Chancen und Herausforderungen von ChatGPT in der ingenieurwissenschaftlichen Lehre - Präsentation zum Tag der Lehre am 31. Mai 2023

Chancen und Herausforderungen von ChatGPT
in der ingenieurwissenschaftlichen Lehre
Dr.-Ing. Mathias Magdowski
Lehrstuhl für Elektromagnetische Verträglichkeit
Institut für Medizintechnik
Otto-von-Guericke-Universität, Magdeburg
Präsentation zum Tag der Lehre am 31. Mai 2023
Lizenz: cb CC BY 4.0 (Namensnennung, Weitergabe unter gleichen Bedingungen)
ChatGPT in E-Technik-Prüfungen 1

Umfrage zur Nutzung von ChatGPT in der Online-Leistungskontrolle

1. Frage zur Knotenleitwertmatrix
Erklärung:
Die Knotenspannungsanalyse ist ein Netzwerkberechnungsverfahren, bei der das
Verhalten der Schaltung durch ein Gleichungssystem beschrieben wird, das in
Matrixform geschrieben werden kann. Dabei ergibt die Knotenleitwertmatrix
multipliziert mit dem Spaltenvektor der unbekannten Knotenspannungen den
Spaltenvektor der Stromquellen. Jeder Widerstand in der Schaltung hat dabei
verschiedene Einträge in Form eines Leitwerts in der Knotenleitwertmatrix.

1. Frage zur Knotenleitwertmatrix
Erklärung:
Die Knotenspannungsanalyse ist ein Netzwerkberechnungsverfahren, bei der das
Verhalten der Schaltung durch ein Gleichungssystem beschrieben wird, das in
Matrixform geschrieben werden kann. Dabei ergibt die Knotenleitwertmatrix
multipliziert mit dem Spaltenvektor der unbekannten Knotenspannungen den
Spaltenvektor der Stromquellen. Jeder Widerstand in der Schaltung hat dabei
verschiedene Einträge in Form eines Leitwerts in der Knotenleitwertmatrix.
Frage:
Wie oft kann ein zu einem Widerstand zugehöriger Leitwert maximal auf der
Hauptdiagonale der Knotenleitwertmatrix auftauchen? Man antworte und
begründe die Antwort in Satzform.

Dialog mit ChatGPT zur Aufgabe zur Knotenspannungsanalyse

Klausuraufgabe 1: Ladung und Strom (9 Punkte)
Gegeben ist der folgende Zeitverlauf der elektrischen Ladung Q(t) im Bereich
0 ≤ t ≤ 7 ms.
a) Man berechne den zugehörigen Stromverlauf i(t).
b) Man stelle i(t) graphisch dar.
1 2 3 4 5 6 7
1
2
3
4
Q0 · e−t−4 ms
1 ms
t in ms
Q(t) in mA s

Klausuraufgabe 10: Temperaturabhängiger Widerstand (9 Punkte)
Man berechne den Strom I bei einer Betriebstemperatur von 120◦.
Wie groß ist die prozentuale Änderung der an den Widerständen R1 und R2 bei
120◦ umgesetzten Gesamtleistung gegenüber der bei 20◦?
Uq
I
R2
R1
Uq = 24 V R1,20◦ = R2,20◦ = 10 Ω α1 = 2 · 10−5
K−1
α2 = 2 · 10−3
K−1

Aufgabe 114 – Reihenresonanzkreis (8 Punkte)
Ein Reihenresonanzkreis mit einer Induktivität von L = 500 mH und einer Kapazität
von C = 2 µF soll eine Güte von Q = 20 haben.
a) Wie groß muss der Widerstand R sein?
b) Man bestimme die absolute Bandbreite bω und näherungsweise die
45◦-Frequenzen ω±45◦ .
c) Wie groß ist die Verstimmung v bei den 45◦-Frequenzen?

ChatGPT-Lösung von Aufgabe 114 a) (Teil 1)

ChatGPT-Lösung von Aufgabe 114 a) (Teil 2)

Modifizierte Aufgabe 114 – Reihenresonanzkreis (8 Punkte)
Folgende Schaltung mit einer Induktivität von L = 500 mH und einer Kapazität von
C = 2 µF soll eine Güte von Q = 20 haben.
R L
C
a) Wie groß muss der Widerstand R sein?
b) Man bestimme die absolute Bandbreite bω und näherungsweise die
45◦-Frequenzen ω±45◦ .
c) Wie groß ist die Verstimmung v bei den 45◦-Frequenzen?

Zurück auf Anfang
▶ Was sollen die Studierenden lernen?
Welche Kompetenzen sollen sie entwickeln?

Zurück auf Anfang
▶ Welche Methode und Prozesse sind geeignet, um das dazu nötige Wissen zu
vermitteln?
Wie können die Studierenden gut beim eigenen Kompetenzerwerb unterstützt
werden?

Zurück auf Anfang
▶ Welche Methode und Prozesse sind geeignet, um das dazu nötige Wissen zu
vermitteln?
Wie können die Studierenden gut beim eigenen Kompetenzerwerb unterstützt
werden?
▶ Wie kann man den Lernfortschritt und die Kompetenzen prüfen (formativ und
summativ)?
Welche Fehlanreize ergeben sich dabei?

Konkrete Idee
Studierende lösen (Prüfungs-)Aufgaben mit Hilfe von ChatGPT und . . .
▶ markieren richtige und falsche Lösungsschritte

Konkrete Idee
▶ korrigieren und verbessern die Lösung

Konkrete Idee
▶ stellen den richtigen Lösungsweg fachlich korrekt dar

Konkrete Idee
▶ diskutieren alternative Lösungswege

Konkrete Idee
▶ nutzen dabei Expert*innen-Wissen und „hohe“ Kompetenzstufen der
Bloomschen Taxonomie

Konkrete Idee
▶ analysieren

Konkrete Idee
▶ analysieren
▶ evaluieren und bewerten

Konkrete Idee
▶ analysieren
▶ evaluieren und bewerten
▶ erschaffen

ChatGPT wird uns auch nicht retten!
Quelle: https://www.reddit.com/r/ProgrammerHumor/comments/135iokd/ai_is_taking_over/

Fragen und Diskussion
Quelle: https://pixabay.com/de/illustrations/mann-frau-fragezeichen-probleme-2814937/

Wortwolke 1
23 Antworten
Welches Wort fällt Ihnen zum Thema "ChatGPT" ein?
Künstliche Intelligenz
AI vereinfachung
Chatbot
Selbstbestimmung?
Eliza
2.0
Sprache
Chance
Hausarbeit
disruptiv
Textgenerierung
plagiat
Hilfestellung
Papagei
Geradeso-plausible-Texte
Hilfreich
schnell
&
gut
Erläuterung
KI


Wortwolke 2
29 Antworten
Welche Wörter kommen Ihnen zur Zukunft des Lernens und der Lehre in den Kopf?
Interaktiv
Digitalisierung
Digital
Schwierig
Fehlerkultur
Adaptiv
einfacher
Verstehensorientiert
hilfestellend
Kein auswendiglernen
Selbstorganisation
Automatisiert
international
faire
leistungsbewertung
Personalisierung
Mehr
Selbstständigkeit
Hybrid
Ultimate
IT
KI-integriert
Ungewiss
verantwortung
Individuell
Internet
Praktisches Arbeiten
Hochwertig
Interaktivität
Neue Kompetenzen
unterstützend
Chancengleichheit
Virtuell
critical thinking
Differenziertheit
KI
Veränderung
Individualisierung
Zusammenarbeit
Afraid
Wonderful
Blended


Wo sehen Sie mögliche Handlungsfelder und Strategien zum
Umgang mit ChatGPT in der Lehre an der OVGU?
▶ Abschlussarbeiten als große Herausforderung, weil Texterzeugung durch
ChatGPT schwer nachweisbar ist
▶ Prozess ist wichtiger als Ergebnis
▶ Begleitung der Arbeit durch:
▶ Thesis-Proposal-Präsentation
▶ regelmäßige Arbeitstreffen mit Kurzpräsentationen
▶ dokumentierte Literaturrecherche
▶ intensive Diskussionen im Rahmen der Abschlusspräsentation

Was sind weitere Gedanken/Impulse, die Sie noch festhalten wollen?
▶ Gute Nutzbarkeit zur Lösung von grundlegenden
Informatik-Problemstellungen beim Programmieren, Erstellen von
Code-Schnipseln, Finden von Fehlern im Programmcode
▶ Nutzung zum Stellen von Verständnisfragen mit kurzen oder längeren
Antworten, je nach Wunsch.
▶ Auf lange Sicht: Werden Menschen verdummen, weil wir immer mehr
Aufgaben an die KI auslagern?

Ergebnisse des Gruppendiskussionen
Gruppe 1:
▶ Abschlussarbeiten −→ Auffassen als Prozess
▶ hierzu Kickoff der Studierenden für Vorstellen der Idee
▶ strukturierte Literaturrecherche fördern
▶ Abschlusspräsentationen professionalisieren
▶ kreative Eigenleistung, die über „Internetwissen“ hinausgeht?
▶ eigenständige kritische Leistung?
▶ beides lässt sich gut mit Abschlusspräsentation und anschließende
Diskussion herausfinden

Ergebnisse des Gruppendiskussionen
Gruppe 2:
▶ Verbot ist sinnfrei da nicht durchführbar
▶ Qualität der Ausgaben von ChatGPT ist (bisher) zu schlecht, um Antworten
direkt zu übernehmen
▶ erfüllt ChatGPT eine Aufgabe zufriedenstellend sagt dass mehr über die
Aufgabenstellung als über ChatGPT
Gruppe 3:
▶ Ist ChatGPT gut für das Lösen von Aufgaben?
▶ Kann ChatGPT helfen, lange Texte zu lesen und auf das Wesentliche zu
verkürzen?

Particify-Q&A
▶ Wie ist die Plattform https://nolej.io/ einzuschätzen?
Beschreibung: Automatically convert documents (Text, Video, Audio) into
dynamic active learning content through the use of our AI. What used to take
instructional designers hours, can now be done by anyone in minutes.
▶ Eine ähnliche Plattform ist Education Copilot.
▶ Website: https://app.educationcopilot.com/
▶ Erfahrungsbericht:
https://bildung.social/@MMagdowski/109649983964253813
▶ PowerPoint Generator:
https://twitter.com/MMagdowski/status/1611838072576176128
▶ Noch ein ähnliches Werkzeug ist SlidesGPT:
▶ Webseite: https://slidesgpt.com/
▶ Kleiner Testbericht:
https://twitter.com/MMagdowski/status/1639932457968451586

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