Neue Services bei den Neuen Medien
Belegscanner und Video-on-Demand

von Michael Janousek (Ausgabe 06/1, März 2006)

 

Im laufenden Universitätsbetrieb ergeben sich immer wieder neue Anforderungen, welche die Möglichkeiten einer modernen EDV-gestützten Bearbeitung ins Auge fassen und somit an den Zentralen Informatikdienst herangetragen werden. In diesem Zusammenhang wurden in jüngster Zeit zwei Projekte angestoßen, die im Supportbüro Neue Medien angesiedelt wurden.

Projekt: Belegscanner

Durch die jährliche Steigerung der Studierendenzahlen sowie die erst im letzten Semester vollzogene Öffnung der österreichischen Universitäten für alle EU-Studierenden kam es erstmalig an vielen Fakultäten zu zahlenmäßigen Beschränkungen bei der Zulassung von Erstsemester-Studierenden. Die Fakultät für Psychologie, die den Ansturm der Studierenden mit einem Einstufungstest zu reglementieren versucht, trat im vergangenen Semester mit folgender Frage an den ZID heran:

Wie kann man 1000 Studierende innerhalb einer Woche mittels standardisierter Fragebögen einem Eignungstest unterziehen und die Ergebnisse zügig bekannt geben, dabei den Arbeitsaufwand jedoch so gering wie möglich halten?

Zur Bewältigung dieser Aufgabe kommt nun ein so genannter Belegscanner inklusive Erfassungssoftware zum Einsatz, ein speziell für Formulare geeignetes Programmpaket, um Fragebögen - wie bei Volkszählungen oder Multiple-Choice-Tests üblich - schnellstens zu erfassen und zu interpretieren.

Funktionsweise des Scanners

Das Ausgangsformular, ein einseitiger Multiple-Choice-Test im A4-Format, enthielt folgende Text- und Grafik-Elemente: Den Header bildeten die Überschrift mit dem Titel der Lehrveranstaltung sowie der Datumsangabe. Dazu kamen die Felder, welche die Studierenden mit Namen und Matrikelnummer selbst auszufüllen hatten. Den Rest bildeten in Fünferblöcken zusammengefasste nummerierte Kästchen, die von den TestteilnehmerInnen entsprechend anzukreuzen waren.

Im ersten Schritt wurde der Fragebogen unausgefüllt in das System eingelesen und anhand dessen beliebige, über die gesamte Seite verteilte Erkennungspunkte mittels Software fixiert. Dadurch wird die spätere Erkennung auch bei verkehrtem oder verzogenem Einzug eines Blattes und bei umgekehrter Seitenausrichtung (Top down) sowie die Unterscheidung zwischen Vorder- und Rückseite der Belege erhöht.

Im nächsten Schritt mussten für den Test der Software zahlreiche Bögen ausgefüllt und mit verschiedenen Schreibstilen und Schreibutensilien etliche Male getestet werden, bis die Einstellungen der Software zur Erkennung der Fragebögen zufrieden stellend waren.

Nach Abschluss dieser Prozedur und Einlesen aller Daten erzeugt die Software eine Textdatei, die dann beispielsweise in das Programm SPSS zur weiteren Verarbeitung eingespielt werden kann. Im vorliegenden Fall waren dort alle Testteilnehmer mit den entsprechenden Fragen sowie den dazugehörigen korrekten Antworten gespeichert. Aus SPSS heraus entsteht dann erst die Note, die gemeinsam mit den abgegebenen und den korrekten Antworten des Multiple-Choice-Tests in die Prüfungsverwaltung eingespielt wurden. So konnten die Studierenden nicht nur ihre Note erfahren, sondern auch die abgegebenen Antworten mit den korrekten Ergebnissen vergleichen. Eine persönliche Prüfungseinsicht war so in nur wenigen Fällen notwendig - eine große Arbeitserleichterung für die Fakultät.

Weitere Scanner-Services

Neben der Erfassung von Fragebögen kann mit dem Hochgeschwindigkeitsscanner auch jede andere Art von Einzelblättern einscannt werden. Vollständige Bücher, oder auch nur Teile daraus, sind in Minuten erfasst und in ein PDF-Dokument verwandelt. Und dies nicht nur als Grafik, sondern auf Wunsch auch mit Suchfunktion, Schutz vor Kopie, Druck oder Veränderung bzw. mit Signaturen versehen etc. Selbst ganze Fotostapel lassen sich komfortabel einscannen, weiterverarbeiten oder archivieren.

Erste Anfragen für die weitere Nutzung des Scanners gibt es bereits von Seiten der ÖH, die mit Hilfe dieses kostenlosen Services des ZID die Qualität von Lehrveranstaltungen und der Vortragenden mittels Fragebogen erfassen will. Ferner möchte das Institut für Bildungswissenschaften alte Frakturschriften elektronisch erfassen, keine leichte, aber lösbare Aufgabe.

Die Scanner-Erfassung im Detail

Technische Daten

  • Scanner: Panasonic KV-S2046CU mit einer Ausgabe von 40 Belegen pro Minute und einer 100-Blatt-Dokumentenzuführung

  • Software: FORMS 5 von Readsoft in einer Lite Version, die sowohl Papierformulare als auch elektronische Informationen zeitsparend erfassen und verarbeiten kann. Die Software überträgt ferner die Informationen in nachgeordnete Systeme, wie z.B. eine Datenbank. Im Vergleich zum manuellen Erfassen ist die elektronische Formularerfassung bis zu 90% schneller. Die Fehlerrate ist dabei sehr gering. Informationen, die sich nicht eindeutig durch die Software erfassen lassen, werden anschließend noch einmal manuell bearbeitet und überprüft.

Softwareerkennung

Nach Einlesen der Daten mittels Scanner wird die Softwareerkennung gestartet, die vergleichbar mit jeder handelsüblichen OCR (Optical Character Recognition) ist - nur, dass sie in diesem Fall wesentlich genauer durchgeführt wird und ganz speziell auf die Struktur von Formularen ausgelegt ist.

Dazu dienen manuell einstellbare Schwellenwerte, die ein Kästchen ab einem bestimmten Prozentwert an Füllung als leer, nur verschmutzt, angekreuzt bzw. gänzlich ausgestrichen interpretieren. Diese Prozentwerte sind die heikelsten Einstellungen, die über die Menge der späteren Handarbeit entscheiden.

Nach der automatischen Erkennung erfolgt das so genannte Verify. Hier gibt der Computer nur die fraglichen Elemente aus, sodass man diese dann mittels menschlicher Urteilskraft einordnen kann. Dazu wird das dazugehörige eingescannte Bild angezeigt, und man vergibt manuell eine 1 (= angekreuzt) oder eine 0 (= nicht angekreuzt).

Trotz sorgfältiger Testphase traten im ersten Prüfungsdurchlauf unvorhergesehene Probleme auf, die durch die sehr unterschiedlichen Schreibgewohnheiten vieler Studierender hervorgerufen wurden. Die Schwierigkeit bei der Erkennung ist nämlich folgende: Erstens bedeutet ein Kreuz innerhalb eines Kästchens, dass diese Antwort richtig ist. Zweitens soll ein ganz ausgefülltes Kästchen zeigen, dass man sich geirrt hat und die Antwort doch falsch ist, also gleichbedeutend mit gar nicht angekreuzt. Viele Studierende hatten jedoch die Angewohnheit, ein Kästchen zu gut anzukreuzen, so dass es schon wieder ausgestrichen war. Dazu kam, dass einige TeilnehmerInnen das Ausstreichen nicht ganz so wörtlich genommen hatten und meinten, dass ein Kreuz mit einem darüber gemalten Plus (also ein Stern) schon ausgestrichen sei.

Ein Mensch ist durchaus in der Lage, solche Kreuze zu erkennen, auch wenn sie über den Rand des Kästchens hinausgehen, die Maschine berechnet jedoch nur den Wert der gefüllten Fläche innerhalb der Umrandung. Dies führte zu etlichen Fehlern bei der Interpretation durch die Software, die weitere Anpassungen notwendig machten. Nach mehreren weiteren Testdurchgängen mit Einlesen, Interpretieren und Auswerten der 1000 Fragebögen konnte die Fehlerrate so weit minimiert werden, dass nur mehr einige Extremfälle von Hand nachgebessert werden mussten.

Für den zweiten Prüfungstest konnte bereits aus den anfänglichen Schwierigkeiten gelernt und entsprechende Vorkehrungen getroffen werden. Hier führten vor allem eine genaue Instruktion der Studierenden sowie die inzwischen sehr guten Einstellungen der Software bereits im ersten Scan-Vorgang zu einem 100-prozentigen Ergebnis, so dass keine händischen Verbesserungen mehr nötig waren. Die Auswertung von knapp 1000 Bögen nahm nunmehr nur vier Stunden in Anspruch und kann somit von nur einer Person betreut werden.

Projekt: eLearning via Video-on-Demand

Der Ansturm auf einzelne Institute zeigt deutlich Grenzen in der herkömmlichen Lehre an der Universität Wien, wenn die Fakultät für Psychologie - so letztes Semester geschehen - sogar Räumlichkeiten wie das Austria Center für den Präsenzunterricht der über 1000 Studierenden anmieten muss. Diese neuen Eindrücke führten zu der Überlegung, die eLearning-Bestrebungen der Universität Wien um ein neues Service zu bereichern.

Vorteile

Für viele Studierende wäre es eine große Erleichterung, wenn sie sich manche Vorlesung von zu Hause aus online ansehen könnten. Gründe hierfür lassen sich viele nennen, und könnten sich in Krankheit, Unabkömmlichkeit oder in der zu großen Entfernung zur Vorlesung äußern. Aber eben auch Massenlehrveranstaltungen und die damit einhergehenden überfüllten Hörsäle stellen einen Ansatzpunkt für Videostreaming-Vorhaben (= Live Video) dar.

Dazu kommt die Möglichkeit, dass man ein Video nicht nur als Livesendung verfolgen, sondern auch aufgezeichnet und somit zeitversetzt betrachten kann. Diese Form des Angebotes und der Rezeption von Filmen nennt sich Video-on-Demand (VoD), ein Service, das in Österreich UPC Telekabel und seit Neuestem auch die Telekom Austria via ADSL für Spielfilme anbieten. An der Uni Wien werden bereits seit einiger Zeit Aktivitäten auf diesem Gebiet an einzelnen Organisationseinheiten, u.a. an der Fakultät für Chemie oder am Institut für Publizistik- und Kommunikationswissenschaft, angestrengt.

In Zukunft sollen in dieser Form universitätsweit Lehrveranstaltungen wie auch Vorträge, Symposien, Reden etc. aus den Festsälen der Uni Wien übertragen und angeboten werden. Der Zentrale Informatikdienst hat für dieses Vorhaben ein Pilotprojekt angestoßen, das sich derzeit in der ersten Planungsphase befindet und für das im kommenden Semester bereits erste praktische Erfahrungen gesammelt werden sollen.

Wie geht es weiter?

Folgende Schritte sind bereits angedacht:

  • Zwei Teststationen mit je einem Notebook, einem Funkmikrofon für die Vortragenden und einer Videokamera mit Stativ werden ein Semester lang bei verschiedenen Lehrveranstaltungen eingesetzt, um praktische Erfahrungen mit der Video-Aufnahme zu sammeln. Dafür sollen ein oder mehrere TutorInnen zur Bedienung des Equipments ausgebildet werden.

  • Die Aufnahmen werden je nach Wunsch des Lehrveranstaltungsleitenden "live" und/oder "on demand" zur Verfügung gestellt. Die entsprechenden Links zu den Videos werden über die Lernplattform WebCT Vista angeboten, um sie so nur einem bestimmten, registrierten Nutzerkreis zur Verfügung zu stellen. Fragen, die während einer Lehrveranstaltung auftauchen, können sofort via Chat, später über eMail oder in ein Diskussionsforum gestellt werden, zu dem alle VeranstaltungsteilnehmerInnen Zugang haben und wo auch die Fragen der Kommilitonen eingesehen werden können.

  • Entsprechend den Ergebnissen aus diesem Probesemester könnten beispielsweise die nächsten Studieneingangsphasen verschiedener Fakultäten über Videostreaming abgehalten werden. Speziell für Studierende aus dem Ausland, aber auch für die Fakultäten selbst wäre dies eine kostengünstige Variante.

  • Im nächsten Schritt sollen bestimmte Hörsäle sowie die Festsäle mit fest installierten Kameras, Mischpulten und Mikrophonen ausgestattet werden. Dies ermöglicht in Zukunft professionelle Aufnahmen in HDTV-Qualität. Videos aus den Festsälen und von offiziellen Events können dann nicht nur von Studierenden angesehen, sondern auch von Presse und Fernsehanstalten entsprechend verwendet werden. Damit rückt die Uni Wien ein Stück mehr in den Fokus der Öffentlichkeit.

Bereits im letzten Semester wurden für das Zentrum für Translationswissenschaft mehrere Videos unterschiedlichster Quellen (TV, DVD, VHS, Internet) konvertiert, in ein einheitliches Format gebracht und auf der eLearning-Plattform direkt den Studierenden zur Verfügung gestellt.

Lehrveranstaltungen für Video-on-Demand-Projekt gesucht

Für das Sommersemester 2006 sucht der Zentrale Informatikdienst noch Test-Lehrveranstaltungen, die sich am Videostreaming-Projekt beteiligen wollen. Alle Einzelheiten dazu finden Sie im obigen Artikel. Lehrveranstaltungsleitende, die Interesse an einer Videoaufzeichnung ihrer Vorlesung haben, setzen sich bitte mit dem Supportbüro Neue Medien des ZID in Verbindung:

  • Tel.: 4277-14290
  • eMail: elearning.zid@univie.ac.at
  • Adresse: 1010 Wien, Universitätsstraße 7 (NIG, Erdgeschoss, bei Stiege III)
  • Öffnungszeiten: Mo, Di, Mi, Fr 9:00-16:00 Uhr, Do 9:00-18:00 Uhr