Online Testsystem für die Grundlagen der Elektrotechnik Fakultät Elektrotechnik, Institut für Grundlagen der Elektrotechnik, Lehrstuhl Prof. Schwarz Online Testsystem für die Grundlagen der Elektrotechnik Dipl.-Ing. Thomas Tyczynski

Präsentationsname XYZ 01 Motivation An der TU Dresden werden Rechenübungen für die Grundlagen der Elektrotechnik in Form eines Vorrechnens (ca. 300 Teilnehmer) durchgeführt. Leistungskontrollen sind während des Semesters praktisch nicht möglich. Den Lehrenden und den Lernenden fehlt die Rückmeldung. Einen Ausweg bilden automatische Tests, entweder individuell oder netzgestützt, wobei das Letztere zu bevorzugen ist. Seit 2003 wurden verschiedene Testsysteme eingesetzt und auch eigene entwickelt. Dipl.-Ing. Thomas Tyczynski Präsentationsname XYZ

02 Allgemeine Anforderungen an das Testsystem Das verfahrenstechnische Niveau der Tests muss den Anforderungen der E-Technik-Ausbildung entsprechen. Reine MC-Test oder ähnliche genügen nicht. Die Ergebnisse müssen genügend Aussagekraft besitzen, d.h. sie müssen den Prüfling möglichst zu eigenen fachlichen Aktivitäten veranlassen (Personlisierung, Randomisierung). Die Inhalte und Aufgabenstellungen müssen fachlich stimmig sein, das System sollte die Inhaltserstellung unterstützen, um Fehler zu vermeiden. Das Testsystem muss über genügend Organisation, Verwaltung und Statistik verfügen, um die Ergebnisse schnell und treffsicher in Aussagen umwandeln zu können. Die Darstellungen der Aufgaben und der Handlungsablauf dürfen die fachlichen Probleme nicht überdecken. Es muss verfügbar sein, und korrekt handeln. Jederzeit müssen Erweiterungen möglich sein. Dipl.-Ing. Thomas Tyczynski Präsentationsname XYZ

03 Fachliche Kompetenz des Systems Die fachliche Kompetenz wird dadurch ausgedrückt, dass die naturwissenschaftlichen und mathematischen Werkzeuge, die für die Grundlagen der ET notwendig sind durch Aufgabentypen ausgedrückt werden. Qualitative Zusammenhänge können durch MC-Aufgaben oder Freitextantworten hinterfragt werden. Analyseprobleme erfordern mindestens numerische Antworten, mit der entsprechenden naturwissenschaftlichen Formatierung (Zahlendarstellung, Einheiten usw.) Designaufgaben und viele Analyseprobleme lassen oft nur eine analytische Ergebniseingabe zu, z.B. wenn die Lösung über Integrationen erreicht wird (Potenzialtrichterdilemma der Kuh). Komplexe wissensbasierte Aufgabenstellungen erfordern Ergebnisse in Form eines oder mehrerer Lösungsvektoren, deren Beurteilung ebenfalls wissensbasiert erfolgen muss. Dipl.-Ing. Thomas Tyczynski Präsentationsname XYZ

04 Vergleich existierender Testsysteme Prüfungs-umgebung MC Numerische Antworten Einheiten Komplexe Arithmetik Moodle 1.5.3 X (X) Test Pilot 4 OLAT Blackboard 7 WebCT 4.1 Eigen-entwicklung Dipl.-Ing. Thomas Tyczynski Präsentationsname XYZ

05 Bisheriger Einsatz von Testsystemen WS 2003 Einsatz einer eigenen Lösung (NR) auf der Basis von Perl. Bepunktung wurde auf Klausur angerechnet. Teilnahme ca. 50 %. Abbruch wegen Hackerangiffen. SS 2006 Test der neuen Lösung (NR). Bepunktung angerechnet auf Klausur. Teilnahme ca. 60 %. Erstmals organisierte Gegenmaßnahmen der Studenten. SS 2004 Anwendung des Testsystem unter Saba des Bildungsportals Sachsen (MC). Teilnahme freiwillig ca. 15 %. System zu wenig qualifiziert. WS 2004 Entwicklung eines Tools für das Bildungsportal auf der Basis von JSP und SCORM. (NR). Teilnahme freiwillig, 20 %. Abbruch wegen Wechsels der Technologie beim Bildungsportal von Saba auf OLAT. WS 2005 Nutzung des Testsystems von OLAT (MC). Bepunktung wurde auf Klausur angerechnet. Teilnahme ca. 50 %. Dipl.-Ing. Thomas Tyczynski Präsentationsname XYZ

Präsentationsname XYZ 06 Lastenheft der ersten Ausbaustufe des Testsystems (technologiefreie Darstellung) Datenbanksystem zur Verwaltung der Teilnehmer, der Aufgaben und der Ergebnisse. Editor zur Formulierung der Aufgaben und aller notwendigen Elemente (Bilder etc.) incl. eines Kontrollmechanismus zur mathematischen Korrektheit. Mechanismus zur Randomisierung der Ausgangsparameter. Festlegungsmöglichkeit der Lösungszeit. Aufgabenverwaltung mit personalisierter Auswahl der Aufgaben aus einem Pool innerhalb eines Testlaufes. MC-Aufgaben Aufgaben mit numerischer Antwort (reell und komplex) in freier mathematischer Formatierung, inkl. Physikalischer oder technischer Einheiten als Modul. Option, beliebig viele andere Module mit spezifischen Algorithmen über genormte Schnittstellen implementieren zu können (Modul für Feldberechnungsaufgaben, Schaltungsanalyse o.ä.) Dipl.-Ing. Thomas Tyczynski Präsentationsname XYZ

07 Technologische Umsetzung MySQL-Server auf einem Linuxsystem im MediaDesignCenter der TU-Dresden. Programm in PHP realisiert Login nur über TU-Account möglich, Gegenabfrage über Emailadresse Dipl.-Ing. Thomas Tyczynski Präsentationsname XYZ

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Präsentationsname XYZ 08 Das System Rechteverwaltung MySQL-Datenbank Gruppeneditor: Jahrgang, Fachbereich Testverwaltung: Zusammenstellung, Anzahl der Aufgaben je Test Zuordnung, Scharfschaltung, Auswertung, Statistik Aufgabeneditor: Nutzerverwaltung: Name, Vorname Texteditor: Text, Formatierung Numerischer Editor: Formeln, Hilfen Darstellung Randomisierung, Lösungskontrolle Grafische Elemente: Bilder Flashfilme MC-Editor: Lösungskontrolle Dipl.-Ing. Thomas Tyczynski Präsentationsname XYZ