STACK-Fragen in der digitalen Hochschullehre

Sie und Ihr Team haben sich die perfekte digitale Übungsaufgabe fĂŒr Ihre Lehrveranstaltung ausgedacht. Jetzt geht es darum, die Aufgabe möglichst ideengetreu in die ILIAS-Umgebung zu ĂŒbersetzen. Die ĂŒblichen Fragetypen decken einige Einsatzgebiete ab, aber Sie wĂŒnschen sich eine grĂ¶ĂŸere Individualisierbarkeit fĂŒr ihre Aufgabe. Vielleicht ist die STACK-Frage genau das richtige Mittel zur Umsetzung Ihrer Idee!

Zur Veranschaulichung ist hier die Auswahlkategorie "Fragetyp" innerhalb eines Testes zu sehen. Neben Single Choice, Multiple Choice und anderen Fragetypen ist die STACK Frage diejenige, die markiert ist.

Wir möchten Ihnen diesen Fragetypen gerne einmal nĂ€herbringen und zeigen, dass Sie mit STACK nahezu frei gestaltbare mathematisch – naturwissenschaftliche Übungsaufgaben erstellen können.

WofĂŒr steht das Akronym STACK?

STACK bedeutet „System for Teaching and Assessment using a Computer algebra Kernel“, zu deutsch „System zum Lehren und EinschĂ€tzen unter Nutzung eines Computer-Algebrasystems“.

Wie es möglicherweise bereits zu erkennen ist, geht es um ein automatisiertes System zur Abfrage von Lernenden, das weit ĂŒber 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 natĂŒrlich in der Mathematik eingesetzt werden und ist somit fĂŒr die MINT-Hochschule FH Aachen von großem Wert. Trotzdem lohnt sich der Einsatz auch fĂŒr 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.
  • FĂŒr jeden abgefragten Wert können fallspezifische RĂŒckmeldungen 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 RĂŒckmeldungen lassen sich verschiedene Formate in der Lehre abdecken. Sie können sowohl wöchentliche Abgaben damit abwickeln, Ihre E-PrĂŒfung darĂŒber veranstalten, oder auch mehrfach nutzbare und damit nachhaltige Übungsaufgaben fĂŒr 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 RĂŒckmeldebĂ€ume einfließen lassen können, lassen sich auf Ihrer Seite PersonaleinsĂ€tze sparen und Studierende erhalten eine direkte RĂŒckmeldung, anstatt einer Hilfe, die möglicherweise erst in der nĂ€chsten Sprechstunde verfĂŒgbar wĂ€re.

Die hohe Individualisierbarkeit der Aufgaben wird durch die Nutzung von MAXIMA (Computeralgebrasystem) erreicht. Hier werden durch grundlegende Operatoren Zahlen(-sĂ€tze) definiert, Vergleiche gezogen und Rechnungen durchgefĂŒhrt. Die Einarbeitung in diese Sprache gelingt mit Vorwissen aus Programmiersprachen wie Python besonders gut, ist aber fĂŒr interessierte Novizen ohne Programmierkenntnisse auch nicht besonders aufwendig.

Wir haben fĂŒr Sie eine kleine Umgebung zum Erkunden von STACK gebaut. Dort können Sie sich ĂŒber 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 fĂŒr Ihre Lehrveranstaltung in Betracht ziehen oder gerne weitere Informationen zu diesem Fragetyp hĂ€tten, kontaktieren Sie Ihre DoLL-Standortberater:innen gerne fĂŒr ein BeratungsgesprĂ€ch.

Wie sind die Erfahrungswerte mit STACK an der FH Aachen?

Wir haben uns mit einigen Lehrenden der FH ĂŒber 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 interdisziplinĂ€r nutzbare Lernsequenzen basierend auf strukturierten Aufgabensammlungen fĂŒr die physikalisch-technische Grundlagenausbildung. HierfĂŒr 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 fĂŒr die Einbindung von STACK in unser Projekt ist, dass dieser Aufgabentyp sowohl in ILIAS als auch in Moodle unterstĂŒtzt wird.

Darius Mottaghy, lehrt seit 2015 Mathematik und Anwendungen in den Ingenieurwissenschaften am Fachbereich 10 (Energietechnik)

Angefangen hatte ich seinerzeit mit einer „traditionellen“ HausĂŒbung, die fĂŒr 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 ParametersĂ€tze 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, vielfĂ€ltige mathematische Aufgaben zu erstellen, die Multiple-Choice Fragen deutlich ĂŒberlegen sind. Da STACK auf einem Computeralgebrasystem (Maxima) basiert, können mathematische AusdrĂŒcke, Gleichungen oder beispielsweise Ableitungen abgefragt werden.

Der Bewertungsmechanismus liefert Möglichkeiten, Teilpunkte zu geben, Folgefehler zu berĂŒcksichtigen und detailliertes Feedback zu geben.

Norbert Franken: lehrt seit 2016 Mathematik am Fachbereich 6 (Luft- und Raumfahrttechnik)

Ich setze STACK in meinen Mathematik Kursen fĂŒr mehrere Zwecke ein:

  – EinfĂŒhrungstests fĂŒr Erstis, um ihren Stand in der Mathe abzurufen;
  – wöchentliche Hausaufgaben, die zum Teil aus STACK-Aufgaben bestehen, was den Korrekturaufwand vermindert;
  – online-Klausur fĂŒr den Vorkurs Mathematik.

Die Hauptargumente fĂŒr den Einsatz fĂŒr mich: Verminderung des Korrekturaufwandes und Individualisierung der Aufgaben.

Konstantin Kotliar, lehrt seit 2012 Mathematik am Fachbereich 9 (Medizintechnik und Technomathematik)

Neue BeitrÀge nicht verpassen

Wir versenden wöchentlich News aus dem Blog an die Abonnement-Liste. Wenn Sie möchten können Sie sich in diese Liste eintragen. Das Abo kann jederzeit beendet werden.

Wir senden keinen Spam! Erfahre mehr in unserer DatenschutzerklÀrung.

Stefka Weber
BeitrÀge
Stefan Fischer
BeitrÀge
Laura Heine
BeitrÀge

Studierte Medienwissenschaftlerin (MA) und Digital Learning Managerin. Mitglied des Arbeitsbereichs E-Learning im ZHQ.

2 Kommentare

Sehr spannender und informierender Artikel. Was vielleicht auch erwÀhnt werden sollte:
Auch nicht-mathematisch – naturwissenschaftliche Aufgaben können damit erstellt werden, z.B. kann man mit STACK auch Multiple Choice- oder LĂŒckentextfragen erstellen, die aber, im Gegensatz zur Standardfrage randomisierte Elemente beinhalten können, vom Fragentext bis zu den Antwortmöglichkeiten.

Herzlichen Dank fĂŒr den Hinweis, andere Bereiche schließen wir nicht aus. Vermutlich wird jedoch das Thema im mathematisch-naturwissenschaftlichen Bereich auf ein grĂ¶ĂŸeres Interesse stoßen, da in diesen Modulen das Alleinstellungsmerkmal des CAS (Computer Algebra System) die beste Anwendung finden kann. DarĂŒber hinaus lassen sich durch die individuelle Programmierung auch fortschrittlichere Versionen der einfachen Fragentypen herstellen, die in allen Themengebieten eingesetzt werden können.

Schreibe einen Kommentar