Team Boltzmann

Tagebuch und Reflexion

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

Montag

• Erstellen eines eigenen Discordservers für die Kommunikation (erste kurze Absprache 10 am)
• Discord-Meeting 1 pm:
  • Absprache mit Mentor: Was wollen wir machen? Zielsetzung
  • Sammlung von Ideen/Technologien (Discord, heiCONF, heiBOX, Slack, Newrow, Blackboard Collaborative, Moodle)
  • Erste Tests, z.B. heiCONF, heiBOX
  • Barrierefreiheit, Datenschutz, technische Voraussetzungen der Studierenden, mögliche Überlastung der Uniserver
  • Zu erledigen: Technologien ausprobieren und Vor- und Nachteile sammeln (Slack, Newrow, ...), Weitere Funktionen und Möglichkeiten bei heiCONF finden/testen, Ideen zur Einbindung und Interaktivität (Didaktik) und weiteren Anwendungen

Dienstag

• HeiConf.Meeting 10 am:
  • Ideenbesprechung: GeoGebra, Plan B Plattform falls Server überlastet, Overleaf und EInführung in LaTeX in nulltem Übungsblatt, Detextify, Gruppen in heiBOX für Übungsgruppen/Module
  • Vorstellung Slack -> eher weniger für Tutorien, aber für (größere) Projektarbeiten geeignet, Kosten für weitere Funktionen
  • Mögliche Hürden: Audio/Video Qualität, Internetanbindung, Vorführung von Lösungen/Ansätzen durch Studierende ohne Kamera, Qualität der Aufzeichnungen (Stift auf Tablet), Verfügbarkeit digitaler Whiteboards/Tablets für Tutor*innen
  • Didaktik und Interaktion:
    • Studierende sollten das Gefühl haben, Teil der Übungsgruppe zu sein und Fragen stellen zu können
    • Gleichberechtigung bei Beiträgen und Wahrnehmung aller Teilnehmenden
    • Nonverbales und Verbales Feedback könnte fehlen; Regelmäßig die Studierenden fragen, ob sie mitkommen oder ein Feedbacksystem nutzen
    • Bei Online-Konferenzen schweift man als nicht aktiver Zuhörer schneller ab und hat viele Möglichkeiten, zwischendurch andere Dinge (am PC) zu tun. Hier könnte es wichtig sein Interaktivität und Teilhabe zu fördern. Dazu könnten jede Stunde Studierende Lösungen vorstellen. Wer dran ist, müsste eventuell im Vorfeld festgelegt werden. Man kann auch darüber nachdenken (notwendige) Punkte für Teilhabe an der Übungsgruppe zu vergeben.
• Discord-Meeting 8 pm mit anderen Teams:
  • Absprache welche Ideen/Probleme aufgekommen sind

Mittwoch

• heiCONF-Meeting 10 am:
  • Besprechung: welches System wir am meisten präferieren würden, um die Belange der Durchführung einer Übungsgruppe optimal zu unterstützen.
  • Didaktik und Interaktion:
    • Anforderungen für die Lehrenden wurden besprochen.
    • Einsatzmöglichkeiten der verschiedenen Interaktionen zwischen Studierenden und Dozent / Tutor wurden erörtert und ausprobiert.
    • Gedanken über eine Handlungsanweisung, in welcher Art und Weise diese erfolgen soll.
  • Grobplanung des Videos
• Discord-Meeting 12 am mit allen Gruppen:
  • Inhalt und zeitlicher Rahmen für die Erstellung des Video wurden erläutert.
  • Hinweis auf Dokumentation, dass diese auf den jeweiligen wiki-Seiten erfolgen soll.
  • Erarbeiteten und getesteten Technologien sollten eigene Seiten erstellt werden.
  • Weitere Fragestellungen aus den einzelnen Teams wurden durch Prof. Köthe beantwortet.
• Weitere kleinere Absprachen und Meetings mit anderen Teams
• Arbeiten den Wiki-Seiten

Donnerstag

• heiCONF-Meeting 10 am:
  • Erstellung des Video für die Abschlusspräsentation
  • Besprechen und Arbeiten an den Wiki-Seiten
• Discord-Meeting 3:30 pm:
  • Besprechung über das geschnittenes Video
  • Arbeiten am den Wiki-Seiten

Freitag

• Discord- Meeting 10 am:
  • Bewertung (Feedbackbogen) der zugelotsten Videos
  • Arbeiten an den Wiki-Seiten
• Discord-Meeting 2 pm: Abschluss- / Ergebnispräsentation in der großen Runde
• Fertigstellen der Wikibeiträge

Geplantes Veranstaltungsformat

Hauptartikel: Interaktives Tutorium (Boltzmann)

Wir beschäftigen uns mit dem Übungsgruppenbetrieb in Tutorien.

Dazu schlagen wir grundsätzlich eine Video- und Audioübertragung durch den/die Tutor*in vor. Im Video kann eine Tafel abgefilmt werden, ein digitales Whiteboard oder andere Materialien übertragen werden. Studierende können und sollten bei der Besprechung von Aufgaben aktiv mitgestalten. Da verschiedene Aufgaben und unterschiedliche technische Voraussetzungen und Vorlieben bestehen, ist es unser Ziel verschiedene Möglichkeiten zur Präsentation und Interaktion vorzustellen.

Digitales Klassenzimmer

Zur Video- und Audioübertragung empfehlen wir heiCONF als uniinternes Programm mit geringem Installationsaufwand. Bis zu 25 Personen können an der Übertragung teilnehmen. Der/die Tutor*in präsentiert selbst etwas oder bestimmt einen Präsentator aus den Studierenden. Man kann das Bild einer Kamera, den Bildschirm, eine Präsentation oder auch ein digitales Whiteboard (an dem auch alle gleichzeitig arbeiten können) übertragen. Weitere Features sind ein eingebauter Chat, ein Feedbacksystem ("Status setzen"), Umfragen, geteilte Notizen und die Aufteilung in kleinere Untergruppen. Möchte man mit virtuellen Stiften auf einem Dokument kommentieren, geht das nicht per Bildschirmübertragung. Stattdessen kann man die Option "Präsentation" (bei dem Plus unten links) wählen und die Datei (muss keine Präsentation sein) hochladen, auswählen und dann wie ein virtuelles Whiteboard bearbeiten. Als Plan-B Plattform würden man einen Discord-Server bereits vorab einrichten (z.B. ein Server für gesamtes Modul, Kanäle für jede Gruppe).

Weitere Alternativen sind: Jitsi, Zoom, Newrow, Blackboard Collaborative, Microsoft Teams

Präsentation

1. Overleaf (Online-LaTeX-Editor) wird als unterstützendes Tool für die Verfassung und Vorstellung von Lösungen sehr empfohlen. Man kann Rechnungen und Umformungen mit Zwischenschritten aber auch die Grundstruktur von Beweisen vorbereiten und dann im Tutorium geeignet kommentieren und dabei auch mit den digitalen Whiteboard-Funktionen Details markieren und kreativ werden. Außerdem bietet es sich an als eine Gruppe, die Lösungen zusammen bewerten lassen will und abgibt, die Hausaufgaben direkt auf Overleaf zu lösen und den bereits vorhandenen Aufschrieb dann geschickt zu nutzen. Formel und Rechnungen sind hier meist viel leserlicher als handschriftliche auf digitalen Whiteboards. Hierfür wird empfohlen die Übungszettel direkt als *.tex Datei zur Verfügung zu stellen, damit die Studierenden ihre Lösungen direkt auf die besagte Datei gecoded werden können. Andernfalls empfiehlt sich ein einheitliches zur Verfügung gestelltes Template innerhalb der Übungsgruppen, mit dem die Eingabe der Lösungen bei Overleaf nochmals erleichtert werden soll.
2. Handschriftliche Bearbeitungen, Notizen und Skizzen können abfotografiert und ähnlich wie die mit Overleaf erstellten Dokumente kommentiert werden.
3. GeoGebra kann als Tool für die Vorstellung von Grafiken, Tabellen, Funktionen genutzt werden, vor allem für mathematisch/physikalische Themengebiete.
4. JupyterHub kann als Tool für Python-Anwendungen verwendet werden. JupyterHub ist zu Python so ähnlich wie Overleaf zu LaTeX (Cloud-basiert,mehrere Nutzer, etc.).
5. Mit der eingebauten Umfrage Funktion von heiCONF kann man Quizzes erstellen oder auch generell Feedback sammeln. Hier können die Tutor*innen sehr kreativ werden.
6. Man kann auch kleinere Aufgaben stellen, die dann live in Untergruppen bearbeitet werden können. Eine Funktion zum Erstellen virtueller Untergruppen gibt es bei HeiCONF.

Fragen stellen und Feedback geben

heiCONF und Discord umfassen bereits eine Chatfunktion. Diese lässt sich besonders gut ausnutzen, wenn man eine Zeichenkonvention (am besten universiätsweit beziehungsweise fakultätsweit) einführt:

* Ich möchte eine Frage stellen oder etwas sagen

+/- Zustimmung/Ablehnung oder auch Feedback

** direkte Antwort/Reaktion zum Gesagten

Die Redebeiträge werden dann der Reihe nach abgearbeitet. Dabei ist der/die Tutor*in Moderator und ruft auf. Die entsprechende Person stellt dann ihr Mikrofon an und spricht. So ist eine "hand raise" Funktion wie bei Jitsi auch nicht unbedingt erforderlich.

Anforderungsanalyse

Was erwartet ihr als Studierende?

• Möglichst geniale Lösung, aber ohne großen Aufwand für Dozent*in/Tutor*in (und Studis)
• Verschiedene Möglichkeiten zur Vorstellung von Lösungen und Interaktion, sodass Tutor*innen und Studierende verschiedenen Möglichkeiten haben und je nach technischen Voraussetzungen und Format/Aufgabentyp gewählt werden kann
• Didaktische Überlegungen, welche Schwierigkeiten es in Online-Klassenräumen gibt und wie man diese beheben könnte

Was erwarten Dozierende, insb. eure MentorIn?

• Für Studierende und Übungsgruppenleiter einfach zu verwendender „virtueller Seminarraum“
• Möglichkeiten der persönlichen Interaktion, z.B. über Video-Chat. Vortagender sollte per Video zu sehen sein
• Wie fördert man eine angeregte wissenschaftliche Diskussion?

• Studierende sollten sich ohne großen technischen Aufwand einbringen können, z.B. durch Teilen des Bildschirms, Hochladen von Präsentationen, Zeichnen auf virtuellem Whiteboard
• Ablauf der Übungen sollte so gestaltet werden, dass Studierende eine möglichst geringe Hemmschwelle haben, sich einzubringen  
• Was ist bei der Ausgestaltung der Übungsgruppen zu beachten? Wie sollten sich Tutoren und Studierende vorbereiten?
• Wie erhält der Tutor Feedback, z.B. falls Unklarheiten/Fragen auftreten? Wie kann er regelmäßig etwas über den Wissensstand der Zuhörer erfahren?
• Der Austausch der Studierenden untereinander sowie zwischen Studierenden und Tutor, sollte auch außerhalb der Übungsgruppe möglich sein (z.B. durch File Sharing, E-Mail, Messaging)

Didaktische Überlegungen

Interaktion zwischen Studierenden und Dozenten:

• Psychologische ist des Wichtig, das Dozenten / Tutoren und Studierenden Kontakt miteinander haben können, diesen aber nicht einfordern müssen wenn eigene Hemmnisse dagegen stehen. Bei Präsenzveranstaltungen findet der Kontakt automatisch statt, bei Online-Veranstaltungen muss er ermöglicht werden.
• Bei einer Online-Veranstaltungen kann es zu einer Abnahme der Aufmerksamkeit kommen, diese sollte durch kleine Aktionen durch den Dozenten / Tutor vermindert werden.
• Um den Ablauf der Online-Übungsgruppe zu verbessern, sollten im Vorfeld, zum Beispiel per Mail / Matrixgruppe / Forum, die Studierenden gebeten werden, die entstandenen / aufgetretenen Schwierigkeiten und Probleme beim Lösen des Übungsblatts, der Lehrperson mitzuteilen. Dieser hätte dann die Chance, sich in der Vorbereitung auf Übungsgruppe mit Hilfe diese Informationen Hilfestellungen für die Studierenden zu erarbeiten. Dies ermöglicht Studierenden nicht öffentlich bekennen zu müssen, Schwierigkeiten mit der Aufgabenstellung zu haben.
• Im Vorfeld sollte für die Interaktion zwischen Studierenden und Lehrenden eine Handlungsanweisung verfasst werden, welche für die komplette Dauer der Online-Veranstaltungen beibehalten sollte. Dies erzeugt Sicherheit auf beiden Seiten.
• Für die Kommunikation zwischen den Beteiligten sollte wenn möglich fakultätsweit beziehungsweise institutsweit die gleiche Plattform genutzt werden, da dies einen reibungslosen Ablauf ermöglicht. Hier könnten sich Grundvorlesungen aus dem gleichen Semester absprechen und einigen. Das verhindert auch, dass man sich als Studierender mit etlichen neuen Websites und Programmen konfrontiert sieht.

Durchführung der Lehre / Übungsgruppen

• Zu Beginn der ersten Veranstaltung in der Übungsgruppe, sollten die Teilnehmenden sich kurz mit drei / vier Sätzen vorstellen, sodass sich jeder Einzelne ein Bild von den Mitglieder der Gruppe machen kann.
• Fragen, Antworten und Nachfragen erfordern eine gezielt gesteuerte Kommunikation zwischen den Beteiligten. Es muss darauf geachtet werden, das einzelne Studierenden nicht das Gefühl, "nicht wahrgenommen zu werden" umschließt.
• Für das Gruppengefühl in einer Übungsgruppe ist es sinnvoll die ersten beiden Termine (Vorbesprechung und Tutorium beziehungsweise die ersten beiden Tutorien) in einem virtuellen Klassenraum als Videokonferenz abzuhalten, da dadurch die einzelnen Mitglieder der Übungsgruppe ein Gefühl von Zusammengehörigkeit bekommen können und der Aufbau von Teams erleichtert wird.
• Die Anonymität in einer Übungsgruppe kann durch den Einsatz von personalisierten Kürzelanzeigen (Profilbilder oder Bilder, welche die eigene Persönlichkeit darstellen) im Chatverlauf verringert werden.
• Um das Interesse während der Übungsgruppe hoch zu halten, können kleine "Spiele" und / oder  Quizzes mit thematischen Hintergrund sowie kleine Tests oder ein Fragekatalog am Ende der Übungsgruppe eingesetzt werden.
• Die Online-Übungsgruppen sollten sich zeitlich gesehen an dem in Vorlesungsverzeichnis geplanten Zeitraum halten, da die Studierenden eine Planungssicherheit benötigen. Nur wenn alle in der Übungsgruppe für eine Verschiebung des Zeitrahmens sind, sollte dieser verschoben werden. Damit dies nicht nötig ist, sollten von Anfang an, mehr Zeiten angeboten werden als bisher. Falls es bei Tutor*innen auch besser hereinpasst, kann man auch Abendveranstaltungen anbieten.

Anforderungen an den Dozenten / Tutor in den Übungsgrupppen:

• Dem Lehrenden kommt bei Online-Veranstaltungen mehr die Funktion eines Moderators zu. Diese müssen mehr erläutern und die Studierenden in den Übungsgruppen bewusst leiten.
• Die Lehrenden haben die Schwierigkeit Lehre (Darstellung der Lösungen) und Online-Kommunikation (zum Beispiel Chatverlauf) zu betreuen. Hier könnte idealerweise der Einsatz einer weiteren Person hilfreich sein, welche den Chatverlauf überwacht und die Diskussion "steuert" oder das Führen einer Rednerliste. Damit könnte den Belangen der Studierenden Rechnung getragen werden. Diese Funktion als Moderator und "Chatüberwacher" kann auch ein verantwortungsbewussteR StudierendeR übernehmen.
• Die Leitung einer Übungsgruppe muss auf die Wortwahl, Aussprache und Monotonie der Sprache achten, da es zu technischen Einschränkungen kommen kann.
• Die Lehrenden müssen sich im Vorfeld mit den eingesetzten Techniken vertraut machen und diese beherrschen. Auch muss diese Person sich mit dem Umgang mit einer Online-Veranstaltung, Veranstaltung ohne Publikum, vertraut machen.

Verwendete Technologien

Wir haben uns mit folgenden Technologien beschäftigt: (detailiiertere Informationen auf den entsprechenden Seiten der Technologien, hier nur eine Auswahl an Argumenten)

Technologie	Verwendungszweck	Kosten	Features	Vorteile	Nachteile
HeiCONF	Audio-/Videoübertragung, virtuelles Klassenzimmer	kostenlos	EInbindung von Kameras, Dokumenten, Bildschirmübertragung, Chat, virtuelles Whiteboard, Umfragen, Unterräume erstellen	uniintern, keine Installation fast alle benötigten Tools vorhanden	Aufzeichnungen bleiben nicht bestehen, wenn man den Raum verlässt
Newrow	Audio-/Videoübertragung, virtuelles Klassenzimmer	kostet monatlich 31$ für Gruppen aus 15 Studenten und 51$ für Gruppen aus 25	Desktopsharing, Zugriff auf Youtube, Video- und Audiochat, mehrere Whiteboards, Umfragen und Unterräume erstellbar, Aufnahmefunktion	Alles wie bei heiCONF Zusätzlich: Notizen und "Tafelaufschrieb" bleiben erhalten und können so auch besser vorbereitet werden	kostet monatlich 31$ für Gruppen aus 15 Studenten und 51$ für Gruppen aus 25 Aufnahmen mehr als 2 Stunden kosten je nachdem extra
Discord	Onlinedienst für Instant Messaging, Chat, Sprachkonferenzen und Videokonferenzen	kostenlos, Bezahlversion wird nicht benötigt	kostenlose öffentliche „Server“ mit Sprach- und Text-Kanälen private Kommunikation über Gruppen, Chats, Telefonate oder Videoanrufe mit mehreren Personen mit der Option einer Bildschirmübertragung	kann als Webanwendung oder mit proprietärer Client-Software auf allen gängigen Betriebssystemen genutzt werden kann von unterschiedlichen Geräten auf das gleiche Benutzerprofil zugegriffen werden	Bildschirmübertragung ist nicht in der Webversion verfügbar
Blackboard Collaborative	Audio-/Videoübertragung, virtuelles Klassenzimmer	nicht kostenlos	Bisher keine Testlizenz erhalten, deshalb kein Test möglich. Wurde von Studis an anderen Unis empfohlen und wäre einen Test wert.	nicht ermittelbar	nicht ermittelbar
HeiBOX	Speichern und Teilen von Dokumenten	kostenlos	Erstellen von Gruppen, Teilen und Speichern von Dateien, gemeinsames Arbeiten an einem Dokument	uniinter, geringer Aufwand Erstellen von Gruppen gleichzeitig an einem Dokument arbeiten	Viele Funktionen auch im Moodle möglich (Dateien zur Vorlesung und Hausaufgaben bereitstellen und Hausaufgabenabgabe), nur dass im Moodle noch viel mehr möglich ist
Moodle	Abgabe und Teilen von Dokumenten	kostenlos	Zur Begleitung der Vorlesung und des Übungsbetrieb etliche Funktionen (siehe Haupartikel), daher emphfolen.	Moodle#Vorteile	Moodle#Nachteile
Overleaf/LaTeX	Online-Editor zum Erstellen/Bearbeiten von LaTeX- Dokumenten	kostenlos, Bezahlversion wird nicht benötigt	Textsatzprogramm zur Erstellung von PDFs, Formeleditor, Graphen, Tabellen und vieles mehr	gleichzeitig an einem Dokument online arbeiten Formeln sauber und auch zur Präsentation geeignet einfachere Korrektur der Lösungen für Tutor und dem Studierenden/der Gruppe	Anfänger brauchen eine Einführung und anfangs mehr Zeitaufwand als handschriftliche Notizen
GeoGebra	Skizzen und Graphen erstellen	kostenlos	2D und 3D Konstruktionen, CAS-Modus und mehr	einfach und praktikabel Unterrichtsmaterial existiert bereits Kann Arbeit mit LaTex vereinfachen (Graphen, Skizzen)
Jupyter-hub	Auswertung und Darstellung von Messungen und Ergebnissen (hier)	kostenlos	bereits existierender Server am KIP, mit installierten Pip-Packages	uniintern Dateien können leicht mit Studierenden geteilt werden etliche Anwendungen möglich	ggf. Einführung für Anfänger nötig, dazu existieren Anleitungen aus entsprechenden Kursen (https://wwwstaff.ari.uni-heidelberg.de/fschneider/teaching/py4sci/)
Matrix	Chat/Vernetzung	kostenlos	Erstellen von Gruppen, Nachrichten schreiben etc.	uniintern leicht, praktisch zum Vernetzen (Studis)
Slack	Chat/Vernetzung	kostenlos, weitere Funktionen kosten extra	Chat, Unterteilung in Kanäle, Verknüpfung mit anderen Diensten	Übersichtlichkeit	volle Funktionen kosten ungeeignet für Abstimmung in Übungsgruppen. Eher geeignet für größere Projektarbeiten

Abschlusspräsentation

Unser Endergeniss in Form einer Simulation von einem eTutorium

https://heibox.uni-heidelberg.de/f/6c1e518ef806453995d2/