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Die AT&S verfolgt als international agierender Leiterplattenproduzent das Ziel den Unternehmenserfolg zu sichern und auszubauen. Um dieses Ziel erreichen zu können, müssen im Rahmen des unternehmerischen Handelns Risiken eingegangen und Chancen genutzt werden. Dynamische Marktentwicklungen können den Erfolg des Unternehmens beeinflussen. Aufgrund dessen hat das Chancen- und Risikomanagement in den vergangenen Jahren an Bedeutung gewonnen. Um frühzeitig auf Abweichungen von den Unternehmenszielen reagieren und Maßnahmen ergreifen zu können, hat der Kooperationspartner ein konzernweites Risikomanagementsystem etabliert.
Durch die Abgrenzung des Risikomanagements von anderen Steuerungsinstrumenten besteht die Gefahr, dass das Risikomanagement als Fremdkörper angesehen wird und somit Chancen und Risiken nicht optimal in der Unternehmensführung berücksichtigt werden. Die zentrale Aufgabe dieser Arbeit war daher aufzuzeigen, wie der Risikomanagementprozess optimal in die Unternehmenssteuerung integriert werden kann, um einen wesentlichen Bestandteil der Unternehmensführung darzustellen und eine bestmögliche Berücksichtigung von Chancen und Risiken in Entscheidungen zu erzielen.
Auf Grundlage einer Literaturrecherche wurden der idealtypische Risikomanagementprozess sowie die Maßnahmen zur Integration in die Unternehmenssteuerung erörtert. Für die Ermittlung der in der Unternehmenspraxis angewendeten integrativen Risikomanagement-ansätze wurde eine qualitative Erhebung in Form von Experteninterviews mit Risikomanagern aus Industrie- und Versorgungsbetrieben durchgeführt. Anschließend wurde der Ist-Prozess des Risikomanagements und der Unternehmenssteuerung beim Kooperationspartner analysiert. Basierend auf den durchgeführten Analysen konnten Stärken und Schwächen des Risikomanagements in der AT&S abgeleitet und Verbesserungsmaßnahmen definiert werden.
Bei der Durchführung der Analysen wurde ersichtlich, dass in allen Bereichen des Risikomanagementprozesses Verbesserungsmaßnahmen möglich sind. Insbesondere die Verankerung des Risikobewusstseins im Unternehmen, die Modifikation der Risikobewertung sowie die Berücksichtigung von Risikoaspekten in der Strategiefindung tragen wesentlich zur Weiterentwicklung des Risikomanagements in der AT&S bei.
Aufgrund von gesetzlichen Änderungen und rasanten Entwicklungen auf den Märkten wird auch in Zukunft der Fokus auf dem Risikomanagement liegen. Die Optimierung des Risikomanagementprozesses sowie die Integration in die Unternehmenssteuerung können zur langfristigen Sicherung und dem Ausbau des Unternehmenserfolgs der AT&S beitragen.
Um das Fortbestehen eines Unternehmens gewährleisten zu können ist es unerlässlich, dessen Performance zu messen. Basierend auf den Entwicklungen können Maßnahmen abgeleitet werden, um die Performance und somit das Unternehmen in die gewünschte Richtung zu steuern.
Mithilfe von traditionellen Kennzahlensystemen kann die finanzielle Performance eines Unternehmens gemessen werden. Bekannte Kennzahlensysteme wie das Du Pont-Kennzahlensystem oder das ZVEI-Kennzahlensystem sind in der Praxis weit verbreitet und wurden aufgrund der sich ständig ändernden Anforderungen an die Performancemessung stets weiterentwickelt. Nichtsdestotrotz hat sich in den letzten Jahrzehnten eine Entwicklung von traditionellen Kennzahlensystemen zu modernen Performance Measurement-Systemen aufgetan. Die isolierte Betrachtung von finanziellen Kennzahlen hat sich als nicht ausreichend erwiesen. Die Balanced Scorecard sowie das Tableau de Bord stellen zwei Performance Measurement-Systeme dar, welche zusätzlich auch nicht-finanzielle Kennzahlen beinhalten und damit eine hohe Praxisrelevanz aufweisen. Ein Ziel dieser modernen Performance Measurement-Systeme ist es, nicht-finanzielle Kennzahlen zu identifizieren, welche in einer Ursache-Wirkungs-Beziehung zu den finanziellen Kennzahlen stehen und somit einen Indikator für diese bilden.
Aktuell werden bei der Performancemessung beim Kooperationspartner finanzielle Kennzahlen fokussiert. Da es sich dabei hauptsächlich um Spätindikatoren handelt, werden Trends erst spät aufgezeigt. In der Folge kann auf Veränderungen nur mit Verzögerungen reagiert werden. Um Trends frühzeitig erkennen zu können, sollen neben finanziellen Kennzahlen auch nicht-finanzielle Kennzahlen ermittelt werden. Dabei sollen in Anlehnung an die Balanced Scorecard verschiedene Perspektiven betrachtet werden.
Zweck der Arbeit ist es, eine Auswahl an finanziellen und nicht-finanziellen Kennzahlen zu treffen, anhand derer die Performance der Abteilung Customer Service optimal gemessen werden kann. Mithilfe eines Workshops und einer Bewertung von Kennzahlen durch MitarbeiterInnen der Abteilung werden Kennzahlen ausgewählt, welche dafür geeignet sind.
Die Auswahl von aussagekräftigen monetären und nicht-monetären Kennzahlen stellt einen ersten wichtigen Schritt dar, um die Performancemessung zu optimieren. Die Erstellung eines Steuerungscockpits und somit die Umsetzung des Konzeptes muss jedoch erst durchgeführt und konsequent verfolgt werden, um von den gewonnenen Erkenntnissen aus der Arbeit profitieren zu können.
Der schnell wachsende Onlinehandel ist mit Chancen, aber auch Herausforderungen verbunden. Zur Stärkung und zum Ausbau der Wettbewerbsfähigkeit hat sich die UNITO GmbH ein jährliches Umsatzziel gesetzt. Die Festlegung der dafür notwendigen strategischen und operativen Ziele erfolgte bereits und das Marketing- und Vertriebscontrolling des Unternehmens ist der Hauptverantwortliche für die Zielerreichung. Erst der Einsatz von Kennzahlen ermöglicht die Messung der Ziele. Der Kooperationspartnerin fehlt eine Übersicht über die Kenngrößen im Onlineversandhandel, deshalb gibt es auch keine einheitliche Definition der Key Performance Indicators für die umsatzstärksten Shops. Kein Bericht zeigt den Leistungsfortschritt und stellt die Marken gegenüber. Aus diesem Grund sind eine Steuerung und eine Überwachung der Ziele aktuell nur mit erhöhtem Aufwand möglich. Die vorliegende Masterarbeit zeigt den Aufbau eines KPI-Tool, das die wichtigsten Schlüsselkennzahlen im E-Commerce umfasst. Dieser Report ermöglicht die Steuerung und Überwachung der Ziele der UNITO GmbH. Die theoretische Erhebung der Kenngrößen für die Bereiche `Markt`, `Finanz`, ´Marketing´ und ´Vertrieb´ sind in einem Kennzahlenkatalog zusammengefasst. Ein Workshop, der durch einen Leitfaden gestützt wird, und der erstellte Katalog dienen zur Auswahl der Key Performance Indicators. Zur Gewährleistung einer empfängerInnenorientierten Auswahl und eines dementsprechenden Aufbaus des Tools setzt sich der TeilnehmerInnenkreis aus der zukünftigen Zielgruppe zusammen. Das Ergebnis des Workshops sind drei neu definierte Kennzahlenbereiche, aus denen sich acht Schlüsselkennzahlen sowie ihr notwendiger Detaillierungsgrad ergeben. Die gemeinsame Diskussion legt die bestmögliche Datenquelle fest und klärt die Verantwortlichkeit im Unternehmen. Die auf die EmpfängerInnen abgestimmte Grundstruktur für die Gestaltung des Tools, die zukünftige Kommunikationsart und der Hauptverantwortliche für das Tool sind festgelegt. Die Ergebnisse aus dem Workshop und die theoretische Erhebung der Gestaltungsprinzipien eines Reports fließen in die Erstellung des KPI-Tools mit ein; das Excel-Tool ist erfolgreich im Unternehmen implementiert. Das empfängerInnenorientierte KPI-Tool ermöglicht einen raschen Überblick über den Leistungsfortschritt und alle notwendigen Detailinformationen; daraus lassen sich die notwendigen Handlungsbedarfe ableiten. Das erstellte Tool ist kein starres System, sondern lässt sich an die Bedürfnisse der Zielgruppe anpassen.
Ein Versandhandelsunternehmen, das nach dem Konkurs im Jahr 2013 wieder wächst, möchte nun eine Deckungsbeitragsrechnung einführen, um die Rentabilität von Produkten und Produktgruppen überprüfen zu können. Die vor dem Sanierungsverfahren verwendete Deckungsbeitragsrechnung konnte aus verschiedenen Gründen nicht adaptiert werden. Aus diesem Grund wurden die Berechnungslogik sowie der Aufbau der Deckungsbeitragsrechnung neu erarbeitet. Bei der Neugestaltung der Deckungsbeitragsrechnung wurde ein besonderes Augenmerk auf die kausale Zuordnung der Kosten zu den Produkten gelegt. Die Kostenverrechnung erfolgte auf Basis verschiedener Zuordnungsprinzipien und verschiedener Verteilungsprinzipien. Um die Kosten nach den oben genannten Grundsätzen zuordnen zu können, müssen die Kosten zunächst auf ihre Eigenschaften überprüft werden. Als Basis dienen die Kosten, welche beim Kooperationspartner angefallen sind. Darüber hinaus müssen die angefallenen Kosten anhand ihrer Variabilität bewertet werden. Anhand dieser Beurteilung werden die Kosten in weiterer Folge als variable Kosten und als Fixkosten kategorisiert. Anschließend müssen die Kosten den Kostengruppen zugeordnet werden. Dabei wird eine möglichst verursachungsgerechte Kostenverrechnung auf die Kostenträger angestrebt. So sollen beispielsweise versandhandelsspezifische Rückabwicklungskosten, welche für retournierte Waren anfallen, möglichst verursachungsgerecht zugeordnet werden. Es sollte festgelegt werden, ob und wie die Kosten den Artikeln zugeordnet werden können oder wann es sinnvoll ist, sie der Produktgruppe zuzuordnen. Wenn Kosten nicht auf Artikel- oder Warengruppenebene zugeordnet werden können, werden diese als Fixkosten in einem Block zusammengefasst. Es gilt dabei zu vermeiden, dass die Zuordnung zu den Unternehmensfixkosten erfolgt. Bezugnehmend auf den Kooperationspartner werden in dieser Arbeit auch die Schwierigkeiten aufgedeckt, die in der Praxis bei der Kategorisierung von Kosten auftreten. Die Literatur bezieht sich bei der Kategorisierung der Kosten häufig auf Industrieunternehmen. Daher musste die Anwendung der Kostenverteilung und die Erstellung der Deckungsbeitragsberechnung auf den Versandhandel übertragen werden. Aufgrund der unterschiedlichen Interpretationen und der strengeren oder weniger strengen Interpretation der Kostenverteilungsprinzipien sowie der unterschiedlichen Interpretationsmöglichkeiten, ist eine vollständige und eindeutige Zuordnung oft sehr schwierig bzw. nicht möglich. Schlussendlich muss in vielen Fällen ein Kompromiss eingegangen werden, welcher zwischen einer verursachungsgerechten Zuordnung, der Wirtschaftlichkeit sowie dem Informationsbedarf des Kooperationspartners liegt.
Das Management Reporting stellt eine bedeutende Informationsversorgungsquelle zur Steuerung eines Unternehmens dar. Die Inhalte der Berichtserstattung sollten die besonderen Charakteristika des Unternehmens darstellen. Für mWS myWorld Solutions AG ist die Besonderheit das Geschäftsmodell, da es sich hier um einen konzerninternen Dienstleister handelt. In den letzten Jahren ist das Unternehmen stetig gewachsen, wodurch sich der Bedarf des Unternehmens an Steuerung und Kontrolle dementsprechend vergrößert hat. Demzufolge wurde im Rahmen dieser Masterarbeit das Management Reporting als Kerninstrument für die Informationsübermittlung an das Management optimiert.
Die Problemstellung dieser Masterarbeit ist die Optimierung des Management Reporting Prozesses und der Inhalte der Berichte, sodass diese den Zweck des Reportings erfüllen. Das Ziel des Reportings ist die Übermittlung der Information über die Ertragslage des Unternehmens mit dem Fokus auf die Entwicklung der Kosten auf Unternehmens- und auf Projektebene. Als Output der Inhaltsoptimierung wurde ein MS Excel-Tool erstellt. Hier wurde der Grad der Aggregation durch eine zusätzliche Darstellung der Budget-Ist-Abweichungsanalyse auf Projektebene optimiert. Die optische Darstellung der Inhalte wurde durch die Einführung eines Ampelsystems verbessert und die Berichtsinhalte wurden durch die Einführung von fünf Kennzahlen erweitert. Um die Optimierungspotenziale festzustellen, wurde ein leitfadengestütztes Interview mit dem Vorstandsvorsitzenden durchgeführt. Für die Endauswahl der Kennzahlen wurde das Scoring-Modell angewendet.
Als Output der Prozessoptimierung wurden Prozessbeschreibungen konzipiert. Um die Zuverlässigkeit und die fristgerechte Abgabe des Reportings zu gewährleisten, wurden mehrere Optimierungspotenziale abgeleitet. Diese sind das Vermerken des Leistungszeitraums der spät eingetroffenen Rechnungen im Controlling-Modul des Programmes Microsoft Dynamics NAV, die Verschiebung der Frist für das Reporting, die Vorverlegung der Abgabefrist für die externe Lohnabrechnungsfirma und die Definition einer Vertretungsfunktion für den Freigabeprozess der Kreditorenrechnungen im Falle von Dienstreisen und Krankenstand.
Die im Rahmen der Masterarbeit konzipierten Prozessbeschreibungen sollten im nächsten Schritt verbindlich in den Prozess des Management Reportings integriert werden. Um die Einhaltung der festgesetzten Prozessziele zu gewährleisten, sollten die im Rahmen der Masterarbeit definierten Maßnahmen umgesetzt werden. Darüber hinaus weist die Endauswahl der Kennzahlen Optimierungspotenziale auf, die nach einer Veränderung der Frequenz für die Verrechnung von konzerninternen Leistungen realisiert werden kann.
Die voestalpine BÖHLER Aerospace GmbH & Co KG ist als Industrieunternehmen in der metallverarbeitenden Branche großteils auf Gesenkschmiedeteile für die Flugzeugindustrie spezialisiert. Das Unternehmen weist jährlich steigende Umsätze auf und um zukünftig konkurrenzfähig zu bleiben, ist es unerlässlich, ein geeignetes strategisches Managementinstrument einzurichten. Das Strategieinstrument soll die bereits definierte Unternehmensstrategie in das Tagesgeschäft übersetzen und den langfristigen Unternehmenserfolg sichern. Aus diesem Grund widmet sich diese Masterarbeit dem Managementinstrument der Balanced Scorecard für die voestalpine BÖHLER Aerospace GmbH & Co KG. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Erstellung eines Konzepts eines aussagekräftigen Kennzahlensystems im Rahmen einer Balanced Scorecard. Es soll die ganzheitliche Sichtweise des Unternehmens sowohl aus finanziellen als auch aus nicht finanziellen Perspektiven durchleuchten und zur erfolgreichen Strategieerreichung beitragen. Einleitend finden sich die theoretischen Grundlagen der Balanced Scorecard wieder, die auf intensiver Literaturrecherche basieren. Dies stellt die Basis für den Praxisteil dar. Der Praxisteil wurde mittels Interviews mit der Geschäftsführung sowie den relevanten Linien- und Abteilungsleitern erstellt. Aus der übergeordneten Unternehmensstrategie wurde ableitend eine eigens auf das Unternehmen abgestimmte Balanced Scorecard entwickelt. Dazu wurden die relevanten und zu bearbeitenden Perspektiven des Unternehmens erarbeitet. Danach wurden die strategischen Ziele je Perspektive festgelegt, um letztlich die Strategie des Unternehmens zu erreichen. Des Weiteren sind für diese strategischen Ziele geeignete Kennzahlen gesucht und formuliert worden, damit sie auf operative Ebene umgesetzt und gemessen werden können. Zu den Kennzahlen wurden erreichbare Zielwerte sowie deren Maßnahmen definiert. Das Ergebnis der Arbeit, die erstellte Balanced Scorecard, beinhaltet die Verkettung zwischen strategischen und operativen Zielen, die Kontrolle und die Möglichkeit einer verbesserten Strategieumsetzung in allen Bereichen sowie der Bewusstseinsbildung und der einheitlichen Zielausrichtung des Unternehmens. Durch die Miteinbindung und die gemeinsame Strategieausrichtung wird - als positiver und wichtiger Nebeneffekt - die Motivation aller Mitarbeiter erhöht. Zukünftig soll diese Balanced Scorecard ein optimales Steuerungs- und Lenkungsinstrument sein und als Werkzeug zur Darstellung der gemeinsamen Sichtweise zwischen der Geschäftsführung bis zur ersten Bereichsebene dienen.
Modellbasierte Ansätze gewinnen innerhalb des Produktentwicklungsprozesses zunehmend an Bedeutung, um Ressourcen zu schonen und Produkte termingerecht auf den Markt zu bringen. Zentral sind in diesem Zusammenhang die Umsetzung von modernem Anforderungsmanagement und die Nutzung bereits entwickelter Module für neue Produkte. Dies kann mit Hilfe von Variationsmanagement und modellbasierten Systems-Engineering-Methoden erreicht werden. Anton Paar entwickelt komplexe Messsysteme für ein breites Anwendungsfeld, etwa die Messung von rheologischen Verhalten oder der Partikelgröße. Ziel der Arbeit ist es, zu untersuchen, inwiefern Variantenmanagement und modellbasierter Systementwurf in den Produktentwicklungsprozess von Messsystemen integriert werden können, um Time-to-Market-Ziele zu erreichen und Entwicklungsressourcen zu sparen. Im ersten Schritt wurden verschiedene Methoden evaluiert, um das beste Verfahren zur Erstellung des Modells eines hochkomplexen prozessintegrierten Partikelanalysesystems zu finden. Basierend auf dem Ergebnis dieser Analyse ergeben sich die verschiedenen Varianten, um identische Komponenten zu finden, die für mehrere Anwendungen wiederverwendet werden können. Dadurch können Ressourcen gespart werden und nachhaltige Entwicklung wird ermöglicht. Darüber hinaus konnten die verschiedenen Varianten des Systems in eine modellbasierte Systems-Engineering-Umgebung integriert werden, um die Vorteile im Vergleich zu veralteten Ansätzen aufzuzeigen. Das Ergebnis belegt, dass State-of-the-Art-Ansätze im Produktentstehungsprozess einen positiven Einfluss auf die Entwicklungsqualität haben. Darüber hinaus zeigt es, dass modellbasierte Methoden auch die Entwicklungszeit positiv beeinflussen können. Durch weitere Untersuchungen können diese Ergebnisse der Masterarbeit verifiziert werden.
Künstliche Intelligenz (KI) ist heutzutage ein wichtiger Teil von vielen Software-Applikationen geworden. Sie ist in Handy Apps integriert und je komplexer KI wird, umso größer ist in diesem Zusammenhang der Einfluss, den sie auf die individuelle Privatsphäre hat. Potentielle Risiken, die durch KI entstehen können, haben die Europäische Union dazu gebracht, einen Vorschlag für eine KI-Verordnung zu erarbeiten. Um die darin geforderten Risikominderungsmaßnahmen zu adressieren, hat das Fraunhofer Institut einen Leitfaden zur Gestaltung vertrauenswürdiger Künstlicher Intelligenz veröffentlicht.
Das Hauptziel dieser Masterarbeit ist es, diesen textbasierten Leitfaden in ein Software-Tool zu überführen, welches Entwicklern von KI-Applikationen hilft, den Prozess gemäß Leitfaden zu dokumentieren. Dies hilft, den Leitfaden zu vereinfachen, um einen niederschwelligen Zugang zu dem Leitfaden für viele Menschen zu ermöglichen. Weitere Ziele dieser Arbeit sind sowohl das Aufdecken von möglichen Optimierungen der Richtlinie als auch Verbesserungen des bestehenden Software-Frameworks.
Das Software-Tool wurde unter Zuhilfenahme dieses Frameworks innerhalb der Low-Code Plattform Mendix entwickelt.
Das Ergebnis ist ein Software-Tool, welches die Anforderungen an vertrauenswürdige KI vereinfacht, je nach dem Anwendungsbereich der gerade beurteilten KI-Applikation. Nach der Nutzung des Software-Tools kann ein Bericht erzeugt werden, um die erfüllten Anforderungen der Vertrauenswürdigkeit zu dokumentieren.
Teleoperation über 5G
(2022)
Die Mobilfunktechnologie beeinflusst die Kommunikation und den Informationszugang der Menschheit seit den 1980er Jahren. Der 2017 definierte New-Radio-Standard der fünften Generation, bezeichnet als ‚5G‘, bietet fundamental neue Funktionalitäten, die mit keiner vorhergegangenen Mobilfunktechnologie vergleichbar sind. Aus diesem Grund wurde an der Fachhochschule CAMPUS 02 eine 5G-Infrastruktur errichtet, um Forschungsarbeit in den neuen Anwendungsfeldern und Einsatzszenarien zu betreiben.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Realisierung eines ersten Anwendungsfalls in der Infrastruktur der Fachhochschule CAMPUS 02, um die Datenübertragung mit niedriger Latenz und Latenzzeitmessungen in einem 5G-Netzwerk zu untersuchen.
Zu Beginn erfolgte eine Sichtung der verfügbaren Soft- und Hardware für die Entwicklung eines Versuchsträgers, der die Anforderungen erfüllt und fernbedienbar ausgeführt werden kann. Der Aufbau bestand aus zwei USB-Webcams, montiert auf einem motorisierten Stativ. Die Steuerung erfolgte mit einem Servo-Controller-Board und einem Raspberry Pi 4, der mit einem 5G-Modem/Router verbunden war. Als Wiedergabegerät der Videoübertragung diente eine VR-Brille, die mit einem Kabel an einem Rechner angeschlossen war. Die Anforderungen an die Datenübertragung konnten durch die Nutzung des bidirektionalen WebRTC-Protokolls erfüllt werden. Dieses ermöglichte die Video- und Audioübermittlung sowie einen Datenkanal für die Übermittlung der Kopfbewegung.
Als wichtigstes Ergebnis sind die Entwicklung und Inbetriebnahme der Testanwendung zur Durchführung von Netzwerkmessungen mittels perfSONAR, einer Network-Performance-Monitoring-Software, zu nennen. Aufgrund von Limitationen technischer, infrastruktureller und zeitlicher Natur konnten nicht alle Aspekte vollumfänglich untersucht und umgesetzt werden. Basierend auf den erzielten Resultaten wurde eine Roadmap für die Rekonfiguration der 5G-Infrastruktur erstellt und weiter Entwicklungsmöglichkeiten für den Versuchsaufbau aufgezeigt.
Künstliche Intelligenz (KI) und Cloud-Computing sind treibende Kräfte der digitalen Transformation und Erfolgsfaktoren für eine nachhaltige Wettbewerbsfähigkeit. Insbesondere der Bereich der KI-basierten Audiosignalverarbeitung weist ein hohes Potential zur Fehlererkennung von Maschinen und Anlagen auf. Jedoch scheitert die Umsetzung von KI-Projekten oftmals bereits vor Projektstart aufgrund fehlender Fachkenntnisse der Unternehmen.
Das Ziel dieser Masterarbeit ist zu zeigen, wie KI-basierte Audioklassifizierungssysteme unter Verwendung von Cloud-Services implementiert werden können. Zu diesem Zweck werden die einzelnen Phasen eines KI-Projektes, von der Datenanalyse bis hin zur Bereitstellung eines fertig trainierten Modells in der Cloud-Umgebung, betrachtet. Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass State-of-the-Art-Audioklassifizierungs-systeme auf Konzepten wie der Fourier-Analyse, Convolutional Neural Networks (CNN) und Recurrent Neural Networks (RNN) basieren. Anhand dieser Methoden wurden insgesamt 33 Klassifizierungsmodelle mittels Python, PyTorch und der cloudbasierten Plattform Google Vertex AI implementiert, trainiert und verglichen. Aufgrund der dynamischen Charakteristik der Audiodateien, wurde dazu ein komplexer Datensatz der Plattform Kaggle als Entwicklungsgrundlage verwendet (BirdCLEF2022).
Das ausgewählte Modell wurde hinsichtlich der Vorhersagegenauigkeit optimiert und auf Vertex AI zur Beantwortung von Vorhersageanfragen veröffentlicht. Dabei konnte ein auf der CNN-Architektur basierendes Klassifizierungsmodell entwickelt werden, das neun unterschiedliche Klassen mit einer Vorhersagegenauigkeit von 80,4 % klassifiziert. Weitere Ideen zur Verbesserung des Ergebnisses konnten vorgestellt werden, wodurch bewiesen wird, dass schwierige Daten mit einer Vorhersagegenauigkeit von über 90 % klassifiziert werden können. Diese Masterarbeit zeigt, wie ein KI-basiertes Audioklassifizierungssystem unter Verwendung verschiedener Cloud-Dienste und State-of-the-Art-Deep-Learning-Methoden, entwickelt werden kann.
Um in der modernen Fertigung Prototypen schnell, kostengünstig und ohne Umwege in Musterteile umzusetzen, wird sehr oft auf die Fertigungsmethode „Rapid Prototyping“ zurückgegriffen. Eine Form dieses Verfahrens ist die Schmelzschichtung (Fused Filament Fabrication, FFF), bei der das Werkstück schichtweise durch den Auftrag eines thermoplastischen Kunststoffes aufgebaut wird. Eine einfache Möglichkeit, Bauteile nach dem FFF-Verfahren herzustellen, bietet der Dreiachs-3D-Druck, für welchen sich bei anspruchsvolleren Bauteilen jedoch wesentliche Einschränkungen, wie etwa aufwendige Stützstrukturen oder optische Fehler, ergeben.
Ziel dieser Masterarbeit ist es zu überprüfen, ob sich die Einschränkungen eines Dreiachssystems durch den Einsatz eines Industrieroboters mit sechs zur Verfügung stehenden Achsen verbessern oder ganz beseitigen lassen. Dieser soll die Methode des „bewegten Werkstückes“ nutzen, wodurch sich das Bauteil an der kinematischen Kette des Roboters befindet und dieser zu einer stillstehenden Druckeinrichtung verfährt. Um das Ziel zu erreichen, wird ein Industrierobotersystem innerhalb einer rechnerunterstützten Fertigung (Computer-Aided Manufacturing, CAM) aufgebaut, mit welchem für definierte Bauteile Fertigungsoperationen, Simulationen sowie Validierungen durchgeführt werden. Am Ende wird durch einen Postprozessor ein ausführbarer Maschinencode erstellt, mit welchem Druckversuche am realen Robotersystem durchgeführt werden.
Das Resultat der Arbeit zeigt, dass sich durch dieses Mehrachssystem viele Vorteile in Bezug auf den konventionellen 3D-Druck sowie neue Anwendungsfelder ergeben, wodurch eine Weiterentwicklung für die Zukunft in jedem Fall Sinn macht.
In Fertigungsbetrieben sind Produktionsmaschinen oft nicht optimal aufgestellt. Die Gründe dafür sind sich ständig ändernde Kundenanforderungen oder dass Maschinen gemäß ihrem Kaufdatum am nächstmöglichen Standort aufgestellt werden. Bei Optimierungsmaßnahmen im Laufe eines Fabriklebenszyklus werden oft Kompromisse eingegangen. Des Weiteren liegt der Fokus oft auf der Umsetzung eines Projektes. Diese Arbeit verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz für die gesamte Produktion.
Ziel dieser Arbeit ist die Optimierung einer Produktionsanlage von Metallbearbeitungsmaschinen. Diese Optimierung geschieht in Form einer neuen Ausarbeitung des Maschinenlayouts. Dabei sollen Wegstrecken des Fertigungspersonals verkürzt und eine offenere Anordnung der Bearbeitungsmaschinen erstellt werden, um frühzeitig Maschinenstillstände zu erkennen. Zur Erreichung der Ziele werden die Materialflussanalyse und Werkzeuge aus dem Lean Management angewandt. Für die Materialflussanalyse wird eine Simulationsstudie unter Verwendung verschiedener Ausprägungen des Layouts implementiert. Als Tool aus dem Lean-Management wird Gemba-Kaizen angewandt, wobei spezielle Visualisierungsmethoden mittels 3D-Modellen, Virtual Reality und Augmented Reality vorgestellt werden.
Das Ergebnis dieser Arbeit zeigt eine Durchsatzsteigerung durch Vermeidung von Verschwendung auf. Das Potenzial dieser Verbesserungsmaßnahme wird mithilfe einer Simulationsstudie in Zahlen ausgewertet und dargestellt. Eine wesentliche Erkenntnis dieser Arbeit ist, dass die Umsetzung von Optimierungsmaßnahmen eine Kombination fachbereichsbereichsübergreifender Fähigkeiten und Kenntnisse erfordert. Diese Arbeit soll als Wegweiser für zukünftige Optimierungsmaßnahmen dienen.
Durch Unfälle und Erkrankungen des zentralen Nervensystems kommt es häufig zu Beeinträchtigungen des alltäglichen Lebens von Betroffenen. Besonders bei der Neurorehabilitation handelt es sich teilweise um einen langwierigen Prozess, bei welchem durch den Einsatz von therapieunterstützenden Technologien die Häufigkeit und Dauer des Trainings gesteigert werden können. Daher beschäftigt sich diese Arbeit mit der Entwicklung eines Handmotorik-Trainingsgeräts, welches den Genesungsprozess unterstützen soll.
Das Ziel dabei ist, das Gerät nicht nur aus ingenieurtechnischer Sicht zu entwickeln, sondern in einem frühen Stadium die Expertise von Fachexpert*innen miteinzubeziehen. Zu Beginn wird ein Konzept erarbeitet, wonach ein erster Prototyp entwickelt wird. Dessen Evaluierung wird sowohl nach technischen Limitationen, als auch bezüglich praktischer Anwendbarkeit durchgeführt. Für letzteres wird eine Testung mit anschließender Befragung von 14 Ergotherapeut*innen durchgeführt, wonach mittels Usefulness, Satisfaction and Ease of Use (USE)-Questionnaire und eines Fragebogens qualitative und quantitative Daten erhoben und folglich ausgewertet werden. Basierend auf den Ergebnissen der gesamten Evaluierung werden neue Anforderungen abgeleitet, um das Trainingsgerät zielgerichtet weiter zu entwickeln.
Eine qualitative Evaluierung zeigt bei 7 von 10 Antwortkategorien der kritischen Fragestellungen eine Verbesserung im Zuge der Weiterentwicklung. Weiters kann für die Verbesserungen hinsichtlich Verfahrgeschwindigkeit, Vibrationen und Geräuschemission ein quantitativer Nachweis erbracht werden. Hinsichtlich der Relevanz zeigt sich, dass sich alle Befragten vorstellen können, solch ein Gerät im therapeutischen Bereich einzusetzen und das Training damit kognitive und motorische Fähigkeiten verbessern kann.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Kalibrieren von Schwingungssensoren. Dabei werden unterschiedliche Arten von Schwingungssensoren betrachtet. Es werden auch die verschiedenen Möglichkeiten diskutiert, wie Schwingungssensoren kalibriert werden können. Im weiteren Verlauf wird jedoch nur die Vergleichsvariante behandelt. Für diese Variante wurde die Software in dieser Arbeit entwickelt. Dabei wird das Messgerät mit einem Frequenzgenerator angesprochen sowie parametriert und die Messdaten werden erfasst sowie verarbeitet.
Die Eingangskanäle können, wenn vorhanden, mithilfe der im Sensor abgespeicherten Daten parametriert werden. Diese Einstellungen können über die grafische Bedienoberfläche eingesehen werden. Sollte der Prüfling über keinen Speicher verfügen oder dieser defekt sein, können die Daten auch manuell eingegeben werden.
Zu einer Kalibrierung gehört auch ein dementsprechendes Protokoll, das dem Sensor die Einhaltung seiner angegebenen Grenzwerte bescheinigt, sofern dies das Ergebnis der Kalibrierung ist. Da diese Erstellung mit Aufwand verbunden ist und dabei auch Fehler unterlaufen können, wurde dies in dieser Arbeit vollständig automatisiert.
Breweries employ numerous heat-giving processes, especially during brewing and fermentation, so most breweries have industrial ammonia refrigeration plants, which work like classic refrigeration units. There, the gaseous ammonia gets compressed, condensed, and distributed to the applications where heat has to be taken out off. Here an expansion valve reduces pressure so the liquid ammonia can absorb the heat from the process fluid to be cooled, evaporating the liquid ammonia. At this point, the ammonia, carrying latent and sensible heat, is sucked back to the compressors, and the cycle begins again.
This thesis analyses the ammonia refrigeration plant of the brewery Göss, one of the largest breweries in Austria, which requires about 20% of electrical energy and consumes nearly one quarter of the brewery’s water usage. Currently, rising energy costs necessitate making the refrigeration plant more efficient. Hence, research should investigate the future cooling capacity load of the plant to discover how to make the cooling process operate more efficient. To discover how the system operates, this thesis elaborates on the basic theoretical foundation of refrigeration plants and their thermodynamic fundamental principle.
To create the mentioned forecast, this study examines process recordings and evaluations of the main consumers cooling demand. These selected apparatuses are the external beer cooler, the brew water cooler for cooling the hot wort, which is the beer mixture before the fermentation and the fermentation process itself in two different types of tanks. Using these data, the researcher creates abstracted load forecasts for these consumers to control the delivering pumps of liquid ammonia to the right amount of mass flow.
Subsequently, the process recordings of the fermentation tanks are divided into four different process phases. These stages need various quantities of cooling fluid, and the last stage, the main cooling and draining phase, requires the largest amount of liquid ammonia delivered. Finally, the external beer cooler and brew water cooler are investigated as recurring and evenly ongoing processes so that they are predictable in the cooling load.
In closing, the researched recordings provide an overview and abstracted view of the cooling load required by the selected consumers. Additionally, further investigation could investigate the possibility of controlling distributing pumps to deliver the sufficient amount of refrigerant medium, at the right time, in a more efficient way.
Visualisierungen
(2020)
Grafiken, Diagramme und Mind-Maps können Texte ersetzen, Teilnehmer*innen (TN) kognitiv fordern und beim Lernprozess unterstützen. Sie fallen unter die Kategorie „visuelle Präsentationsformen“. Mit Hilfe der richtigen digitalen Tools können Visualisierungen schnell und einfach erstellt werden. In der Lehre sind sie effektiv, wenn sie gut gestaltet sind und methodisch-didaktisch sinnvoll eingesetzt werden sowie zur Auseinandersetzung mit den Lerninhalten beitragen. Wie sowohl die Erstellung als auch der Einsatz gelingt, beschreibt dieser Use Case.
Online-Kommunikation in Echtzeit stellt eine ortsunabhängige und mobile Form des Kontakts mit einzelnen Teilnehmer*innen (TN) bzw. der gesamten Gruppe mit verschiedenen Einsatzmöglichkeiten dar. Von Online-Sprechstunden über individuelle Betreuung von Abschlussarbeiten und Kleingruppendiskussionen bei Projektarbeiten bis hin zu Brainstorming-Aktivitäten – synchrone digitale Kommunikationswerkzeuge wie textbasierte Chats und Audio-/Videokonferenztools bieten viele Möglichkeiten. Welchen didaktischen Nutzen das bringt und wie Sie an die Methoden herangehen können, erklärt dieser Use Case.
Summatives E-Assessment
(2020)
E-Assessment bezeichnet die elektronisch unterstützte Überprüfung von Wissen und Kompetenzen. Als summativ wird E-Assessment bezeichnet, wenn es zur Ermittlung und Beurteilung des Lernerfolges am Ende eines Lernprozesses dient. Digitale Tools ermöglichen Prüfungsformate, die nicht nur Wissen abprüfen, sondern auch die Anwendung von Kompetenzen überprüfen (z.B. Bedienung eines Software-Systems oder Erstellung eines gelungenen Lernvideos). Welche Formate des summativen Assessments sich elektronisch durchführen lassen und was dabei zu beachten ist, zeigt dieser Use Case.
In vielen Lehrveranstaltungen mit immanentem Prüfungscharakter haben die Teilnehmer*innen (TN) laufende Arbeitsaufträge und Abgaben. Diese sind in den meisten Fällen in Textform zu erfüllen. Projekte und Abgaben können aber in vielen anderen Formaten eingefordert werden – von Grafiken über Audioaufnahmen bis hin zu Videos. Dieser Use Case zeigt, welche Medienprodukte sich eignen und was dabei beachtet werden sollte.
Soziale Medien sind aus dem Internet nicht mehr wegzudenken. Facebook, Twitter, Instagram und Co. ermöglichen auf einfachste Art und Weise Kommunikation und Austausch über den Computer oder das Smartphone. Auf den ersten Blick dienen sie hauptsächlich der privaten Kommunikation, aber mittlerweile wird auch Wissenschaftskommunikation häufig öffentlich in sozialen Medien geführt. Diese Tools können deshalb auch in der Lehre genutzt und didaktisch sinnvoll eingebettet werden. Um den gewünschten Erfolg zu erreichen, muss dem Einsatz allerdings gute inhaltliche und methodische Planung vorangehen.
In vielen Wissenschaftszweigen sind Simulationen aus dem Arbeitsalltag nicht wegzudenken, um realitätsnahe Situationen nachzuahmen und Vorgangsweisen zu testen. Dabei findet eine Immersion der Teilnehmer*innen (TN) in die simulierte Welt statt, was auch im Rahmen der Lehre in immersiven Lernumgebungen stattfinden kann. Die interaktiven Visualisierungen, die Simulationen und 3D-Elemente ermöglichen, dienen der Veranschaulichung und sind häufig dort im Einsatz, wo Experimente nicht tatsächlich durchgeführt werden können oder immense Kosten verursachen würden. Worauf es aus didaktischer Sicht beim Einsatz von Simulationen ankommt, ist Teil dieses Use Cases.
Das Aufnehmen von Aktivitäten am Bildschirm ist vor allem bei Computerspieler*innen beliebt und wird auch gerne zur Erklärung von Computerprogrammen herangezogen (z.B. in Form von YouTube-Tutorials). Mit diesen sogenannten Screencasts können aber ebenso gut Lehr- und Erklärvideos für den Unterricht erstellt werden. Screencast-Videos können z.B. erklärend in einer Präsenzphase (vor Ort oder virtuell via Videokonferenztool) oder als digitale Anleitung in einer (asynchronen) Onlinephase eingesetzt werden und dabei unterschiedliche Lernzielebenen ansprechen. Wie Screencasts gut geplant und richtig umsetzt werden, erklärt dieser Use Case.
Ressourcensammlung
(2020)
Der Vormarsch von Online-Kollaboration an Hochschulen, in der Wissenschaft und Wirtschaft macht auch vor der Recherche nicht Halt. Ressourcen für Präsentationen oder Publikationen werden von Projekt- oder Autor*innenteams häufig gemeinsam online gesucht und gesammelt. Daher ist es wichtig, die Teilnehmer*innen (TN) in Lehrveranstaltungen entsprechend zu qualifizieren und sie im Erlernen des kollaborativen Arbeitens zu unterstützen. Wie die Erstellung gemeinsamer Literatur- und Linklisten mit digitalen Tools umgesetzt werden kann, zeigt dieser Use Case.
Jede Lehrveranstaltung unterliegt, abhängig unter anderem von Hochschulkultur oder Größe der Lehrveranstaltung, eigenen Kommunikationsregeln. In der Präsenzlehre sind beispielsweise Handzeichen oder auf den Tisch klopfen bekannte Signale zum Stellen von Fragen oder Wunsch nach einer Wortmeldung von Teilnehmer*innen (TN). Die Lehrperson kann hier beispielsweise durch ihre Gestik Redefolgen festlegen und es kommt so selten zum gleichzeitigen Sprechen von TN. Verlegt man die Lehrveranstaltung in den Online-Raum, fallen oft wichtige verbale und nonverbale Signale in der Kommunikation weg, weshalb Grundlagen der Kommunikation neu festgelegt werden müssen. Welche Kommunikationsregeln sich für synchrone und asynchrone Lehre empfehlen und wie diese gemeinsam mit den TN vereinbart werden können, zeigt dieser Use Case.
Problembasiertes Lernen (PBL) ist eine praxisorientierte Lehr-/Lernmethode, bei der die Teilnehmer*innen (TN) in Teams (Kleingruppen) selbstgesteuert authentische Problemstellungen bearbeiten, während sie idR von der Lehrperson tutoriell betreut werden. Dabei erweitern sie nicht nur ihr Wissen, sondern auch Kompetenzen in den Bereichen Kommunikation, Kollaboration, Recherche und Medien. Bei der Kollaboration, Wissensorganisation und -dokumentation können digitale Medien unterstützen. Wie problembasiertes Lernen mit digitalen Medien umgesetzt werden kann, zeigt dieser Use Case.
Bei Peer-Feedback handelt es sich um eine Feedbackmethode, bei der sich gleichrangige Teilnehmer*innen (= Peers) gegenseitig Rückmeldungen (Kritik, Anregungen) auf Produkte und Leistungen (bspw. Protokoll, Video, Seminararbeit) geben. Peer-Feedback schult zentrale Kompetenzen (z.B. Analysekompetenz) und ermöglicht es den TN, die eigene Leistung mithilfe des Vergleichswerts zu reflektieren und zu verbessern. Digitale Tools können Peer-Feedback-Prozesse unterstützen. Wie digitales Peer-Feedback in der Lehre eingesetzt werden kann, beschreibt dieser Use Case.
Online-Lernräume einrichten
(2020)
Online-Lernräume wie beispielsweise die virtuelle Kursumgebung in einem Lernmanagementsystem (LMS) sind sowohl bei Blended-Learning-Angeboten als auch in der reinen Online-Lehre ein wichtiger Ort für Teilnehmer*innen (TN). Dort finden sie z.B. relevante (Lern-)Inhalte, Kursmaterialien und Arbeitsaufträge. Damit Online-Lernräume über ihre Funktion als „Dateiablage“ hinausgehen, ist es wichtig, Kommunikationsmöglichkeiten für den Austausch untereinander sowie mit der Lehrperson (LP) zu schaffen und Online-Aktivitäten didaktisch sinnvoll zu platzieren. Welche Aspekte bei der Gestaltung und Organisation von Online-Lernumgebungen beachtet werden sollten um Lernprozesse bestmöglich zu unterstützen, erfahren Sie in diesem Use Case. Der Fokus liegt hier auf dem LMS Moodle, das aktuell im steirischen Hochschulraum am verbreitetsten ist.
Offene Fragetypen erstellen
(2020)
Ob offline oder online, eine Lehrveranstaltung besteht zu großen Teilen aus Fragen für Teilnehmer*innen (TN): von Verständnisfragen in der Lehrveranstaltung über Hausübungen und (Self-)Assessments bis zur Prüfung am Ende. In der Online-Lehre ist es aber noch wichtiger, präzise zu formulieren, da Rückfragen nicht so einfach möglich sind. Dieser Use Case stellt verschiedene offene Fragetypen und -formate dar, von Kurzantworten und Lückentexten bis zu Essays und Open-Book-Prüfungen. Informationen zu geschlossenen Fragen finden Sie in einem eigenen UC.
Referate sind klassische Mittel zur Wissensüberprüfung und -erarbeitung von Studierenden und sind Grundbausteine vieler Lehrveranstaltungen. Ein medial aufbereitetes Referat sorgt dafür, dass der Inhalt nicht nur rein mündlich transferiert, sondern zusätzlich mit Visualisierungen und Interaktionen unterstützt wird. Neben der Inhaltsvermittlung ist ein grundlegendes Ziel, dass Studierende durch die Erstellung multimedialer Referate ihre Medienkompetenzen im wissenschaftlichen Bereich stärken. Welche Möglichkeiten es für den Einsatz von Referaten in Präsenz- und Online-Lehre gibt, welche Tools für die Erstellung dieser eingesetzt werden können und auf welche Aspekte Lehrende bei multimedialen Referaten von Studierenden achten sollen, sind Inhalte dieses Use-Cases.
Moodle-Fragetyp STACK nutzen
(2020)
STACK (System for Teaching and Assessment using a Computer algebra Kernel) ist ein spezieller geschlossener Fragetyp in MOODLE (plugin) und baut auf das open source Computer Algebra System (CAS) Maxima auf. In der Lehre lässt sich STACK sowohl zur Veranschaulichung mathematischer Zusammenhänge als auch zur formativen und summativen Überprüfung einsetzen. Es wird damit beispielsweise möglich, interaktiv Grafiken mathematischer Zusammenhänge zu plotten, algebraische Vergleiche anzustellen sowie Beweisführungen abzufragen.
Anwendung finden derartige Möglichkeiten primär in den MINT-Fächern, aber auch in allen anderen Wissenschaften, wenn es um die Veranschaulichung mathematischer Zusammenhänge geht, wie in den quantitativen Sozialwissenschaften oder verwandten Fächern.
Multimediale Inhalte können je nach Kontext unterschiedlich im Unterricht eingesetzt werden. Die Möglichkeiten inkludieren z.B. ein Expert*inneninterview als Audiodatei, ein kurzes Video das einen Lerninhalt erklärt, die Verwendung von Episoden aus Podcasts (episodenhafte Audio- oder Videobeiträge) oder Animationen, die komplexe Modelle grafisch und aus unterschiedlichen Perspektiven darstellen. Digitale Medien sollen dabei weder als Ersatz herkömmlicher Arten des Unterrichts dienen, noch als bloße Ergänzung.
Vielmehr geht es darum, Überlegungen zu treffen, wie ein didaktisches Konzept sinnvoll in Hinblick auf Einsatz des jeweiligen Mediums entwickelt werden kann. Dieser Use Case befasst sich mit den verschiedenen Einsatzmethoden von multimedialen Inhalten.
Wenn es darum geht, Lernprozesse zu fördern, spielt konstruktives Feedback (Rückmeldungen zu Lernstand und Hilfestellungen) eine zentrale Rolle. Werden digitale Tools für die Feedback-Gabe eingesetzt, kann schriftliches Feedback effizienter und einfacher gestaltet werden. Alternativ bringt Feedback als Audio- bzw. Video Zeitersparnisse und die Korrekturzeit bei Quiz kann wegfallen, wenn diese beim Erstellen mit Erklärungen und Musterlösungen angereichert werden, die den TN unmittelbar nach der Absolvierung angezeigt werden. Was konstruktives Feedback auszeichnet und wie es mithilfe digitaler Medien gegeben werden kann, zeigt dieser Use Case.
Kollaboratives Schreiben
(2020)
Kollaboratives Schreiben bezeichnet die gemeinsame Arbeit von Teilnehmer*innen (TN) an Texten. Die Methoden sind vielfältig und eignen sich für alle Lehrveranstaltungen, in denen Texte produziert werden (bspw. Präsentationen, Portfolios oder Seminararbeiten). Durch die Verwendung von digitalen Tools wird das gemeinsame Schreiben erleichtert; es kann gleichzeitig gemeinsam (synchron) oder zeitlich versetzt (asynchron) an einem Dokument gearbeitet werden. Die TN können dabei den gesamten Text gemeinsam erstellen oder an einzelnen Stellen des Schreibprozesses zusammenarbeiten.
KI-Kompetenzen vermitteln
(2024)
Die aktuellen technologischen Entwicklungen legen nahe, Kompetenzen im Bereich künstliche Intelligenz (KI) in allen Studiengängen anHochschulen zu fördern. In diesem Use Case werden drei Methoden zur Verbesserung der KI-Kompetenzen erläutert: Förderung der Anwendung von KI im Arbeitsalltag durch Cognitive Apprenticeship, Reflexionshilfen für die KI-Ethik und Steigerung der KI-Awareness durch regelmäßige Diskussionen. Ein konkreter Anwendungsfall zeigt die Umsetzung im Unterricht.
Künstliche Intelligenz (KI) spielt heute und in Zukunft in allen Lebensbereichen eine immer wichtigere Rolle. Nicht nur Studierende, auch Lehrende können sich Künstlicher Intelligenz (dieser Use Case bezieht sich vornehmlich auf den Einsatz generativer KI-Sprachmodelle) bedienen, um ihren Arbeitsalltag effizienter zu gestalten und ihre Lehre mit neuen Ideen anzureichern. Ein Einsatzgebiet umfasst dabei die Unterrichtsvorbereitung. In diesem Use Case wird aufgezeigt, wie KI zur Planung von Lehreinheiten verwendet werden kann, worauf dabei geachtet werden muss und wo Herausforderungen und Grenzen des KI-Einsatzes liegen.
Skriptum
(2020)
Besonders in Lehrveranstaltungen mit einem primär unidirektionalen Fokus der Wissensvermittlung vonseiten der Lehrperson (z.B. in Vorlesungen) sind Skripten integrale Begleitmaterialien für die Lernenden. Skripten dienen in solchen Lehr- und Lernsettings sowohl der Vor- und Nachbereitung der in der Lehrveranstaltung besprochenen Inhalte als auch der Prüfungsvorbereitung. Traditionell wurden den Lernenden Skripten lediglich in Papierform zur Verfügung gestellt. Mit dem vermehrten Einsatz von digitalen Endgeräten nimmt die Umstellung auf digitale Skripten zu. Welche Vorteile diese bringen und welche anderen Möglichkeiten es zur Erstellung digitaler Skripten gibt, sind Inhalte dieses Use Cases.
Hybride Lehre
(2023)
Hybride Lehre ist bisher in der Literatur nicht eindeutig definiert und umfasst eine Vielzahl unterschiedlicher Konzepte1. Jedenfalls bedeutet „hybrid“, dass es zu einer Mischung von Lehrformaten kommt; meist wird hybride Lehre als synchrone (zeitgleiche) Möglichkeit der Teilnahme an Lehrveranstaltungen online und in Präsenz verstanden und soll vornehmlich auch in vorliegendem Use Cases in dieser Form definiert werden. Im Rahmen der genannten Definition wird mit Präsenz die physische Präsenz vor Ort beschrieben2. In dem Use Case wird beschrieben, wie analoge und digitale Lehr- und Lernumgebungen verbunden werden können, um Wissen zu vermitteln, Zusammenarbeit und Interaktivität zu ermöglichen 3 4 und neue Potenziale zu erschließen, wobei meist auf synchrone Veranstaltungen Bezug genommen wird.
Ob offline oder online, eine Lehrveranstaltung beinhaltet immer wieder Fragen für die Teilnehmer*innen (TN) – sei es für laufende (unbenotete) Self_Assessments oder für Zwischen- bzw. Abschlussprüfungen. Um aus einer Überprüfung des Wissenstandes der TN eine möglichst sinnvolle Aufgabe zu machen, ist die Erstellung qualitativ hochwertiger (Prüfungs-)Fragen essenziell. Dieser Use Case zeigt, wie geschlossene Fragen am besten vorbereitet werden. Informationen zu offenen Fragen finden Sie in einem eigenen UC.
Künstliche Intelligenz (KI) hat in verschiedenen Ausprägungen ihren Weg in sämtliche Lebensbereiche gefunden. Lehrpersonen sind daher gefordert, ihre eigene sowie die Digitalkompetenzen ihrer Studierenden zu schulen, um diese bestmöglich auf die berufliche Praxis vorzubereiten. Der Einsatz von KI – in diesem Use Case wird im Speziellen auf generative KI-Sprachmodelle eingegangen – kann jedoch auch Vorteile für die Lehre mit sich bringen und beispielsweise zu einer Verbesserung der Lehr- und Lernprozesse führen, etwa durch eine
Individualisierung der Lernwege oder die umfangreiche Ermöglichung von
Inklusion. In diesem Use Case wird beschrieben, wie generative KI-Sprachmodelle zur Individualisierung von Lernprozessen eingesetzt werden können und welche Vorteile aber auch Herausforderungen dies mit sich bringen kann.
Gamification
(2019)
Gamification in der Lehre bedeutet, Lernprozesse durch Spielelemente auf motivierende Weise anzuregen. Dabei geht es jedoch nicht, wie beim Game-Based-Learning, um die Produktion oder den Einsatz eines Spiels an sich, sondern vielmehr um die Ergänzung der Lehre durch einzelne spielerische Aspekte. Mit Belohnungen, Levels, Punkten oder Rankings können Teilnehmer*innen (TN) motiviert werden, die Aufgaben zu bewältigen und damit auch die festgelegten Lehr- und Lernziele zu erreichen.1 Vor allem in der digitalen Lehre eröffnen sich dahingehend viele neue Möglichkeiten, die die spielerische Pädagogik wiederauferstehen lassen.
Open Educational Resources (OER), also freie Bildungsressourcen, sind frei zugängliche Materialien und können zu Lehr- und Forschungszwecken kostenlos genutzt, verbreitet und dank entsprechender Lizenzierung häufig auch bearbeitet werden. Neben der freien Nutzung von OER, können Lehrpersonen (LP) freie Bildungsmaterialen erschaffen und einer breiten Öffentlichkeit zugänglich machen. Mittels Creative Commons-Lizenzen (CC) können LP erkennen, welche Verwendungsmöglichkeiten von fremden OER sie haben bzw. entscheiden, welche Rechte sie den Nutzer*innen bei eigenen OER einräumen.
Formatives E-Assessment
(2020)
E-Assessment bezeichnet die elektronisch unterstützte Überprüfung von Wissen und Kompetenzen. Formativ ist E-Assessment dann, wenn es während aktuell stattfindender Lernprozesse eingesetzt wird, mit dem Ziel, laufend die Lernfortschritte der Teilnehmer*innen (TN) zu ermitteln. Dadurch werden die TN dabei unterstützt, Lernprozesse besser zu steuern und Lernziele zu erreichen. Die LP nutzt die Informationen zum Lernstand und -fortschritt, um ihre Lehre zu adaptieren. Elektronische Medien unterstützen diesen Prozess u.a. durch (teil-)automatisierte Ergebnisauswertung und übersichtliche Dokumentation.
Im Gegensatz zum traditionellen Frontal-Unterricht appelliert das „umgedrehte Klassenzimmer“ des Flipped Classroom an die Selbstständigkeit der Teilnehmer*innen (TN), sich die Inhalte selbst anzueignen, und nutzt anschließend die Präsenzphasen, um zu unterstützen und vertiefend zu lernen bzw. Kenntnisse und Fertigkeiten zu üben. Flipped Classroom, im Hochschulbereich auch oft „Inverted Classroom“ genannt, ist an sich keine neuartige Unterrichtsmethode. Durch den Einsatz digitaler Medien eröffnen sich aber neue Methoden und Möglichkeiten der Unterrichtsgestaltung, die in diesem Use Case beschrieben werden.
E-Portfolios
(2020)
Bei der Portfolioarbeit handelt es sich nicht um eine einzelne Methode, sondern ein Lehr- und Lernkonzept. E-Portfolios sind digitale Sammelmappen, mit der der Lernprozess dokumentiert, reflektiert und präsentiert werden kann. Online realisiert kann immer darauf zugegriffen werden. In diesem Use Case werden gängige Varianten der Portfolioarbeit allgemein und die Vorteile des Umstiegs auf E-Portfolios vorgestellt.
E-Moderation
(2020)
Was für Lehrpersonen (LP) offline selbstverständlich ist, will online gelernt sein: die Moderation. Inhaltliche Erklärungen, Unterstützung bei Arbeitsaufgaben oder Aufsicht von Gruppenarbeiten (inkl. Aktivierung der weniger aktiven Teilnehmer*innen) werden in Präsenzlehrveranstaltungen ganz selbstverständlich von LP durchgeführt. Im Gegensatz dazu werden die Teilnehmer*innen (TN) online häufig sich selbst überlassen (Stichwort: autonomes Lernen), was sich jedoch schnell negativ auf die Motivation, Partizipation und letztlich auch Qualität der Abgaben auswirken kann. Um dem entgegenzuwirken, kommt E-Moderation ins Spiel.
Einen Vortrag präsentieren
(2020)
Der Lehrvortrag ist die verbreitetste Art der Wissensvermittlung in der Hochschullehre. Damit die Teilnehmer*innen (TN) Vorträgen aufmerksam folgen und das Wissen behalten sowie wieder darauf zurückgreifen können, werden heutzutage oft digitale Hilfsmittel eingesetzt. Dieser Use Case stellt nicht nur digitale Präsentationsformate und -methoden, sondern auch hilfreiche Tools rund um die Präsentation vor.
Sollen Personen in einer (Lehr-)Veranstaltung zusammenarbeiten, ist eine positive Arbeitsatmosphäre wichtig. Ziel einer Vorstellungsrunde ist es, dass Lehrperson (LP) und Teilnehmer*innen (TN) einander kennen lernen, um eine Basis für eine gute Arbeitsatmosphäre zu schaffen. Eine Vorstellungsrunde mit digitalen Hilfsmitteln bietet den Vorteil, dass sich die TN von Beginn an mit relevanten digitalen Tools vertraut machen können und Ergebnisse mitunter gleich digital dokumentiert sind. Zusätzlich kann die LP Informationen erheben, die für die Lehrveranstaltung und die weitere Lehrplanung relevant sind (z.B. Vorkenntnisse / Erwartungshaltungen der TN).
Der klassische Lehrvortrag gehört auf Hochschulen zu den verbreitetsten Lehrmethoden, sei es in der Präsenz- oder Online-Lehre. Manchmal eignet sich die übliche Präsentationsstruktur aber nicht für den vermittelnden Stoff, wird auf Dauer eintönig, oder es sind kürzere Inhaltsblöcke erwünscht (bspw. für Konferenzvorträge). Hier können alternative Präsentationstechniken wie Speed Presentations (sehr kurze Präsentationszeit) oder Digital StorytellingAbwechslung schaffen und den Vortrag interessanter gestalten. Wie ein Vortrag mit alternativen Techniken erstellt werden kann, erfahren Sie in diesem Use Case.
Open-Book-Prüfungen mit der Verwendung von zur Verfügung stehenden Hilfsmitteln (z.B. Unterlagen, Skripten oder dem Internet) sind auf den ersten Blick ein vielleicht unkonventionelles Prüfungsformat, haben aber einen hohen didaktischen Wert: Die Prüfungsfragen zielen auf höhere Kompetenzniveaus ab und die Teilnehmer*innen (TN) müssen ihr Wissen aktiv einsetzen, anstatt auswendig Gelerntes wiederzugeben (oder bloß aus Unterlagen abzuschreiben). Damit sind diese Prüfungen nicht nur, aber vor allem auch für Online-Settings gut geeignet, wo die TN die Prüfungen in der Regel von zuhause aus in einem vordefinierten Zeitrahmen absolvieren. Didaktische Tipps und Überlegungen für gelungene Open-Book-Prüfungen finden Sie in diesem Use Case.
Die PowerPoint-Präsentation (oder Keynote-Präsentation für Mac-User) gehört zu den verbreitetsten digitalen Lehrmaterialien, sei es für die Präsenz- oder Online-Lehre. Sie strukturiert einen Vortrag und unterstützt ihn mit übersichtlichen Visualisierungen. Ohne entsprechende Gestaltung kann die Präsentation aber schnell eintönig werden und die Aufmerksamkeit der Teilnehmer*innen (TN) verloren gehen. Design-Tipps und didaktische Hinweise helfen dabei, das zu verhindern und werden in diesem Use Case vorgestellt. Präsentationstechniken abseits des klassischen Unterrichtsvortrags finden sie im UC „Alternative Präsentationstechniken“.