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
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