Humboldt-Universität zu Berlin - Digitale Medien – Projekte und Plattformen

Questions and Answers (Q&A)

Q&A ist eine Software, die zur Erstellung von Übungsaufgaben und kommentierten Antworten im Internet entwickelt wurde. Das Ziel ist es die Lücke zwischen den, von uns bereitgestellten Übungsaufgaben für Statistik, und den Klausuraufgaben zu schließen. Analog zur Klausur gibt es zwei Typen von Multiple-Choice Aufgaben. Anhand der gewählten Lösung des Studenten, können wir einen Hinweis geben, wie man zur richtigen Lösung kommt. Die Software ist innerhalb der Humboldt-Universität online verfügbar oder kann für Windows oder Linux/Unix heruntergeladen werden.

Juristische Fakultät
 
Dr. Sigbert Klinke

sigbert@wiwi.hu-berlin.de http://141.20.100.252/qa/

2093 5709

 

Einführung
Gegenwärtig finden an den Universitäten zwei gegenläufige Entwicklungen statt: die Zahl der Studenten an der Wirtschaftswissenschaftlichen Fakultät, und auch der Teilnehmer in der Pflichtveranstaltung Statistik I und Statistik II, steigt; die Anzahl und die Länge der Übungen zu den Vorlesungen sinkt. Die Studenten beklagen sich außerdem, dass die Klausuraufgaben sich erheblich von den Aufgaben in den Übungen und der Aufgabensammlung unterscheiden. Der Wunsch der Studenten im Fakultätsrat war es, dass die Prüfungen in der Semesterpause nach der Vorlesung angeboten werden. Daher bieten wir "Multiple-Choice" ähnliche Aufgaben und Klausuren an. Diese Art von Klausuren benötigen intensive Vorbereitungen und erlauben eine sehr schnelle Korrektur. Allerdings ist es für die Studenten sehr einfach abzuschreiben.

Die Q&A Software
Die Software, die wir entwickeln soll zwei Typen von Aufgaben enthalten: "einfache" Aufgaben und "variable" Aufgaben. In beiden Typen wird den Studenten eine Reihe von möglichen Lösungen präsentiert. Je nach Aufgabe kann er keine, eine oder mehrere Antworten wählen.
Betrachten wir die Aufgabe in Abbildung 1: Sie haben zwei faire Würfel. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass Sie eine 2 und 3 würfeln unter der Bedingung, dass die Augensumme der beiden Würfel 5 betragen soll? Die Studenten machen typischerweise zwei Fehler. Sie erkennen nicht, dass Sie eine bedingte Wahrscheinlichkeit berechnen müssen, und dass es zwei Elementarereignisse gibt, die Anforderung der obigen Aufgabe erfüllen.
Dass diese beiden Fehler auch wirklich gemacht, werden können wir den Ergebnissen der Klausur mit ca. 200 Studenten entnehmen, in der die Aufgabe gestellt wurde:? Fehler (1) und (2) gemacht 23% Keinen der Fehler gemacht 15% Nur Fehler (1) gemacht 39% Aufgabe nicht bearbeitet 1% Nur Fehler (2) gemacht 6% Andere Antworten 16% Je nach der Antwort, die die Studenten in der Klausur gegeben haben, können wir vermuten, welchen Fehler Sie begangen haben: Würfel-summe Elementar-ereignisse Mögliche Lösungen(1) & (2)Nur (2)Nur (1)Keinen5(1,4), (2,3)1/361/181/41/2.
Für unsere Würfel-Aufgabe haben wir daher vier verschiedene Webseiten, entsprechend den möglichen falschen Antworten entwickelt.
Wenn die Studenten die richtige Lösung Ω gewählt haben, wird eine Webseite angezeigt, in dem der richtige Weg erklärt wird. Wenn der Student nur den Fehler (1) gemacht hat, also º gewählt hat, dann wird dem Studenten eine Webseite angezeigt dass seine Lösung falsch ist. In der Tabelle mit den möglichen Ereignissen des Würfelns wird durch die Markierung in Kombination mit dem Text ein Hinweis gegeben, wie die richtige Lösung aussieht. Entsprechend sind die Web-Seiten für die Lösungen 1/18 und 1/36 gestaltet.
Aufgaben mit "variablen" Antworten werden dynamisch generiert. Dabei wechseln im Wesentlichen die Zahlen in den Aufgaben (siehe Großabbildung unten) abhängig von einem Zufallswert. Dieser Zufallswert steht neben der Aufgabe in der Auswahlseite und kann auch frei eingeben werden. Diesen Zufallswert sollte sich der Student merken, wenn er diese Aufgabe später mit einem Lehrer besprechen will.

Implementation
Zur Implementation unserer Software standen eine Reihe unterschiedlichster Techniken zu Verfügung: JavaScript, Java Applets, Java Server Pages, CGI mit Perl- oder PHP-Skripten, PHP mit einer MySQL Datenbank usw. Diese Techniken wurden auch schon in verschiedenen Projekten (JUMBO an der Universität Münster oder OKSTAT an der Universität Potsdam) benutzt.
Unser Ziel war eine robuste und einfach zu installierende Lösung; darum haben wir uns für CGI mit Perl Skripten entschieden. Abbildung 4 zeigt die Struktur der Q&A Software aufgeteilt nach der Studenten-, Lehrer- und Softwaresicht. Die Software selbst besteht aus im wesentlichen aus drei Perl Skripten und einem C-Programm zur Analyse der Antworten der Studenten. Zur Erstellung von Aufgaben muss ein Lehrer nur Textdateien erstellen und HTML beherrschen. Nur für die Implementation "variabler" Aufgaben sind Programmierkenntnisse erforderlich.

Aussicht
Diese Arbeiten haben uns gezeigt, dass die Konstruktion guter Übungsaufgaben eine sehr schwierige Aufgabe ist. Auch viele Aufgaben in Aufgabensammlungen oder Lehrbücher sind sehr einfach konzipiert. Es hat sich herausgestellt, dass es sehr schwierig ist vorherzusehen welche Art von Fehlern die Studenten machen könnten. Wir planen, weitere Aufgaben in das System zu bringen. Das System ist innerhalb der Humboldt-Universität frei zugänglich. Es besteht die Möglichkeit es für Windows und Linux/Unix herunterzuladen und lokal zu installieren.