DANTE e.V. Frühjahrstagung 2021 - Personalisierte Aufgaben und passende Musterlösungen zu den Grundlagen der Elektrotechnik automatisiert mit LaTeX, pgfplots und CircuiTikZ erstellen
Alle Studierenden unserer Lehrveranstaltung „Grundlagen der Elektrotechnik“ bekommen eine eigene Aufgabe per E-Mail zugeschickt, können diese handschriftlich lösen und ihre eingescannte oder abfotografierte Lösung online zur Korrektur einreichen. Um den Korrekturaufwand für die Lehrenden zu senken, begutachten sich die Studierenden dann anhand einer ebenfalls personalisierten Musterlösung gegenseitig. Das Verfahren läuft über MATLAB automatisiert ab und ist dadurch gut skalierbar. Gegenüber einfachen Multiple-Choice- oder Zahlenwert-und-Einheit-Aufgaben lassen sich hier auch der Ansatz und Rechenweg gut bewerten. In diesem Artikel wird beschrieben, wie die Aufgaben und Musterlösungen in LATEX mit Hilfe der Pakete PGFPlots und Circuitikz generiert werden.
Netzwerkberechnung mit der Knotenspannungsanalyse in MATLAB und LTspiceMathias Magdowski
Im Foliensatz wird die Notwending zur Nutzung von systematischen Netzwerkberechnungsverfahren wie der Knotenspannungsanalyse anhand einer kleiner Beispielschaltung motiviert, die sonst nur mit Hilfe einer Stern-Dreieck-Transformation oder Dreieck-Stern-Transformation lösbar ist. Dazu werden die Analyseschritte bei der Knotenspannungsanalyse wiederholt. Das entstehende Gleichungssystem wird dann in MATLAB/GNU Octave gelöst. Weiterhin wird die Simulation des Netzwerks im Netzwerksimulator LTspice erklärt.
Auswertung von 12 Durchläufen personalisierter Aufgaben mit anonymem Peer Rev...Mathias Magdowski
Das Verfahren personalisierbarer Aufgaben mit anonymem Peer Review wurde in der Lehrveranstaltung "Grundlagen der Elektrotechnik" an der Otto-von-Guericke-Universität bereits in zwölf Durchläufen vom Wintersemester 2017/2018 bis zum Sommersemester 2019 erprobt. In diesem Foliensatz sind alle acht bisher entwickelten Aufgabentypen kurz dargestellt. Außerdem sind einige Diagramme zur Auswertung (erreichte Punktzahlen, Abweichungen der Peer-Review-Gutachten, Darstellung der Einreichungen über der Zeit) gezeigt.
Personalisierbare Aufgaben und anonymer Peer-ReviewMathias Magdowski
Im Foliensatz wird die Möglichkeit personalisierbarer Aufgaben an einem Beispiel für die Lehrveranstaltung "Grundlagen der Elektrotechnik" besprochen. Dabei bekommt jeder Studierende seine eigene Aufgabe per E-Mail zugeschickt, kann diese lösen und seine Lösung über eine Lern-Management-System wie Moodle zur Korrektur einreichen. Um den Korrekturaufwand für die Dozenten zu senken, begutachten sich die Studierenden dann anhand einer ebenfalls personalisierten Musterlösung gegenseitig. Das ganze Verfahren läuft automatisiert ab und ist dadurch gut skalierbar. Gegenüber einfachen Multiple-Choice- oder Zahlenwert-Aufgaben lässt sich hier auch der Rechenweg und Ansatz gut bewerten.
Symmetrieerkennung in Theorie und PraxisMarcus Riemer
FH Wedel Entwicklung trifft FU Berlin Forschung
Symmetrien sind ästhetisch, eindrucksvoll - und praktisch? Viele alltägliche Produkte weisen Symmetrien auf. Lässt sich diese Eigenschaft beispielsweise für die Qualitätssicherung nutzen? Dazu müsste eine Maschine Symmetrien erkennen. Doch wie erklärt man einem Computer, was er sieht?
Ein solches Erkennungsverfahren wird derzeit an der FH Wedel in Kooperation mit der FU Berlin getestet. Die beiden Studierenden der Informatik stellen auf der einen Seite die praktischen Herausforderungen bei der Implementierung eines solchen Verfahrens vor. Auf der anderen Seite soll aber auch die von der Forschungsgruppe der FU Berlin erarbeitete Theorie nicht zu kurz kommen.
Dieses Projekt erfolgt im Rahmen der langjährigen Kooperation zwischen der FH Wedel und dem Fachbereich Mathematik und Informatik der FU Berlin. Die FU Berlin bietet Masterabsolventen hervorragende Bedingungen für eine Promotion. Im Austausch mit den Professoren der FU Berlin haben diese in Wedel bereits mehrfach Vorlesungen und Vorträge gehalten.
Zu den Referenten:
Marcus Riemer und Timm Hoffmann sind beide Studierende des Masterstudiengangs Informatik an der FH Wedel. Darüber hinaus sind beide als wissenschaftliche Mitarbeiter an der FH tätig.
Schichtenmodell zur integrierten Auftrags- und Bewegungsplanung an Bord tief ...Florian-Michael Adolf
A decoupled approach to trajectory generation based on a cubic spline geometry formulation is introduced. The distinct consideration of boundary conditions yields a continuously differentiable trajectory definition such that path tracking errors are minimized during flight. A curvature-based, dimensionless space-filling curve allows to determine a suitable velocity profile along the path for hover-capable vehicles. Tracking of the trajectory is enabled by a conversion between the spline parameters and the arc length of the spline. In the past years, this approach in combination with a suitable trajectory tracking control has been successfully flight tested with an unmanned helicopter.
Filters for Electromagnetic Compatibility ApplicationsMathias Magdowski
In this short lecture, I explain the fundamentals of electromagnetic compatibility (EMC), the basic coupling model and coupling paths via cables, electric fields, magnetic fields and wave fields. We also look at electric vehicles as an example of systems with many conducted EMC problems due to power electronic devices such as rectifiers and inverters with non-linear components such as diodes and fast switching components such as MOSFETs or IGBTs. After a brief review of circuit analysis fundamentals and an experimental investigation of the frequency-dependent impedance of resistors, capacitors and inductors, we look at a simple low-pass filter. The transfer function is derived and measured.
Do's and Don'ts für mobile Streamsetups - Beitrag zum #ScienceVideoCamp2024 d...Mathias Magdowski
Im Idealfall würde man hybride Lehrveranstaltungen, Live-Streams oder Aufzeichnungen aus technisch gut ausgestatteten Räumen produzieren und dabei noch jemanden für Technik-Unterstützung und Regieassistenz haben. In der Praxis ist es aber leider so, dass man als Lehrender sein Audio- und Video-Equipment meist selbst in den Seminarraum trägt. Und weil der "Seminarraum des Schreckens" manchmal nicht einmal einen Beamer hat, bringt man den auch noch mit. Und weil der Geist willig, aber der Akku schwach ist, sollte ein Verlängerungskabel im Stream-it-yourself-Kit auch nicht fehlen. Man baut also allein auf, richtet alles allein ein, macht die Lehrveranstaltung (natürlich gemeinsam mit den Studierenden), baut allein wieder ab und geht etwas erschöpft, aber doch zufrieden nach Hause oder zurück ins Büro. Genau über diesen Anwendungsfall möchte ich sprechen:
- Welche Technik eignet sich gut, welche eher nicht?
- Was sollte man schon bei der Planung und beim Aufbau beachten?
- Was sind Do's und Don'ts bei der Durchführung und Aufzeichnung solcher Lehrveranstaltungen?
- Wo kann man eventuell Unterstützung bekommen?
Netzwerkberechnung mit der Knotenspannungsanalyse in MATLAB und LTspiceMathias Magdowski
Im Foliensatz wird die Notwending zur Nutzung von systematischen Netzwerkberechnungsverfahren wie der Knotenspannungsanalyse anhand einer kleiner Beispielschaltung motiviert, die sonst nur mit Hilfe einer Stern-Dreieck-Transformation oder Dreieck-Stern-Transformation lösbar ist. Dazu werden die Analyseschritte bei der Knotenspannungsanalyse wiederholt. Das entstehende Gleichungssystem wird dann in MATLAB/GNU Octave gelöst. Weiterhin wird die Simulation des Netzwerks im Netzwerksimulator LTspice erklärt.
Auswertung von 12 Durchläufen personalisierter Aufgaben mit anonymem Peer Rev...Mathias Magdowski
Das Verfahren personalisierbarer Aufgaben mit anonymem Peer Review wurde in der Lehrveranstaltung "Grundlagen der Elektrotechnik" an der Otto-von-Guericke-Universität bereits in zwölf Durchläufen vom Wintersemester 2017/2018 bis zum Sommersemester 2019 erprobt. In diesem Foliensatz sind alle acht bisher entwickelten Aufgabentypen kurz dargestellt. Außerdem sind einige Diagramme zur Auswertung (erreichte Punktzahlen, Abweichungen der Peer-Review-Gutachten, Darstellung der Einreichungen über der Zeit) gezeigt.
Personalisierbare Aufgaben und anonymer Peer-ReviewMathias Magdowski
Im Foliensatz wird die Möglichkeit personalisierbarer Aufgaben an einem Beispiel für die Lehrveranstaltung "Grundlagen der Elektrotechnik" besprochen. Dabei bekommt jeder Studierende seine eigene Aufgabe per E-Mail zugeschickt, kann diese lösen und seine Lösung über eine Lern-Management-System wie Moodle zur Korrektur einreichen. Um den Korrekturaufwand für die Dozenten zu senken, begutachten sich die Studierenden dann anhand einer ebenfalls personalisierten Musterlösung gegenseitig. Das ganze Verfahren läuft automatisiert ab und ist dadurch gut skalierbar. Gegenüber einfachen Multiple-Choice- oder Zahlenwert-Aufgaben lässt sich hier auch der Rechenweg und Ansatz gut bewerten.
Symmetrieerkennung in Theorie und PraxisMarcus Riemer
FH Wedel Entwicklung trifft FU Berlin Forschung
Symmetrien sind ästhetisch, eindrucksvoll - und praktisch? Viele alltägliche Produkte weisen Symmetrien auf. Lässt sich diese Eigenschaft beispielsweise für die Qualitätssicherung nutzen? Dazu müsste eine Maschine Symmetrien erkennen. Doch wie erklärt man einem Computer, was er sieht?
Ein solches Erkennungsverfahren wird derzeit an der FH Wedel in Kooperation mit der FU Berlin getestet. Die beiden Studierenden der Informatik stellen auf der einen Seite die praktischen Herausforderungen bei der Implementierung eines solchen Verfahrens vor. Auf der anderen Seite soll aber auch die von der Forschungsgruppe der FU Berlin erarbeitete Theorie nicht zu kurz kommen.
Dieses Projekt erfolgt im Rahmen der langjährigen Kooperation zwischen der FH Wedel und dem Fachbereich Mathematik und Informatik der FU Berlin. Die FU Berlin bietet Masterabsolventen hervorragende Bedingungen für eine Promotion. Im Austausch mit den Professoren der FU Berlin haben diese in Wedel bereits mehrfach Vorlesungen und Vorträge gehalten.
Zu den Referenten:
Marcus Riemer und Timm Hoffmann sind beide Studierende des Masterstudiengangs Informatik an der FH Wedel. Darüber hinaus sind beide als wissenschaftliche Mitarbeiter an der FH tätig.
Schichtenmodell zur integrierten Auftrags- und Bewegungsplanung an Bord tief ...Florian-Michael Adolf
A decoupled approach to trajectory generation based on a cubic spline geometry formulation is introduced. The distinct consideration of boundary conditions yields a continuously differentiable trajectory definition such that path tracking errors are minimized during flight. A curvature-based, dimensionless space-filling curve allows to determine a suitable velocity profile along the path for hover-capable vehicles. Tracking of the trajectory is enabled by a conversion between the spline parameters and the arc length of the spline. In the past years, this approach in combination with a suitable trajectory tracking control has been successfully flight tested with an unmanned helicopter.
Filters for Electromagnetic Compatibility ApplicationsMathias Magdowski
In this short lecture, I explain the fundamentals of electromagnetic compatibility (EMC), the basic coupling model and coupling paths via cables, electric fields, magnetic fields and wave fields. We also look at electric vehicles as an example of systems with many conducted EMC problems due to power electronic devices such as rectifiers and inverters with non-linear components such as diodes and fast switching components such as MOSFETs or IGBTs. After a brief review of circuit analysis fundamentals and an experimental investigation of the frequency-dependent impedance of resistors, capacitors and inductors, we look at a simple low-pass filter. The transfer function is derived and measured.
Do's and Don'ts für mobile Streamsetups - Beitrag zum #ScienceVideoCamp2024 d...Mathias Magdowski
Im Idealfall würde man hybride Lehrveranstaltungen, Live-Streams oder Aufzeichnungen aus technisch gut ausgestatteten Räumen produzieren und dabei noch jemanden für Technik-Unterstützung und Regieassistenz haben. In der Praxis ist es aber leider so, dass man als Lehrender sein Audio- und Video-Equipment meist selbst in den Seminarraum trägt. Und weil der "Seminarraum des Schreckens" manchmal nicht einmal einen Beamer hat, bringt man den auch noch mit. Und weil der Geist willig, aber der Akku schwach ist, sollte ein Verlängerungskabel im Stream-it-yourself-Kit auch nicht fehlen. Man baut also allein auf, richtet alles allein ein, macht die Lehrveranstaltung (natürlich gemeinsam mit den Studierenden), baut allein wieder ab und geht etwas erschöpft, aber doch zufrieden nach Hause oder zurück ins Büro. Genau über diesen Anwendungsfall möchte ich sprechen:
- Welche Technik eignet sich gut, welche eher nicht?
- Was sollte man schon bei der Planung und beim Aufbau beachten?
- Was sind Do's und Don'ts bei der Durchführung und Aufzeichnung solcher Lehrveranstaltungen?
- Wo kann man eventuell Unterstützung bekommen?
MINT-Mitmachaktionen und Tage der offenen Labortür - Diskussionsbeitrag zur V...Mathias Magdowski
Als Studienwerbungsgruppe innerhalb der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Otto-von-Guericke-Universität engagieren wir uns seit Jahren dafür, Kinder und Jugendliche für ein Studium im MINT-Bereich, insbesondere natürlich der Elektro-, Informations- und Medizintechnik zu begeistern. Dafür organisieren wir regelmäßig "Tage der offenen Labortür" und "MINT-Mitmach-Aktionen" an der Universität und in der Experimentellen Fabrik. In diesem Foliensatz ist ein Überblick über einige der üblichen Aktionen und Formate zu finden. Außerdem sind einige Beispiele und Ideen für Online-Workshops gezeigt, die auch unter Pandemie-Bedingungen funktionierten bzw. mit denen man eine überregionale Zielgruppe erreichen kann.
Kern-Curriculum und Laborversuche für die EMV-Lehre von heuteMathias Magdowski
Die elektromagnetische Verträglichkeit ist auch in der Ausbildung und Lehre ein sehr interdisziplinäres Thema mit Beziehungen zur Leistungselektronik, elektrischen Antrieben, der Signalverarbeitung, Kommunikationstechnik, Sensorik oder Hochfrequenztechnik.
%Für Lehrveranstaltungen mit begrenztem Zeitbudget stellt sich deshalb die Frage, welche Inhalte vermittelt werden und welche Kompetenzen die Studierenden entwickeln sollen. Als Überblick für ein solches EMV-Kerncurriculum hat eine Arbeitsgruppe unter Leitung von Prof. Dickmann von der HSU Hamburg hat in den Jahren 2011-2014 mit Expert*innen aus Wissenschaft und Industrie entsprechende Empfehlungen erarbeitet. Diese geben eine Auswahl von Themen für Lehrplaninhalte für eine breite Ausbildung auf dem Gebiet der elektromagnetischen Verträglichkeit vor und werden regelmäßig aktualisiert. Im Vortrag möchten wir einen Überblick über den aktuellen Stand geben und dazu auch passende Labor- und Demonstrationsversuche vorschlagen, die sich mit wenig Aufwand umsetzen und auch im Rahmen von Lehrveranstaltungen zeigen lassen.
Robust, Precise, Fast - Chose Two for Radiated EMC Measurements!Mathias Magdowski
Efficient and accurate measurement of the radiated emission at high frequencies can be a challenge, especially for electrically large unintentional radiators and devices under test. This talk will explain the procedure as well as the corresponding advantages and disadvantages for different EMC test environments such as anechoic rooms, wave guides, and reverberation chambers.
Wie man ein gutes Paper (für das LEGO-Praktikum) schreibtMathias Magdowski
In diesem Video erkläre ich, worauf man beim Schreiben eines Paper achten sollte, insbesondere im Rahmen des Projektseminars Elektrotechnik/Informationstechnik (LEGO Mindstorms) an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Dabei gehe ich auf Struktur, Inhalt und das Format ein.
Use ChatGPT in Electrical Engineering (!?) - Contribution to the event "AI To...Mathias Magdowski
This set of slides demonstrates and critically evaluates the use of ChatGPT for solving exemplary exercises, assessment and examination tasks from the engineering sciences, in particular electrical engineering and electromagnetic compatibility. In addition, ideas for the use of such AI tools in courses, lectures and examinations are developed. Finally, general questions regarding the use of large language models and AI tools in everyday academic life are discussed.
PDF download: https://cloud.ovgu.de/s/NnFRZ26GEM2He7Y
ChatGPT nutzen in der Elektrotechnik (!?) - Beitrag zur Veranstaltung "KI-Too...Mathias Magdowski
Im Foliensatz wird der Einsatz von ChatGPT zur Lösung beispielhafter Übungs-, Leistungskontroll- und Prüfungsaufgaben aus den Ingenieurwissenschaften und insbesondere der Elektrotechnik sowie der elektromagnetischen Verträglichkeit demonstriert und kritisch bewertet. Weiterführend werden Ideen zum Umgang mit solchen KI-Werkzeugen in Studium und Lehre sowie in Prüfungen entwickelt. Abschließend werden generelle Fragestellungen beim Einsatz von Sprachmodellen und KI-Werkzeugen im akademischen Alltag diskutiert.
PDF-Download: https://cloud.ovgu.de/s/mYEFjpfTsfoiCwA
Chancen und Herausforderungen von ChatGPT - Wie kann mir ChatGPT helfen, mein...Mathias Magdowski
Präsentation zur Herbsttagung des Fachbereichstags Elektrotechnik und Informationstechnik (FBTEI e.V.)
Im Foliensatz werden einige Grundlagen zu großen Sprachmodellen wie ChatGPT erlöutert und einige Sinnbilder und Analogien wie das "verschwommene Bild des Internets" oder der "stochastische Papagei" diskutiert. Danach wird der Einsatz von ChatGPT zur Lösung beispielhafter Übungs-, Leistungskontroll- und Prüfungsaufgaben aus den Ingenieurwissenschaften und insbesondere der Elektrotechnik sowie der elektromagnetischen Verträglichkeit demonstriert und kritisch bewertet. Abschließend werden Ideen zum Umgang mit solchen KI-Werkzeugen in Prüfungen entwickelt. Der Foliensatz enthält außerdem die Rückmeldungen der Zuhörenden aus den Umfragen während des Vortrags.
Well Stirred is Half Measured - EMC Tests in Reverberation ChambersMathias Magdowski
The talk explains basic properties of reverberation chambers and presents some exemplary practical chambers with their parameters. The normative chamber validation as well as emission measurements and immunity tests are briefly explained. Finally, advantages and disadvantages in comparison with other EMC test environments are discussed.
Digitale Tools in hybriden Lehrformaten einsetzen Beitrag zu den Hochschuldid...Mathias Magdowski
Während der COVID-19-Pandemie wurde die Hybridlehre an vielen deutschen Hochschulen und Universitäten zu einem festen Bestandteil der akademischen Lehre. In den letzten Monaten ist die Zahl der hybriden Veranstaltungsformate teilweise stark zurückgegangen, da viele Institutionen wieder mehr auf Präsenzlehre oder rein digitale Veranstaltungen setzten. Nach wie vor gibt es allerdings gute Gründe hybride Lehr- und Lernformate durchzuführen. Die Nutzung geeigneter digitaler Tools trägt maßgeblich zum Erfolg von hybriden Formaten bei. Doch welche eignen sich hierfür wirklich?
Nach einem kurzen thematischen Input wird Dr. Mathias Magdowski (zweifacher Gewinner des Lehrpreises der Otto-von-Guericke-Universität) aktuelle datenschutzkonforme Tools aus den Bereichen Aktivierung und Kollaboration vorstellen und gemeinsam mit Ihnen erproben.
Hybride Lehrformate erfolgreich gestalten - Beitrag zum Workshop on E-Learnin...Mathias Magdowski
Hybride Lehrveranstaltungen, an denen gleichzeitig Lernende vor Ort sowie online teilnehmen können, bieten viele Möglichkeiten in Bezug auf Flexibilität, Zugänglichkeit und Barrierefreiheit. Gleichzeitig stellen sie technische Anforderungen an den Raum und an die Kompetenz der Lehrperson, diese Technik didaktisch sinnvoll zu nutzen und hybride Veranstaltungen kreativ zu gestalten sowie souverän zu moderieren. Im Workshop schauen wir uns dazu möglichst einfache und zum Teil auch mobile Lösungen mit guten Verhältnis von Aufwand zu Nutzen an.
Eine weitere Herausforderung in interaktiven hybriden Lehrveranstaltungen mit Seminarcharakter oder Gruppenarbeitsphasen ist die gleichzeitige Aktivierung und Einbindung der Teilnehmenden vor Ort und in der Videokonferenz. Für den Lernprozess förderliche Aktivitäten sollten sowohl online als auch in Präsenz funktionieren oder sich zumindest schnell von der "Online-Welt" in die "Vor-Ort-Welt" überführen lassen. Für solche Aktivitäten schauen wir uns verschiedene Möglichkeiten an und probieren diese gemeinsam aus.
Why the Wire is on Fire - Electromagnetic Field Coupling to Transmission LinesMathias Magdowski
Cables and transmission lines attached to devices and complex systems may act as parasitic receiving antennas and can guide unwanted radiated electromagnetic disturbances into connected sensitive electronics like sensors or measurement units. In this talk, the basic field-to-wire coupling phenomena will be described. Analytical and numerical calculations will be explained and compared with each other.
Calculation of conversion factors for the RVC method in accordance with CISPR...Mathias Magdowski
This slide set gives a brief introduction on what an electromagnetic reverberation chamber is and how its proper operation for radiated immunity tests and emission measurements can be validated. Finally, the procedure of a typical emission measurement and the application of the CISPR-16-4-5 standard to correlate the results with existing limits from other measurement environments is discussed.
Akademische Integrität bei Laborprotokollen - Plagiate proaktiv vermeiden und...Mathias Magdowski
Im Foliensatz für einen Vortrag oder Workshopimpuls geht es um die Herausforderung von Plagiaten in Laborprotokollen oder anderen schriftlichen Einreichungen von Studierenden in den Ingenieurwissenschaften. Dabei wird insbesondere auch auf die Möglichkeiten und Grenzen von großen Sprachmodellen und Assistenten wie ChatGPT und DeepL Write eingegangen.
Chancen und Herausforderungen von ChatGPT in der ingenieurwissenschaftlichen ...Mathias Magdowski
Im Foliensatz werden einige beispielhafte Prüfungs- und Leistungskontrollaufgaben aus den Ingenieurwissenschaften und insbesondere der Elektrotechnik sowie deren Lösung durch ChatGPT gezeigt und diskutiert. Abschließend werden Ideen zum Umgang damit in Prüfungen entwickelt. Der Foliensatz enthält außerdem die Rückmeldungen der Teilnehmenden aus den Diskussionsrunden im anschließenden Workshop.
Wie kann mir ChatGPT helfen, meine Elektrotechnik-Prüfung zu bestehen?Mathias Magdowski
Im Foliensatz wird die Eignung von großen Sprachmodellen wie ChatGPT zur Bearbeitung und Lösung von typischen ingenieurwissenschaftlichen Aufgabenstellungen in schriftlichen Prüfungen anhand von Beispielen diskutiert. Außerdem werden Thesen und Kriterien für gute, kompetenzorientierte und lernendenzentrierte Prüfungen aufgestellt.
Prüfungen, in denen Studierende gern zeigen, was sie können - Online-Workshop...Mathias Magdowski
Im Workshop möchte ich gemeinsam mit anderen Lehrenden der Frage nachgehen, wie kompetenzorientierte (digitale) Prüfungen weiterentwickelt und breiter etabliert werden können. Wie müssen Open-Book-Prüfungsformate aussehen, die intrinsisch ohne Überwachung auskommen? Wie können mit alternativen Prüfungsformaten wie z.B. studentisch erstellten Podcasts, E-Portfolios, Blogs oder Videoeinreichungen fachliche und außerfachliche Kompetenzen wie Kreativität, Kommunikation oder Kollaboration miteinander verknüpft werden? Welche Vorteile bieten formative Prüfungsformate gegenüber summativen Prüfungen und wie kann man nicht nur das Ergebnis, sondern auch den Prozess der Lösung bewerten?
Nach einer kurzen Vorstellungsrunde zum gegenseitigen Kennenlernen, einem kurzer Input zu meinen eigenen Erfahrungen mit alternativen und kompetenzorientierten Prüfungsformaten (z.B. einer Take-Home-Prüfung mit randomisierten Aufgaben in den Grundlagen der Elektrotechnik, Open-Book- und Open-Web-Prüfungen mit analoger oder digitaler Einreichung in Präsenz, elektronischen Prüfungen mit Zahlenwert-Einheit-Aufgaben im Lernmanagementsystem Moodle, personalisierbaren Aufgaben mit anonymem Peer Review, studentisch erstellten Erklärvideos oder Blogs, etc.) und einer kurzen Pause möchte ich möglichst interaktiv arbeiten.
Dazu werden wir kleine Gruppen bilden, die gemeinsam am Beispiel einer eigenen Lehrveranstaltung möglichst konkret über ein alternatives Prüfungsformat nachdenken, im Sinne des Constructive Alignments die Passung zu den Lernzielen und Lehrmethoden evaluieren, Chancen und Herausforderungen identifizieren, und schließlich einen realistischen Umsetzungsvorschlag entwickeln. Da eine Reform der Prüfungskultur auch als Transformationsmotor für die Veränderung der Lehr- und Lernkultur wirken kann, ergeben sich daraus vielleicht auch neue Ideen und Konzepte für die Lehrveranstaltung an sich, die ebenso beleuchtet werden sollen.
Die in den Kleingruppen entwickelten Ergebnisse diskutieren wir nach einer kurzen Pause abschließend im Plenum.
Offene und alternative Prüfungsformate - Schulinterne Lehrer*innen-Fortbildun...Mathias Magdowski
Im Foliensatz geht es um eine kleine Bestandsaufnahme und SWOT-Analyse (Strength, Weaknesses, Opportunities and Threats) der Ziele, Chancen, Herausforderungen und Risiken von Prüfungen allgemein, um die mögliche Nutzung von KI-basierten Werkzeugen wie ChatGPT in Prüfungen sowie um offene und alternative Prüfungsformate, in denen mehr Wert auf lernförderliches Feedback, Kompetenzerleben und eine Erhörung der Selbstwirksamkeitserwartunge der Lernenden gelegt wird.
Appetit auf Hybrid? - Praktische Rezepte für Technik und Didaktik in synchron...Mathias Magdowski
Durch die Kontaktbeschränkungen der Covid-Pandemie ergab sich die Motivation, vermehrt hybride Lehrveranstaltungen zu konzipieren und auszuprobieren, an denen Lernende und Lehrende sowohl online als auch in Präsenz teilnehmen können. Die sich dadurch ergebenden Vorteile und insbesondere die gestiegene Flexibilität versteht man jedoch erst, wenn man selbst viele verschiedene hybride Workshops, Übungen, Seminare oder Vortragsformate ausprobiert und durchgeführt hat. Technisch hat sich diesbezüglich viel getan, so dass man im Idealfall mit einer festen Raumausstattung aber zur Not auch mit mobilen Equipment viele Formate umsetzen kann. Unter der Prämisse, dass die Teilnehmenden in Präsenz auch digitale Endgeräte dabei haben, lassen sich viele didaktische Methoden nutzen, die eine Zusammenarbeit über den Hybriditätsgraben hinweg mit den Online-Teilnehmenden ermöglichen. Mit dem Vortrag möchte ich meine Erfahrungen sowohl mit Technik als auch Didaktik teilen und zum weiteren Austausch einladen.
Electromagnetic Compatibility Measurements in Reverberation ChambersMathias Magdowski
In this short lecture, I explain the fundamentals of electromagnetic compatibility (EMC), the basic coupling model and the coupling paths via cables, electric fields, magnetic fields as well as wave fields. Also some examples of electromagnetic interference will be shown and discussed. The talk continues with the fundamentals of the calculation in decibels using figures and levels. Finally, the basic ideas of useful measurements environments for radiated EMC tests in anechoic and reverberant conditions will be introduced.
Alternative Prüfungsformate - Online-Workshop für das Netzwerk hdw nrwMathias Magdowski
Im Workshop möchte ich gemeinsam mit anderen Lehrenden und Studierenden der Frage nachgehen, wie kompetenzorientierte (digitale) Prüfungen weiterentwickelt und breiter etabliert werden können. Wie müssen Open-Book-Prüfungsformate aussehen, die intrinsisch ohne Überwachung auskommen? Wie können mit alternativen Prüfungsformaten wie z.B. studentisch erstellten Podcasts, E-Portfolios, Blogs oder Videoeinreichungen fachliche und außerfachliche Kompetenzen wie Kreativität, Kommunikation oder Kollaboration miteinander verknüpft werden? Welche Vorteile bieten formative Prüfungsformate gegenüber summativen Prüfungen und wie kann man nicht nur das Ergebnis, sondern auch den Prozess der Lösung bewerten?
Teaching and Learning Experience Design – der Ruf nach besserer Lehre: aber wie?Isa Jahnke
Der Ruf danach, dass es bessere Lehre geben muss oder das Lehre verbessert werden sollte, ist nicht neu. Es gibt auch schon seit längerer Zeit Rufe danach, dass Lehre der Forschung in Universitäten gleichgestellt werden soll. (Und in den letzten Jahren ist in Deutschland auch einiges an positiven Entwicklungen geschehen, z.B. durch die Aktivitäten des Stifterverbands). Wie kann die Verbesserung der Lehre weitergehen? Fehlt etwas in dieser Entwicklung? Ja, sagt dieser Beitrag, der zum Nachdenken und Diskutieren anregen soll. In diesem Beitrag wird ein forschungsbasierter Ansatz zur Diskussion gestellt. Es wird argumentiert, dass Lehre nur dann besser wird, wenn es mit den Prinzipen der Wissenschaft und Forschung angegangen wird (d.h. gestalten, Daten erheben, auswerten, verbessern). Es benötigt neue Verhaltensregeln oder -prinzipien bei der Gestaltung von Lehrveranstaltungen. Das bedeutet zum Beispiel das Prinzipien der Evidenzbasierung und wissenschaftliche Herangehensweisen im Lehr-Lerndesign als zentrales Fundament etabliert werden sollte. Evidenzbasierung hier meint, folgt man der Logik der Forschung, dass Lehrveranstaltungen als Intervention verstanden werden. Mit dieser Intervention werden Studierende befähigt, bestimmte vorab festgelegte Kompetenzen zu entwickeln. Und die Frage, die sich bei jeder Lehr-Lernveranstaltung dann stellt, ist, ob diese Objectives bzw. Learning Outcomes auch erreicht wurden. Klar ist, dass die subjektive Lehrevaluation der Studierenden oder auch die Notengebnung nicht ausreichen, um diese Frage zu beantworten. Hierfür gibt es eine Reihe von Methoden, die genutzt werden können, z.B. aus dem Bereich des User- / Learning Experience Design. Diese Methoden umfassen unter anderem Usability-Tests, Learner Experience Studies, Pre-/Post-Tests, und Follow-up Interviews. Diese können zur Gestaltung und Erfassung von effektiven, effizienten und ansprechenden digitalen Lerndesigns verwendet (Reigeluth 1983, Honebein & Reigeluth, 2022).
Der Beitrag will die Entwicklung zur Verbesserung von Lehre weiter pushen. Neue Ideen in die Bewegung bringen. Als Gründungsvizepräsidentin der UTN hab ich die Chance, hier ein neues Fundament für eine gesamte Uni zu legen. Wird das Gelingen? Ist dieser Ansatz, den ich hier vorstelle, eine erfolgsversprechende Option dafür? Hier können sich die TeilnehmerInnen an dieser Entwicklung beteiligen.
MINT-Mitmachaktionen und Tage der offenen Labortür - Diskussionsbeitrag zur V...Mathias Magdowski
Als Studienwerbungsgruppe innerhalb der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Otto-von-Guericke-Universität engagieren wir uns seit Jahren dafür, Kinder und Jugendliche für ein Studium im MINT-Bereich, insbesondere natürlich der Elektro-, Informations- und Medizintechnik zu begeistern. Dafür organisieren wir regelmäßig "Tage der offenen Labortür" und "MINT-Mitmach-Aktionen" an der Universität und in der Experimentellen Fabrik. In diesem Foliensatz ist ein Überblick über einige der üblichen Aktionen und Formate zu finden. Außerdem sind einige Beispiele und Ideen für Online-Workshops gezeigt, die auch unter Pandemie-Bedingungen funktionierten bzw. mit denen man eine überregionale Zielgruppe erreichen kann.
Kern-Curriculum und Laborversuche für die EMV-Lehre von heuteMathias Magdowski
Die elektromagnetische Verträglichkeit ist auch in der Ausbildung und Lehre ein sehr interdisziplinäres Thema mit Beziehungen zur Leistungselektronik, elektrischen Antrieben, der Signalverarbeitung, Kommunikationstechnik, Sensorik oder Hochfrequenztechnik.
%Für Lehrveranstaltungen mit begrenztem Zeitbudget stellt sich deshalb die Frage, welche Inhalte vermittelt werden und welche Kompetenzen die Studierenden entwickeln sollen. Als Überblick für ein solches EMV-Kerncurriculum hat eine Arbeitsgruppe unter Leitung von Prof. Dickmann von der HSU Hamburg hat in den Jahren 2011-2014 mit Expert*innen aus Wissenschaft und Industrie entsprechende Empfehlungen erarbeitet. Diese geben eine Auswahl von Themen für Lehrplaninhalte für eine breite Ausbildung auf dem Gebiet der elektromagnetischen Verträglichkeit vor und werden regelmäßig aktualisiert. Im Vortrag möchten wir einen Überblick über den aktuellen Stand geben und dazu auch passende Labor- und Demonstrationsversuche vorschlagen, die sich mit wenig Aufwand umsetzen und auch im Rahmen von Lehrveranstaltungen zeigen lassen.
Robust, Precise, Fast - Chose Two for Radiated EMC Measurements!Mathias Magdowski
Efficient and accurate measurement of the radiated emission at high frequencies can be a challenge, especially for electrically large unintentional radiators and devices under test. This talk will explain the procedure as well as the corresponding advantages and disadvantages for different EMC test environments such as anechoic rooms, wave guides, and reverberation chambers.
Wie man ein gutes Paper (für das LEGO-Praktikum) schreibtMathias Magdowski
In diesem Video erkläre ich, worauf man beim Schreiben eines Paper achten sollte, insbesondere im Rahmen des Projektseminars Elektrotechnik/Informationstechnik (LEGO Mindstorms) an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Dabei gehe ich auf Struktur, Inhalt und das Format ein.
Use ChatGPT in Electrical Engineering (!?) - Contribution to the event "AI To...Mathias Magdowski
This set of slides demonstrates and critically evaluates the use of ChatGPT for solving exemplary exercises, assessment and examination tasks from the engineering sciences, in particular electrical engineering and electromagnetic compatibility. In addition, ideas for the use of such AI tools in courses, lectures and examinations are developed. Finally, general questions regarding the use of large language models and AI tools in everyday academic life are discussed.
PDF download: https://cloud.ovgu.de/s/NnFRZ26GEM2He7Y
ChatGPT nutzen in der Elektrotechnik (!?) - Beitrag zur Veranstaltung "KI-Too...Mathias Magdowski
Im Foliensatz wird der Einsatz von ChatGPT zur Lösung beispielhafter Übungs-, Leistungskontroll- und Prüfungsaufgaben aus den Ingenieurwissenschaften und insbesondere der Elektrotechnik sowie der elektromagnetischen Verträglichkeit demonstriert und kritisch bewertet. Weiterführend werden Ideen zum Umgang mit solchen KI-Werkzeugen in Studium und Lehre sowie in Prüfungen entwickelt. Abschließend werden generelle Fragestellungen beim Einsatz von Sprachmodellen und KI-Werkzeugen im akademischen Alltag diskutiert.
PDF-Download: https://cloud.ovgu.de/s/mYEFjpfTsfoiCwA
Chancen und Herausforderungen von ChatGPT - Wie kann mir ChatGPT helfen, mein...Mathias Magdowski
Präsentation zur Herbsttagung des Fachbereichstags Elektrotechnik und Informationstechnik (FBTEI e.V.)
Im Foliensatz werden einige Grundlagen zu großen Sprachmodellen wie ChatGPT erlöutert und einige Sinnbilder und Analogien wie das "verschwommene Bild des Internets" oder der "stochastische Papagei" diskutiert. Danach wird der Einsatz von ChatGPT zur Lösung beispielhafter Übungs-, Leistungskontroll- und Prüfungsaufgaben aus den Ingenieurwissenschaften und insbesondere der Elektrotechnik sowie der elektromagnetischen Verträglichkeit demonstriert und kritisch bewertet. Abschließend werden Ideen zum Umgang mit solchen KI-Werkzeugen in Prüfungen entwickelt. Der Foliensatz enthält außerdem die Rückmeldungen der Zuhörenden aus den Umfragen während des Vortrags.
Well Stirred is Half Measured - EMC Tests in Reverberation ChambersMathias Magdowski
The talk explains basic properties of reverberation chambers and presents some exemplary practical chambers with their parameters. The normative chamber validation as well as emission measurements and immunity tests are briefly explained. Finally, advantages and disadvantages in comparison with other EMC test environments are discussed.
Digitale Tools in hybriden Lehrformaten einsetzen Beitrag zu den Hochschuldid...Mathias Magdowski
Während der COVID-19-Pandemie wurde die Hybridlehre an vielen deutschen Hochschulen und Universitäten zu einem festen Bestandteil der akademischen Lehre. In den letzten Monaten ist die Zahl der hybriden Veranstaltungsformate teilweise stark zurückgegangen, da viele Institutionen wieder mehr auf Präsenzlehre oder rein digitale Veranstaltungen setzten. Nach wie vor gibt es allerdings gute Gründe hybride Lehr- und Lernformate durchzuführen. Die Nutzung geeigneter digitaler Tools trägt maßgeblich zum Erfolg von hybriden Formaten bei. Doch welche eignen sich hierfür wirklich?
Nach einem kurzen thematischen Input wird Dr. Mathias Magdowski (zweifacher Gewinner des Lehrpreises der Otto-von-Guericke-Universität) aktuelle datenschutzkonforme Tools aus den Bereichen Aktivierung und Kollaboration vorstellen und gemeinsam mit Ihnen erproben.
Hybride Lehrformate erfolgreich gestalten - Beitrag zum Workshop on E-Learnin...Mathias Magdowski
Hybride Lehrveranstaltungen, an denen gleichzeitig Lernende vor Ort sowie online teilnehmen können, bieten viele Möglichkeiten in Bezug auf Flexibilität, Zugänglichkeit und Barrierefreiheit. Gleichzeitig stellen sie technische Anforderungen an den Raum und an die Kompetenz der Lehrperson, diese Technik didaktisch sinnvoll zu nutzen und hybride Veranstaltungen kreativ zu gestalten sowie souverän zu moderieren. Im Workshop schauen wir uns dazu möglichst einfache und zum Teil auch mobile Lösungen mit guten Verhältnis von Aufwand zu Nutzen an.
Eine weitere Herausforderung in interaktiven hybriden Lehrveranstaltungen mit Seminarcharakter oder Gruppenarbeitsphasen ist die gleichzeitige Aktivierung und Einbindung der Teilnehmenden vor Ort und in der Videokonferenz. Für den Lernprozess förderliche Aktivitäten sollten sowohl online als auch in Präsenz funktionieren oder sich zumindest schnell von der "Online-Welt" in die "Vor-Ort-Welt" überführen lassen. Für solche Aktivitäten schauen wir uns verschiedene Möglichkeiten an und probieren diese gemeinsam aus.
Why the Wire is on Fire - Electromagnetic Field Coupling to Transmission LinesMathias Magdowski
Cables and transmission lines attached to devices and complex systems may act as parasitic receiving antennas and can guide unwanted radiated electromagnetic disturbances into connected sensitive electronics like sensors or measurement units. In this talk, the basic field-to-wire coupling phenomena will be described. Analytical and numerical calculations will be explained and compared with each other.
Calculation of conversion factors for the RVC method in accordance with CISPR...Mathias Magdowski
This slide set gives a brief introduction on what an electromagnetic reverberation chamber is and how its proper operation for radiated immunity tests and emission measurements can be validated. Finally, the procedure of a typical emission measurement and the application of the CISPR-16-4-5 standard to correlate the results with existing limits from other measurement environments is discussed.
Akademische Integrität bei Laborprotokollen - Plagiate proaktiv vermeiden und...Mathias Magdowski
Im Foliensatz für einen Vortrag oder Workshopimpuls geht es um die Herausforderung von Plagiaten in Laborprotokollen oder anderen schriftlichen Einreichungen von Studierenden in den Ingenieurwissenschaften. Dabei wird insbesondere auch auf die Möglichkeiten und Grenzen von großen Sprachmodellen und Assistenten wie ChatGPT und DeepL Write eingegangen.
Chancen und Herausforderungen von ChatGPT in der ingenieurwissenschaftlichen ...Mathias Magdowski
Im Foliensatz werden einige beispielhafte Prüfungs- und Leistungskontrollaufgaben aus den Ingenieurwissenschaften und insbesondere der Elektrotechnik sowie deren Lösung durch ChatGPT gezeigt und diskutiert. Abschließend werden Ideen zum Umgang damit in Prüfungen entwickelt. Der Foliensatz enthält außerdem die Rückmeldungen der Teilnehmenden aus den Diskussionsrunden im anschließenden Workshop.
Wie kann mir ChatGPT helfen, meine Elektrotechnik-Prüfung zu bestehen?Mathias Magdowski
Im Foliensatz wird die Eignung von großen Sprachmodellen wie ChatGPT zur Bearbeitung und Lösung von typischen ingenieurwissenschaftlichen Aufgabenstellungen in schriftlichen Prüfungen anhand von Beispielen diskutiert. Außerdem werden Thesen und Kriterien für gute, kompetenzorientierte und lernendenzentrierte Prüfungen aufgestellt.
Prüfungen, in denen Studierende gern zeigen, was sie können - Online-Workshop...Mathias Magdowski
Im Workshop möchte ich gemeinsam mit anderen Lehrenden der Frage nachgehen, wie kompetenzorientierte (digitale) Prüfungen weiterentwickelt und breiter etabliert werden können. Wie müssen Open-Book-Prüfungsformate aussehen, die intrinsisch ohne Überwachung auskommen? Wie können mit alternativen Prüfungsformaten wie z.B. studentisch erstellten Podcasts, E-Portfolios, Blogs oder Videoeinreichungen fachliche und außerfachliche Kompetenzen wie Kreativität, Kommunikation oder Kollaboration miteinander verknüpft werden? Welche Vorteile bieten formative Prüfungsformate gegenüber summativen Prüfungen und wie kann man nicht nur das Ergebnis, sondern auch den Prozess der Lösung bewerten?
Nach einer kurzen Vorstellungsrunde zum gegenseitigen Kennenlernen, einem kurzer Input zu meinen eigenen Erfahrungen mit alternativen und kompetenzorientierten Prüfungsformaten (z.B. einer Take-Home-Prüfung mit randomisierten Aufgaben in den Grundlagen der Elektrotechnik, Open-Book- und Open-Web-Prüfungen mit analoger oder digitaler Einreichung in Präsenz, elektronischen Prüfungen mit Zahlenwert-Einheit-Aufgaben im Lernmanagementsystem Moodle, personalisierbaren Aufgaben mit anonymem Peer Review, studentisch erstellten Erklärvideos oder Blogs, etc.) und einer kurzen Pause möchte ich möglichst interaktiv arbeiten.
Dazu werden wir kleine Gruppen bilden, die gemeinsam am Beispiel einer eigenen Lehrveranstaltung möglichst konkret über ein alternatives Prüfungsformat nachdenken, im Sinne des Constructive Alignments die Passung zu den Lernzielen und Lehrmethoden evaluieren, Chancen und Herausforderungen identifizieren, und schließlich einen realistischen Umsetzungsvorschlag entwickeln. Da eine Reform der Prüfungskultur auch als Transformationsmotor für die Veränderung der Lehr- und Lernkultur wirken kann, ergeben sich daraus vielleicht auch neue Ideen und Konzepte für die Lehrveranstaltung an sich, die ebenso beleuchtet werden sollen.
Die in den Kleingruppen entwickelten Ergebnisse diskutieren wir nach einer kurzen Pause abschließend im Plenum.
Offene und alternative Prüfungsformate - Schulinterne Lehrer*innen-Fortbildun...Mathias Magdowski
Im Foliensatz geht es um eine kleine Bestandsaufnahme und SWOT-Analyse (Strength, Weaknesses, Opportunities and Threats) der Ziele, Chancen, Herausforderungen und Risiken von Prüfungen allgemein, um die mögliche Nutzung von KI-basierten Werkzeugen wie ChatGPT in Prüfungen sowie um offene und alternative Prüfungsformate, in denen mehr Wert auf lernförderliches Feedback, Kompetenzerleben und eine Erhörung der Selbstwirksamkeitserwartunge der Lernenden gelegt wird.
Appetit auf Hybrid? - Praktische Rezepte für Technik und Didaktik in synchron...Mathias Magdowski
Durch die Kontaktbeschränkungen der Covid-Pandemie ergab sich die Motivation, vermehrt hybride Lehrveranstaltungen zu konzipieren und auszuprobieren, an denen Lernende und Lehrende sowohl online als auch in Präsenz teilnehmen können. Die sich dadurch ergebenden Vorteile und insbesondere die gestiegene Flexibilität versteht man jedoch erst, wenn man selbst viele verschiedene hybride Workshops, Übungen, Seminare oder Vortragsformate ausprobiert und durchgeführt hat. Technisch hat sich diesbezüglich viel getan, so dass man im Idealfall mit einer festen Raumausstattung aber zur Not auch mit mobilen Equipment viele Formate umsetzen kann. Unter der Prämisse, dass die Teilnehmenden in Präsenz auch digitale Endgeräte dabei haben, lassen sich viele didaktische Methoden nutzen, die eine Zusammenarbeit über den Hybriditätsgraben hinweg mit den Online-Teilnehmenden ermöglichen. Mit dem Vortrag möchte ich meine Erfahrungen sowohl mit Technik als auch Didaktik teilen und zum weiteren Austausch einladen.
Electromagnetic Compatibility Measurements in Reverberation ChambersMathias Magdowski
In this short lecture, I explain the fundamentals of electromagnetic compatibility (EMC), the basic coupling model and the coupling paths via cables, electric fields, magnetic fields as well as wave fields. Also some examples of electromagnetic interference will be shown and discussed. The talk continues with the fundamentals of the calculation in decibels using figures and levels. Finally, the basic ideas of useful measurements environments for radiated EMC tests in anechoic and reverberant conditions will be introduced.
Alternative Prüfungsformate - Online-Workshop für das Netzwerk hdw nrwMathias Magdowski
Im Workshop möchte ich gemeinsam mit anderen Lehrenden und Studierenden der Frage nachgehen, wie kompetenzorientierte (digitale) Prüfungen weiterentwickelt und breiter etabliert werden können. Wie müssen Open-Book-Prüfungsformate aussehen, die intrinsisch ohne Überwachung auskommen? Wie können mit alternativen Prüfungsformaten wie z.B. studentisch erstellten Podcasts, E-Portfolios, Blogs oder Videoeinreichungen fachliche und außerfachliche Kompetenzen wie Kreativität, Kommunikation oder Kollaboration miteinander verknüpft werden? Welche Vorteile bieten formative Prüfungsformate gegenüber summativen Prüfungen und wie kann man nicht nur das Ergebnis, sondern auch den Prozess der Lösung bewerten?
Teaching and Learning Experience Design – der Ruf nach besserer Lehre: aber wie?Isa Jahnke
Der Ruf danach, dass es bessere Lehre geben muss oder das Lehre verbessert werden sollte, ist nicht neu. Es gibt auch schon seit längerer Zeit Rufe danach, dass Lehre der Forschung in Universitäten gleichgestellt werden soll. (Und in den letzten Jahren ist in Deutschland auch einiges an positiven Entwicklungen geschehen, z.B. durch die Aktivitäten des Stifterverbands). Wie kann die Verbesserung der Lehre weitergehen? Fehlt etwas in dieser Entwicklung? Ja, sagt dieser Beitrag, der zum Nachdenken und Diskutieren anregen soll. In diesem Beitrag wird ein forschungsbasierter Ansatz zur Diskussion gestellt. Es wird argumentiert, dass Lehre nur dann besser wird, wenn es mit den Prinzipen der Wissenschaft und Forschung angegangen wird (d.h. gestalten, Daten erheben, auswerten, verbessern). Es benötigt neue Verhaltensregeln oder -prinzipien bei der Gestaltung von Lehrveranstaltungen. Das bedeutet zum Beispiel das Prinzipien der Evidenzbasierung und wissenschaftliche Herangehensweisen im Lehr-Lerndesign als zentrales Fundament etabliert werden sollte. Evidenzbasierung hier meint, folgt man der Logik der Forschung, dass Lehrveranstaltungen als Intervention verstanden werden. Mit dieser Intervention werden Studierende befähigt, bestimmte vorab festgelegte Kompetenzen zu entwickeln. Und die Frage, die sich bei jeder Lehr-Lernveranstaltung dann stellt, ist, ob diese Objectives bzw. Learning Outcomes auch erreicht wurden. Klar ist, dass die subjektive Lehrevaluation der Studierenden oder auch die Notengebnung nicht ausreichen, um diese Frage zu beantworten. Hierfür gibt es eine Reihe von Methoden, die genutzt werden können, z.B. aus dem Bereich des User- / Learning Experience Design. Diese Methoden umfassen unter anderem Usability-Tests, Learner Experience Studies, Pre-/Post-Tests, und Follow-up Interviews. Diese können zur Gestaltung und Erfassung von effektiven, effizienten und ansprechenden digitalen Lerndesigns verwendet (Reigeluth 1983, Honebein & Reigeluth, 2022).
Der Beitrag will die Entwicklung zur Verbesserung von Lehre weiter pushen. Neue Ideen in die Bewegung bringen. Als Gründungsvizepräsidentin der UTN hab ich die Chance, hier ein neues Fundament für eine gesamte Uni zu legen. Wird das Gelingen? Ist dieser Ansatz, den ich hier vorstelle, eine erfolgsversprechende Option dafür? Hier können sich die TeilnehmerInnen an dieser Entwicklung beteiligen.
DANTE e.V. Frühjahrstagung 2021 - Personalisierte Aufgaben und passende Musterlösungen zu den Grundlagen der Elektrotechnik automatisiert mit LaTeX, pgfplots und CircuiTikZ erstellen
1. DANTE e.V. Frühjahrstagung: Personalisierte
Aufgaben und passende Musterlösungen zu
den Grundlagen der Elektrotechnik
automatisiert mit L
A
TEX, PGFPLOTS und
CircuiTikZ erstellen
Mathias Magdowski
Lehrstuhl für Elektromagnetische Verträglichkeit
Institut für Medizintechnik
Otto-von-Guericke-Universität, Magdeburg
10. März 2021
Lizenz: cb CC BY 4.0 (Namensnennung, Weitergabe unter gleichen Bedingungen)
2. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Umfrage
Aus welchem Bereich kommst du/kommen Sie?
1. Mathematik, Informatik, Technik
2. Bildung und Erziehung
3. Medizin und Pflege
4. Sprachen und Medien
5. Banken und Versicherungen
6. irgendwas anderes
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 2
3. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Organisatorisches
Folien:
ja
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 3
4. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Organisatorisches
Folien:
ja
Aufzeichnung:
nein
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 3
5. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Organisatorisches
Folien:
ja
Aufzeichnung:
nein
Zwischenfragen:
gern
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 3
6. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Gliederung
Warum das Ganze?
Wie werden die Aufgaben in L
A
TEX erzeugt?
Thema „Ladung und Strom“
Thema „Netzwerkberechnung“
Was kommt das bei den Studierenden an?
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 4
8. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Traditionelle Leistungskontrollen
Quelle: https://pixabay.com/de/photos/taschenrechner-notizblock-1687962/
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 6
9. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Anforderungen in der Arbeitswelt
Quelle: https://pixabay.com/de/arbeitsplatz-team-gesch%C3%A4ftstreffen-1245776/
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 7
10. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Klassische E-Learning-Aufgaben
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 8
11. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Freie handschriftliche Lösung
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 9
12. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Freie handschriftliche Lösung
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 10
13. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Beispiele für studentische Fehlkonzepte
Angabe von Fourierkoeffizienten in V und V °:
siehe auch: https://twitter.com/LehrstuhlEMV/status/1257605076308426753
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 11
14. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Beispiele für studentische Fehlkonzepte
Angabe der Zeitfunktion direkt mit einem Integral:
siehe auch: https://twitter.com/LehrstuhlEMV/status/1257683470354132994
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 12
15. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Beispiele für studentische Fehlkonzepte
Nutzung von 5 statt 4 Zeitabschnitten:
siehe auch: https://twitter.com/LehrstuhlEMV/status/1258123886367068160
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 13
16. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Beispiele für studentische Fehlkonzepte
Komplexe Impedanz in Zeitfunktion umgerechnet:
€ #ß
= 2.42Mt
8,411J
--
ZAB
=
81751 "
Sin Iwtt 73,95 ) I 8,751 .
ewtt 73,95
-
siehe auch: https://twitter.com/LehrstuhlEMV/status/1264294433027174401
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 14
17. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Idee
Personalisierbare Aufgaben zur handschriftlichen Lösung:
I handschriftlich −→ authentisch, niederschwellig für
Formeln, Schaltbilder, Diagramme, Konzeptfehler werden
sichtbar
I personalisiert −→ kein Abschreiben möglich
I gegenseitige Korrektur −→ kein Korrekturaufwand −→
gute vorgefertigte, personalisierte Musterlösung
I per Moodle und E-Mail −→ skalierbar, kein „Papierkrieg“
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 15
18. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Vorgehensweise (Der Zoom ist dein Freund!)
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 16
20. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
1. Aufgabe (für jeden gleich)
Der dargestellte Zeitverlauf zeigt den Strom i in Abhängigkeit
der Zeit t. Gesucht ist die Ladung Q(t) für die vier Abschnitte
1. 0 s ≤ t ≤ 1 s,
2. 1 s < t ≤ 2 s,
3. 2 s < t ≤ 3 s und
4. 3 s < t ≤ 4 s.
Die Anfangsladung beträgt Q(t = 0) = 0.
Man berechne abschnittsweise die Ladung Q(t) als Formel
durch zeitliche Integration des Stromes und zeichne den
entsprechenden Zeitverlauf.
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 18
21. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Diagramm (für Matrikelnummer 123 456)
1 2 3 4
−4
−3
−2
−1
1
2
3
4
t in s
i(t) in A
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 19
22. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Diagramm (für Matrikelnummer 123 457)
1 2 3 4
−4
−3
−2
−1
1
2
3
4
t in s
i(t) in A
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 20
23. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Diagramm (für Matrikelnummer 123 458)
1 2 3 4
−4
−3
−2
−1
1
2
3
4
t in s
i(t) in A
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 21
24. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Diagramm (für Matrikelnummer 123 459)
1 2 3 4
−4
−3
−2
−1
1
2
3
4
t in s
i(t) in A
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 22
25. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Randomisierte PGFPLOTS-Diagramme erzeugen
documentclass { standalone }
usepackage { pgfplots , s i u n i t x }
begin { document }
% Zufallszahlengenerator auf Matrikelnummer setzen
pgfmathsetseed {123456}
% Strom zum Zeitpunkt 1 s ( in A, kann auch noch Null sein , s o l l t e aber nicht )
pgfmathrandominteger { stromeinsrandom }{ −4}{4}
% f a l l s Strom Null , auf 1 A setzen
pgfmathsetmacro { stromeins } { i f t h e n e l s e ( stromeinsrandom ==0 ,1 , stromeinsrandom ) }
% Strom im Zeitraum von 1 s bis 2 s ( in A, kann auch Null sein )
pgfmathrandominteger { stromzwei }{ −4}{4}
% Strom im Zeitraum von 2 s bis 3 s ( in A, kann auch Null sein )
pgfmathrandominteger { stromdreirandom }{ −4}{4}
% f a l l s der Strom gleich dem Wert vom vorherigen Zeitraum i s t , Vorzeichen umkehren
pgfmathsetmacro { stromdrei } { i f t h e n e l s e ( stromzwei == stromdreirandom , − stromdreirandom , stromd
% f a l l s beide Stroeme Null sind , neuen Strom auf 1 A setzen
pgfmathsetmacro { stromdrei } { i f t h e n e l s e ( abs ( stromzwei )+abs ( stromdrei )==0 ,1 , stromdrei ) }
% Strom im Zeitraum von 3 s bis 4 s ( in A, kann auch Null sein )
pgfmathrandominteger { stromvierrandom }{ −4}{4}
% f a l l s beide Stroeme Null sind , neuen Strom auf 1 A setzen
pgfmathsetmacro { stromvier } { i f t h e n e l s e ( abs ( stromzwei )+abs ( stromvierrandom )==0 ,1 , stromvierra
% f a l l s beide Stroeme Null sind , neuen Strom auf 1 A setzen
pgfmathsetmacro { stromvier } { i f t h e n e l s e ( abs ( stromdrei )+abs ( stromvier )==0 ,1 , stromvier ) }
% f a l l s der Strom gleich dem Wert vom vorherigen Zeitraum i s t , Vorzeichen umkehren
pgfmathsetmacro { stromvier } { i f t h e n e l s e ( stromdrei == stromvier , − stromvier , stromvier ) }
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 23
26. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Randomisierte PGFPLOTS-Diagramme erzeugen
begin { t i k z p i c t u r e }
begin { axis } [
xlabel ={ Zeit in s i { second } } ,
ylabel ={Strom in s i { ampere } } ,
xmin= −0.9 ,xmax=4.9 , ymin= −4.9 ,ymax=4.9 ,
x t i c k ={1 ,2 ,3 ,4} ,
y t i c k ={ −4 , −3 , −2 , −1 ,1 ,2 ,3 ,4} ,
x t i c k l a b e l s t y l e ={ below r i g h t } ,
y t i c k l a b e l s t y l e ={ below l e f t } ,
axis x l i n e =middle , axis y l i n e =center ,
xmajorgrids , ymajorgrids ,
]
addplot +[mark=none , l i n e width=1pt ] coordinates {
( −0.5 ,0)
(0 ,0)
( 1 , stromeins )
( 1 , stromzwei )
( 2 , stromzwei )
( 2 , stromdrei )
( 3 , stromdrei )
( 3 , stromvier )
( 4 , stromvier )
(4 ,0)
( 4 . 5 , 0 ) } ;
end { axis }
end { t i k z p i c t u r e }
end { document }
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 24
27. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
1. Musterlösung (für Matrikelnummer 123 456)
Abschnittsweise Berechnung:
0 ≤ t ≤ 1 s: Strom im 1. Zeitabschnitt (1 Punkt):
i(t) = 1
A
s
· t
Ladung im 1. Zeitabschnitt (1 Punkt):
Q(t) =
t
Z
0
1
A
s
t0
dt0
+ 0 = 1
A
s
·
t02
2
t
0
= 0,5
A
s
t2
Ladung am Ende des 1. Zeitabschnitts (1 Punkt):
Q(1 s) = 0,5 A s
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 25
28. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
1. Musterlösung (für Matrikelnummer 123 457)
Abschnittsweise Berechnung:
0 ≤ t ≤ 1 s: Strom im 1. Zeitabschnitt (1 Punkt):
i(t) = −2
A
s
· t
Ladung im 1. Zeitabschnitt (1 Punkt):
Q(t) =
t
Z
0
−2
A
s
t0
dt0
+ 0 = −2
A
s
·
t02
2
t
0
= −1
A
s
t2
Ladung am Ende des 1. Zeitabschnitts (1 Punkt):
Q(1 s) = −1 A s
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 26
29. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
1. Musterlösung (für Matrikelnummer 123 458)
Abschnittsweise Berechnung:
0 ≤ t ≤ 1 s: Strom im 1. Zeitabschnitt (1 Punkt):
i(t) = 4
A
s
· t
Ladung im 1. Zeitabschnitt (1 Punkt):
Q(t) =
t
Z
0
4
A
s
t0
dt0
+ 0 = 4
A
s
·
t02
2
t
0
= 2
A
s
t2
Ladung am Ende des 1. Zeitabschnitts (1 Punkt):
Q(1 s) = 2 A s
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 27
30. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
1. Musterlösung (für Matrikelnummer 123 459)
Abschnittsweise Berechnung:
0 ≤ t ≤ 1 s: Strom im 1. Zeitabschnitt (1 Punkt):
i(t) = 1
A
s
· t
Ladung im 1. Zeitabschnitt (1 Punkt):
Q(t) =
t
Z
0
1
A
s
t0
dt0
+ 0 = 1
A
s
·
t02
2
t
0
= 0,5
A
s
t2
Ladung am Ende des 1. Zeitabschnitts (1 Punkt):
Q(1 s) = 0,5 A s
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 28
31. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Algorithmierte Erzeugung der Musterlösung
% Nachkommastellen bei einer Ganzzahl abschneiden
pgfmathdeclarefunction { trimzero } { 1 } { pgfmathparse { i f t h e n e l s e (#1==round (#1) , i n t ( # 1 ) , # 1 ) } }
% Strom ( in A) in Ganzzahlen umwandeln
pgfmathsetmacro { stromeins } { i n t ( stromeins ) }
% Ladung am Ende des 1. Abschnitts ( in As)
pgfmathsetmacro { ladungeins } { trimzero ( stromeins / 2 ) }
% D i f f e r e n t i a l o p e r a t o r ( kleines aufrechtes d )
newcommand * { d i f f } { mathop { } ! mathrm { d } }
Strom im 1. Z e i t a b s c h n i t t (1 Punkt ) :
begin { equation }
i ( t ) = SI { stromeins } { ampere per second } cdot t
end { equation }
Ladung im 1. Z e i t a b s c h n i t t (1 Punkt ) :
begin { subequations }
begin { align }
Q( t ) = i n t l i m i t s _ 0 ^ t SI { stromeins } { ampere per second } t ’ d i f f t ’ + 0
= SI { stromeins } { ampere per second } cdot l e f t [ frac { t ’ ^ 2 } { 2 } r i g h t ] _0^
= SI { ladungeins } { ampere per second } t ^2
end { align }
end { subequations }
Ladung am Ende des 1. Zeitabschnitts (1 Punkt ) :
begin { equation }
Q( SI { 1 } { second } ) = SI { ladungeins } { ampere second }
end { equation }
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 29
32. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
1. Musterlösung (für Matrikelnummer 123 456)
Grafische Darstellung:
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
0
2
4
6
Zeit, t in s
Ladung,
Q(t)
in
A
s
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 30
33. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
1. Musterlösung (für Matrikelnummer 123 457)
Grafische Darstellung:
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
−1
−0,8
−0,6
−0,4
−0,2
0
Zeit, t in s
Ladung,
Q(t)
in
A
s
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 31
34. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
1. Musterlösung (für Matrikelnummer 123 458)
Grafische Darstellung:
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
0
1
2
3
Zeit, t in s
Ladung,
Q(t)
in
A
s
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 32
35. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
1. Musterlösung (für Matrikelnummer 123 459)
Grafische Darstellung:
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
−2
0
2
4
Zeit, t in s
Ladung,
Q(t)
in
A
s
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 33
36. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
2. Aufgabe (für jeden gleich)
Mit Hilfe der Knotenspannungsanalyse sollen die drei
Knotenspannungen UKn1, UKn2 und UKn3 berechnet werden, die
zwischen dem jeweiligen Knoten und dem Bezugsknoten
anliegen.
a) Man zeichne die drei Knotenspannungen UKn1, UKn2 und
UKn3 in das Schaltbild ein (3 Punkte).
b) Man stelle das Gleichungssystem zur Berechnung des
Netzwerks mit Hilfe der Knotenspannungsanalyse in
Matrixform auf (9 Punkte).
c) Man setze die Werte der Bauelemente in das
Gleichungssystem ein (1 Punkt).
d) Man löse das Gleichungssystem und berechne somit die
drei gesuchten Knotenspannungen UKn1, UKn2 und UKn3
(3 Punkte).
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 34
37. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Schaltbild (für Matrikelnummer 123 460)
Iq1
R1
Iq2
R2
Iq3
Iq4
R3
0
1 2
3
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 35
38. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Schaltbild (für Matrikelnummer 123 461)
Iq1 Iq2
R1
Iq3
R2
Iq4
R3
0
1 2
3
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 36
39. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Schaltbild (für Matrikelnummer 123 462)
R1
Iq1
Iq2
R2
R3
0
1 2
3
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 37
40. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Schaltbild (für Matrikelnummer 123 463)
Iq1
R1 R2
Iq2
Iq3
R3
0
1 2
3
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 38
41. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Randomisierte CircuiTikZ-Schaltungen zeugen
documentclass { standalone }
usepackage {amsmath}
newcommand { ind } [ 1 ] { mathrm {#1}}
usepackage [ european ] { c i r c u i t i k z }
begin { document }
begin { t i k z p i c t u r e } [ scale =1.3]
draw (2 ,0) to [ short ] ( 0 , 0 ) ;
draw (0 ,0) to [ I , i ^=$I_ { ind { q }1} $ ] ( 0 , 2 ) ;
draw (0 ,0) to [ short , * −] ( −2 ,0) to [R, l =$R_{1} $ ] ( −2 ,2) to [ short , −*] ( 0 , 2 ) ;
draw (2 ,0) to [ short ] ( 4 , 0 ) ;
draw (4 ,0) to [ I , i_ =$I_ { ind { q }2} $ ] ( 4 , 2 ) ;
draw (2 ,0) to [R, l ^=$R_{2} $ ] ( 2 , 2 ) ;
draw (0 ,2) to [ short ] ( 0 , 4 ) ;
draw (0 ,4) to [ I , i ^=$I_ { ind { q }3} $ ] ( 4 , 4 ) ;
draw (4 ,4) to [ short ] ( 4 , 2 ) ;
draw (0 ,2) to [ I , i ^=$I_ { ind { q }4} $ ] ( 2 , 2 ) ;
draw (4 ,2) to [R, l_=$R_{3} $ ] ( 2 , 2 ) ;
node [ c i r c ] at (2 ,0) { } ;
node [ below ] at (2 ,0) { 0 } ;
node [ c i r c ] at (0 ,2) { } ;
node [ above l e f t ] at (0 ,2) { 1 } ;
node [ c i r c ] at (4 ,2) { } ;
node [ above r i g h t ] at (4 ,2) { 2 } ;
node [ c i r c ] at (2 ,2) { } ;
node [ above ] at (2 ,2) { 3 } ;
end { t i k z p i c t u r e }
end { document }
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 39
42. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
2. Musterlösung (für Matrikelnummer 123 460)
Aufstellen des Gleichungssystems zur Berechnung des
Netzwerks:
G1 0 0
0 G3 −G3
0 −G3 G2 + G3
·
UKn1
UKn2
UKn3
=
Iq1 + Iq3 + Iq4
Iq2 − Iq3
−Iq4
Einsetzen der Werte der Bauelemente in das
Gleichungssystem:
9 S 0 0
0 7 S −7 S
0 −7 S 13 S
·
UKn1
UKn2
UKn3
=
11 A
−3 A
−5 A
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 40
43. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
2. Musterlösung (für Matrikelnummer 123 461)
Aufstellen des Gleichungssystems zur Berechnung des
Netzwerks:
G2 −G2 0
−G2 G2 + G3 −G3
0 −G3 G1 + G3
·
UKn1
UKn2
UKn3
=
−Iq1 + Iq3 + Iq4
−Iq2 − Iq3
−Iq4
Einsetzen der Werte der Bauelemente in das
Gleichungssystem:
8 S −8 S 0
−8 S 16 S −8 S
0 −8 S 14 S
·
UKn1
UKn2
UKn3
=
4 A
−15 A
−8 A
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 41
44. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
2. Musterlösung (für Matrikelnummer 123 462)
Aufstellen des Gleichungssystems zur Berechnung des
Netzwerks:
G1 + G2 0 −G2
0 G3 −G3
−G2 −G3 G2 + G3
·
UKn1
UKn2
UKn3
=
−Iq2
Iq1 + Iq2
0
Einsetzen der Werte der Bauelemente in das
Gleichungssystem:
7 S 0 −4 S
0 1 S −1 S
−4 S −1 S 5 S
·
UKn1
UKn2
UKn3
=
−1 A
2 A
0
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 42
45. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
2. Musterlösung (für Matrikelnummer 123 463)
Aufstellen des Gleichungssystems zur Berechnung des
Netzwerks:
G1 0 0
0 G2 + G3 −G3
0 −G3 G3
·
UKn1
UKn2
UKn3
=
−Iq1 − Iq3
0
Iq2 + Iq3
Einsetzen der Werte der Bauelemente in das
Gleichungssystem:
7 S 0 0
0 6 S −3 S
0 −3 S 3 S
·
UKn1
UKn2
UKn3
=
−6 A
0
10 A
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 43
46. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Randomisierte Gleichungssysteme erzeugen
begin { equation * }
begin { bmatrix }
G_{1} 0 0
0 G_{3} −G_{3}
0 −G_{3} G_{2} + G_{3}
end { bmatrix } cdot begin { bmatrix }
U_ { ind {Kn}1}
U_ { ind {Kn}2}
U_ { ind {Kn}3}
end { bmatrix } = begin { bmatrix }
I_ { ind { q }1} + I_ { ind { q }3} + I_ { ind { q }4}
I_ { ind { q }2} − I_ { ind { q }3}
− I_ { ind { q }4}
end { bmatrix }
end { equation * }
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 44
48. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Auswertung eines typischen Durchlaufs
Nackte Zahlen:
I Aufgabe an ca. 200 Studierende verschickt
I Lösungen von ca. 150 Studierenden eingereicht
I Korrektur durch ca. 140 Studierende durchgeführt
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 46
49. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Auswertung eines typischen Durchlaufs
Nackte Zahlen:
I Aufgabe an ca. 200 Studierende verschickt
I Lösungen von ca. 150 Studierenden eingereicht
I Korrektur durch ca. 140 Studierende durchgeführt
Vorteil:
I exzellente Aktivierung
I gute Prüfungsvorbereitung ohne „teaching to the test“
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 46
50. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Typische Verteilung der Punktzahl
0–2 2–4 4–6 6–8 8–10 10–12 12–14 14–16
0
20
40
60
Punkteanzahl (maximal 16)
absolute
Häufigkeit
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 47
51. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Typische Verteilung der Punktabweichung
0–1 1–2 2–3 3–4 4–5
0
20
40
60
absolute Abweichung zwischen Gutachter 1 und 2
absolute
Häufigkeit
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52. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Auswertung des 11. Durchlaufs im SoSe 2020
−7 −6 −5 −4 −3 −2 −1 0
0
10
20
30
40
50
60
70
The deadline is the
ultimate inspiration!
Zeitpunkt t der Einreichung vor der Frist in d
Anzahl
der
Einreichungen
Personalisierte Aufgaben mit L
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53. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Auswertung des 11. Durchlaufs im SoSe 2020
−7 −6 −5 −4 −3 −2 −1 0
0
10
20
30
40
50
60
70
Die Gleich-Erlediger*innen Die Aufschieber*innen
Zeitpunkt t der Einreichung vor der Frist in d
Anzahl
der
Einreichungen
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 50
54. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Wann wird eingereicht?
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223
0
50
100
150
200
Tageszeit in h
absolute
Häufigkeit
(gesamt
2377)
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ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 51
55. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Fun Facts
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 52
56. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Fun Facts
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 52
57. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Fun Facts
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 52
58. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Fun Facts
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 53
59. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Student lädt Verknüpfung hoch
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60. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Schlechte Bildqualität der Einreichungen/Korrekturen
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61. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Nur Überlagerung der Korrekturhinweise hochgeladen
Y v r 414
✓
✓
✓
✓
v r r
off
F
-
0,5
F -1
F 4,516
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62. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Glaubwürdigkeit der Korrekturen
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63. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Beispiel zur Fourierreihen-Aufgabe (1)
Beschwerde einer Studentin:
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64. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Beispiel zur Fourierreihen-Aufgabe (2)
Zugehörige Musterlösung:
Grafische Darstellung der originalen Rechteckpulsfolge und der Näherung durch die
Fourierreihe (bis k = 4) in einem gemeinsamen Diagramm (2 Punkte):
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
−1
0
1
2
3
Zeit t in s
Spannung
u(t)
in
V
originale Rechteckpulsfolge
Näherung durch die Fourierreihe bis k = 4
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65. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Beispiel zur Fourierreihen-Aufgabe (3)
Nachfrage und Antwort des Korrekteurs:
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 60
66. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Beispiel zur Fourierreihen-Aufgabe (4)
Nachfrage und Antwort des Korrekteurs:
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 61
67. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Konzeptfehler
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 62
68. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Konzeptfehler
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 63
69. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Konzeptfehler
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 64
70. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Verbesserungspotential
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 65
71. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Verbesserungspotential
Personalisierte Aufgaben mit L
ATEX, PGFPLOTS und CircuiTikZ 66
72. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Weitere Informationen
Bisherige Erfolge:
I bisher 13 verschiedene Aufgabentypen entwickelt
I bisher 30 Durchläufe in 7 Semestern
I insgesamt ca.:
I 6400 personalisierte Aufgaben verschickt
I 3000 studentische Lösungen eingereicht
I 5720 studentische Peer-Review-Korrekturen durchgeführt
Links:
Lightning Talk: https://youtu.be/LDw_Ifmg2WM
Twitter: #PersonalisierteAufgaben
Artikel: Die TEXnische Komödie 4/2019
FAQ: SlideShare
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73. Motivation Umsetzung in L
ATEX Auswertung und Diskussion
Vielen Dank für Eure und Ihre Aufmerksamkeit!
Was gibt es noch für Fragen?
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