Open-Source Intelligent Tutoring System for Programming Exercises in Engineering Education
Implementing control and machine learning algorithms in MATLAB and Simulink is a critical competency in advanced control engineering. While immediate feedback is essential for fostering intuitive understanding, it is traditionally constrained to scheduled exercise sessions or consultation hours. To bridge this gap, this project introduces an open-source intelligent tutoring platform that provides continuous, on-demand feedback. To accommodate diverse solution strategies, the platform employs a hybrid evaluation strategy combining result-based and code-based metrics. This ensures that valid alternative solutions that differ from predefined sample solutions are not misclassified. In case of incorrect solutions, a Large Language Model, contextualized with sample solutions and task classification results, offers auxiliary support for students struggling to initiate or complete tasks. Instructional scaffolding is adaptively adjusted to guide students toward independent problem-solving. We position this platform as a supplementary tool designed to enhance, rather than replace, valuable interactions between students and human tutors. Built on open-source tools, the system is architected for reusability, enabling lecturers across engineering subjects to adapt the framework to their teaching needs easily.
Auf einen Blick
Autor:innen & Herausgeber:innen
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Compressor Aerodynamics Tangible and Application Oriented
Das beantragte Projekt ermöglicht die Konzeptionierung sowie Implementierung einer projektorientierten Lehrveranstaltung des Fachgebiets Luftfahrtantriebe der Technischen Universität Berlin. Ziel des Projekts ist es, neben der Konzeption der LV einen speziell für die Ausbildung vorgesehenen Windkanal (einen Vertikalverdichter) zu entwickeln, welcher die Leistungsbeurteilung einer sog. Verdichterstufe, als Beispiel für eine Triebwerkskomponente, erlaubt. An dem Windkanal werden mehrere studentische Projektgruppen die Verdichterstufen experiementell validieren, welche vorab mithilfe verschiedener Auslegungsmethoden designt und mittels des Rapid Prototyping gefertigt wurden. Zu den geplanten Lehrinhalten zählen nicht nur industrierelevante Prozessketten zur Auslegung von Axialverdichtern, sondern auch Einblicke in das wissenschaftliche Arbeiten, die Vorstellung aktueller Forschungsergebnisse aus dem Bereich Verdichteraerodynamik als auch die strategische Suche nach gesellschaftlich relevanten, offenen wissenschaftlichen Fragestellungen.
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Digitale Prüfungen evaluieren
Zur Optimierung der im Projekt ii.oo entwickelten, digitalen kompetenzorientierten Prüfungskonzepte (Good Practices) war es erforderlich, die Rückmeldungen der Studierenden zu den Prüfungen einzuholen, um Verbesserungspotentiale zu identifizieren und Studierenden faire und praxisnahe Prüfungsformate zu ermöglichen. Da es zum Start des Projekts 2021 noch keine Evaluationsinstrumente für digitale Prüfungen gab, weil das Thema durch Corona erst breit in die Hochschulen integriert wurde, ist ein eigenes Evaluationskonzept sowie ein Fragebogen entwickelt worden, der an verschiedenen Hochschulen und in verschiedenen Fachbereichen eingesetzt werden konnte.
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Evaluation von Studium und Lehre ko-kreativ gestalten
Der Begriff Ko-Kreation ist trotz seiner bis in die 60er Jahre zurückgehenden Historie im Hochschulkontext noch relativ neu. Um aufzuzeigen, wo ko-kreative Ansätze in der Qualitätsentwicklung von Studium und Lehre bereits Anwendung finden oder worin die Potentiale und Risiken liegen, versammelt die Publikation zentrale Beiträge einer Jahrestagung des Arbeitskreises Evaluation der HAW in NRW in 2024. Auf ihr wurden ko-kreative Projekte vorgestellt, die aktuelle Praxis in Evaluation und Qualitätsentwicklung reflektiert sowie neue Anwendungsbezüge aufgezeigt und gemeinsam mit Teilnehmenden aus den Bereichen Evaluation, QM und Hochschuldidaktik sowie Studierenden und Lehrenden diskutiert. Einleitend führen die Herausgeber:innen in Konzept, Herkunft, Trends und konkrete Praxisbeispiele für Ko-Kreation in Lehre, Curriculums- und Organisationsentwicklung ein und diskutieren Implikationen, Chancen und Herausforderungen für das Feld. In den folgenden 14 Beiträgen (begutachtet im Double-Blind-Peer-Review-Verfahren) werden ko-kreativ angelegte Evaluations- und Entwicklungsprojekte an Hochschulen sowie Praxisbeispiele, die partizipative bis ko-kreative Elemente in die Prozesse der Qualitäts- und Studiengangsentwicklung systematisch integrieren, vorgestellt und reflektiert, sowie das Feld der Lehrveranstaltungsevaluation teils anhand von Interviewstudien beleuchtet und mit Blick auf die Möglichkeiten zur Weiterentwicklung des Instrumentariums diskutiert.
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