Online-Prüfung mit OPAL, ONYX und MAXIMA Chancen und Grenzen

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Online-Prüfung mit OPAL, ONYX und MAXIMA Chancen und Grenzen
Lessons Learned 1, 1&2 (2021)
Submitted: 20.05.2021
Accepted: 06.06.2021
DOI: https://doi.org/10.25369/ll.v1i1/2.8
ISSN: 2749-1293 (Print); 2749-1307 (Online)

                   Online-Prüfung mit OPAL, ONYX und MAXIMA
                              Chancen und Grenzen

                     E. Dohmen, A. Lange, B. Kraus, S. Sturm, S. Odenbach
       Professur für Magnetofluiddynamik, Mess- und Automatisierungstechnik, Institut für Mechatronischen Maschinenbau,
       Fakultät Maschinenwesen, TU Dresden

        Abstract
        Der Transfer klassischer Präsenzklausuren in digitale Formate ist perspektivisch wohl unum-
        gänglich, um als Teil einer zeitgemäßen und qualitativ hochwertigen Ausbildung auch zielorien-
        tierte sowie anspruchsvolle Leistungsüberprüfungen durchzuführen. Im Rahmen dieser Veröf-
        fentlichung skizzieren wir an konkreten Beispielen die Chancen und Grenzen der Testplattform
        ONYX in Zusammenspiel mit dem Computeralgebrasystem MAXIMA unter Nutzung des Lernma-
        nagementsystems OPAL bei der Umsetzung zweier Online-Prüfungen mit bis zu 500 Studieren-
        den. Interessant sind dabei insbesondere die beobachteten Verlagerungen der Arbeitsanteile
        hinsichtlich Konzeption, Klausurbetreuung und Korrektur, die wir vorstellen und deren Auswir-
        kungen wir diskutieren.

        The transfer of classical classroom examinations into digital formats is probably inevitable in the
        future in order to carry out goal-oriented and demanding performance examinations as part of
        a modern and high-quality education. In this publication, we outline the opportunities and limi-
        tations of the ONYX testing platform in conjunction with the computer algebra system MAXIMA
        using the learning management system OPAL in the implementation of two online examinations
        with up to 500 students. Of particular interest are the observed shifts in the proportion of work
        with regard to conception, examination supervision and correction, which we present and
        whose effects we discuss.

        *Corresponding author: eike.dohmen@tu-dresden.de

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 1. Einleitung                                      und Weiterbildung zu unterstützen. Ihre Kernauf-
                                                    gabe liegt in der bestmöglichen Beförderung des
Im Sommersemester 2020 sowie im folgenden           breiten Einsatzes internetgestützter Lehr-/Lern-
Wintersemester wurden an der Professur für          szenarien in den Hochschulen Sachsens sowie
Magnetofluiddynamik, Mess- und Automatisie-         diesen verbundenen Einrichtungen“ [3]. Der Ar-
rungstechnik im Rahmen der Lehrveranstal-           beitskreis „E-Learning der Landesrektorenkon-
tung „Mess- und Automatisierungstechnik“ so-        ferenz Sachsen “unterstützt die Hochschulen bei
wohl semesterbegleitende Lernstand-Selbste-         der Fortführung des mit der Initiative „Bildungs-
valuationen für die Studierenden als auch die       portal Sachsen“ erfolgreich eingeschlagenen We-
Semesterabschlussprüfungen erfolgreich digi-        ges, ihre Potenziale auf dem Gebiet des E-Learn-
tal umgesetzt.                                      ing zu bündeln und gemeinsam zu entwickeln
Die Vorlesungsreihe „Mess- und Automatisie-         […]“ [4]. In ONYX ist das quelloffene Computer-
rungstechnik“ ist auf Sommer- und Winterse-         algebrasystem MAXIMA eingebunden.
mester aufgeteilt und wird mit jeweils einer        Mit Beginn der Corona Pandemie im Frühjahr
Prüfung abgeschlossen. Beide Prüfungen wa-          2020 wandelte sich die als Ergänzungsangebot
ren dabei bisher in einen Grundlagenteil mit        gedachte Online-Probeklausur in eine alterna-
10 Einzelfragen sowie einen Rechenteil mit 4        tivlose Notwendigkeit für eine rein digitale Ge-
komplexen Rechenaufgaben untergliedert. Die         währleistung der Lehre. Im Rahmen dieser
Teilnehmendenzahlen sinken erfahrungsge-            Veröffentlichung möchten wir das Potential
mäß vom ersten zum Folgesemester bei dieser         von mit OPAL, ONYX und MAXIMA umgesetz-
Veranstaltung von über 500 Studierenden auf         ten Online-Prüfungen kritisch betrachten.
etwa 400. Unabhängig von der Konzeption der         Hierfür geben wir Einblicke in unsere Vorge-
Prüfungen benötigte die Korrektur in jedem          hensweise, stellen ausgewählte Beispiele un-
Semester für den gesamten Fragenteil ca. 1          serer Umsetzungen vor, präsentieren aufge-
Personenmonat und für jede der Rechenauf-           tretene Probleme, Workarounds sowie Lösun-
gaben ca. 0,5 Personenmonate. Pro Jahr erga-        gen und schätzen den Zeitaufwand ab, um mit
ben sich für die Prüfungskorrektur damit also       unseren Erfahrungen schließlich eine Diskus-
in etwa 6 Personenmonate Personalaufwand.           sion zu Chancen und Grenzen von Online-
Basierend auf den positiven Rückmeldungen           Tests im Vergleich zu klassischen Präsenzum-
der vergangenen Jahre zu unterstützenden            setzungen anzustoßen. Daraus leiten sich
asynchronen und individualisierbaren Lernan-        auch weitergehende Fragestellungen ab: Wel-
geboten      wie   Vorlesungsaufzeichnungen,        che Treffsicherheit wird in Bezug auf die über-
Skripten, Literatur und Feedbackkanälen             geordneten Lehr-/Lernziele erreicht? Welche
wurde bereits 2019 mit der Planung einer er-        Komplexität kann abgebildet werden? Wie
gänzenden Online-Probeklausur im Lehrma-            aufwändig ist eine Online-Prüfung?
nagementsystems (LMS) OPAL [1] begonnen,            Darüber hinaus werden wir auf die eingesetzte
um einerseits die Vor- und Nachteile einer On-      Kommunikationsplattform Element [5] (auf Ba-
line-Prüfung zu analysieren und andererseits        sis des quelloffenen Matrix-Protokolls) einge-
den Studierenden eine umfassende asyn-              hen, mit der die begleitende Kommunikation
chrone Möglichkeit zur individuellen Wissens-       erfolgreich umgesetzt wurde.
überprüfung sowie zur Prüfungsvorbereitung
                                                    In dieser Publikation werden wir chronologisch
bereit zu stellen.
                                                    von der Prüfungskonzeption bis zur Prüfungs-
Das verwendete LMS OPAL sowie die darin in-         auswertung die oben genannten Punkte ad-
tegrierte Test-Suite ONYX [2] werden vom E-         ressieren und dann ein Fazit formulieren.
Learning Dienstleister BPS Bildungsportal
Sachsen GmbH (BPS) technisch entwickelt. „Die
BPS Bildungsportal Sachsen GmbH wurde Ende            2. Konzeptentwicklung
2004 von 11 sächsischen Hochschulen gegründet,      Zentrale Anforderung bei der Umsetzung ei-
um diese bei der Einführung und nachhaltigen        nes Online-Prüfungskonzept auf Basis eines
Nutzung neuer Medien in der akademischen Aus-       bestehenden, klassischen Präsenzprüfungs-

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konzeptes ist einerseits die präzise Neudefini-           mit dem verwendeten LMS OPAL) sehr erfolg-
tion von Lernzielen, ggf. durch Extraktion aus            reich, allerdings mussten ihre und unsere Er-
bestehenden Prüfungen, und andererseits die               wartungen angepasst werden, da ohne ent-
Ableitung neuer, auf die Möglichkeiten von                sprechendes Fachwissen natürlich keine
OPAL, ONYX und MAXIMA angepasster, umset-                 ONYX-Aufgaben selbstständig generiert und
zungsfähiger Aufgaben unter Fokussierung                  nur sehr eingeschränkt adaptiert werden kön-
dieser Lernziele. Hierbei scheint den Autoren             nen. Dies führt dazu, dass sich die Aufgaben
neben der Kenntnis von möglichen Aufgaben-                des eScouts auf Zuarbeiten in den Bereichen
typen (bspw. in der Testumgebung ONYX) für                Abbildungserstellung und Einpflegen von fer-
Prüfungen in MINT-Fächern und einem fachli-               tig vorbereiteten Aufgaben in ONYX auf Basis
chen Hintergrundwissen, vor allem ein profun-             detaillierter   Handlungsanweisungen     be-
des technisches Vorwissen (im Sinne von Pro-              schränkten.
grammierkenntnissen) zur Parametrierung                    eScouts sind daher nach den konkreten Anfor-
von ONYX-Aufgaben1 mittels Variablen und zur              derungen und ihren Befähigungen auszuwäh-
Umsetzung mathematischer Fragestellungen                  len, wobei eine Kombination sehr verschiede-
mit dem Computeralgebrasystem MAXIMA es-                  ner Qualifikationen (bspw. Psychologie und
sentiell.                                                 Physik) besonders hilfreich wäre, aber real
Leider fehlte für die Konzepterstellung im                wohl nur durch interdisziplinäre eScout-Teams
Sommersemester 2020 an der TU Dresden                     abgebildet werden könnte.
noch eine zentrale Anlaufstelle, die neben or-            War die zentrale Hürde im Sommersemester
ganisatorischen Fragen auch didaktische,                  2020 noch die schnelle Umsetzung eines On-
rechtliche und technische Fragen klären                   line-Prüfungskonzept aus dem bestehenden
konnte, bei der Erstellung der Prüfungen aktiv            Präsenzkonzept und die damit verbundene
begleitete und/oder entsprechende Kontakte                Einarbeitung sowie Befähigung von (Mit-)Au-
vermittelte.                                              tor:innen, konnte im Wintersemester auf der
Mit hohem Engagement stand im folgenden                   erarbeiteten Basis mit sehr guten technischen
Wintersemester das Team des „Zentrum für in-              Kenntnissen, bspw. bei Aufgaben-Parametrie-
terdisziplinäre Lernen und Lehren“ (ZiLL) [6] als         rungen, Variablendefinitionen, Zufallswerten
zentrale Anlaufstelle für eben diese Fragen zur           oder MAXIMA-Funktionen, aufgebaut werden.
Verfügung und unterstützte sogar begleitend
                                                          Im Wintersemester 2020/2021 stand uns die
bei der Erstellung von Tests. Zudem wurde an
                                                          tatkräftige Unterstützung eines eScouts durch
der Fakultät Maschinenwesen die „Task Force
                                                          das Medienzentrum der TU Dresden leider
Digitale Prüfung“ aus freiwilligen Expert:innen
                                                          nicht mehr zur Verfügung, da man möglichst
zusammengestellt, die mit umfangreichen Er-
                                                          viele Lehrstühle mit dem eScout-Programm er-
fahrungen zu ingenieurspezifischen Prüfungs-
                                                          reichen wollte. In Anbetracht der vermittelten
lösungen Kolleg:innen beraten konnten.
                                                          fachlichen und technischen Befähigung wurde
                                                          dies von uns als sehr ungünstige Konzeption
    3. Autor:innen                                        im eScout Projekt wahrgenommen, da der ef-
                                                          fektive Nutzen für unseren Lehrstuhl in
Im Zuge der Konzeptentwicklung ergibt sich
                                                          Summe sehr gering war. Aus unserer Sicht sind
auch die Frage des Autor:innenkreises zur Ge-
                                                          eScouts sehr effektive Keimzellen zur perso-
nerierung von entsprechenden Prüfungen,
                                                          nellen Unterstützung sowie Streuung von Wis-
denn fachliches Vorwissen gepaart mit dem
                                                          sen zur Umsetzung von Online-Inhalten. We-
notwendigen spezialisierten Vorwissen hat –
                                                          sentlich hierfür sind eine gute bis sehr gute Be-
im besten Fall – nur ein sehr eingeschränkter
                                                          fähigung von Studierenden zu eScouts und
Personenkreis. Uns unterstützte ein fachfrem-
                                                          aufgrund der Einarbeitungsdauer längerfris-
der eScout (eine Studentin mit Vorerfahrung
1
 Fett kursiv hervorgehobene Begriffe kennzeichnen feste   eine komplexe Aufgabe als ONYX-Test umgesetzt und da-
Bezeichnungen oder Fachtermini aus OPAL oder ONYX.        rin jede Teilaufgabe (dieser komplexen Aufgabe) als
Die Markierung dient der Abgrenzung zu Begriffen aus      ONYX-Aufgabe.
dem allgemeinen Sprachgebrauch. Beispiel: Es wurde

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tige Verträge der eScouts zur Sicherstellung ei-    Ausdrücke interpretiert, weshalb ein identi-
nes Wissenstransfers sowie eines echten Nut-        sches Vorschaubild entsteht (Abb. 1) und die
zens für die Bildungseinrichtung. Auch eine Be-     Eingabe damit für die Studierenden gleichwer-
fähigung lehrstuhleigener studentischer Hilfs-      tig erscheint. Da MAXIMA allerdings nur die
kräfte wäre denkbar.                                Schreibweise a[i] als Index interpretieren
                                                    würde, würde auch nur diese Antwort als kor-
                                                    rekt bewertet. Bei Abfrage einer Variablen
 4. Klausurerstellung
                                                    kann dieses Verhalten durch Hinterlegen von
Während der Klausurerstellung sind sowohl in        Alternativlösungen in ONYX abfangen werden,
MAXIMA als auch in ONYX und OPAL Beson-             was jedoch bei Formelvergleichen nur aufwän-
derheiten und Bugs zum Vorschein gekom-             diger zu lösen wäre. Um auch den Studieren-
men, die wir im Sinne eines Wissenstransfers        den gerecht zu werden und nicht das Lehrziel
nun gemeinsam mit unseren Lösungen oder             MAXIMA mit in den Lehrplan aufzunehmen,
Workarounds vorstellen möchten.                     können durch Schreibweisen wie ai bzw. AI
Bei der Nutzung des Algebrasystems MAXIMA           auch Indizes unterbunden werden – in jedem
sind einige Besonderheiten bei der Nutzung zu       Fall sollte hier aber ein durchgängiges und ein-
beachten. MAXIMA berücksichtigt bei logi-           heitliches Konzept in Aufgabenstellungen und
schen Ausdrücken beispielsweise das Kommu-          Lösungen verfolgt werden.
tativgesetz nicht, d. h. „a AND b“ ist nicht
zwangsläufig gleich „b AND a“ und auch „c OR
d“ ist nicht gleich „d OR c“. Bei Aufgaben zur
Booleschen Algebra und Logik ist das natürlich
durchaus ein Problem! Hier liegt allerdings           Abb. 1: Vorsicht bei Indizes. Unterschiedliche Ein-
kein Bug im eigentlichen Sinne vor, denn die          gaben der Studierenden führen zu scheinbar glei-
MAXIMA Bedienungsanleitung schreibt dazu              chen Ergebnissen, die allerdings von ONYX und
ganz klar „AND ist nicht kommutativ, da auf-          MAXIMA nicht gleich interpretiert werden.

grund von nicht ausgewerteten Operanden die
Ausdrücke a AND b und b AND a ein unter-            Und wenn eine oder alle Aufgaben in ONYX
schiedliches Ergebnis haben können.“                plötzlich nicht mehr funktionieren, ist es rat-
Auch bei der Verwendung der imaginären              sam zu prüfen, ob es eventuell gerade ein Ser-
Zahl i (in MAXIMA als %i definiert) ist Vorsicht    ver-Update gab, bei dem die ONYX oder MA-
geboten. Der Ausdruck 1/i wird in MAXIMA            XIMA Versionen aktualisiert wurden (so ge-
nicht direkt als äquivalent zu –i interpretiert,    schehen in der Prüfungsphase des Sommerse-
sondern muss erst durch Nutzung der Funk-           mesters 2020, wodurch einige MAXIMA Be-
tion expand(1/%i) „vereinfacht“ werden, um          rechnungen funktionsunfähig wurden). Hier
äquivalent zu –i erkannt zu werden. Hier gäbe       wäre es wünschenswert, allen OPAL oder
es weitere Beispiele basierend auf Besonder-        ONYX Nutzern im Voraus eine automatisierte
heiten von MAXIMA. Die Leistungsfähigkeit           Info über Updates zukommen zu lassen.
dieses Open Source Computeralgebrasystems           Aber auch richtige Bugs führen teilweise zu
ist enorm, aber für eine effektive und zuverläs-    Funktionsproblemen, bspw. funktionierten
sige Verwendung muss man sich hier erst mit         Aufgaben von Typ Mehrfache Zuordnung bis
der „Technik“ vertraut machen.                      Juli 2020 nur mit maximal vier Zeilen, obwohl
Bei der Klausurplanung sollten auch Nomen-          man mehr Zeilen einfügen konnte. Oder aber
klaturen bspw. für Indizes genau diskutiert         bei Aufgaben vom Typ Grafische Zuordnung
und auf Ihre Tauglichkeit geprüft werden. Das       konnte man mehrere Elemente übereinander
Formelzeichen ai würde in MAXIMA bspw. mit-         ziehen oder verlor Elemente durch einen Pro-
tels a[i] eingegeben, hingegen im Textsatzsys-      grammierfehler im digitalen Nirwana – hier re-
tem LaTeX als a_i. Bei numerischen Indizes, wie     agierte BPS sehr schnell und konnte mit unse-
bspw. a1 wäre in MAXIMA zudem die Schreib-          ren Hinweisen den Bug im Juli beheben. Be-
weise a1 zulässig. Bei der Vorschaufunktion in      sonders nervenraubend ist es, wenn Aufgaben
ONYX werden sowohl MAXIMA als auch LaTeX            sich plötzlich nicht mehr speichern lassen bzw.

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die vermeintlich gespeicherten Änderungen           Bearbeitungsabfolge als linear oder nichtli-
nicht gespeichert werden (Abb. 2).                  near. Bei einer linearen Abfolge der Aufgaben
                                                    müssen die Studierenden die Prüfung also
                                                    schrittweise im vorgegebenen Muster durch-
                                                    laufen. Wünschenswert wäre daher eine nicht-
                                                    lineare Abfolge, die es den Studierenden er-
                                                    möglicht, entsprechend ihrer Stärken und
                                                    Schwächen eine individuelle Abfolge der Auf-
                                                    gaben zu wählen. Allerdings geht das schon
                                                    dann nicht, wenn nur eine Aufgabe auf einer
 Abb. 2: Nervenraubende, weil nicht nachvollzieh-   anderen aufbaut oder aber mit einer Aufgabe
 bare ONYX Fehler (es waren mehrere Lücken in       die Lösung zu einer vorhergehenden verraten
 der Aufgabe implementiert), die nur durch Neuer-
                                                    würde. Der programmiertechnisch nicht so
 stellung der Aufgabe umgangen werden können.
                                                    versierten Aufgabenersteller:in, scheint die
                                                    einfache Lösung naheliegend, innerhalb ein-
Hier hilft aus unserer Erfahrung heraus im bes-     zelner Sektionen eine lineare Abfolge festzule-
ten Falle ein Kopieren der Aufgabe oder leider      gen, zwischen mehreren Sektionen allerdings
häufiger nur ein vollständiges Neuerstellen.        nichtlinear, frei auswählen zu können – leider
Und manchmal hilft bei ONYX nur ein Abmel-          ist das derzeit nicht möglich. Um hier einen zu-
den, Schlafengehen und Anmelden, damit Auf-         friedenstellenden Workaround zu schaffen,
gaben über Nacht plötzlich funktionieren. Wa-       wurde die Klausur MAT2 daher innerhalb eines
rum einige dieser Probleme auftreten und auf-       Kurselementes vom Typ Struktur in 12 Tests
grund welcher Umstände, konnten wir nicht           aufgeteilt, von denen jeder Test eine klassische
immer klären. Laut BPS erfolgt wohl regelmä-        Komplexaufgabe bzw. einen Themenblock
ßig gegen 2:00 Uhr nachts eine automatische         darstellt. Zusätzlich wurde initial ein Test für
Bereinigung des Systems, was zumindest eine         die Selbständigkeitserklärung eingefügt. Um
Erklärung für die teils wundersame Problemlö-       die Bearbeitungszeit nicht für jeden Test starr
sung über Nacht wäre.                               festzulegen und damit eine individuelle Zeit-
                                                    einteilung zu erlauben, wurde der Zugang zum
Ein häufig wiederkehrender Wunsch bei unse-
                                                    Kursbaustein Struktur auf die Bearbeitungs-
rem Autorenteam war ein Offline-Tool zur Tes-
                                                    zeit beschränkt. Soweit noch übersichtlich, al-
terstellung, aus dem Aufgaben oder eben
                                                    lerdings kommt eine weitere Herausforderung
ganze Tests dann exportiert werden können,
                                                    zum Tragen – die Berücksichtigung unter-
um diese bspw. im ONYX Aufgabenpool zu im-
                                                    schiedlicher Bearbeitungszeiten für Studie-
portieren. Hintergrund dieses Wunsches ist,
                                                    rende mit Nachteilsausgleich. Leider war es bis
dass die verschachtelte Struktur, ein umständ-
                                                    zu Beginn 2021 nicht möglich, Studierenden
liches Erstellen von mehreren Variablen, lange
                                                    ohne Abbruch der Bearbeitung (meist auf-
Ladezeiten für Seiten und Instabilität (vermut-
                                                    grund von technischen Problemen) ein zusätz-
lich durch hohe Serverlast) ein enormer Zeit-
                                                    liches Zeitkontingent zuzuweisen. Hierfür
fresser sind und die Nerven auf die Probe stel-
                                                    wurde der Baustein Struktur daher vervielfäl-
len.
                                                    tigt, um sowohl nach Nachteilsausgleich zu un-
Eine Klausur wird in OPAL als Kursbaustein          terscheiden als auch nach einer HISQIS Regist-
Test verstanden. Die TU Dresden hat sich ins-       rierung (Abb. 3).
besondere aus Stabilitäts- und Datenschutz-         Der präsentierte Workaround hat aber auch
gründen entschieden, für Prüfungen eine ei-         seine Schattenseiten, denn bei der Ausführung
gene OPAL-Instanz namens OPAL Exam@TUD              der Klausur im Prüfungsmodus ist es bei tech-
zu erstellen. Der Kursbaustein wird in der Re-      nischen Problemen eines Studierenden erst
gel mit einem ONYX Test verknüpft, welcher          notwendig zu wissen, in welchem Test gerade
aus mehreren Aufgaben besteht. Zudem kann           gearbeitet wurde, um bspw. ein Fortsetzen der
man als Strukturierungshilfe noch Sektionen         Bearbeitung zu ermöglichen. Zudem muss im-
einfügen. Wesentliche Auswirkungen ergeben          mer wieder zwischen den Tests gesprungen
sich bei einem Test durch die zu definierende       werden, um mögliche Probleme mittels der

Lessons Learned | Volume 1 (2021) | Ausgabe 1&2                                               1/2.8-5
Online-Prüfung mit OPAL, ONYX und MAXIMA Chancen und Grenzen
E. Dohmen et al. / Online-Prüfung mit OPAL, ONYX und MAXIMA - Chancen und Grenzen

Prüfungsansicht zu identifizieren. Darüber hin-      dieser letzte Punkt ist wesentlich für eine Ak-
aus ergibt sich der erschwerende Nebeneffekt,        zeptanz und Gleichwertigkeit von Online-Prü-
dass beim Export der Klausurergebnisse nicht         fungen. Studierende müssen entsprechend ih-
eine Datei sondern für unseren Fall 4 x 12 also      rer persönlichen Stärken die Möglichkeit ha-
48 Einzeldateien exportiert und wieder mitei-        ben, sich die Bearbeitungszeit sowie die Bear-
nander harmonisiert werden müssen. Wün-              beitungsinhalte über eine nichtlineare Struk-
schenswert wäre folglich eine erweiterte Test-       tur eines Tests individuell einteilen zu können.
struktur, die eine Kombination linearer und          Dementgegen steht, dass insbesondere an-
nichtlinearer Inhalte ermöglicht.                    spruchsvollere, komplexe Aufgaben als reine
                                                     Online-Varianten nur mit aufeinander aufbau-
                                                     enden, linear strukturierten Teilaufgaben um-
                                                     setzbar sind (ohne Lösungen von Teilaufgaben
                                                     auf dem Silbertablett zu liefern).
                                                     Erfreulich ist, dass die individuelle Zeitvorgabe
                                                     von BPS noch kurz vor der Prüfungsperiode im
                                                     Frühjahr 2021 implementiert wurde. Aller-
                                                     dings nur im Rahmen eines Tests. Für OPAL-
                                                     Kursbausteine vom Typ Struktur, in denen
                                                     mehrere Tests zusammengefasst sind, siehe
                                                     Abb. 3, ist das nicht möglich. Erneut und des-
                                                     halb überaus ärgerlich ist, dass die fehlende
                                                     Kombination linearer und nichtlinearer Test-
                                                     strukturen die Arbeit der Aufgabenersteller:in-
                                                     nen so massiv beeinträchtig! Für uns ist das die
                                                     zentrale Schwachstelle der aktuellen ONYX
                                                     Test-Suite.
                                                     Hieraus resultierte leider auch, dass die imple-
                                                     mentierte individuelle Zeitvorgabe faktisch
                                                     nicht nutzbar war und der bekannte, deutliche
                                                     Mehraufwand wieder entstand, da ein rein li-
                                                     nearer Prüfungsablauf nach unserer Wahr-
                                                     nehmung keine faire Prüfungslösung darstellt.
                                                     Um eine nichtlineare Klausur bereitstellen zu
                                                     können, die gleichzeitig lineare Komplexaufga-
 Abb. 3: OPAL „Struktur“ Kursbausteine als Contai-   ben enthält, wurden daher erneut alle Aufga-
 ner für eine Klausur mit den Aufgaben als separa-   ben als eigenständige Tests innerhalb eines
 ten linearen Tests zur Kombination linearer und     übergeordneten OPAL Kursbausteins Struktur
 nichtlinearer Abläufe.                              definiert. Damit hatte eine individuelle Zeiter-
                                                     höhung innerhalb eines ONYX Tests leider
Im Sommersemester 2020 überraschten bei              keine Auswirkung auf einen anderen Test im
der Arbeit in ONYX und OPAL noch viele Beson-        gleichen Strukturbaustein von OPAL, womit
derheiten oder auch Bugs, die an BPS als Ent-        die neu implementierte Funktion für unseren
wickler gemeldet wurden. Zudem wurden                Fall leider ihre eigentliche Aufgabe völlig ver-
Wünsche zur Implementierung einiger fehlen-          fehlte. Anstelle eines ONYX Tests mit 13 Aufga-
der Funktionalitäten geäußert. Wesentliche           ben hatten wir also wie im Vorsemester einen
Punkte waren für uns hier einerseits die Mög-        OPAL Kursbaustein Struktur als Klausur mit 13
lichkeit zur individuellen Verlängerung der Be-      linearen ONYX Tests als Aufgaben (vgl. Abb. 3).
arbeitungszeit beispielsweise für Studierende        Da wir zudem für Studierende mit Nachteil-
mit Nachteilsausgleich (ohne, dass technische        sausgleich eine erhöhte Bearbeitungszeit rea-
Probleme vorliegen) und andererseits die             lisieren mussten, musste diese Klausurstruk-
Möglichkeit zur Kombination linearer und             tur in OPAL wieder gedoppelt werden und zu-
nicht-linearer Teststrukturen. Insbesondere          sätzlich benötigten wir eine weitere Struktur

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Online-Prüfung mit OPAL, ONYX und MAXIMA Chancen und Grenzen
E. Dohmen et al. / Online-Prüfung mit OPAL, ONYX und MAXIMA - Chancen und Grenzen

für Studierende ohne HISQIS bzw. SELMA Ein-           Auch der Upload von Dateien, das Erfassen
trag, sodass sich schließlich insgesamt 39            (scannen, fotografieren) und komprimieren
ONYX-Tests ergaben.                                   von Dateien oder eine realistische Einschät-
Um den Studierenden eine ergänzende Sicher-           zung der Stabilität der heimischen Internetver-
heit zu bieten und bei unklaren Fehlern eine          bindung sind relevant.
weitere Entscheidungsgrundlage zu haben,              Wünschenswert wären dementsprechend fa-
wurde nach rechenintensiven Teilaufgaben              kultätsübergreifende, einheitliche Regeln für
eine Uploadaufgabe integriert, in der die Stu-        OPAL, ONYX und MAXIMA. Eventuell könnten
dierenden handschriftliche Notizen oder Skiz-         den Studierenden perspektivisch Einführungs-
zen hochladen können (Abb. 4). Leider führten         kurse für diese Werkzeuge mit Tipps und Anre-
die Dateiuploads unter Prüfungsbedingungen            gungen für die Heimarbeit und Online-Prü-
teilweise zu deutlichen Verzögerungen.                fungssituationen angeboten werden. So könn-
                                                      ten Studierende und Lehrende auf einem
                                                      Grundstock aufsetzen, der für alle Veranstal-
                                                      tungen und Lehrstühle im Wesentlichen iden-
                                                      tisch wäre.

                                                       6. Prüfungsbetreuung

                                                      Die Begleitung und Betreuung der Studieren-
                                                      den während einer Prüfung ist bei digitalen
                                                      Formaten von enormer Bedeutung und
                                                      scheint aus unserer Sicht zwingend erforder-
                                                      lich für eine faire und erfolgreiche Online-Prü-
                                                      fung. Fragen oder Probleme der Studierenden
                                                      können so geklärt oder auch mögliche Fehler
 Abb. 4: In einen Test integrierte Aufgaben zum Up-   in Aufgaben schnell identifiziert werden. Die
 load handschriftlicher Notizen nach recheninten-
                                                      Rückmeldungen der Studierenden bestätigen,
 siven Teilaufgaben.
                                                      dass allein die Möglichkeit Probleme oder Fra-
                                                      gen an die Betreuenden richten zu können, Si-
                                                      cherheit gäbe und beruhigend wirken würde –
 5. Befähigung der Studierenden
                                                      man sei nicht allein während der Prüfung. Das
Wie bereits erläutert, muss die Syntax von MA-        ist ein nicht zu unterschätzender Wert und po-
XIMA erlernt werden – natürlich auch von den          sitiver psychologischer Effekt.
Studierenden. Daher ist es essentiell, frühzei-       Die Vorbereitungsphase bis zur fertigen On-
tig im Semester Tests anzubieten, mit denen           line-Klausur ist lang und intensiv – alle Daten
eine Eingabe von Formeln in MAXIMA-konfor-            werden zigmal überarbeitet, auf Verständlich-
men Ausdrücken, aber auch der Umgang mit              keit und inhaltliche Korrektheit geprüft. Dann
OPAL, ONYX, MAXIMA und Feedbacksystemen               kommt die Klausur und (natürlich) finden Stu-
sowie der eigenen Hardware geübt werden               dierende einen Fehler in der Aufgabenstel-
kann.                                                 lung! Was tun? Alle Studierende müssen nun
Wir haben zusätzlich versucht, diese Syntax-          schnellstmöglich über das Vorgehen infor-
Problematik dadurch zu entzerren, dass wir            miert werden, aber wie?
eine einfache Schreibweise für Variablen mit          Begleitend zu den OPALexam Servern mode-
Indizes (bspw. DT = DT) vorgegeben haben, die         rieren wir einzelne Chaträume mit jeweils ca.
in den betreffenden Aufgaben als Begleittext          80 Personen bei der Element-Instanz der TU
über eine globale Variable im Test mit in die         Dresden (matrix.tu-dresden.de), welche auf
Aufgabenstellung eingebunden wurde. Trotz-            dem quelloffenen Messenger-Protokoll Matrix
dem traten hier während der Klausur mehr-             basiert. Die Plattform hat sich dabei über zwei
fach Nachfragen auf, weshalb auf semsterbe-           Semester und mehrere Prüfungen sowie Prak-
gleitende Tests nicht verzichtet werden sollte.       tika als sehr zuverlässig, schnell und effizient

Lessons Learned | Volume 1 (2021) | Ausgabe 1&2                                                 1/2.8-7
Online-Prüfung mit OPAL, ONYX und MAXIMA Chancen und Grenzen
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für die interne Kommunikation sowie die Prü-            Dieses Feature soll perspektivisch auch für alle
fungsbetreuung erwiesen.                                anderen Benutzer zur Verfügung stehen.

                                                        Absicherung durch Datei-Upload
                                                        Neben der aktiven Betreuung ist die Möglich-
                                                        keit zum Upload bspw. von handschriftlichen
                                                        Notizen oder Skizzen ein hilfreiches Instru-
                                                        ment, um Studierenden eine ergänzende Si-
                                                        cherheit zu bieten und bei unklaren Fehlern
                                                        während der Korrektur eine Entscheidungs-
                                                        grundlage zu schaffen. Dementsprechend
                                                        wurde nach rechenintensiven Teilaufgaben
                                                        eine Uploadaufgabe in die Tests integriert. Lei-
                                                        der sind die Dateiuploads ein wesentlicher
 Abb. 5: Auszug aus einem prüfungsbegleitenden          Grund für eine erhöhte Serverlast und benöti-
 Chatraum: Was tun, wenn bei einer Online-Klausur       gen teilweise relativ viel Zeit, welche den Stu-
 Fehler entdeckt werden?
                                                        dierenden unter Prüfungsbedingungen dann
                                                        gegebenenfalls fehlt. Abhilfe würde hier ein
Die Chats sind prädestiniert, um wesentliche            Upload nach der Klausur schaffen, der dann al-
Informationen nahezu instantan an alle Stu-             lerdings die Wahrscheinlichkeit von inkonsis-
dierenden zu verteilen. Allerdings „wandern“            tenten Antworten und von Täuschungsversu-
auch wesentliche Informationen aufgrund der             chen erhöht.
Chatstruktur schnell aus dem Blick und müs-
                                                        Multi-Tasking für die Prüfenden
sen daher regelmäßig erneut gepostet wer-
den, um niemanden zu benachteiligen (Abb. 5).           Zu Beginn der Prüfungsphase des Sommerse-
                                                        mesters 2020 zeigten sich teils deutliche Leis-
                                                        tungsengpässe von OPAL, welche insbeson-
                                                        dere bei großen Klausuren mit viel „Gleichzei-
                                                        tigkeit“ von Nutzer:innenaktionen (wie bei-
                                                        spielsweise Uploads von Ergebnissen) zu lan-
                                                        gen Wartezeiten und in einem Fall sogar zum
                                                        Serverabsturz während einer laufenden Prü-
                                                        fung führten. Dementsprechend wurde noch
                                                        während der Prüfungsperiode im Sommer
                                                        2020 eine schnelle und einfache Lösung zur
                                                        Behebung umgesetzt, indem drei unabhän-
                                                        gige Instanzen von OPAL ausschließlich für
                                                        Prüfungen mit dem Namen OPALexam auf
 Abb. 6: Blick in die Zukunft: mit der Labor-Funktion   Servern an der TU Dresden eingerichtet wur-
 „Anheften“ können wichtige Nachrichten für alle
                                                        den. Leider blieb diese Notlösung auch noch
 Mitglieder eines Raums dauerhaft im Blick bleiben.
                                                        für die Prüfungszeit im Frühjahr 2021 erhalten.
                                                        Hierdurch mussten die Betreuenden neben
Während der MAT 1 Klausur in diesem Winter-             ggf. vorhandenen Kommunikationsplattfor-
semester konnten so, unter Nutzung des Mat-             men auch auf drei separaten Servern gleichzei-
rix-Chats, 99% alle Studierenden erfolgreich            tig eingeloggt sein, um die Studierenden wäh-
auf einen Fehler in der Aufgabenstellung hin-           rend der Klausur betreuen zu können (Abb. 7).
gewiesen werden. Um die dauerhafte Bereit-              Zudem konnten Verbindungsprobleme, feh-
stellung wesentlicher Informationen im Chat             lende Einschreibungen oder sonstige techni-
zu ermöglichen, gibt es derzeit in Matrix im La-        sche Probleme bei Studierenden nur unter
bor-Stadium die Funktionalität Anheften,                exakter Kenntnis des Vor- und Nachnamens
wodurch Nachrichten direkt unterhalb vom                (sonst uneindeutig), Kenntnis über einen mög-
Raumnamen fest angeheftet werden (Abb. 6).              lichen Nachteilsausgleich sowie Kenntnis der

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E. Dohmen et al. / Online-Prüfung mit OPAL, ONYX und MAXIMA - Chancen und Grenzen

zuletzt bearbeiteten Aufgabe behoben wer-           Teilweise schien es leider nicht möglich nach
den.                                                Ablauf der Bearbeitungszeit die Klausur manu-
                                                    ell für wenige noch bearbeitende Studierende
                                                    zu beenden (Abb. 8). Wir vermuten, dass es
                                                    sich hierbei um einen Anzeigefehler handelt
                                                    und hoffen auf Aufklärung/Abhilfe durch BPS.

 Abb. 7: OPAL, OPALexam, OPALexam2 und OPA-
 Lexam3 – hier ist Multitasking der Prüfenden ge-     Abb. 8: Screenshot vom Ende der Klausur – nach
 fragt.                                               Ablauf der Bearbeitungszeit (inkl. evtl. gewährter
                                                      Zeitpuffer) wurden einige Studierende weiterhin als
                                                      „bearbeitend“ angezeigt; kurios – auch mit der Prü-
Durch diese parallelen Strukturen mussten die         fungssteuerung konnte dieser Status nicht geändert
Betreuer gleichzeitig auf drei Servern mit je-        werden.
weils drei der genannten OPAL-Kursbausteine
vom Typ Struktur (mit/ohne Nachteilsaus-            Einige wenige Studierende hatten bei unserer
gleich, mit/ohne HISQIS/SELMA Eintragung)           Probeklausur mit einer Bearbeitungszeit von
mit wiederum jeweils 13 ONYX Tests aktiv sein       1 h nach einer 1 h noch über 1 h Restzeit für
und nebenher noch zwei Kommunikationska-            die Bearbeitung, was nach unserem Verständ-
näle (Betreuende untereinander, Betreuende          nis unmöglich sein müsste (Abb. 9). Bei diesen
mit Studierenden) bedienen. Wollte Studieren-       Einzelfällen musste (und konnte) die Probe-
den „mal schnell“ das Fortsetzen der Bearbei-       klausur manuell beendet werden.
tung ermöglicht werden, musste – wie bereits
beschrieben – zuerst der vollständige Name,
der Server, der jeweilige Struktur Kursbaustein
und die zuletzt bearbeitete Aufgabe bekannt
sein.

 7. Prüfungssteuerung                                 Abb. 9: Screenshot vom Ende der Probeklausur –
                                                      ein Student hat noch 1h 10m Restdauer für die Be-
Unter dem Begriff Prüfungssteuerung ist ein           arbeitung, obwohl die Probeklausur nur 1h Bear-
sehr hilfreiches Werkzeug zur Kontrolle der           beitungszeit hatte.
Prüfung und zur Lösung von Problemen in
OPAL integriert worden. Hier hat BPS in 2020        Prüfungszeitraum variabel?
und 2021 viele Verbesserungen implemen-             Ein Student, der die Prüfung erst kurz vor dem
tiert, wie beispielsweise die Anzeige der indivi-   Bearbeitungsende um 10:30 Uhr startete, rea-
duell verbleibenden Restzeit von Studierenden       gierte sehr verärgert auf das harte, manuelle
oder aber die Anzeige von Verbindungsproble-        Ende der Klausur um 11:15 Uhr und postete ei-
men sowie eine automatische Fortsetzung der         nen Screenshot, der den Grund für seine Ent-
Prüfung nach Verbindungsabbrüchen. Trotz-           rüstung offenbarte: bei SELMA (dem Online-
dem sind auch hier noch Verbesserungen              Portal zur Prüfungsverwaltung) wurde der
möglich. Einige ausgewählte Besonderheiten          Klausurzeitraum fälschlicher Weise von 00:05
bzw. Kuriositäten stellen wir im Folgenden vor.     Uhr bis 23:59 Uhr aufgeführt (Abb. 10).

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                                                       VOR dem Export noch die Exporteinstellungen
                                                       hätten einheitlich auf seine persönlichen Ein-
                                                       stellungen gesetzt werden müssen, um auch
                                                       immer Excel-Dateien mit passender Zei-
                                                       chenkodierung zu erhalten (Abb. 11).

 Abb. 10: Screenshot eines Studenten aus SELMA –
 als Prüfungszeitfenster ist der ganze Tag ausgewie-
 sen.

 8. Datenexport

Das Prüfungsteam war außerordentlich er-
leichtert, als die Klausur mit über 500 Studie-
renden ohne größere Zwischenfälle erfolg-               Abb. 11: Systemeinstellungen zum Exportformat so-
reich beendet wurde. Traditionell wird dann an          wie zum Zeichensatz.
unserem Lehrstuhl noch am gleichen Abend
eine erste Übersichtsstatistik zur Punktevertei-       Konkret waren auf den drei OPALexam Instan-
lung des in Präsenzklausuren üblichen Fragen-          zen drei verschiedene Grundeinstellungen für
teils veröffentlicht.                                  das Exportformat festgelegt – anscheinend
Die sehr ungünstige Zerstückelung der Klausur          werden diese Grundeinstellungen also weder
über mehrere Server und Substrukturen zieht            vom vorhandenen OPAL-Account übernom-
sich leider besonders merklich bis in die Phase        men noch einheitlich gesetzt. Probleme ent-
des Datenexports und der Prüfungskorrektur.            stehen daraus ggf. bei der Datenarchivierung
Nun mussten alle Ergebnisse aus 13 Tests in            (manchmal CSV, manchmal XLS) und vor allem
3 Kursbausteinen Struktur auf 3 unabhängi-             bei der Erkennung von Zahlen, die je nach Zei-
gen Servern – folglich 117 Einzeltests – herun-        chensatz als Text interpretiert werden!
tergeladen, geprüft und ggf. nachbewertet              Alle Zahlen wurden bei uns als Text eingelesen,
werden.                                                was wiederum bedeutete, dass alle Spalten mit
Allein für die entsprechende Datenarchivie-            Zahlen nachträglich, EINZELN in Zahlen kon-
rung aus OPAL inkl. Download der 3,8 GB ZIP-           vertiert werden mussten (Text in Spalten). Da-
Archive wurde (bei guter Internetverbindung)           mit aber nicht genug, denn beim Export der Er-
fast eine Stunde benötigt! Danach mussten die          gebnisse der MAXIMA-Rechenaufgaben wur-
Excel-Dateien mit den Testergebnissen aus              den die Lernerantworten entgegen der sonsti-
den Archiven extrahiert werden, was leider im-         gen Einstellung mit "." als Dezimaltrennzeichen
mer noch schneller war als ein alleiniger              exportiert. Hier sind beim Datenexport einige
Download der Excel-Files in OPAL (denn es gibt         Fallstricke verborgen, die sich in Luft auflösen
lediglich eine Möglichkeit zur Anzeige der PDF-        würden, wenn nur eine OPAL-Instanz mit einem
Datei, d. h. jede PDF-Datei muss erst angezeigt        ONYX Test (für eine Klausur) und einer global
werden, um diese anschließend speichern zu             gültigen, einfachen Voreinstellung, deren Aus-
können. Nun hatte einer der Autoren die eh-            wirkungen auch dem Laien verständlich sind,
renvolle Aufgabe alle 117 Excel-Dateien zu-            ausreichend wären. Der Aufwand zur Soft-
sammen zu kopieren, um zumindest danach                wareanpassung durch BPS sollte daher immer
eine effiziente Korrektur zu erzielen. Grund-          auch der Tatsache gegenübergestellt werden,
sätzlich ging das mit 2-3 Arbeitsstunden ver-          dass viele Nutzer:innen mit den dargestellten
hältnismäßig schnell, …                                Mehraufwendungen zu ringen haben.
Voreinstellungen und Zeichensätze                      Datenverluste?
…wäre da nicht noch die Tatsache, dass auf al-         Mit der zusammengeführten Tabelle ist dann
len genannten drei OPALexam Instanzen                  ein wesentlicher Schritt zur Kontrolle und
(OPALexam, OPALexam2 und OPALexam3)                    Nachbewertung gemacht. Teilweise lagen in

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der Excel-Tabelle aus der Datenarchivierung         Da es zudem bisher nicht möglich ist, solche
aber keine Variablenwerte vor oder diese wur-       Fehler der Prüfenden durch eine automati-
den als „null“ deklariert (Abb. 12).                sierte Neuauswertung im Webinterface abzu-
                                                    fangen, müsste hier jede Variable manuell ex-
                                                    portiert werden, um nachbewerten zu können.
                                                    Mit dem Verlaufsprotokoll hat BPS ein mächti-
                                                    ges Werkzeug implementiert, um auf Basis der
                                                    Server-Protokolle Problemen auf die Schliche
                                                    zu kommen (Abb. 13).

 Abb. 12: Auszug aus der erstellten Excel-Bewer-
 tungstabelle mit fehlenden Variablenwerten
 (rechts).
                                                      Abb. 14: Problemanalyse mit dem Verlaufsprotokoll
                                                      - Prüfungsabbruch durch Prüfer (Ende Klausur
Positiv ist, dass einerseits die Punktzahlen kor-     11:00 Uhr – Beendigung durch Prüfer im überge-
rekt in die Excel-Datei exportiert werden und         ordneten OPAL-Kursbaustein Struktur für alle ver-
dass andererseits die Prüfungsansicht im We-          bleibenden Teilnehmer 11:14:52 Uhr).
binterface neben den Eingaben der Studieren-
den auch deren Sicht der Prüfung vollständig        Bezüglich des oben genannten Problems mit
dokumentiert und als PDF bereitstellt.              fehlenden Variablen in der Exportdatei konnte
Ein ähnliches Problem tritt beim Export von         so festgestellt werden, dass die leeren Zellen
Gleitkomma-Variablen (Float) aus Aufgaben           immer bei einem Prüfungsabbruch durch Prü-
mit MAXIMA-Berechnungen auf, bei dem nur 2          fende oder Studierende auftraten (Abb. 14).
Nachkommastellen exportiert werden. In einer
Fehlerrechnungsaufgabe wurde damit die Va-
riable delta_p_global_e nicht wie angegeben
mit 1,140762589549 exportiert, sondern lan-
dete in Excel als 1,14. Da auf Basis dieser Vari-
ablen weitere Berechnungen angestellt wer-
den, welche mit 6 Nachkommastellen korrekt
angegeben werden müssen, hilft dann nur
noch eine Analyse im Webinterface. Problema-
tisch ist das vor allem, wenn eine Auswertungs-
                                                      Abb. 15: Problemanalyse mit dem Verlaufsprotokoll
formel fehlerhaft angegeben wurde und für
                                                      – Zeit abgelaufen (Ende der Klausur mit 10 Minuten
alle Studierenden eine Nachberechnung der             Zusatzzeit 11:10 Uhr).
Ergebnisse durchgeführt werden soll – hier
fehlen dann die entsprechenden Eingangsda-
                                                    Für Zeilen, die lediglich „none“ als Variablen-
ten.
                                                    wert konnte hingegen ein Ablauf der Prüfungs-
                                                    zeit während der Bearbeitung als Ursache
                                                    identifiziert werden (Abb. 15).

                                                      9. Prüfungskorrektur

                                                    Im Rahmen der Neuerstellung unserer Klausur
                                                    hatten wir uns stets bemüht, die Perspektive
 Abb. 13: Verlaufsprotokoll als neues, mächtiges
                                                    der Studierenden zu berücksichtigen. Bei der
 Feature in OPAL zur Prüfungsbewertung
                                                    Korrektur der Klausur wurde dann klar, dass

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auch der Blick auf die Aufgaben aus der Per-         Klausur passierte dies bei mehreren Studie-
spektive der Korrigierenden notwendig ist.           renden bei einer Komplexaufgabe (realisiert
Welche Aufgaben sind effizient zu korrigieren        über einen Test mit mehreren Aufgaben) zur
und zu bewerten? Wo geraten wir in Entschei-         Steuerung, bei welcher der Variablen {Aufga-
dungsprobleme? Ein Beispiel hierfür ist die          bentyp} zu Beginn des Tests zufällig „Takt-
klassische Lückentextaufgabe, bei der neben          strasse“ oder „Mischer“ zugewiesen wurde.
dem Fachwissen der Studierenden auch deren
Wortschatzwissen, Satzbildung, Mundart, vor-
handene Tastatur und nicht zuletzt die Recht-
schreibung zu berücksichtigen sind. So wur-
den bspw. für eine Lücke mit der korrekten
Antwort „additiv“ folgende Antworten gege-
ben, die als korrekt zu bewerten oder zumin-
dest zu diskutieren wären.

 -   additiv Y+Z=Y2       -   verknüpft
 -   addiert              -   gekoppelt
 -   addierend            -   zusammen
 -   addierent            -   zusammengeführt
 -   per Addition         -   kombinierend
 -   summarisch           -   konjunktiv
 -   vereinigt            -   positiv

Diese Menge an korrekten Antworten für ei-
nen einfachen Lückentext ist kaum vorherseh-
bar oder abfangbar. Mit einer Umstellung von
einer Lückentextaufgabe auf eine Textboxauf-
gabe könnten diese Probleme abgestellt wer-
den, ohne den Anspruch oder den Wert der               Abb. 16: Musterlösung (oben) und korrekte Alternativ-
Aufgabe wesentlich zu beeinflussen. Bei einer          lösung (unten) zur Aufgabe: „Skizzieren Sie das Mess-
anderen Aufgabe informierte uns ein Student,           prinzip eines induktiven Queranker-Wegaufnehmers“.
er habe eine Schweizer Tastatur und daher
kein „ß“, weshalb er bei den betreffenden Ant-
                                                     Im beschriebenen Fall war die Variable {Aufga-
worten „ss“ verwendet habe. Dieser „Fehler“
                                                     bentyp} allerdings leer, obwohl einige Studie-
wäre relativ gut durch Alternativlösungen ab-
                                                     rende bereits alle Fragen auf Basis dieser Vari-
fangbar, aber auch hier ist die Nutzung einer
                                                     ablen beantwortet hatten. Die Studierenden
Textboxaufgabe eine zuverlässige Alternative.
                                                     erhielten damit null Punkte auf Ihre Antwor-
Ähnlich unvorhersehbar ist die kreative Intelli-     ten, unabhängig davon, ob diese richtig oder
genz der Studierenden, die eine weitere kor-         falsch waren. Dieser Fehler ist nur durch eine
rekte Lösung bei einer vermeintlich eindeuti-        Nachkontrolle der Antworten identifizierbar.
gen Zuordnungsaufgabe generiert (Abb. 16).           Hilfreich erwies sich hierbei der Datenexport in
Bei der Bewertung von Aufgaben muss daher            eine Excel-Datei, in welcher mit bedingter For-
ergänzend zur automatisierten Auswertung             matierung falsche Lösungen farblich hervorge-
immer noch eine manuelle Überprüfung bzw.            hoben werden konnten und auch komplexe
Korrektur der Antworten erfolgen.                    Nachbewertungen auf Basis von Formeln mög-
Bei Abbruch eines Tests während der Bearbei-         lich waren. Formelbasierte Nachbewertungen
tung der letzten Aufgabe (bspw. durch techni-        waren insbesondere bei systematischen Feh-
sche Probleme) kann es vorkommen, dass die           lern hilfreich, bspw. WENN (Aufgabentyp =
automatisierte Bewertung scheitert, da zufällig      „Taktstrasse“) UND (Punkte = 0) DANN (Zusatz-
generierte Variablen für die Aufgabensteue-          punkte = +0,5). Bezüglich des Datenexports ist
rung nicht gespeichert werden. In unserer            noch anzumerken, dass das Exportformat (ins-

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E. Dohmen et al. / Online-Prüfung mit OPAL, ONYX und MAXIMA - Chancen und Grenzen

besondere der Zeichensatz) in den persönli-
chen Einstellungen von OPAL festgelegt wer-
den können (Abb. 11).
Ein Wermutstropfen beim Excel-Export ist der-
zeit noch, dass online getätigte Nachbewertun-
gen inkl. der hinterlegten Begründungen nicht
exportiert werden, weshalb derzeit eine kom-
binierte Online- und Offline-Bewertung nur be-
dingt möglich sind. Dieser Sachverhalt ist aller-
dings bereits an BPS übermittelt und wird hof-
fentlich bei den nächsten Überarbeitungen be-
rücksichtigt.
Vorteilhaft ist die Online-Korrektur bei einer in-
tensiven Prüfung jeder einzelnen Antwort aller
Studierenden, da hier den Korrigierenden ein
eindeutiges, übersichtliches optisches Feed-
back mit allen relevanten Informationen gege-
ben wird (Abb. 17). Nachteilig sind allerdings
die Reaktionsgeschwindigkeit von OPAL zum
Laden der Seiten und die verschachtelte Navi-
gation. Leider wird das optische Feedback
beim PDF-Export (bspw. mit der Funktion Ar-           Abb. 17: Online-Bewertungswerkzeug mit opti-
chivieren) nicht mit exportiert. Die zentral in       schem Feedback zu den Antworten inkl. der Muster-
                                                      antwort und Variablen (oben) im Vergleich mit dem
ein Archiv exportierten PDFs lassen sich zwar
                                                      entsprechenden exportierten Offline-PDF (unten).
viel schneller öffnen und sichten, allerdings
fehlt hier leider dieses sehr hilfreiche Feature.    Täuschungsversuche
Positiv zu bemerken ist, dass BPS hier stetig die
                                                     Interessant ist die nähere Betrachtung der Da-
Schnittstellen weiterentwickelt und auch an
                                                     teinamen der Dateiuploads. Einerseits finden
dieser Stelle bereits einige neue Features seit
                                                     sich hier Hinweise auf zweifelhafte Aufnahme-
der Klausur ergänzt wurden.
                                                     quellen (bspw. WhatsApp_Image_xyz) und an-
Fehler passieren und können nur durch inten-         dererseits erstaunliche Übereinstimmungen
sive, kritische Überprüfungen identifiziert wer-     (bspw. „IMG20200728_081613_4.jpg“). Be-
den. Gerade durch den komplexen und für die          trugsversuche konnten nicht ausgeschlossen
Bediener:innen nur bedingt transparenten             werden, jedoch war unsere Wahrnehmung,
Aufbau von OPAL und ONYX sind Flüchtigkeits-         dass sehr wenige Studierende versucht haben
fehler kaum zu vermeiden. Inhaltliche Fehler         zu täuschen und insbesondere im Sommerse-
können nur von Fachkolleg:innen effizient er-        mester 2020 der überwiegende Teil der Studie-
mittelt werden. Um aber technische Fehler o-         renden eigentlich eher froh war, überhaupt
der Probleme bei Klausuraufgaben zu identifi-        eine Prüfung ablegen zu können.
zieren, wäre ein stochastischer Prüfungstest-
                                                     Im folgenden Wintersemester wurde jedoch
bot (ein Programm, das für eine definierte An-
                                                     deutlich häufiger behauptet, man habe sich
zahl von fiktiven Nutzer:innen zufällig Ergeb-
                                                     gerade vertippt oder verklickt, hätte aber in
nisse generiert) eine aus unserer Sicht denk-
                                                     den danach hochgeladenen handschriftlichen
bare Anregung. Dies könnte ein Programm
                                                     Notizen Belege dafür, dass man etwas ganz an-
sein, welches bspw. für 100 virtuelle Prüflinge
                                                     deres abgeben wollte. Hier ist eine durchgän-
Fragen mit Zufallswerten beantwortet, Tests
                                                     gig eindeutige Vorgehensweise essentiell, die
abbricht oder Fragen überspringt usw. und die
                                                     bereits vor der Klausur in Form von Rahmen-
entstandenen Daten als Validierungsdatensatz
                                                     bedingungen eindeutig kommuniziert wird – in
dann exportiert.
                                                     diesem konkreten Fall, dass nur die Online-Ein-

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gabe zählt und die Uploads lediglich als Ergän-      deutlich geringer aus, wodurch sich der Zeit-
zung bei technischen Problemen oder in Aus-          aufwand für die Klausurerstellung sowie -
nahmefällen dienen.                                  durchführung erneut reduziert.
                                                     OPAL & ONYX

 10. Potentialabschätzung                            Die von der TU Dresden eingesetzten Tools
                                                     OPAL und ONYX werden von BPS entwickelt.
Um Chancen und Grenzen darstellen zu kön-            Diese Werkzeuge haben für unseren Lehrstuhl
nen, möchten wir den Arbeitsaufwand ab-              aber auch für die TU Dresden und den Frei-
schätzen. Eine erste (fundierte) Prüfungsstatis-     staat Sachen dementsprechend eine wichtige
tik konnte bereits wenige Stunden nach der           Rolle in der Lehre und bei Online-Prüfungen.
Prüfung generiert werden. Die Korrektur des          Positiv anzumerken sind die zuverlässigen,
gesamten Fragenteils dauerte in Summe etwa           schnellen und durchweg kompetenten Ant-
drei Personentage im Vergleich zu etwa einem         worten bei Problemen, Fragen oder Anregun-
Personenmonat bei der klassischen Papier-            gen. Obgleich einige der Anregungen (bspw.
klausur. Die Korrektur der Rechenaufgaben            Kombination linearer und nicht-linearer Struk-
dauerte je Aufgabe lediglich zwei bis drei Per-      turen) aufgrund des programmiertechnischen
sonentage im Vergleich zu je einem halben            und damit verbundenen finanziellen Auf-
Personenmonat. In Summe lag der Bewer-               wands leider auf eine Umsetzung warten las-
tungsaufwand damit bei 12 Personentagen im           sen. Hier sollten die Wünsche und Anmerkun-
Vergleich zu bisher drei Personenmonaten (ca.        gen zentral (hochschulweit oder landesweit)
60 Personentage) je Semester. Dabei sind der         koordiniert gebündelt und priorisiert werden.
Datenexport und die Datenkonsolidierung be-          Unser größter Wunsch hinsichtlich der Funkti-
reits anteilig mit einbezogen. Unabhängig vom        onalität von ONYX wäre es, eine Kombination
enormen Einarbeitungs- und Vorbereitungs-            von linearen und nichtlinearen ONYX-Tests zu
aufwand konnte die reine Korrekturzeit für die       realisieren.
Klausur MAT2 damit auf 20% reduziert wer-
                                                     Rahmenbedingungen
den. Der Vorbereitungsaufwand hingegen um-
fasste schätzungsweise 6 Personenmonate bei          Wesentlich wäre es, die Rahmenbedingungen
der initialen Umsetzung und etwa 1-2 Perso-          an der TU Dresden für Online-Prüfungen pra-
nenmonate im Folgesemester. Damit ist bei            xistauglich und konkret festzulegen, insbeson-
der Vorbereitung insgesamt ein deutlicher            dere im Spannungsfeld von Prüfungswertig-
zeitlicher Mehraufwand von bis zu 100% ent-          keit, Datenschutz, Identitätsprüfung, Prüfungs-
standen. Die Aufwandsabschätzung verdeut-            ordnungen, aber auch hinsichtlich angepass-
licht das besondere Potential von Online-Prü-        ter Weiterbildungsangebote für Lehrende und
fungen insbesondere durch Verlagerung der            Lernende. Nach einem Jahr gibt es an der TU
Zeitaufwendungen von der Korrektur in die            Dresden nach wie vor keine Lösung zum
Vorbereitung lernzielangepasster, aktueller          Thema datenschutzkonformer Identitätsprü-
Fragestellungen sowie einer Flexibilisierung         fung bei Online-Prüfungen, was zwangsläufig
des Lernens bei einer erhöhten Barrierefrei-         zu einer Entwertung von Prüfungen hinsicht-
heit. Für die Lehrenden sinkt insbesondere bei       lich ihrer eigentlichen Aussagekraft über die
Klausuren mit vielen Teilnehmenden (> 30 Per-        Leistung eines Prüflings führt und den Wert
sonen) der Korrekturaufwand dramatisch.              der Bemühungen aller Beteiligten deutlich re-
Aber auch für kleinere Lehrveranstaltungen           duziert. Denkbar wäre es, ein eAssessment
kann sich der Aufwand lohnen, da gerade se-          Center für Online-Prüfungen mit (mehreren)
mesterbegleitende Lernstandüberprüfungen             zentralen Räumlichkeiten zu schaffen.
auf ähnliche Weise mit OPAL, ONYX und MA-            Zentrale Koordinierungsstelle
XIMA umgesetzt werden können und dann in             Um ein lehrstuhlübergreifendes zukunftsfähi-
leicht abgewandelter Form als Basis für eine         ges, konkurrenzfähiges und attraktives Lehr-
Klausur dienen können. Zudem fällt der Einar-        angebot mit Online-Prüfungen anbieten zu
beitungsaufwand in Technik und Möglichkei-           können, ist eine dauerhafte personell, räum-
ten nach der ersten Prüfungsgenerierung              lich und technisch entsprechend ausgestattete

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zentrale Einrichtung an einer Hochschule er-        lehre sind Online-Prüfungen damit für die Au-
forderlich. Diese sollte nicht nur auf Zuruf ver-   toren ein leistungsfähiges und zeitgemäßes
fügbar sein, sondern im Sinne einer exzellen-       Prüfungsformat.
ten Hochschulentwicklung proaktiv die Lehr-
stühle ermutigen, neue Lehr- und Prüfungs-            11. Anregungen
konzepte umzusetzen.
                                                    Im Rahmen der turbulenten Semester sind
In diesem Zusammenhang ist das „Zentrum
                                                    eine Reihe von Ideen und Vorschlägen entstan-
für interdisziplinäre Lernen und Lehren“ ZiLL
                                                    den, mit denen wir anregen möchten bzw. de-
hervorzuheben, welches sich dieser Aufgabe
                                                    ren Umsetzung aus unserer Sicht wünschens-
an der TU Dresden angenommen hat und
                                                    wert wäre und zu Effizienzsteigerungen führen
Kompetenzen, Informationen, Weiterbildungs-
                                                    könnte. Diese sollen im Folgenden zusammen-
angeboten sowie Ansprechpartner:innen für
                                                    fassend, stichpunktartig aufgelistet werden:
eine Umsetzung von Online-Angeboten bereit-
stellt. Hier ist zu hoffen, dass das ZiLL fester       Kombination linearer und nicht-linearer Na-
Bestandteil der Universitätsstruktur wird und           vigation in ONYX-Tests
damit langfristig erhalten bleibt.                     Offline-Erstellung von ONYX-Tests
Aber hervorzuheben sind auch das Engage-               fakultätsübergreifende Standards für Platt-
ment des Teams der TU-eigenen Messaging                 formen und Nomenklatur (MAXIMA)
Plattform matrix.tu-dresden.de sowie die Task          Einführungs-Webinare in OPAL, ONYX, MA-
Force Digitale Prüfungen, bei der freiwillige           XIMA für Studierende
Lehrende der Fakultät Maschinenwesen an-
                                                       Server-Updates nur mit Ankündigung
dere Lehrende bei Fragen zur Prüfungserstel-
lung mit Ihren Erfahrungen beraten.                    eine leistungsfähige OPAL-Instanz

eScouts                                                stochastischer Prüfungstestbot

eScouts sind ein hervorragendes Konzept und            standardisierte eScout Qualifikation
stellen für uns Keimzellen zur Wissensvermitt-         interdisziplinäre eScout Teams
lung zu und Umsetzung von Online-Inhalten              längerfristige eScout Beschäftigung
dar. Interdisziplinäre eScout Teams und regel-
mäßige Treffen der eScouts könnten aus unse-          Danksagung
rer Sicht dazu beitragen, das zugrunde lie-
gende interdisziplinäre Potential wirklich aus-     Wir danken Frau G. Haase, die uns im Sommer-
zuschöpfen. Zugleich wären längere Verträge         semester 2020 erfolgreich bei der Umsetzung
für eScouts sinnvoll, um eine finanzielle Sicher-   der Online-Inhalte unterstützte und als eScout
heit zu geben und einen Knowhow-Transfer si-        aus dem Projekt „Studiengänge flexibel gestal-
cherzustellen. Dabei sollte überlegt werden,        ten“ (SFG) des Medienzentrums der TU Dres-
ob ein entsprechender finanzieller Anreiz für       den finanziert wurde, um zu einer Flexibilisie-
eScouts geschaffen wird, indem diese hinsicht-      rung der Studierbedingungen beizutragen.
lich Ihres Gehalts höher eingestuft werden als
eine studentische Hilfskraft – immerhin sollten       Literatur
Weiterbildungen und Zusatzqualifikationen
zur Befähigung als eScout erforderlich sein, die    [1]   https://www.bps-system.de/cms/products/opal-
auch entsprechend honoriert werden müss-                  learn-management/, 20.05.2021
                                                    [2]   https://www.bps-system.de/cms/produkte/onyx-
ten. Eine Absicherung der eScout Grundquali-              testsuite/, 20.05.2021
fikation bspw. über eine eScout Summer-             [3]   https://bildungsportal.sachsen.de/portal/parent-
school oder ein eScout Zertifikat könnte das              page/institutionen/bps-bildungsportal-sachsen-
leisten und damit lukrative Studierendenjobs              gmbh/, 20.05.2021
                                                    [4]   https://bildungsportal.sachsen.de/portal/parent-
eröffnen.                                                 page/institutionen/arbeitskreis-e-learning-der-lrk-
Fazit                                                     sachsen/, 20.05.2021
                                                    [5]   https://doc.matrix.tu-dresden.de/, 20.05.2021
Unabhängig von den derzeitigen, pandemie-           [6]   https://tu-dresden.de/tu-dresden/organisation/rek-
bedingten Einschränkungen in der Präsenz-                 torat/prorektor-bildung/zill, 20.05.2021

Lessons Learned | Volume 1 (2021) | Ausgabe 1&2                                                      1/2.8-15
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