Informationen für Studierende zur Open-Web-Präsenz-Prüfung am 14. Februar 2022

Folgenden kursiv gesetzten Text habe ich gerade nach lehrstuhlinterner Abstimmung an unsere potentiellen Prüflinge in den Grundlagen der Elektrotechnik geschickt. Gegenüber der letzten Präsenzprüfung mit anschließend viel „Papierkrieg“ würde ich die Aufgabenverteilung, Einreichung, Korrektur, Bewertung, Einsichtnahme und Archivierung wieder komplett digital durchführen. Dazu brauchen die Studierenden im Hörsaal natürlich ein digitales Endgerät, was aber heutzutage mit entsprechender Vorlaufzeit natürlich kein Problem sein sollte (ähnlich wie man früher ein Tafelwerk und einen Taschenrechner vorausgesetzt hat). Ich erhoffe mir eine schnellere und einfachere Korrektur ohne aufwendige Logistik der Hefter mit den Papierlösungen, raschere Antworten auf Rückfragen der Studierenden und eine problemlose digitale kontaktlose Prüfungseinsicht, auch aus der Ferne.

Um den Korrekturaufwand gering zu halten, würde ich in jedem der zehn Themenbereiche nur 3 oder 4 Aufgaben in den Auswahlpool stellen, so dass die Kolleg*innen bei der Kontrolle nur 3 oder 4 Musterlösungen parat haben müssen. Das erspart auch das nervige Recherchieren der passenden Musterlösung in der Datenbank bei jeder Korrektur. Außerdem kann ich ja dann Aufgaben mit jeweils gleicher Punktzahl und damit wirklich gleichem Bearbeitungsaufwand wählen, so dass die Auswertung einfacher ist, weil ich nicht mehr eine unterschiedliche Sollpunktzahl für jede*n Student*in berücksichtigen muss. Die resultierenden 310 oder 410 verschiedenen Prüfungsvariationen bieten trotzdem genügend Variabilität. Mit einer zufälligen Mischung der Aufgabenreihenfolge sind studentische Absprachen auf einem höheren Kompetenzniveau notwendig, um mögliche Lösungen auszutauschen.

Die Variante im Hörsaal schränkt Contract Cheating und andere Betrugsversuche hinreichend ein und wird auch von den Studierenden als fairer. Trotzdem wäre es kein großes Problem, die Prüfung bei Verschlimmerung der Pandemielage ohne großen Aufwand auch wieder auf eine komplette Online-Variante umzustellen, die ich dann aber erneut in unbeaufsichtiger Take-Home-Form durchführen würde.

In die Zukunft blickend eröffnen wir uns damit mittelfristig Möglichkeiten, in der Prüfung auch mal einzelne Aufgaben mit MATLAB Grader oder LTspice/EasyEDA einzubauen, die noch mal praxisnäher sind und weiterhin auch den Korrekturaufwand für die Kolleg*innen senken.

Außerdem ist ein nahezu voll-digitaler Prüfungsablauf perspektivisch kompatibel zu den Anforderungen des Onlinezugangsgesetzes, das sicherlich auch irgendwann die Hochschulen dazu zwingen wird, Verwaltungsdienstleistungen wie eine Prüfungseinsicht digital zu ermöglichen.

Werte Studierende,

die für Montag, den 14.02.2021 im Zeitraum von 16 Uhr bis 19 Uhr geplante Prüfung zur Lehrveranstaltung „Grundlagen der Elektrotechnik 1, 2“ (Nr. 800012) wird aller Voraussicht nach als Präsenzprüfung in G44-H6 durchgeführt. Das konkrete Hygienekonzept steht noch nicht fest, wird aber zu gegebener Zeit von der Universitätsleitung zentral bekannt gegeben. Vor der Prüfung melden Sie sich wie üblich im LSF bzw. über das Prüfungsamt zur Prüfung an (mindestens zwei Wochen vorher). Voraussetzung dafür ist der Übungsschein.

Ähnlich wie die letzten Prüfungen wird auch diese 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

Sie benötigen für die Prüfung ein digitales Endgerät, um die Aufgabenstellungen zu lesen und ihre handschriftlichen Lösungen einreichen zu können. Stellen Sie bitte eine genügend lange Akkulaufzeit sicher, da die Plätze in G44-H6 nicht alle 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 auch für einen möglichen Offline-Betrieb ein, falls es Probleme mit dem WLAN gibt. Halten Sie eventuell ein zweites Gerät (z.B. einen Tablet-PC) als Alternative bereit.

Zu Beginn der Prüfung bekommen Sie die Prüfungsaufgaben per E-Mail an Ihre studentische E-Mail-Adresse zugesandt. 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 den letzten Prüfungen 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 mit einem Stift mit gutem Kontrast schreiben
  • für jede Aufgabe ein neues 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 fotografieren Sie Ihre Lösungen ab und reichen diese in entsprechenden Einreichungsformularen im Moodle-Kurs ein. Dabei müssen Sie außerdem eine Erklärung zur eigenständigen Lösung abgeben. Für das Abfotografieren und Hochladen stehen Ihnen weitere 15 min Zeit zur Verfügung.

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 ebenso kurz vor der Prüfung 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 auch hier weitere 15 min Zeit zur Verfügung.

Für Rückfragen stehe ich gern zur Verfügung.

Viele Grüße

Mathias Magdowski

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.

Virtuelle Praktika im Online-Semester

Gastbeitrag von Thomas Schallschmidt

Im letzten Sommersemester 2020 wurde aufgrund der Corona-Pandemie auch die Lehre an der Otto-von-Guericke-Universität als reines Online-Angebot durchgeführt. Diese Art der Lehre stellte alle Beteiligten vor neue Herausforderungen, sowohl die Studierenden als auch die Dozent*innen mussten sich in diese neue Situation erst einarbeiten. Es galt kurzfristig neue Konzepte für die Lehre zu finden und umzusetzen. Vorlesungen und Übungen wurden z.B. als synchrone Online-Veranstaltungen oder auch als asynchrone Videoaufzeichnungen realisiert.

Eine besondere Herausforderung war die Umsetzung von Praktika, die in den Ingenieurwissenschaften ein fester Bestandteil der Lehre sind. Praktika dienen der Festigung von theoretisch vermitteltem Vorlesungsstoff. Zusätzlich werden Kompetenzen im Beschreiben von technischen Sachverhalten vermittelt.

Es galt auch diese Art der Lehrveranstaltungen virtuell anzubieten. Hierfür wurde für die Grundlagenveranstaltung „Allgemeine Elektrotechnik“ eine auf MATLAB-basierende App entwickelt, die das Bedienen einer spannungsgesteuerten Gleichstrommaschine virtuell nachbildet.

Spannungsgesteuerte Gleichstrommaschine

Die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg verfügt über eine umfangreiche MATLAB-Campuslizenz, die es allen Studierenden ermöglicht, MATLAB entweder lokal zu installieren oder über die MATLAB-Online-Plattform zu nutzen. Hierdurch kann eine hohe Verfügbarkeit realisiert werden. Erweitert durch die Möglichkeiten der E-Learning-Plattform konnten die Studierenden den Versuch mit Antestat, Versuchsdurchführung, Protokollerstellung und Bewertung komplett online durchführen und erhielten abschließend ein persönliches Feedback zu ihren Ausarbeitungen.

Die Nachbildung des dynamischen Verhaltens der spannungsgesteuerten Gleichstrommaschine ermöglichte den Studierenden das virtuelle Experimentieren. Die Änderungen der Eingangsgrößen wie Ankerspannung, Erregerstrom und Widerstandsmoment beeinflussten direkt das Drehzahlverhalten der Maschine und über das zusätzlich nachgebildete thermische Verhalten können deren Einflüsse auf die Erwärmung des Motors direkt dargestellt werden. Damit kann man den Motor sogar virtuell überlasten und überhitzen, was in der Praxis aus Sicherheitsgründen nicht möglich ist. Trotzdem fehlt natürlich die Anmutung, die Haptik und der Geräuschpegel eines echten Antriebsversuchsstandes.

Diese Art des Praktikums führt die Studierenden frühzeitig an die Nutzung von MATLAB heran und festigt ihre Kompetenzen im Bereich der Auswertung von technischen Sachverhalten. Im kommenden Wintersemester wird diese Art des Praktikums auch für die Umsetzung des aktiven und passiven Zweipols und des Schwingkreises genutzt. In der folgenden Abbildung ist der Aufbau der Versuche gezeigt.

Version EE01 – Grundstromkreis
Versuch EE02 – Parallelschwingkreis

Zukünftig wird das Angebot noch erweitert, so dass sich noch mehr Anwendungsmöglichkeiten ergeben. Denkbar ist unter anderem die Nutzung der Versuche mit individuellen Parametern oder auch die Verwendung im Bereich der Studienwerbung. Hierbei ist auch eine Überführung in Python und Qt für die Visualisierung denkbar.

Text: Thomas Schallschmidt (mit kleinen Ergänzungen von 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

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