TU-WAS: Technische Universität Darmstadt – Webbasierte Aufgabensammlung mit STACK
Im Rahmen des Projekts „Digital gestütztes Lehren und Lernen in Hessen“ fördert das Land Hessen die Entwicklung von innovativen, digital-unterstützten Lehr- und Lernprojekten an der TU Darmstadt. Ziel des Hessenprojektes ist es, Studierenden einen Zugang zu kostenfreien und qualitätsgesicherten digitalen Lehrinhalten und digitalen gestützten Lehr-Lernformaten zu ermöglichen.
Das durch QSL-Mittel unterstützte Projekt TU-WAS richtet sich an die Mathematik-Lehrveranstaltungen ingenieurwissenschaftlicher Studiengänge des ersten Studienjahres. Die Präsenzlehre in Form von Vorlesung und Übung dieser Veranstaltungen soll durch den Einsatz von digitalen Aufgaben ergänzt werden, um sowohl Tutorinnen und Tutoren hinsichtlich der Übungsbetreuung zu entlasten, als auch Studierenden mithilfe eines digitalen Aufgabenarrangements differenzierend und individuell Unterstützung anbieten zu können. Die hauptsächliche Aufgabe der Arbeitsgruppe besteht in der Entwicklung einer web-basierten Aufgabensammlung zur Unterstützung der Lehre an der TU Darmstadt. Hierzu wird der Fachbereich Mathematik, vertreten durch:
- Prof. Dr. Ulrich Reif
- Dr. Aday Celik
- M.Sc. Ömer Genc
- M.Sc. Ingmar Metzler
und von dem Arbeitsbereich E-Lerning der Hochschuldidaktischen Arbeitsstelle (HDA), geleitet von Dipl.-Päd. Christian Hoppe, unterstützt.
Ziel dieses digitalen Aufgabenarrangements ist es, den Studierenden die Möglichkeit zu bieten, selbständig und abseits von Präsenszeiten Inhalte der Lehrveranstaltung zu wiederholen und zu vertiefen und dabei unmittelbare und individuelle Rückmeldung hinsichtlich ihrer Leistungen zu erhalten.
Nach Abschluss der Implementierungsphase soll die Datenbank erstmals im Wintersemester 2020/21 in den Grundlagenvorlesungen der Mathematik I (BI, ET, Inf, MB) zum Einsatz kommen.
Webbasierte Aufgabensammlung mit STACK
Die Implementierung der Aufgaben erfolgt mithilfe des Moodle-Plugins STACK. Mit STACK lassen sich Aufgaben konzipieren, zu deren Bearbeitung mathematische Ausdrücke eingegeben und vom angebundenen Computeralgebra-System Maxima ausgewertet werden können. Auf diese Weise ist es möglich, die Eingabe der Studierenden auf mathematische Eigenschaften zu prüfen und zu entscheiden, ob und in welchem Umfang die jeweilige Aufgabe korrekt gelöst wurde. Durch diese Innovation lassen sich neue Aufgabenformate realisieren die über eine reine Kalkülorientierung hinausgehen und die auch verschiedene Lösungen ermöglichen. Des Weiteren können Aufgaben zum Realisieren, deren Antworteingabe über eine numerische hinausgeht, nun auch über offene Antwortformate valider abgebildet werden, da insbesondere keine gegebenen Antwortmöglichkeiten, wie beim MC-Format ein Identifizieren möglicher Antworten, ermöglichen. Mithilfe von STACK ist es möglich, einen Abgleich der Antworteingabe mit typischen Fehlern zu erreichen, sodass darauf aufbauend ein Feedback generiert werden kann. Hierdurch erhalten Lernende ein an ihren individuellen Wissens- und Könnensstand angepasstes fehleradaptives Feedback. Es kann somit im Rahmen eines self-monitorings der individuelle Lernstand und etwaige Lernzuwachs der Studierenden sichtbar gemacht werden, wodurch sich STACK Aufgaben als Diagnoseinstrument eignen. Darüber hinaus ist es möglich, durch individualisierte Aufgaben und fehleradaptive Rückmeldungen das Selbststudium der Studierenden zu initiieren und somit ein semesterbegleitendes Lernen und Üben zu intensivieren.
Projektpartner
Um eine hohe Qualität der Aufgaben in der TU eigenen Datenbank zu gewährleisten, bringt sich die Darmstädter Projektgruppe aktiv in den nationalen Arbeitskreis „Digitale Mathematik-Aufgaben in der Hochschullehre“ ein und orientiert sich an der bereits bestehenden Datenbank an der Ruhr-Universität Bochum. Des weiteren kooperiert die Projektgruppe der TU Darmstadt mit weiteren Universitäten, welche ebenfalls mit STACK arbeiten Hierzu gehören die folgenden Hochschulen:
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Weiterführende Links
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Beispielaufgabe
Um die oben genannten Vorteile von STACK zu illustrieren, finden Sie hier eine kurze Beispielaufgabe. Neben nummerischen Antworteingaben ist es auch möglich Formeln, Funktionen sowie Mengen als Antwort zu geben. Die gegebene Antwort wird anschließend validiert und den Studierenden wird ein fehleradaptives Feedback ausgegeben.