ChatGPT nutzen in der Elektrotechnik (!?) - Beitrag zur Veranstaltung "KI-Tools an der OVGU"

Nutzung in einer ET-LK Nutzung in einer EMV-Übung Nutzung in einer ET-Prüfung Abschluss
ChatGPT nutzen in der Elektrotechnik (!?)
Dr.-Ing. Mathias Magdowski
Lehrstuhl für Elektromagnetische Verträglichkeit
Institut für Medizintechnik
Otto-von-Guericke-Universität, Magdeburg
Beitrag zur Veranstaltung „KI-Tools an der OVGU“
Lizenz: cb CC BY 4.0 (Namensnennung, Weitergabe unter gleichen Bedingungen)
ChatGPT nutzen in der Elektrotechnik (!?) 1

Disclaimer
Quelle: https://www.watson.ch/596081264-50-lustige-und-skurrile-witze-die-nur-nerds-verstehen

Diskussionsstand von vor einem Jahr
Quelle: https://twitter.com/StefanLobas/status/1602940245242167296

Nutzung in einer
Elektrotechnik-Online-Leistungskontrolle im
Wintersemester 2022/2023

Umfrage zur ChatGPT-Nutzung in einem Online-Test im Januar 2023

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

Kann ChatGPT unsere Elektrotechnik-Leistungskontrolle lösen?
https://youtu.be/Q1GsYKDh7_o

Wie schlägt sich Google Bard im Vergleich?
https://youtu.be/Uj42yzMmDt0

Nutzung in einer Übung zur elektromagnetischen
Verträglichkeit im Sommersemester 2023

Rechnen in dB
In der Elektrotechnik und speziell auf dem Gebiet der elektromagnetischen
Verträglichkeit werden Messwerte oft als Pegel in dB angegeben. Für einen
Leistungspegel L gilt die einfache Definition
LP/P0
= 10 · log10

P
P0

dB , (1)
wobei P die Nennleistung und P0 die Bezugsleistung ist.
a) Geben Sie die Leistung 100 W als Leistungspegel in dB (mW) an.
b) Geben Sie die Spannung 50 nV als Spannungspegel in dB (µV) an.
c) Geben Sie den Leistungspegel −20 dB (mW) als eine Leistung in nW an.
d) Wie groß ist der Gesamtleistungspegel, wenn zwei Leistungen mit einem
Pegel von 30 dB (mW) und 30 dB (mW) kombiniert werden?
e) Diskutieren Sie die Vor- und Nachteile der Angabe von Messgrößen in dB.

Teilaufgabe a)

Teilaufgabe a) (anderer Zahlenwert)

Teilaufgabe b)

Teilaufgabe c)

Teilaufgabe d)

Teilaufgabe e) Vorteile

Teilaufgabe e) Nachteile

Perspektivische Nutzung in einer
Elektrotechnik-Prüfung

Aufgabe 12 – Ladung und Strom
Die skizzierte Zeitabhängigkeit des Stromes ist durch Gleichungen
abschnittsweise zu beschreiben. Ausgehend von Q = 0 bei t = 0 sind dann die
zugehörigen Gleichungen für die Ladung Q(t) durch Integration zu errechnen und
grafisch darzustellen.
1 2 3 5 6
−2
−1
1
2
4 Zeit, t in s
Strom, i(t) in A

Verlockendes Versprechen

You gonna give something to get something!

The future is now!

ChatGPT-Lösung von Aufgabe 12

Aufgabe 16 – Stromdichte
Ein Blechstreifen variabler Breite b und konstanter Dicke s wird in x-Richtung von
einem Strom durchflossen. Der Strom tritt in Fläche 1 ein und aus Fläche 2 aus.
Man berechne mit b1 = 3 · b2 die Stromdichte in Abhängigkeit von der
Ortskoordinate x, d. h. J = f(x). Die Stromdichte ist in normierter Form J(x)
J(0)
grafisch darzustellen.
b1 b2
s
x = 0 x = l

Wie sieht es in anderen Aufgaben aus?
https://youtu.be/Vbd3jmjyQJc

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?

Gesucht: „KI-Kontroll-Kompetenz“
Quellen: https://languagelog.ldc.upenn.edu/nll/?p=11907;
https://www.atanet.org/client-assistance/why-should-i-hire-a-professional/ und
https://www.estertranslations.com/de/blog/would-you-eat-here/

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/

ChatGPT wird uns vielleicht doch helfen
Ich habe eine wunderbare Funktion von ChatGPT gefunden. Das Pro-
gramm gibt mir aus meiner Sicht sehr gute Eselsbrücken. Wenn ich hin-
ter das Wort, das ich nicht verstehe, die Phrase „erkläre als wäre ich ein
Kind“ setze, kommen sehr unterhaltsame Geschichten raus. Beispielswei-
se erklärt das Programm Schwingkreise damit, dass Kondensatoren und
Spulen nur bei eigenen Rhythmen tanzen können. Die Frequenz, bei der
sich die beiden Imaginärteile der Impedanzen ausgleichen, ist somit der
Rhythmus, bei dem beide Bauelemente „abgehen“ können. Auch wenn
das fachliche vielleicht nicht komplett richtig ist, zaubert mir das Ganze
ein wunderbares Bild in den Kopf.

Aber!
Offene Fragen zur Nutzung:
▶ Lizenzkosten

Aber!
▶ Lizenzkosten
▶ Digital Divide

Aber!
▶ Lizenzkosten
▶ Digital Divide
▶ Matthäus-Effekt

Aber!
▶ Lizenzkosten
▶ Digital Divide
▶ Datenschutz

Aber!
▶ Lizenzkosten
▶ Digital Divide
▶ Datenschutz
▶ freiwillige vs. verpflichtende Nutzung

Aber!
▶ Lizenzkosten
▶ Digital Divide
▶ Datenschutz
▶ „Entpersonalisierung“ der Lehre als sozialer Prozess

Aber!
▶ Lizenzkosten
▶ Digital Divide
▶ Datenschutz
▶ Kann eine KI Motivation stiften?

Aber!
▶ Lizenzkosten
▶ Digital Divide
▶ Datenschutz
▶ Welchen Sinn hat Lernen noch?

Aber!
▶ Lizenzkosten
▶ Digital Divide
▶ Datenschutz
▶ Welchen Sinn hat Lernen noch?
▶ Ressourcenverbrauch

Prozesse infrage stellen
Quelle: Kevin Cannon,
https://twitter.com/multikev/status/1616784555788075009

Was gibt es zu tun?
Die drei größten To-dos:
1. Hochschulehrende qualifizieren, Vorteile und Risiken für die eigene Arbeit
aufzeigen
2. Transparenz und Regeln zur Nutzung schaffen, um Verunsicherung zu
vermeiden, dafür partizipative Diskursräume schaffen
3. Nutzung pro-aktiv ausprobieren und Studierende mitnehmen
Quelle: https://bit.ly/chatGPTzeitreise

Erkennt eine KI wirklich nur Muster?
Chihuahua oder Muffin?
Quelle: https:
//twitter.com/fooduz/status/1351214481410551812
Faultier oder Schokobrötchen?
Quelle: https://twitter.com/DShadowgazer/status/
1370122409605468168

Erkennt eine KI wirklich nur Muster?
Wiener Würstchen oder Beine?
Quelle: https://twitter.com/DShadowgazer/status/
1370122409605468168
Shar-Pei oder Croissant?
Quelle: https://twitter.com/TomPoole007/status/
1634568045992587269

Oder versteht eine KI und wenn ja, wie viel?
Trickreiche Anfrage:
Quelle: https:
//twitter.com/aaditsh/status/1713148220262498349

Trickreiche Anfrage:
Quelle: https:
//twitter.com/aaditsh/status/1713148220262498349
Selbsttest:

Selbsttest auf Englisch:

Selbsttest auf Englisch: Endlich der Pinguin:

https://wronghands1.com/2023/11/10/human-vs-ai/
Vielen Dank für Ihre/Eure
Aufmerksamkeit!
Gibt es weitere Fragen?

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