Die Digitalisierung durchdringt zahlreiche Lebensbereiche und bietet immer neue Möglichkeiten – im Privaten, in der Schule ebenso wie in Organisationen. Apps werden z.B. zur Pandemiebekämpfung eingesetzt; Roboter, künstliche Intelligenz oder andere digitale Assistenten unterstützen im Unterricht und bei der Arbeit. Nutzer*innen sind jedoch nicht immer von der ersten Minute an von neuen Technologien und den für sie damit einhergehenden Veränderungen begeistert, selbst wenn sie vom Nutzen der Technologien objektiv profitieren können.
Der Einsatz interaktiver Multi-Touch-Oberflächen nimmt kontinuierlich zu. Daher sind manuell bedienbare Benutzeroberflächen, wie Multi-Touch-Tische, Tablets oder Smartphones, heutzutage in vielen öffentlichen Einrichtungen und Privathaushalten zu finden. Diese Benutzeroberflächen ermöglichen eine direkte Manipulation externer Repräsentationen, ohne dass zusätzliche Eingabegeräte (z.B. Maus) benötigt werden. Daher stellt sich die Frage, wie manuelle Interaktionen gestaltet werden sollten, um Informationsverarbeitungsprozesse zu unterstützen.
Im Projekt „Der Obersalzberg aus Besuchersicht“ werden zwei Fragen untersucht: Wie können Propagandabilder dekonstruiert werden? Und wie wirkt sich das Bewusstsein, sich an einem historischen Ort mit hohem Bezug zur NS-Geschichte zu befinden, auf die Wahrnehmung, die Beurteilung und die Verarbeitung von assoziierten Bildern aus? Es besteht eine Kooperation mit dem Institut für Zeitgeschichte (Dokumentation Obersalzberg). Die empirischen Befunde sollen in das Praxisfeld Museum einfließen.
Die Forschung im Projekt verknüpft die Disziplinen Neuro- und Instruktionspsychologie und Informatik. Ziel ist es, die Methoden der Brain-Computer Interface (BCI) Technologien für Forschung im instruktionspsychologischen Kontext nutzbar zu machen (z.B. individuelle Klassifikation von Arbeitsgedächtnisbelastung in Echtzeit). Als langfristiges Ziel soll die Entwicklung einer adaptiven Lernumgebung ausgelotet werden, die mit BCI-Methoden unterschiedliche Signaturen kognitiver Prozesse im Lernprozess nachweist und online angemessen darauf reagiert.
Aufmerksamkeit ist eine zentrale Grundvoraussetzung für den Lernerfolg. Nach aktuellem Forschungsstand gibt es substantielle Unterschiede zwischen Lehrkräften, wie erfolgreich sie die Aufmerksamkeit ihrer Schülerinnen und Schüler fördern und lenken. Hierauf wird oft mit den Begriffen “Classroom Management” und “Kognitive Aktivierung” Bezug genommen. Es ist davon auszugehen, dass Lehrkräfte nicht immer über den Aufmerksamkeitsfokus ihrer Schülerinnen und Schüler im Bilde sind, was insbesondere für angehende, noch unerfahrene Lehrkräfte (z. B. im bzw. kurz nach dem Referendariat) gilt.
Unsere interdisziplinäre Längsschnittstudie untersucht, wie sich die Dynamik der Mensch-KI-Interaktion über sechs Erhebungszeitpunkte innerhalb eines Jahres entwickelt. Durch die Analyse individueller, verhaltens- und anwendungsbezogener Variablen zielt das Projekt darauf ab, herauszufinden, wie sich Vertrauen, Wahrnehmungen, Selbstwirksamkeit und die Bereitschaft der Nutzenden, mit KI-Systemen zu interagieren, im Laufe der Zeit entwickeln und miteinander in Beziehung stehen. Die Erkenntnisse aus diesem Projekt sind entscheidend, um Mensch-KI-Interaktion besser zu verstehen. Dieses Wissen wird dazu beitragen, nutzerzentrierte KI-Designs zu gestalten und die ethische Integration dieser Technologien in verschiedene Lebensbereiche zu unterstützen.
Die Interaktion mit Technologien und insbesondere mit Multitouch-Geräten wie Smartphones, Tablets oder großformatigen Monitoren (z. B. in Museen) ist zum Standard im täglichen Leben geworden. Bislang ist jedoch sehr unklar, wie die physische Manipulation digitaler Objekte durch diese Geräte die affektive Verarbeitung beeinflusst (z. B. bei der Begegnung mit potenziell angenehmen oder unangenehmen Reizen).
Dieses interdisziplinäre Projekt hat die Konzeption, Implementation und Optimierung von Informationssystemen für Museen und Ausstellungen zum Gegenstand. Das Hauptkonzept ist es für die Präsentation digitaler Informationen interaktive Displays zu nutzen. Entsprechend der Interaktion mit realen Objekten erlauben die Anwendungen die Manipulation über intuitive Gesten für das Bewegen, Rotieren und Skalieren digitaler visueller Informationen.
In diesem Dissertationsprojekt wird der Einsatz immersiver Virtual-Reality-Anwendungen (IVR-Anwendungen) zur Vermittlung von Erfahrungen im Museumskontext untersucht. In einer Kooperation mit dem Naturkundemuseum Stuttgart werden zwei IVR-Anwendungen entwickelt und in mehrere Ausstellungen integriert. Das Ziel dabei ist, Besuchenden die Bedeutung von Artenvielfalt und deren Schutz näher zu bringen, sowie Erkenntnisse über den Einsatz von IVR-Anwendungen als Werkzeuge der Wissenschaftskommunikation im Museumskontext zu erlangen.
Im Rahmen dieses Projekts, das Teil des Forschungsnetzwerkes "Mensch-Agenten-Interaktion" ist, wird untersucht, wie Laien (sowie Literaturexpertinnen und -experten) ein auf Künstlicher Intelligenz (KI) basierendes Schreibtool wahrnehmen und bewerten, das kreativen Output wie z.B. kurze narrative Texte und Gedichte erzeugt. Wie glaubwürdig, kreativ und einfach zu lesen sind die Ergebnisse eines solchen auf GPT-3 basierenden Schreibtools?
Digitale Technologien bieten Möglichkeiten, Kunst-, Musik- und Sportunterricht (KuMuS) neu zu denken und zu gestalten. Insbesondere für die gezielte Förderung individueller Lernvoraussetzungen der Schüler*innen stellen digitale Technologien ein vielversprechendes Medium dar. Um sie innovativ und erfolgreich in den Schulalltag zu integrieren, hat sich das Projekt „KuMuS-ProNeD“ zum Ziel gesetzt, ein integratives Gesamtkonzept für die Lehrkräftebildung in Kunst, Musik und Sport zu entwickeln und ergänzt damit das Projekt „MINT-ProNeD“.
Hochentwickelte Materialien (Advanced Materials) sind von entscheidender Bedeutung für wichtige Zukunftstechnologien in diversen Anwendungsfeldern, wie der Energiespeicherung oder der Biomedizin. Aufgrund der Komplexität des Gefährdungspotenzials dieser Materialien ist jedoch keine pauschale Aussage zu ihrer Sicherheit möglich. Im Rahmen des Leibniz-Forschungsverbunds „Advanced Materials Safety“ wird in einem Dissertations-Projekt untersucht, wie immersive Videotechnologien als Wissenschaftskommunikationsformat gestaltet werden sollten, um Inhalte zur Sicherheit von hochentwickelten Materialien zu vermitteln.
Die Vermittlung und der Austausch von Informationen finden oftmals über gewisse Hierarchien hinweg statt – sei es in Organisationen zwischen Führungskraft und Mitarbeitenden, oder in der Schule zwischen Lehrkraft und Schulleitung bzw. den Schüler*innen. Machtstrukturen wie diese bringen Freiräume mit sich, aber auch eine große Verantwortung für die mächtigeren Personen. Dieser Verantwortung gerecht zu werden, kann besonders bei der Zusammenarbeit über große Distanzen hinweg (z.B. in virtuellen Kontexten) schwerfallen.
Schüler*innen nehmen mit sehr unterschiedlichen Lernvoraussetzungen am Unterricht in den MINT-Fächern teil. Adaptiver Unterricht, welcher explizit individuelle Voraussetzungen berücksichtigt und personalisierte Lernmöglichkeiten bietet, gilt als vielversprechendes didaktisches Konzept, um produktiv mit Heterogenität umzugehen. Im Projekt „MINT-ProNeD“ werden forschungsbasierte Fortbildungs- und Beratungskonzepte entwickelt, die MINT-Lehrkräfte darin unterstützen, digitale Technologien für adaptive Unterrichtsszenarien zu nutzen und sich auf Technologien der Zukunft vorzubereiten.
Die technische Entwicklung im Bereich Erweiterter Realitäten (z. B. Virtuelle Realitäten oder 360°-Visualisierungen) weist derzeit eine starke Dynamik auf. Der hohe Immersionsgrad dieser Technologien ermöglicht es, für Benutzer*innen ein intensives Gefühl der Präsenz in der virtuellen Welt zu erzeugen. Es wird angenommen, dass kognitive Prozesse ein mentales Modell des eigenen Selbst in der virtuellen Welt kreieren, welches ein Gefühl des „in der virtuellen Welt sein“ erzeugt. Es ist jedoch aus kognitionswissenschaftlicher und lernpsychologischer Sicht unklar, in welcher Hinsicht diese Form der Immersion den Benutzer*innen in Wissenskontexten nützen kann.
Das Projekt untersucht anhand (neuro-)physiologischer Maße (Hirnstrommessung [EEG], Blickbewegungsmessung [Eye-Tracking] und Pupillometrie) die Auswirkungen dekorativer Bilder auf kognitive (z.B. Arbeitsgedächtnis, Aufmerksamkeit) und emotional-motivationale Prozesse während des Wissenserwerbs mit Texten. Dekorative Bilder werden oft bei der Gestaltung von Instruktionsmaterialien eingesetzt, um das Interesse der Lernenden am Thema zu wecken und wirken dabei als sogenannte verführerische Details (seductive details). Bisherige Forschung zeigt ein uneinheitliches Bild der Auswirkung des Einsatzes dekorativer Bilder auf den Lernerfolg, von förderlich bis hinderlich. Als mögliche Ursachen für reduzierten Lernerfolg werden Faktoren wie erhöhte kognitive Belastung oder Aufmerksamkeitsablenkung vermutet.
Dieses Projekt befasst sich mit der Idee, dass eine Aktivierung bestimmter Areale im Gehirn das Lernen über kontinuierliche Prozesse mit dynamischen Visualisierungen fördert. Die entsprechenden Areale im Gehirn (das sogenannte menschliche Spiegelneuronensystem) werden dazu genutzt, Aktionen anderer Personen zu verstehen und zu imitieren. Es wird untersucht, ob Gesten, die den zu lernenden Prozessen entsprechen oder nicht-entsprechen, das Spiegelneuronensystem aktivieren und den Lernerfolg verbessern.
Im Nationalsozialismus wurden Diskriminierung und Mord mithilfe bürokratischer Routinen erschreckend effizient umgesetzt. Die Verbrechen der NS-Zeit konnten mit dem Einsatz von Verwaltungssprache und beschönigenden Begriffen in Formularen und Briefwechseln als notwendige und harmlose Vorgänge dargestellt werden. Wie aber lässt sich dieses Phänomen anhand beispielhafter NS-Dokumente interesseweckend, intuitiv und interaktiv für Besucher*innen aufbereiten? Können Besucher*innen mit dem richtigen Medium NS-Dokumente lesen und einschätzen lernen?
Video-SRS ist ein interdisziplinäres Projekt, das sich mit der Unterstützung von Videolernen im Bereich Mathematik durch die Untersuchung und Verbesserung der Selbstregulation konzentriert. Es kombiniert Erkenntnisse aus der Kognitions- und Bildungspsychologie, der Mathematikdidaktik und der Informatik, um innovative Ansätze für diese Art des Lernens zu entwickeln. Dabei spielt die Verwendung verantwortungsbewusster maschineller Lernalgorithmen eine wichtige Rolle.
