In diesem Projekt sollen die den Studierenden zur Verfügung gestellten Übungen automatisch individualisiert werden. Dazu werden die von den Studierenden gelösten Übungen und Prüfungenanalysiert und die fehlenden Kompetenzen erkannt. Dieser Ansatz sollte auf den jeweiligen Studierenden optimierte Übungen generieren und diesem daher optimale Bedingungen zum erreichen der nötigen mathematischen Kompetenzen bieten.

In der Mathematik werden momentan allen Studierenden eines Studienganges die gleichen Übungsaufgaben verteilt um den Stoff zu vertiefen. Die persönlichen Fähigkeiten und Vorkenntnisse der Studierenden werden dabei ausser Acht gelassen. Damit orientieren sich die Übungsaufgaben nur an den Lernzielen des Faches und nicht auch an den individuellen Kenntnissen und Fähigkeiten der Studierenden. Die individuellen Kenntnisse der Studierenden sind nach derersten Semesterprüfung mindestens teilweise bekannt. Wir besitzen somit genügend Informationen, um den Studierenden personalisierte, auf ihre Bedürfnisse ausgerichtete Übungen zu erstellen. Von solchen personalisierten Übungen können insbesondere schwächere, willige Studierende profitieren. Das Erstellen dieser personalisierten Übungen ist aber für eine:n Dozent:in von Hand mit einem vernünftigen Arbeitsaufwand nicht realisierbar. Daher sollte man diesen Prozess automatisieren.

Mithilfe von heutigen Computeralgebra-Systemen und Latex ist es sehr einfach möglich, Übungsaufgaben mit den dazugehörigen Lösungen automatisch zu generieren. Für ein spezifisches Themengebiet (Ableiten) wurde schon einmal eine nicht personalisierte Übungsserie mithilfe der Software Mathematica automatisch generiert. Die Software Mathematica ist sehr teuer und kann daher nicht verwendetwerden. Um aber ein Programm zu schreiben, welche die oben gestellte Aufgaben erfüllen kann, muss man einerseits die mathematischen Übungsaufgaben katalogisieren und andererseits die Prüfung mit den katalogisierten Übungen verknüpfen.

Projektziele

Es wird ein Programm zur automatischen Generierung von Mathematikübungsaufgaben entwickelt. Wir fokussieren uns auf einen Teil der Mathematikvorlesungen hier am Departement N, im speziellen fokussieren wir uns auf die Themen Integration und die Differentialgleichungen.Es werden die folgenden Schritte durchgeführt:

• Katalogisieren von Übungsaufgaben und genaue Definition der Randbedingungen zum sinnvollen Erstellen von Übungen
• Auswahl des Computeralgebrasystems und Erstellen einer Dokumentvorlage für das Erstellen der Übungen
• Erstellen eines Programms um mithilfe der katalogisierten Übungen Übungsserienzum Thema Integration und Differentialgleichungen automatisch zu generieren.
• Integration der individuellen Prüfungsergebnisse um personalisierte Übungsserien zu erstellen.