Online-Übungen in MINT-Fächern mit STACK und ILIAS

Den Studierenden werden offene mathematische Übungsaufgaben angeboten. Die Antworten werden automatisch überprüft und die Studierenden erhalten intelligentes antwortspezifisches Feedback.
Erstellt am 01.08.2018

Eckdaten

Kann Lösungsansätze für folgende Problemstellungen der Lehre bieten:

  • Geringe Lernmotivation
  • Passivität der Studierenden
  • Geringe Selbstregulationsfähigkeit der Studierenden

Nutzt folgende Medieneigenschaften zur Unterstützung des Lernprozesses:

Interaktivität: 5 (trifft vollkommen zu)
Adaptivität: 1 (trifft überhaupt nicht zu)
Synchronizität: 1 (trifft überhaupt nicht zu)
Selbststeuerung: 5 (trifft vollkommen zu)

Eignet sich für folgende Virtualisierungsgrade:

  • Anreicherung
  • Integration

Das STACK-Plug-In für ILIAS ermöglicht es, umfangreiche mathematische Aufgaben zu erstellen und die Antworten der Studierenden zu diesen Aufgaben automatisch zu überprüfen.

Durch die Anbindung an das Computer-Algebra-System „Maxima“ können Aufgaben intelligent parametrisiert werden und auch Antworten sowie Formeln, Funktionen, Mengen, Vektoren, Matrizen usw. können auf Korrektheit geprüft werden. Sogar Aufgaben mit unendlich vielen möglichen richtigen Lösungen können erstellt und geprüft werden. Zudem können die Aufgaben mit interaktiven grafischen Elementen bereichert werden.

Und das nicht nur für Mathematik: STACK-Aufgaben eignen sich auch für technische Fächer. An der Hochschule Karlsruhe werden Online-Übungen auch in den Lehrveranstaltungen "technische Mechanik", "elektrische und magnetische Felder", sowie "Gleichstromtechnik" angeboten.

Insbesondere drei Funktionalitäten des STACK-Plug-Ins machen den sonst oft trockenen Übungsbetrieb für Studierende interessanter:

  1. Die Aufgaben sind parametrisiert. Das bedeutet, dass die Studierenden jeweils ähnliche, jedoch nicht identische Aufgaben erhalten. Dies motiviert die Studierenden, die Aufgaben selbst zu lösen, auch wenn sie in Lerngruppen arbeiten.
  2. Die Studierenden geben ihre Antworten wie bei einem Taschenrechner ein und bekommen in einer Vorschau ihre Antwort in mathematischer Notation gezeigt.
  3. Die Studierenden können jederzeit überprüfen, ob eine Antwort korrekt ist, ohne dass die richtige Lösung verraten wird. Das Online-Übungssystem kann Rückmeldung darüber geben, ob eine Antwort richtig oder falsch ist, aber auch detaillierteres Feedback ist möglich.

In der Pilotphase wurden die Erstsemester der Studiengänge Informationstechnik und Automatisierungstechnik zu den Online-Hausübungen in „Höhere Mathematik 1“ befragt. 78 % (N=69) der Studierenden gaben an, dass die Übung ihnen Spaß gemacht habe, und 93 % der Studierenden  wünschten sich Online-Hausübungen auch im zweiten Semester – dieser Wunsch wurde gerne erfüllt.

Medieneigenschaften zur Unterstützung des Lernprozesses

Interaktivität: 5 (trifft vollkommen zu)

Die Studierenden geben ihre Antworten im System ein und bekommen intelligentes antwortspezifisches Feedback.

Adaptivität: 1 (trifft überhaupt nicht zu)

Synchronizität: 1 (trifft überhaupt nicht zu)

Selbststeuerung: 5 (trifft vollkommen zu)

Studierende können mit dem System selbstständig üben und bekommen Feedback zu ihrem Lernstand.

Lösungsansätze für Problemstellungen der Lehre

Für die folgenden Problemstellungen kann das Praxisbeispiel Lösungsansätze bieten:

  • Geringe Lernmotivation:
    Die Studierenden können jederzeit überprüfen, ob eine Antwort korrekt ist, ohne dass die richtige Lösung verraten wird. Damit bekommt das Üben ein spielerisches Element.
  • Passivität der Studierenden:
    Durch die Online-Übungen können die Studierenden zum regelmäßigen semesterbegleitenden Üben motiviert werden.
  • Geringe Selbstregulationsfähigkeit der Studierenden:
    Die Online-Übungen setzen den Studierenden Ziele und Fristen schon während des Semesters.

Virtualisierungsgrad

Der Virtualisierungsgrad beschreibt das Verhältnis zwischen Präsenz- und virtuellen Phasen. Das Praxisbeispiel unterstützt die folgenden Virtualisierungsgrade:

  • Anreicherung
  • Integration

Ressourcen

Soft- und Hardware

  • ILIAS, STACK-Plug-In

Weitere Informationen zum Praxisbeispiel

Kontakt

Sie möchten mehr über das Praxisbeispiel erfahren? Hier können Sie Kontakt zu den Autorinnen und Autoren aufnehmen:

Prof. Dr. Stefan Ritter
Moltkestraße 30
D- 76133 Karlsruhe
Mail: stefan.ritter[at]hs-karlsruhe.de
Home: http://www.home.hs-karlsruhe.de/~rist0001/

Mikko Vasko
Moltkestraße 30
D- 76133 Karlsruhe
Mail: mikko.vasko[at]hs-karlsruhe.de

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