Individuelles Feedback zu Programmieraufgaben
Ziel des Projekts ist die Erstellung und Erprobung eines offline verfügbaren Aufgabengenerators in den Bachelor Pflichtlehrveranstaltungen Datenbanken 1 und 2. In den Aufgabengenerator wird ein KI-gestützter Chatbot integriert, der Studierenden erstmalig inhaltlich und didaktisch individualisiertes Feedback gibt. Die Lehrinnovation besteht darin, dass Studierende in die Entwicklung und Testung des Chatbots eingebunden werden. Die zu bearbeitenden Aufgaben werden durch einen Aufgabengenerator mit einer Template Engine generiert. Studierende bearbeiten die interaktiven Aufgaben und interagieren mit dem Chatbot in Jupyter Notebooks. Der Chatbot nutzt zur Generierung des Feedbacks die studentischen Eingaben, Rückmeldungen aus der Datenbank und bereitgestellte Musterlösungen. Um ein didaktisch sinnvolles Antwortverhalten zu erreichen, werden auch die Erfahrungen von studentischen Tutoren verwendet. Das Projekt ermöglicht es erstmalig, die zunehmende Heterogenität der Studierenden an der Fachhochschule Dortmund im Hinblick auf Diversität, Mehrsprachigkeit und Barrierefreiheit produktiv für die Entwicklung eines KI-generierten Chatbots zu nutzen. Es leistet einen wichtigen Beitrag zum selbstorganisierten, praxisorientierten Lernen und steigert kritische Digital- und Medienkompetenzen (Future Skills) im Fach Informatik.
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Um Lücken in der medizinischen Praxisausbildung zu schließen, werden in den vergangenen Jahren verstärkt auf Augmented und Virtual Reality (AR/VR) Technologie basierende Lernprogramme entwickelt. Diese immersiven Technologien zusammen mit Entwicklungen auf dem Gebiet der Prozessierung natürlicher Sprache und KI-basierter Dialogsysteme bieten bisher weitgehend ungenutzte Möglichkeiten, Lernprozesse im digitalen/virtuellen Raum zu unterstützen. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, dass die kognitive Verarbeitungsfähigkeit (Cognitive Load) und die Echtheit der Lernerfahrung (Immersion/Presence) durch die instruktionale Unterstützung nicht negativ beeinflusst werden. In dem Vorhaben soll die bestehende VR-Lernumgebung für medizinische Notfallszenarien (STEP-VR) um eine virtuelle Tutorperson als Ansprechpartner für die Lernenden erweitert werden. Basis hierfür ist ein KI-basiertes Dialogsystem, das beruhend auf maschinellem Lernen flexibel zu verschiedenen Lernszenarien und perspektivisch auch unterschiedlichen Typen von Lernsoftware - trainiert werden kann. Auf diese Weise kann die virtuelle Tutorperson den Lernenden bedarfsgerecht Rückmeldungen und Hilfestellungen geben, aber auch Hintergrundwissen zum Lernkontext vermitteln. Im nächsten Schritt soll dessen Wirksamkeit auf Nutzungserfahrung, Lernerfolg und kognitive Belastung mit der von traditionellem automatisiertem Expertenfeedback verglichen werden.
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