Schau mir in die Lösung, Kleines! – Personalisierbare Aufgaben und anonymer Peer Review in den Ingenieurwissenschaften (Talks@eTeach im eTeach-Netzwerk Thüringen „Medienbereichertes Lehren und Lernen“)

Schau mir in die Lösung, Kleines! – Personalisierbare Aufgaben
und anonymer Peer Review in den Ingenieurwissenschaften
Talks@eTeach im eTeach-Netzwerk Thüringen „Medienbereichertes Lehren und Lernen“
Mathias Magdowski
Lehrstuhl für Elektromagnetische Verträglichkeit
Institut für Medizintechnik
Otto-von-Guericke-Universität, Magdeburg
04. Mai 2023
Lizenz: cb CC BY 4.0 (Namensnennung, Weitergabe unter gleichen Bedingungen)
Langeweile bevor es losgeht? Probiere diese Webseiten:
Virtuelle Luftpolsterfolie: https://bubblespop.netlify.app/
Virtuelle Ölfarbe: https://david.li/paint/
Aus einem beliebigen Fenster schauen: https://www.window-swap.com/

Motivation Aufgabenstellungen und Musterlösungen Ablauf Bilanz und Erfahrungen
Disclaimer
Quelle: https://www.watson.ch/596081264-50-lustige-und-skurrile-witze-die-nur-nerds-verstehen
Personalisierbare Aufgaben und anonymer Peer Review 2

Organisatorisches
Folien:
ja

Organisatorisches
Folien:
ja
Aufzeichnung:
vielleicht

Organisatorisches
Folien:
ja
Aufzeichnung:
vielleicht
Zwischenfragen:
gern

Umfrage
https:
//strawpoll.de/
123456
Welche Dinge haben Sie vorbereitend angesehen?
▶ Blogartikel „Personalisierbare Aufgaben und anonymer
Peer Review“: https://mathiasmagdowski.
wordpress.com/2020/08/14/
personalisierbare-aufgaben-und-anonymer-peer-review/
▶ Vortrag zum Thema Personalisierbare Aufgaben &
anonymer Peer Review:
https://youtu.be/lSmz5TVEPv8
▶ Lightning Talk zu Personalisierbare Aufgaben & anonymer
Peer Review:
https://www.youtube.com/watch?v=LDw_Ifmg2WM
▶ Personalized Tasks & Anonymous Peer Feedback in
Fundamentals of Electrical Engineering @inspirED2022:
https://youtu.be/s00cpgQGxdw

Gliederung
Wozu das Ganze?
Wie sehen typische Aufgaben aus?
Thema „Mittelwert und Effektivwert“
Thema „Zeigerbild“
Wie funktioniert es technisch?
Wie ist es gelaufen?

Umfrage
https:
//strawpoll.de/123456
Aus welchem Fachbereich kommen Sie?
1. Allgemeinbildung (Schule/Oberschule)
2. Sozialwissenschaften
(Universität/Hochschule)
3. Wirtschaftswissenschaften
4. Lebenswissenschaften/Medizin
5. Naturwissenschaften/Technik
6. Elektrotechnik

Traditionelle Leistungskontrollen
Quelle: https://pixabay.com/de/photos/taschenrechner-notizblock-1687962/

Anforderungen in der Arbeitswelt
Quelle: https://pixabay.com/de/arbeitsplatz-team-gesch%C3%A4ftstreffen-1245776/

Klassische E-Learning-Aufgaben

Freie handschriftliche Lösung

Beispiele für studentische Fehlkonzepte
Angabe von Fourierkoeffizienten in V und V °:
siehe auch: https://twitter.com/LehrstuhlEMV/status/1257605076308426753

Angabe der Zeitfunktion direkt mit einem Integral:

Nutzung von 5 statt 4 Zeitabschnitten:

Komplexe Impedanz in Zeitfunktion umgerechnet:
€ #ß
= 2.42Mt
8,411J
--
ZAB
=
81751 "
Sin Iwtt 73,95 ) I 8,751 .
ewtt 73,95
-

Idee
Personalisierbare Aufgaben zur handschriftlichen Lösung:
▶ handschriftlich −→ prüfungsnah

Idee
▶ personalisiert −→ keine simplen Plagiate möglich

Idee
▶ gegenseitige Korrektur −→ kein Korrekturaufwand −→ gute vorgefertigte,
personalisierte Musterlösung

Idee
▶ gegenseitige Korrektur −→ kein Korrekturaufwand −→ gute vorgefertigte,
personalisierte Musterlösung
▶ per Moodle und E-Mail −→ skalierbar, kein „Papierkrieg“

Wie sehen typische Aufgaben aus?

6. Aufgabe (für jeden gleich)
Der dargestellte Zeitverlauf zeigt den Strom i in Abhängigkeit der Zeit t. Für diese
periodische Zeitfunktion sind
a) die abschnittsweise Funktionsgleichung anzugeben sowie
b) der arithmetische Mittelwert und
c) der Effektivwert zu berechnen.
Die Periodendauer beträgt T = 4 s. Das Ergebnis von Teilaufgabe b) und c) ist als
Dezimalbruch anzugeben.

Diagramm (für Matrikelnummer 123 464)
1 2 3 4 5
−4
−2
2
4
t in s
i(t) in A

1 2 3 4 5
−4
−2
2
4
t in s
i(t) in A

Musterlösung (für Matrikelnummer 123 464)
Mittelwert (insgesamt 6 Punkte für diesen Aufgabenteil):
I =
1
T
·
T
Z
0
i(t) dt =
1
4 s
·
4 s
Z
0
i(t) dt
Einsetzen der abschnittsweisen Zeitfunktionen des Stromes:
=
1
4 s
·


1 s
Z
0
4
A
s
· t dt +
2 s
Z
1 s
2 A dt +
3 s
Z
2 s
0 A dt +
4 s
Z
3 s
2 A dt


. . .
Endergebnis für den Mittelwert als Dezimalbruch (1 Punkt):
= 1,5 A

I =
1
T
·
T
Z
0
i(t) dt =
1
4 s
·
4 s
Z
0
i(t) dt
=
1
4 s
·


1 s
Z
0
1
A
s
· t dt +
2 s
Z
1 s
0 A dt +
3 s
Z
2 s
−2 A dt +
4 s
Z
3 s
−4 A dt


. . .
= −1,375 A

I =
1
T
·
T
Z
0
i(t) dt =
1
4 s
·
4 s
Z
0
i(t) dt
=
1
4 s
·


1 s
Z
0
−2
A
s
· t dt +
2 s
Z
1 s
−3 A dt +
3 s
Z
2 s
3 A dt +
4 s
Z
3 s
−1 A dt


. . .
= −0,5 A

I =
1
T
·
T
Z
0
i(t) dt =
1
4 s
·
4 s
Z
0
i(t) dt
=
1
4 s
·


1 s
Z
0
4
A
s
· t dt +
2 s
Z
1 s
4 A dt +
3 s
Z
2 s
−4 A dt +
4 s
Z
3 s
2 A dt


. . .
= 1 A

Musterlösung
Typische Fehler:
▶ fehlende oder falsche Einheiten (0,5 Punkte Abzug)
▶ fehlende Angabe des Mittelwertes als Dezimalbruch oder Dezimalzahl (0,5 Punkte
Abzug)
▶ nur abschnittsweise Berechnung des Mittelwertes, kein Mittelwert für die gesamte
Periodendauer angegeben (1 Punkt Abzug)

Umfrage
https:
Fallen Ihnen für Ihren Fachbereich
ebenfalls
personalisierbare/algorithmierbare
Aufgaben ein?
1. ja, sofort, viele
2. ja, einige
3. ja, aber erst nach einigem
Nachdenken
4. nein, eher nicht
5. nein, auf gar keinen Fall

7. Aufgabe (für jeden gleich)
Man entwickle ausgehend von dem gegebenen Strom î1 bzw. der gegebenen Spannung
û1 schrittweise das Zeigerbild aller Ströme und Spannungen der gezeigten Schaltung in
der komplexen Zahlenebene.
▶ Da nicht nur das Ergebnis (das fertige Zeigerbild) sondern auch dessen
Entstehungsprozess (der eigentliche Zeichenvorgang) dokumentiert und bewertet
werden sollen, erstelle man ein Video vom Zeichnen des Zeigerbildes, entweder als:
▶ Screencast beim Zeichnen auf einem Laptop oder Tablet, oder
▶ mit Smartphone oder Tablet abgefilmte Hand, Stift und Papier.
▶ Dafür bietet sich ein einfaches Stativ an.
▶ Auf die richtige Ausrichtung der Kamera achten!
▶ Gute Helligkeit, Kontrast und Bildschärfe sicherstellen!

Hinweise zur Aufgabe
▶ In dem Video sollte kein Ton zu hören sein.
▶ Damit die Dateigröße des Videos gering bleibt, genügt SD-Qualität (z. B. mit einer
Auflösung von 720 × 480 Pixeln).
▶ Das Video sollte nicht länger als 10 min und darf nicht größer als 500 MB sein.
▶ Für die Kennzeichnung der verschiedenen Zeiger bieten sich verschiedene Farben
an.
▶ Zum maßstabsgetreuen Zeichnen wird die Verwendung von kariertem Papier oder
Millimeterpapier und einem Geodreieck bzw. Winkelmesser und Lineal empfohlen.
▶ Die Addition von Zeigern kann rein grafisch erfolgen und sollte im Zeigerbild
nachvollziehbar sein.

Improvisiertes Stativ zum Abfilmen der Handschrift
Abbildung: Plastikbox, Pfannenwender, Buch und Haushaltsgummi
Von Mathias Magdowski, CC BY-SA 4.0,
https://mathiasmagdowski.wordpress.com/2019/04/28/improvisiertes-stativ-zum-abfilmen-einer-schreibenden-hand/

Beispielvideo
https://twitter.com/LehrstuhlEMV/status/1122583408360730632

Schaltbild (für Matrikelnummer 123 456)
C1
u1(t)
i1(t)
C2
u2(t)
L1
u3(t)
C3
u4(t)
i4(t)
L2
u5(t)
i5(t)
uq(t)
iq(t)

R1
u1(t)
i1(t)
C1
u2(t)
L1
u3(t)
i3(t)
R2
i4(t)
C2
u5(t)
i5(t)
uq(t)
iq(t)

R1
u1(t)
i1(t)
R2
u2(t)
L1
u3(t)
i3(t)
C1
u4(t)
i4(t)
R3
u5(t)
uq(t)
iq(t)

C1
u1(t)
i1(t)
C2
u2(t)
R1
u3(t)
L1
u4(t)
i4(t)
C3
u5(t)
i5(t)
uq(t)
iq(t)

7. Musterlösung (für Matrikelnummer 123 456)
<
{û}
,
<
n
î
o
= {û} , =
n
î
o
î1
û1
û2
û3
û4
î4
î5
û5
ûq

<
{û}
,
<
n
î
o
= {û} , =
n
î
o
î1
û1
û2
û3
î3
î4
î5 û5
ûq

<
{û}
,
<
n
î
o
= {û} , =
n
î
o
û1
î1
û2
û3
î3
î4
û4
û5
ûq

<
{û}
,
<
n
î
o
= {û} , =
n
î
o
û1
î1
û2
û3
û4
î4
î5
û5
ûq

Wie funktioniert es technisch?

Erzeugung und Versand der Aufgaben
Registrierung
MAT-
LAB
LaTeX
Matrikel-Nr.
PDF
Aufgabe
Musterlösung
Ordner

Einreichung und Versand der Lösungen
QR-Code
Web-
Server
Ordner
Musterlösungen
Eigene
Lösung
Fremde Lösungen

gegenseitige Korrektur und Abschluss
Bekommenes Feedback
Gegebenes
Feedback
Punkte-
liste
Web-
Server
Punkt-
zahl
Reflexion
QR-Code
zur Muster-
Lösung

Auswertung eines typischen Durchlaufs
Nackte Zahlen:
▶ Aufgabe an ca. 200 Studierende verschickt
▶ Lösungen von ca. 150 Studierenden eingereicht
▶ Korrektur durch ca. 140 Studierende durchgeführt

Auswertung eines typischen Durchlaufs
Nackte Zahlen:
▶ Aufgabe an ca. 200 Studierende verschickt
▶ Lösungen von ca. 150 Studierenden eingereicht
▶ Korrektur durch ca. 140 Studierende durchgeführt
Vorteil:
▶ exzellente Aktivierung
▶ gute Prüfungsvorbereitung ohne „teaching to the test“

Typische Verteilung der Punktzahl
0–2 2–4 4–6 6–8 8–10 10–12 12–14 14–16
0
20
40
60
Punkteanzahl (maximal 16)
absolute
Häufigkeit

Typische Verteilung der Punktabweichung
0–1 1–2 2–3 3–4 4–5
0
20
40
60
absolute Abweichung zwischen Gutachter 1 und 2
absolute
Häufigkeit

Auswertung
−7 −6 −5 −4 −3 −2 −1 0
0
20
40
60
80
100
The deadline is the
ultimate inspiration!
Schlaf
Zeitpunkt t der Einreichung vor der Frist in d
Anzahl
der
Einreichungen

Auswertung
−7 −6 −5 −4 −3 −2 −1 0
0
20
40
60
80
100
Schlaf
Zeitpunkt t der Einreichung vor der Frist in d
Anzahl
der
Einreichungen

Wann wird eingereicht?
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223
0
50
100
150
200
Tageszeit in h
absolute
Häufigkeit
(gesamt
2377)

Umfrage
Welche Fragestellungen fallen Ihnen bezüglich der Auswertung ein?
▶ . . .

Fun Facts

Student lädt Verknüpfung hoch

Schlechte Bildqualität der Einreichungen/Korrekturen

Glaubwürdigkeit der Korrekturen

Musterlösung „abgreifen“

Selbstkritik

Ach darum sind so wenig Leute in der Lehrveranstaltung!

Weitere Informationen
Bisherige Erfolge:
▶ bisher 13 verschiedene Aufgabentypen entwickelt
▶ bisher 56 Durchläufe in 12 Semestern
▶ insgesamt ca.:
▶ 12 500 personalisierte Aufgaben verschickt
▶ 6000 studentische Lösungen eingereicht
▶ 11 500 studentische Peer-Review-Korrekturen durchgeführt

Weitere Informationen
Bisherige Erfolge:
▶ bisher 13 verschiedene Aufgabentypen entwickelt
▶ bisher 56 Durchläufe in 12 Semestern
▶ insgesamt ca.:
▶ 12 500 personalisierte Aufgaben verschickt
▶ 6000 studentische Lösungen eingereicht
▶ 11 500 studentische Peer-Review-Korrekturen durchgeführt
Links:
Lightning Talk: https://youtu.be/LDw_Ifmg2WM
Twitter: #PersonalisierteAufgaben
Artikel: Die TEXnische Komödie 4/2019
FAQ: SlideShare

Umfrage
https:
Benutzen Sie bei sich ein
Lern-Management-System und wenn
ja, welches?
1. Moodle
2. ILIAS
3. Blackboard
4. OLAT
5. keines

Diskussionsrunde zur Bewertung und Weiterentwicklung
1. Fühlen Sie sich durch die personalisierten Zusatzaufgaben gut auf die
Leistungskontrollen und die Prüfung vorbereitet?
2. Wie ordnen Sie den Schwierigkeitsgrad der Aufgaben ein (auch im Vergleich zu den
Beispielen in der Vorlesung, den anderen Übungsaufgaben und den Aufgaben in
der Leistungskontrolle bzw. Prüfung)?
3. Wie bewerten Sie die Klarheit und Verständlichkeit der
Aufgabenstellungen/Musterlösungen?
4. Wie schätzen Sie den Arbeitsaufwand (auch im Vergleich zu anderen
Lehrveranstaltungen) ein?

Diskussionsrunde zur Bewertung und Weiterentwicklung
5. Wie bewerten Sie die Fairness bei der gegenseitigen Begutachtung?
6. Finden Sie die Hilfestellung (Ausführlichkeit und Präzision der Musterlösung,
Auflistung typischer Fehler) bei der gegenseitigen Bewertung ausreichend?
7. Fühlen Sie sich gut genug über den Ablauf (Bearbeitungszeit,
Einreichungsmodalitäten, Fristen, etc.) informiert?
8. Wie bewerten Sie die technische Abwicklung (Versand der Aufgaben per E-Mail,
Einreichung über das Lernmanagementsystem Moodle)?

https://twitter.com/MarkusRidderbu8/status/
1523708966039351297
Vielen Dank für Ihre/Eure
Aufmerksamkeit!
Gibt es weitere Fragen?

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