Implementierung des Matlab-Web-App-Servers
In der Konzeptionsphase wurde die Anforderung aufgenommen, den digitalen Zwilling auch im Browser verfügbar zu machen, um eine bessere Integration in Moodle, der Lernplattform der Hochschule, zu ermöglichen. Der Matlab-Web-App-Server bietet die Möglichkeit, Matlab-Apps, die ansonsten nur als eigenständige Installation verfügbar sind, im Browser auszuführen.
Kategorien
Beschreibung
Herausforderung
Für die Entwicklung des digitalen Zwillings wurde aufgrund der vorhandenen Infrastruktur und Expertise Matlab verwendet. Standardmäßig bietet Matlab jedoch keine Möglichkeit, Programme im Browser auszuführen. Abhilfe schafft hier der Matlab-Web-App-Server, der die Ausführung von Matlab-Applikationen im Browser ermöglicht. Durch den Einsatz browserbasierter Anwendungen entfallen Installationsroutinen für die Studierenden. Zudem können die Anwendungen besser in LMS wie Moodle integriert werden.
Herangehensweise
Zunächst wurde geklärt, ob die Lizenz für den Matlab-Web-App-Server im Matlab-Landesvertrag Baden-Württemberg enthalten ist. Da dies der Fall war, hat das Rechenzentrum anschließend einen Server zur Verfügung gestellt, auf dem der Matlab-Web-App-Server installiert und konfiguriert wurde.
Zusammenhang
Diese Maßnahme wurde im Rahmen eines Online-Eingangstests für das Labor Bioverfahrenstechnik erprobt. Dieses Testat müssen alle Teilnehmenden vor Beginn der Laborveranstaltung bestehen. Dieser Online-Test wurde in Moodle implementiert. Insgesamt müssen drei Fragen mithilfe einer Simulation mit dem digitalen Zwilling beantwortet werden. Mit dem Matlab-Web-App-Server kann der digitale Zwilling direkt aus Moodle aufgerufen werden, ohne dass er auf dem lokalen Rechner installiert werden muss.
Voraussetzung
Die Installation und Wartung des Matlab-Web-App-Servers ist zeitaufwändig. Die Bereitstellung der erforderlichen personellen Ressourcen des Rechenzentrums muss frühzeitig geplant werden. Ebenso ist die Zeit zu berücksichtigen, die das IT-Personal für die Einarbeitung in die Thematik und die lauffähige Konfiguration des Systems benötigt.
Eignung
Die Durchführung des Online-Testats in Moodle ist nur mithilfe des Matlab-Web-App-Servers möglich, da dieser Test im Browser bearbeitet werden muss. Die Simulation mit dem digitalen Zwilling im Rahmen des Online-Testats bietet zudem noch einen weiteren wichtigen Vorteil. Bevor die Studierenden im Labor eine reale Kultivierung mit E.coli-Bakterien zur Herstellung von rekombinanten Proteinen in einem Bioreaktor durchführen, können sie den entsprechenden Bioprozess im digitalen Zwilling zeitbeschleunigt durchführen und lernen somit das Prinzip und den Ablauf des realen Versuchs kennen.
Vorgehen/Schritte
Es ist sicherzustellen, dass eine dauerhafte Lizenz für den Matlab-Web-App-Server vorhanden ist. Der Vertrag des Landes Baden-Württemberg mit MathWorks läuft im März 2026 aus. Planen Sie ausreichend Zeit ein, bis die entsprechende IT-Infrastruktur aufgebaut und der Server funktionsfähig konfiguriert ist. Ein direkter Kontakt zu MathWorks kann hierbei hilfreich sein.
Ermitteln Sie die benötigte Rechenleistung für Ihre Anwendung unter Berücksichtigung der Anzahl paralleler Zugriffe durch die Teilnehmer (ggf. externes Hosting abklären). Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Zugriffsberechtigung. Ursprünglich war geplant, dass die Studierenden über eine VPN-Verbindung auf den digitalen Zwilling zugreifen können. Es zeigte sich jedoch, dass nur wenige Studierende eine VPN-Verbindung eingerichtet hatten. Im Nachhinein hat es sich als zielführend erwiesen, den Zugang über ein Single-Sign-On-Login zu ermöglichen.
Hinweise
Effekte
Der Anfangsaufwand ist relativ hoch. Der laufende Betrieb erfordert zwar regelmäßige Wartung, der Aufwand hierfür ist jedoch überschaubar.
Learnings
Eine enge Zusammenarbeit mit dem Rechenzentrum ist entscheidend für die erfolgreiche Implementierung des Matlab-Web-App-Servers.
Fälschlicherweise wurde davon ausgegangen, dass die Studierenden über eine funktionierende VPN-Verbindung verfügen. Tatsächlich ist dies jedoch nur bei einem Bruchteil von ihnen der Fall.
Empfehlung
Zu Beginn des Projekts war nicht klar, dass der Landesvertrag für die Matlab-Lizenzen nicht verlängert werden würde. Dies hätte vermutlich zur Wahl einer anderen Programmiersprache (Python) geführt.
Methoden
Empfohlen
Kontakt
Das könnte Sie auch interessieren
Moderne KI-basierte Tools zur Unterstützung der Lehre an Hochschulen
In MoKITUL werden Anforderungen und Mehrwerte der Nutzung von künstlicher Intelligenz für die Lehre untersucht. Der Fokus liegt auf der Anpassung, der Einbettung und dem Einsatz verfügbarer KI-gestützter Tools zur Steigerung der Lehr- und Lernqualität und -effizienz von Lehrenden bzw. Studierenden. Die Vermittlung der internen Funktionsweise von KI- Werkzeugen wird nur soweit betrieben, wie sie für die sachgemäße und sichere Nutzung erforderlich ist. Die Projektdurchführung erfolgt interdisziplinär in Kooperation mit anderen Fachgebieten. In einer Analysephase werden Arbeitsweisen, Vorstellungen und (potenzielle) Bedürfnisse von ausgewählten Lehrenden und Ihren Studierenden erfasst. Parallel werden KI- basierte Software-Tools und -Services recherchiert, auf Funktionalität, Nutz- und Verfügbarkeit und Kosten analysiert. Daraus werden kurzfristig realisierbare Einsatzszenarien für die Vorbereitung und Durchführung von Lehrveranstaltungen entwickelt (Konzeptionsphase), die in zwei Semestern praktisch erprobt und evaluiert werden (Erprobungsphasen). Vorab werden Regelungen zum Datenschutz entwickelt und umgesetzt. Während der Erprobungsphase werden die Nutzenden technisch-operativ unterstützt, mit geeigneten Instrumenten befragt sowie der Aufwand für den Betrieb erhoben. Die Erkenntnisse werden zu Empfehlungen verarbeitet und veröffentlicht, um Lehrenden und Verwaltung eine Orientierung bei der Auswahl und Implementierung von KI-basierten Werkzeugen zu geben.
Projekt anzeigen
Konzeption von Social-Media-Formaten
[Anm. StIL: Diese Maßnahme wurde in einer Vorgängerversion der Abfrage dokumentiert. Bei der Übertragung auf das aktuelle Format kann es vorkommen, dass die Antworten nicht hundertprozentig zur Frage passen.] Ein Teil des Projektes ist das Erproben von (Geschichts-)Wissenschaftskommunikation auf Social Media. Dafür haben wir drei Formate entwickelt und umgesetzt, in denen wir auf unterschiedlichen Wegen versuchen, dieses Ziel zu erreichen, d. h. Forschungsmethoden und wissenschaftliche Erkenntnisse kurz und anschaulich zu präsentieren.
Maßnahme anzeigen
Multimodale Modellantworten als direktes Feedback bei der individuellen Unterrichtsvideoanalyse
Im Diskurs um Reformen in der Lehrkräftebildung wird der Forderung nach fundierten, berufspraktisch relevanten Kompetenzen u. a. mit dem Einsatz von Unterrichtsvideos begegnet. Dabei stellt sich nicht nur die Frage nach geeigneten Maßnahmen, um den Kompetenzerwerb auch im digitalen Raum bei der individuellen Videoanalyse zu begleiten, sondern es gilt auch zu untersuchen, welche Modalität diese Begleitmaßnahmen haben sollten, um für Studierende im Sinne der Cognitive Theory of Multimedia ansprechend und gut nutzbar zu sein. Es wurde eine Erhebung in einem videobasierten Online-Lernsetting durchgeführt, bei dem 137 Grundschullehramtsstudierende zwischen auditiven und transkribierten Modellantworten als direktes Feedback wählen konnten. Analog zur Feedbackmodalitätsforschung bestätigte sich das Audio als präferierte Modalität. Jedoch wurde ein einschränkender Reihenfolgeeffekt festgestellt. Erste Erklärungen, warum Studierende Audio oder Transkript präferieren, liefert eine Inhaltsanalyse.
Publikation anzeigen