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

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

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

Konzept

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

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

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

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

Durchführung

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

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

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

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

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

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

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

Korrektur

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

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

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

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

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

Fazit

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

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

Verbesserungsvorschläge

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

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

Statt der analogen Abwicklung (Ausdrucken, Ausgeben, Einsammeln, Einscannen) der Prüfungsbögen könnte man trotz des Präsenzformats einen nahezu komplett digitalen Prüfungsworkflow benutzen. Die randomisiert zusammengestellten Klausuren werden den Studierenen per E-Mail oder Moodle online zur Verfügung gestellt. Die Studierenden notieren ihre Lösungen weiterhin handschriftlich per Zettel und Stift (aufgrund der Chancengleichheit), fotografieren diese aber wie bei der Online-Prüfung ab und reichen diese im Moodle-Kurs ein. Die darauf folgende Korrektur, Bewertung und Prüfungseinsicht erfolgen dann rein digital.

Herausfordernd dabei ist: Alle Studierenden benötigen zwingend ein digitales Endgerät. Für die Ausgabe der Prüfung könnte man als Backupvariante wenige Druckexemplare von Prüfungsbögen bereit halten. Für die Abgabe könnte man einige Leihendgeräte vorhalten (z.B. Tablet-PCs), mit denen die Studierenden ihre Lösungen abfotografieren und unter dem eigenen Account im Moodle hochladen. Selbstredend benötigt der Prüfungsraum dann zumindest während der Abgabezeit ein leistungsfähiges und zuverlässiges Drahtlosnetzwerk, das einen direkten Zugriff auf das Moodle ermöglicht. Außerdem müssen alle Korrekteur*innen wieder rein digital korrigieren, was entsprechende Endgeräte mit beschreibwaren Displays oder elektronischen Zeichentabletts voraussetzt. Eine entsprechende Ausstattung sollte nach drei Coronasemestern aber mittlerweile zum Standard gehören.

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

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

Open-Book-Präsenzklausur in den Grundlagen der Elektrotechnik

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Herausfordernd in diesem Format sind vermutlich folgende Dinge:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Genau!

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

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

Konzeption

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

Langfristige Vorbereitung

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

Beispiel für einen individuell zusammengestellten Prüfungsbogen

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

Die zehn Themenbereiche für die Prüfung waren:

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

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

Anzahl der Möglichkeiten von individuell zusammenstellbaren Prüfungsbögen durch einen großen Prüfungsaufgabenkatalog

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

Einreichungsformular aus Teilnehmenden-Sicht

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

Übersicht über die Einreichungsformulare im Moodle

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

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

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

Kurz vor der Prüfung

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

Durchführung

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

Übliche Fragen waren:

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

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

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

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

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

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

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

Korrektur

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Erkenntnisse und Kuriosa

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

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

Erklärvideo als Quellenangabe in der Eigenständigkeitserklärung

Weiterentwicklung

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

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

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

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

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

Gruppenphase bei Zulassungsklausuren in den Grundlagen der Elektrotechnik

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

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

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

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

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

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

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

Literatur:

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