Prüfungsaufgaben in interaktive Simulationen verwandeln

Wenn Sie Prüfungsaufgaben in interaktive Simulationen verwandeln, behandeln die Lernenden eine Aufgabe nicht mehr als Folge von Zahlen, sondern sehen die Situation dahinter: den Wasserkocher, der sich erhitzt, die Gasspritze, die sich füllt, das Gehege, das seine Form ändert. Dieser Leitfaden zeigt, wie Sie eine Prüfungs- oder Schulbuchaufgabe als Beschreibung umschreiben, die die KI bauen kann, welche Stufe Sie wählen und was sie kostet, wie Sie das Ergebnis mit der Musterlösung abgleichen und wie Sie Zahlenfragen ergänzen, die automatisch geprüft werden. Am Ende stehen drei durchgerechnete Beispiele in Physik, Chemie und Mathematik, jeweils mit der ursprünglichen Aufgabe, dem Prompt und dem, was Sie prüfen sollten.

Wenn Sie noch nie eine Simulation erstellt haben, lesen Sie zuerst Eine Simulation für Ihre Stunde mit KI erstellen. Dieser Leitfaden setzt voraus, dass Sie die Seite „Erstellen“ kennen.

Warum eine Prüfungsaufgabe in eine Simulation verwandeln?

Eine Prüfungsaufgabe friert einen Moment einer Situation ein. Eine Simulation lässt die Lernenden sich darin bewegen.

• Die Lernenden sehen den Aufbau. „Nur drei Seiten müssen eingezäunt werden“ überliest man leicht im Text und übersieht es unmöglich, wenn das Gehege an der Mauer gezeichnet ist.
• Sie können ihre eigene Antwort prüfen. Wer für den Wasserkocher 252 s berechnet, kann dieselben Werte einstellen und zusehen, wie das Thermometer bei 252 s 100 °C erreicht.
• Sie können fragen „Was wäre, wenn?“ Was, wenn der Wasserkocher nur 84 % Wirkungsgrad hat? Was, wenn mehr Säure da ist? Jede Variation ist eine neue Frage, die Sie nicht schreiben mussten.
• Fehlvorstellungen zeigen sich. Wer denkt, der Ausgangsstoff mit der kleineren Masse gehe zuerst aus, sieht das Zink übrig am Boden des Kolbens.
• Einmal bauen, viele Fragen. Eine gute Simulation zu einer Prüfungsaufgabe deckt die ursprüngliche Aufgabe, ihre Variationen und die Version des nächsten Jahres ab.

Zuerst die Bibliothek prüfen

Viele klassische Prüfungsaufgaben gibt es schon als Simulationen in der Bibliothek, und die sind kostenlos. Suchen Sie nach dem Thema, bevor Sie Credits ausgeben.

Die Aufgabe „zwei Autos fahren aufeinander zu“ ist ein gutes Beispiel. In der Bibliothekssimulation unten startet Auto A bei 0 m mit 10 m/s und 0,5 m/s², und Auto B startet bei 200 m mit −15 m/s und 0,5 m/s². Die Anzeige sagt, dass sie sich bei t = 8,00 s bei x = 96,0 m treffen, dieselbe Antwort, die die Lernenden aus 10t + 0,25t² = 200 − 15t + 0,25t² erhalten. Legen Sie die Zahlen Ihrer Prüfung an einem Freigabelink fest, und aus der Aufgabe wird eine Aktivität.

Ist eine Bibliothekssimulation fast richtig, aber nicht ganz, kostet ein Remix mit Mit KI anpassen 20 Credits und behält die Teile, die schon funktionieren.

So schreiben Sie eine Prüfungsaufgabe als Beschreibung um

Eine Prüfungsaufgabe ist für Lernende geschrieben, die eine Zahl finden müssen. Eine Beschreibung für die KI ist für einen Entwickler geschrieben, der eine ganze Situation zeigen muss. Schreiben Sie sie in sechs Schritten um.

1. Nennen Sie Fach, Stufe und Situation. „Physik, Klasse 10. Ein elektrischer Wasserkocher erhitzt Wasser.“
2. Machen Sie die gegebenen Größen zu Reglern. Jeder Regler bekommt einen Bereich, eine Schrittweite und einen Standardwert. Nutzen Sie die Zahlen der Prüfung als Standardwerte, damit die Simulation mit der ursprünglichen Aufgabe öffnet.
3. Machen Sie die Unbekannten zu Anzeigen. Was die Aufgabe verlangt (Zeit, Volumen, Fläche), wird ein Wert auf dem Bildschirm, mit Einheit und sinnvoller Zahl von Nachkommastellen.
4. Sagen Sie, was gezeichnet werden soll. Eine Skizze des Aufbaus, ein Diagramm gegen die Zeit oder gegen die Variable, Beschriftungen, die die Lernenden aus der Aufgabe kennen.
5. Übernehmen Sie die Konstanten und Annahmen der Prüfung genau. g = 9,8 oder 10 m/s², c = 4200 J/(kg·°C), Ar(Zn) = 65, ein molares Volumen von 24 dm³/mol, „kein Wärmeverlust“. Nutzt die Simulation andere Konstanten, stimmen ihre Antworten nicht mit dem Erwartungshorizont überein.
6. Entscheiden Sie, was verborgen bleibt. Bitten Sie um ein Kontrollkästchen „Werte anzeigen“, wenn die Lernenden rechnen sollen, bevor sie die Antwort sehen.

Das Beschreibungsfeld fasst bis zu 8000 Zeichen, Sie können also auch die ursprüngliche Aufgabe einfügen. Setzen Sie sie hinter Ihre eigene Beschreibung und beschriften Sie sie mit „Ursprüngliche Prüfungsaufgabe als Kontext“, damit die KI die Situation baut und kein Arbeitsblatt.

Welche Stufe und was sie kostet

Stufe	Kosten	Kostenlose Änderungen	Typische Prüfungsaufgabe
Einfach	15 Credits	5	Eine Formel, ein Diagramm oder eine maßstäbliche Skizze: Optimierung, eine Funktion, ein Verhältnis
Mittel	25 Credits	5	Ein Vorgang mit beweglichen Teilen: Erhitzen, eine Reaktion, Bewegung, ein Stromkreis
Komplex	80 Credits	10	Mehrere verknüpfte Stufen oder 3D: ein mehrstufiger Versuch, ein 3D-Molekül

Sind die kostenlosen Änderungen aufgebraucht, kostet jede weitere Änderung 2 Credits und eine komplette Neufassung 10 (30 bei Komplex). Fehlgeschlagene Aufträge erstatten ihre Credits automatisch. Die drei Beispiele unten kosten 25 + 25 + 15 = 65 Credits, etwa ein Drittel eines Pakets mit 200 Credits (10 $). Pro enthält jeden Monat 200 Credits; siehe Preise.

Das Ergebnis mit der Musterlösung abgleichen

KI-Ergebnisse können falsch sein, und eine Simulation zu einer Prüfungsaufgabe ist nur nützlich, wenn sie mit dem Erwartungshorizont übereinstimmt. Bevor die Lernenden sie sehen:

1. Öffnen Sie sie mit den Standardwerten. Das sind die Zahlen der Prüfung, die Anzeige sollte also die Antwort der Prüfung zeigen. Vergleichen Sie jeden Teil, (a), (b) und (c).
2. Ändern Sie einen Wert und rechnen Sie von Hand nach. Eine Simulation, die nur den Standardfall trifft, hat die Antwort womöglich fest einprogrammiert.
3. Testen Sie die Ränder. Minimum und Maximum jedes Reglers, dazu den Fall, in dem sich die Situation ändert (ein Ausgangsstoff vollständig verbraucht, das Wasser erreicht 100 °C).
4. Prüfen Sie Einheiten und Rundung. cm³ gegenüber dm³, Sekunden gegenüber Minuten und dieselbe Zahl signifikanter Stellen wie im Erwartungshorizont.
5. Beheben Sie nach Symptom. Beschreiben Sie in einer einzigen Änderung den falschen und den richtigen Wert: „Bei 1,5 kg, 2,0 kW und 20 °C erreicht das Wasser 100 °C bei 189 s, es müssten aber 252 s sein (Q = mcΔT = 504.000 J).“

Zahlenfragen mit Toleranz ergänzen

Die Musterlösung wird Ihre erste Frage. Klicken Sie auf Teilen, öffnen Sie den Tab Fragen und fügen Sie eine Frage vom Typ Zahl mit der Antwort der Prüfung, einer Toleranz und der Einheit hinzu.

Legen Sie die Toleranz nach der Rundung fest, die die Lernenden vornehmen werden. Akzeptiert der Erwartungshorizont 4,2 min und 252 s, fragen Sie nach Sekunden und akzeptieren Sie ± 3 s. Fügen Sie dann eine Variation hinzu, nach der die Prüfung nicht gefragt hat, und eine Vorhersage, bevor die Simulation freigeschaltet wird: „Braucht ein Wasserkocher mit halb so viel Wasser halb so lang?“ Der Leitfaden zum Sammeln von Schülerantworten führt durch jede Einstellung, und Simulationen zu Quizfragen hinzufügen behandelt Quizze in Lernplattformen.

Drei durchgerechnete Beispiele

Physik: Wasser im Wasserkocher erhitzen (Mittel)

Ursprüngliche Aufgabe: „Ein elektrischer Wasserkocher mit 2,0 kW Leistung enthält 1,5 kg Wasser bei 20 °C. Die spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt 4200 J/(kg·°C). (a) Berechnen Sie die Energie, die nötig ist, um das Wasser auf 100 °C zu erhitzen. (b) Berechnen Sie die dafür benötigte Zeit, wenn keine Energie verloren geht. (c) Der Wasserkocher braucht tatsächlich 5,0 Minuten. Berechnen Sie seinen Wirkungsgrad.“

Prompt:

Physik, Klasse 10, spezifische Wärmekapazität und Leistung. Ein elektrischer Wasserkocher erhitzt Wasser, mit Thermometer und Zeitmesser. Regler: Leistung 0,5–3,0 kW (Standard 2,0 kW), Masse des Wassers 0,5–2,0 kg (Standard 1,5 kg), Anfangstemperatur 5–40 °C (Standard 20 °C), Wirkungsgrad 50–100 % (Standard 100 %). Nutze c = 4200 J/(kg·°C). Erhitze das Wasser, wenn ich Start drücke, und stoppe bei 100 °C; modelliere kein Sieden. Zeige ein Temperatur-Zeit-Diagramm, die verstrichene Zeit in Sekunden, die vom Wasserkocher gelieferte Energie und die vom Wasser aufgenommene Energie in kJ. Buttons Start, Pause und Zurücksetzen und ein Kontrollkästchen „Werte anzeigen“.

Was Sie prüfen sollten:

• Standardwerte: aufgenommene Energie 504 kJ, 100 °C erreicht bei 252 s (4,2 min).
• Wirkungsgrad 84 %: 300 s, bei 600 kJ gelieferter Energie. Das ist Teil (c) rückwärts: 504 ÷ 600 = 84 %.
• Masse 0,75 kg: 126 s, die halbe Zeit.
• Die Steigung des Diagramms bei den Standardwerten: 2000 ÷ (1,5 × 4200) = 0,317 °C pro Sekunde.
• Die Temperatur darf nie über 100 °C steigen.

Zahlenfragen: „Wie lange braucht der Wasserkocher bei den Standardeinstellungen?“ 252 ± 3 s. „Stelle den Wirkungsgrad auf 84 %. Wie lange jetzt?“ 300 ± 3 s.

Die Simulation zur spezifischen Wärmekapazität der Bibliothek vergleicht Stoffe unter derselben Heizung. Wenn sie Ihrer Prüfungsaufgabe näherkommt, machen Sie stattdessen einen Remix davon.

Chemie: limitierender Reaktionspartner bei Zink und Säure (Mittel)

Ursprüngliche Aufgabe: „6,5 g Zink werden zu 100 cm³ Salzsäure mit 1,0 mol/dm³ gegeben. Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂. (a) Zeigen Sie, welcher Reaktionspartner im Überschuss vorliegt. (b) Berechnen Sie das Volumen des entstehenden Wasserstoffs bei Raumtemperatur und Normaldruck (1 mol Gas nimmt 24 dm³ ein). (c) Berechnen Sie die Masse des übrig bleibenden Zinks. (Ar: Zn = 65)“

Prompt:

Chemie, Klasse 10–11, limitierende Reaktionspartner. Zinkgranalien werden in einem Erlenmeyerkolben, der mit einer Gasspritze verbunden ist, zu Salzsäure gegeben. Reaktion: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂. Regler: Masse des Zinks 0–13 g in 0,5-g-Schritten (Standard 6,5 g), Volumen der Säure 0–200 cm³ in 10-cm³-Schritten (Standard 100 cm³), Säurekonzentration 0,5–2,0 mol/dm³ (Standard 1,0). Nutze Ar(Zn) = 65 und ein molares Volumen von 24 dm³/mol. Wenn ich Reagieren drücke, animiere Bläschen und die Gasspritze, die sich bis zum Endvolumen füllt. Zeige die Stoffmengen von Zn und HCl, welcher Reaktionspartner limitierend ist, das Volumen des Wasserstoffs in cm³ und die Masse des übrig bleibenden Zinks. Zeige übrig gebliebenes Zink im Kolben. Button Zurücksetzen.

Was Sie prüfen sollten:

• Standardwerte: 0,100 mol Zn und 0,100 mol HCl. HCl ist limitierend, weil das Zink 0,200 mol bräuchte. Wasserstoff: 0,050 mol, 1200 cm³. Übriges Zink: 3,25 g.
• 200 cm³ Säure: beide Reaktionspartner genau aufgebraucht, 2400 cm³ Wasserstoff, 0 g übrig.
• 3,25 g Zink mit 100 cm³: beide genau aufgebraucht, 1200 cm³.
• 13 g Zink mit 100 cm³: weiterhin 1200 cm³, mit 9,75 g übrigem Zink. Mehr Zink hilft nicht, wenn die Säure ausgeht.
• Achten Sie auf den häufigsten KI-Fehler: die 2 in 2HCl zu ignorieren, was bei den Standardwerten 2400 cm³ ergibt.

Zahlenfragen: „Welches Volumen Wasserstoff entsteht?“ 1200 ± 10 cm³. „Welche Masse Zink bleibt übrig?“ 3,25 ± 0,05 g. Eine gute Vorhersage zuerst: „Was geht zuerst aus, das Zink oder die Säure?“

Für Reaktionsgeschwindigkeiten statt Mengen hat die Simulation zum Gasvolumen im Zeitverlauf der Bibliothek bereits Zink, Säure und eine Gasspritze.

Mathematik: maximale Fläche eines eingezäunten Geheges (Einfach)

Ursprüngliche Aufgabe: „Ein Landwirt hat 100 m Zaun, um ein rechteckiges Gehege an einer langen, geraden Mauer zu bauen. Die Mauer bildet eine Seite, also müssen nur drei Seiten eingezäunt werden. Bestimmen Sie die Maße, die die größtmögliche Fläche ergeben, und diese Fläche.“

Prompt:

Mathematik, Klasse 10–11, quadratische Optimierung. Ein rechteckiges Gehege an einer langen Mauer, maßstäblich von oben gezeichnet, mit Zaun nur auf drei Seiten. Regler: gesamte Zaunlänge L von 40 bis 200 m (Standard 100 m) und die Breite x jeder Seite senkrecht zur Mauer, von 0 bis L/2 in 0,5-m-Schritten (Standard 10 m). Die Seite parallel zur Mauer ist L − 2x. Zeige beide Seitenlängen und die Fläche A = x(L − 2x) in m². Zeichne A gegen x mit einem Punkt, der sich mit dem Regler bewegt. Füge ein Kontrollkästchen „Maximum zeigen“ hinzu, das den Scheitelpunkt und seine Koordinaten markiert.

Was Sie prüfen sollten:

• Standardwerte, x = 10 m: 80 m an der Mauer, Fläche 800 m².
• x = 25 m: 50 m an der Mauer, Fläche 1250 m², das Maximum.
• x = 20 m und x = 30 m: beide 1200 m², symmetrisch um den Scheitelpunkt.
• L = 60 m: Maximum bei x = 15 m, Fläche 450 m².
• Zeigt das Maximum 625 m², hat die KI alle vier Seiten eingezäunt. Bitten Sie um eine Änderung: „Die Mauer ist eine Seite; nur drei Seiten werden eingezäunt.“

Zahlenfragen: „Wie groß ist die größtmögliche Fläche?“ 1250 ± 1 m². „Wie breit ist jede Seite senkrecht zur Mauer?“ 25 ± 0,5 m. Für andere Optimierungsaufgaben siehe die Simulation zu Optimierungsproblemen aus dem Alltag der Bibliothek.

Häufige Fragen

Kann ich die Prüfungsaufgabe direkt auf der Seite „Erstellen“ einfügen?

Das können Sie, aber Sie erhalten eine bessere Simulation, wenn Sie sie zuerst umschreiben: Regler mit Bereichen, Anzeigen, was gezeichnet werden soll und die genauen Konstanten. Fügen Sie die ursprüngliche Aufgabe zum Kontext darunter ein.

Welche Stufe sollte ich für eine Prüfungsaufgabe wählen?

Einfach für eine Formel und ein Diagramm, Mittel für die meisten Physik- und Chemieaufgaben mit einem Vorgang, Komplex nur für 3D oder mehrere verknüpfte Stufen.

Was, wenn die Antwort der Simulation nicht zum Erwartungshorizont passt?

Prüfen Sie zuerst die Konstanten: g, molares Volumen, relative Atommassen. Beschreiben Sie dann in einer Änderung den falschen und den erwarteten Wert. Jede Änderung erzeugt eine neue Version, zu der Sie zurückgehen können.

Können die Lernenden die Antwort in der Simulation sehen?

Nur wenn die Simulation sie anzeigt. Bitten Sie um ein Kontrollkästchen „Werte anzeigen“, damit die Antwort verborgen bleibt, bis die Lernenden hinschauen wollen. Damit sich die Lernenden zuerst festlegen, fügen Sie die Prüfungsaufgabe als Vorhersage hinzu: Die Simulation bleibt gesperrt, bis sie antworten.

Brauchen die Lernenden Credits oder ein Konto?

Nein. Credits werden nur beim Erstellen, Remixen oder Ändern verbraucht. Die Lernenden öffnen Ihren Link ohne Konto.