Realisierung eines Prüfungsquizzes im Kontext der Lernplattform … · 2013-07-17 ·...

Bachelorarbeit

Realisierung eines Prüfungsquizzes im Kontext der Lernplattform CURE

von

Sven LaaksKirchstr. 24

56330 Kobern-Gondorf

(Matrikel 5976588)

angefertigt am

Lehrgebiet Praktische Informatik VI- Verteilte Systeme -Prof. Dr. Jörg Haake

der FernUniversität Hagen

Betreuer:

Dipl. Inf. Till Schümmer

November 2004

Hiermit versichere ich, dass ich diese Arbeit selbstständig verfasst und keine

anderen als die angegebenen Quellen und Hilfsmittel benutzt sowie Zitate

kenntlich gemacht habe.

Kobern-Gondorf, im November 2004

Datum Unterschrift

Inhaltsverzeichnis III

InhaltsverzeichnisZusammenfassung..............................................................................................................5

1. Einleitung.......................................................................................................................6

1.1. Übersicht..................................................................................................................6

2. Grundlagen....................................................................................................................9

2.1. Zuordnung der Lerntheorien....................................................................................9

2.2. Anwendungsgebiet eines Prüfungsquizzes............................................................11

2.3. Bestandteile eines Quiz..........................................................................................12

2.3.1. Fragen und Antworten..................................................................................12

2.3.2. Personen in einem Quiz und ihre Rollen......................................................13

2.4. Kooperatives Quiz im Rahmen von CSCL............................................................13

3. Analyse des Problembereichs.....................................................................................16

3.1. Ablauf einer studentischen Lerngruppe.................................................................16

3.2. Ablauf einer Selbstabfragung................................................................................17

3.3. Aktuelle Situation an Fernuniversitäten................................................................18

3.4. Resultierende Anforderungen................................................................................19

4. CURE als Quizsystem?...............................................................................................24

4.1. CURE in Kürze......................................................................................................24

4.2. Bewertung von CURE in Bezug auf die Anforderungen.......................................25

5. State of the Art.............................................................................................................29

5.1. Chat Quiz...............................................................................................................29

5.1.1. Motivation....................................................................................................29

5.1.2. Technik und Verlauf des Chat-Quiz.............................................................29

5.1.3. Bewertung des Chat-Quiz in Bezug auf die Anforderungen........................32

5.2. Etude......................................................................................................................32

5.3. WebCT...................................................................................................................36

5.4. CADAL Quiz.........................................................................................................40

5.5. Multiple-Choice-Quiz an der VŠB Technischen Universität von Ostrava............41

5.6. Eigenschaftenvergleich..........................................................................................44

Inhaltsverzeichnis 4

6. Das Prüfungsquiz........................................................................................................46

6.1. Die Komponenten..................................................................................................54

7. Beschreibung der Implementierung..........................................................................60

7.1. Eingesetzte Techniken...........................................................................................60

7.2. Model-View-Controller Entwurfsmuster...............................................................60

7.2.1. Model...........................................................................................................61

7.2.2. Controller.....................................................................................................61

7.2.3. View.............................................................................................................61

7.2.4. Besonderheit bei Web-Anwendungen..........................................................62

7.3. Implementierung der Komponenten......................................................................62

7.3.1. Model..................................................................................................................62

7.3.2. Controller............................................................................................................69

7.3.3. View....................................................................................................................71

8. Zusammenfassung.......................................................................................................75

8.1. Erweiterungspotenziale..........................................................................................78

9. Literaturverzeichnis....................................................................................................80

Zusammenfassung 5

Zusammenfassung

Ziel dieser Arbeit ist die Planung, der Entwurf und dieImplementierung eines Prüfungsquizzes für die LernplattformCURE. Dafür wird der theoretische Bereich der Lernpsychologieuntersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchung, zusammen mitden Ergebnissen der Problembereichsanalyse, fließen in dieAnforderungsanalyse des Prüfungsquizzes ein. Nach einerEvaluierung der in Benutzung befindlichen Quizze wird dasPrüfungsquiz mit seinen Eigenschaften und seinem Designbeschrieben.

Einleitung 6

1. Einleitung

Ein Studium, also das wissenschaftliche Lernen und Forschen,besteht unter anderem aus dem Besuch von Vorlesungen,Seminaren, Laborpraktika, Tutorien und dem Selbststudium. Dasvon den Studenten1 dabei erworbene Wissen wird entweder insemesterbegleitenden Teilprüfungen oder in Abschlussprüfungendurch Klausuren oder mündlichen Prüfungen abgefragt [Wikipedia04].

Um sich auf die Prüfungen und Klausuren vorzubereiten, testenStudenten ihr Wissen an alten Klausurfragen, Prüfungsprotokollenoder selbst ausgedachten Fragen. Je nach Vorbereitungstyp machensie dies alleine und/oder in Lerngruppen.

Besonders Fernstudenten haben wegen der großen Entfernungenzueinander seltener die Möglichkeit, sich an Lerngruppen zubeteiligen. Auch hat nicht jeder Student die Fähigkeit, sichsinnvolle Fragen auszudenken, wenn alte Klausuraufgaben undPrüfungsprotokolle fehlen.

Um diesen Missständen zu begegnen, ist das Ziel dieser Arbeit dieRealisierung eines webbasierten Prüfungsquiz2, welches dieMöglichkeit einer virtuellen Lerngruppe als auch einAbfragesystem für einzelne Studenten bietet.

1.1. ÜbersichtDie Gliederung der Bereiche dieser Arbeit sind „Grundlagen“,„Analyse des Problembereichs“, „CURE als Quizsystem?“, „Stateof the Art“, „Das Prüfungsquiz“, „Beschreibung derImplementierung“ und „Zusammenfassung“.

1 Studentinnen sind dabei natürlich ebenfalls gemeint, werden aber der Einfachheit halber in dieser Arbeitnicht extra aufgeführt.

2 Beim Wort Quiz handelt es sich um einen Anglizismus. Laut Duden gibt es zu diesem Wort keinenPlural. Canoo [Canoo 04] bezeichnet den Plural von Quiz ebenfalls als Quiz, was allerdings dieLesbarkeit dieser Arbeit vermindert. Um nicht auf eine Wortkombination wie z.B. Quiz-Systeme zurückgreifen zu müssen, wird in dieser Arbeit das Quiz in der Mehrzahl mit dem umgangssprachlichen WortQuizze bezeichnet.

Einleitung 7

GrundlagenÜber die Definition des Quizbegriffs wird das Quiz in den Bereichder Lernpsychologie eingeordnet und daraus die wesentlichenBestandteile eines Quiz herausgearbeitet. Abschließend erfolgt einekurze Betrachtung des CSCL3 im Quizkontext.

Analyse des ProblembereichsZuerst wird der exemplarische Ablauf einer Lerngruppe und einesSelbstabfragens bei Studenten einer Präsenzuniversität dargestellt.Danach wird die aktuelle Situation bei Fernstudenten aufgezeigt,um anschließend daraus mit Hinzunahme der Ergebnisse aus denGrundlagen die Anforderungen für das zu implementierendePrüfungsquiz abzuleiten.

CURE als Quizsystem?CURE wird mithilfe der Anforderungen daraufhin überprüft, ob essich als Quizsystem eignet. Es wird sich dabei nur auf die Bereichevon CURE konzentriert, die annähernd für ein Quiz brauchbarerscheinen.

State of the ArtAus der Menge von möglichen Quizzen werden fünf, meist in derLehre genutzte, Quiz ausgewählt. Diese werden anhand der zuvorerstellten Anforderungen evaluiert.

Das PrüfungsquizAnhand von drei Szenarien, in denen Benutzer das Prüfungsquizbeispielhaft benutzen, werden die Kernelemente desPrüfungsquizzes erläutert.

Beschreibung der ImplementierungZuerst werden die bei der Implementierung benutzten Technologiendargestellt. Danach erfolgt ein Einblick in das MVC4-Modell, dasfür das Prüfungsquiz genutzt wurde. Es folgt die an Beispielendargestellte Implementierung, die getrennt durch das Modell,erfolgt.

3 Definition zu CSCL (engl. Computer Supported Cooperative/Collaborative Learning) siehe Seite 134 Entwurfsmuster in der Softwareentwicklung zur Lösung von wiederkehrenden Modellierungsproblemen

Einleitung 8

ZusammenfassungAls Abschluss der Arbeit werden die Ergebnisse zusammengefasstund überprüft, inwieweit die Implementierung derAnforderungsanalyse entspricht. Ergänzend werden möglicheErweiterungspotenziale aufgezeigt.

Grundlagen 9

2. Grundlagen

Laut WIKIPEDIA [Wikipedia 04] ist ein Quiz ein Ratespiel oderein Rätsel, welches durch logisches Denken gelöst wird. Durch dieLösung eines Rätsels Ein Rätsel kann unter anderem der Bildungdes Rätsellösers dienen. Der Brockhaus [Brockhaus 04] definiertdas Quiz als Frage- und Antwortspiel.

Wie alt diese Art des Spiels ist, kann man natürlich nicht genausagen. Ein Quiz war aber schon das, was man heute als Mäeutik5

oder Sokratische Methode, eine Art „geistige Geburtshilfe“,bezeichnet. Diese Methode wurde entwickelt vom griechischenPhilosophen Sokrates (ca. 470-399 v. Chr.) und basiert darauf, dassein Gesprächspartner mit geschickten Fragen, den erhaltenenAntworten und dessen Einsichtsfähigkeit, Wissen um Gutes (kalos)und Edles (agathos) selbst „gebären“ bzw. hervorbringen soll.([Wikipedia 04], [PhilLex 04])

Zusammenfassend ist ein Quiz ein mindestens mehrere tausendJahre altes Frage- und Antwortspiel, welches durch Raten oderlogisches Denken gelöst wird und der (Weiter-)Bildung desAntwortenden dienen kann.

Im Folgenden soll der Quizbegriff mit den Theorien derLernpsychologie in Zusammenhang gebracht und die Besonderheiteines Prüfungsquizzes erörtert werden. Anschließend werden diemöglichen Fragen- und Antworttypen ausgearbeitet. Nach derDarstellung der Personen und ihren Rollen in einem Quiz wird kurzüber die mögliche Rolle von CSCL bei einem kooperativen Quiznachgedacht.

2.1. Zuordnung der LerntheorienDer Begriff „der Bildung dienen“ (vgl. Absatz 2) impliziert einLehren und Lernen. Die Lernpsychologie kennt dazu dreiLerntheorien ([Petri 01], [Hipfl 03]), wobei keine dieser Theoriendie alleinig Richtige darstellt. Praktische Strategien bauen meist aufeiner Mischform der Theorien auf.

5 Griech. Hebammenkunst

Definition: Quiz

Lerntheorien derLernpsychologie

Frühzeitiges Quiz:Mäeutik

Grundlagen 10

• Behaviorismus (Lernen durch Verstärkung)

Das behavioristische Verständnis vom Lernen betrachtet nurReiz-Reaktionsschemata. Vorhandene Wissensstrukturen undVerarbeitungsprozesse beim Lernenden sind dabei irrelevant.Auf einen Input (Reiz) wird dabei ein Output (Reaktion)erwartet. Bei richtiger Reaktion gibt es meist eine Belohnung, beifalscher Reaktion eine Bestrafung. Im einfachsten Fall wird derReiz öfters wiederholt, bis die richtige Reaktion eintritt. DieseArt des Lernens ist besonders dort geeignet, wo es um Fakten-wissen geht. Geht es beim Lernen um Verständnis, versagt dieseMethode.

• Kognitivismus (Lernen durch Einsicht)

Im Gegensatz zum Behaviorismus ist hierbei nicht die Reaktionauf einen Reiz von Interesse. Vielmehr sollen Methoden undVerfahren zur Problemlösung gelernt werden, deren Anwendungdann zur Lösung führt. Zu Beginn eines Lernprogrammsbekommt der Lernende eine Problemstellung präsentiert. DenAblauf des Lernens steuert er selbst. Der Lehrer wird hierbei zumTutor, der den Lernenden beobachtet und gegebenenfalls hilft.Nachteilig ist hierbei die zu einseitige Konzentration aufProzesse und der Mangel eines Problemgenerierungsprozesses.

• Konstruktivismus (Lernen durch Erleben undInterpretieren)Weder werden hier wie beim Behaviorismus Fakten gelernt,noch wie beim Kognitivismus Verfahren zur Problemlösung. Derkonstruktive Lernprozess wird als aktiver Prozess gesehen, beidem der Lernende die aufgenommenen Daten mit seinem Wissenund Erfahrungen in Beziehung setzt. Der Lernende soll ausunstrukturierten und verwirrenden Situationen Problemeherausfiltern im Gegensatz zum Kognitivismus, bei dem dieProbleme vorgegeben werden. Die Aktivität und Kreativität desLernenden ist hierbei besonders hoch. Der Lehrer wird hier zumCoach, der nicht mehr steuert, sondern mit seiner Erfahrung demLernenden hilfreich zur Seite steht. Der Lehrer gilt hier, andersals zuvor, nicht mehr als unfehlbar. Als Nachteil kann hier dieUnbrauchbarkeit für Anfänger in einem Gebiet gesehen werden.

Konstruktivismus

Kognitivismus

Behaviorismus

Grundlagen 11

Als generelles Frage- und Antwortspiel, bei dem der Teilnehmereine Frage gestellt bekommt (Input/Reiz) und von ihm eineAntwort erwartet wird (Output/Reaktion), kann das Quiz demBehaviorismus zugeordnet werden. Wie sieht es aber speziell miteinem Prüfungsquiz aus? Prüfungsquizze haben als Einsatzgebietnicht primär die Verbreitung von neuem Wissen, sondern diePrüfung des Lernfortschritts beim Lernenden. Trotzdem gehörenauch sie zu den behavioristischen Strategien. Bei Lernenden kannein Merken und Wiedererkennen von Fakten eintreten. Ebenso isteine Vermittlung von unbekannten Fakten möglich. [Baumgartner04].

Aber das Quiz hat auch konstruktivistische Aspekte. Dazu zählenzum einen, dass sich der Lernende seine Lernumgebung selberauswählen kann. In diese Wahl kann auch ein Quiz fallen. Zumanderen soll der Lernende aus einer gegebenen Situation selber dieProbleme herausfiltern. Dies ist vergleichbar mit der Fragen-generierung zu einem bestimmten Wissensgebiet. Die Beant-wortung der Fragen ist dann mit dem Prozess der Problemlösungvergleichbar. Jeder Lernende bringt Daten mit individuellemWissen und Erfahrungen in Beziehung. Ist die Herkunft der Datenein einzelnes Wissensgebiet, sind unterschiedliche Fragen zuerwarten. Unterschiedliche Antworten können erwartet werden,wenn die Datenversorgung durch Fragen stattfindet.Konstruktivistisch ist folglich, wenn ein Quiz für die eigeneLernumgebung ausgewählt und/oder für die Problemfindung und-lösung benutzt wird.

2.2. Anwendungsgebiet eines PrüfungsquizzesIm letzten Abschnitt wurde kurz angeschnitten, dass einPrüfungsquiz nicht primär zur Verbreitung von neuem Wissengedacht ist. Diese Aussage ist nicht willkürlich, sondern hat ihrenUrsprung in zwei negativen Effekten.

Zum einen läuft eine Erarbeitung von Wissen anhand von einemPrüfungsquiz zwangsläufig auf ein Ratespiel hinaus. EinPrüfungsquiz kann dabei nie die Vollständigkeit von Vorlesungs-unterlagen erreichen, weshalb dies nicht die Grundlage für einePrüfungsvorbereitung sein sollte.

Einordnung desPrüfungsquizzes in denBehaviorismus

Einordnung desPrüfungsquizzes in denKonstruktivismus

Grundlagen 12

Zum anderen ist bei der Erarbeitung von Wissen anhand von einemPrüfungsquiz das Risiko sehr hoch, Ähnlichkeitshemmungen(Ranschburg-Phänomen) zu erzeugen. Eine Ähnlichkeitshemmung„ist die 1905 von dem Psychologen Ranschburg nachgewieseneHemmung des Gedächtnisses bei der Reproduktion von ähnlichenLerninhalten durch Mangel an gestaltlicher Differenzierung“(Meyers Enzyklopädie). Dies kann z.B. bei Multiple-Choice-Fragenmit ähnlichen Antwortmöglichkeiten vorkommen.

2.3. Bestandteile eines QuizNachdem in den vorigen Abschnitten das Quiz als Ganzesbeschrieben wurde, sollen nun in diesem Abschnitt wesentlicheElemente eines Quiz und deren Eigenschaften betrachtet werden.

2.3.1. Fragen und AntwortenKonzeptionell besteht ein Quiz aus Fragen und Antworten. Manunterscheidet die Fragen danach, ob der Antwortende eingegebenes Antwortangebot bearbeiten soll oder nicht. Soll er dasnicht, unterscheidet man noch nach dem Umfang der erwartetenAntwort. Laut Meurer [Meurer 04] kann eine Frage als

• geschlossene Frage (Multiple-Choice, Umordnung, Zuordnungoder Identifizierung),

• halb offene Frage (Lückentext, Kurzantwort) oder

• offene Frage (Essay)

kategorisiert werden.

Die Auswahl der Fragen richtet sich häufig nach demThemenbereich und der Umgebung, in der das Quiz zur Verfügunggestellt wird. Zum Beispiel ist die Lösung einer komplexen Formelnicht sonderlich für geschlossene Fragen geeignet. Kommt esbesonders auf den Lösungsweg der Formel an ist ein mündlichesQuiz ungünstig. Nach [RuLL 04] bevorzugte B. F. Skinner, in den50-er und frühen 60-er Jahren federführender Verfechter vombehavioristischen Verständnis von Lernen [Petri 01], Fragen mitFreitext-Antworten (halb offene und offene Fragen). Er sah dieGefahr, dass die falschen Antwortmöglichkeiten in den

Geschlossene Fragen

Ranschburg-Phänomen

Halb offene Fragen

Offene Fragen

Grundlagen 13

Auswahlangeboten sich bei den Quizteilnehmern einprägenkönnten (s.o. Ranschburg-Phänomen). Dem gegenüber steht dieschnelle Erstellung und Korrektur von geschlossenen Fragen.Besonders die einfache Korrektur hat zu einer weiten Verbreitung,besonders im Bereich der CBT6- und WBT7-Programme, gesorgt.

2.3.2. Personen in einem Quiz und ihre RollenEin Punkt, der in der obigen Definition eines Quiz fehlt, ist derPersonenkreis bzw. die Anzahl der Quizteilnehmer. DieTeilnehmerzahl liegt theoretisch zwischen eins und endlich vielen,wobei die tatsächliche Obergrenze je nach Anwendungsgebietvariiert. Die Rollen der Personen beschränken sich minimal aufeinen Fragesteller (Quizmaster) und einen Antwortenden(Quizteilnehmer). Es geht allerdings auch mit wesentlich mehrRollen, wie das Chat-Quiz zeigt (vgl. Abschnitt 5.1). Bei derSelbstabfragung ist man somit der einzige Teilnehmer, derFragesteller und Antwortender in einem ist. Bei mehr als einemTeilnehmer übernimmt einer die Rolle des Fragestellers, entwederfest oder nur für einzelne Fragerunden. Die anderen haben dann dieAntwortgeberrolle inne. Die Antwortgeber quizzen dabei einzelnoder als kooperierende Gruppe(n). Die Bewertung einer einzelnabgegebenen Antwort geschieht meist unabhängig von den anderenAntworten. Die Antwortgeber können durch die vergebenenBewertungen (z.B. Noten) in einer Wettkampfbeziehungzueinander stehen. Dies ist aber nicht zwingend notwendig.

2.4. Kooperatives Quiz im Rahmen von CSCLEs gibt mittlerweile viele verschiedene Realisierungen vonQuizzen, egal ob mit Computer oder ohne. Einige werden inKapitel 5 besprochen. Die Anzahl von kooperativen Quizzen istdagegen noch verschwindend gering. Das computergestütztekooperative Lernen, kurz CSCL, könnte da eine Hilfestellungbieten. Durch CSCL werden Ansätze beschrieben, wie kooperativesLernen bzw. Lernen in Gruppen durch den Einsatz von IuK8-

6 CBT (engl. Computer Based Training). Entsprechende Lernprogramme hat der Lernende auf seinemComputer gespeichert.

7 WBT (engl. Web Based Training). Lerninhalte werden von einem Server über das Internet oder Intranetan den Lernenden gesendet.

8 Information und Kommunikation

CSCL

IuK

Rollen

Grundlagen 14

Technologien unterstützt werden können [Wikipedia 04]. Dabei istCSCL eine Lern- und Lehrform, die auf synchrone und asynchroneInteraktion zwischen einer Gruppe von Lernenden basiert. WelcheIuK-Technologie für die Interaktion benutzt wird, ist verschieden.Mit E-Mail wird z.B. eine asynchrone Kommunikation hergestellt,während ein Chat (fast immer) synchron abläuft.

Der Begriff der Gruppe ist in CSCL zentral. Sie wird nach Hinze[Hinze 04] wie folgt definiert:

• Es gibt ein gemeinsames Ziel oder Aufgabe

• Die Gruppe arbeitet über längere Zeit zusammen

• Es gibt eine strukturierte Kommunikation

• Die Interaktion ist direkt

• Es gibt eine Rollenstruktur und gegenseitige Rollenerwartungen

• Die Mitglieder haben gegenseitige emotionale Beziehungenaufgebaut, die zu einem „Wir-Gefühl“ führen

Unter den verschiedenen computerbasierten, kooperativenSzenarien des CSCL findet man die KooperativeExamensvorbereitung. CSCL findet hier rein freiwillig und selbstgesteuert statt. Um die notwendige Vertraulichkeit zu sichern, wirdauf abgeschlossene Räume zur Kommunikation und InteraktionWert gelegt.

Für den Fall, dass die Gruppenakteure nicht an einem Ortzusammenkommen, sondern über Computernetze miteinanderverbunden sind, wird für die Gruppen eine computergestützte,kollaborative Lernumgebung gebraucht.

Mindestvoraussetzungen für eine solche Umgebung sind:

• Zugriff auf gemeinsames Material

• Möglichkeiten der kollaborativen Erarbeitung neuen Materials

• Die synchrone und asynchrone Kommunikation von Wissen

Gruppe

Szenario

Mindestvoraussetzungenfür eine computergestützte,kollaborativeLernumgebung

Grundlagen 15

• Eine Teilnehmerverwaltung und eine Rollenvergabe

In diesem Abschnitt wurden ein paar wenige Ansätze des CSCLdargestellt, die immerhin aufzeigen, dass CSCL Grundlagen für dieErstellung eines computerunterstützten kooperativen Quizzesbietet.

Analyse des Problembereichs 16

3. Analyse des Problembereichs

In diesem Abschnitt werden exemplarisch die Abläufe einerstudentischen Lerngruppe und des Selbstabfragens eines Studentenbetrachtet. Danach findet ein Vergleich mit den Gegebenheiten aneiner Fernuniversität statt. Abschließend sollen die Anforderungenherausgearbeitet werden, die das Prüfungsquiz für dieLernplattform CURE erfüllen soll. Dazu liefern die Kriterien, die inKapitel 2 aufgezeigt wurden, und die betrachteten Abläufe dieGrundlage. Die Anforderungen dienen in den Kapiteln 4 und 5 derBewertung von CURE und den schon bestehenden Quizzen. InKapitel 8 wird begutachtet, ob das realisierte Prüfungsquiz dieseebenfalls erfüllt.

3.1. Ablauf einer studentischen LerngruppeWährend meiner Studienzeit an einer Präsenzuniversität konnte ichErfahrungen mit Lerngruppen machen. Im Folgenden soll derAblauf einer Lerngruppe dargestellt werden.

Mehrere Studenten verabredeten sich z.B. in der Universität, per E-Mail oder per Telefon zu einer bestimmten Zeit an einembestimmten Ort. Der Ort konnte ein Raum in der Universität oderdas Zimmer eines Kommilitonen sein. Sobald alle an dem Orteingetroffen waren, konnte begonnen werden.

Ein Student fing an, eine Frage zu stellen. Er war somit in der Rolledes Fragestellers für die aktuelle Runde. Er fragte in den Raumhinein: „Ich habe das noch nicht ganz verstanden. WelcheAufgaben haben die Schichten im ISO-OSI-Referenzmodell9?“,wobei er die Antwort selber nicht wusste. Da ebenfalls kein andererdie Antwort wusste, schaute jemand in den Vorlesungsunterlagennach. Bevor dieser aber fertig war, gab ein dritter Student dierichtige Antwort, die ihm gerade wieder einfiel.

Weil er in den Vorlesungsunterlagen etwas Interessantes gelesenhatte, wollte nun der zweite Student eine Frage stellen. Der

9 Von der ISO standardisiertes offenes Schichtenmodell, das als Grundlage für verschiedeneNetzwerkprotokolle dient. Auch als 7-Schichten-Modell bekannt, wobei jede Schicht eine bestimmteFunktion erfüllt.


bisherige Fragesteller hatte nichts dagegen und übergab dasFragerecht an ihn. Diesmal kannte der Fragesteller die Antwortnatürlich, er hatte sie ja kurz vorher gelesen. Er fragte die ganzeGruppe nach den Vor- und Nachteilen von UDP10. Er hätte aucheinen Studenten direkt fragen können, beispielsweise weil erwusste, dass der Befragte bei dieser Antwort schon einmalSchwächen hatte. Als Bestätigung des Befragten und alsWiederholung für die übrigen Studenten hätte auch ein Student mitStärken bei diesem Thema befragt werden können.

Von zwei Möglichkeiten wollte der Fragesteller, dass jedesGruppenmitglied seine Antwort aufschrieb. Statt danach dieAntworten selber zu korrigieren, gab er die Antwort preis und ließdie befragten Studenten korrigieren.

Eine andere Möglichkeit wäre gewesen, dass sich die Studenten,die glaubten, die Antwort zu wissen, meldeten. Der Fragestellerhätte dann jeweils nach einer gegebenen Antwort entschieden, obdiese richtig war oder ob noch andere Studenten die Antwortverbessern sollten.

So ging es Runde um Runde weiter, bis sich die Lerngruppe anjenem Tag auflöste.

3.2. Ablauf einer SelbstabfragungEs gibt viele verschiedene Wege, sich selbst abzufragen. Letzt-endlich hängt es vom einzelnen Studenten ab, welchen Weg erbevorzugt. Zwei gängige Abfragearten unter Studenten werden hierdargestellt.

Mit Mind-Maps, oder der einfacheren Form des Heraus-schreibensaus Vorlesungstexten, bekommt ein Student eine kompakte Formvon relevanten Fakten aus den Vorlesungstexten. Diese muss ersich meist selbst erstellen, gelegentlich sind sie aber auch vonanderen Studenten zu erhalten. Um die Fakten besser zuverinnerlichen, werden dazu Fragen gebildet. Die Fragen können

10 Minimales, verbindungsloses Netzwerkprotokoll, welches zur Transportschicht des OSI-Schichtenmodells gehört.


entweder direkt bei den Fakten abgelesen werden, oder sie werdenim Kopf gebildet.

Alte Klausuraufgaben entsprechen im Prinzip Fragenkatalogen.Steht keine Musterlösung zur Verfügung, muss der Student dierichtigen Antworten aus den Vorlesungstexten extrahieren. Durchdie enthaltene Klausurzeit und den Schwierigkeitsgrad einer echtenKlausur bieten sie eine gute Möglichkeit, sein Wissen unterKlausurbedingungen zu testen.Gedächtnisprotokolle entsprechen den Klausuraufgaben, wenn inihnen die gestellten Fragen festgehalten wurden. Ist das der Fall,enthalten sie meist noch die gegebenen Antworten. Diese sind abernicht verifiziert, und somit nicht als Musterlösungen zugebrauchen. Enthalten Gedächtnisprotokolle nur die in einerPrüfung abgefragten Themenbereiche, können sie als möglicheEinschränkung bei der Erstellung von z.B. Mind-Maps benutztwerden.

Bei beiden Abfragearten werden die zu beantwortenden Fragenmeist mehrfach wiederholt, besonders die nicht oder schlechtbeantworteten.

3.3. Aktuelle Situation an FernuniversitätenDie Selbstabfrage wird so vermutlich von den meisten Studentenbetrieben, egal ob sie an einer Präsenz- oder Fernuniversitätstudieren. Da Fernstudenten meist die Interaktion und derAustausch mit anderen Fernstudenten fehlt ist anzunehmen, dassFernstudenten bei der Versorgung mit alten Klausuren undGedächtnisprotokollen durch universitäre Einrichtungen sogarbesser gestellt sind als Studenten an einer Präsenzuniversität.Trotzdem ist es nicht selten, dass Gedächtnisprotokolle nichtverfügbar sind, alte Klausuren nicht oder nur ohne Musterlösungvon den Fachbereichen freigegeben werden.

Die zuvor beschriebene Lerngruppe ist durchaus üblich fürStudenten einer Präsenzuniversität, jedoch eher die Ausnahme fürStudenten einer Fernuniversität wie der in Hagen. Fernstudentenhaben selten die Möglichkeit, sich physisch zu treffen. Gelernt wirdhäufig alleine, und die Überprüfung des Gelernten geschieht meistwie zuvor beschrieben.

FernUniversität in Hagen


Stellen sich einem Fernstudenten dabei Fragen, auf die er keineAntworten findet, hat er im Prinzip drei Möglichkeiten.

Er kann die Betreuer des Kurses kontaktieren. Problematisch istdabei der vermehrte Aufwand für die Betreuer. Auch kann es sein,dass diese momentan nicht erreichbar sind, weil sie z.B. auf einemSeminar sind. Oder der Fernstudent hat selber keine Zeit oderMöglichkeit in der Arbeitszeit der Betreuer diese zu kontaktieren,da er eventuell im Ausland ist. Hinzu kommt, dass bei einerAntwort nur dieser Fernstudent sie bekommt. Fernstudenten, diedie gleiche Frage haben, müssen ebenfalls die Betreuerkontaktieren, was deren Aufwand wieder erhöht. Was nichtausgeschlossen werden kann, sind Übertragungsfehler, sowohl beider Frage als auch bei der Antwort, was im schlimmsten Fall zueiner unbemerkt falschen Antwort führen kann.

Es können andere Fernstudenten per Telefon oder E-Mailkontaktiert werden. Ein kleines Problem ist hierbei das Ausfindig-machen einer Kontaktperson. Dazu gibt es gelegentlichTelefonlisten für Fernstudenten. Größer ist wieder das Problem dermehrfachen Anfragen, da die Antwort wieder nur der bekommt, derauch gefragt hat. Für die Übertragungsfehler gilt das Gleiche wieim Absatz zuvor. Zusätzlich ist hierbei die Seriosität der Antwortnicht garantiert, was ebenfalls zu falschen Antworten führen kann.

Als Drittes kann er in Newsgroups nach der Frage suchen oderdiese dort stellen. Findet man eine Antwort, gilt ebenfalls, dassFehler darin nicht ausgeschlossen werden können, und dieSeriosität nicht garantiert ist. Allerdings ist die Wahrscheinlichkeitder Auffindung von falschen Antworten höher, da meist vieleFernstudenten die Newsgroups lesen und Einträge begutachten.Fragen und Antworten werden hier gespeichert, leider meist nur fürdas aktuelle Semester. Stellt man eine Frage, hat man keineGarantie auf Beantwortung, bzw. auf eine kurze Antwortzeit.

3.4. Resultierende AnforderungenDie Anforderungen werden durch zwei Kategorien hergeleitet. Zumeinen gibt es Kriterien, die aus den Eigenschaften eines Quizresultieren. Diese unterteilen sich teilweise noch dadurch, ob einQuiz für eine Person (Einzelquiz) oder für mehrere Personen


(Gruppenquiz) gedacht ist. Zum anderen gibt es die Kriterien, diedie Computerunterstützung betreffen.

Kapitel 2.3.2 zeigte auf, dass Quizteilnehmer verschiedene Rollenin einem Quiz einnehmen. Wichtig dabei ist, dass während einesQuiz jederzeit klar sein muss, wer welche Rolle verkörpert.Ansonsten würde das Quiz durch mehrfache Fragen zur selben Zeitund durch die dann durcheinander gehenden Antworten gestört.Irritieren würden auch Nachfragen, wie z.B. wer denn jetzt fragtoder antwortet. Ein strukturiertes Quiz mit einer geordnetenKommunikation wäre so nur schwer möglich. Ein computer-unterstütztes Quiz muss somit eine Rollenverwaltung für die teil-nehmenden Benutzer bieten.

Fragen und Antworten sollen im System speicherbar undverwaltbar sein. Diese liefern die Datenbasis für ein automatischesQuizsystem (Quizprogramm = Fragesteller). Ohne eine solcheDatenbasis ist solch ein System nicht realisierbar. Ebenso ist eineauf Fragen und Antworten referenzierende Protokollierung (s.Protokollierbarkeit) ohne Speicherung nicht möglich. DieVerwaltung bietet die Möglichkeit, Fragen und Antworten zulöschen und zu editieren. Die Datenbasis könnte ohne Verwaltungunzuverlässig werden, da unvollständige oder fehlerhafte Einträgenicht korrigierbar wären. Wird eine Frage erneut gequizzt, bietetdie vorherige Speicherung von richtigen Antworten eineBewertungsgrundlage für neue Antworten auf diese Frage. Damitkönnen auch Fragen gequizzt werden, die in der Datenbasisgespeichert sind, und zu der man selber keine Antwort weiß.

Nachteilig ist, dass eine Datenbasis wie vorher beschrieben erstmalerstellt werden muss. Der Aufwand wäre für Kursbetreuer meist zuhoch, müssten sie diese Aufgabe alleine bewältigen. Die Datenbasiseines Quiz bliebe dann zu klein, sollten die Kursbetreuer dieseAufgabe nicht voll wahrnehmen. Deshalb sollen die bei einem Quizohne Programm-Fragesteller erzeugte Fragen und/oder Antwortenim System gespeichert werden und für spätere Quizze benutzbarsein. Dies gewährleistet eine schnellere Auffüllung der Datenbasis.

Wesentlich für die Verwaltung einer Datenbasis und dieQuizbenutzung ist die Protokollierbarkeit. Damit lassen sich

Rollenverwaltung

Protokollierbarkeit

Speicherung undVerwaltung von Fragenund Antworten

Wiederverwendbarkeit


Verwaltungsaktionen, wie z.B. das Löschen einer Antwort aus derDatenbasis, verfolgen und sogar zurücknehmen.

Die Protokollierung der Quizbenutzung liefert die Grundlage fürBenutzerstatistiken, die ein Erkennen von Lernfortschrittenermöglicht. Das Fehlen einer Statistik kann zu Motivationsverlustbeim Benutzer führen, der weder seine Stärken noch seineSchwächen nachhalten kann bzw. diese selber nachhalten muss.

Die Anforderung der Wiederverwendung zieht gleich noch eineAnforderung nach sich. Da es sich bei den Quizteilnehmern seltenum Fachleute (z.B. Kursbetreuer) handelt, können deren Fragenoder Antworten die Datenbasis verschlechtern oder sogarunbrauchbar machen. Darunter fallen z.B. themenfremde Fragenoder Antworten, die sich nicht auf die Frage beziehen. Es solltealso eine Qualitätssicherungskomponente existieren, mit der mandiese Fehler erkennen und, wenn man selber keine Berechtigungzur Verwaltung hat, dem Datenbasisverwalter melden kann.

Die von Meurer [Meurer 04] kritisierte leichte Überlistbarkeit vonMultiple-Choice-Fragen (geschlossene Fragen) hängt häufig miteinem immer wiederkehrenden Antwortangebot zu einer Fragezusammen, welches eventuell auch noch die Antworten in gleicherReihenfolge enthält. Deshalb sollen die Antworten in einemAntwortpool gespeichert und das Antwortangebot beigeschlossenen Fragen daraus zufällig zusammengestellt werden.Eine Antwort soll dabei immer mit genau einer Frage verknüpftsein, damit Antworten nicht irgendeiner Frage zugeordnet werden.Ein Einprägen von Antworten und deren Positionen in einemAntwortangebot sollte, bei ausreichend großer Anzahl vonAntworten für eine Frage, damit minimiert werden.

Meurer [Meurer 04] kritisierte ebenso die ermündende Wirkungvon Multiple-Choice-Fragen. Dies hängt auch damit zusammen,dass die Antwortangebote bei geschlossenen Fragen immer nur mitrichtig oder falsch zu bewerten sind. Die einfache Art derAuseinandersetzung mit den Fragen und Antworten wird dabei aufdie Dauer langweilig. Darum sollen die einzelnen Antworten einesAntwortangebots mit einem Notensystem bewertet werden. Daserschwert außerdem das Raten. Der Befragte muss sich vor einem

Bewertung desAntwortangebots durchNoten

Qualitätssicherungs-komponente

Speicherung derAntworten im Pool

Zufällige Auswahl derAntworten beigeschlossenen Fragen

Benutzerstatistik


Quiz mit dem Themengebiet der Fragen auseinander setzen, umbewerten zu können, in wieweit eine Antwort richtig ist. Dies sollzusätzlich dem Einsatzgebiet eines Prüfungsquizzes (Kapitel 2.2)Nachdruck verleihen.

In den Abschnitten 3.1 und 3.2 wird deutlich, dass dieKommunikation und Interaktion bei einem Quiz ein zentraler Punktist. Eine selbstverständliche Anforderung ist dabei die Interaktionmit dem Quizsystem, ohne die ein computerunterstütztes Quiznicht benutzbar wäre. Für ein Gruppenquiz werden zusätzlichtechnische Möglichkeiten einer asynchronen bzw., wenn es 'live'stattfinden soll, einer synchronen Kommunikation verlangt.Anderenfalls wäre eine Gruppenkommunikation wie in Abschnitt3.1 per Computer nicht machbar.

Besonders bei der Nutzung eines Quiz als Prüfungswerkzeugwürden themafremde Fragen den Befragten in seinerPrüfungsvorbereitung nur stören. Daher ist es zweckmäßig, dassFragen kategorisierbar sein sollen. Der Quizbenutzer kann dannsein Themengebiet auswählen und bekommt auch nur Fragen ausdiesem Gebiet gestellt.

Bei einem computerunterstützten Quiz kann es zu verschiedenenProblemen kommen, die zum Abbruch einer Quizrunde führenkönnen. Beispielsweise kann die Netzwerkleitung unterbrochenwerden oder der Quiz-Server ist nicht mehr erreichbar. EinDatenverlust kann dabei nie ausgeschlossen werden, wie z.B. dieAntwort, die man gerade abgeschickt hat. Allerdings soll einVerlust von Daten über eine Quizrunde hinaus vermieden werden.

Ein Quizbenutzer soll selber bestimmen können, wie lange er einQuiz durchgehend benutzt. Er soll sich nicht durch das Quizsystemeingeengt fühlen, weil dieses von ihm z.B. noch zehn Fragerundenverlangt. Aus diesem Grund soll ein Quiz nach jeder Fragerundekontrolliert beendbar sein.

KommunikationInteraktion

Kategorisierbarkeit

Keine Datenverluste, übereine Fragerunde hinaus,durch Abbruch

Beenden nach jederFragerunde möglich


Alle Anforderungen nochmal auf einen Blick:(1) Rollenverwaltung(2) Speicherung und Verwaltung von Fragen und Antworten(3) Wiederverwendbarkeit von Fragen und Antworten(4) Protokollierbarkeit(5) Benutzerstatistik(6) Qualitätssicherungskomponente(7) Speicherung der Antworten in einem Pool(8) Zufällige Auswahl der Antworten bei geschlossenen Fragen(9) Bewertung des Antwortangebots durch Noten(10) Kommunikation und Interaktion(11) Kategorisierbarkeit(12) Keine Datenverluste durch Abbruch über eine Fragerunde

hinaus(13) Beenden nach jeder Fragerunde möglich

CURE als Quizsystem? 24

4. CURE als Quizsystem?

Im Folgenden soll einmal die Software CURE betrachtet werden,ob diese nicht schon Möglichkeiten beinhaltet, ein Quiz zuverwirklichen. Dabei werden nur die Eigenschaften und Funktionenvon CURE benutzt, die für ein Quiz von nutzen sind. Einegenauere Beschreibung gibt es unter [CURE 04].

4.1. CURE in KürzeCURE steht für Collaborative Universal Remote Education undermöglicht einem Benutzer (mit Computer und Internetanschluss)die Bearbeitung von Lerninhalten mit anderen Benutzern. EinBenutzer kann dabei z.B. ein Student oder Betreuer sein.

CURE basiert auf dem Konzept virtueller Räume, die jeweils überden Eingangsraum (Hall) oder über andere Räume betretbar sindund Arbeitsbereiche für Gruppen darstellen.

Inhalt der Räume sind Inhalts- oder Datenseiten. Inhaltsseitenkönnen über eine Beschreibungssprache gestaltet werden.Außerdem können sie Formeln und Verweise (Links) auf andereSeiten oder Grafiken beinhalten. Datenseiten beinhalten Dateienbeliebigen Typs, die in CURE geladen wurden. Eine Seite zeigtdabei an, wenn eine andere Seite im selben Raum einen Link aufsie besitzt.

Räume beinhalten zusätzlich folgende Funktionen, die dieKoordination von Gruppenarbeit und Kommunikation unterBenutzern unterstützen:

• Anzeige aller Benutzer, die aktuell ebenfalls im Raum sind(Awareness)

• Es kann ein synchroner Chat vorhanden sein, der Einträgedauerhaft speichert

• Es kann eine Threaded-Mail-Diskussion mit dauerhaftgespeicherten Mails möglich sein. Mails sind für alle Benutzerdes Raumes einsehbar und können als Kopie an die privatenMailadressen der Benutzer verschickt werden

CURE


Um einen Raum überhaupt nutzen zu können, braucht man fürdiesen einen Schlüssel. Ausgenommen sind öffentliche Räume.

4.2. Bewertung von CURE in Bezug auf dieAnforderungen

Im Folgenden werden drei mögliche Quiz-Szenarien dargestellt.Eine Vermischung der Szenarien ist ebenfalls möglich, würde aberden Rahmen dieser Arbeit sprengen. Falls nicht anderweitigbeschrieben, wird davon ausgegangen, dass Benutzer die nötigen(Schlüssel-)rechte haben, um die beschriebene Aktion ausführen zukönnen.

Szenario 1Ein Benutzer kann in einem beliebigen Raum Fragen als Seitenabspeichern (Abbildung 1).

Dabei kann er eine Kategorisierung vornehmen, indem er entwedernur Fragen zu einem Thema in einem Raum ablegt, oder einethematische Unterteilung durch Verzeichnisse wählt.

Ein Antwortgeber speichert dann ebenfalls seine Antwort als Seiteund verlinkt diese mit der Frage-Seite (Abbildung 2).

Speicherung von Fragen

Kategorisierbarkeit

Speicherung vonAntworten

Abbildung 1: Quizfrage als CURE-Seite


Eine Verwaltung von Rollen ist nicht nötig. Durch dieAsynchronität der Kommunikation kann jeder Benutzer jederzeitFragesteller oder Antwortgeber sein.

Der Fragesteller hat dann die Möglichkeit, die Antworten zubenoten. Dazu erzeugt er Seiten, in die er die Noten einträgt undverlinkt sie mit den Antworten. Ein anderer Benutzer kann sichspäter die Fragen und Antworten anschauen und für sich selberNoten festlegen. Seine Benotung kann er dann mit den Noten derAntworten vergleichen.

Eine Seite zeigt immer den Autor an, der zuletzt eine Seitebearbeitet hat. Fällt einem Benutzer ein Fehler auf, oder ist er mitder Benotung einer Antwort nicht einverstanden, kann er den Autorder Antwort, den Autor der Frage oder einen Raumbesitzerkontaktieren. In dieser Personengruppe haben mindestens dieRaumbesitzer das Recht, die Seiten zu editieren und somit Fehlerzu beseitigen.

Ein Führen einer Benutzerstatistik ist nicht möglich, da CURE dengespeicherten Seiten keine semantische Bedeutung zumisst. DieseAufgabe kann aber vom Benutzer selbst wahrgenommen werden.Ebenso muss sich ein Benutzer beim Nachspielen einer Frage dasAntwortangebot im Sinne einer Multiple-Choice-Frage selber ausden bestehenden Antworten auswählen.

Szenario 2Die Quizbeteiligten einigen sich zuerst, ob in dem RaumchatFragen aus nur einem oder mehreren Themengebieten gequizztwerden.

Benutzerstatistik


Kategorisierbarkeit

Rollenverwaltung

Kommunikation undInteraktion


Protokollierbarkeit

Qualitätssicherungs-komponente

Abbildung 2: Quizantwort als CURE-Seite


Ist das geklärt, kann ein Benutzer in den Raumchat eine Frageeingeben. Ein anderer Benutzer in dem Raum sieht die Frage undgibt eine Antwort ein. Der Fragesteller teilt dem Antwortgeberdaraufhin die Note für die Antwort mit (Abbildung 3).

Durch die Speicherung der Einträge kann der Zeitraum bis zu einerBeantwortung oder einer Notenvergabe wesentlich größer als einepaar Minuten sein.

Damit die Wortmeldungen im Chat nicht durcheinander gehen,müssen sich die Benutzer vor einer Quizrunde einigen, wer welcheRolle übernimmt. Ebenso muss eine persönliche Statistik vonjedem Benutzer eigenständig geführt werden.

Szenario 3Benutzer können hier Fragen per Mail eingeben.

Die Benutzer können sich wie beim zweiten Szenario daraufverständigen, dass nur Fragen zu einem einzigen Themengebietgestellt werden.

Andere Benutzer haben dann die Möglichkeit, die Antwort alsReply-Mail auf eine Frage einzugeben. Die Benotung dieserAntwort erfolgt dann wiederum mit einer Reply-Mail (Abbildung4).

Rollenverwaltung

Benutzerstatistik

Speicherung von Fragen

Speicherung von Fragenund Antworten


Protokollierbarkeit

Kategorisierbarkeit

Speicherung vonAntworten


Protokollierbarkeit


Rollenverwaltung

Abbildung 4: Beispiel einer Quizrealisierung mit CURE-Mail

Abbildung 3: Beispiel einer Quizrealisierung mit CURE-Chat


Die Fragen können später nachgequizzt werden, indem sichBenutzer beliebige Antworten dazu anschauen und ihre gewählteBenotung mit der Antwortnote vergleichen.

Eine Statistik muss der Benutzer auch bei diesem Szenario selberführen. Ebenso muss sich ein Benutzer beim Nachspielen einerFrage das Antwortangebot im Sinne einer Multiple-Choice-Frageselber auswählen.

ZusammenfassungPrinzipiell ist ein Quiz durchaus mit CURE-Bordmitteln möglich.Die persistente Speicherung und die asynchrone Kommunikation,die auch beim Chat möglich ist, erlauben sogar ein Beenden einesQuiz zu jedem Zeitpunkt und eine Begrenzung des Datenverlustsbei einem Abbruch auf das noch nicht in CURE Gespeicherte.Allerdings beinhaltet kein Szenario eine Wiederverwendung imSinne eines automatischen Quizsystems. Lediglich dieSpeicherungsmöglichkeiten aus Szenario 1 und 3 sind dazubenutzbar, sich selber abzufragen. Eine Qualitätssicherungs-komponente kann nur mit Szenario 1 ansatzweise realisiert werden.Die Auslagerung der Aufgaben von Rollenverwaltung undBenutzerstatistik ist ebenfalls unerwünscht. CURE ist damit nichtals Quizsystem gemäß den Anforderungen geeignet.

Benutzerstatistik


State of the Art 29

5. State of the Art

Natürlich können an dieser Stelle nicht alle am Markt befindlichenQuizze evaluiert werden. Stattdessen werden fünf Quizzebetrachtet, die die Ziele der Prüfung, Vertiefung und/oderSelbstkontrolle verfolgen und diese mit unterschiedlichen Formender technischen Unterstützung realisieren. Im Folgenden werdendie Quizze gegen die Anforderungen aus Kapitel 4 geprüft.

5.1. Chat QuizDieses chatbasierte Quiz wurde im Sommersemester 2003begleitend zu drei parallel angebotenen Seminarveranstaltungen"Grundwissen Grammatik" an den Universitäten Duisburg-Essen,Bochum und Dortmund durchgeführt. [Beißwenger, Lemnitzer undStorrer 03]

5.1.1. MotivationZiel war es zum einen die Studierenden zu einer selbstständigenVertiefung der im Rahmen der Präsenzsitzungen vermitteltenInhalte zu motivieren und zum anderen den Umgang mitgrammatischen Problemstellungen einzuüben.

5.1.2. Technik und Verlauf des Chat-QuizAls technische Basis dieses Quiz dient das Chat-WerkzeugTULKA11. Die beteiligten Gruppen melden sich dabei mit ihremGruppennamen an. Durch die „Group-Awareness“ von TULKA istdas Betreten, Verlassen und Vorhandensein von Gruppen in einemChatraum anzeigbar. Das ist wichtig, damit die Organisatorenkontrollieren können, ob alle Gruppen bereit sind. Das Werkzeugverfügt über einen extra Kommunikationskanal, der fürOrganisationsnachrichten bestimmt ist. Die Gruppen bekommenvon diesen Nachrichten nichts mit. Da dieser Chat keineReglementierung bezüglich der Kommunikation besitzt, wurde einInventar an Kommunikationsrollen und eine Dramaturgieerarbeitet. Die Dramaturgie legt fest, welche Rolle in welcher Phase

11 TULKA steht für Tübingen-Ulm-Karlsruhe, die drei Standorte des Projektes, in dessen Rahmen dasChat-Werkzeug entwickelt wurde. Das Werkzeug wurde für die Moderation virtueller Seminarekonzipiert und wird in mehreren Lehrveranstaltungen am Seminar für Sprachwissenschaft der UniversitätTübingen eingesetzt.

Chat QuizEtude WebCTCADAL QuizMultiple-Choice-Quiz

State of the Art 30

des Quiz aktiv werden darf. Um allen Beteiligten gleicheVoraussetzungen einzuräumen, wurde der Chat-Server an derUniversität Tübingen aufgebaut. Dieser Ort liegt in etwa gleichweit von den drei beteiligten Hochschulstandorten entfernt.Außerdem wurde die Verwaltung der zu spielenden Fragen aneinen neutralen Ort verlagert. Nur Mitarbeitern der AbteilungGrammatik des Instituts für deutsche Sprache in Mannheim warenso die Fragen bekannt, welche exklusiv an den Chat-Server inTübingen geliefert wurden. Die Fragentypen wurden vorher unterdem Gesichtspunkt ausgewählt, ob sie auch in diesem Chat-Szenario spielbar sind.

Der Verlauf wird geleitet und strukturiert von einem Moderator.Dieser vergibt nach einem Verlaufsplan das Rederecht an dieübrigen Beteiligten. Der Fragesteller in Tübingen übermittelt nacheiner Aufforderung des Moderators (extra Kanal) eine Frage an dasWhiteboard, woraufhin die Beteiligten die Frage lesen und ggf.durch Nachschlagen in ProGr@mm12 eine Lösung entwickelnkönnen. Das Whiteboard (Abbildung 5) ist dabei eine auf allenRechnern sichtbare Darstellungs- und Arbeitsfläche, auf der dieFragen bis zur Beantwortung sichtbar bleiben.

12 ProGr@mm ist eine didaktisierte Lernumgebung, die speziell für einen Einsatz im Rahmen desHochschulunterrichts konzipiert ist und sich auf das grammatische Informationssystem GRAMMISbezieht.

Abbildung 5: Anzeige einer Quizfrage im Whiteboard [Beißwenger,Lemnitzer und Storrer 03]

State of the Art 31

Sobald der Moderator die Zeit laufen lässt, können die Gruppenihre Antwort oder eine Wortmeldung zur Beantwortung abgeben.Die zeitliche Befristung soll verhindern, dass Antworten vonGruppen von anderen Gruppen übernommen werden. DieKonventionen (Chatikette), die die Antworten einhalten müssen,wurden den Beteiligten vorweg bekannt gegeben. Nach Abgabe derAntworten oder Ablaufen der Zeit bittet der Moderator die Jury inMannheim (extra Kanal) um die Bewertung der Antworten. Ist eineAntwort komplett richtig, bekommt die Gruppe fünf Punkte. Ist siees nicht oder wurde keine Antwort abgegeben, bekommt sie zweiMinuspunkte. Bei der Zeitnahme wird der Moderator durch zweiAssistenten unterstützt. Ist die vorgeschriebene Spielzeit von 70Minuten (eine Quizrunde) noch nicht vorbei, verlangt derModerator nach der Bewertung eine neue Frage.

Alle Nachrichten, die nicht über den extra Kanal gesendet wurden,werden vollständig protokolliert (Abbildung 6). Ein Kontrollierender Punktevergabe und Nachvollziehen des Quizverlaufs ist somitallen Beteiligten möglich.

Abbildung 6: Anzeige eines Chat-Quiz Protokolls[Beißwenger, Lemnitzer und Storrer 03]

State of the Art 32

5.1.3. Bewertung des Chat-Quiz in Bezug auf dieAnforderungen

Rollen sind in diesem Quiz elementar. Ohne Rollenverteilung istein quizzen zu unstrukturiert und somit kaum möglich. DieVerwaltung der Rollen geschieht durch die beteiligten Personen.

Eine Speicherung von Antworten für eine persistente Datenbasis istbei so einem „live“-Quiz unnütz. Auch wenn häufig derFragesteller wechselt, ist ein Speichern von Fragen wenig sinnvoll.Nur bei öfterem Auftreten desselben Fragestellers, z.B. das Institutfür deutsche Sprache in Mannheim, ist dies von Vorteil, da dadurchein Wiederverwenden oder Ausschließen von Fragen ermöglichtwird.

Das hier verfügbare Protokoll des Quiz kann für einen Vergleichder Gruppen benutzt werden. Eine Nutzung als Gruppenstatistikmacht nur Sinn, wenn Fragen mehrfach gestellt werden, z.B. durchverschiedene Fragetypen.

Die Qualitätssicherungskomponente liegt hier durch das Institut fürdeutsche Sprache vor. Das Institut hat sowohl die Kontrolledarüber, wie zufällig es ein Auswahlangebot, z.B. bei Multiple-Choice-Fragen, gestaltet als auch drüber, ob es eineKategorisierung von Fragen, z.B. indem Fragen zu einer Kategoriein Folge einstellt werden, vornimmt.

Die Fragestellung ist in soweit frei, als dass sie mit dem Chatbeantwortbar sein muss. In soweit ist auch eine Benotung derAntworten bei Multiple-Choice-Fragen möglich.

Die Kommunikation durch den Chat ist synchron.

Bei einem Abbruch geht nur das verloren, was noch nicht zum Chatübertragen wurde, wie z.B. eine Antwort.

Ein Beenden ist erst nach der Spielzeit möglich. Eine Ausnahme istbeispielsweise das Beenden durch die Organisation.

5.2. EtudeDie Entwicklung des Online-Prüfungssystems Etude ([Danes, Venn02], [Dopper 02]) begann im Jahre 1996 an der technischen

State of the Art 33

Universität in Delft (DUT). Motivation war die hohe Zahlunterschiedlicher automatischer Testsysteme, die an der Universitätkursierten. Ziel war es, den Lehrern ein zentral gewartetes undunterstütztes System zur Verfügung zu stellen, welches alleFunktionen der bisherigen Systeme beinhaltete. Im September 2000wurde es den Lehrkräften zur Verfügung gestellt, richtig genutztwurde es aber erst ab dem Jahr 2001 durch die Einbindung in dieelektronische Lernumgebung (engl. Electronic LearningEnvironment (ELE)), genannt Blackboard, der Universität.

Kernstück von Etude ist die Objekt-Datenbank. Zentral enthält siedie Accounts für Lehrer, Gehilfen und Studenten. In den sogenannten Autorenbereichen befinden sich sowohl Objekte(Übungen) als auch Vorlagen, Testdefinitionen, Definitionen fürdie Testdurchführung und Testergebnisse. Damit kann z.B. jederProfessor seinen Testbereich eingerichtet bekommen.

Abbildung 7 zeigt die Unterteilung von Etude in Komponenten.Die Entwicklungskomponente besteht aus der Objekterstellung undder Testerstellung mittels der vorher erstellten Objekte. DieTestbenutzungskomponente stellt das eigentliche Testsystem zurVerfügung, mit dem Benutzer einen Test ausführen können. Dieadministrative Komponente ist in zwei Teile unterteilt: demKontrollsystem zur Vergabe der Rollen und Rechte und derVerwaltung der Objektdatenbank, und dem Ergebnisbetrachter zurBetrachtung der Einzel- und Gesamtergebnisse eines Tests. Daseigenständige Programm Sonate aus der Analysekomponente istmit Etude verbunden und kann zur Analyse von Multiple-Choice-Tests benutzt werden, wenn darin nur „1 aus n“-Antwortenenthalten sind. Außerdem ist damit eine individuellereNotenzuordnung zu den erreichten Punkten möglich als mit demErgebnisbetrachter.

State of the Art 34

Eine Übung besteht jeweils aus einer oder mehreren Fragen, welchevon folgendem Typ sein können:

• Multiple-Choice-Frage mit „1 aus n“ oder „m aus n“ Antworten

• Mathematische Frage mit statischen oder zufälligen Variablen

• Frage mit (kurzer) Antwort von maximal 2 Wörtern (sieheAbbildung 8)

• „Hot-spot“-Frage, bei der die Antwort durch Klicken auf eineoder mehrere Bildbereiche gegeben wird

Das Antwortangebot wird jeweils mit einer Frage gespeichert. Einezufällige Reihenfolge des Antwortangebots ist möglich. An eineÜbung oder eine Frage können Feedbacks oder Tipps angehängtwerden. Feedbacks erklären beispielsweise, warum die gegebeneAntwort richtig oder falsch ist. Tipps sollen einen Benutzer auf die„richtige Fährte“ bringen.

An die Übungen können Eigenschaften angeknüpft werden. Dieseunterteilen sich in inhaltliche (z.B. Thema oder Schlüsselwörter),administrative (z.B. Erstellungsdatum) oder psychometrische (z.B.Schwierigkeitsgrad) Eigenschaften.

Abbildung 7: Etude Komponenten ([Dopper 02] übersetzt)

State of the Art 35

Die Testerstellung geschieht mithilfe einer Testdefinition. DieTestdefinition basiert dabei entweder auf einer Gruppierung vonÜbungen (z.B. alle Übungen in einem Verzeichnis) oder Kriterien,die durch die Eigenschaften der Übungen erfüllt werden sollen. Diegespeicherte Testdefinition stellt dann einen Test dar.

Wie dieser Test nun benutzt werden kann, wird in der Definitionfür die Testdurchführung festgelegt. Einstellbar sind:

• die Verfügbarkeitsdauer des Tests

• Anzeige von Feedback und Tipps

• Anzeige des Ergebnisses

• Anzahl der Wiederholungen durch einen Benutzer

• Die zeitliche Befristung für den Testablauf

• Die Benutzer, die diesen Test bearbeiten dürfen

Die Hauptauswahl ist aber, ob es ein Übungstest oder einPrüfungstest sein soll. Bei einem Prüfungstest sind Feedback, Tippsund die Anzeige des Ergebnisses nicht erlaubt. Die Anzahl der

Abbildung 8: Etude-Test im Browser [Dopper 02]

State of the Art 36

Wiederholungen ist dabei uninteressant, da die Testteilnehmer ihreAntworten während des Prüfungstests jederzeit ändern können.

Alle Daten über einen Test wie z.B. Testzeit, Ergebnis undBenutzer werden gespeichert und sind im Ergebnisbetrachteranzeigbar.

Benutzer können bei der Auswahl eines Tests die Zwischen- undEndergebnisse betrachten. Bei einem Abbruch ist ein Test wiederan der Stelle aufnehmbar, an der er abgebrochen wurde. [Etude 04]

Etude ist ein automatisches Testsystem, welches nur die Interaktiondes Benutzers mit dem System kennt. Die Quizrollen müssen nichtgroß verwaltet werden, da sie fest vergeben sind. Eine Interaktionzwischen Benutzern mittels asynchroner oder synchronerKommunikation ist nicht vorgesehen. Somit gibt es auch keineFragen, die aus einem Gruppenquiz hervorgehen können undgespeichert werden müssen. Etude fügt den Objekten Frage undAntwort noch das Objekt Übung hinzu. Eine Übung umfasst dabeieine oder mehrere Fragen. Die Übungen sind nach Kurs undThematik speicherbar und verwaltbar, wobei die Antworten alsAuswahl in den Fragen gespeichert werden. Ein zufälligesAntwortangebot bei einem Test gibt es nicht, nur eine zufälligeReihenfolge des Antwortangebots. Die Bewertung desAntwortangebots einer Multiple-Choice-Frage erlaubt nur die Wahlzwischen richtig oder falsch. Die protokollierten Ergebnisseschlagen sich auch in einem Qualitätssicherungswert nieder. Beihäufig schlechten Werten sollte der Autor der Frage einschreiten.Außerdem können bei der Testerstellung Übungen mit schlechtenWerten ausgeschlossen werden. Eine Benutzerstatistik ist nichtvorhanden, da nur die letzten Ergebnisse sichtbar sind. Bei einemAbbruch gehen nur die Daten der aktuellen Frage verloren. Handeltes sich um einen Übungstest, ist dieser jederzeit beendbar.

5.3. WebCTWebCT [WebCT 03] ist hier eine Ausnahme unter den Quizzen.Zum einen ist es nicht nur ein Quiz, sondern ein komplettesKursverwaltungssystem. Die Quizfunktionalität hat somit das Zielder Unterstützung der mit WebCT verwalteten Kurse. Zum anderenist es ein kommerzieller Vertreter. Der Preis liegt bei ca. € 299,00.

Bewertung

State of the Art 37

Dieser kann durch Zusatzmodule und Systemanpassungen bis zumehreren tausend Dollar betragen [LERNEFFEKT 04]. Betrachtetwird hier die Version 3.8.

Neben der Quizfunktionalität bietet WebCT auch Umfragen an.Der wesentliche Unterschied zwischen Umfragen und Quiz ist, dassUmfragen anonym bearbeitet und bei ihnen keine Punkte oderNoten vergeben werden. Umfragen sind also für diese Arbeituninteressant.

Grundlage für das Quizsystem unter WebCT ist ein Fragenpool,den sich jeder, der dort Kurse verwaltet (Kursleiter), aufbauenkann. Die Fragen sind kategorisierbar, wobei jeder Kursleiter dieOrdnungstiefe selbst bestimmt. Folgende fünf Fragetypenexistieren:

• Multiple-Choice-Frage mit „1 aus n“ oder „m aus n“ Antworten

• Kurze Antwort

• Mathematische Frage mit zufälligen Variablennamen

• Gegenstück-Frage (vgl. Abbildung 9)

• Aufsatz

Die Fragetypen haben ein paar gemeinsame Eigenschaften, unteranderem Kategorie, Titel und Frage. Diese drei sind Pflicht-

Abbildung 9: Anzeigebeispiel für eine WebCT-Gegenstück-Frage[WebCT 03]

State of the Art 38

eingaben. Außerdem hat jeder Typ noch eigene Eigenschaften (vgl.[WebCT 03]).

Ein Quiz wird aus mehreren Fragen zusammengestellt. Jede Fragekann dabei in mehreren Quizzen benutzt werden. Ausgewählt wirdentweder eine Frage, eine Austauschfrage oder eine Gruppe vonFragen. Bei einer Gruppe kann angegeben werden, wie viele Fragenzufällig bei einer Ausführung des Tests angezeigt werden sollen(vgl. Abbildung 10). Eine Austauschfrage kann anstelle einerbestimmten anderen Frage in ein Quiz eingebunden werden. Eineehemals festgelegte Gruppe von Fragen lässt sich mitAustauschfragen erweitern.

Eine Quizeigenschaft besitzt folgende einstellbare Attribute:

• Zeitbeschränkung

• Die Anzeige der Fragen (nacheinander/Rücksprung möglich,nacheinander/Rücksprung unmöglich, auf einmal)

• Anzahl der Wiederholungsmöglichkeiten

• Wann und wie lange ein Quiz benutzbar ist

• Wer das Quiz nutzen darf

• Von welchen Rechnern ist der Zugriff erlaubt (IP-Adressen)

• Nachricht, die am Ende eines Quiz angezeigt wird

Abbildung 10: Erstellen einer WebCT-Fragengruppe [WebCT 03]

State of the Art 39

• Wie sollen mehrere Versuche bei Fragen bewertet werden

• Sollen Benutzer Ergebnisse angezeigt bekommen und wieumfangreich sollen sie dargestellt werden

Ist das Quiz fertig, können an verschiedenen Stellen eines KursesVerknüpfungen (Links) zum Quiz erstellt werden, über die dieBenutzer auf das Quiz zugreifen können. Die bei der Bearbeitungeines Quiz gesammelten Daten gehen in die Fragen- (vgl.Abbildung 11), Quiz- und Benutzerstatistik ein.

Auch bei diesem Quiz ist die Rollenvergabe fest. Das System fragt,und der Benutzer soll antworten. Speicherung und Verwaltung derFragen und Antworten sind möglich. Allerdings beeinflusst diesesdie Noten eines Studenten, wenn dieser schon ein Quiz benutzt hat,indem veränderte Fragen oder Antworten vorkommen. Antwortenwerden mit den Fragen gespeichert, deren Anzeige kann aberzufällig erfolgen. Das Quiz kann mit den Fragengruppenweitestgehend variabel gestaltet werden. Die Fragen sind nacheigenen Kriterien kategorisierbar. Es gibt zwar keineWiederverwendung von Fragen aus Gruppenquiz, jedoch könnenFragen in beliebigen Quizzen verwendet werden. Das System führteine umfangreiche Statistik sowohl für die Benutzer als auch fürFragen und Quizze. Werden diese Statistiken regelmäßigkontrolliert, können Fehler oder ungünstige Einstellungen entdecktund somit die Qualität erhöht werden. Ein Abbruch ohne

Abbildung 11: Beispielstatistik für eine WebCT-Frage

Bewertung

State of the Art 40

signifikante Datenverluste und ein Beenden ist möglich, wenn nachjeder Antwort eine Punktevergabe stattfindet.Da es kein Gruppenquiz gibt, gibt es auch keine synchrone oderasynchrone Kommunikation. Ebenso gibt es kein Antworten durchNotenvergabe.

5.4. CADAL QuizDas CADAL Quiz (Computer Aided Dynamic Assessment &Learning Quiz) [Carbone und Schendzielorz 04], ein webbasierterMultiple-Choice-Quizgenerator und Prüfungswerkzeug, wurde imJahre 1996 von einem Studenten an der Monash Universityentwickelt und 1997 in den Stundenplan eines Programmierkursesfür das erste Ausbildungsjahr eingebunden.

Basis für die Erstellung eines Quiz ist die Fragendatenbank. DieErstellung und Verwaltung von Fragen kann sowohl vonProfessoren als auch Betreuern vorgenommen werden. Ein Quizkann auf einer Anzahl zufälliger Fragen basieren. Die Anordnungder Fragen im Quiz kann ebenfalls zufällig sein. Die zufälligeAnordnung des Antwortangebots (A, B, C, D) soll bei gleichenFragen den Eindruck von unterschiedlichen Fragen erwecken. Umsicher zu stellen, dass gewisse Fragen in einem Quiz enthalten sind,können Fragen explizit ausgewählt und eine Anzahl von Fragendefiniert werden, die aus einer Gruppe von Fragen stammen sollen(z.B. 3 Fragen aus den Fragen 1 bis 10). Die zeitliche Verfügbarkeitsowie der Personenkreis, der das Quiz benutzen darf, kannfestgelegt werden. Nach Beendigung wird ein Quiz automatischkorrigiert und das Resultat sowie weitere Informationengespeichert. Diese sind im Einzelnen:

• ID

• Studentenname

• E-Mail-Adresse des Studenten

• E-Mail-Adresse des Vorführers

• Versuchtes Quiz

• Zeitpunkt des Versuchs

State of the Art 41

• Dauer des Versuchs

• Die Antworten des Studenten auf die Fragen

• Das Endergebnis

Die Anzeige eines Ergebnisses kann bei Tests hinausgezögertwerden bis alle Ergebnisse vorliegen. Das Gleiche gilt für die Be-nachrichtigung per E-Mail. Zusätzlich können die Ergebnisse perE-Mail an den Vorführer gesendet werden.

Ein Gruppenquiz ist nicht Ziel dieses Systems, womit eineRollenverwaltung unnötig und eine Wiederverwendbarkeit nichtvorhanden ist. Genauso wenig gibt es eine asynchrone odersynchrone Kommunikation zwischen Fragesteller oderQuizteilnehmern. Bei den Fragen handelt es sich immer umMultiple-Choice-Fragen, denen jeweils ein festes, unveränderlichesAntwortangebot zugeordnet ist. Fragen werden mit ihrenAntworten in einer Datenbank nach Kategorien gespeichert.Geantwortet wird in einem Quiz nur mit richtig oder falsch. EinenMechanismus zur Qualitätssicherung gibt es ebenfalls nicht. Dieprotokollierten Informationen können zu Statistikzweckenverwendet werden.

5.5. Multiple-Choice-Quiz an der VŠB TechnischenUniversität von Ostrava

Ziel dieses Quiz [Saloun, Salounova und Cudek 99] ist dieVerringerung des Aufwands für das Betreuungspersonal bei deruniversitären Eintrittsprüfung. Dazu soll die bestehende Papierformdurch ein sicheres elektronisches Verfahren ersetzt werden.

Eine Besonderheit bei diesem Quiz ist, dass die Fragen (Tasks), dasAntwortangebot und die erreichbaren Punkte als LATEX13-Codegeschrieben werden. Möglich sind dabei „1 aus n“- oder „m aus n“-Antworten. Die Punktevergabe für richtig oder falsch ausgewählteAntworten ist frei wählbar, wobei eine nicht gegebene Antwortkeine Auswirkung hat.

13 Paket von Makros zur Vereinfachung der Benutzung des Textsatzprogramms Tex

Bewertung

State of the Art 42

Abbildung 12 zeigt eine Frage mit fünf Antwortmöglichkeiten, vondenen vier bei einer Auswahl des Befragten negative Punkte gebenund die richtige positive Punkte gibt. Der große Vorteil bei LATEXist die Beschreibbarkeit von Formeln, die hier zwischen $-Zeichengeklammert sind. Die einzelnen Abschnitte der Frage sindgekennzeichnet bzw. geklammert. Die Bezeichner \bex und \eexklammern die gesamte Frage und \ben und \een dasAntwortangebot. \item kennzeichnet eine Antwort des Angebots,bei der die mögliche Punktzahl in eckigen Klammern fest vergebenist. Die Darstellung der Frage in einem Test wird in Abbildung 13gezeigt.

Eine Frage ist, aufgeteilt in ihre Bestandteile, in der Datenbankunterhalb einer Kategorie gespeichert. Der Einsatz einer Datenbankmacht ein einfaches Verwalten der Fragen möglich.

Abbildung 13: PDF-Bildschirmdarstellung der Frage aus Abbildung 12[Saloun 99]

Abbildung 12: Ein Aufgabe im LATEX-Code [Saloun,Salounova und Cudek 99]

State of the Art 43

Die Testgenerierung geschieht anhand von vorher festgelegtenBedingungen. Eine Gruppe von Tests, die zum gleichen Zeitpunktmit den gleichen Bedingungen erstellt wurde, nennt man hier eineGeneration. Die ID eines Tests enthält dabei immer die Generation,zu welcher der Test gehört. Die TESTID dient als Startpunkt füreinen Zufallsgenerator, welcher die Permutationen der Antwortenund die Reihenfolge der Fragen in einem Test bestimmt. Wegen derNachvollziehbarkeit nach einem Test werden diese dauerhaft in derDatenbank gespeichert.

Bei der Darstellung der Tests auf dem Bildschirm wird auf PDF14

zurückgegriffen. Der LATEX-Code wird dabei von pdfLATEX inPDF gewandelt, welches dann zum Client übertragen und dort imBrowser mittels des Acrobat Reader15 - Plugins dargestellt wird.

Die Authentifizierung geschieht durch Einloggen vor einem Test.Die Antworten eines Prüflings werden in der Datenbankgespeichert. Der Tester (z.B. Lehrer) kann danach die Auswertunganordnen und bekommt dann das Ergebnis per E-Mail, genauso wieder Prüfling, zugeschickt.

Bei diesem Quiz handelt es sich um ein striktes Prüfungsquiz aufBasis von Multiple-Choice-Fragen. Die Rollen sind festvorgegeben. Ein Gruppenquiz ist nicht vorgesehen, womit aucheine entsprechende Kommunikation nicht vorhanden ist und ausdiesem keine Fragen bzw. Antworten zur Wiederverwendungentstehen können. Das Antwortangebot wird wieder mit derbetreffenden Frage gespeichert und variiert bei der Anzeige nicht.Lediglich die Reihenfolge der Antworten im Angebot und dieAnordnung der Fragen in einem Test ist zufällig. Eine Bewertungdes Antwortangebotes erfolgt nur durch Auswahl von richtig oderfalsch. Die Fragen sind in der Datenbank nach Kategorien abgelegt,was eine Verwaltung der Fragen erlaubt. Es werden sowohl dieFrage als auch die Antworten eines Benutzers protokolliert. AufGrund des Prüfungscharakters des Quiz ist eine fortlaufendeBenutzerstatistik nicht vorgesehen. Eine Qualitätssicherung für dieFragen und Antworten gibt es nicht. Allerdings sind diese vom

14 Portable Document Format - Offenes Dateiformat der Firma Adobe Systems15 Freies Programm der Firma Adobe Systems zur Anzeige eines PDF Dokuments

Bewertung

State of the Art 44

Fachpersonal erstellt, was eine gewisse Qualität voraussetzen lässt.Ein Quiz kann jederzeit beendet werden, was aber eine schlechtebzw. keine Benotung der restlichen Fragen nach sich zieht. Durcheinen Abbruch gehen alle bisherigen Antworten verloren. Der Testkann aber während der Prüfungszeit erneut vom Prüfling vomServer abgerufen werden.

5.6. EigenschaftenvergleichDieses Kapitel soll nochmal einen Überblick geben, inwieweit dieeinzelnen Systeme die Anforderungen erfüllen.Dabei wird folgende Notation benutzt:

= nicht vorhanden = teilweise erfüllt ☺ = voll erfüllt

# AnforderungenC

UR

E

Cha

t-Q

uiz

Etu

de

Web

CT

Cad

al Q

uiz

Mul

tiple

-Cho

ice

Qui

z

1 Rollenverwaltung ☺

2 Speicherung und Verwaltungvon Fragen/Antworten / / ☺/☺ ☺/☺ ☺/☺ ☺/☺

3Wiederverwendung vonFragen/Antworten ausGruppenquizzen

/ (☺)/ / / / /

4/5 Protokollierbarkeit /Benutzerstatistik / ☺/ ☺/☺ ☺/☺ ☺/ ☺/

6 Qualitätssicherungs-komponente ☺ ☺ ☺

7 Speicherung der Antworten ineinem Pool

8Zufällige Auswahl derAntworten bei geschlossenenFragen

☺ ☺

9 Bewertung desAntwortangebots durch Noten ☺ (☺)

10 Kommunikation undInteraktion ☺ ☺

11 Kategorisierbarkeit ☺ ☺ ☺ ☺ ☺

12Keine Datenverluste durchAbbruch über eine Fragerundehinaus

☺ ☺ - (☺) -

13 Beenden nach jederFragerunde möglich ☺ - (☺) -

Tabelle 1: Eigenschaftenvergleich

State of the Art 45

Bis auf das Chat-Quiz unterstützt keines dieser Systeme einGruppenquiz, was für die Wiederverwendbarkeit notwendig wäre.Und selbst bei diesem, als reines Gruppenquiz, können höchstensdie Fragen wiederverwendet werden. Ein zufälligesAntwortangebot wird ebenfalls selten angeboten. Im weiterenVerlauf dieser Arbeit wird gezeigt, wie eine gemeinsameDatenbasis von Einzel- und Gruppenquiz benutzbar ist und wiedurch die Konzeption der Datenbasis die Erstellung von zufälligenAntwortangeboten realisierbar wird.

Das Prüfungsquiz 46

6. Das Prüfungsquiz

Wie die Anforderungen realisiert wurden, wird durch die folgendendrei Szenarien, in denen das Prüfungsquiz benutzt wird, dargestellt.

1. Betreuer X möchte für den Themenbereich Naturheilkunde eineQuizmöglichkeit haben und auch gleich mit einer Frage undzwei Antworten füllen.

2. Student A möchte alleine sein Wissen im Bereich Naturheil-kunde testen.

3. Die Studenten B, C und D möchten sich gemeinsam auf einePrüfung in Naturheilkunde vorbereiten.

Für das erste Szenario muss Betreuer X in den FachbereichsraumNaturheilkunde gehen und dort die Eigenschaften des Raumsauswählen. Er wählt dort die Erstellung eines Quiz-Fragenraums(Abbildung 14), bestätigt dann die Eigenschaften des Raums undlässt sich danach die Verwaltungsseite anzeigen (Abbildung 15).

Als Nächstes startet er die Erstellung einer Frage. Er gibt denFragetext und als Zeitbegrenzung 60 Sekunden ein. Außerdem gibter zwei Antworttexte ein, die er mit den Noten „richtig“ und„falsch“ versieht (Abbildung 16).

Szenario 1

Quiz-Fragenraum

Verwaltungsseite

Frage

Abbildung 14: Eigenschaften des Naturheilkunderaums mit Button fürdie Erstellung eines Quiz-Fragenraums

Abbildung 15: Mit diesem Button wird dieVerwaltungsseite angezeigt


Dann speichert er alles, sieht sich die Darstellung der Frage undkehrt zurück zur Verwaltungsseite (Abbildung 17, Abbildung 18).

Abbildung 16: Eingabemaske für Quizfrage, Antworten undAntwortbenotungen

Abbildung 17: Verwaltungsseite nach der Erstellung der Quizfrage(unterer Teil)


In Szenario 2 betritt Student A den Quiz-Fragenraum. Er siehtsofort, dass mindestens eine Frage vorhanden ist und startet somitfür sich ein Einzelquiz (roter Kreis in Abbildung 18).

Die Einzelquiz-Einstellungen wählt er so, dass er ein Quiz startenkann (Abbildung 19).

Er bekommt eine Frage mit 3 Antwortmöglichkeiten gestellt.Innerhalb der Zeitbegrenzung beantwortet er die Multiple-Choice-Frage und vergibt eine Qualitätsbewertung für 2 Antworten(Abbildung 20).

Szenario 2

Einzelquiz

Qualitätsbewertung

Antwort

Statistik

Abbildung 18: Verwaltungsseite nach der Erstellung der QuizfrageDer Einzelquiz-Button erscheint nur, wenn mindestenseine Frage vorhanden ist (oberer Teil)

Abbildung 19: Einzelquiz-Einstellungen


Abbildung 20: Bewertung der gegebenen Antworten in einem Einzelquiz

Abbildung 21: Ergebnisansicht im Einzelquiz


Danach sieht er sich sein Punkteergebnis an, welches seinerStatistik gutgeschrieben wird (Abbildung 21), und beendet kurzdarauf das Einzelquiz.

Student B startet in Szenario 3 ein Gruppenquiz und kommt somitauf die Startseite (Abbildung 22).

Er lässt sich die Eigenschaften des Gruppenquizzes anzeigen. Dortsieht er, dass das Fragerecht auf variabel steht und belässt es so.

Außerdem gibt er den Studenten C und D die Erlaubnis an diesemGruppenquiz teilzunehmen (Abbildung 24).

Szenario 3

Gruppenquiz

Abbildung 22: Button zur Erstellung einesneuen Gruppenquizzes(Verwaltungsseite)

Abbildung 23: Eigenschaften des Gruppenquizzes, über das der Statusdes Fragerechts einstellbar ist und Schlüssel anpotentielle Mitspieler vergeben werden kann


Er kehrt wieder zur Startseite des Gruppenquizzes zurück undnimmt sich dort das Fragerecht. Daraufhin kommt er zum Fragen-Eingabeformular (Abbildung 25).

Im Raumchat des Quiz-Fragenraums teilt er den anwesendenStudenten C und D mit, dass sie nun mitquizzen dürfen.

Student C betritt den Quiz-Fragenraum und sieht dort, dass StudentB ein Gruppenquiz gestartet hat (roter Kreis in Abbildung 26).

Abbildung 24: Vergabe der Schlüssel an dieStudenten C und D

Abbildung 25: Eingabeformular im Gruppenquiz


Im persistenten Raumchat findet er die Nachricht, dass er dortmitmachen darf (Abbildung 27). Er betritt dieses daraufhin.

Student B sieht, dass Student C das Gruppenquiz betreten (roterKreis in Abbildung 28) hat und gibt eine Frage und eineMusterlösung ein. Auf eine Zeitbegrenzung verzichtet er. Er startetdie Fragerunde und kommt dann auf eine Seite, auf der er sehenkann, ob Student C schon geantwortet hat.

Student C bekommt nun die Frage zu sehen. Er tippt seine Antwortein und sendet sie ab, woraufhin er auf einer Seite warten muss bisStudent B die Bewertung abgeschlossen hat.

Abbildung 26: Liste der Gruppenquizze,bei denen man mitmachendarf (Verwaltungsseite)

Abbildung 27: Persistenter Raumchat des Quiz-Fragenraumsmit der Nachricht von Student B

Abbildung 28: Hier kann der Fragesteller überblicken, wer seineAntwort schon abgegeben hat


Student D ist etwas spät dran und betritt jetzt erst das Gruppenquiz.Er sieht, dass Student B und C auch da sind und schon eine Frage-runde gestartet haben (Abbildung 29). Er fragt per Chat nach, wannsie fertig mit dieser Runde sind.

Student B antwortet im Chat, dass sie gleich fertig sind. Er siehtaußerdem, dass Student C seine Antwort abgeschickt hat. Er klicktweiter und sieht dort die Frage, die Antwort von C und dieMusterlösung. Er bewertet die Antwort von C und gibt einenkurzen Kommentar ein (Abbildung 30).

Er sendet seine Bewertung ab und kommt damit zur Startseite. DieFrage, die Musterlösung und die Antwort wurden dabeiautomatisch gespeichert. Die von Student C erreichten Punktewurden seiner Statistik gutgeschrieben.

Dem Studenten C wird nun sein Ergebnis gezeigt (Abbildung 31).Er klickt auf weiter und bekommt das Eingabeformular für eine

Abbildung 29: Teilnehmerübersicht im Gruppenquiz.Student B ist der Fragesteller undStudent C antwortet

Abbildung 30: Bewertungsseite im Gruppenquiz


Frage gezeigt, da er als einziger Mitspieler das höchste Ergebniserzielte.

6.1. Die KomponentenIm Folgenden sollen die in den Szenarien angesprochenenKomponenten des Prüfungsquizzes und deren Eigenschaften undFunktionen erklärt werden.

FragenDie Fragen sind natürlich ein wesentlicher Teil desPrüfungsquizzes. In einer Frage sind der anzuzeigende Fragentextund die eventuelle Zeitbeschränkung enthalten. Zudem kennenFragen die Antworten, die für sie gespeichert sind.

AntwortenDie Antworten sind der zweite wesentliche Teil desPrüfungsquizzes. Eine Antwort ist immer genau einer Fragezugeordnet und kann direkt beim Erstellen der Frage odernachträglich erzeugt werden. In den Antworten ist der Antworttextund die Note enthalten.

Abbildung 31: Ergebnisansicht des Antwortenden mitBewertung und Punkten


QualitätsbewertungDa eine Frage oder eine Antwort im Gruppenquiz nicht zwingendvon einem Fachmann stammt, haben Antwortgeber dieMöglichkeit, einmalig diese zu bewerten. Diese Möglichkeit fälltweg, wenn die Frage oder Antwort direkt von einem Besitzer desQuiz-Fragenraums eingegeben wurde, oder dieser nachträglich eineBewertung abgibt. Sinkt der Qualitätswert unter eine bestimmteGrenze, werden die Besitzer benachrichtigt, und die betreffendeFrage oder Antwort steht nicht mehr zum Quizzen zur Verfügung.Ein Qualitätswert kann bei der Auswahl einer Frage imGruppenquiz, bzw. auch bei der Auswahl der Antworten imEinzelquiz, helfen.

StatistikFür eine Bewertung des Benutzer-Lernfortschritts ist es nötig, einedetaillierte Statistik für jeden Benutzer zu führen. Einsehbar ist sieüber das Benutzerprofil und über die Startseite des Einzelquizzes.

Fragen-/AntwortpoolJe Prüfungsquiz gibt es einen Fragen- und einen Antwortpool. DerVorteil einer getrennten Speicherung der Antworten liegt in derleichteren Wartbarkeit und der variableren Generierung vonAntwortangeboten bei Multiple-Choice-Fragen, ähnlich wie beimWebCT-Quiz (vgl. Kapitel 6.3). Es werden dazu nur Antwortenherangezogen, die auch der Frage zugeordnet sind. Fragen undAntworten können direkt erzeugt oder aus einem Gruppenquizresultieren, und in die entsprechenden Pools gespeichert werden.Aus einem Gruppenquiz können als Antworten die Antworten derGruppenquiz-Teilnehmer und eine eventuell vorhandeneMusterlösung gespeichert werden.

Quiz-FragenraumDer Fragenraum ist die Empfangshalle eines Prüfungsquizzes. Erdient zum einen der Speicherung von Fragen- und Antwortpool.Zum anderen beherbergt er die Verwaltungsseite.

VerwaltungsseiteAls Startseite des Fragenraumes kann über die Verwaltungsseite einEinzel- oder Gruppenquiz gestartet werden. Auf die Verwaltung


von Fragen oder Antworten kann von hier aus ebenfalls zugegriffenwerden.

EinzelquizHier kann ein einzelner Benutzer ein Multiple-Choice-Quizbenutzen. Auf der Startseite eines Einzelquizzes ist zum einen diebisherige Statistik des Benutzers für dieses Prüfungsquizzes zusehen. Zum anderen können hier die EinstellungenSchwierigkeitsgrad und Qualitätsgrad vorgenommen werden. DerSchwierigkeitsgrad legt die Art und Menge der Antworten fest, dieeine Frage zum Quizzen benötigt. Der Qualitätsgrad beeinflusst dieMenge der spielbaren Fragen nochmals, da nur Fragen undAntworten ausgewählt werden, die mindestens einen Qualitätswertin Höhe des Qualitätsgrades haben. Die Menge der spielbarenFragen wird dem Benutzer angezeigt. Ist eine akzeptableEinstellung gefunden, für die Quizfragen verfügbar sind, kann dasQuiz gestartet werden.

Das Angebot an Antworten bei der Fragestellung umfasstmindestens 1 und maximal 4 Antworten, je nachdem wie vieleAntworten für eine Frage im Antwortpool gespeichert sind und wieviele davon durch die gemachten Einstellungen verfügbar sind. DieAntwortvergabe geschieht mittels Bewertung der angebotenenAntworten. Ist die Frage zeitlich befristet, werden die bis zumAblauf der Zeit gemachten Bewertungen automatisch abgeschickt,falls die Antwortzeit durch den Benutzer überschritten wird.

Als Ergebnis sieht der Benutzer die richtigen und die von ihmgemachten Bewertungen, die Punkte pro Antwort und die Gesamt-punktzahl. Die Punkte gehen in seine detaillierte persönlicheStatistik ein.

GruppenquizEin Gruppenquiz bietet mehreren Benutzern die Möglichkeit,zusammen ein Quiz synchron zu betreiben. Die Rolle desFragestellers kann hierbei variabel oder statisch sein, was in denGruppenquiz-Eigenschaften einstellbar ist. Statisch bedeutet dabei,dass das Fragerecht immer beim Gruppenquiz-Ersteller bleibt. Beider Einstellung variabel bekommt derjenige das Fragerecht, der es


sich als Erster reserviert oder wer bei einer Fragerunde die meistenPunkte erreicht. Das Fragerecht ist dabei übertragbar.

Ein Gruppenquiz läuft im Prinzip in fünf Phasen ab.

1. TreffenDas Gruppenquiz bietet einen Treffpunkt für die Gruppe. Trittein Benutzer dem Gruppenquiz während einer Fragerunde bei,wartet er bis zu deren Ende an diesem Punkt.Ist das Fragerecht verfügbar, kann es hier in Besitz genommenwerden.

2. Frage erstellenDer Besitzer des Fragerechts erstellt nun eine Frage, währenddie potenziellen Antwortgeber am Treffpunkt auf die Fragewarten.

3. Antworten erstellenDer Fragesteller wartet, nachdem er seine Frage gesendet hat, indieser Phase darauf, dass die Antwortgeber ihre Antwortenabgegeben haben. Er kann in einer Statustabelle ablesen, wervon den Antwortgebern seine Antwort abgegeben hat. Dabei hater jederzeit die Möglichkeit, direkt zur Bewertung zu gehen,ohne eine Beantwortung abzuwarten.Die Antwortgeber haben eine Frage erhalten und geben ihreAntworten ab. Fehlen noch Antworten, wartet ein Antwortgeberam gleichen Punkt wie der Fragesteller und kann dabei ebenfallsden Abgabestatus jedes Antwortgebers betrachten.

4. BewertungDer Fragesteller nimmt in dieser Phase die Bewertungen derAntworten vor. Er bewertet die Antworten mit Noten und kannihnen einzelne Kommentare anhängen.Die Antwortgeber warten auf die Bewertung des Fragestellers.

5. ErgebnisseNachdem der Fragesteller seine Bewertungen abgeschlossen hatwerden die Frage, die Antworten und eine eventuell vorhandeneMusterlösung gespeichert. Ebenso werden die erreichten Punkteder Antwortgeber in deren Statistik abgelegt. Ist das Fragerechtvariabel, wird der Fragesteller weiter in die Treffen-Phase


geleitet. Ist es statisch, kommt er in die „Frageerstellen“-Phase.Die Antwortgeber sehen hier die Musterlösung, ihre eigenenAntworten, die Bewertung und die erreichten Punkte. Durcheigene Wahl kommt ein Antwortgeber entweder wieder in dieTreffen-Phase, oder in die „Frage erstellen“-Phase, wenn er diemeisten Punkte hatte und das Fragerecht variabel eingestellt ist.

Eine Abweichung von den vorherigen fünf Phasen gibt es, wennder Fragesteller eine Frage ohne Musterlösung erstellt oderauswählt. Vor der Bewertungs-Phase kommt dann die Kommentar-Phase, in der Fragesteller und Antwortgeber alle Antwortenkommentieren. Die Bewertungs-Phase wird in soweit abgewandelt,dass der Fragesteller aus den Antworten und Kommentaren ersteine Musterlösung erstellt und dann weitere Bewertungen an denAntworten vornimmt.

Durch die in CURE vorhandene Awareness-Funktion kann jederBenutzer erkennen, wer noch am Gruppenquiz beteiligt ist.Zusätzlich ist ablesbar, wer von den aufgelisteten Benutzern dasFragerecht hat und wer an der aktuellen Quizrunde teilnimmt.

Mit dem CURE-Raumchat können sich die Gruppenquiz-Teilnehmer jederzeit unterhalten.

Die besprochenen Aktivitäten sind auch nochmal in Abbildung 32dargestellt.


Abbildung 32:Aktivitätsdiagramm für das Gruppenquiz

Beschreibung der Implementierung 60

7. Beschreibung der Implementierung

In diesem Abschnitt wird zuerst kurz auf die eingesetztenTechniken eingegangen. Danach wird das Model-View-Controller-Konzept (MVC) beschrieben und die vorgestellten Komponentenaus Abschnitt 6.1 darin eingeordnet. Die Lernplattform CUREbasiert auf diesem Konzept, weshalb sich die Implementierung desPrüfungsquizzes daran anschließt.

7.1. Eingesetzte TechnikenFür die Implementierung des Quiz wurde die ProgrammierspracheJava verwendet. Java, entwickelt von der Firma Sun Microsystems,ist eine objektorientierte Programmiersprache. Durch virtuelleMaschinen sind in Java geschriebene Programme aufverschiedenen Betriebssystemplattformen lauffähig.Das Quiz wurde als Servlet realisiert. Anders als Java-Appletslaufen mit Java-Servlets erstellte Applikationen auf der Serverseite.Zur Ausführung brauchen Servlets zwingend einen Servlet-Container. In CURE wird hierfür die Referenzimplementierung derServletspezifikation von Sun Microsystems genutzt, die ApacheJakarta Tomcat-Implementierung [Chopra, Bakore, Eaves,Galbraith, Li und Wiggers 04].Die persistente Speicherung der Daten geschieht zum einen inForm von XML-Dateien (siehe Abb. ##) und zum anderen in einerDatenbank. Für die Entwicklung wird dazu die interne JavaDatenbank hsqlsdb und für den laufenden Betrieb die externeDatenbank Oracle verwendet.

7.2. Model-View-Controller EntwurfsmusterMittlerweile gibt es in der Softwareentwicklung einige Entwurfs-muster (engl. Design patterns), die zur Lösung von typischenwiederkehrenden Modellierungsproblemen beitragen. Eines davonist das Model-View-Controller Muster (MVC), welchesursprünglich für die Erstellung von Benutzeroberflächen in derSmalltalk16-Welt verwendet wurde.

16 Eine objektorientierte Programmiersprache und eine vollständige Entwicklungsumgebung


Die Abbildung 33 zeigt klar die Trennung zwischen den dreiKomponenten Model, Controller und View, in die dieAnwendungen dabei aufgeteilt werden.

7.2.1. ModelDas Model kapselt die Geschäftslogik und verwaltet die Daten. Esführt auf Controller-Befehl Änderungen durch und liefert aufAnfrage den Zustand von Daten. Ein Model kann mit unter-schiedlichen Views verbunden sein.

7.2.2. ControllerDer Controller definiert, wie ein Benutzer mit dem Systeminteragieren kann. Er bildet die Eingaben eines Benutzers auf dieFunktionen des Models und des Views ab. Dazu hat er Zugriff aufdie beiden Komponenten.

7.2.3. ViewUnter dem View versteht man die textuelle und grafischeDarstellung der Daten des Models. Dazu hat ein View immer einefeste Verbindung zum Model. Meist gibt es auch eine Referenz aufden Controller, die nur zur Benutzung der Basisdienste desControllers verwendet werden sollen.

Abbildung 33: Klassisches MVC-Modell

Zusta

ndsa

bfrag

e

ControllerNimmt die Eingabe

des Benutzers entgegen

ModelBeinhaltet dieGeschäftslogik

ViewAnzeigengenerierung

Eingaben Zustands-änderung

Viewauswahl

Ausgabeder Anzeige


7.2.4. Besonderheit bei Web-AnwendungenEine strikte Anwendung des MVC-Modells auf Web-Anwendungen ist nicht möglich, da Client und Server über daszustandslose Hypertext Tranfer Protokoll (HTTP) kommunizieren,welches nur einfache Request/Response–Zyklen zulässt. Dadurchkönnen die drei Komponenten nicht unmittelbar miteinanderkommunizieren ( Abbildung 34).

7.3. Implementierung der KomponentenDie Implementierung wird anhand des MVC-Modells beschrieben.Ist eine Klasse ein Bestandteil einer Komponente, wird derKomponentename mit Fettschrift hervorgehoben. Die hierbeschriebenen Klassen und ihre Beziehungen sind in Abbildung 35und Abbildung 36 in zwei Klassendiagrammen dargestellt. Anhandeines Sequenzdiagramms werden am Ende die Zusammenhängeeiniger Klassen/Objekte verdeutlicht (Abbildung 38).

7.3.1. Model

Klasse QuizPageDiese Klasse erweitert die CURE-Klasse PlainTextPage.PlainTextPages sind die üblichen Seiten-Objekte in CURE.Hauptvorteile gegenüber den anderen Page-Klassen sind dieVersionierung und die Vorlagennutzung. Letztere ermöglicht dieDarstellung der Pages durch Vorlagen (Templates). QuizPagebeinhaltet die gemeinsamen Eigenschaften von QuizQuestionPage

Abbildung 34: Webanwendung unter Berücksichtigung von get/set-Methodenund Request/Response


und QuizAnswerPage. Diese sind der Qualitätswert und derGrenzwert, bei dessen Unterschreitung durch den Qualitätswert dieQuiz-Fragenraum-Besitzer informiert werden.

Klasse QuizQuestionPageDie Klasse QuizPage wird durch die Klasse QuizQuestionPageerweitert. Ein Objekt dieser Klasse stellt die Eigenschaften einerFrage dar. Die Eigenschaften sind der Text der Frage, einnummerischer Wert für eine Zeitbeschränkung und Verweise aufdie zugehörigen Antworten. In CURE ist es möglich, dass Pageskeinen Inhalt haben. Das würde bei Fragen dazu führen, dass siekeinen Fragetext haben und somit unbenutzbar für ein Quiz sind.Deshalb ist die Benutzbarkeit für eine Quizrunde beim Objekterfragbar.

Klasse QuizAnswerPageDiese Klasse erweitert ebenfalls die Klasse QuizPage. Ein Objektdieser Klasse stellt die Eigenschaften einer Antwort dar. Dies sindder Text der Antwort, die vergebene Bewertung und der Verweisauf die zugehörige Frage. Für die Benutzbarkeit gilt das Gleichewie für Objekte der QuizQuestionPage-Klasse.

Klasse QuizTemplateDiese Klasse, welche die CURE-Klasse Template erweitert, wirdzwar nicht primär für die Fragen-/Antwortobjekte gebraucht, wohlaber für die Darstellung (vgl. Klasse QuizPage). Grundsätzlichbesteht ein Template aus einem Anzeigeteil (display) für dieDarstellung einer Seite und einem Teil (edit) für die Bearbeitungeiner Seite. Die implementierten Methoden sind alle statisch, da essich um feste Anzeigeelemente handelt. Ein Template kanndennoch in CURE abgeändert werden.

Klasse QuizObjekte der Klasse Quiz stellen die persistenten Daten einerFragerunde dar. Dazu erweitert sie die CURE-KlassePersistentObject. Ein Quiz-Objekt ist immer einem QuizRoom-Objekt zugeordnet und wird entweder für ein Einzel- oder für einGruppenquiz benutzt.


Die folgenden Daten werden dabei mindestens solangefestgehalten, bis eine Fragerunde beendet ist:

• Wer der Ersteller dieses Quiz ist (dauerhaft)

• Der Typ des Quiz: Einzel- oder Gruppenquiz (dauerhaft)

• Ist momentan eine Fragerunde aktiv

• Wer stellt die Frage

• Start- und Maximalzeit für die Beantwortung der Frage

• Start- und Maximalzeit für die Kommentierung von gegebenenAntworten

• Welcher Qualitätsgrad und welcher Schwierigkeitsgrad wurdefestgelegt

• Anzahl der durchgeführten Fragerunden

• Welche Frage und eventuell welche Antworten angezeigt wurden

• Wie die richtige Lösung lautet

Nicht alle diese Daten sind für beide Quiztypen relevant. Da es aberÜberschneidungen gibt, wurde auf eine Trennung der Klasseverzichtet.

Klasse QuizRoomQuizRoom erweitert die CURE-Klasse Room und stellt dieEigenschaften für die Räume im Quizbereich dar. Die Räumekönnen dabei von zwei Typen sein: Quiz-Fragenraum oder Quiz-Spielraum. Für einen Spielraum dient QuizRoom hauptsächlich alsContainer. Dies ist eine Konvention, da sich in CURE alles inRäumen abspielt. Ein Quiz-Spielraum kennt genau ein Quiz-Objekt. Als Quiz-Fragenraum enthält die Klasse Methoden zumHinzufügen und Abfragen von Fragen und Antworten sowie für dasAbfragen der Unterräume (Spielräume). Fragen und Antwortenwerden im Quiz-Fragenraum gespeichert (Fragen-/Antwortpool).Auch dies ist eine Regel aus CURE, bei der jede Seite (Page) genaueinem Raum zugehörig ist.


Klasse QuizStatisticDiese Klasse stellt die Eigenschaften einer Benutzerstatistik dar.Objekte dieser Klasse kennen dazu ihren Benutzer (User) und denRaum (Quiz-Fragenraum), aus dem die Fragen stammen diegequizzt wurden. Ein Benutzer kann dabei mehrere Statistikenhaben. Um Wiederholungen bei der Fragen- bzw.Antwortendarstellung zu vermeiden, wird hier ebenfalls gezählt,wie oft diese schon dem Benutzer angezeigt wurden. GespeicherteDaten für eine Statistikermittlung sind:

• Zuletzt gequizzte Frage

• Gequizzte Fragen und die dabei erreichten Punkte (sieheStatisticPoints)

• Anzahl der gequizzten Fragen und Antworten

Klasse StatisticPointsDie eigentliche Berechnung der Statistikwerte wurde wegen derbesseren Übersichtlichkeit ausgelagert in diese Hilfsklasse.Instantiierte Objekte enthalten eine Liste von Punkten, die bei einerFrage erreicht wurden (siehe QuizStatistic), in der Reihenfolge, wiesie erreicht wurden. Damit lassen sich beliebige Statistikwerteermitteln. Realisiert wurde pro Frage

• die zuletzt erreichten Punkte.

• der Durchschnitt der letzten drei Punkte (Die Anzahl ist in derKlasse einstellbar).

• der Gesamtdurchschnitt.

Klasse QuizLevelHandlerDer Schwierigkeitsgrad eines Einzelquizzes ist kein fester Wert proFrage, sondern setzt sich aus folgenden Faktoren zusammen:

1. Die Anzahl der Antworten, die vorhanden sein müssen

2. Die Note die eine Antwort besitzen darf bzw. muss


Diese Hilfsklasse enthält Konstanten und Methoden zur Auswahlvon Fragen und Antworten, die einen bestimmten Schwierigkeits-grad erfüllen sollen.


Abbildung 35: Klassendigramm der WebUI-Klassen mit Schnittstelle Quiz-Klasse


Abbildung 36: Klassendiagramm der Model-Klassen mit Schnittstellen QuizRoomHTMLRenderer und QuizGamePageHTMLRenderer


7.3.2. ControllerDie Aufgabe der Controller wird durch Servlets bewältigt.Hauptsächlich wird für das Prüfungsquiz das Quiz-Servlet genutzt.Da z.B. die Quizfragen und –antworten auf Seiten von CUREbasieren, werden auch andere CURE-Servlets benutzt.

Wird ein Controller angestoßen, führt er nacheinander folgendeAufgaben aus:

• Prüfung, ob der Controller direkt aufgerufen wurde, also nichtvon einer View aus. Gegebenenfalls Weiterleitung an eine View

• Durchreichen der Eingaben aus der View an das Model

• Analyse der Benutzereingabe, insbesondere die angeforderteAktion

• Aufruf von Methoden auf das Modelobjekt, um dessen Zustandzu ändern

• Abfrage des Modelobjektstatus, Erfolg oder Misserfolg der zuvoraufgerufenen Methoden

• Aufruf bzw. Weiterleitung an die entsprechende View

Beispielhaft für eine Servlet-Methode ist Abbildung 37.


Abbildung 37 zeigt die Methode zum Starten eines Einzelquizzes.In Zeile 03 und 04 wird zuerst überprüft, ob der Raum, in dem dasEinzelquiz laufen soll, existiert und ob der aufrufende Benutzergenügend Rechte zum Starten hat. Ein Fehlschlagen derÜberprüfung beendet die Methode mit einem Rücksprung undgeneriert als View eine Fehlermeldung.

In Zeile 06 und 07 wird noch zusätzlich überprüft, ob der Raumnoch Elternräume besitzt. Dies ist nötig, da in CURE nicht derkomplette Inhalt mit einem Raum gelöscht wird. Besitzt der Raumkeine Eltern, wird ebenfalls eine Fehlermeldung erzeugt.

Die Zeilen 18 bis 24 überprüfen, ob der Verlauf des Einzelquizzesfrüher einmal abgebrochen wurde. Dies ist der Fall, wenn im Quiz-Objekt (Zeile 17) noch die Startzeit eingetragen ist (Zeile 18). Istdas der Fall, wird der Request an die Servlet-MethodestartSingleAsk weitergeleitet, die den Einzelquiz-Verlauf wiederaufnimmt.

01 public String startSingleQuiz(HttpServletRequest req,02 HttpServletResponse res) {03 String nextURL = ensureExistanceOfRoom(req, true);04 if (nextURL.length() > 0) return nextURL;0506 if (room.getParents().size() == 0)07 return showOutOfOrderError(req);0809 PrintWriter output;10 try {11 output = res.getWriter();12 } catch (IOException e) {13 return "";14 }1516 User u = getRequestingUser(req);17 Quiz qObj = ((QuizRoom) room).getQuiz();18 if (qObj.getAnswerStartTime() != null) {19 setRealForwarding(req);20 return servletURL(21 "startSingleAsk",22 room.getID(),23 null);24 }2526 qObj.setConfirmationStatus(27 QuizQuestionPage.STATUS_UNCONFIRMED);28 new QuizSingleHTMLRenderer((QuizRoom) room, u).29 renderShowStat(output);30 return "";31 }

Abbildung 37: Quiz-Servlet Methode zum Starten eines Einzelquizzes


Sind alle Überprüfungen durchlaufen, kann in den Zeilen 26 und 27die Auswahl des Qualitätsgrads im Quiz-Objekt zurückgesetztwerden.

Abschließend wird in den Zeilen 28 und 29 ein View erzeugt,welches die Startseite des Einzelquizzes anzeigt.

7.3.3. ViewDie Views bestehen beim Prüfungsquiz aus Methoden derRenderer-Klassen. Ihre Aufgabe ist es, die Daten dem Benutzeranzuzeigen. Dies geschieht erstens durch Erzeugung desSeitenaufbaus in einer XML-Datenstruktur und zweitens durch dieErstellung des HTML-Codes aus dieser Datenstruktur. CascadingStyle Sheets, kurz CSS, und JavaScript-Code ist meist in externenDateien gespeichert, die über Referenzen eingebunden werden.

Klasse QuizRoomHTMLRendererAls Views dienen die Methoden renderOn und renderEditableOn,die durch die Erweiterung von CUREs RoomHTMLRenderer imQuizRoomHTMLRenderer verfügbar werden. Die Methodengestalten dabei die Anzeige der Fragen und Antworten anhand vonfesten Darstellungselementen und dem QuizTemplate. FesteElemente in CURE sind z.B. die roomToolBar (Elemente, vorallem Buttons, zur Raumnutzung) und die mainToolBar (Buttonsfür die Seitenbenutzung). Für die Darstellung und Bearbeitung derFragen werden spezielle JavaScripts benötigt, die demQuizRoomHTMLRenderer per Referenz auf die JS-Dateienhinzugefügt werden.

Klasse QuizRoomPropertyHTMLRendererAls View dient die von CUREs RoomPropertyHTMLRenderergeerbte und überschriebene Methode renderOn. Die Methodeerzeugt die Anzeige der Eigenschaften eines QuizRooms. Dabeivariiert die Darstellung je nach dem, ob die Eigenschaften einesFragenraums oder eines Einzel- oder Gruppenquizraums angezeigtwerden sollen. Bei Quizräumen reduzieren sich die Eigenschaftenauf die Verwaltung des Fragerechts und die Schlüsselverwaltung.


QuizPageHTMLRendererDie Erweiterung von PageHTMLRenderer beinhaltet keineeigenständigen View-Methoden. Vielmehr übersetzt sie Elementeund liefert damit Elemente und Texte, die erst bei der Darstellungeiner View aktuell erzeugt werden. Beispielsweise ist es nichtsinnvoll, eine Auflistung der Fragen in einem Quiz-Fragenraumfest in ein Template zu schreiben. Man bedient sich dann einesDummy-Elements, welches beim Darstellen einer View mithilfedes Templates mit aktuellen Daten übersetzt wird.

QuizHomepageHTMLRendererIn dieser Renderer-Klasse, die die Klasse RoomHTMLRenderererweitert, ist nur eine View-Methode enthalten, deren Aufgabe esist, die Verwaltungsseite darzustellen. Auch für dieVerwaltungsseite sind spezielle JavaScript-Funktionen nötig, die inder Methode renderQuizQuestionsRoom per Referenz auf eine JS-Datei eingebunden werden.

QuizGamePageHTMLRendererQuizGamePageHTMLRenderer erweitert die KlasseRoomHTMLRenderer und beinhaltet ebenfalls keine eigenen View-Methoden. In ihr sind Methoden zur Darstellung enthalten, diesowohl Views für Einzelquizze als auch für Gruppenquizzebenötigen. Unter anderem wird hierüber die Gestaltung der HTML-Tabellen definiert, die überwiegend mit CSS vollzogen wird.

QuizSingleHTMLRendererDiese Klasse erweitert die Klasse QuizGamePageHTMLRenderer.Sie enthält die drei View-Methoden, die im Verlauf einesEinzelquizzes gebraucht werden. renderShowStat stellt die Statistikdes Benutzers sowie die Einzelquiz-Einstellungen dar.renderSingleAsk erzeugt die Darstellung der Fragestellung mit demAntwortangebot und eventueller Countdown-Anzeige. Für denCountdown wird wieder auf JavaScript zurückgegriffen. DieAnzeige des Ergebnisses wird durch renderSingleResult dargestellt.

QuizGroupHTMLRendererDiese Klasse erweitert ebenfalls die KlasseQuizGamePageHTMLRenderer. Deren sechs View-Methoden


erzeugen die Darstellung des Gruppenquiz-Verlaufs.renderGroupMeet erzeugt eine Seite die als Treffpunkt für dieGruppenmitglieder dient. Über diese Seite kann auch dasFragerecht in Besitz genommen werden. renderGroupAsker erzeugtdas Formular, in das der Fragesteller die Frage, die Musterlösungund die Antwortzeit eingeben kann. renderGroupAsk erzeugt einAntwortformular mit eventuellem Antwortcountdown. Die Seitedie durch renderGroupWaitForAnswers generiert wird dient alsWartepunkt für die Mitglieder (auch der Fragesteller), die aufAntworten anderer Mitglieder warten. Hierüber ist derAntwortstatus jedes Antwortgebers ablesbar. Dagegen dient diedurch renderGroupWait erzeugt Seite als Wartepunkt für dieAntwortgeber, während der Fragesteller die Antworten bewertet.renderAssessment generiert das Bewertungsformular, in das derFragesteller die Bewertungen und eventuelle Kommentare zu denAntworten eingeben kann. Als letztes erzeugt renderResult dieAntwortseiten für die Antwortgeber. Über die Seite sind die Frage,die Musterlösung, die abgegebene Antwort, der eventuelleKommentar, die Bewertung und die erreichten Punkte abzulesen.Alle View-Methoden fügen den Seiten einen PresenceView (s.u.)hinzu.

ParticipantPresenceViewDiese Klasse ist abgeleitet von der CURE-KlassepresenceIndicatorView. Sie liefert für die View-Methoden desQuizGroupHTMLRenderer eine Liste der aktuell im Raumbefindlichen Benutzer. Mit einem entsprechenden Kürzel nebeneinem Namen wird in dieser Liste angezeigt, wer aktuellFragesteller oder Antwortgeber ist.


Abbildung 38: Sequenzdiagramm von der Controller-Methode startAssessment

Zusammenfassung 75

8. Zusammenfassung

Die hier vorgestellte implementierte Lösung wurde in diebestehende Lernplattform CURE integriert. So weit es ging, wurdeauf die bekannte optische Darstellung von CURE zurückgegriffen.Die aktuelle Gestaltung des Prüfungsquizzes ist dabei durchAnpassung von CSS-Definitionen und Austausch von Grafikenveränderbar. Damit ein Benutzer möglichst schnell mit demPrüfungsquiz vertraut wird, wurde auf selbsterklärende Grafiken,Tooltipps und erklärende Texte auf den Seiten zurückgegriffen. Fürdie Programmierung wurden möglichst vorhandene CURE-Klassenbenutzt, bzw. diese durch Unterklassen erweitert.

Nach ersten Überlegungen über die Funktionen desPrüfungsquizzes wurden fünf bestehende Quiz-Systeme evaluiert.Die Vor- und Nachteile dieser Systeme, die grundlegendenEigenschaften eines Quizzes und die Ergebnisse derProblembereichsanalyse „Prüfungsvorbereitung“ wurden in dieAnforderungsanalyse aufgenommen.

Das Prüfungsquiz unterstützt mit seinen Funktionen sowohlBenutzer, die sich alleine auf eine Prüfung vorbereiten wollen, alsauch Gruppen von Benutzern, die dies gemeinsam machenmöchten.

Die Kombination von Einzel- und Gruppenquiz mit der freien Artder Fragen- und Antwortenverwaltung ist meines Wissens bisherbei keinem anderen Quiz realisiert worden.

Neben den Anforderungen aus Kapitel 3.4 gibt es nochAnforderungen aus den Bereichen „grafische Darstellung“ und„Implementierung“, die aus der Aufgabenstellung resultieren.Inwieweit diese Anforderungen erfüllt sind, wird im Folgendendargelegt.

Anforderungen aus der AnforderungsanalyseAls erstes wurde eine Rollenverwaltung für die Quizteilnehmergefordert. In einem Einzelquiz sind die Rollen fest vorgegeben, dader Teilnehmer vom Prüfungsquiz befragt wird. In einemGruppenquiz wird dazu vom Prüfungsquiz festgehalten, wer

Integration in CURE

Erstellung derAnforderungsanalyse

Rollenverwaltung

Zusammenfassung 76

Fragesteller ist und wer auf die Frage antworten soll. Dazu gibt esein Fragerecht, dessen Besitzer der Fragesteller ist. WelcherTeilnehmer welche Rolle ausfüllt, wird allen Teilnehmernangezeigt.

Zweite Forderung war die Speicherung und Verwaltung von Fragenund Antworten. Da Quizfragen und Quizantworten auf CURE-Seiten basieren, kann man sie sowohl speichern als auch bearbeitenund löschen. Zum anderen werden Fragen und Antworten in einemGruppenquiz automatisch gespeichert.

Die Wiederverwendbarkeit von Fragen und Antworten wird durcheine gemeinsame Datenbasis für Einzel- und Gruppenquizzerealisiert. Fragen sind somit in Einzelquizzen verwendbar und inGruppenquizzen auswählbar. Antworten können alsAntwortenangebot im Einzelquiz oder als Musterlösung in einemGruppenquiz verwendet werden.

Die Forderung nach einer Protokollierung liegt eng mit derForderung nach einer Benutzerstatistik zusammen. DasPrüfungsquiz protokolliert dafür die Ergebnisse eines Benutzers ineinem Quiz und wertet diese aus. Die Auswertungen werden dannals Statistik dargestellt. Andere Protokollieraufgaben werden vonCURE selber wahrgenommen. Dazu zählt zum Beispiel dieVersionskontrolle bei Fragen und Antworten.

Die Qualitätssicherungskomponente wurde durch Qualitätswerterealisiert, die sich aus Bewertungen der Benutzer ergeben. JedeFrage und jede Antwort kann von einem Benutzer einmaligbewertet werden. Die Differenz zwischen positiven und negativenBewertungen bildet dann den Qualitätswert. Dabei ist dieBewertung durch den Besitzer des Quiz-Fragenraumshöherwertiger als die anderer Benutzer. Sobald ein Besitzer seineWertung für eine Frage oder eine Antwort abgegeben hat, entfälltfür andere Benutzer die Möglichkeit zur Bewertung. Sinkt derQualitätswert unter eine bestimmte Marke, wird der Besitzer desQuiz-Fragenraums per Mail benachrichtigt.

Weiterhin wurde die Speicherung von Antworten in einem Poolgefordert. Dies wird dadurch erfüllt, dass Antworten auf die gleicheWeise wie Fragen in einem (Quiz-)Raum gespeichert werden. Eine

Speicherung undVerwaltung von Fragenund Antworten

Wiederverwendbarkeit vonFragen und Antworten

Protokollierbarkeit

Benutzerstatistik

Speicherung derAntworten in einem Pool

Qualitäzsicherungs-komponente

Zusammenfassung 77

Frage kennt dabei ihre zugehörigen Antworten und eine Antwortihre zugehörige Frage. Neue Antworten können so einfach an eineFrage „angehängt“ werden, und bei einem Einzelquiz kann dasAntwortangebot aus einer Reihe von Antworten (Pool) bestimmtwerden.

Die Erfüllung der Forderung nach einer zufälligen Auswahl derAntworten bei geschlossenen Fragen wird durch die vorherigeForderung begünstigt. Aus einem Antwortenpool können beliebigAntworten für ein Antwortangebot ausgewählt werden. Damit nichtimmer die selben ausgewählt werden, wird in der Benutzerstatistikfestgehalten, welche Antwort wie häufig dem Benutzer angezeigtwurde.

Die neunte Forderung ist die Bewertung des Antwortangebotsdurch Noten. Der Benutzer eines Einzelquizzes bewertet dieAntworten des Antwortangebots mit „richtig“, „falsch“ oder„teilweise richtig“, wobei zukünftig auch eine feinere Unterteilungdenkbar wäre. Mit der gleichen Benotung werden Antworten ineinem Gruppenquiz bewertet.

Die Forderung nach Interaktion mit dem Prüfungsquiz wird durchdie generierten Webseiten und die darin enthaltenenFormularelemente erfüllt. Die Kommunikation zwischen Benutzernist mit den Raumchats von CURE möglich, womit auch dieseForderung erfüllt ist.

Eine Kategorisierung von Fragen ist durch die Erstellung vonverschiedenen Quiz-Fragenräumen möglich. Jeder dieser Räumehat dabei eine eigene Datenbasis. Der Ersteller eines Quiz-Fragenraums entscheidet selber, ob er nur Fragen zu einer oder zumehreren Kategorien aufnehmen möchte.

Die vorletzte Forderung ist, dass bei einem Abbruch nur Daten vonmaximal einer Fragerunde verloren gehen sollen. Dies wird erfüllt,da angefallene Daten am Ende einer Fragerunde und bei jedemSeitenwechsel im Quizsystem gespeichert werden. UnterUmständen ist es sogar möglich, dass trotz eines Abbruchs keinDatenverlust auftritt.




Kategorisierbarkeit

Keine Datenverluste durchAbbruch über eineFragerunde hinaus

Zusammenfassung 78

Die letzte Forderung verlangt die Möglichkeit des Beendens nachjeder Fragerunde. Im Einzelquiz wählt ein Benutzer nicht vorheraus, wie lange er quizzen möchte. Er hat dadurch die Gelegenheit,nach jeder Fragerunde aufzuhören. Genauso kann ein Teilnehmerim Gruppenquiz nach jeder Fragerunde die Teilnahme beenden. ImPrüfungsquiz wird kein Benutzer dazu gezwungen, länger zuquizzen als er möchte.

Grafische DarstellungDas Prüfungsquiz wurde im Kontext von CURE implementiert.Eine implizite Forderung ist dadurch die CURE-nahe Gestaltungdes Prüfungsquizzes. Wo es möglich oder nötig war, wurdenCURE-Komponenten verwendet. Farben und Grafiken wurden imStil von CURE benutzt, um den Wiedererkennungswert fürBenutzer zu erhöhen. In bestimmten Fällen war es allerdings auchnötig, von den CURE-Vorgaben abzuweichen. So wurdenbeispielsweise im Gruppenquiz Navigationsleisten abgeändert oderentfernt, da die Funktionalitäten eines normalen CURE-Raumesdort nicht gegeben sind.

ImplementierungEine explizite Forderung war die geringe Anzahl an Schnittstellenzu den CURE-Klassen. Dies wurde durch Erstellung vonSubklassen erreicht. Eine Verbindung mit CURE-Code ist somitnur an wenigen Stellen nötig gewesen.

8.1. ErweiterungspotenzialeIm Verlauf dieser Arbeit sind mir große und kleine Funktionen fürdas Prüfungsquiz zu spät eingefallen oder aus Zeitmangelweggefallen. Diese sollen in diesem Kapitel wenigstens kurzerwähnt werden.

Implementierung neuer FragentypenVon den möglichen geschlossenen Fragen werden im Einzelquiznur die Multiple-Choice-Fragen angeboten. Für ein automatischesQuizsystem wie das Einzelquiz wären aber auch anderegeschlossene Fragen möglich, wie beispielsweiseIdentifizierungsfragen. Aber auch Lückentexte (halboffene Fragen)

Beenden nach jederFragerunde möglich

Zusammenfassung 79

wären dabei denkbar. Diese Auswahl an Fragetypen würdezusätzlich die Motivation der Benutzer steigern, da sie nicht immermit dem gleichen Typ Frage konfrontiert werden.

Implementierung der Zulassung anderer Fragentypen imGruppenquizZum jetzigen Zeitpunkt können Gruppenquiz-Teilnehmer eineFrage nur mit einer Freitext-Antwort beantworten. Der Fragestellerkönnte stattdessen auswählen, ob die Antwortgeber die Frage freibeantworten sollen oder ob sie zum Beispiel aus einem Antwort-angebot auswählen können.

In Kombination mit der vorherigen Implementierung sind auchweitere Auswahlmöglichkeiten für einen Fragesteller denkbar.Diese Maßnahme würde ein Gruppenquiz auflockern und ebenfallszu mehr Motivation bei den Teilnehmern führen.

Implementierung einer Gruppierfunktion im GruppenquizDie Gruppierfunktion erlaubt dem Fragesteller, die Antwortgeber inGruppen einzuteilen. Diese Gruppen lösen dann die gestelltenFragen gemeinsam und bekommen auch gemeinsam Punkte für ihreAntwort.

Der Vorteil wäre der geringere Bewertungs- und Kommentier-aufwand, da pro Gruppe nur eine Antwort anfällt.Motivationsfördernd könnte auch der Wettbewerbscharakterzwischen den Gruppen sein.

Implementierung einer Teilnahmewahl bei einem GruppenquizAktuell sind außer dem Fragesteller alle Benutzer Antwortgeber,sobald der Fragesteller eine Frage stellt. Eine Teilnahmewahlwürde jedem Benutzer die Möglichkeit geben, bei demGruppenquiz zu verweilen und einige Fragerunden auszusetzen.Möchte dieser Benutzer wieder mitquizzen, gibt er seine Teilnahmebekannt und kann bei der nächsten möglichen Fragerunde wiedermitmachen.

Literaturverzeichnis 80

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Realisierung eines Prüfungsquizzes im Kontext der Lernplattform … · 2013-07-17 ·...

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