Abgeschlossene Projekte

Ziel von DEIN-MINT-ER ist, MINT in den Fokus Erlanger Jugendlicher zu stellen. Verschiedene Maßnahmen werden dabei Institutionen übergreifend zu einem  nachhaltigen Konzept vor Ort verknüpft, um außerschulische MINT-Lernorte mit regelmäßigen Hands on-Angeboten zur Entdeckung der eigenen MINT-Handlungsfähigkeit langfristig und gut sichtbar zu etablieren.

Das Verbundprojekt VoLL-KI entwickelt die Hochschulbildung auf drei Ebenen weiter: Auf der Makro-Ebene werden evidenzbasiert Studienprogramme weiterentwickelt, auf der Meso-Ebene entstehen kontextadaptive Empfehlungen für die individuelle Studiumsplanung und auf der Mikro-Ebene lernendenspezifische Diagnosen und Unterstützung. Dazu werden daten- und wissensbasierte Ansätze der Künstlichen Intelligenz (KI) kombiniert. Basierend auf Vorarbeiten zu Wissensgraphen, Fehlerbibliotheken für Programmierung, intelligenten Tutoringsystemen, erklärbarem und interaktivem maschinellen Lernen, Chatbots, virtueller Realität, sowie Empfehlungssystemen werden für ausgewählte Lehrveranstaltungen sowie KI- Einführungsveranstaltungen intelligente Unterstützungssysteme entwickelt. Studienverlaufsdaten werden über das Data-Warehouse-System CEUS zur Verfügung gestellt und im Projektverlauf systematisch erweitert. Daten über vorhandene und auszubauende Kompetenzen einzelner Studierender werden mit Daten über spezifische Gruppen – etwa bezogen auf Gender und Bildungsbiographien – kombiniert. Dadurch werden maßgeschneiderte Empfehlungen zur Studienplanung erstellt. Studierende können jederzeit Erklärungen für Empfehlungen anfordern, Alternativen explorieren und Prämissen korrigieren. Die Erweiterung des aktuellen Datenbestands durch das Monitoring der Lern- und Leistungsverläufe auf individueller sowie gruppenspezifischer Ebene wird in das Data-Warehouse Seite integriert und Studiengangsverantwortlichen als Dashboard zur Verfügung gestellt. Die entwickelten Angebote werden über den Projektverlauf mittels Befragungen und Logfileanalysen evaluiert, um sie formativ zu optimieren. Dabei kooperieren Wissenschaftler:innen aus den Bereichen KI, KI-nahen Bereichen der Informatik, der Informatikdidaktik und der Bildungsforschung aus drei benachbarten Hochschulen. Fokus im Projekt sind die Informatikstudiengänge an den drei Standorten: einer großen, ingenieurwissenschaftlich orientierten Informatik, einer mittelgroßen, interdisziplinär orientierten Informatik sowie einer kleinen, anwendungsbezogenen Informatik. Zum Projektende hin und danach werden die erfolgreichen Komponenten auf andere Studiengänge ausgeweitet und die Projektergebnisse in die Qualitätsmanagementprozesse der beteiligten Hochschulen integriert.

Die fortschreitende Digitalisierung verändert neben dem Arbeitsmarkt auch die Bildungslandschaft. Mit Mitteln aus dem DigitalPakt Schule werden u.a. im Zuge des Programms BAYERN DIGITAL II gravierende Veränderungen in der Informatikausbildung vorangetrieben, die wiederum neue Herausforderungen auf den verschiedenen Bildungsebenen mit sich ziehen. 
Das Projekt CS4MINTS begegnet eben diesen Herausforderungen entlang der Bildungskette und knüpft an bereits im Rahmen des Projekts MINTerAKTIV gestartete Maßnahmen, wie u.a. der Stärkung der Begegnung zunehmender Heterogenität der Studierenden im Zuge der Einführungsveranstaltung in die Informatik, an.So wird im Zuge der Begabtenförderung das Frühstudium in Informatik aktiv für Mädchen beworben und das Angebot explizit erweitert. Durch frühzeitiges Vorgehen gegen genderspezifische Stereotypen bzgl. Informatik sowie eine Erweiterung des Fortbildungsangebots um gendersensitiven Informatikunterricht in allen Schularten, soll langfristig ein signifikanter Anstieg des Frauenanteils im Fach Informatik erreicht werden.Durch die Erweiterung des Pflichtfachs Informatik in allen Schulen besteht außerdem ein großer Bedarf an geeigneten Unterrichtskonzepten und einer Stärkung der LehrerInnenbildung. Hierfür soll im Projektzeitraum ein regionales Netzwerk aufgebaut werden, um universitär erarbeitete und evaluierte Unterrichtsideen zur Stärkung von MINT im curricularen und extra-curricularen Rahmen zur Verfügung zu stellen. Im Jahr 2020 haben wir mit der ersten Pilotierung der Konzeption zur Automatisierung des Feedbacks im Übungsbetrieb der Einführungsveranstaltung in die Informatik begonnen. Dazu wurden die Rückgabewerte der JUnit-Tests von Abgaben analysiert und erste mögliche Fehlerquellen untersucht. Im nächsten Schritt soll eine Möglichkeit ausgearbeitet werden, wie auf Grundlage dieser Rückgabewerte auf Programmierfehler oder Fehlvorstellungen der Studierenden geschlossen werden kann. Ziel dieser Bemühungen ist es schließlich, den Studierenden ein automatisch generiertes, kompetenzorientiertes Feedback zu ermöglichen, welches ihnen nach Abgabe der Programmieraufgaben (oder ggfls. schon während der Erarbeitungsphase) zur Verfügung steht. Das Feedback soll aufzeigen an welcher Stelle Fehler im Programmcode auftraten sowie auf mögliche Ursachen hinweisen.Im Hinblick auf eine Begegnung von Heterogenität haben wir im Jahr 2020 die Inhalte des Repetitoriums für Informatik (RIP) dem bayerischen Lehrplan verschiedener Schularten gegenübergestellt. Die Inhalte sollen anschließend so angepasst werden, dass StudienanfängerInnen unterschiedlichster Bildungszweige gleiche Chancen haben, mittels des Repetitoriums mögliche Defizite zu erkennen und diese zu beheben. Außerdem wurde im Wintersemester 2020 während der Repetitoriumswoche erstmalig eine tägliche Programmiersprechstunde eingerichtet, in der es den TeilnehmerInnen möglich war Fragen zu stellen sowie Feedback zu den Aufgaben zu erhalten.Der Einstieg in die Programmierung stellt für viele Studierende eine der großen Hürden zu Beginn des Studiums dar. Um den Programmieranfänger:innen zusätzliches Feedback zu ermöglichen, haben wir im Jahr 2021 das Projekt Feedback+ konzipiert und pilotiert. Im Rahmen von Feedback+ haben die Studierenden die Möglichkeit, Probleme, welche während der Bearbeitung der Übungsaufgaben oder beim Einrichten/Benutzen der Programmierumgebung auftreten, zu dokumentieren und in wöchentlich buchbaren Einzelsprechstunden zusätzliches Feedback zu erhalten. Dazu wurde eine StudOn-Umgebung eingerichtet, in der Probleme systematisch dokumentiert werden können. Eine erste Evaluation in Form von Einzelinterviews mit den teilnehmenden Studierenden lieferte ein durchweg positives Feedback und einen Wunsch auf Fortsetzung des Projektes.