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Logbuch Lehre

ETS-Projekte stellen sich vor – Entwicklung eines Werkzeugs zur automatischen Aufgabengenerierung in der Mechanismentechnik – Tool2Task

08. November 2016 | von

Ein zentrales Element der meisten Lehrveranstaltungen im Maschinenbau sind neben den Vorlesungen und Vorrechenübungen die Selbstrechenübungen. Anhand von Übungsaufgaben können Studierende selbst das Gelernte anwenden und dadurch ein besseres Verständnis und Geschick im Umgang mit den Methoden erlangen.

Dazu stellen die Lehrenden für jedes Thema oder Verfahren einige Übungsaufgaben zur Verfügung. Haben Studierende besondere Schwierigkeiten mit einem bestimmten Aufgabentyp oder müssen Studierende die Prüfung wiederholt schreiben, kann es vorkommen, dass zu wenige Übungsaufgaben für ein effektives Lernen zur Verfügung stehen. Weiterhin ist es wünschenswert individuelle Übungsaufgaben erstellen zu können, um elektronische Selbsttests oder „Serious Gamification“ zu ermöglichen. Dadurch wird der Fokus auf den Lösungsweg anstatt auf die Lösung an sich gelegt und Studierende werden ermutigt selbstständig ihren Schwerpunkt zu legen.

Ziel dieses Projektes war es daher, ein Werkzeug zu entwickeln, welches automatisch Aufgaben generiert und den Studierenden individuell zur Verfügung stellt. Insbesondere werden nicht nur Zahlenwerte verändert, sondern auch die Struktur der Aufgaben. So werden das Anwendungsbeispiel, die gesuchten und die gegebenen Größen zufällig ausgewählt und anschließend auf Plausibilität geprüft. Nach Auswahl eines Aufgabentyps und des Schwierigkeitsgrades durch den Studierenden, erstellt das webbasierte Werkzeug zufällig eine Aufgabe mit Kurzlösung und Musterlösung, die entweder als Website oder als PDF verteilt werden kann. Anschließend können die Studierenden die Aufgabe lösen und ihre Ergebnisse mit der Kurzlösung vergleichen. Stimmen diese nicht überein oder haben die Studierenden bereits beim Lösen der Aufgabe Schwierigkeiten, können sie die Musterlösung schrittweise einblenden und nachvollziehen. Die Bereitstellung der Musterlösung kann später auch an die Eingabe einer Lösung geknüpft werden, wodurch eine Selbstkontrolle ermöglicht wird. Das Tool kann zudem die Basis von elektronischen Selbsttests zur Kontrolle des Lernerfolgs, zur Erstellung von individuellen Aufgaben im Rahmen von „Serious Gamifcation“ oder elektronischen Tests zur Erlangung von Bonuspunkten darstellen.

Bisher können zu zwei Themengebieten der Lehrveranstaltung Elektromechanische Antriebstechnik im Bachelor Maschinenbau Aufgaben generiert werden. Aktuell wird die Software weiterentwickelt, um weitere Aufgabentypen zu implementieren und Tool2Task in die L²P zu integrieren. Erst dadurch wird ein sinnvoller Einsatz in der Lehre ermöglicht.

Features:

  • Generierung beliebig vieler Aufgaben
  • Erstellung von Kurz- und Musterlösungen
  • Schrittweises, detailliertes Nachvollziehen der Lösungen
  • Einbindung in Onlineplattformen
  • Zentrale Bereitstellung einer Übungsplattform
  • Verschiedene Schwierigkeitsgrade

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