Team Hertz

Tagebuch und Reflexion

Für jeden Tag ein kurzer Abschnitt was gemacht wurde, was es für Schwierigkeiten gab, was noch fertigzumachen ist

Montag

• Erstellen eines gemeinsamen Discord-Servers
• Erstellen eines gemeinsamen Notion-Workspace
• Brainstorming nach möglichen Services und Tools
• Besprechung mit Mentor Prof. Klessen
• Recherche

Dienstag

• Erster lokaler Testbetrieb per Docker und Debugging mit Jupyter-hub
• Messung von Bandbreiten der verschiedenen Tools
• Erstellung der User Stories
• Übersichtstabelle der Features der div. Programme
• Screenshots der div. Programme

Mittwoch

• Test-Deployment Jupyter Hub auf einem Digital-Ocean-Server
• Freischaltung der MS-Teams Kurse vom URZ, extensives Testing und einrichten des Pseudo-Kurses für das Video.
• Test von Zoom-Education mit Zugang von Prof. Klessen, jedoch ohne Erfolg.
• Bearbeitung des Wikis

Donnerstag

• Besprechen der Videosequenzen
• Aufnahme der Videosequenzen in MS Teams und JupyterHub von Dozierenden und Studierendensicht
• Bearbeitung der Videos
• Voice-Over zur Finalisierung der Präsentation

Freitag

• Popcorn holen
• Anschauen der Abschlusspräsentationen

Geplantes Veranstaltungsformat

Synchrone Variante mit Tafel und Tablet → Während der Vorlesung wird live gestreamt. Im Einsatz kommen auch Tafel und Tablet. Im Anschluss werden der aufgezeichnete Stream sowie die Vorlesungsfolien hochgeladen.

Außerdem das Halten und Betreuen von Programmierübungen zur Vorlesung.

Anforderungsanalyse

Was erwartet ihr als Studierende?

• einfache Handhabung
• klare Strukturen
• keine Kosten für Studierende
• Große Flexibilität (live + zeitversetzt schauen)
• Anpassungszeitraum bzw. Herausforderung insbesondere für ausländische Studierende
• Einrichten der Software
• Hardwarevoraussetzungen
• Zugang zur Vorlesung\Aufnahme
• Kollaboratives Arbeiten während und zwischen ÜG
• Teilnahme ÜG
• nützliche Erfahrung mit inovativen Lehr- und Lernformen

Was erwarten Dozierende, insb. eure MentorIn?

• technische Voraussetzungen für Installation
• (wie läuft die Installation ab?)
• Konvertieren der Vorlesungsunterlagen in die neuen Formate möglichst einfach? Wie?
• Ablauf Vorlesung: welche Operationen muss\kann\möchte der Prof. ausführen können?
• (Screensharing [Vorführen JupyterNotebooks], Skizzen, indexierbare Notizen, Videos, etc.)
• Hochladen der Dateien zum Zugriff für die Studenten
• Archivieren der Vorlesung zum Semesterende?
• (Deinstallation problemlos? Sicherheit&Datenschutz!)

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Anfrage von Prof. Klessen

Compilation of material for the course computational physics (UKWR2). (1) This course consists of three hours lecture and three hours tutorial at the CIP pools. The lectures are mostly using the blackboard to present the lecture material. There is also a script, however, it is strongly outdated (01-script-old.pdf). We are currently updating the script to reflect the current course content, one half of the course is already updated (02-script-new-part1.pdf). ==> Since we use the blackboard for the lecture, we are looking for a solution for the online course that is as similar to blackboard as possible. Our current idea is to use zoom in connection with goodnotes running on an ipad. This seems a viable option. (2) The tutorial that are held at the CIP pools prepare for the homework assignments. These are typically different physics problems that should be solved using computer programs based on the various algorithms introduced in the lecture. The students are supposed to hand in their programs together with the relevant plots and explanations, so that the tutors can assess the validity of the approach. Students can hand in their solution in groups of up to three people. In fact it is strongly encouraged to collaborate in solving the homework. The students can freely pick their preferred programing language, however, we encourage them to use python. ==> It is less clear how to proceed with the tutorial. Here the students are supposed to solve preparatory problems in the CIP pool, and the tutors are available for questions and for providing help. The tutors also explain certain topics that may have been left open in the lectures. We would need to find online solutions that allow for a similar structure, and that allow the tutors to "look over the shoulders" of the students when they work on the preparatory assignments.    (3) Links and further information: Here is a link to the current lecture page: https://wwwstaff.ari.uni-heidelberg.de/mitarbeiter/spurzem/lehre/SS20/compphys/compphys.php.en More information is found on last years lecture page: https://wwwstaff.ari.uni-heidelberg.de/mitarbeiter/spurzem/lehre/SS19/compphys/compphys.php.en The main means of communication is through the University's moodle page: https://elearning2.uni-heidelberg.de/course/view.php?id=20724 --- Here all homework assignments and further information is provided, including the lecture notes. Information on the lecture Fundamentals of Simulation Techniques (4) Here is a link to the lecture as held in WS19/20: https://uebungen.physik.uni-heidelberg.de/vorlesung/20192/1062

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Didaktische Überlegungen

• Zugänglichkeit
• Inovation und Kreativität
• Motivation
• Organisation
• Anleitung
• Didaktische Bausteine wie Podcast, Chat, Forum, Wiki, Umfrage, Glossar, Rückmeldung etc.

Verwendete Technologien

Übersicht

Name	Status	max. TN	Audio + Video + Chat	Chat außerhalb Call	Streamingqualität	Bandbreite	Bildschirmübertragung	gemeinsames Whiteboard	Break-out-Räume	Hand heben	Bildschirm des anderen kontrollieren	Aufzeichnen + Speichern
Microsoft-teams	Plan A	5.000	ja	ja	sehr gut	1-2MBit/s up 0.8-1.2MBit/s down	ja	ja	nein (nur indirekt)	nein	ja	ja
Zoom (Education)	Plan B (+Discord/Teams)		ja		sehr gut		ja	ja	ja	ja	ja
Newrow	verworfen (zu teuer)	100	ja	nein	gut	1.2-1.5MBit/s up 1-1.6Mbit/s down	ja	ja	ja	ja	nein	ja
Discord	verworfen (kaum Uploadvolumen, schlechter Stream)	unbegrenzt (Streaming nur bis 50)	ja	ja	schlecht	1-1.5MBit/s up	ja	nein	nein (nur indirekt)	nein	nein
JupyterHub	Plan A (Programmierübungen, Tutorien)

Abschlusspräsentation

Video: https://heibox.uni-heidelberg.de/f/40d593e04d71485fb78a/

Video-Skript

Zeit	Text
00:03	Die Vorlesung hat begonnen und alle Studierenden haben sich im Meeting in MS Teams eingefunden.
00:11	Der Dozent gibt den Bildschirm seines iPads frei und öffnet Notability, um handschriftlich die Vorlesung zu leiten und zu kommentieren. Der Dozent kann sowohl mit seinem Computer als auch mit dem iPad im gleichen Meeting sein. So ist auch eine alleinige Moderation der Vorlesung möglich. Eine Assistentin oder ein Assistent kann trotzdem sehr hilfreich sein.
00:25	Als Student ist es einfach, im Chat Fragen zu stellen, die dann vom Assistenten verwaltet und vom Dozenten beantwortet werden können.
00:50	Auch das gemeinsame Arbeiten aller Teilnehmer an einem Whiteboard ist möglich. Dies ist besonders für kleinere Besprechungen hilfreich. Leider hängt der Service zum Teil sehr.
01:10	Im übersichtlichen Design können die Studierenden sehr einfach auf verschiedene Chaträume, Dateien und Videoaufnahmen der vergangenen Vorlesungen zugreifen.
01:15	Für Tutorien und Lerngruppen können Kanäle erstellt werden, die nur für entsprechende Mitglieder zugänglich sind.
01:40	Die Kanäle können individuell gestaltet werden. Hier wird der Kanal "Allgemein" als Ankündigungskanal verwendet.
01:47	Es können Dateien wie z.B. Skripte hochgeladen werden. Auch Umfragen und Quizzes können als Addons installiert werden.
02:10	Ein Wiki kann für häufig gestellte Fragen benutzt werden.
02:22	Auch das Managen der Übungszettel ist über MS Teams möglich. Diese können mit den entsprechenden Fristen erteilt und sogar benotet werden.
03:00	Um den Studierenden klarere Strukturen zu geben, können terminbasierte Meetings im Kalender erstellt werden. Dies kann für alle Arten von Veranstaltungen verwendet werden, und bietet einen einfachen Weg, dem richtigen Meeting beizutreten.
03:30	Die Meetings werden einzelnen Kanälen zugeordnet, sodass jedem nur seine relevanten Meetings angezeigt werden.
04:00	Die Berechtigungen für Referenten und TeilnehmerInnen z.B. die Möglichkeit, seinen Bildschirm zu teilen, können bei terminbasierten Meetings zu Beginn des Semesters eingestellt werden. Dafür öffnet sich ein Browserfenster, Leider ist dies bei spontanen Meetings noch nicht möglich. Auch das permanente Stummschalten ist aktuell noch keine Möglichkeit in MS Teams. Daher muss hier an das respektvolle Verhaltender Studierenden apelliert werden, und ein/e gute AssistentIn ist hier ebenfalls hilfreich."
04:25	JupyterHub
	Unsere StudentIn meldet sich bei Jupyterhub an, um eine Programmier-Aufgabe zu bearbeiten. Sie öffnet das iPython-Notebook und startet den Programmlauf.
04:55	Ein Fehler tritt auf. Sie fragt beim Tutor um Unterstützung an.
05:01	Der Tutor meldet sich als Admin bei Jupyterhub an und greift auf das problematische Notebook zu.
05:30	Der Tutor hat den Fehler gefunden und korrigiert ihn, worauf sich der Code ohne Fehlermeldung ausführen lässt.
	Durch das entspannte moderieren der Vorlesung über das Internet ist es dem Dozenten nun endlich möglich, seine Vorlesung vom Strand in Biarritz zu halten.
05:55	Ende / Abspann

User Stories (humoristische Versionen)

Dozierendensicht

Professor K., volles Haar, beschwingter Gang, hat beschlossen, seine diessemestrige Vorlesung "Computational Physics" aus Biarritz zu halten. Sein iPad 15 und der Liegestuhl am Strand reichen ihm dazu völlig. Ein Klick öffnet die Software "Vorlesung 3000", ein weiterer importiert seine treue Zuhörerschaft. Ein Nachgedanke, und auch der Assistent wird nicht vergessen. Mit knappen Strichen skizziert Prof. K. die Outline des heutigen Vortrags. Sein Antlitz wird automatisch freigestellt und vor einen unverfänglichen Hintergrund gesetzt, während die Studenten seinen Ausführungen lauschen. Skizzen gehen ihm leicht von der Hand und werden ebenso wie Beispielvideos und anderes Material mit den Zuhörern geteilt. Ein Beispielprogramm verfasst K. kurzerhand selbst und demonstriert dessen Ausführung samt Output der begeisterten Audienz. Einige Fragen kommen auf, werden vom Assistenten geordnet und zu seiner Kenntnis gebracht. Prof. K wählt eine aus und beantwortet den nervösen Einwurf des Studenten mit einigen Annotationen am Programmcode, die dessen Aufmerksamkeit auf die entscheidenden Stellen lenken. Prof. K. beendet die Vorlesung mit einem Ausblick auf die kommenden Themen. Die automatisch erstellte Aufzeichnung wird im online-Repository den Nachzüglern zur Verfügung gestellt.

Studierendensicht

Die einzige weibliche Studentin, die dieses Semester die Vorlesung "Computational Physics" hört und das Zentrum der Aufmerksamkeit ihrer Kommilitonen ist, liegt zuhause (alleine) mit ihrer Lieblingskuscheldecke auf dem Bett. Sie ist selbstverständlich voll auf die Vorlesung konzentriert, welche sie über "Vorlesung 3000" verfolgt, himmelt jedoch nebenbei Professor K. an. Sie ist ja multitaskingfähig. Ihr besonders interessant erscheinende Informationen markiert sie pink. Wenn sie etwas nicht versteht, weil sie vom vollen Haar des Professors abgelenkt wurde, sendet sie eine Notiz an ihre Arbeitsgruppe, dass das Thema später noch mal wiederholt werden sollte. Hingerissen lauscht sie Prof. K. Ausführungen zu seinem tollen, neuen Code. Probeweise nimmt sie einige Änderungen vor, deren Auswirkungen sie sofort mit der Software nachvollziehen kann. Traurig, dass die Vorlesung schon vorbei ist, beendet sie wenig später "Vorlesung 3000". In der Übungsgruppe am Nachmittag kommt dann die Software "Übungsgruppe 3000" zum Einsatz. Hier kann die Studentin die Vorlesung nach bestimmten Inhalten durchsuchen, dem Tutor und ihren Kommilitonen Fragen stellen (welche selbstverständlich sofort beantwortet werden), Übungsaufgaben programmieren und Feedback erhalten. So wird sie am Ende des Semesters sicher eine Eins in der Klausur erhalten (mit Hilfe der Software "Klausur 3000" natürlich). Jetzt schaut sie jedoch erstmal nach, wie viel ein Flugticket nach Biarritz wohl kostet.

Jupyterhub-Usersicht

Ein der fleißigsten Studenten, die dieses Semester Vorlesung "Computational Physics" hören, meldet sich bei JupyterHub an. Er hat bereits in sein Notebook als Vorbereitung auf seine Reise nach Biaritz schöne Wellen programmiert. Er erscheint jedoch nicht ganz zufrieden zu sein. Leider ergibt sich nämlich am Ende eine kryptische Fehlermeldung. Der Student rätselt einige lange Sekunden über den Fehler, beschwert sich freundlich beim Professor über MS Teams und loggt sich dann aus. Professor K. freut sich über die Nachricht seines Studenten und meldet sich zügig bei JupyterHub an. Als mächtiger Administrator kann er nach einigen Klicks das Notebook bearbeiten. Er sieht den Fehler und behebt ihm durch Einfügen einiger Zeilen aus StackOverflow. Den ursprünglichen Code lässt er als Kommentar stehen. Zufrieden schaut er sich die flissenden Grafiken an. Sie sind fast so schön wie der blaue Ozean selbst.