Teaching Scenarios: Interactive Lecture Material & Collaboration

eSkript, the platform for interactive lecture material at ETH Zurich was born in 2014 (cf. the interactive timeline about eSkript; new PolyBook link), and since then many scenarios have been used by many lecturers. (eSkript is available to all Switch AAI affiliated persons.)

The main goal of interactive lecture material is to engage students, which promises better learning outcomes. As a byproduct, it makes lecturers happier and have fun! 🙂 The following selection of scenarios have been used at least a few times each. Bear in mind, there are many more possibilities.

1 – Review

Students are the best judges of your material. Make it available for annotation and let students correct it and give you feedback. Already after one round, your material will be perfect!

2 – Collaborative Study Material

Many students or many groups of students create material together. Students experience collaboration and see its benefits. They have access to other students’ work and because the material is presented as a whole, the result is something they can be proud of. Furthermore, peer review and annotation by peers or assistants is then possible.

3 – Feedback

When students publish work (text, papers, exercise solutions, etc.), assistants and lecturers can easily give feedback and start discussions on very good points students came up with or problems they seem to have, on the spot.

4 – Working with Texts (Papers, Journals, Articles,…)

Students can answer predefined questions (by lecturers/assistants/peers), ask questions about difficult passages, paraphrase, discuss interesting points, attach complementary material, prove points with links to other research, reflect and form opinions right where it is relevant. This kind of assignments foster critical thinking and collaboration. It is much easier and more appealing than using a forum, which is the alternative for such tasks.

5 – Voting

Easily get feedback (students can append a star to parts of content of your choosing) on good/important/… content. You can even go further and let students collaboratively decide through their voting on…[depending on your scenario].

6 – Interactivity Modules

By far my favorite application in eSkript are the interactive modules. The possibilities are endless. You can enhance your material with interactive videos, drag and drops, timelines, interactive images (juxtapositions, sliders, info hotspots, hidden hotspots, and sequences), and many more. A scenario that has worked repeatedly well is the design of interactive modules by students. Check out a few examples of interactive modules (new PolyBook link)!

These and more scenarios in more details with detailed tasks, profit, caveat and real life cases can be found in the eSkript Scenarios (new PolyBook link).

Have fun and find new ways to engage and interact with your students! Open your first eSkript (new PolyBook link) today.


Note from May 2019: eSkript is not maintained anymore but PolyBooks are taking over! Contact LET for support.

Our First Virtual Laboratory: A success story!

Imagine a computer game where you click to get through. This is similar but better. The students follow instructions, manipulate samples, use machines, gather information and answer questions along the way to check their progress and understanding. A theory section with all relevant background material is available at all times. The setting looks very much like a real lab, and chemical reactions are shown in 2D or 3D videos. Finally, there is a mission (here: help a sports physician repair athletes’ damaged articular cartilage) that makes the virtual lab’s path and goal clear.

In 2015 we, Prof. Dr. M. Zenobi-Wong and her team, started developing the “Tissue Engineering Lab” (TEL) with Labster. The process was easy and rewarding. Since Fall 2016, after two pilot runs, the lab has been used by students every semester.

Here is the students’ evaluation from this spring (2017). Approximately 60% of the 60 participants filled out the survey at the end of the lab. Most of the students worked in pairs. (Source: Labster)


We are very happy about the results as the lab motivated students and they felt that they gained relevant knowledge.

Some screenshots, the learning goals and the techniques used can be found on the lab’s main page at Labster. And here is a short (and fast) screencast of the first hydrogel experiment.

What are the reasons for using virtual labs?

  1. lectures that haven’t got any physical lab time but would profit from lab work (exercise-/extra-material)
  2. experiments that have to be done by vast amounts of students
  3. experiments that are too dangerous to be performed by students
  4. experiments that are too costly to perform with students
  5. additional practice material
  6. not enough ressources (i.e. scarcity of lab spaces)

For this lab, it was the first reason, and now students can get lab work done in a one-hour exercise slot in the lecture hall. This is amazing!

We are happy to announce that the second virtual lab @ETH Zurich is on its way. In the physical setting, this lab can only be performed by an assistant. To offer the opportunity to students to try it out themselves, Prof. Dr. L. Nyström with Dr. M. Erzinger will develop the “Kjeldahl Lab” starting this summer.

Exams over WLAN?

It may just be possible!


Last Friday (22 May 2015), thanks to lecturer and study coordinator Dr. Roland Müller, first year D-HEST students could take part in a mock exam as a preparation for the real exam in August. This exam has been done at the computer for several years now. Long ago, when we planned this, people would warn us that the WLAN may crash and that (many) other problems would occur. This did not scare us! 🙂

Key numbers:

  • 160 students with their own devices (133 computers and 27 tablets)
  • moodle exam (not too complex, mostly kprime and text questions)
  • 4 access points (HPH G1 standard installation)

We also instructed everybody to switch every other device they had brought along onto airplane mode or to switch them off. At the beginning, I helped three students to get onto a wireless network, and one student had real problems with his laptop. Stephan Walder from ID NET oversaw the traffic and found out a few irregularities. For example, one access point took over half of the clients, and the other three access points shared the rest. The mock exam went on smoothly and students worked in absolute silence. It was a wonderful experience.

Doing exams with portable devices may further:

  • flexibility (especially with rooms)
  • hand drawing capabilities
  • silence! (in contrast to the keyboards in the computer rooms which are incredibly loud)

It is not planned to go into BYOD for real exams but the use of tablets or portable computers for ‘exams at the computer’ may well be in the near future at ETH Zurich.


Critical Thinking im Flipped Classroom

Hintergrund: Im Rahmen der Critical Thinking Initiative der ETH Zürich haben Dozierende des Department Physik (D-PHYS) und des Departement Geistes- Sozial- und Staatswissenschaften (D-GESS) im FS2015 eine gemeinsame Lehrveranstaltung entwickelt.
ctiFlankierend zur parallel angebotenen Physik-Einführungsvorlesung werden die dort behandelten physikalischen Themen nun im historischen und philosophisch-systematischen Hintergrund eingebettet und kritisch reflektiert. Fragen nach der Relevanz physikalischer Modelle, nach dem Erklärungspotential von Metaphern, nach dem Stellenwert physikalischer Theorien usw. werden hier anhand von Originaltexten erarbeitet und gemeinsam diskutiert.
Mit dieser Veranstaltung sollen die Studierenden befähigt werden, unterschiedliche Ansätze und Problemstellungen aus der Physik kritisch zu bewerten und dies auch souverän kommunizieren zu können. Reflexion und Kommunikation sind also die beiden Hauptpfeiler dieser neuen Veranstaltung. Entsprechend wird auch ein umfassendes Aktivitätsspektrum eingesetzt, um diese Fähigkeiten einzuüben.

Aufbau: Während des Semesters finden 7 Veranstaltungen statt, die jeweils im Team-Teaching von drei Dozenten (1 D-PHYS, 2 D-GESS) geleitet werden. Jede dreistündige Veranstaltung besteht aus einem Input (45 Minuten), einer Debatte der 3 Dozenten (25 Minuten) und einer Plenumsdiskussion (25 Minuten).


Debatte (3 Dozenten vertreten 3 konträre Standpunkte)

Anschliessend wird die Diskussion in Kleingruppen (mit jeweils einem Assistenten) in separaten Räumen weitergeführt (45 Minuten). Im Vorfeld sind die Studierenden aufgefordert, die einführenden Originaltexte während zwei Wochen in einem Diskussionsforum (in Moodle) aufzuarbeiten.
Die Veranstaltung ist mit 3 ECTS ausgewiesen, wobei die aktive Teilnahme in den Diskussionsforen eine Voraussetzung zum Leistungsnachweis darstellt.

Diskussionsgruppe (unter Leitung eines Assistenten)

Diskussionsgruppe (unter Leitung eines Assistenten)

Ca. 70 Studierende (mehrheitlich im 2. Studiensemester) sind in der Veranstaltung eingeschrieben und besuchen diese auch regelmässig. Davon beteiligen sich nahezu 60 Studierende in den Diskussionsforen.


  • Die Beiträge im Diskussionsforum sind äusserst vielseitig und ausführlich (im Schnitt 150 Wörter/Beitrag). Teilweise finden dort auch echte Diskussionsstränge statt. Eine Moderation oder ein Eingreifen der Dozenten/Assistenten ist nicht nötig.
  • Über die Diskussionsbeiträge erhalten die Dozenten bereits vor der eigentlichen Veranstaltung einen Überblick über Verständnisschwierigkeiten und problematische Themenbereiche.
  • Da die Studierenden die Thematik vor der eigentlichen Veranstaltung bereits intensiv aufgearbeitet haben (Lektüre, Foren), entsteht in der Veranstaltung selber eine erhöhte Diskussionsbereitschaft. Zusätzlich animiert die Debatte, in welcher jeder Dozent einen konträren Standpunkt vertritt, die Studierenden dazu, sich eine eigene Meinung zu bilden und diese dann in den anschliessenden Diskussionsgruppen einzubringen.

Fazit: Das Format der Veranstaltung bietet Abwechslung und die Vielfalt der Diskussionskanäle (Forum, Plenumsdiskussion, Kleingruppen) erlaubt es allen Studierenden, sich aktiv einzubringen. Wie im nachfolgenden Kommentar von einem Studierenden beschrieben, werden dabei die Ziele der Critical Thinking Initiative sehr schön umgesetzt:

„Es ist spannend zu sehen, wie verschiedene Menschen verschiedene Ansprüche an die Physik stellen. Man lernt sich dadurch selbst besser kennen.“

Question banks, for students by students

Logo_Frédérickx-2Question Bank Project (innovedum)

A brief account

900 questions for 15 physiology topics, designed by students
4 quizzes per topic in moodle


Usage (Summer Exam 2013)

  • 150 students took quizzes
  • 5000 quizzes were solved (approx. 100’000 questions were answered)
  • ~33 quizzes solved per student

You can find more numbers and further info in the project report.


No obvious correlation could be seen between grades and frequency. (No analysis had been done between grades and quiz performance.)

Students’ Feedback

  • Question bank had low relevance to exam questions
  • Quality of questions – the more the students used the pool, the better they rated the questions
  • Students would appreciate question banks for further topics/areas

Status Quo

Up to now, after the exam this year (Summer 2014), more than 9’000 quizzes have been solved.


Spin-off project

Exercise physiology question bank

  • 320 questions designed by students
  • All revised by Prof. Ch. Spengler (ETHZ)
  • 14 (resp. 28) quizzes
  • Only students that provided questions had access to the revised questions.


Usage was similar to the Physiology question bank. Again we do not have a correlation between how often they used the quizzes and their grade but…

…how well they performed in the quizzes was a reliable indicator of how well they performed in the exam.

Formative assessments are therefore helpful for students as their learning progress is made apparent. (Here is the report.)


(Aller-)Erste Prüfungseinsicht ONLINE!

Ein Riesenerfolg?!

Heute zwischen 12:00 und 15:00 konnten die Studierenden des D-HEST (Studiengang HST) ihre Prüfungseinsicht der Prüfung “Einführung Gesundheitswissenschaften und Technologie I & II” von zuhause aus erledigen! Von irgendeinem Computer oder Smartphone/Tablet aus konnten sie in die moodle Lernplattform einloggen und ihre Prüfungsresultate (inklusive Bewertungen, Musterlösungen und Korrekturkommentare) einsehen. Aus 173 Studierenden, die die Prüfung am 23. August 2013 absolviert haben, nahmen über 100 die Gelegenheit zur Prüfungseinsicht online wahr.

Die Anfragen der Studierenden kamen per Email und wurden zeitnah vom Dozenten (Herr Dr. Roland Müller) beantwortet. Die Vorbereitungsarbeiten (Zugriffsbeschränkungen, Berichtsanzeige, etc.) konnten von der Lehrspezialistin in ein paar Minuten erledigt werden.

Meist ist eine Prüfungseinsicht mit viel Aufwand für Dozierende, Studierende und Sekretariate verbunden. Wir konnten den Aufwand auf ein absolutes Minimum reduzieren und sind gespannt auf die Rückmeldungen.


(9. Oktober 2013)

Die Resultate sind gut! Wir müssen einzig die Studierenden über den Ablauf besser informieren und spezifisch darauf hinweisen, dass sie ihre Fragen per Email schicken können und diese (sofort) beantwortet werden.

Hier eine Auswahl der Rückmeldungen:


Produktorientierte Blended Learning Veranstaltung

Hintergrund: In einer Fachdidaktikveranstaltung mit 14 Studierenden sollen Themen des Physikunterrichtes unter Einbezug von Erkenntnissen der naturwissenschaftsdidaktischen Forschung für den Unterricht aufgearbeitet werden. Das zu erarbeitende Ergebnis (Produkt) ist eine Sammlung von thematisch vorgegebenen Lektionen für den Mittelschulunterricht. Jede dieser Einheiten soll unter zwei didaktisch verschiedenen Ansätzen erarbeitet werden.

Szenario:Die Veranstaltung ist in fest definierte Lern- und Arbeitsphasen unterteilt:

  1. Ein erster Präsenzblock macht alle Studierende mit den theoretischen Grundlagen vertraut. In diesem Block werden auch der Arbeitsauftrag, die Termine und die Ziele der Veranstaltung explizit vorgestellt.
  2. In der nächsten Phase (offline/online) müssen die Studierende individuell den Arbeitsauftrag erfüllen. Zwischenergebnisse werden via E-Mail vom Dozenten überprüft und kommentiert.
  3. Nach Fertigstellung des individuellen Auftrags erfolgt ein paarweiser Austausch der Ergebnisse (online). Hierbei soll nach dem Muster eines Referee-Prozesses (peer review) eine Begutachtung zur fremden Ausarbeitung erstellt werden. Um die fachliche Expertise zu gewährleisten, tauschen Studierende mit identischen Themen (aber mit unterschiedlichen didaktischen Ansätzen) ihre Ergebnisse aus. Zuvor jedoch erfolgt eine detaillierte Vorstellung des Begutachtungsprozesses in Form einer Präsenzsitzung.
  4. Im Abschluss an die Begutachtung überarbeiten die Studierende ihre Ausarbeitung aufgrund der Begutachtung (offline).
  5. In der nächsten Phase werden die ausgearbeiteten Ergebnisse im Plenum vorgestellt und diskutiert.
  6. Zum Schluss besteht noch die Möglichkeit, die eigene Arbeit zu überarbeiten. Abschliessend wird sie dann eingereicht.

Lerntechnologie: In diesem Szenario wird Moodle hauptsächlich als Dokumentenablage für die Arbeitsergebnisse verwendet (Datenbank-Modul). Die Kommunikation zwischen Studierenden und zwischen Studierenden und Dozent erfolgte via E-Mail.

Fazit: Das Szenario wurde vom Dozenten als auch von den Teilnehmern als äusserst erfolgreich eingestuft. Der Verzicht auf Kontaktstunden erfordert jedoch vom Dozenten eine detaillierte Vorplanung und einen Betreuungsmehraufwand während der Computer-Arbeitsphasen. Von den Studierenden wird eine erhöhte Bereitschaft zum Selbststudium und zum kooperativen Lernen verlangt.

Tipps: Mit der Attraktivität des zu erstellenden Produktes erhöht sich auch die Motivation der Studierenden.

Das Ergebnis des Begutachtungsprozesses muss Teil der Leistungskontrolle sein. Hier war die Begutachtung explizit in die abschliessende mündliche Prüfung integriert.

Der komplexe Aufbau des Szenarios muss zu Beginn detailliert vermittelt und begründet werden.

Das Szenario ist nur für Veranstaltungen mit weniger als 20 Studierenden geeignet. Bei höheren Teilnehmerzahlen müssen Arbeitsgruppen gebildet werden.

Referenz: https://moodle-app1.net.ethz.ch/lms/course/view.php?id=255

Kontakt: Guillaume Schiltz

Automatische Korrektur von Programmieraufgaben (I)

In einigen (mathematischen) Lehrveranstaltungen zählt das Bearbeiten und Lösen von Programmieraufgaben zu den wesentlichen Lernzielen, zum Beispiel

  • in Numerik-Vorlesungen mit Matlab oder
  • in Statistik-Vorlesngen mit R.
  • oder andere

Bisher verlaufen Abgabe und Korrektur der wöchentlichen Programmieraufgaben für Studierende und Assistierende recht aufwändig.


In Zusammenarbeit mit dem Seminar für Statistik (SfS) und dem Seminar für Angewandte Mathematik (SAM) entwickelt das LEMUREN-Team am D-MATH eine Web-Umgebung, welche

  • diesen Prozess effizienter gestaltet und
  • neue Lehr/Lern-Szenarien erlaubt.

Pilot mit Computational Statistics

Mit einer Online-Prüfung in diesem Sommer findet das Pilotprojekt für die Lehrveranstaltung Computational Statistics (mit knapp 90 Studierenden aus unterschiedlichen Bsc/MS-Studiengängen) einen ersten Abschluss.

Studierende bearbeiten die Aufgaben mit ihrem Lieblingseditor lokal auf ihrem Rechner, zum Beispiel unter Linux mit Kate:


Sodann können sie ihren Code mit Copy & Paste in die LEMUREN-Umgebung hochladen, wo er evaluiert und weiterverarbeitet wird:


Wieder erfolgt die Individualisierung und Organisation mittels SHA-Links.

Für weitere Informationen und Fragen: LEMUREN-Team

Elektronische Mikroskopie-Prüfung

Sporen eines Krankheitserregers im Prüfungs-Präparat

Sporen eines Krankheitserregers im Prüfungs-Präparat

Hintergrund: Im Master-Kurs Plant Pathology Diagnostic lernen Studierende des D-AGRL die “Identifikation der wichtigsten Krankheiten und ihrer pilzlichen Erreger von ein- und mehrjährigen, landwirtschaftlich wichtigen Pflanzenarten, basierend auf der Symptomatologie sowie den Mikro-Strukturen“. In der abschliessenden Prüfung müssen ausgehend von Pflanzenmaterial drei Präparate erstellt und charakterisiert werden. Die Präparate werden während der Prüfung von den Experten hinsichtlich ihrer Qualtiät bewertet.
Dies ist ab einer gewissen Anzahl von Studierenden (>10) nicht mehr durchführbar. Statt auf die Bewertung der Präparate zu verzichten, wird die Dokumentation der Prüfungs-Präparate nun mittels Digitaler Mikroskop-Kameras durchgeführt.

Szenario: In den Mikroskopier-Übungen kommen e-Learning Einheiten zum Einsatz, welche im Rahmen des FILEP-Projektes DigiScope entwickelt wurden: Die Studierenden können die Diagnostikübungen im eigenen Tempo computerunterstützt durchführen, die Experten stehen für Fragen zur Verfügung. Im Rahmen dieser Übungen wird das Erstellen digitaler Präparat-Bilder mit Tubuskameras und Photoscope-Software trainiert.
Die Semesterprüfung 2009 (Dauer 120′) fand auf der ILIAS-Lernplattform statt, die Studierenden benutzten  Laptops der ETH. 2010 haben die Studierenden erstmals eigene Laptops verwendet – der Kontrollaufwand war gross, da die Installationen trotz Testläufen bis zum Prüfungstag potentiellen Systemänderungen ausgesetzt sind.

Praxis: Die Studierenden fanden sich mit der technischen Ausrüstung (Tubuskameras und Bilderfassungs-Software) schnell zurecht. In der elektronischen Prüfung mit SEB-Browser können neben dem Browser bestimmte Programme (hier: Bildbearbeitungssoftware) auf dem Computer freigegeben werden. Die dazu nötigen Schritte wurden ebenfalls vorgängig geübt. Während der Prüfung traten keine Probleme auf.

Die beiden Dozierenenden schätzten es sehr, dass sie die Beurteilung der Präparate nach der eigentlichen Prüfung vornehmen konnten und nicht unter Zeitdruck standen. Im FS2010 trat dieser Aspekt bei doppelter Studierendenzahl noch särker in den Vordergrund.

Im FS2011 werden den Studierenden erstmals Netbooks für die elektronische Dokumentation der Mikroskopierarbeiten während des Semesters zur Verfügung stehen.

USB-Kamera für Mikroskope

Fazit: Die Umstellung auf elektronische Bilderfassung ermöglicht die Dokumentation der Prüfungsleistungen und lässt eine Bewertung der erstellten Präparate ohne Zeitdruck zu. Zusätzlich ergeben sich die gewohnten Vorteile elektronischer Prüfungen (z.B. Lesbarkeit der Antworten)
Der technische Aufwand ist im Vergleich zu Prüfungen in den Computerräumen höher, da im Moment keine mobilen Prüfungscomputer zur Verfügung stehen. Bei Verwendung von mobilen Klassenzimmern kann die Software zentral verteilt werden, sonst müssen Einzelinstallationen durchgeführt und überprüft werden. Da auch spezielle Hard-&Software (Kameras) verwendet wird, ist die Prüfung nicht unabhängig vom Betriebssystem – für MacOS gibt es im Moment keine Lösung.
Zukünftig sollen in den hochgeladenen Bildern auch Strukturen direkt markiert und benannt werden können. Dies bedingt allerdings die Entwicklung eines geeigneten Fragetyps im LMS.

Die Tubus-Kameras können übrigens auch verwendet werden, um von den Mikroskopen der Studierenden Präparat-Bilder zu übertragen. Die Kamera wird an ein Net-Book angeschlossen, das die Bilder an den Computer am Beamer überträgt (via Screen-Sharing mit der Team-Viewer Software)

Kontakt: Urs Brändle, DELIS agrarerdumwelt; Ueli Merz, Institut für Integrative Biologie