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tags: eps, e-assessment
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# Hybride E-Prüfung im Fach Stochastik

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**Fabian Gabel, Julian Großmann**
Institut für Mathematik
Technische Universität Hamburg, Deutschland
E-Mail: fabian.gabel@tuhh.de, julian.grossmann@tuhh.de
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**Inhalte**
[Toc]

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# Abstract
Wir präsentieren ein hybrides Prüfungskonzept für Veranstaltungen mit Software-Komponente. Am Beispiel der Prüfung *Stochastics* [^first] an der Technischen Universität Hamburg zeigen wir, wie das elektronische Prüfen von Kompetenz bei der Anwendung der Programmiersprache *R* [^second] realisiert werden kann.

Die Prüfung zeigt das Potential einer Verknüpfung klassischer Papieraufgaben mit elektronischen Elementen. Der Computer dient hier sowohl als Werkzeug und Informationsquelle als auch als Programmierumgebung.

Das Konzept besteht aus zwei infrastrukturellen Komponenten: einer lokalen Komponente bestehend aus Laptops mit vorinstallierter Software (isolierte Prüfungsumgebung *Safe-Exam-Browser* [^third], *RStudio* Entwicklungsumgebung [^fourth], PDF-Anzeige) und einer Serverkomponente (Abgabeprozess des Programmcodes, Protokollierung des Abgabezeitpunkts, Rückmeldung über erfolgreiche Abgabe) [^fifth]. Die Serverkomponente wurde auch für eine schriftliche Abgabe im Fach Lineare Algebra verwendet.


# Stochastik an der TU Hamburg

* **Teilnehmende**: ca. 150 Bachelorstudierende im 4. und 6. Semester der Fachrichtungen Allgemeines Ingenieurswesen, Informatik-Ingenieurwesen, Computer Science  und Logistik und Management
* **Kursinhalte**:  Einführung in die Stochastik (Wahrscheinlichkeitstheorie und Mathematische Statistik), Modellierung und Beschreibung von Zufallseffekten, Kennenlernen statistischer Größen und Durchführung statistischer Analysen, Simulation von Zufall mit R.

# Motivation für E-Prüfung

## Einbindung von R in die Prüfung

* ermöglicht praxisnähere Aufgabenstellungen
* Prüfungsform im Sinne eines Constructive Alignment
* Möglichkeit einfacher Modellierungs- und Simulationsaufgaben
* realistische statistische Analysen mit der Möglichkeit der Verarbeitung großer Datenmengen mit einem Computer

### Beispieleingabe in RStudio
![](upload_eb3e71b48d0a86c81914c4e485f8b72e.gif)



### Beispielaufgabe
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![](upload_783a715171dcf011a82799e6531d7c10.png)

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## Bereitstellung einer Formelsammlung am Computer
* der Computer erlaubt das Anzeigen einer PDF als "Cheat-Sheet"/Formelsammlung
* keine unnatürliche Begrenzung der Seitenzahl
* kollaboratives Arbeiten an einem gemeinsamen Cheat-Sheet im Laufe der Veranstaltung möglich
* Chancengleichheit bezüglich Formelsammlung



# Klausurablauf

## Aufbau
![](upload_2b7806f82422880df60de9a3e853e25c.png)

![](upload_5212ab0b5e6b72b145c7dce8c489cee6.png)

## Hardware und Software

* Laptop mit Touchpad
* Safe Exam Browser mit PDF-Anzeige für die Formelsammlung
* Lokale Installation von RStudio


![](upload_9ba043ab69b952ec1ff6f5c0dcd630f2.png)



## Abgabeprozess

### Deckblatt mit Klausur-Kennung `sto###`

User-Login und das Passwort werden benötigt, um auf das zugriffsgeschützte [Webformular](#Webformular-im-Browser) (s.u.) zuzugreifen. Individuelle Zugangsdaten werden auf jedes Klausurexemplar gedruckt. 

![](upload_5ac05c700172e19099fe72117362871f.jpg)


### Webformular im Browser

Datei wird ausgewählt und hochgeladen. Anschließend erfolgt eine kurze Rückmeldung über das erfolgreiche Einreichen der Code-Datei. Dies ist beliebig oft wiederholbar, da jede Datei mit einem Zeitstempel versehen wird.

![](upload_e6560805f5fd27025d01d29eeaadcbd4.gif)

# Evaluation

## Feedback von Teilnehmenden (Veranstaltungssprache Englisch)
> Projects and computer assisted [assessment] was nice and felt more "real". Later on you will most likely have a computer on your side to aid you.

> [...] I liked the inclusion of usually longer calculations via the laptops.

> Good that we don't have to write R-scripts on paper

> All in all it was one of the best concepts used in the university allowing us to even write as many pages formulas as we liked and everyone had the same chance. 

![](upload_106a5aa50063fd13a3f05b4c23d25d5c.png)

![](upload_38f909336556cd5824719aa3f5569885.png)

# Kommentare zum Poster

Hinterlassen Sie uns gerne eine [anonyme Rückmeldung via LimeSurvey](https://umfrage.mintfit.hamburg/index.php/749962?lang=en).

# Quellen

[^first]: Hybrid-Klausur Stochastik des Instituts für Mathematik an der TUHH: https://www.mat.tuhh.de/lehre/eklausur/stochastik.html, zuletzt aufgerufen am 30.08.2021.
[^second]:   R Core Team (2020). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria: https://www.R-project.org/,  zuletzt aufgerufen am 30.08.2021.
[^third]:	Lüthi T, Kern M, Reuter K., Halbherr T. & Piendl T. (2019). Competence-Oriented Exams Using Virtual Desktop Infrastructure (VDI). Technical report, 3rd edition, revised and updated, zuletzt aufgerufen am 30.08.2021.
[^fourth]:	RStudio Team (2020). RStudio: Integrated Development for R. RStudio, PBC, Boston, MA: http://www.rstudio.com/, zuletzt aufgerufen am 30.08.2021.
[^fifth]:  GitLab Repository zur Automatisierung des Abgabeprozesses: https://collaborating.tuhh.de/cfg0846/fristenbriefkasten, zuletzt aufgerufen am 30.08.2021.
