Der Landesdienst bwJupyter für die Lehre kann auf vielfältige Weise die Lehre bereichern: Ohne Installationsaufwand kann für die Lehre eine Rechenumgebung für Julia, Python und R bereitgestellt werden. Die Anmeldung ist über das landesweite Identitätsmanagement bwIDM geregelt (mit den ac- bzw. st-Zugangsdaten), eine zusätzliche Registrierung ist nicht notwendig. Der Funktionsumfang wird nach und nach noch ausgeweitet, doch schon jetzt nutzen Lehrende der Uni bwJupyter, um Studierenden niederschwellig eine Rechenumgebung zur Verfügung zu stellen. Hier berichten sie davon, wie sie bwJupyter einsetzen.
Lösung für ein Lizenz-Problem
Herr Grünvogel, in welcher Lehrveranstaltung greifen Sie auf die Möglichkeiten zurück, die bwJupyter bietet?
Wir greifen im Mastermodul "Finite Elemente" auf bwJupyter zurück, das von 15 bis 20 Studierenden belegt wird. Für unser Institut ist das ein Pilotprojekt - nach der studentischen Evaluation wird entschieden, ob andere Module auch auf Python umstellen.
Wie genau setzen Sie bwJupyter ein?
Im Modul "Finite Elemente" wird in Vorlesung und Übung in den meisten Sitzungen mit einer Datei symbolisch gerechnet. Wir hatten immer das Computeralgebra-System "Maple", aber aufgrund fehlender Gratislizenzen für Studierende ist der Einsatz von "Maple" schwierig. In einer studentischen Evaluation kam die Bitte, nach Alternativen dazu zu suchen. "Python" bietet sich dafür an, da es ebenfalls die benötigten symbolischen Berechnungen erlaubt. Das bwJupyter-Projekt bietet uns die Möglichkeit, Python einzusetzen, ohne dass jeder Studierende das Programm installieren muss. Außerdem müssen wir es nicht in unserem Multimedia-Hörsaal installieren, da das Programm über bwJupyter im Browser läuft. In der letzten Übung habe ich eine Python-Einführung gemacht, das lief sehr gut. Wir haben Python-Grundlagen durchgenommen, grundlegende mathematische Faktoren, special cases, Matrizen und die wichtigsten Bibliotheken, die wir benötigen. Innerhalb weniger Minuten waren die Studierenden über das IDM bei bwJupyter angemeldet und konnten Python im Browser nutzen.
Wir gehen dann in der Lehrveranstaltung Zellblock für Zellblock durch die Berechnungen durch, und können diese so sehr gut veranschaulichen. Beispielsweise wie ein bestimmter Parameter in die Steifigkeitsmatrix einfließt oder dergleichen. Dieses schrittweise Vorgehen, dieses Step-by-Step, funktioniert in Python wirklich gut. Es ist möglich, erklärenden Text zwischen die Rechenschritte einzufügen, das Markdown ist wirklich übersichtlich. Zudem ist ein LaTeX-Rendering möglich und es sind verschiedene Plots einstellbar.
Welchen Vorteil bietet Ihnen bwJupyter?
Wir könnten die Lehre auch mit anderen Programmen veranschaulichen und haben das auch in der Vergangenheit getan - aber bei bwJupyter gibt es eben keine Lizenzprobleme! Außerdem wird kein Institutsadministrator benötigt, der die Software und regelmäßig anfallende Updates installiert - das fällt alles weg.
Wie aufwändig war es, Jupyter in Ihre Lehrveranstaltung einzubinden?
Das war nicht sonderlich aufwändig. Wir haben zwei Hiwis eingestellt, die vor dem Semester angefangen haben, die Maple-Dateien in Python-Dateien umzuwandeln. Mit denen sind wir im regen Austausch, das sprechen wir natürlich mit denen Schritt für Schritt durch. Und ich musste mich natürlich auch nochmal mit der Programmiersprache beschäftigen.
Mussten Sie Ihre Lehrveranstaltung dazu umkonzipieren?
Nein, am Stil der Lehrveranstaltung hat sich nichts geändert, man öffnet jetzt halt eine Datei im Browser statt wie bisher in der installierten Software.
Welche Rückmeldung haben Sie von Studierenden erhalten?
Das ist noch zu früh im Semester. Die ersten Rückmeldungen wird es geben, wenn die erste Hausübung rauskommt.
Haben Sie Tipps für andere Lehrende, die Jupyter einsetzen wollen?
Man muss sich überhaupt nicht viel umstellen, selbst die Oberfläche mit ihrer Ordnerstruktur und Möglichkeit, per Drag&Drop die Datei aufzubauen, ist sehr nutzerfreundlich.
Würden Sie selbst die Umstellung auf bwJupyter nochmal vornehmen?
Ja, für die Studierenden ist es super, dass sie keine Lizenzen brauchen und nichts installieren müssen. Wir warten jetzt die Evaluation ab und ich kann mir vorstellen, dass wir nach und nach alles auf Python umstellen.