Sie und Ihr Team haben sich die perfekte digitale Übungsaufgabe für Ihre Lehrveranstaltung ausgedacht. Jetzt geht es darum, die Aufgabe möglichst ideengetreu in die ILIAS-Umgebung zu übersetzen. Die üblichen Fragetypen decken einige Einsatzgebiete ab, aber Sie wünschen sich eine größere Individualisierbarkeit für ihre Aufgabe. Vielleicht ist die STACK-Frage genau das richtige Mittel zur Umsetzung Ihrer Idee!
Wir möchten Ihnen diesen Fragetypen gerne einmal näherbringen und zeigen, dass Sie mit STACK nahezu frei gestaltbare mathematisch – naturwissenschaftliche Übungsaufgaben erstellen können.
Wofür steht das Akronym STACK?
STACK bedeutet „System for Teaching and Assessment using a Computer algebra Kernel“, zu deutsch „System zum Lehren und Einschätzen unter Nutzung eines Computer-Algebrasystems“.
Wie es möglicherweise bereits zu erkennen ist, geht es um ein automatisiertes System zur Abfrage von Lernenden, das weit über die Frage-Antwort-Mechanik hinausgeht. In STACK-Aufgaben können Sie Ihre Studierenden beispielsweise auch zu Ableitungen, Differenzialgleichungen und zur Vektorrechnung befragen. Dieser algebraische Hintergrund des Fragetyps kann in verschiedenen Modulen des Ingenieurwesens und natürlich in der Mathematik eingesetzt werden und ist somit für die MINT-Hochschule FH Aachen von großem Wert. Trotzdem lohnt sich der Einsatz auch für die Abfrage von grundlegender Mathematik, die unter anderem im Ingenieurwesen in Überschlagsformeln abgebildet wird.
Was ist das Besondere daran?
Eine Besonderheit der STACK-Fragen ist die bereits angesprochene Individualisierbarkeit:
- Aufgabenstellung und Zahlenwerte können nach eigenen Regeln randomisiert werden.
- Für jeden abgefragten Wert können fallspezifische Rückmeldungen eingebaut werden, die auf typische Fehler wie beispielsweise 10er-Potenz-Fehler oder das Auslassen von Eingangswerten eingehen.
- Anwender:innen sind sehr frei in der grafischen Gestaltung der Aufgabe.
Durch die Möglichkeit dieser individuellen Aufgabenstellungen und Rückmeldungen lassen sich verschiedene Formate in der Lehre abdecken. Sie können sowohl wöchentliche Abgaben damit abwickeln, Ihre E-Prüfung darüber veranstalten, oder auch mehrfach nutzbare und damit nachhaltige Übungsaufgaben für Studierende anbieten.
Einmal erstellte STACK-Aufgaben sind also ein sehr nachhaltiges Mittel zur Wissensabfrage und Begleitung der Studierenden. Indem Sie als Lehrende die Erkenntnisse aus Ihren Sprechstunden und Übungen, wie Fragen, die mehrfach gestellt werden, in die Erstellung Ihrer Rückmeldebäume einfließen lassen können, lassen sich auf Ihrer Seite Personaleinsätze sparen und Studierende erhalten eine direkte Rückmeldung, anstatt einer Hilfe, die möglicherweise erst in der nächsten Sprechstunde verfügbar wäre.
Die hohe Individualisierbarkeit der Aufgaben wird durch die Nutzung von MAXIMA (Computeralgebrasystem) erreicht. Hier werden durch grundlegende Operatoren Zahlen(-sätze) definiert, Vergleiche gezogen und Rechnungen durchgeführt. Die Einarbeitung in diese Sprache gelingt mit Vorwissen aus Programmiersprachen wie Python besonders gut, ist aber für interessierte Novizen ohne Programmierkenntnisse auch nicht besonders aufwendig.
Wir haben für Sie eine kleine Umgebung zum Erkunden von STACK gebaut. Dort können Sie sich über die drei angebotenen Aufgaben zum Thema einarbeiten und die verschiedenen Vorteile des Fragetypus einmal selbst erfahren. Neben zwei neu erstellten Tests haben wir auch ein Beispiel aus dem Hochschulalltag eingebaut. Viel Spaß beim Erkunden!
Wenn Sie die Nutzung von STACK für Ihre Lehrveranstaltung in Betracht ziehen oder gerne weitere Informationen zu diesem Fragetyp hätten, kontaktieren Sie Ihre DoLL-Standortberater:innen gerne für ein Beratungsgespräch.
Wie sind die Erfahrungswerte mit STACK an der FH Aachen?
Wir haben uns mit einigen Lehrenden der FH über ihre STACK-Nutzung unterhalten. Ihre Statements können Sie im Folgenden nachlesen, sich direkt inspirieren lassen oder auch vernetzen.
In unserem Projekt ALepa im Rahmen der Förderlinie OERContent.nrw entwickeln wir interdisziplinär nutzbare Lernsequenzen basierend auf strukturierten Aufgabensammlungen für die physikalisch-technische Grundlagenausbildung. Hierfür stellt sich insbesondere der STACK Aufgabentyp als besonders geeignet dar, da im Vergleich zu anderen digitalen Aufgabentypen auch individuell und flexibel an den Lernstand anpassbare Aufgaben erstellt werden können. Ein wichtiger technischer Grund für die Einbindung von STACK in unser Projekt ist, dass dieser Aufgabentyp sowohl in ILIAS als auch in Moodle unterstützt wird.
Darius Mottaghy, lehrt seit 2015 Mathematik und Anwendungen in den Ingenieurwissenschaften am Fachbereich 10 (Energietechnik)
Angefangen hatte ich seinerzeit mit einer „traditionellen“ Hausübung, die für alle Studierenden identische Aufgaben und dementsprechend leicht reproduzierbare Lösungswege vorsah. Über den Umweg eines am Fachbereich 2 entwickelten Korrektur-Tools auf Python-Basis bin ich dann vor einigen Jahren beim STACK-Aufgabentyp gelandet. Dieser ermöglicht es, selbst komplexe Aufgaben zu randomisieren, dabei aber auch immer physikalisch sinnvolle Parametersätze zu verwenden. Die Eingabemasken lassen sich anschaulich gestalten und jede:r Student:in bekommt ein dezidiertes Feedback zu den eingegebenen Lösungen.
Ansgar Kirsch, lehrt seit 2016 Geotechnik am Fachbereich 2 (Bauingenieurwesen)
STACK bietet die Möglichkeit, vielfältige mathematische Aufgaben zu erstellen, die Multiple-Choice Fragen deutlich überlegen sind. Da STACK auf einem Computeralgebrasystem (Maxima) basiert, können mathematische Ausdrücke, Gleichungen oder beispielsweise Ableitungen abgefragt werden.
Der Bewertungsmechanismus liefert Möglichkeiten, Teilpunkte zu geben, Folgefehler zu berücksichtigen und detailliertes Feedback zu geben.
Norbert Franken: lehrt seit 2016 Mathematik am Fachbereich 6 (Luft- und Raumfahrttechnik)
Ich setze STACK in meinen Mathematik Kursen für mehrere Zwecke ein:
Konstantin Kotliar, lehrt seit 2012 Mathematik am Fachbereich 9 (Medizintechnik und Technomathematik)
– Einführungstests für Erstis, um ihren Stand in der Mathe abzurufen;
– wöchentliche Hausaufgaben, die zum Teil aus STACK-Aufgaben bestehen, was den Korrekturaufwand vermindert;
– online-Klausur für den Vorkurs Mathematik.
Die Hauptargumente für den Einsatz für mich: Verminderung des Korrekturaufwandes und Individualisierung der Aufgaben.
Stefka Weber
Stefan Fischer
Laura Heine
Studierte Medienwissenschaftlerin (MA) und Digital Learning Managerin. Mitglied des Arbeitsbereichs E-Learning im ZHQ.
2 Kommentare
Sehr spannender und informierender Artikel. Was vielleicht auch erwähnt werden sollte:
Auch nicht-mathematisch – naturwissenschaftliche Aufgaben können damit erstellt werden, z.B. kann man mit STACK auch Multiple Choice- oder Lückentextfragen erstellen, die aber, im Gegensatz zur Standardfrage randomisierte Elemente beinhalten können, vom Fragentext bis zu den Antwortmöglichkeiten.
Herzlichen Dank für den Hinweis, andere Bereiche schließen wir nicht aus. Vermutlich wird jedoch das Thema im mathematisch-naturwissenschaftlichen Bereich auf ein größeres Interesse stoßen, da in diesen Modulen das Alleinstellungsmerkmal des CAS (Computer Algebra System) die beste Anwendung finden kann. Darüber hinaus lassen sich durch die individuelle Programmierung auch fortschrittlichere Versionen der einfachen Fragentypen herstellen, die in allen Themengebieten eingesetzt werden können.
Nach Beitragsautor