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KIT - Karlsruher Institut für TechnologieKonzertierte Weiterbildungen zu künstlicher Intelligenz in der Hochschullehre 2023 - Baden-Württemberg 02
[Kurzbeschreibung folgt (Anm. StIL)]
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ra:ve - Raum für Veränderung
ra:ve Raum für Veränderung ist ein innovatives Lehrprojekt am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Das interdisziplinäre Lehrkonzept bringt Studierende der Regionalwissenschaft/Raumplanung, Geographie und Architektur mit praxisnaher transformativer Stadtforschung zusammen, indem sie aktiv an Veränderungsprozessen in einem Stadtquartier mitwirken.Angesichts der Herausforderungen des Klimawandels gewinnt eine gerechte, inklusive und resiliente Transformation von Städten zunehmend an Bedeutung. Im Zentrum von ra:ve steht die interdisziplinäre Suche nach kollaborativen Ansätzen, insbesondere in den zentralen Handlungsfeldern der Stadt der Zukunft: Wohnen, Mobilität sowie Nutzung und Aneignung des öffentlichen Raums.Herzstück des Projekts ist ein Netzwerklokal in der Karlsruher Südstadt, die zum Reallabor wird. Hier gestalten Studierende gemeinsam mit der Stadtgesellschaft ko-kreative Transformationsprojekte, welche die Verbindung zwischen Wissenschaft und Stadtgesellschaft nachhaltig stärken.So entstehen innovative Lehrformate, die Elemente des forschenden Lernens, der transdisziplinären Zusammenarbeit und gesellschaftlicher Relevanz verbinden. Verankert im neuen fakultätsübergreifenden Masterstudiengang Just Urban Transformations am KIT prägen sie die Lernkultur hin zu partizipativer, praxisnaher Hochschullehre. Die entwickelten Ansätze sind Inspiration für andere urbane Kontexte und regen Innovationen in Lehre, Wissenschaft und Stadtentwicklung an.
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Partnerschaft für innovative E-Prüfungen. Projektverbund der baden-württembergischen Universitäten
Mit »PePP« verfolgen alle baden-württembergischen Universitäten gemeinsam das Ziel, bislang ungenutzte Potentiale elektronischer Prüfungen für Lernende & Lehrende systematisch zu erschließen sowie bestehende Erfahrungen breiter verfügbar zu machen. In der Corona-Pandemie haben elektronische Prüfungen an Relevanz hinzugewonnen. Jetzt geht es darum, erfolgreiche Ansätze in nachhaltige Lösungen zu überführen. Mit »PePP« werden in Reallaboren technisch-didaktische Innovationen (weiter-)entwickelt und an mehreren Universitäten ausgerollt, unter verschiedenen fachlichen, infrastrukturellen und organisatorischen Rahmenbedingungen erprobt sowie qualitätsorientiert weiterentwickelt und skaliert. Angestrebt werden eine Stärkung der Kompetenzorientierung, mehr Mobilität und Flexibilität sowie eine größere Lernendenzentrierung von Prüfungen. Querschnittscluster geben hochschuldidaktische Impulse, unterstützen die Qualifizierung Lehrender und generieren Feedback zur Güte von E-Prüfungen. Begleitend werden rechtliche Fragen sowie Chancengerechtigkeit, Inklusion und Akzeptanz reflektiert. Das alle Bereiche einschließende Qualitätsentwicklungs- und Supportkonzept sowie der verbundübergreifende Transfer runden das Gesamtvorhaben ab.
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Anwendungsorientierter interdisziplinärer Vorkurs
Zum Studieneinstieg in einem Ingenieurstudiengang oder einem naturwissenschaftlichen Fach wird vielfach die Fähigkeit zum fachübergreifenden Arbeiten mit mathematischen Methoden erwartet. Erfahrungsgemäß gehört hier eine gewisse Übung und Erfahrung dazu. Dabei stellt der praktische Einsatz mathematischer Fertigkeiten zu Rechenverfahren der Schulmathematik im angewandten Kontext, beispielsweise mit Formeln aus der Physik oder Chemie, eine besondere Herausforderung dar.In einem interdisziplinär angelegten Konzept sollen die Inhalte und die Art des Lehrens und Lernens für einen angewandten Mathematik-Vorkurs beschrieben und Materialien ausgearbeitet werden, welche angemessene Diskussions- und Übungsmöglichkeiten anbieten: Zu allen zentralen Inhalten werden offen gestaltete Aufgaben entwickelt, welche zum eigenständigen Problemlösen und zur gemeinsamen Diskussion in den Tutorien anregen. Zudem soll es viele Aufgaben mit Bezug zu naturwissenschaftlichen Anwendungen geben.Die angehenden Studierenden sollen durch diese neue einführende Veranstaltung ein besseres Verständnis zum Einsatz mathematischer Methoden in ihrem Fach erlangen und praktische algorithmische Kompetenzen erwerben. Außerdem sollen mit den aktivierenden Elementen in der Lehrveranstaltung sowie den interaktiven Tutorien mit Diskussions- und Gruppenphasen erste wichtige Fähigkeiten für ein wissenschaftliches Studium praktisch geübt und von Beginn an forschendes Lernen erlebt werden können.
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Hybrides Lernen Ingenieurwissenschaften" - Ein Projekt zur Integration von digitaler Off- und implementierungsnaher On-Campus-Lehre für Ingenieure
Im Bereich der ingenieurwissenschaftlichen Lehre lag der Fokus bisher vor allem auf der Vermittlung der theoretischen Grundlagen und der gedanklichen Modellierung. Das Schließen des Kreises, also Bauen, Inbetriebnahme und Nutzung eines Systems, war bisher nur sehr eingeschränkt möglich, da der Aufbau aufwändig und Platz beschränkt ist. Mit den neuen Technologien (I4.0) und Digitalisierung hat sich das positiv verändert. Gleichzeitig wird aus Studierendensicht der Wert einer Präsenzveranstaltung nach der Zeit der "Fernlehre" neu bewertet. In Zukunft soll die Präsenzzeit genutzt werden, damit die Studierenden Ihre Wirksamkeit - im Sinne eines erstellten und betriebenen Systems und dem daraus gelernten Umgang mit Modellen und realem System, erfahren können. Im Gegenzug soll die Vermittlung theoretischer Inhalte didaktisch auf das unabhängige, elektronisch gestützt Lernen umgestellt werden. Dazu sind die vorhandenen digitalen Lernangebote zu ertüchtigen. Speziell für die praktische Anwendung existieren bereits auf der Versuchsfläche des Instituts für Fördertechnik und Logistiksysteme (IFL), sowie zukünftig durch den Neubau des Lern- und Anwendungszentrums Mechatronik (LAZ) Platz- und Hardwarekapazitäten, die durch entsprechende Anpassungen auf die Veranstaltung nutzbar gemacht werden können. Durch die Nutzung der bestehenden Anlagen auf der Versuchsfläche (Fördertechnik und Robotik) des IFL können Studierende zudem umsetzungsorientiert an neuester Technologie lernen.
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Konzertierte Weiterbildungen zu künstlicher Intelligenz in der Hochschullehre 2024 - Baden-Württemberg 02
[Kurzbeschreibung folgt (Anm. StIL)]
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Embodied Conversational Agents (ECAs) in der Lehre
Die persönliche und individuelle Begleitung von Studierenden ist für gutes Lernen, Wohlbefinden und Freude am Studium von zentraler Bedeutung. Lehrende sind häufig ausgelastet und können die individuelle Betreuung nicht sicherstellen. Die Integration Künstlicher Intelligenz, wie z.B. ChatGPT, in Selbststudium und Lehre erfordert Konzepte, wie KI gewinnbringend für Studierende, Lehrende und Hochschulen eingesetzt werden kann. Wir sehen die Möglichkeit, diese Herausforderungen zu verbinden und KI zur Verbesserung der Studienerfahrung einzusetzen. Unsere Idee ist, einen verkörperten, KI-basierten Assistenten (embodied conversational agent, EAC) zu entwickeln, der sowohl im individuellen Studierendenalltag als auch in der Lehre zum Einsatz kommt. Durch die Verkörperung wird eine personalisierte Interaktionserfahrung erzeugt, die das Training sozialer Kompetenzen ermöglicht und Hochschulangehörige körperlich aktiviert. Sprachfunktion und Mimik reduzieren Barrieren für Studierende mit Beeinträchtigungen. Das Institut für Intelligente Interaktion und Immersive Erfahrung (IIIX) qualifiziert sich für die Durchführung des Projekts durch die Erfahrung in der Entwicklung von KI-Assistenten, die technischen Ressourcen sowie die notwendige Expertise in Pädagogik, inklusiver KI und Informatik. Mit dem UniC möchten wir Studierende in ihren Lernkompetenzen unterstützen, Lehrende entlasten und die Hochschule in eine interaktive und sozial unterstützende Lernumgebung transformieren.
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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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CoFacS – Simulating a Complete Factory to Study the Security of Interconnected Production
While the digitization of industrial factories provides tremendous improvements for the production of goods, it also renders such systems vulnerable to serious cyber-attacks. To research, test, and validate security measures protecting industrial networks against such cyber-attacks, the security community relies on testbeds to simulate industrial systems, as utilizing live systems endangers costly components or even human life. However, existing testbeds focus on individual parts of typically complex production lines in industrial factories. Consequently, the impact of cyber-attacks on industrial networks as well as the effectiveness of countermeasures cannot be evaluated in an end-to-end manner. To address this issue and facilitate research on novel security mechanisms, we present CoFacS, the first COmplete FACtory Simulation that replicates an entire production line and affords the integration of real-life industrial applications. To showcase that CoFacS accurately captures real-world behavior, we validate it against a physical model factory widely used in security research. We show that CoFacS has a maximum deviation of 0.11% to the physical reference, which enables us to study the impact of physical attacks or network-based cyber-attacks. Moreover, we highlight how CoFacS enables security research through two cases studies surrounding attack detection and the resilience of 5G-based industrial communication against jamming.
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