Entwerfen und Bewerten von interaktiven R-Übungen

Einführung

Interaktive Übungen verbessern den Lernerfolg, indem sie sofortiges Feedback durch Hinweise, Lösungen und benutzerdefinierte Benotung bieten. In diesem Lernprogramm erstellen Sie Schritt für Schritt eine interaktive Übung mit Quarto Live. Wir werden Folgendes behandeln:

1. Erstellen einer grundlegenden Übung
   Definieren Sie einen interaktiven Codeblock als Übung mit einer eindeutigen Bezeichnung.

2. Ausführender Setup-Code
   Die Umgebung vorbereiten (z.B. Pakete laden oder Variablen setzen), bevor der Code des Lernenden ausgeführt wird.

3. Hinzufügen von Hinweisen und Lösungen
   Geben Sie progressive Hinweise, um den Lernenden zu führen. Bieten Sie eine vollständige Lösung an, die bei Bedarf angezeigt werden kann.

4. Verwenden von Tabsets für Übungen
   Organisieren Sie Hinweise und Lösungen in einem Tabset für eine übersichtlichere Benutzeroberfläche.

5. Implementieren einer benutzerdefinierten Benotung
   Schreiben Sie eine benutzerdefinierte Bewertungslogik, die sofortiges Feedback auf der Grundlage der Eingaben des Lernenden liefert.

Lassen Sie uns jeden dieser Schritte anhand von praktischen Beispielen durchgehen.

Erstellen einer grundlegenden Übung

Um einen webr Codeblock als Übung zu markieren, verwenden Sie die Option exercise mit einer eindeutigen Bezeichnung. Der folgende Block fordert den Lernenden zum Beispiel auf, die Leerstelle so auszufüllen, dass die Summe gleich ist 10:

Code-Quelle

exercise.qmd

Füllen Sie die Lücke so aus, dass das Ergebnis der Summe ist 10.

```{webr}
#| exercise: ex_1
1 + 2 + 3 + ______
```

Ergebnisse

Füllen Sie die Lücke so aus, dass das Ergebnis der Summe ist 10.

Hinweis

Die Übungen werden standardmäßig nicht automatisch ausgewertet. Der Lernende muss auf Run Code klicken, um die Ausgabe zu sehen.

Ausführender Setup-Code

Häufig müssen Sie vor einer Übung Setup-Code ausführen (z. B. um Pakete zu laden oder Variablen zu definieren).

Ein Einrichtungscodeblock kann wie folgt erstellt werden:

1. Definieren Sie einen Setup-Block:
   Verwenden Sie die Option setup: true Zelle, um einen Codeblock als Einrichtungscode zu kennzeichnen.
2. Link zu einer Übung: Legen Sie die Option exercise für die Zelle so fest, dass sie einer bestehenden Übungsbeschriftung entspricht.

Hinweis

Der Setup-Code wird in der Übung vor dem Code des Lernenden ausgeführt.

Beispiel für Setup-Code für eine Übung

Nachfolgend finden Sie ein Beispiel für einen Einrichtungscodeblock, gefolgt von einem Übungsblock:

Code-Quelle

Füllen Sie die Lücke so aus, dass das Ergebnis der Summe ist 10.

exercise.qmd

```{webr}
#| setup: true
#| exercise: ex_2
foo <- 1
bar <- 2
baz <- 3
```

```{webr}
#| exercise: ex_2
foo + bar + baz + ______
```

Ergebnisse

Füllen Sie die Lücke so aus, dass das Ergebnis der Summe ist 10.

Beispiel-Setup-Code für mehrere Übungen

Ein Einrichtungsblock kann an mehrere Übungen angehängt werden, indem eine Liste von Übungen für die Zellenoption exercise bereitgestellt wird. Der Code in der Setup-Zelle wird vor jeder Auswertung einer der aufgeführten Übungen ausgeführt.

Code-Quelle

exercise.qmd

```{webr}
#| setup: true
#| exercise:
#|   - ex_a1
#|   - ex_a2
var_xyz <- c(1, 3, 7, 9, 13, 15)
```

```{webr}
#| exercise: ex_a1
var_xyz * 2
```

```{webr}
#| exercise: ex_a2
var_xyz ** 2
```

Ergebnisse

Hinzufügen von Hinweisen und Lösungen

• Hinweise werden mit Hilfe von eingezäunten Blöcken mit der Klasse .hint und demselben Attribut exercise hinzugefügt. Sie werden nach und nach angezeigt, wenn der Lernende Hilfe anfordert.
• Lösungen werden mit Hilfe von eingezäunten Blöcken mit der Klasse .solution und demselben Attribut exercise hinzugefügt. Sie werden sofort angezeigt, wenn der Lernende die Lösung anfordert.

Code-Quelle

exercise.qmd

Filtern Sie den `starwars`-Datensatz so, dass nur die Droidenzeichen enthalten sind.

```{webr}
#| setup: true
#| exercise: ex_3
library(dplyr)
```

```{webr}
#| exercise: ex_3
starwars |> ______
```

::: { .hint exercise="ex_3"}
::: { .callout-note collapse="false"}
## Hinweis 1

Erwägen Sie die Verwendung der Funktion `filter()` aus `dplyr`.

```r
starwars |> filter(______)
```
:::
:::

::: { .hint exercise="ex_3"}
::: { .callout-note collapse="false"}
## Hinweis 2

Filtern Sie den Datensatz anhand der Spalte `species`.

```r
starwars |> filter(species == ______)
```
:::
:::

::: { .solution exercise="ex_3" }
::: { .callout-tip collapse="false"}
## Vollständig ausgearbeitete Lösung:

Verwenden Sie die Funktion `filter()` aus `dplyr`:

```r
starwars |>                                 #<1>
    filter(species == "Droid")              #<2>
```
1. Nehmen Sie den `starwars`-Datensatz, und dann,
2. Filter für die `Droid` Art.

:::
:::

Ergebnisse

Filtern Sie den starwars-Datensatz so, dass nur die Droidenzeichen enthalten sind.

Hinweis 1

Erwägen Sie die Verwendung der Funktion filter() aus dplyr.

starwars |> filter(______)

Hinweis 2

Filtern Sie den Datensatz anhand der Spalte species.

starwars |> filter(species == ______)

Vollständig ausgearbeitete Lösung:

Verwenden Sie die Funktion filter() aus dplyr:

1starwars |>
2    filter(species == "Droid")

1

Nehmen Sie den starwars-Datensatz, und dann,

2

Filter für die Droid Art.

Organisieren von Übungen mit Tabsets

Um die Benutzeroberfläche übersichtlicher zu gestalten, können Sie Hinweise und Lösungen in ein Tabset packen. Dies ermöglicht es den Lernenden, nach und nach Hinweise zu entdecken und die Lösung zu sehen, wenn sie fertig ist.

Code-Quelle

exercise.qmd

:::: {.panel-tabset}

## Übung

```{webr}
#| setup: true
#| exercise: ex_4
library(dplyr)
```

```{webr}
#| exercise: ex_4
starwars |> ______
```

## Hinweise

::: { .hint exercise="ex_4"}
Erwägen Sie die Verwendung der Funktion `filter()` aus `dplyr`.

```r
starwars |> filter(______)
```
:::

## Lösung

::: { .solution exercise="ex_4" }
Verwenden Sie die Funktion `filter()` aus `dplyr`:

```r
starwars |>                                 #<1>
    filter(species == "Droid")              #<2>
```
1. Nehmen Sie den `starwars`-Datensatz, und dann,
2. Filter für die `Droid` Art.
:::

::::

Ergebnisse

Übung

Hinweise

Erwägen Sie die Verwendung der Funktion filter() aus dplyr.

starwars |> filter(______)

Lösung

Verwenden Sie die Funktion filter() aus dplyr:

1starwars |>
2    filter(species == "Droid")

1

Nehmen Sie den starwars-Datensatz, und dann,

2

Filter für die Droid Art.

Optionen auf Dokumentenebene

Aktivieren und deaktivieren Sie Hinweise und Lösungen für ein ganzes Dokument mit dem Schlüssel live im YAML-Header des Dokuments.

---
live:
  show-hints: true
  show-solutions: true
---

Implementieren einer benutzerdefinierten Benotung

Um den Code des Lernenden automatisch auszuwerten, fügen Sie einen Codeblock mit der Option check: true ein. Dieser Block vergleicht den Output des Lernenden (referenziert durch .result) mit dem erwarteten Ergebnis.

Code-Quelle

Berechnen Sie den Durchschnitt aller Ganzzahlen von 1 bis 10.

```{webr}
#| exercise: ex_1_r
______(1:10)
```

```{webr}
#| exercise: ex_1_r
#| check: true
if (identical(.result, mean(1:10))) {
  list(correct = TRUE, message = "Nice work!")
} else {
  list(correct = FALSE, message = "That's incorrect, sorry.")
}
```

Ergebnisse

Berechnen Sie den Durchschnitt aller Ganzzahlen von 1 bis 10.

Hinweis

Dieser Bewertungsblock gibt automatisch Feedback auf der Grundlage der Eingaben des Lernenden.

Weiterführende Literatur

• Interaktive Code-Blöcke erklärt
  Lernen Sie die Grundlagen der Erstellung interaktiver Codeblöcke in Quarto Live.
• Laden und Verwenden von Paketen
  Entdecken Sie Techniken zum Installieren und Laden zusätzlicher R-Pakete.
• Verwaltung von Ausführungsumgebungen
  Verstehen, wie man die gemeinsame Nutzung von Variablen kontrolliert und Übungen isoliert.
• Zellenoptionen-Referenz
  Erkunden Sie erweiterte Konfigurationsoptionen für interaktive Codeblöcke.

Schlussfolgerung

Die Gestaltung interaktiver Übungen in Quarto Live ermöglicht es Ihnen, eine praxisnahe, unterstützende Lernerfahrung zu bieten. Anhand dieser Schritt-für-Schritt-Anleitung können Sie Übungen erstellen, die Einrichtungscode, Hinweise, Lösungen und eine benutzerdefinierte Bewertungslogik enthalten. Experimentieren Sie mit diesen Techniken und passen Sie sie an Ihre Lehrbedürfnisse an, um ansprechende interaktive R-Aufgaben zu erstellen.

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