KI4TUK – Individualisiertes und studienbegleitendes KI-ePortfolio für die Studieneingangsphase in MINT-Studiengängen

Beschreibung

Projektziel ist die Entwicklung eines KI-gestützten, virtuellen Lernassistenzsystems, das sich dynamisch an individuelle Stärken und Schwächen der Studierenden adaptiert und gezielt Förderansätze benennt. Werte wie Transparenz und Informationsautonomie bilden die Grundlage unseres vertrauenswürdigen KI-basierten Ansatzes. KI4TUK wird mathematische Anfängervorlesungen sowie Laborpraktika um Komponenten der Individualisierung und Personalisierung bereichern und völlig neue Lehr- und Förderkonzepte ermöglichen.

• Problem/Fragestellung: In vielen MINT-Studiengängen haben Studierende gerade in den Anfangssemestern häufig Schwierigkeiten mit mathematischen Vorlesungsinhalten. Das Fehlen wichtiger Kompetenzen bedingt eine hohe Abbruchquote oder langen Studienzeiten. Durch individuelle, maschinelle Unterstützung sollen zusätzlich zur persönlichen Rückmeldung durch Dozierende Studierende ein weiteres Werkzeug erhalten, um rund um die Uhr stets aktuelles Feedback zum eigenen Lernstand und empfohlenen Ressourcen zum Selbststudium zu erhalten.


• Rahmenbedingungen: Die Gestaltung von KI für personalisiertes, individualisiertes Lehren und Lernen entfaltet vor allem einen Mehrwert, wenn sie von hochschuldidaktischen Ansprüchen verbunden mit theoretischer Fundierung der Lehr-Lern-Forschung geleitet wird. Dazu werden Learning Analytics so gestaltet, dass Handlungsoptionen zur Unterstützung und Verbesserung von Lehr- und Lernprozessen ableitbar sind. Diese Aspekte sind gerade in vielen MINT-Studiengängen sehr wichtig, da hier hohe Abbrecherquoten zu beobachten sind, wodurch der aktuelle Höchststand an Arbeitskräftemangel mit mehr als 310.000 offenen Stellen nicht reduziert werden kann.

KI-Verfahren:

• statistisch / lernend

Ziel des KI-Verfahrens:

• Adaptive Lernunterstützung
• Analytics zur Systemverbesserung
• Assistenz und Kompensierung
• Automatisiertes Feedback

Studierendendaten mit Personenbezug:

• Evaluations- / Forschungsdaten (z. B. Interviews, Usability-Testung, Befragungen, etc.)
• Studiengangsspezifisches Kursmaterial

Forschungszweck:

• Entwicklung eines Prototypen zu Forschungszwecken

Anwendungszweck:

• Entwicklung eines Prototypen

Ethik:

• Gesetzliche Vorgaben
• Projektspezifische Maßnahmen (Qualitätssicherung / Check for Bias)
• Sensibilisierung der Mitarbeitenden (Weiterbildung / Multiplikator*innen)
• Vorgaben der Hochschule (Ordnungen, Satzungen)

Compliance:

• Digitalisierungsstrategie
• Hochschulentwicklungsplan
• Verhaltenskodex

Im Projekt werden durch ein eigenes übergeordnetes Arbeitspaket „Datenschutz, Ethik, Monitoring, Kommunikation“ wissenschaftliche Fragestellungen zur Implementierung des technoethischen Ansatzes und dessen Bewertung untersucht. In diesem AP erfolgt einerseits die Koordination und Erstellung der umfassenden Dokumentation der Projektarbeiten und Ergebnisse sowie die Implementierung des Datenmanagementkonzepts. Andererseits erfolgen hier die Arbeiten zur Realisierung des o.g. Verwertungsplanes wie Aufbau des Praxisnetzwerkes, die ethische Begleitung des Projektes und Implementierung der technoethischen Perspektive sowie die Erstellung von Ethik-Leitlinien unter Berücksichtigung der rechtlichen Bestimmungen sowie die Datenarchivierung.