Das interaktive Skript
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Vielen Studenten bereiten die Themen der technischen Informatik besondere Probleme - zum Beispiel die komplizierten Zeitabläufe in elektronischen Schaltungen. Aufbauend auf positiven Erfahrungen mit interaktiven Simulatoren wird ein interaktives Skript aufgebaut, dass deutlich leichteren Zugang zum Lehrstoff verspricht. Ein interaktives Skript bzw. interaktives Lehrbuch besteht zunächst aus klassischen Lehrtexten, die mit den üblichen Multimediaelementen wie Graphiken, Plots, Animationen, Audio- und Videodateien angereichert werden, und über Hyperlinks miteinander verknüft sind. Zusätzlich jedoch enthalten die interaktiven Skripte direkt eingebettete aktive Programmelemente wie Funktionen oder Applets, die in der Umgebung des Skripts (z.B. Matlab oder Java) direkt aufgerufen und ausgeführt werden können. Durch Veränderung der Parameter der Skripte und Funktionen, aber auch durch Veränderung der Funktionen selbst, kann das interaktive Material jederzeit ergänzt und vom Anwender an seine eigenen Bedürfnisse angepasst werden. Dies bietet ideale Voraussetzungen für entdeckendes Lernen und einen experimentellen Zugang zum Lehrstoff. Im Laufe der Zeit erstellt ein aktiver Anwender des interaktiven Skripts seine eigene Programmbibliothek, die auch später im Berufsleben jederzeit produktiv genutzt werden kann.Automatische Überprüfung von Übungsaufgaben
h Ziel des Projekts ist es, Übungsaufgaben nahtlos in die virtuelle Welt des interaktiven Skripts zu integrieren. Dies umfasst im ersten Schritt die Option zur automatischen Überprüfung der von den Studierenden entwickelten Lösungen. Die Studierenden wissen daher sofort, ob ihre Lösung bereits korrekt ist oder noch verändert werden muss, und auch die Übungsgruppenleiter werden bei der späteren Korrektur der Aufgaben entlastet. Der zweite Schritt umfasst Maßnahmen zur Hilfestellung, um die Studierenden an einen korrekten Lösungsweg heranzuführen und bei der Nachbesserung kleinerer Fehler oder Mängel zu unterstützen.Demos
Eine interaktive Demonstration der originalen Matlab-Version der interaktiven Skripte ist an dieser Stelle bisher nicht möglich, da wir auch die HTML-Applet-Version aus Lizenzgründen nur für unsere Studierenden anbieten können. Bei Interessen an den Skripten wenden Sie sich bitte an uns (Adressen am Ende dieser Seite).Die Jython-Version der interaktiven Skripte benötigt dagegen nur einen aktuellen Web-Browser mit installiertem Java (JRE/JDK 1.4.+), aber keine weitere lizenzpflichtige Software. Bitte klicken Sie für eine Übersicht unserer Demonstrations-Applets. Die Applets zeigen einige der Möglichkeiten des interaktiven Skripts inklusive interaktiv berechneter Graphiken und Sounds und demonstrieren einige Algorithmen zur Überprüfung von Übungsaufgaben. Die Applets starten nach Anklicken der jeweiligen Seite automatisch, sobald der benötigte Code (einmalig ca. 1.5 MByte) heruntergeladen ist. Bitte bestätigen Sie die Sicherheitsabfrage des Browsers, um die Applets zu starten.
Praxis
Derzeit testen wir die Applet-Version der Überprüfung zum ersten Mal im praktischen Einsatz.Hinweise zur automatischen Überprüfung der Übungsaufgaben mit unseren Java-/Matlab-Applets (Installation, Systemanforderungen, Bedienung, etc.).
Hier die Links zu den einzelnen Aufgabenblättern; die Webseiten mit den Applets zur Überprüfung finden sich jeweils unter dem Titel 'Selbstkontrolle':- Aufgabenblatt 1 (PDF), Selbstkontrolle, Musterlösung
- Aufgabenblatt 2 (PDF), Selbstkontrolle, Musterlösung
- Aufgabenblatt 3 (PDF), Selbstkontrolle, Musterlösung
- Aufgabenblatt 4 (PDF), Selbstkontrolle, Musterlösung
- Aufgabenblatt 5 (PDF), Selbstkontrolle, Musterlösung
- Aufgabenblatt 6 (PDF), Selbstkontrolle, Musterlösung
Dokumentation
Es stehen die folgenden Dokumente zum Projekt zur Verfügung:- Die bisher verfügbaren interaktiven (Matlab-) Skripte stehen auf den Webseiten der jeweiligen Vorlesung zum Download bereit, die über unsere Lehrveranstaltungsseite als Einstiegspunkt erreicht werden können.
- Die Kurzpräsentation des Projekts im Oberseminar E-Learning im WS'2003.
- Der erste Projektbericht enthält eine Kurzschreibung der Ziele und Softwareplattform.
- Der zweite Projektbericht beschreibt zunächst einige Aspekte der Software-Infrastruktur. Anschließend werden Algorithmen für die Überprüfung von Auswahl-Aufgaben (Multiple-Choice), Zahlenwert-Aufgaben und die Überprüfung von digitalen Schaltungen erläutert.
- Das Poster der Projektpräsentation während der Campus Innovation Konferenz im September'2003.
- Folienkopien (PDF) der Projektvorstellung im Oberseminar E-Learning des Fachbereichs Informatik im WS-03/04.
- Folienkopien (PDF) der Projektvorstellung im Oberseminar E-Learning des Fachbereichs Informatik im SS-04.
- Das Poster der Projektpräsentation während der Campus Innovation Konferenz im September'2004.
- Der dritte Projektbericht beschreibt die Umsetzung und Darstellung von interaktiven Skripten als HTML mit eingebetteten Applets. Anschließend werden Algorithmen für die Überprüfung von Formeln und Boole'schen Ausdrücken sowie die Überprüfung von Maschinen- bzw. Assembler-Programmen für unseren Demo-Rechner 'Primitive Maschine' erläutert.
- Die Check*Applets-Dokumentation beschreibt die im Rahmen des Projekts entwickelten Java-Applets zur Überprüfung von Übungsaufgaben, mit denen fast alle in der technischen Informatik vorkommenden Aufgabentypen abgedeckt werden. Neben den einfachen Aufgaben (Stringvergleich, Zahlenwerte, Multiple-Choice) werden insbesondere auch Formeln unterstützt, insbesondere Boole'sche Ausdrücke und arithmetische Ausdrücke. Die Applets laufen in jedem gängigen Web-Browser mit Java-Unterstützung und benötigen keine zusätzliche Software.
- Die Matlab-Tools-Dokumentation beschreibt die im Rahmen des Projekts entwickelten Software-Werkzeuge für das interaktive (HTML-) Skript. Neben den detaillierten Beschreibungen finden sich auch Tips zur Installation und Fehlersuche für die Anwender der Skripte. Die im Rahmen des Projekts erstellte Software zur Überprüfung und Hilfestellung zu den Übungsaufgaben ist im Moment nicht frei zum Download erhältlich, da sich das Multimedia-Kontor Hamburg die Entscheidung über eine Vermarktung vorbehält. Auf der anderen Seite sind wir an einem möglichst breiten und frühzeitigen Einsatz unserer Software interessiert. Bitte schreiben Sie uns eine E-Mail, wenn Sie die Prototypenversion der Software in Ihren eigenen Lehrveranstaltungen erproben möchten.
