Entwicklung eines Werkzeugs zur automatischen Aufgabengenerierung in der Mechanismentechnik

Ein zentrales Element der meisten Lehrveranstaltungen im Maschinenbau sind neben den Vorlesungen die Übungen. In Kleingruppenübungen, Selbstrechenübungen oder Tutorien können Studierende anhand von Übungsaufgaben das Gelernte anwenden, verstehen und vertiefen. Um die Studierenden bei diesem Lernprozess zu unterstützen, versuchen die Lehrenden viele Übungsaufgaben zur Verfügung zu stellen. Jedoch ist die Erstellung derartiger Übungen und zugehöriger Musterlösungen zeitintensiv und daher durch die Ressourcen der Institute beschränkt. Hat ein Studierender besondere Schwierigkeiten bei einem speziellen Aufgabentyp, kann es vorkommen, dass ihm zu wenige Aufgaben zur Verfügung stehen. Insbesondere Wiederholer haben schon für den ersten Versuch die meisten Übungsaufgaben gerechnet und kennen bei erneutem Rechnen der Aufgaben bereits viele Lösungen bzw. Ansätze. Allerdings besteht oft die Herausforderung im Finden des Ansatzes, sodass der Übungseffekt stark gemindert wird. Wünschenswert ist es daher den Studierenden noch mehr Übungsaufgaben, soweit benötigt, zur Verfügung zu stellen.

Die Einführung von elektronischen Tests und „Serious Gamification” erfordert sogar die Erstellung individueller Übungsaufgaben. Nur wenn jeder Student eigene Aufgaben erhält, ist es möglich die Verbreitung der Lösungen zu verhindern, einen fairen Ablauf zu gewährleisten und Frustration bei Serious Games zu vermeiden. Darüber hinaus bieten individuelle Übungsaufgaben weitere Vorteile. Es wird verhindert, dass Studierende, bevor sie selbst versuchen eine Aufgabe zu lösen, ungewolltAnsätze oder Lösungen mitbekommen. Benötigen Studierende Hilfe von anderen Studierenden kann nicht mehr nur die Lösung weitergereicht werden, sondern es muss über Lösungsschritte gesprochen und diskutiert werden.

Die beschriebene Ausgangssituation trifft auch und insbesondere auf die Lehrveranstaltung „Elektromechanische Antriebstechnik“ - kurz EMAT - für deren Lernraum sich 216 Studierende angemeldet haben, zu. Obwohl in EMAT 77 klassische Übungsaufgaben, 15 Übungen für Geometriesoftware und 5 Übungsklausuren zur Verfügung stehen, gibt es Aufgabentypen für die nur wenige Aufgaben existieren. Langfristig werden außerdem interaktive Skripte und Serious Games für die Lehrveranstaltungen des Instituts angestrebt.

Ziel dieses Projektes ist es daher ein Werkzeug zu entwickeln, welches automatisch Aufgaben generiert und den Studierenden individuell zur Verfügung stellt. Nach Auswahl eines Aufgabentyps und des Schwierigkeitsgrades durch den Studierenden erstellt das webbasierte Werkzeug automatisch und zufällig eine Aufgabe mit Musterlösung, die entweder als Website, PDF oder, bei den zahlreichen grafisch zu lösenden Aufgaben, als Startdatei für das Geometrieprogramm GeoGebra verteilt werden kann. Die Bereitstellung der Musterlösung kann dabei an die Eingabe einer Lösung oder ähnliche Bedingungen geknüpft sein. Die Übungsaufgaben erhalten eine ID, z.B. bereitgestellt als QR-Code, wodurch die Reproduktion der Aufgabe ermöglicht wird.

Dieses Projekt ist Teil des Exploratory Teaching Space (ETS) der RWTH Aachen und wurde 2015 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

 

ANSPRECHPARTNER/IN
Jascha Paris, M.Sc. (RWTH Aachen University)

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Burkhard Corves

Weitere Informationen finden sie auf der Seite des Lehrstuhls und Instituts für Getriebetechnik und Maschinendynamik

Weitere Projekte aus dem Bereich "Innovative Lehrgestaltung":

 

Oktober 2017
MoDiMiDoFrSaSo
392526272829301
402345678
419101112131415
4216171819202122
4323242526272829
44303112345