Softwareprojekt Lehrevaluation mit dem Digitalen Stift

English website

Bearbeitungszeitraum: SS 2009

Projekt im Bachelorstudium in Zusammenarbeit mit der Firma Allpen

1 Projektgruppe: Carsten Pein, Janko Richter, Hauke Stiefel

 

Hintergrund

Der digitale Stift basiert auf einer in Schweden erfundenen und patentierten Technologie, die es ermöglicht, handschriftliche Notizen automatisch digital zu erfassen. Ähnlich wie bei einem Navigationssystem für Straßenverkehrsfahrzeuge kann der Stift eine eindeutige Startposition auf dem Papier ermitteln und dann die weiteren Bewegungen aufzeichnen, um den geschriebenen Text rekonstruieren zu können. Hierfür ist der Stift mit einer Minikamera ausgestattet, die es ihm ermöglicht, die Stelle, auf der er gerade schreibt optisch zu erfassen.

Damit der Stift auf diese Weise seine eindeutige Position auf dem Papier ermitteln kann, darf als Papiervorlage nicht einfach ein weißes Blatt genommen werden, sondern ein durch einen Laserdrucker extra vorbereitetes Papier, das mit einem feinen Muster bedruckt ist, welches für den normalen Benutzer nur als normaler Grauton wahrgenommenen wird. Dieses Muster ist in so vielen Varianten konstruierbar, dass der Stift auch bei Millionen zu bedruckenden Seiten immer weiß, auf welchem Papier er sich in welcher Position befindet. Die Mustererzeugung wird durch Lizenzen des Patenthalters geregelt. Im Prinzip bekommt jedes neue Blatt eine neue Musterabfolge.

Kommerziell eingesetzt wird der digitale Stift derzeit vor allem in Bereichen, in denen ein Computer zur Dateneingabe nicht zur Verfügung steht oder wenn vom Erfasser der Daten nicht erwartet werden kann, dass er weiß, wie man die Daten geeignet in den Computer eingibt. Der Vorteil der Datenaufnahme besteht darin, dass der Benutzer wie mit einem normalen Stift auf ein für ihn leer wirkendes Blatt Papier schreibt. Der digitale Stift speichert die Information in einer geräteeigenen Speichereinheit, die durch simples Andocken automatisch in einen Computer übertragen werden kann.

Im SS 2008 betreute ich hierzu auch 2 Diplomarbeiten.

 

 

Aufgabenstellung

Die jedes Semester stattfindende Evaluierung von Lehrveranstaltungen wird an der FH Wedel durch eine Auswertungssoftware durchgeführt, die an die Eingabe über einen Internet-Browser gekoppelt ist. Dieses ermöglicht im Vergleich zu einer früher papiergestützten Evaluierung eine automatische Auswertung. Der Nachteil besteht darin, dass sich nicht so viele Studierende daran beteiligen.

Um diesen Nachteil auszugleichen, ohne den Vorteil der automatischen Auswertung aufzugeben, sollten die Evaluierungsdaten in den Lehrveranstaltungen mit Hilfe des digitalen Stifts erhoben werden. Die Ergebnisse sollten automatisch in einen Rechner übertragen und ausgewertet werden.

 

Ergebnis

Es wurde ein dreiseitiges Formular geschaffen, das vom Inhalt her dem elektronischen Formular des browsergestützten Evaluierungssystems der FH Wedel im Intranet entspricht. Dieses Formular wurde mit Hilfe von Allpen stiftgerecht digitalisiert. Die Bearbeiter des Softwareprojekts mussten dann eine Bedienungsoberfläche schreiben, mit der ein Dozent für beliebige Vorlesungen Fragebögen generieren kann. Die Anzahl muss jeweils vor der Generierung vorgegeben werden, da für jeden Fragebogen ein eigenes Hintergrundmuster erzeugt werden muss, damit der Stift die verschiedenen Fragebögen unterscheiden kann. Der Stift speichert dann für jeden Fragebogen die ausgefüllten Inhalte in Form einer XML-Datei, in der abgelegt ist, welcher Inhalt zu welchem Formularfeld gehört.

Für die Auswertung wurde eine eigene Software geschrieben, da eine Anbindung an das existierende Evaluierungssystem wegen fehlender Schnittstellen nicht praktikabel war. Die Auswertungssoftware verrechnet die Ergebnisse der einzelnen Bögen miteinander, um zum Beispiel den Durchschnittswert und die Varianz für bestimmte Fragen zu einer Vorlesung anzuzeigen. Es wurde dann noch eine Ausgabeoberfläche implementiert, um die Ergebnisse übersichtlich darstellen zu können, des weiteren eine Excel-Schnittstelle.

Mit Hilfe von drei von der FH Wedel angeschafften digitalen Stiften wurden dann meine Vorlesungen Diskrete Mathematik und Grundlagen der Theoretischen Informatik auf in der Vorlesung ausgeteilten Fragebögen evaluiert. Zum Vergleich sollten sich die Teilnehmer noch an der herkömmlichen Evaluierung im Intranet beteiligen.

Vergleiche mit den eingesammelten Fragebögen ergaben, dass die Erfassung und Auswertung mit dem digitalen Stift fehlerfrei liefen. Das Ergebnis kann hier eingesehen werden (nur für Angehörige der FH Wedel). Für die FH Wedel ergibt sich durch die Evaluierung in Papierform der Vorteil, dass die Beteiligungsquote der Studierenden wesentlich höher und damit das Ergebnis repräsentativer ist: Während 100 % der Anwesenden einen Fragebogen ausfüllten, beteiligten sich weniger als 50 % dieser Zahl an der elektronischen Evaluierung im Intranet.

Dieses Softwareprojekt hat damit bewiesen, dass durch den Einsatz des digitalen Stifts die Beteiligungsquote bei der Evaluierung stark erhöht werden kann, ohne den Verwaltungsaufwand signifikant zu erhöhen.

Dennoch rechnet sich eine flächendeckende Evaluierung mit dem digitalen Stift nicht aus wirtschaftlichen Gründen: Ein einzelner Stift inklusive der benötigten Software kostet derzeit noch über 300 EUR. Außerdem sind die erzeugten Muster lizenzpflichtig. Es verbietet sich von selbst, für jeden einzelnen Fragebogen Lizenzkosten zu zahlen.

In diesem Projekt wurde mit wiederverwendbaren Lizenzen gearbeitet, für die allerdings derzeit jährliche Gebühren anfallen, welche für uns die Firma Allpen übernimmt. Um zu erreichen, dass der digitale Stift bei wiederholter Verwendung derselben Lizenz nicht durcheinander kommt, muss spezielle Software geschrieben werden. Im Rahmen dieses Softwareprojekts wurde eine Verwaltung programmiert, mit deren Hilfe nur innerhalb eines Semesters mit unterschiedlichen Lizenzen gearbeitet werden muss. Mit den zur Verfügung stehenden Lizenzen können in jedem Semester bis zu 85 Fragebögen ausgeteilt werden. Eine größere Anwendungsbreite wäre durch mehr Lizenzen möglich oder aber - aus Sicht der Informatik natürlich vorzuziehen - durch eine noch intelligentere Wiederverwendung derselben Lizenzen. Hier gibt es noch Möglichkeiten für Anschlussprojekte.