Team Hahn

Unser Team hat sich mit der Gestaltung und Umsetzung von Experimentalphysikvorlesungen beschäftigt. Die Besonderheit dieses Veranstaltungsformats besteht darin, dass neben einer klassichen Vorlesung mit ca. 300 Studierenden, auch Experimente stattfinden. Dies erfordert neben der Übermittlung der Information, die normalerweise auf einer Tafel präsentiert werden, auch das Abfilmen oder Ersetzen von Experimenten.

Tagebuch und Reflexion

Montag

• erstellen einer Struktur mit Anforderungsanalyse für unser Vorgehen
• sammeln möglicher Technologien
• Konferenz mit unserem Mentor Norbert Frank dabei und er stellte uns seine Überlegungen als Experimentalphysik Professor vor
• Es kam auch von unserem Mentor der Vorschlag einer Digitalen Lehrmaterial Sammlung von Links zu Vorlesungen o. ä.

Weitere Aufgaben:

• Formular für Linksammlung erstellen
• Vorlesungsbeispiele sammeln
• Streaming Plattformen und Programme testen (OBS/YouTube für die 308)

Dienstag

• Besprechung der aufgaben vom Vortag
• existierende digitale Vorlesungen anschauen und Anforderungsanalyse ergänzen
• Zugänge zu bereits existierenden Plattformen wie Übungsgruppen Verwaltung und ähnlichem anforedern

Weitere Aufgaben:

• Link zur Sammlung verteilen
• Software Testen

Mittwoch

• Verteilung des Links zur Dokumentensammlung
• Test von heiConf
• Zugang zur Übungsgruppenverwaltung erhalten
• Zugang zu Moodle erhalten
• Anschauen einer kommentierten PowerPoint von Norbert Frank
• Testen des Live-Streams von YouTube (und Twitch aber dies ist direkt weggefallen, da keine privaten Streams möglich sind)
• Einbinden eines Streaming Links im Übungsgruppenverwaltungssystem (PhÜ)

Weiter Aufgaben:

• Teststream in der 308 planen
• Rocketchat in bungsgruppenverwaltung einbinden

Donnerstag

• Meeting um 09:00 mit Robert Weis zur besseren Implementierung eines YouTube Livestreams in PhÜ und Chat Funktion.
• Test in 308 mit Frank und Eberl (Coulomb Drehwaage) und Stream
• Besprechung des am Vormittag durchgeführten Streams
• Erstellung des Abschlussvideos und abschließende Dokumentation

Geplantes Veranstaltungsformat

Wie “Vorlesung ohne Folien”. Zusätzlich finden zwischendrin Experimente statt, die, wenn möglich sogar aus mehreren Blickwinkeln, gefilmt werden. An den richtigen Stellen muss zwischen Tafel und Experiment hin- und hergeschaltet werden.

Synchron: Da die Experimente ohnehin in einem entsprechend ausgestatteten Hörsaal stattfinden müssen, bietet sich hier an, die dortige Hörsaaltafel abzufilmen. Dabei wird gestreamt. An den entsprechenden Stellen muss zwischen Tafel- und Experimentansicht geswitcht werden. Benötigte Technologien: Hörsaal mit Mikrofon, Kamera- und Experimentalausstattung, Streaming- bzw. Videoschnittsoftware

Asynchron: Da die Experimente ohnehin in einem entsprechend ausgestatteten Hörsaal stattfinden müssen, bietet sich hier an, die dortige Hörsaaltafel abzufilmen. Dabei wird eine Aufnahme erstellt. An den entsprechenden Stellen muss zwischen Tafel- und Experimentansicht geswitcht werden. Benötigte Technologien: Hörsaal mit Mikrofon, Kamera- und Experimentalausstattung, Videoschnittsoftware

Anforderungsanalyse

Die Studis müssen noch mehr an ihre Eigenverantwortung zu arbeiten erinnert werden!

Was erwartet ihr als Studierende?

• Niederschwellig, z.B. Anmeldung über Uni-ID
• Synchron oder Asynchron?
  • Bei Synchron beachten: Zeitpunkt der Vorlesung wichtig -> Vorteil asynchrone Veranstaltung / Kombination
  • Synchrones Format aufzeichnen, damit On-Demand gelernt werden kann
• Geeignete Lautstärke, wenig Rauschen/Zerren/knistern, keine Rückkopplung

• Darstellung
  • OS unabhängige Anwendung oder gute Web-App für Studierende, mobile Variante in diversen App-Stores
  • Tafelbild (digital/analog abgefilmt) zur Konzeptentwicklung gewollt <-> kein PowerPoint Karaoke
  • Gutes Skript (GeTeXt!)
  • Video des Professors als visuelle Lernkomponente
  • Die Dozenten sollten vorbereitet sein und nicht währenddessen mit rumprobieren

• Mögliche interaktive Komponente: Quiz, kleine Versuche zum mitmachen
• Einheit von Vorlesungen / Übungen / Tutorium
• Persistenz von aufeinander folgenden Veranstaltungen (Vorlesung jeden Mittwoch etc.) ohne neuen Link

Für freien physikalischen Austausch: Arbeitsraum Ersatz für das Lernen neben der VL(Rocketchat Channel mit Tutoren?)

Was erwarten Dozierende, insb. eure MentorIn?

• Videokomponente der Studierenden als Feedback für den Professor
  • VLs in kleine Themenblöcke à 20 Minuten einteilen (lange digitale VL sind anstrengend, sowohl für Dozenten als auch für Studis)
  • Mit Fragen zu den Blöcken zum weiteren selbst erarbeiten
  • Möglichst wenig Mehraufwand
  • Einfache Bedienung

Didaktische Überlegungen

• Länge der Vorlesung an Konzentrationsfähigkeit angepassen
• Interaktion für Rückmeldung des Wissensstandes
• Gute Vorbereitung und Umgang mit der Technik, damit Lesefluss aufrecht erhalten bleibt
• Tafelbild (digital/analog abgefilmt) zur Konzeptentwicklung
• Experimente sind ein essentieller Teil von Experimentalphysikvorlesungen und lockern diese auf
• Begleitmaterial (Skript ,Literatur, Erklärvideos etc.)

• Quizze bieten Abwechslung

Test-Livestream auf YouTube mit Norbert Frank

Vorbereitungszeit:

Dozent:

• Normale Vorlesungsvorbereitung

Technik(Zeiten geschätzt, ist nur für die HiWis nötig falls sie wissen wie es geht):

• 5 Minuten YouTube Kanal erstellen(Diese brauchen aber 24 Stunden um freigeschalten zu werden)
• 5 minuten Vor Ort den Stream starten und den Link einbetten
• 30 Minuten OBS
• 20 Minuten ATEM anschauen (Vor Ort die kleine Einfürhrung)

Also circa 1 Stunde haben wir gebraucht um das alles einzurichten, Überlegungen gab es schon davor. Der Technikaufwand war sehr gering, da alles schon in der 308 vorbereitet war. Das und die 50 Minuten Einlesezeit in die Streamsoftware ist aber nur ein einmaliger Aufwand der danach wegfällt. Für doch potentielle Ausfälle sollte man Kurzanleitungen erstellen können mit denen man dennoch in 5 Minuten alles erklären kann was notwenidg ist.

Vorgehensweise/Genutzte Technik:

• Die Einbettung des Streams auf moodle und PhÜ erfolgte mittels eines HTML iframe. Auf Moodle ist jedoch auch die Einbettung eines Videolinks grafisch auswählbar.

• Zusammenschalten der Videoinputs über das ATEM Mini (Preis 345 Euro)
  • +Vorschaumonitor
• Streamingprogramm OBS (Gratis)
• Streamingplattform YouTube (Gratis, Stream nur über Link einsehbar und im nachhinein als Video verfügbar)
• Niederschrift während dem Stream mit Windows Whiteboard (Es wird definitiv ein anderes Programm gebraucht) auf einem Surface. Danach mit einem IPad hat es auch funktioniert (Da brauch man aber einen passenden Adapter/Die 308 hat mit manchen Probleme)

Überlegungen:

• In einem shared whiteboard kann jeder Hörer nach Belieben zurückscrollen (AWW APP, Conceptboard, Evtl OneNote)
• ATEM Mini mit anderer Hardware ersetzen, die mehr Gestaltungsmöglichkeiten liefert wobei das vermutlich unnötig ist(Wir haben uns scheinbar nicht genug eingeleseen)

Vorteile:

• Dozentensicht:
  • Niederschrift fühlt sich für Dozenten an als wäre es auf Papier
  • Aus der Sicht der Dozierenden ergibt sich keine Änderung (vor allem bzgl. der Vorbereitung)
  • Interaktive Optionen (Auch mit einem Quiz zum Beispiel über die Übungsgruppenverwaltung)
• Studierendensicht:
  • RocketChat Implementierung existiert, dass dieser auf der Übungsgruppenverwaltung neben dem Stream angezeigt wird --> Fragen und Antworten ohne YouTube Account
  • Sehr angenehm, dass der Dozent dauerhaft sichtbar ist (Dozenten können dies auf Wunsch aber auch lassen)
  • shared whiteboard könnte in einem zweiten Fenster geteilt werden --> Studierende können zurück scrollen
  • Möglichkeit Interaktiv Fragen zu stellen
  • Experimente trotzdem besser sichtbar als in Live VL
• Technik:
  • Wechsel auf HeiCast wäre von der Technik auch möglich
  • Umschalten zwischen verschiedenen Kameras klappt sehr gut!
  • Kein Schneiden Notwendig

Umstände/Nachteile:

Die Sterne (*) zeigen an, dass das Probleme sind die nur darauf basierten, dass wir den Stream schnell und spontan durchgeführt haben. Diese Probleme ließen sich, sofern sich diese Methode bewährt von dem zuständigen Team für die Finalisierung schnell beheben.

• Dozentensicht:
  • Dozenten müssen zum Hörsal kommen
• Studierendensicht:
  • Während ein Experiment gezeigt wird, sieht man den Tablet-Screen nicht(evlt. gelöst durch "Using the Upstream Keyer" Siehe ATEM Mini anleitung, https://documents.blackmagicdesign.com/UserManuals/ATEM_Mini_Manual.pdf?_v=1573628412000 )
  • Niederschriftprogramm und Gerät (*/Da sind wir für Vorschläge offen)
  • Wenn der Dozent im Tablet auf eine neue Seite wechselt, ist der vorherige Aufschrieb nicht mehr sichtbar (*/siehe obiger Punkt)
  • Experiment schlecht ausgeleuchtet (*/ist der Vorbereitung bekannt diese wird für mehr Licht sorgen)
  • Die rechte untere Ecke des Aufschriebs wird vom Kamerabild verdeckt. => Diese Ecke sollte man also nicht beschreiben!
• Technik:
  • Kameraperspektive von oben war ungünstig (*)
  • Mikrofon rauscht (*/Technikproblem eines Hubs in der 308)
  • You-Tube Editor ist sehr langsam (Dauer bis zu 3 Stunden) (Während Videos bearbeitet werden sind Live-Kommentare nicht einsehbar)
• Man brauch einen HiWi der die Technik schaltet und die Fragen stellt

Noch zu Machen:

• Bildtechnik und Ton:
  • Professionelle Beratung für Kameraführung/Platzierung
  • Boden abkleben, dass Dozenten nicht aus dem Kamerabild laufen
  • Feste Kamera Position
  • Gute Ton-Einstellungen finden
  • Standbild vor Vorlsesungsbeginn (mit Vorlesungsinfo)
  • Überlegung ATEM Mini mit anderer Hardware ersetzen, die mehr Gestaltungsmöglichkeiten liefert (oder wir haben uns nicht genug eingeleseen was auch möglich war)
• Mikrofon für Fragensteller sodass Fragen nochmal laut vorgelesen werden, damit alle folgen können
• Programm und Gerät für die Niederschriften wählen:
  • Persönlicher Vorschläg:
    • Ein Stift System von Windows wie den Surface Pen oder von Apple den Apple Pencil wählen weil es sich sehr real wie auf papier(eher wie auf folien) zu schreiben anfühlt und das auch die Professoren motiviert es zu nutzen. Es gibt auch Apple und Windows Geräte mit eben diesem Papier großen Format. Und für die gängigen Hörsäle sind diese Geräte noch erschwinglich mit Beachtung dass in dem KIP ein circa 5 mal so teueres Gerät steht welches ähnlich gut ist.
      • bei Apple Notability: DIN A4 Seiten zum durchscrollen, in Präsentation wird der Rest ausgeblendet und es ist sehr leicht die Niederschriften als PDF abzuspeichern(Pro: einfache sehr echt anfühlende bedienung und man kann durch die Seiten scrollen Con: Kein screen sharing wie AWW App Jedoch kann die Mitschrift im nachhinein sehr leicht hochgeladen werden, Manche Bildschirmadapter machen in der 308 Probleme, wurde auch kurzzeitig nach der Testvorlesung gestestet und hat funktioniert)
      • bei Windows OneNote, Pro: hierbei ist aber das zusätzliche sharing möglich(sofern es für die uni heidelberg windowslizenzen freigegeben wird vom urz). Con: Ein preset mit scrollbaren DIN A4 Seiten ist leider nicht verfügbar
  • Template für das entsprechende Programm erstellen, dass die Ecke geblockt bleibt in welcher der Dozent steht
• Vorlesungsgestaltung:
  • Überlegen wie man die Vorlesung unterteilen kann
    • durchgehende Vorlesung (mit regulärer Pause in der Mitte der Vorlesung)
    • hinterher für asynchrones Format: in thematisch sortierte Blöcke teilen, damit Konzentration nicht überansprucht
  • Datenschutzrechtliche/Nicht über YouTube anmeldung laufende Kommentare einbinden.(Potentiell RocketChat implementierung) Existiert!

Hiemit wollen wir uns auch bei Markus Eberl bedanken. Er hat uns während dem ganzen Vorhaben in der 308 begleitet und mit der Technik unterstützt.

Verwendete Technologien

Plattform	Vorteile	Nachteile	Fazit
Zoom	-Meldemöglichkeit -Q&A Funktion -Live Chat -Möglichkeit des Einbindens von externen Geräten (z.B. iPad)
Moodle	-ist bereits bei vielen Dozenten bekannt -geeignet zur Übungszettelabgabe/Übungsaufgaben -verständliche Anleitung -Quiz -Chat -Videoupload	-keine Kommentare zum Livestream -Feedback Funktion schwer erreichbar -Chatfunktion nicht synchronisiert mit Video
HeiCONF	-bietet öff. & priv. Chat, Moderatorfunktion, Zeichentool, Mehrbenutzermodus, eigene Präsentation hochladen, zeigen und bearbeiten -Entwickelte (mit Notizen versehene) Präsentation kann nicht gespeichert werden -Verlinkte Inhalte (von YouTube, Twitch, Dailymotion, Vimeo) einbetten (Videos gemeinsam schauen etc.) -Anleitung wird direkt am Anfang verlinkt	-Für komplexe Vorlesungen (Ex., Tafel & Folien & Exp.) nicht geeignet -Direkte Videoaufzeichnung nicht möglich (offizieller Anleitung zufolge möglich) -Entwickelte (mit Notizen versehene) Präsentation kann nicht gespeichert werden	Eignet sich vielleicht als Tool für Folienvorträge bei kleineren Vorlesungen bis 50-100? Leute
OBS Studio	-Intuitive Bedienung		Dient als Schnittstelle zwischen dem verwendeten ATEM mini und dem Livestream der Wahl
Youtube	-Stabile Server -synchronisierte Kommentarfunktion -lässt sich in die PhÜ und moodle einbinden -> nur angemeldete Studenten können die Veranstaltung sehen -Der Dozent ist sichtbar	- Kommentarfunktion nur mit Account
PowerPoint	-vertonte PowerPoint Folien als Vorlesungsersatz -Experimente können vorher aufgezeichnet und als Video während der Präsentation abgespielt werden -viele Möglichkeiten die Vorlesung anschaulich zu machen	-Es müsste gleichzeitig ein Pointer verwendet werden, da sonst sehr unübersichtlich -Der Dozent ist entweder gar nicht oder nur in einem kleinen Fenster zu sehen -> Mimik und Gestik fehlt -Video sollte immer zusammen mit Folien hochgeladen werden
Rocket.Chat	-LaTeX Integration -File Sharing -Verschlüsseltes Messaging -Anmeldung mit Uni-ID
Übungsgruppenverwaltung	-ist bereits bei Dozenten bekannt und wird genutzt -privater YouTube Live Stream über Link erreichbar (Datenschutz) -Anmeldung mit Uni-ID -Übungsblätter hochladen -Modulübergreifend Klausuren planen	-Link auf Rocket.Chat -Kommentarfunktion -Feedback
Webex	-Meldefunktion (abhängig vom Betriebssystem) -Whiteboard -Moderationsfunktion	-funktioniert nur gut für geringe Personenanzahl	-nicht geeignet für große Vorlesungen
Twitch	-einfacher zu bedienen als YouTube -synchronisierte Kommentarfunktion	-nur öffentlicher Stream möglich

Google-Formular und Google-Sheet

Da für die meisten Dozierenden und Studierenden der Universität Heidelberg das Format der Online Lehre neu ist, war der Wunsch eine Sammlung von Beispielen guter digitaler Lehr- und Lerninhalte zu erzeugen. Diese sollte zum einen dazu dienen Dozierenden Beispiele an die Hand zu geben wie z.B. ein Vorlesungs-Stream oder ein inverted classroom aussehen kann; zum anderen sollen auch Inhalte, wie Videos und Animationen, bereit gestellt werden, welche in Vorlesungen / Seminare / Tutorien / etc. eingebunden werden können. Durch das einbinden bereits bestehender fremder Inhalte soll grade die Arbeit in Vorlesungen der Experimental Physik o.Ä. erleichtert werden, da so der Aufwand der durch das Abfilmen von Experimenten o.Ä. entsteht deutlich reduziert werden kann.

Inspiration für solch eine Liste kam von der Fakultät für Chemie und Geowissenschaften.

Der Link für dieses Formular und das Sheet soll möglichst weit und auf vielen Kanälen geteilt werden, um so den Pool an Beispielen möglichst groß zu machen.

Trivia

• Otto Hahn

• Prof. Norbert Frank

• Johannes Reiter

• Alexander Junkermann

• Daniel Dux

• Thorben Frey

• Evelyn Rauth

• Celine Kolb

• Christoph Blattgerste

Weblinks

• Google-Formular
• Google-Sheet