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
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Nahrungsmittel der Zukunft- Insekten
Die Ernährung Europas ist im Wandel. Einerseits werden immer mehr traditionelle Ernährungsweisen jenseits ihrer Grenzen propagiert, andererseits etablieren sich neue Modelle. Auch das Bewusstsein hinsichtlich Klima und Tierwohl spielen eine Rolle. Der Konsum essbarer Insekten ist sowohl Jahrtausende alte Traditionen in vielen Regionen der Welt wie auch Novum in den Regionen, in denen sie bislang kaum konsumiert werden, z.B. Europa. Die kommerzielle Zucht entlastet natürliche Populationen, führt zu kontrollierter Qualität und schafft neue Verdienstmöglichkeiten. Da sie in großen Gruppen gezüchtet werden, benötigen sie dieselbe Aufmerksamkeit hinsichtlich Tiergesundheit und Tierwohl wie andere Nutztiere, und das wurde bisher nicht praktiziert. Ziel des Projektes ist, Tiermedizin- und Biologiestudierende auf dieses Arbeitsfeld vorzubereiten. In Semestermodulen lernen Erstere, wie man integrale Bestandsbetreuung auf einem Insektenbetrieb durchführt und Letztere, wie man bisher ungenutzte Arten auf die Verwendung als Nutztier prüft. Die Lehrinhalte umfassen u.a. Biologie, Anatomie, Physiologie, Krankheiten, Haltungsweise, gesetzlicher Rahmen sowie Tierwohl. Jedes Studierendenteam erhält die Aufsicht über eine Insektencharge, die sie betreuen. Vorlesungen, auch von internationalen Fachkolleg*innen, sowie eine Prüfung runden das Modul ab. Dadurch werden die Kursteilnehmer*innen zu kompetenten Ansprechpartnern für Landwirt*innen. Das Projekt wird über soziale Medien begleitet.
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Planung der Bildungsintervention: Wiki
Die Implementierung des Wikis (Maßnahme 2) setzt eine strukturelle, administrative und inhaltliche Planung voraus. Das Wiki wurde intern geplant, getestet, bestehende Kursinhalte in die auf Moodle aufgesetzte Wiki-Oberfläche übertragen sowie technische und inhaltliche Anleitungen für die spätere Nutzung durch die Studierenden erstellt. Die technischen und inhaltlichen Anleitungen dienen der Konsistenz der zu erstellenden Wiki-Beiträge. [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.]
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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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