Umstrukturierung der Software-Architektur
"Durch die Umstrukturierung der Software-Architektur und den Wechsel der Programmiersprache von Matlab® auf den Open-Source-Code Python konnte eine Verringerung des Programmieraufwandes sowie eine Verbesserung der grafischen Oberfläche und der Bedienbarkeit erzielt werden."
Kategorien
Beschreibung
Herausforderung
Nach anfänglichen Programmierarbeiten in Matlab® zeigte sich, dass diese Art der Programmierung zu starre Strukturen aufweist und für neue Mitarbeitende aufwändig zu erlernen ist. Für die im Teilprojekt vorgesehene Aufgabenstellungen gab es nur wenig vergleichbare extern vorgefertigte Beispiele. Die Lizenz-Politik der Firma MathWorks erschwert zudem den langfristigen Einsatz der entwickelten Softwaretools. Zudem erwies es sich als schwierig geeignetes Personal mit Matlab-Erfahrung zu finden.
Herangehensweise
Der Wechsel der Programmiersprache Matlab® auf Python sowie die Umstrukturierung der Software-Architektur hin zu einer flexiblen Strukturierung erbrachten entscheidende Vorteile bezüglich der Einfachheit, Entwicklungsgeschwindigkeit sowie der späteren Wartung und Weiterentwicklung der Software.
Da zudem auf dem Arbeitsmarkt wesentlich mehr Python- als Matlab-Programmierer zur Verfügung stehen, erleichterte dies auch die Akquise der benötigten Mitarbeitenden.
Da Python als Open-Source-Anwendung eine sehr große Entwickler- und Nutzer-Community hat, existieren zahlreiche kostenfreie Beispiele, die sich an die eigenen Bedürfnisse anpassen lassen, was die Entwicklungsarbeiten immens erleichtert.
Der im Projekt entwickelte Programmcode ist auf Wunsch über GitHub oder per Mail erhältlich.
Zusammenhang
Diese Maßnahme wurde während der Entwicklung und Fertigung der Versuchsanlagen im Teilprojekt „Das virtuelle, ferngesteuerte Labor für Mikroalgen“ erprobt und hat sich in der Praxis bewährt.
Ziel war die Planung einer Laborlehrveranstaltung für den Bachelorstudiengang „Biotechnologie“. Hierzu wurde ein fernsteuerbarer Versuchsaufbau mit umfangreicher mess- und steuerungstechnischer Ausstattung entwickelt, wodurch das Algenwachstum aus der Ferne überwacht, gesteuert und optimiert werden kann.
Voraussetzung
Die Mitarbeitenden müssen über Programmierkenntnisse, vorzugsweise in Python, verfügen und zum interdisziplinären Arbeiten mit anderen Mitarbeitenden, z.B. aus der Biotechnologie, befähigt sein.
Eignung
Die entwickelte Software wurde mit mehreren Studierendengruppen erprobt und für sehr gut befunden.
Die Software läuft stabil und ist für zahlreiche neue Sensoren flexibel anpassbar.
Die Benutzeroberfläche sieht ansprechend aus und ist leicht zu bedienen.
Die Softwaretools lassen sich einfach an andere, ähnliche Anwendungen/Laborversuche anpassen.
Vorgehen/Schritte
Das Anforderungsprofil an die zu entwickelnde Software sollte detailliert festgelegt werden. Zu beachten sind dabei auch Randbedingungen, wie Verfügbarkeit, Lizenzgebühren, Verbreitung, Entwicklungsumgebung und vorgefertigte Beispiele, der vorgesehenen Programmiersprache. Weiterhin ist die Verfügbarkeit entsprechender Programmierer:innen auf dem Arbeitsmarkt zu berücksichtigen.
Hinweise
Effekte
Durch die enorme Erweiterung von zusätzlichen Python-Bibliotheken und Anwendungsbeispielen steigt die Erwartungshaltung an die technischen Aspekte des Projekts hinsichtlich der Adaption neuer Sensoren, der Datenbankverwaltung, der Reaktions- bzw. Rückmeldezeit der Datenbankabfrage sowie der Gestaltung der Benutzeroberfläche. Entsprechend sorgfältig sollte zuvor das Anforderungsprofil an die Software ausgelegt werden.
Learnings
Im Detail dauert die Programmierung spezifischer Komponenten doch länger als gedacht, auch wenn es dafür bereits klare Vorstellungen, Programmier-Konzepte und ähnliche Anwendungsbeispiele gab. („Der Teufel steckt oft im Detail“.)
Einmal eingeschlagene Programmier- und Vorgehensweisen sind nur schwer zu modifizieren. Häufig ist hier ein neues Konzept notwendig. Daher ist eine ausführliche Planung im Vorfeld mit allen möglichen Worst-Case-Szenarien unerlässlich.
Empfehlung
Nein, die Programmiersprache Python hat sich bestens bewährt.
Tipps
Ein ausführliches Pflichtenheft für die Erstellung der Software in all ihren Fassetten erstellen.
Methoden
Empfohlen
Nicht empfohlen
Kontakt
Das könnte Sie auch interessieren
TUM Learning Pathways
Mit den TUM LEARNING PATHWAYS werden wir das Studienangebot an der TUM grundlegend weiterentwickeln. Mit Learning Pathways bieten wir Studierenden einen flexiblen Rahmen für individuelle Learning Journeys, die es ihnen ermöglichen, neben ihrem Studiengang additive Lehrangebote zu nutzen und damit ihr Kompetenzprofil zu erweitern. Die Pathways unterstützen die Studierenden bei der Navigation durch das wachsende extracurriculare Angebot an der TUM, um den für sie passenden Lernpfad zu finden einen Pfad, der ihren Vorkenntnissen, Ressourcen und beruflichen Zielen entspricht. Um die Angebote zu strukturieren, arbeiten wir mit wissenschaftlich begleiteten, kuratierten Containern, in denen die Learning Pathways zu bestimmten Querschnittsthemen gebündelt sind. Wir beginnen mit vier Containern (Entrepeneurship, Nachhaltigkeit, Künstliche Intelligenz, Ethik und Verantwortung) und führen später weitere Container ein. Anreizsysteme sollen Studierende ermutigen, diese Angebote wahrzunehmen; so kann z.B. ein Learning Pathway zu einer formellen Zertifizierung in Form von Microdegrees führen - bis hin zu einem Stackable Master. Ergänzend zu dieser wachsenden Individualisierung etablieren wir Programme zur Förderung der beruflichen Identitätsbildung, um die Studierenden noch stärker in ihrer persönlichen und beruflichen Entwicklung und reflektierten fachlichen Sozialisation zu unterstützen. Die Pathways stehen auch Berufstätigen offen und ermöglichen generationenübergreifendes Lernen.
Projekt anzeigen
Unterrichtsvideos interaktiv aufbereiten
Die Analyse von Unterrichtsvideos erweist sich im Rahmen der Lehrkräfteprofessionalisierung als vielversprechend, gilt jedoch nicht per se als wirkungsvoll. Unterrichtsvideos müssen so aufbereitet werden, dass insbesondere Studienanfänger:innen systematisch angeleitet werden und so einen nachhaltigen Lerneffekt erzielen können. Im Projekt wurden Unterrichtsvideos ausgewählt, in denen beobachtet werden kann, wie eine Lehrkraft konstruktiv oder weniger konstruktiv mit Leistungsheterogenität umgeht. Es wurden relevante Szenen ausgewählt und in kurze Videosegmente unterteilt. Zu diesen Segmenten wurden Beobachtungsfragen formuliert, die sich an den Subprozessen der professionellen Wahrnehmung orientieren. Nach der Bearbeitung der Beobachtungsfragen können Studierende auf einen Sprachkommentar der Dozierenden zurückgreifen, der als Modellantwort dient. Evaluationen zeigen, dass insbesondere der Sprachkommentar sehr positiv von den Studierenden aufgenommen wird.
Maßnahme anzeigen
Schmitz, Sigrid (2025): Postcolonial Feminist Science Technology Studies. Inhalt und Strategie zur Dekolonialisierung der Lehre.
Die Auseinandersetzung mit feministisch-postkolonialen Science & Technology Studies bietet Ansatzpunkte für eine Dekolonialisierung der Lehre mit heterogenen Studierendengruppen. In diesem Beitrag stelle ich mein Seminarkonzept aus Natur-/Technikwissenschaften und Gender Studies vor. Die Studierenden können gemeinsam Konzepte und Themen des Forschungsfeldes bearbeiten und reflektieren dabei kontinuierlich die eigenen Positionen und Verständnismöglichkeiten. Entlang ihrer Erfahrungen und Rückmeldungen diskutiere ich Impulse und Herausforderungen für eine Dekolonisierung der Lehre.
Publikation anzeigen