WIRIS quizzes Datenbank, Mathematik für Moodle Quiz

Transkript

1 WIRIS quizzes Datenbank, Mathematik für Moodle Quiz Carles Aguiló Maths for More WIRIS quizzes verbessert die Funktionalität von Moodle Quiz in der Mathematik und in anderen wissenschaftlichen Themengebieten. Es ermöglicht eine automatische Bewertung von Antworten, zufälligen Variablen und graphischen Darstellungen in den Fragen und Antworten, einen visuellen Formeleditor für die Antwort der Schüler und Syntax-Überprüfung dieser Antwort. Letztes Jahr haben wir das Tool WIRIS quizzes der Gemeinschaft Moodle präsentiert. Heute ist der Plan, eine freie Plattform mit Materialien zu erzeugen, verwirklicht worden. WIRIS quizzes Datenbank bietet eine Anzahl Fragen, die als Ansatzpunkt benutzt werden können, und die damit der Lehrer bei Inhaltsschaffung unterstützen. 1. WIRIS quizzes kurz gefasst 1.1. Einleitung Zufällige Elemente für Fragebögen werden unserer Erfahrung nach von ihren Autoren besonders geschätzt. In wissenschaftlichen und technischen Lehrfächern, wie Mathematik, Physik oder Chemie, erhält dieser Komponente eine ebenso wichtige Bedeutung. In diesen Bereichen ist es möglich, den Schülern spontane Fragen zu stellen, so dass er seine Kompetenzen ohne Zeitbeschränkung üben kann. Die automatische Bewertung von Antworten ist auch ein wichtiges Thema für zufällige Fragen. Die Integrierung eines Systems mathematischer Berechnung in die Antworten der Schüler ermöglicht es und spart viele Zeit durch einfache und kompakte Programmierung. Unsere Erfahrung hat schließlich gezeigt, dass das Interface des Schülers ein kritischer Bestandteil dieser Bewertungssysteme ist. Zu oft scheitern die Schüler aufgrund von Syntaxproblemen. WIRIS Quizzes führt eine mathematische Überprüfung der Grammatik durch und weist den Schüler auf mögliche Fehler im Aufbau seiner Antwort hin. WIRIS quizzes stützt sich dafür auf zwei andere Tools, nämlich WIRIS editor, um mathematische Formeln zu entwickeln, und WIRIS CAS, das alle Berechnungen handelt. Die drei Tools sind auf Java basierte und daher OS und Browser unabhängig.

2 1.2. Architectur und mathematische Kodifizierung Um die Fragestruktur am leichtesten zu modifizieren, führt WIRIS quizzes einfach ein, einen mathematischen Absatz am Ende der Frage, der durch den Knopf Zusätzliche Felder aktiviert und deaktiviert werden kann. Dieses bietet zwei Vorteile: Erstens ist die Mathematik in einem einzel Punkt gruppiert und zweitens stört dieses nicht die Lehrer von anderen Sachgebieten. Die in diesem System benutzte Programmiersprache ist die von WIRIS. Sie ist eine großmächtig mathematische Sprache, einfach zu benutzen und steht der standardisierten mathematischen Notation sehr nahe. Im Unterteil der Moodle Frage wird die Sitzung von WIRIS CAS angezeigt, dem Rechner der Familie WIRIS. Im WIRIS CAS kann man Programmbibliotheken erstellen, wie im Bild 1. In diesen Bibliotheken kann man Funktionen und Variablen speichern. Um diese Variablen in Moodle zu benutzen, müssen wir sie durch die Eingabe von Syntax #Variable_Name aufrufen. Bild 1 Beispiel der Architektur

3 In den folgenden Blöcken kann man die Programmbibliothek einsehen, so dass der Nutzer nicht die Vorschau der Frage überprüfen muss, sondern den Lauf seines Werkes direkt in der selben Sitzung nachvollziehen kann Fragesorten WIRIS quizzes schafft keine neue Fragesorte, um mathematische Fragen zu ergänzen. Es verbessert einfach die vorhandene Fragesorten, so dass es dem Lehrer sehr leicht fällt, mit die Verbesserungen zu arbeiten. Was die Antwort trifft, gibt es wesentlich zwei Fragesorten: freier Text (Kurzantwort und Freitext) und Auswahl (Wahr/Falsch, Multiple- Choice, Zuordnung), und dann Kombinationen von diesen Zwei in der Fragesorte Lückentext (Cloze). WIRIS quizzes arbeitet mit allen diesen Fragesorten, und löst verschiedene Probleme für jede. Es muss bemerkt werden, dass die Numerisch und Berechnet Fragesorten werden durch WIRIS unnötig, da die Philosophie von WIRIS jede Frage gleichzeitig berechnet und numerisch macht. Bei einer Auswahlfrage, fügt WIRIS quizzes ein, die Möglichkeit zufällige Elemente hervorzustellen, zum Beispiel (Bild 2) ein Polynom oder eine graphische Darstellung. Bei einer offenen Frage kann ein Formel Editor für die Eingabe des Schülers eingefügt werden. Der Lehrer trifft diese Entscheidung, da das Bedürfnis nach einem Formel Editor von der Frage abhängig ist. In jedem Fall, muss der Verfasser der Frage die richtige Antwort angeben, was im Wesentlichen bedeutet, dass er WIRIS die Arbeit überlässt. Er muss einfach dem System Bescheid geben, welche Variable die Antwort speichern soll.

4 Bild 2 Zufällige Polynom und graphische Darstellung 1.4. Kurze Antwort Im Fall einer kurzen Antwort muss der Schüler eine offene Antwort geben, welche allerdings eine genaue Syntax haben muss. Es ist üblich, dass die Schüler Probleme mit der richtigen Syntax haben.

5 WIRIS quizzes beinhaltet ein System, das dem Schüler hilft, die Anzahl der Fehler in der Syntax zu verringern. Dieses System der Syntaxüberprüfung ist möglich, wenn die Antwort einen WIRIS Formel Editor beinhaltet. Der Lehrer entscheidet bei jeder Frage, ob dieser Editor verfügbar sein soll oder nicht. Das Syntaxüberprüfungssystem entdeckt es, wenn in einer Antwort ein Bestandteil fehlt, so dass die Antwort gut aufgebaut ist. Somit können wir fehlende Klammern oder ander fehlende Zeichen entdecken. Auch die Nutzung eines WYSIWYG Editors verringert die Anzahl der Syntaxfehler, da die Vorschau einfach und spontan verstanden und interpretiert werden kann. Bild 3: Syntax Überprüfung

6 2. Neuigkeiten in WIRIS quizzes WIRIS quizzes ist letztes Jahr vielseitiger geworden, im Sinne ihre Funktionalität hat sich wesentlich erweitert. Die vier wichtigsten neuen Features sind die folgende Neue Fragesorte: Lückentext (Cloze) WIRIS quizzes arbeitet jetzt zusammen mit der Syntax der Lückentexte. Diese Syntax ist etwa komplizierter als für die anderen Fragen, aber diese Fragesorte kann für einige Lehrer nützlich sein. Die standard Moodle Syntax für eine Cloze Frage ist: {Grade:TYPE:%Percentage%Answer#Feedback~%Percentag e%answer#feedback~...} Sehen Sie bitte die Moodle Dokumentation wenn Sie damit nicht vertraut sein. WIRIS funktioniert als üblich, aber die Variabeln müssen hier mit die Zeichen \# anstatt nur # aufgeruft werden, da # für Moodle reserviert ist. Zum Beispiel, wenn die richtige Antwort in einer Multiple-Choice Frage f wäre, sollten wir es so schreiben: {:MC:\#f~\#g~\#h} Wo ~ zwei mögliche Lösungen abtrennt und \#g für die Funktion g steht. Die anderen Aspekte sind als üblich für diese Fragesorte, sowohl %Percentage% als Grade und #Feedback WIRIS CAS für den Schüler Jetzt ist es möglich eine WIRIS CAS Sitzung dem Schüler anzubieten, die schon mit vorgegebenem Inhalt aufgeladen ist. Der Schüler kann diesen Inhalt bearbeiten und seine Antwort damit bauen. Ein Knopf Antwort kopieren macht es noch leichter, die gewünschten Werte der Sitzung als Antwort einzutragen.

7 Bild Auswertungsfunktion Manchmal wollen wir nicht eine geschlossene Antwort, sondern eine Antwort, die einige Eigenschaften hat. Dies ist mit WIRIS möglich. Zum Beispiel könnten wir so eine Frage stellen: Schreib eine reelle Zahl, die nicht rationale ist. Die mögliche Antworte sind offensichtlich unendlich. Dafür, nehmen wir die Antwort des Schülers in einer Variablen und diese Variable überarbeiten.

8 Lass uns sehen, wie einfach dies gemacht werden kann. In unserem Beispiel, wird die Frage so einfach wie möglich sein: Schreib eine Primzahl größer als 50. Wir müssen dafür eine Testfunktion schreiben und das System informieren, dass es diese Funktion benutzen soll. Im Bild 5 sehen wir die Testfunktion und einen Beispiel, der notwendig ist, so dass der Schüler eine richtige Lösung zu der Übung sehen kann. Der Beispielswert ist in Variable a und die Testfunktion in Variable test. Bild 5 In jeweils seinem Feld informieren wir als in Bild 6 das System. Bild 6 Damit ist unsere Frage fertig. Selbstverständlich kann man es beliebig kompliziert gestalten, aber das Prinzip haben wir mit diesem ganz einfachen Beispiel gesehen Mehrfach Antwort Da wir normalerweise zufälliger Inhalt benutzen werden, wird es wichtig mehrere Fragen über eine einzelne Formulierung stellen zu

9 können, und mit mehreren Antworten arbeiten zu können. Dies hat auch WIRIS quizzes gelöst. Schreib einfach eine Antwort nach eine andere, durch eine Leertaste getrennt, und der Schüler kann mehrere Antworte zur gleichen Formulierung eintragen. Bild 7 Wenn wir es so einstellen, wird jede Antwort den gleichen Wert tragen, in unserem Beispiel 33% der Übungszensur. Wir können dieses durch Prozente ändern. Die Syntax ist als im Bild 8. Bild 8 3. Die Datenbank der Inhalte Die Datenbank befindet sich in der Seite In dieser noch kleinen Datenbank (ungefähr 500 Fragen) gibt es schon die möglichst verschiedene Themen und Kursen, von einem Unterstützungskurs für ein Kind mit Lernbehinderung durch ganz planmäßige Hochschule Kursen bis zu einem Lineare Algebra Kurs für eine Technische Universität. Die Datenbank ist unter dem Prinzip der Kollaboration gebaut. In einer ersten Phase haben wir mit einigen Lehrern, dessen Arbeit wir schon kannten, Kontakt aufgenommen. Sie haben uns ihre Quiz geschickt und wir haben damit eine Moodle Instanz aufgestellt. Um die Suche nach Inhalte zu erleichtern, haben wir auch eine Drupal Instanz gebaut. Durch diesen Drupal erreicht man den Moodle, wo die

10 Inhalte sind. Es wird uns bald gelingen, die Automatisierung alle diese Prozesse zu einrichten, sowohl für die Erstellung neue Quiz als auch für das Herunterladen der gewünschten Fragebogen. 4. Schlussfolgerungen WIRIS quizzes ist jetzt ein durchdachtes Tool, das heute eine breite Auswahl Möglichkeiten für jeden Nutzer anbietet. Es ist auch ein mit Moodle wenig invasiver Plug-In und es bedeutet eine wichtige Bereicherung für diese Plattform. Mit der neuen Datenbank haben wir es geschafft, freigänglicher Inhalt für Mathe Lehrer zur Verfügung zu stellen, so dass es ihnen leich fallen wird, neue Übungen zu ergänzen. Unsere Absicht damit ist auch, der Weg der Mathe Lehrer, die Moodle-Einsteiger sind, zu erleichtern und die Zeitspanne des Bereitstellens zu verkürzen.