatsächliche inhaltliche Fragen haben und nicht nur wissen wollten, was sie richtig oder falsch gelöst hatten. Eine weitere Idee zur Effektivitätssteigerung von Einsichtsterminen ist die schon mal vorgestellte Video-Klausurnachbesprechung.

Das Ganze ist im Moment noch ein Proof-of-Concept, funktioniert in ersten Tests aber schon ganz brauchbar. Die Programmierung wurde vom Autor aufgrund der Einfachheit und Gewohnheit in LaTeX und MATLAB durchgeführt. Die Programme stehen am Ende des Artikels zum Download bereit.

Das Erstellen der Druckvorlagen funktioniert mit dem MATLAB-Programm send_klausurpapier_mit_qcode.m. Dies liest eine Tabelle der Studierenden als csv-Datei ein, erstellt für jeden Studenten die entsprechende LaTeX-Datei, kompilierte diese zu einer PDF-Datei und verschickt sie per E-Mail an den jeweiligen Studenten.

Zum Export der csv-Datei mit den Studierenden aus einem bestehenden Moodle-Kurs muss man dort auf „Setup für Bewertungen“ und dann in der „Bewertungsverwaltung“ auf „Export“ und „Textdatei“ klicken. Eine Beispieltabelle mit nur einem Eintrag ist die Datei „Teilnehmer.csv„.

Die eigentliche Papiervorlage ist in der LaTeX-Datei klausurpapier_mit_qcode.tex gespeichert. Der QR-Code wird mit dem qrcode-Paket von Anders Hendrickson erzeugt. Das Kästchen-Feld wird einfach mit Hilfe des TikZ-Pakets von Till Tantau erzeugt. Natürlich wären auch Linien bzw. ein weißes Papier möglich. Die Liniendicke, Farbe und der Linienabstand sind selbstverständlich einstellbar, ebenso die Seitenränder, etc. Die LaTeX-Datei „klausurpapier_nutzerdaten.tex“ enthält nur die Nutzerdaten und wird aus dem MATLAB-Programm heraus erzeugt. Natürlich kann man diese aber auch zum Testen von Hand editieren.

Das Versenden der E-Mails geschieht mit der MATLAB-Funktion matlabmail.m von „dgleich“, basierend auf der sendmail-Funktion von MATLAB. Dazu wird ein Gmail-Konto benutzt, dessen Zugangsdaten in der Funktion natürlich unkenntlich gemacht wurden. Andere Konten und Server sollten sich aber auch einstellen lassen.

Dann kann der Studierende das Papier ausdrucken und seine Klausur, Leistungskontrolle, Zwischenprüfung, etc. darauf schreiben. Der Dozent kann die Arbeit ganz normal mit einem Rotstift korrigieren. Dann scannt man alle Arbeiten mit einem Scanner mit Einzelblatteinzug als PDF-Datei ein und speichert alle Dateien in ein Verzeichnis (idealerweise für jeden Studenten eine PDF-Datei).

Nun kommt das MATLAB-Programm „scan_klausurpapier_mit_qcode.m“ zum Einsatz. Es führt eine Schleife über alle PDF-Dateien in einem bestimmten Verzeichnis (standardmäßig „test“ aus, wandelt jede PDF-Datei (bzw. deren erste Seite) in eine jpg-Datei um (mittels Ghostscript), decodiert dann mit Hilfe der MATLAB-Funktion „decode_qr.m“ von Lior Shapira den QR-Code und schickt die zugehörige PDF-Datei an die jeweilige E-Mail-Adresse (wieder mittels der MATLAB-Funktion „matlabmail.m“ von „dgleich“).

Die MATLAB-Funktion „decode_qr.m“ greift dabei auf die zxing-Bibliothek (genannt „Zebra Crossing“, also „Zebrastreifen“ als Analogie von Barcodes und QR-Codes) von Google zurück, die als Java-Bibliothek in den Dateien „core-3.2.0.jar“ und „javase-3.2.0.jar“ enthalten ist, die beide im Unterordner „jarfiles“ erwartet werden.

Das Ganze ist, wie schon erwähnt, im Moment eher als Proof-of-Concept denn als funktionsfähige Lösung anzusehen. Sicher ist MATLAB auch nicht die optimale Sprache, um das umzusetzen. Außerdem gibt es natürlich keine grafische Benutzeroberfläche und keine vernünftige Fehlerbehandlung. Wenn ein QR-Code nicht erkannt wird, bleibt das Programm einfach stehen. Eine weitere mögliche Anwendung des Konzept ist eventuell die automatische Zuordnung von handschriftlichen Lösungszetteln zu einem Nutzerkonto in einem Learning-Management-System wie Moodle, um dann dort die „handschriftliche“ Bewertung und Benotung direkt auf „digitalem Papier“ vorzunehmen, auf das die Studierenden dann im Anschluss ebenso Einsicht haben.

Folgende Vorteile werden vom Autor vermutet:

  • Reduzierung des personellen Aufwand und des „Andrangs“ bei einer Leistungskontroll-/Klausureinsicht
  • jeder Studierende erhält seine korrigierte Lösung und damit eine Rückmeldung, auch die Studierenden, die sonst nicht zu Einsichtsterminen kommen würden

Ebenso sind folgende Nachteile zu erwarten:

  • Wenn Klausuraufgabenlösungen einfach verfügbar sind, ist es für die Studierenden natürlich auch einfacher, per „Reverse Engineering“ einen Klausuraufgabenkatalog zu erstellen (der ja aber meist sowieso sehr aktiv z.B. vom Fachschaftsrat gepflegt wird).
  • Es wird vermutlich mehr „Punktevergleiche“ zwischen den Studierenden und mehr Diskussionen um vermeintlich vergessene Punkte oder vermeintlich falsch bepunktete Lösungen geben.

Download der MATLAB-Programme und LaTeX-Quelltexte:
https://wasd.urz.uni-magdeburg.de/magdowsk/get2/qr-code-papier.zip