Kompetenzzentrum für mathematische Modellierung in MINT-Projekten in der Schule

MAL-i - Mathematical Adaptive Learningsystems Enhanced by Eye-Tracking

 

Kontakt: Kathrin Kennel 

 

Ausgangslage

Adaptive Lernsysteme analysieren die Entwicklung des Lernenden, passen sich an, geben Rückmeldung über den Lernfortschritt und bieten vielfältige Hilfestellungen. Wesentliche Kennzeichen solcher Lernsysteme sind Adaptivität, Flexibilität, Diagnosefähigkeit sowie die Möglichkeit der Automatisierung.

Es existieren bereits zahlreiche adaptive Lernsysteme, auch für den Bereich Mathematik. Hier wird dem Nutzer als Rückmeldung meist nur ein pauschales Feedback („Das war richtig“ / „Das war falsch“) gegeben. Dem Anspruch an ein adaptives Feedback werden diese Systeme meist nicht gerecht.

 

Ziele

Ziel in diesem Projekt ist es, die Grundlage für die Entwicklung eines Systems zu schaffen, welches ein diagnostisches Feedback gibt und individuelle Tipps zum richtigen Zeitpunkt einblendet. Das System soll schon bei der Bearbeitung einer Aufgabe erkennen, ob beim Nutzer Fehlkonzepte zu einem Thema vorliegen. Auf dieser Grundlage sollen Rückmeldungen generiert werden, welche die Schüler*innen im Lösungsprozess unterstützen.

Zur Verwirklichung dieses Ziels wird untersucht, inwiefern die Nutzung der Eye-Tracking-Technologie dazu beitragen kann, die Diagnosefähigkeit eines adaptiven Lernsystems zu verbessern. Ein Teilziel besteht darin, Zusammenhänge zwischen Fehlkonzepten und Blickmustern zu erforschen. Perspektivisch soll das Lernsystem auf Basis mehrerer Kriterien adaptieren: Neben den Eingaben der Nutzer sollen auch Eye-Tracking-Daten analysiert werden.

Das Vorhaben im Projekt befasst sich mit der folgenden Fragestellung:

Wie kann die Diagnosefähigkeit von adaptiven Lernsystemen mittels Eye-Tracking verbessert werden?

 

Vorgehen im Teilprojekt

  1. Konzeption von Aufgaben
  2. Untersuchung von Fehlkonzepten
  3.   Analyse und Vergleich der Blickdaten von Expert*innen und Noviz*innen
  4. Konzeption von individuellen Hilfen und Feedback
  5. Erstellung einer prototypischen Software

 

Förderung und Link zum Projekt

Das Projekt MAL-i als Teilprojekt des Vorhabens "U.EDU: Unified Education Medienbildung entlang der Lehrerbildungskette“ wird im Rahmen der gemeinsamen „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“ von Bund und Ländern aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert.

www.uni-kl.de/uedu/home/

Mitteilungen & Aktuelles

Schülerpraktikum: Workshop "Versicherungsmathematik - Eine Rechnung mit der Zukunft"


500 simulierte Pfade des Ruinprozesses

Programmübersicht des Schülerpraktikums

Vom 18. bis zum 29. Januar fand das von KOMMS organisierte Schülerpraktikum erstmals rein virtuell statt. Hierfür wurde das Open-Source-Webkonferenzsystem BigBlueButton (BBB) verwendet.

Die AG Finanzmathematik trug mit einem ganztägigen Workshop zum Programm bei. Die insgesamt 16 Schülerinnen und Schüler aus der neunten bis zwölften Klassenstufe bekamen am 22. Januar einen Einblick in die Welt der Versicherungsmathematik. Wie hoch sollte etwa die Prämie sein, die ein Versicherungsnehmer zahlen muss? Vor welchen Herausforderungen stehen Versicherer heutzutage und wie gehen sie mit diesen um? Solche und viele weitere Fragestellungen wurden in einem interaktiven Vortrag ausführlich diskutiert.

Im anschließenden praktischen Teil konnten sich die Schülerinnen und Schüler in ein spannendes Themengebiet einarbeiten, wobei separat angelegte BBB-Räume die Arbeit in Kleingruppen ermöglichte. Ziel der Aufgabe war die Schätzung der Ein-Jahres-Ruinwahrscheinlichkeit eines Versicherungsunternehmens auf Basis simulierter Ruinprozesse. Diese Wahrscheinlichkeit dient als Grundlage für die Festlegung der Prämien. Die Beiträge müssen hoch genug gewählt werden, damit Ruin und somit Zahlungsunfähigkeit der Versicherung sehr unwahrscheinlich wird. Programmiert wurde in Python mittels der web-basierten Umgebung Jupyter Notebook. Einen entsprechenden Crashkurs erhielten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer an den vorherigen Tagen.

Kontakt

Technische Universität Kaiserslautern, Fachbereich Mathematik
Gottlieb-Daimler-Straße
Gebäude 48
67663 Kaiserslautern

Postfach 3049
67653 Kaiserslautern

E-Mail: komms@mathematik.uni-kl.de


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