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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Nutzbarmachung räumlicher Daten aus Geographischen Informationssystemen unter Anwendung virtueller Realitätsszenarien
Gerade in den naturwissenschaftlichen Studiengängen, in denen eine praktische Labor- und/oder Geländeausbildung Teil des Curriculums ist, entwickeln sich steigende Studierendenzahlen bei gleichzeitig konstanten Kapazitäten für Labor- oder Exkursionsplätze zunehmend zu einem Problem, welches durch die Einbindung virtueller Angebote verringert werden kann. Die große Herausforderung besteht allerdings darin, Inhalte auch digital so zu gestalten, dass es dabei zu einem vergleichbaren Lehr- und Lernerlebnis und -erfolg kommt. Durch NurGIS-VR werden bestehende Lehrveranstaltungen in den Bereichen der Natur- und Ingenieurswissenschaften mit Schwerpunkt auf der Erfassung, Modellierung und Abbildung von Geodaten weiterentwickelt, so dass die teilnehmenden Studierenden Kompetenzen entwickeln, um Daten und Simulationen in einer dreidimensionalen Umgebung zu visualisieren und zu bearbeiten, bis hin zu einer Darstellung in Systemen der Virtuellen Realität (VR). Im Rahmen des Projektes werden gezielt Lehr- und Lernszenarien zu Risikoereignissen wie Starkregen, Flutereignisse, Erdbeben und Hangrutschungen weiterentwickelt, um zusätzlich ein Bewusstsein für die Bedeutung und den Einfluss derartiger Ereignisse zu schaffen. Durch eine räumlich immersiven Darstellung wird eine schnellere Einschätzung der gefahren- und/oder risikobildenden Faktoren gewährleistet.
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Immersive Technologie in der Hochschule etablieren
Das VR-Lab bietet Lehrenden einen Raum, um immersive Technologien wie Virtual Reality, Augmented Reality, Mixed Reality, Extended Reality und 360°-Anwendungen für die eigene Lehre zu erproben. Da in der Hochschullehre häufig nur begrenzte Zeit und Ressourcen für experimentelle Methoden zur Verfügung stehen – trotz hoher Motivation und Engagement seitens der Lehrenden – setzt das Labor gezielt hier an. Es unterstützt Lehrende auf unterschiedlichen Kompetenzstufen, fördert praxisnahes, eigenständiges Ausprobieren und schafft eine kollegiale, förderliche Lernatmosphäre. Zentrales Element ist eine gelebte Experimentier- und Fehlerkultur, die dazu ermutigt, Neues zu wagen und aus den Auseinandersetzungen mit Bildungstechnologien produktive Lernerfahrungen zu gewinnen. Entscheidend ist zudem die Berücksichtigung individueller Bedürfnisse, um Vorbehalte abzubauen und Technikskepsis entgegenzuwirken. Der Erfolg des Lehrlabors basiert auf dem Zusammenspiel technischer, didaktischer und sozialer
Maßnahme anzeigen
Digitales Lehren und Lernen an der Hochschule. Strategien - Bedingungen - Umsetzung,
[Kurzbeschreibung folgt (Anm. StIL)]
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