Isaac Newton

Newton am Lucasischen Lehrstuhl von Cambridge während eines Livestreams seiner berühmten Analysis Vorlesung

Wir beschäftigen uns mit dem Aufsetzen und Durchführen digitaler Übungsgruppen und das möglichst ohne Mehraufwand für alle Beteiligten. Neben dem Testen der dafür benötigten Tools erarbeiten wir ein Tutorenkonzept.

Kontaktaufnahme

• Discord: https://discord.gg/N79PTg
• E-Mail: newton-elearning@mathphys.stura.uni-heidelberg.de

Tagebuch und Reflexion

Montag

• erstes Gruppentreffen auf Discord-Server mit Brainstorming
• Sichten und Antesten verschiedenster Tools
• Aufteilung in Kleingruppen zur gezielten Evaluierung eines Tools bzw. einer Gruppe von Tools
• Kommunikation der Kenntnisse der Gruppenmitglieder und entsprechende Aufgabenteilung
• Schwierigkeiten: Noch kein Kontakt zu Mentor

Dienstag

• Teambesprechung mit Professor, Tutoren und der Team Heisenberg (Vorlesung mit Folien)
• Nachbesprechung mit den Tutoren, um deren persönliche Wünsche mit einzubeziehen
• Überlegung was die typischen Aktivitäten der Studierenden und Tutoren innerhalb einer Übungswoche sind -> Erstellung eines Ablaufplans
• Klärung der interessanten und relevanten Forschungsfragen
• Zuteilung möglicher Tools zu den einzelnen Schritten
• Verteilung der einzelnen Bestandteile auf Kleingruppen zum weiteren Testen und Evaluieren
• Recherche und Testläufe der einzelnen Tools
• Aufsetzen einer Testumgebung mit Gitpod
• Meeting mit Team Archimedes und Team Arnold zum Vergleich der evaluierten Tools
• Erstellen erster Wiki-Seiten
• Schwierigkeiten: Lizenzprobleme bei verschiedensten Tools --> Freischaltung durch URZ erfolgt meist zeitnah, stellt jedoch eine zusätzliche Hürde dar

Mittwoch

• Teilnahme am Plenum
• Testen verschiedener Chattools (Matrix, MS-Teams, Jitsi, ...)
• Erstellung von Teams und Gruppen v.a. in MS Teams und Moodle
• Erweitern der zuvor erstellten Toolumgebungen
• Überprüfungen der Betriebssystem-übergreifenden Kompatibilität
• Meeting mit den Teams Tutorien/Seminare (Archimedes, Merkel, Hawking, Boltzmann, Kelvin)
• Erstellung der Team-Wiki-Seite
• Großflächige Dokumentation der bisherigen Tests im Wiki
• Aneignen grundlegendster HTML-Kenntnisse
• Erstellung und Bearbeitung diverser Tool-Wiki-Seiten
• Planung des Abschlussvideos -> Erstellung eines Skripts
• Aufstellen und Konzipieren eines neuen Tutorformats
• Meeting mit Team Arnold und Team Boltzmann zur Besprechung, wie man LaTeX ins e-Learning einbeziehen kann

Donnerstag

• Meeting mit Team Rutherford zum Austausch über verwendete Tools
• Teilnahme an der Testvorlesung des Teams Hahn
• Weiteres Testen und Vergleich verschiedener Tools (z.B. MS-Teams mit Moodle bzgl. der Abgaben-Funktion)
• Bearbeitung und Ergänzung verschiedener Technologie-Wiki-Seiten
• Hinzufügen von Grafiken und Tabellen in die Team-Wiki-Seite
• Nach Abstimmung mit anderen Teams: Festlegen auf im Video vorzustellende Tools
• Gemeinsames Ausarbeiten des detaillierten Videoskriptes
• Teameffort: Aufnahme der einzelnen Videosequenzen und aller Tonspuren
• Schneiden des Präsentationsvideos
• Updaten des Wikis

Geplantes Veranstaltungsformat

Wir werden im Folgenden jeweils mehrere Möglichkeiten angeben, welche Tools für einen Schritt verwendet werden können. Die Vor- und Nachteile werden weiter unten besprochen.

Typischer Ablauf einer Übungswoche inklusiver Toolvorschläge

Um das Veranstaltungsformat "Tutorium" vorzustellen, haben wir den typischen Ablauf - von der Bereitstellung des Übungsblattes, über die Einreichung und Korrektur bis hin zur Besprechung der Lösung und Klärung von Fragen - in einzelne Schritte, für die verschiedene Plattformen notwendig sind, gegliedert:

1. Aufgabenblatt wird den Studenten zur Verfügung gestellt ( Moodle, Microsoft Teams oder andere bereits verwendete Systeme wie eigene Websites der Professoren).
2. Studenten lösen das Arbeitsblatt und können sich mit Kommilitonen bzw. Zettelpartner besprechen ( Matrix-IM, discord etc.)
3. Student reicht sein Ergebnis im pdf-Format ein (handschriftliche Lösung und Einscannen mit App - Vorschläge dazu sind unten aufgelistet; auf Tablet durch notability, OneNote etc., LaTeX). Das Einreichen - auch in Gruppen - ist über das neue Moodle möglich.
4. Tutor korrigiert Abgaben, fügt Kommentare ein mit Hilfe eines PDF-Editor-Tools (Adobe Acrobat Reader, Smallpdf, PDF2GO ) und gibt Feedback in Form der Korrektur.
5. Tutor erstellt Lösung mit gleichen Möglichkeiten wie die Studenten.
6. Tutor nimmt Lösungsvideo in einem Seminarraum der Universität auf oder stellt Lösung per Bildschirmaufnahme vor (zur Aufnahme: OBS studio, Camtasia, zum Schneiden: z.B. iMovie, Windows Movie Maker) und kommentiert/erklärt seine Lösung.
7. Live-Tutorium, das ggf. an der Uni stattfindet und in dem Fragen an der Tafel beantwortet werden. Hierfür kann dieselbe Technik wie zum Streamen der Vorlesung verwendet werden. Die Fragen können vorher beispielsweise auf Moodle gestellt und durch Abstimmen nach Relevanz sortiert werden.
8. Telekonferenz der Tutoren mit ihren Übungsgruppen zu einem festen wöchentlichen Termin, um Fragen zur Korrektur zu klären (Jitsi, WebEx, Newrow, discord, Microsoft Teams).

Da wir e-Learning als Chance betrachten, die bisherigen Abläufe im Universitätsalltag zu verbessern, haben wir das Tutorenkonzept angepasst. Wie bisher soll es einen Obertutor geben, der die Übungsaufgaben erstellt. Statt der bisher existierenden Tutoren soll es jedoch einen Übungsgruppenleiter geben, der für die Korrektur der Abgaben von etwa 25 Studierenden zuständig ist. Außerdem ist dieser der direkte Ansprechpartner bei kleineren Verständnisfragen zur Vorlesung oder zur Korrektur. Die Fragen können z.B. in dem Chattool Matrix-IM der Universität gesammelt und vom Übungsgruppenleiter während eines wöchentlich stattfindenden Termins beantwortet werden. Er ist allerdings nicht mehr, wie bisher, für die Vorstellung der Lösung verantwortlich.

Ein Tutor wird eine Musterlösung erstellen und diese den Studierenden je nach Präferenz des lehrenden Professors zur Verfügung stellen. Ein weiterer Tutor erstellt ein Video, in dem er die Schritte zur Lösung erläutert. Daneben wird es eine Plenarübung geben, bei der größere Verständnisfragen zum Vorlesungsinhalt beantwortet werden, die zuvor in etwa in Moodle von den Studierenden gestellt und durch Abstimmung nach Relevanz sortiert wurden. Diese Plenarübung soll synchron ablaufen. Das heißt, ein Tutor beantwortet die Fragen an einer Tafel und wird dabei von einem anderen Tutor gefilmt, der währenddessen kleinere Fragen beantwortet, die von den Studierendem in einem Chat gestellt werden.

In folgender Grafik wird das Konzept veranschaulicht:

Tutorenkonzept

Anforderungsanalyse

Was erwartet ihr als Studierende?

Unsere Erwartung ist, dass der Vorlesungsinhalt in gleicher Qualität vermittelt wird. Durch eLearning soll kein Stoff ausgelassen oder weniger detailliert erklärt werden als es im Hörsaal der Fall wäre. Es besteht die Gefahr, dass durch den fehlenden direkten Austausch mit Kommilitonen oder Tutoren einige Fragen nicht sofort beantwortet werden und somit in Vergessenheit geraten. Dem wollen wir mit dem hier vorgestellten Konzept entgegenwirken. Eine weitere Erwartung ist, dass alle Tools mit den Mitteln, die einem Studenten zuhause zur Verfügung stehen, verwendet werden können.

Wir hoffen, dass eLearning nicht nur eine jetzt zu überwindende Hürde ist, sondern auch langfristig den Studentenalltag erleichtert, indem Erläuterungen in Vorlesungen oder Lösungen allzeit und beliebig oft verfügbar sind.

Was erwarten Dozierende, insb. eure MentorInnen?

Von den Tutoren und Dozenten wird ein reibungsloser Ablauf des Übungsbetriebs erwartet, ohne signifikant höheren Aufwand in der Vorbereitung und Durchführung. Erwünscht ist ein gemeinsamer Chat, in welchem die einzelnen Aufgaben besprochen werden und die Möglichkeit Fragen zu stellen besteht. Gerne soll auch die Möglichkeit evaluiert werden, eine Art Lösungstutorium aufzunehmen, in welchem in kompakter Form die Lösungen didaktisch sauber aufgearbeitet besprochen werden. Studenten erhalten somit eine Art Musterlösung, mit der sie sich aber stärker auseinandersetzen müssen, als mit einer reinen Musterlösung als PDF. Dabei ist es wichtig, dass die Tutoren die Übungsstunden auch von zu Hause aus vorbereiten können. Neue Ideen, wie die e-Learning Tools den bisherigen Übungsbetrieb bereichern können sind erwünscht.

Didaktische Überlegungen

Allgemein stellt das E-Learning auch schon erfahrene Professoren und Dozenten vor neue Herausforderungen. Wichtig ist der Ansatz, dass es nicht darum geht, altbewährte Lehrformen der Präsenzveranstaltungen in Online-Form umzustellen, sondern oft auch eine gewisse Anpassung benötigt wird, um den neuen Herausforderungen und Möglichkeiten gerecht zu werden.

So ist etwa eine unserer Überlegungen, dass es nicht sinnvoll ist, die aufgezeichneten (i. d. R. 1-2 Stunden langen) Veranstaltungen in Gänze als Videos hochzuladen, sondern eine Unterteilung in Unterthemen (etwa in der Größenordnung von 15 Minuten) sinnvoll ist. Dies kann durch seperat hochgeladene Videos oder durch die Erstellung von Markern im Video geschehen. Eine Herausforderung ist hierbei, den Studierenden die Möglichkeit zu geben, ihren Zeitablauf selbst zu strukturieren, aber gleichzeitig eine gewisse Orientierung anzubieten, damit diese nicht abgehängt werden. So sind etwa feste Zeiten des Uploads und der Livestreams der Veranstaltungen von zentraler Bedeutung, damit ein geregelter Zeitplan möglich ist.

Wichtig sind insbesondere die Feedback-Tools durch Fragen per Mail oder Chattools, da natürlich bei Onlineveranstaltungen auch die Möglichkeit entfällt, die direkte Reaktionen der Studierenden wie bei Präsenzveranstaltungen zu sehen.

Vergleich der verwendeten Technologien

Kommunikation

Programm	Web/App	Teilnehmerzahl >150	Kosten	Registrierung	Screensharing	Whiteboard	Umfragen	Aufzeichnung direkt möglich	Handheben	Chat
HeiCONF	Web	ja	kostenlos	nur Host	ja	ja	ja	nein	ja(schlecht sichtbar)	ja
Jitsi meet	Web, Android, iOS	ja	kostenlos	nein	ja	gemeinsames editieren über etherpad	nein	ja	ja	ja
WebEx	PlugIn benötigt	ja	25,65 € für 5-100 Host-Lizenzen	nur Host	ja	ja	je nach gewähltem Produkt	ja	ja	ja
Newrow	Web	ja	ab 30$/Monat (je nach Quelle)	nur Host; Teilnehmer müssen aber E-Mail Adresse angeben	ja	ja	ja	ja	ja	ja
Discord	Web, Windows, Mac, iOS, iPadOS, Android	ja	kostenlos	nein	max für 10 Leute; wird auf 50 erhöht	nein	nein, aber durch Emoji ersetzbar	nein	nein	ja
Microsoft Teams	Web, Windows, Mac, iOS, iPadOS, Android	ja	kostenlos bei vorhandenem Microsoft Office/ Office 365	ja	ja	ja	nein	ja	nein	ja
Matrix-IM	Web	ja	kostenlos	Freischaltung durch URZ	nein	nein	nein	nein	nein	ja
Telegram	Web, Windows, Mac, iOS, iPadOS, Android	ja	kostenlos	per Handynummer	nein	nein	nein	nein	nein	ja

Die blau hinterlegten Felder sind unserer Meinung nach die wichtigsten, um ein Tutorium erfolgreich durchführen zu können. Alle sind ausgelegt für die Größe eines Tutoriums und haben einen Chat, in dem die Studenten Fragen stellen können. Durch Screensharing und Nutzung eines Whiteboards können die Antworten skizziert werden.

Scanning-Apps

App	Kosten	Registrierung	Dateiformate	Texterkennung	unterschiedliche Aufnahmemodi
Adobe Scan	kostenlos	Anmeldung mit Adobe-ID (optional mit Google-/Appleaccount)	PDF	ja	ja
Microsoft Office Lens (Android, iOS)	kostenlos	optional	PDF, JPG, Word, PowerPoint, OneDrive, OneNote,	ja	ja, sehr gut
Scanbot	kostenlose light-Version (Abo)	nein	PDF	in der Premium-Version	ja
CamScanner	kostenlose light-Version (Abo)	optional	PDF	ja	nein
TapScanner (Android, iOS)	kostenlose light-Version (Abo)	optional	PDF, JPG	nein	nein
Genius Scan (Android, iOS)	kostenlose light-Version (Zusatzfunktionen 4,99€)	optional	PDF, JPG	in der Premium-Version	nein
ClearScanner (Android, iOS)	kostenlos	nein	PDF	nein	ja

Tools zum Aufzeichnen des Bildschirms

App	Kosten	Betriebssystem	Dateiformate	Eigenschaften
OBS Studio	kostenlos	Windows/iOS/Linux	FLV, MP4, MOV, MKV, TS, M3U8, streaming möglich	Open-source, etwas umständliche Bedienung
Camtasia	Vollversion ab 270€ Campuslizenz für 25€/Jahr	Windows/Linux	TSCPROJ, MP4, WMV, AVI, GIF, M4A (nur Audio), streaming möglich	integrierter Videoeditor, intuitive Bedienung, bereits von Prof. Vogel benutzt

Tools zum Bearbeiten von abgegebenen PDF-Dateien

Programm	Web/App	Kosten	Registrierung	Tools	Nachteile
Adobe Acrobat Reader	Web, Windows, OS Android, iOS,	DC (Basic Variante) kostenlos	nicht nötig	Texte hinzufügen, Kommentare hinzufügen, Markieren
		Standard DC 15,46 €/Monat	Ja	+ siehe Adobe Pricing
		Pro DC 17,84 €/Monat	Ja
Smallpdf	Web	kostenlos	nicht nötig	Texte, Freihand Kommentare,	Limitierung bei der Benutzung, Größe und der Anzahl an bearbeitbaren PDFs
Smallpdf Pro		10 €/Monat Teamrabatt je nach Vertrag	Ja
PDF2GO	Web	kostenlos	Nein	Alle Tools, File Größe: 50 MB	Werbung auf Website, Daten befinden sich im Internet
		kostenlos	Ja	Alle Tools, File Größe: 100 MB
PDF2GO Premium		5,50 €/Monat	Ja	Alle Tools, File Größe: 8 GB

Anleitungen

Eine Anleitung, wie man das neue Moodle einrichtet, findet man hier.

Abschlusspräsentation

Unser Video kann man sich hier anschauen.

Trivia

• 

  Newton während seiner Quarantäne

  Newton musste sich im Laufe der Großen Pest von London 1665 auf Anweisung der Universität von Cambridge selbst in Quarantäne begeben. Später bezeichnete Newton das Jahr als "Wunderjahr", in dem er 95 Kilometer nördlich von Cambridge bei seinen Eltern die Grundlagen für seine spätere Forschung legte. Im Garten des Elternhauses befand sich auch ein bedeutsamer Apfelbaum.