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JACK - Ein automatisches Übungs- und Prüfungssystem

JACK ist ein server-basiertes System für die Durchführung computergestützter Übungen und Prüfungen mit automatischer Bewertung und Feedback-Generierung. Die aktuelle Version 2.3 basiert auf einer flexiblen Systemarchitektur, durch die verschiedene Aufgabentypen, Prüfverfahren und Darstellungsweisen kombiniert werden können. Momentan ist JACK in der Lage, Programmieraufgaben in Java statisch und dynamisch zu prüfen sowie Visualisierungen von Datenstrukturen zu erzeugen. Weitere generische Aufgabentypen wie Multiple-Choice und Lückentexte können für mathematische Aufgaben verwendet werden, bei denen die Randomisierung von Inhalten und die Anbindung an Computer-Algebra-Systeme möglich ist. Erweiterungen für andere Programmiersprachen, andere Dokumenttypen wie z.B. UML-Diagramme, oder weitere Aufgabentypen sind für zukünftige Versionen geplant.

Aktuelles rund um JACK

Screenshots

Automatisches Feedback zu einer Programmieraufgabe in der Studentensicht.
Detaillierte Ergebnisstatistiken in der Lehrendensicht.
Visualisierungen von Datenstrukturen, automatisch von JACK erzeugt.
Mehrstufige Aufgabe mit generierten Werten und Single-Choice-Antworten.
Logik-Aufgabe mit mehreren Fill-In-Feldern.
Mehrstufige Aufgabe mit generierten Werten und Fill-In-Feldern.

Features

Allgemeine Features

  • Interface für Lehrende zur Verwaltung von Aufgaben und Prüfungen sowie zur Kontrolle der Lösungen.
  • Allgemeiner Zugang für Studierende per Uni-Kennung oder JACK-internem Account für Übungen und Lösungseinsicht.
  • Personalisierter Zugang mit generierten TANs für Prüfungen mit individueller Zuweisung von Aufgaben.
  • Statistiken über eingereichte Lösungen, teilnehmende Studierende und erzielte Ergebnisse.

Programmieraufgaben

  • Umfangreiche automatische statische und dynamische Analyse für jede eingereichte Lösung mit konfigurierbarem textuellen Feedback für jeden gefundenen Fehler.
  • Flexible Übungen für Java mit freien Code-Templates und zusätzlichen Ressourcen.
  • Eclipse-Plugin für den einfachen Aufbau von Prüfungsumgebungen in Computerpools.
  • Konfigurierbare Visualisierung von Objektstrukturen und textuelle Repräsentation von Traces für Testfälle.

Mathematikaufgaben

  • Rahmenwerk für Aufgaben mit variablen Inhalten, die bei jedem Besuch der Aufgabe neu generiert werden.
  • LaTeX-Rendering von mathemtischen Formeln und dynamische Erzeugung von Graphen im Web-Interface.
  • Aufgaben mit mehreren Stufen inklusive Verzeigungen und Wiederholung von Stufen.
  • Anbindung von Computer-Algebra-Systemen durch OpenMath-Phrasebooks.

Publikationen zu JACK, Elektronischen Prüfungen und Intelligenten Tutorensystemen

  • Michael Striewe: An architecture for modular grading and feedback generation for complex exercises.Science of Computer Programming, Volume 129, 2016, 35-47. [DOI]
  • Michael Fellmann, Peter Fettke, Constantin Houy, Peter Loos, Andreas Oberweis, Andreas Schoknecht, Michael Striewe, Tom Thaler and Meike Ullrich: Evaluation automatisierter Ansätze für die Bewertung von Modellierungsaufgaben. In: DeLFI 2016 - Die 14. E-Learning Fachtagung Informatik, Volume 262 of LNI, 2016, 203-214.
  • Melanie Schypula, Nils Schwinning, Alina Doekels and Michael Goedicke: Beobachtungen zum Abbruchverhalten von Studierenden in einem webbasierten Mathematik-Vorkurs. In: DeLFI 2016 - Die 14. E-Learning Fachtagung Informatik, Volume 262 of LNI, 2016, 221-232.
  • Melanie Schypula, Filiz Kurt-Karaoglu, Nils Schwinning, Michael Striewe, Björn Zurmaar and Michael Goedicke: Aufwand und Nutzen parametrisierbarer, pfadbasierter Aufgaben. In: Proceedings of DeLFI 2015: Die 13. e-Learning Fachtagung Informatik, 2015.
  • Sven Strickroth, Michael Striewe, Oliver Müller, Uta Priss, Sebastian Becker, Oliver Rod, Robert Garmann, J. Oliver Bott and Niels Pinkwart: ProFormA: An XML-based exchange format for programming tasks.eleed, Volume 11, Number 1, 2015.
  • Michael Striewe: Automatisierte Bewertung von Programmieraufgaben: Szenarien, Werkzeuge, Perspektiven. In: Grundfragen Multimedialen Lehrens und Lernens (GML² 2015), 2015, 134-144.
  • Nils Schwinning, Michael Striewe, Marinko Savija and Michael Goedicke: On Flexible Multiple Choice Questions with Parameters. In: Proceedings of the 14th European Conference on e-Learning (ECEL-2015), 2015.
  • Michael Striewe: Auf dem Weg zur intelligenten E-Prüfung. In: e-Prüfungs-Symposium ePS Paderborn, 2015, 76-79.
  • Nils Schwinning, Filiz Kurt-Karaoglu, Michael Striewe, Björn Zurmaar and Michael Goedicke: A Framework for Generic Exercises with Mathematical Content. In: Proceedings of the International Conference on Learning and Teaching in Computing and Engineering (LaTiCE 2015), 2015, 70-75.
  • Michael Striewe and Michael Goedicke: Code reading exercises using run time traces. In: Proceedings of the 2014 conference on Innovation & technology in computer science education (ITiCSE 2014), 2014, 346.
  • Michael Striewe: Automated Assessment of Software Artefacts - A Use Case in E-Assessment. PhD thesis, University of Duisburg-Essen, 2014.
  • Michael Striewe and Michael Goedicke: Automated Assessment of UML Activity Diagrams. In: Proceedings of the 2014 conference on Innovation & technology in computer science education (ITiCSE 2014), 2014, 336.
  • Michael Striewe and Michael Goedicke: A Review of Static Analysis Approaches for Programming Exercises. In: Proceedings of the International Conference on Computer Assisted Assessment (CAA 2014), Number 439 in CCIS, , Zeist, Netherlands, 2014, 100-113.
  • Filiz Kurt-Karaoglu, Patrick Hintze, Melanie Schypula, Nils Schwinning, Michael Striewe, Björn Zurmaar and Michael Goedicke: Begleitende E-Assessments als Unterstützung großer Grundlagenveranstaltungen in der Studieneingangsphase. In: Grundfragen Multimedialen Lehrens und Lernens 2014, 2014, 150-163.
  • Nils Schwinning, C. Neugebauer, K. Winter, S. Krusekamp, Michael Striewe, Filiz Kurt-Karaoglu and Michael Goedicke: JACK und MaStEr: Universitätsübergreifende Weiterentwicklung zweier Mathematik-Vorkurs-Konzepte mit computerbasierter Diagnose und Förderung. In: Tagungsband Hansekolloquium 2014, 2014.
  • Nils Schwinning, Melanie Schypula, Michael Striewe and Michael Goedicke: Concepts and Realisations of Flexible Exercise Design and Feedback Generation in an e-Assessment System for Mathematics. In: Joint Proceedings of the MathUI, OpenMath and ThEdu Workshops and Work in Progress track at CICM, co-located with Conferences on Intelligent Computer Mathematics (CICM 2014), 2014.
  • Filiz Kurt-Karaoglu and Patrick Hintze: E-Assessment von Mathematikaufgaben mit JACK. In: Janina Tosic (eds.): Lehren, Lernen und Beraten auf Augenhöhe, 2014, 135-142.
  • Michael Striewe and Michael Goedicke: Trace Alignment for Automated Tutoring. In: Proceedings of International Computer Assisted Assessment (CAA) Conference 2013, , Southampton, 2013.
  • Michael Striewe and Michael Goedicke: JACK revisited: Scaling up in multiple dimensions. In: Proceedings of Eighth European Conference on Technology Enhanced Learning (EC-TEL 2013), , Paphos, Cyprus, 2013, 635-636.
  • Melanie Schypula, Filiz Kurt-Karaoglu, Nils Schwinning, Michael Striewe and Michael Goedicke: Beobachtungen zur Motivation der Studierenden bei verschiedenen Frageformaten. In: Proceedings of DeLFI 2013: Die 11. e-Learning Fachtagung Informatik, 2013.
  • Martin Filipczyk, Michael Striewe and Michael Goedicke: Bewertung von kurzen Freitextantworten in automatischen Prüfungssystemen. In: Proceedings of DeLFI 2013: Die 11. e-Learning Fachtagung Informatik, 2013.
  • Michael Striewe and Michael Goedicke: Analyse von Programmieraufgaben durch Softwareproduktmetriken. In: SEUH, 2013, 59-68.
  • Michael Striewe: Generierung von Zusatzinformationen in automatischen Systemen zur Bewertung von Programmieraufgaben. In: Proceedings of the First Workshop "Automatische Bewertung von Programmieraufgaben" (ABP 2013), 2013.
  • Michael Striewe and Michael Goedicke: Using Run Time Traces in Automated Programming Tutoring. In: Proceedings of the 16th Annual SIGCSE Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education, ITiCSE 2011, Darmstadt, Germany, June 27-29, 2011, 303-307. [DOI]
  • Michael Striewe and Michael Goedicke: Automated checks on UML diagrams. In: Proceedings of the 16th Annual SIGCSE Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education, ITiCSE 2011, Darmstadt, Germany, June 27-29, 2011, 38-42. [DOI]
  • Michael Striewe and Michael Goedicke: Studentische Interaktion mit automatischen Prüfungssystemen. In: DeLFI 2011 - Die 9. e-Learning Fachtagung Informatik der Gesellschaft für Informatik e.V., Number 188 in LNI, GI, 2011, 209-220.
  • Michael Striewe and Michael Goedicke: Feedback-Möglichkeiten in automatischen Prüfungssystemen. In: DeLFI 2010 - 8. Tagung der Fachgruppe E-Learning der Gesellschaft fÜr Informatik e.V., Number 169 in LNI, GI, 2010, 85-96.
  • Michael Striewe and Michael Goedicke: Visualizing Data Structures in an E-Learning System. In: Proceedings of the 2nd International Conference on Computer Supported Education (CSEDU), 07 - 10 April 2010, Valencia, Spain, Volume 1, INSTICC, 2010, 172-179.
  • Michael Striewe and Michael Goedicke: Effekte automatischer Bewertungen für Programmieraufgaben in Übungs- und Prüfungssituationen. In: DeLFI 2009 - Die 7. E-Learning Fachtagung Informatik, Number 153 in LNI, GI, 2009, 223-234.
  • Michael Striewe, Moritz Balz and Michael Goedicke: A Flexible and Modular Software Architecture for Computer Aided Assessments and Automated Marking. In: Proceedings of the First International Conference on Computer Supported Education (CSEDU), 23 - 26 March 2009, Lisboa, Portugal, Volume 2, INSTICC, 2009, 54-61.
  • Michael Striewe, Michael Goedicke and Moritz Balz.Computer Aided Assessments and Programming Exercises with JACK.Technical report 28,ICB, University of Duisburg-Essen, 2008.

Studentische Arbeiten und Projekte rund um JACK, Elektronischen Prüfungen und Intelligenten Tutorensystemen

  • Enno Lohmann: Entwicklung und prototypische Implementierung einer Plagiatsprüfung im E-Assessment-System JACK, Bachelorarbeit, beendet 2015
  • Tobias Geiger: Unterstützung von individuellen lernzielen in E-Assessment-Systemen, Bachelorarbeit, beendet 2015
  • Mario D'Amico: Konzeption und Implementierung universeller automatischer Bewertungsverfahren für Programmieraufgaben der .NET-Sprachfamilie, Bachelorarbeit, beendet 2015
  • Enno Lohmann: Entwicklung und prototypische Implementierung von Prüfmodulen für die Programmiersprache Python im E-Assessment-System JACK, Bachelorprojekt, beendet 2015
  • Christian Geßner: Generierung von nutzerspezifischem Feedback für SQL-Übungsaufgaben, Masterarbeit, beendet 2015
  • Sebastian Jockenhöfer: Nutzung von Java Web Start in einem E-Assessment-System, Bachelorprojekt, beendet 2015
  • Christoph Konnertz: Flexibilisierung von Aufgaben durch dynamische HTML5-Elemente, Bachelorprojekt, beendet 2015
  • Marina Gateva: Implementierung einer temporalen Logik zur dynamischen Überprüfung von Programmieraufgaben auf Basis von Programmtraces, Masterprojekt, beendet 2015
  • Mario D'Amico: Entwicklung und prototypische Implementierung von Prüfmodulen für die VB.NET-Sprachfamilie im E-Assessment-System JACK, Bachelorprojekt, beendet 2015
  • Felix Buhlert: Entwicklung und prototypische Implementierung eines auf „Gamification“ basierenden Designs für eine Lernumgebung zum Erlernen von Java, Bachelorarbeit, beendet 2015
  • Nils Dechant: Syntax-Highlighting und Quellcode-Annotationen als Feedback in einem E-Learning-System, Bachelorarbeit, beendet 2015
  • Kai Borowiak: Grafische Annotation von Objektstrukturen im Rahmen eines E-Learning-Systems, Bachelorarbeit, beendet 2015
  • Tobias Geiger, Jan-Niklas Troschke, Klaas Weibring: Prototypische Erweiterung eines E-Assessment Systems um adaptive Lerninhalte am Beispiel JACK, Bachelorprojekt, beendet 2014
  • Jaroslaw Schmidt: Automatische Bewertung von Freitextantworten mittels Latent Semantic Analysis, Bachelorarbeit, beendet 2014
  • Dominik Schacht: Metriken für UML-Diagramme, Bachelorarbeit, beendet 2014
  • Rene Lopez-Barrilao: Statistische Methoden zur Analyse von Lösungen für Programmieraufgaben, Bachelorarbeit, beendet 2014
  • Christian Heiming: Visualisierung von Programmen im Kontext einer Programmiervorlesung, Masterprojekt, beendet 2013
  • Martin Filipczyk: Bewertung von Freitextaufgaben in automatischen Prüfungssystemen, Masterarbeit, beendet 2012
  • Dominik Schacht, Sebastian Meis: Automatische Prüfung von Aufgaben zum Programmverständnis, Bachelorprojekt, beendet 2012
  • Martin Filipczyk: Heuristische Erkennung von Endlosschleifen in laufenden Programmen, Masterprojekt, beendet 2012
  • Sebastian Okon: Visualisierung von Programmtraces in einem eLearning-System, Bachelorarbeit, beendet 2011
  • Alexander Jung: Bewertung der Eignung von Software-Metriken für den Einsatz in einem automatisierten Prüfsystem, Bachelorarbeit, beendet 2011
  • Zongyuan Li: Semi-Automatische Generierung von Pruefregeln fuer ein E-Learning-Werkzeug, Bachelorarbeit, beendet 2011
  • Martin Filipczyk: Mustersuche in graphbasierten Repräsentationen von Programmen , Bachelorarbeit, beendet 2010
  • Mobasher Ullah: Visualisierung von Objektstrukturen aus Übungsaufgaben zur Programmierung, Bachelorarbeit, beendet 2009
  • Alexander Trops: Manipulation von Java-Quellcode durch Transformation des Syntaxgraphen zur Verbesserung des dynamischen Model Checking, Masterarbeit, beendet 2008

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