Drittmittelprojekte

Laufende Projekte

Digitale Technologien erlangen Autonomie und begegnen Menschen an immer mehr Orten und in verschiedenen Gestalten, etwa als hochautomatisierte Fahrzeuge, Roboter und Drohnen, aber auch als Avatare und andere intelligente Agenten mit virtuellen Körpern. Digitale Technologien werden zudem zunehmend am Körper getragen, als intelligente Prothesen, Exoskelette und VR-Brillen beispielsweise. Solche Technologien sind verkörperte digitale Technologien (embodied digital technologies, EDTs). Autonom agierende EDTs und Menschen in realen oder virtuellen geteilten Umwelten und ebenso Menschen, die EDTs tragen oder künstliche Körper steuern, bilden hybride Gesellschaften. Für effiziente und flüssige Interaktion in hybriden Gesellschaften müssen menschliche Fähigkeiten und technologische Potentiale analysiert und in neuartiger Weise aufeinander abgestimmt werden. Dazu müssen Sozial- und Geistes- sowie Ingenieurwissenschaften ihre Stärken zusammenführen. Die gemeinsame Forschung dieser Disziplinen zu Mensch-Maschine Interaktion ist an der TU Chemnitz außergewöhnlich stark. Der SFB Hybrid Societies sammelt die lokale Expertise um einen Kern im Fachgebiet Psychologie und schafft ein internationales Zentrum für die empirische Forschung, Analyse und Entwicklung, die dringend benötigt werden, um eine möglichst förderliche Koexistenz lebender und synthetischer Körper in den bevorstehenden hybriden Gesellschaften sicherzustellen. Die zwei leitenden Forschungsfragen des SFBs sind: Was ist nötig, damit Menschen sich mit EDTs so flüssig koordinieren können wie mit Mitmenschen? Und: Wie müssen EDTs gestaltet werden, damit sie diese Anforderungen erfüllen? Nötig für flüssige Koordination in geteilten Umwelten sind das Wahrnehmen genereller Fähigkeiten und situationsspezifischer Intentionen der Interaktionspartner und zudem vorhersehbare und kooperative Handlungskontrolle sowohl seitens der Menschen wie der EDTs. Dementsprechend gliedert sich die Forschung im SFB in vier verbundene Forschungsfelder: (A) Embodied Sensor and Motor Capabilities umfasst das Wahrnehmen, Vorhersagen und die Bewegungsausführung im Koordinieren und Interagieren mit EDTs. (B) Artificial Bodies beinhaltet das Zuschreiben von Fähigkeiten zu EDTs basierend auf der Erscheinung ihrer synthetischen Körper und ihres Verhaltens sowie das Erfahren synthetischer Körper als Ersatz oder Erweiterung des eigenen Körpers. (C) Shared Environments zielt ab auf gemeinsame Aufmerksamkeitsausrichtung, räumliche Orientierung und koordiniertes Verhalten von Menschen und EDTs. Das vierte Feld, (D) Intentionality in Hybrid Societies, fokussiert die Zuschreibung und Kommunikation situationsspezifischer Intentionen zwischen Menschen und EDTs. Der SFB stärkt die Kernkompetenzen Mensch und Technik sowie Materialien und intelligente Systeme der TU Chemnitz und trägt auch durch das international eingebettete Graduiertenkolleg mit belastbaren wissenschaftlichen Ergebnissen entscheidend zu gelingenden hybriden Gesellschaften bei.

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EU Fairplay
Durch strategische Vernetzung von Akteuren aus verschiedenen Disziplinen und inhaltliche Weiterentwicklung des Kenntnisstandes zu digitalem, spielbasiertem Lernen (engl. Digital Game-Based Learning; DGBL) unter besonderer Berücksichtigung von Bildungsgerechtigkeit, wird im Verbundprojekt EU-FairPlay ein substantieller Beitrag zur Stärkung der Bildungsforschung und -praxis geleistet. Das geplante Verbundprojekt schließt eine Lücke, indem es durch nachhaltige Vernetzung nationale und internationale Akteure aus dem Bereichen Bildungstechnologie, Spielforschung und Bildungsforschung zusammenführt und eine gemeinsame Agenda für die Fragestellung: Wie lässt sich Bildungsgerechtigkeit in und durch DGBL bzw. durch deren neue technologische Möglichkeiten herstellen? erarbeitet. Hierbei sind nachhaltige Forschungs- und Praxiskooperationen im Fokus. Ergänzt werden diese Tätigkeiten um eine umfassende, am Empfänger ausgerichtete Dissemination der Netzwerkinhalte, die sowohl das informelle wie formelle Lehren und Lernen aller Bildungsetappen mit digitalen Spielformaten beinhalten.

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Abgeschlossene Projekte

	Die Professur hat sich am Graduiertenkolleg „Kopplung virtueller und realer sozialer Welten“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) beteiligt. Das Graduiertenkolleg befasste sich mit den Schnittstellen zwischen virtuellen und realen sozialen Erlebnisräumen, die aus einer technikorientierten und zugleich sozialwissenschaftlichen Medienforschungsperspektive betrachtet wurden. Die Teilbereiche Kommunikation, Emotionen, Sensomotorik und Lernen wurden in interdisziplinären Tandems erforscht, die aus Doktoranden der Informatik und Sozialwissenschaften bestanden.
	Mit der Professur Angewandte Funktionalanalysis der Fakultät für Mathematik der TU Chemnitz wurde ein semesterbegleitendes E-Learning-Angebot erstellt, welches die Studienabbrüche im Fach Mathematik reduzieren soll. Hierbei sind vor allem instruktionspsychologische und fachdidaktische Aspekte zu berücksichtigt worden. Das Projekt mit dem Titel „Digitalisierung der Lehre im Bereich Mathematik“ wurde vom Europäischen Sozialfonds (ESF) zunächst für die Jahre 2016 und 2017 finanziert. Das Projekt wurde für das Jahr 2018 mit dem Ziel verlängert, neue mathematische Kurse an ausländische Studierende anzupassen.
	Gemeinsam mit der Professur Bildungstechnologien und dem Medienzentrum der Fakultät Erziehungswissenschaften der TU Dresden hat die Professur ein Lehr-Lern-Projekt im Verbundvorhaben Lehrpraxis im Transfer der sächsischen Universitäten eingeworben. Dieses Projekt wurde vom Hochschuldidaktischen Zentrum Sachsen (HDS) finanziert. Das Lehr-Lern-Projekt „ID4BM – Instruktionsdesign für das Bildungsmanagement“ befasste sich mit der kollaborativen Produktion von offenen Lernressourcen im Rahmen einer hochschulübergreifenden Seminarkooperation.
	Zur Gestaltung multimedialer Lehr-/Lernmedien liegen etliche experimentell überprüfte Empfehlungen vor, die theoretisch vor allem auf der Cognitive Load Theory (CLT) und der Cognitive Theory of Multimedia Learning (CTML) beruhen. Diese Theorien betonen die Beschränkung des Arbeitsgedächtnisses und die potentielle kognitive Überlastung der Lernenden, welche durch die adäquate Gestaltung der Lehr-/Lernmedien verhindert werden soll. So wurde etwa für Text-Bild-Kombinationen die Vermeidung dekorativer Bilder postuliert. Dekorative Bilder dienen nicht vorrangig der Informationsvermittlung, sondern erfüllen in erster Linie einen ästhetischen Zweck. Experimentelle Studien zeigen jedoch, dass dekorative Bilder die Lernleistungen unter bestimmten Bedingungen nicht reduzieren, sondern diese sogar verbessern können. In dem beantragten Projekt wurden die Anthropomorphisierung und die emotionale Valenz dekorativer Bilder als zentrale Einflussfaktoren betrachtet. Es fanden sich in den beiden durchgeführten Studien keine konsistenten signifikanten Effekte. Keine der in manchen Variablen signifikanten Einzelbefunde konnten in der jeweils anderen Studie repliziert werden. Auch eine parallele Erhebung von Herzrate und Hautleitfähigkeit zeigte keine konsistenten signifikanten Unterschiede. Ein Einbezug der intrinsischen Motivation hatte keinen relevanten Effekt auf die Ergebnisse. Auch eine Interaktion zwischen emotionaler Valenz und Anthropomorphisierung konnte nicht gefunden werden. Die Ergebnisse deuten insgesamt darauf hin, dass dekorative Bilder mitunter unabhängig von ihrer Valenz und ihrem Vermenschlichungsgrad einen nur geringfügigen und somit eher vernachlässigbaren Einfluss auf die Behaltens- und Transferleistung beim Lernen mit digitalen Lernumgebungen ausüben.
	BeeLife - Eine situativ eingebettete mobile Lernapp zur Sensibilisierung für Umweltthemen Bienen gehören zu den wichtigsten Nutztieren, weil sie durch die Bestäubung der Pflanzen und Bäume maßgeblich zum Erhalt der Vielfalt der Flora beitragen. Ohne Bienen hätten wir beispielsweise knapp zwei Drittel weniger Äpfel, Birnen und Kirschen. Neben den Honigbienen helfen insbesondere deren vielen Menschen unbekannte „Wilde Schwestern“ entscheidend bei dieser wichtigen Aufgabe – im Gegensatz zu Honigbienen jedoch ohne den Schutz eines Bienenstocks und die Pflege durch Hobby oder Berufsimkerinnen und -imker. Wie zahlreiche Medienberichte zeigen, sind die Lebensräume von Wildbienen aktuell zunehmend bedroht, einige Arten sind bereits ausgestorben und die daraus entstehenden Konsequenzen für den Ernteertrag kritisch. Unser Modellprojekt BeeLife möchte dieser Entwicklung entgegenwirken und ein nachhaltig ökologisches Bewusstsein für die hohe Relevanz von Wildbienen für unser Ökosystem und deren Schutz schaffen. Dem Zitat von Konrad Lorenz folgend „Man liebt nur, was man kennt und man schützt nur, was man liebt.“ steht dabei der persönliche Bezug zu der Thematik im Vordergrund, der durch den virtuellen Charakter einer ausgewählten Wildbiene in einer mobilen App erreicht werden soll, die gleichsam wie ein Haustier versorgt und gepflegt wird. Das wesentliche Ziel besteht darin, durch ökologisch umsichtiges Handeln gute Lebensbedingungen für die eigene Wildbiene zu schaffen. Unsere neuartige Verbindung eines digitalen Mediums mit handlungsorientierten Projektwerkstätten eignet sich in besonderer Weise dazu, die Konsequenzen des eigenen Handelns in der sozialen Welt direkt in der virtuellen Welt zu erfahren. Unser Vorhaben richtet sich bewusst an eine junge Zielgruppe, Schülerinnen und Schüler in den Klassestufen fünf und sechs, um in den Erwachsenen von morgen ein Verantwortungsgefühl zu schaffen, das sie dann beispielsweise als spätere Landwirtinnen und -wirte zum achtsamen Umgang mit Pestiziden bewegt oder als Hobbygärtnerinnen und -gärtner zu einer insektenfreundlichen Blühpflanzenwahl animiert. Konkrete Schritte des Vorhabens umfassen dabei neben der inhaltlich-didaktischen Konzeption der mobilen App und deren technischer Implementierung die Konzeption, didaktische Aufbereitung und Umsetzung der Projektwerkstätten. Beides erfolgt in enger Abstimmung mit den beteiligten Schulen, um durch die Anpassung an die Gegebenheiten vor Ort eine nachhaltige Verortung des Konzepts im Schulleben zu erreichen und perspektivisch auch eine Ausweitung auf Nachbarschulen anzuregen. Ein starker Fokus auf die begleitende Öffentlichkeitsarbeit trägt ebenfalls dazu bei, den Projektgedanken zu verbreiten und aus der beantragten Modellphase heraus einen flächendeckenden Einsatz sowie die inhaltliche Erweiterung zu erreichen. Kooperation mit der Abteilung Lehren und Lernen mit intelligenten Systemen an der Universität Stuttgart.
	Stärkung der Metakognition und Motivation Studierender durch individualisierte Smart Personal Assistants Die digitale Lehrform stellt besondere Herausforderungen an den Lernprozess von Studierenden. Sie erfordert deutlich größere metakognitive Fähigkeiten wie Disziplin (z.B. sich nicht ablenken zu lassen), Konzentrationsfähigkeit (bei digitaler Lehrpräsentation), Organisationsfähigkeit (z.B. bei der Planung des Tagesablaufes) und kann für bestimmte Persönlichkeitsprofile (z.B. bei Unsicherheit) schwieriger sein. Vor diesem Hintergrund stellt das Ziel des Projekts „MeMo – Stärkung der Metakognition und Motivation Studierender durch individualisierte Smart Personal Assistants“ die Optimierung der Lernprozesse der Studierenden zur Steigerung des Lernerfolgs durch die individualisierte Stärkung 1) metakognitiver Fähigkeiten sowie 2) der Motivation bei der Nutzung der Lernmaterialien dar. Im Rahmen des Projekts werden ausgewählte Lehrveranstaltungen der TU Chemnitz als Testcase um Smart Personal Assistants (SPAs) ergänzt, welche Studierende gezielt und individualisiert unterstützen. Im Gegensatz zu bestehenden SPAs zeichnet sich das Projekt hierbei besonders durch eine Berücksichtigung der Heterogenität Studierender durch eine auf Metadaten basierende Individualisierung aus. Die SPAs werden durch Vignettenstudien und Experimente kontinuierlich hinsichtlich der erfolgreichen Förderung der metakognitiven Fähigkeiten und Motivation Studierender überprüft und angepasst. Weitere Informationen zum Projekt finden Sie hier.