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Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas Mitschele-Thiel

Fachgebietsleiter

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INHALTE

Studentische Arbeiten

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E-Learning / Remote Lab

Thema

E-Assessment auf Basis interaktiver Simulationswerkzeuge

Typ:
Masterarbeit
Betreuer:
Dr.-Ing. Heinz- Dietrich Wuttke
Christian Saul
Status:
ausgeschrieben
Beschreibung:
Existierende E-Assessment-Systeme, sowohl Alleinstehende (z.B. Questionmark Perception, Respondus) als auch in Lernplattformen (z.B. moodle, ILIAS, Backboard) integrierte Werkzeuge setzen nur einfache Fragetypen (z.B. Multiple-Choice) für die Überprüfung des gelernten Wissens ein. Dies ermöglicht meist nur das Abprüfen von Faktenwissen. Eine selbstständige Bearbeitung komplexer Verständnis-, Anwendungs- und Analyseaufgaben kann damit nicht überprüft werden. Bezogen auf die Bloom’sche Taxonomie bedeutet dies, dass die unteren Stufen durch bestehende Assessment-Systeme und -Werkzeuge abgedeckt werden, wohingegen die oberen 3 (Analyse, Synthese, Evaluation), auch als Kompetenzen höherer Ordnung bezeichnet, ein Problem darstellen.

Ziel dieser Arbeit ist die konzeptuelle Integration von interaktiven und simulativen Werkzeugen in die Prozesse eines E-Assessment-Systems und deren prototypische Implementierung am Beispiel des am FG Integrierte Kommunikationssysteme entwickelten Online-Laboratoriums RemoteLab sowie des am Fraunhofer IDMT entwickelten E-Assessment-Systems askme!.

Thema

Semantisches Netz zum Themengebiet "Digitale Systeme"

Typ:
Studienarbeit
Betreuer:
Dr.-Ing. Heinz- Dietrich Wuttke
Status:
ausgeschrieben
Beschreibung:
Semantische Netze eignen sich zur Darstellung komplexer Zusammenhänge und eignen sich als Darstellungsmittel zur Erschließung eines Wissensgebietes.
Ziel der Arbeit ist die Aufbereitung der Begriffswelt o.g. Domäne sowie deren webbasierte Darstellung als Nutzerinterface für eLearning-Angebote. Hierzu sind einerseits geeignete Relationen zur Darstellung zu definieren und andererseits geeignete Werkzeuge für eine prototypische Implementierung zu finden und anzuwenden.

Thema

Wiederverwendbare Lernobjekte

Typ:
Studienarbeit
Betreuer:
Dr.-Ing. Heinz- Dietrich Wuttke
Status:
ausgeschrieben
Beschreibung:
Multimediale Lehr- und Lerninhalte (oder kurz „Lernobjekte“) sind in den unterschiedlichsten Technologien bezüglich Erzeugung, Speichermedium und Distributionsmöglichkeiten in den letzten Jahren entwickelt worden. Es wurden unterschiedliche Autorenwerkzeuge eingesetzt, die die weitere Verwendbarkeit der so erzeugten Lernobjekte wesentlich beeinflussen. Sie werden entweder auf Datenträgern und Servern der Autoren oder komfortabler in Contentmanagement- (CMS) oder Lernmanagement- Systemen (LMS) verwaltet. Um derartige Materialien zu nutzen gibt es gegenwärtig nur die Möglichkeit, in Kontakt mit den Autoren zu treten und individuelle Kooperationen einzugehen. Sollen die Materialien dann zusätzlich noch in einen neuen, eigenen Kontext gestellt werden, so ist der hierfür notwendige Arbeitsaufwand meist höher als ein Neuentwurf.

Zeil des Hauptseminars ist es, exemplarisch wiederverwendbare Lernobjekte zu realisieren, die auf unterschiedlichen Plattformen laufen können.

Thema

Implementierung automatisierter Wissenstest zur Unterstützung der Digitalisierung im Hochschulbereich

Typ:
Projektseminar
Betreuer:
Dr.-Ing. Heinz- Dietrich Wuttke
Dr.-Ing. Prof. h. c. Karsten Henke
Bearbeiter:
Steffen Krug
Status:
in Bearbeitung
Beschreibung:
Im Zuge der Digitalisierung der Lehre werden verstärkt individuell zugeschnittene Formen der Inhaltsvermittlung angestrebt, die durch digitale Medien Unterstützt werden. Dabei kommt dem Testen des erreichten Kenntnistandes eine wesentliche Rolle zu. An der TU Ilmenau existieren gegenwärtig unterschiedliche Systeme, die hierfür Verwendung finden.
Aufgabe der Projektarbeit ist es, zu recherchieren, ob und wie zwischen diesen Systemen vorhandene Inhalte ausgetauscht werden können. Dabei ist einerseits auf die zur Verfügung gestellten Fragetypen einschließlich Bewertungsmethoden einzugehen und andererseits zu vergleichen, welche Daten- und Medienformate unterstützt werden. Im Ergebnis der Recherche soll an ausgewählten Beispielen die Transformation von Inhalten vorgenommen werden. Dazu ist ein entsprechendes Programm zu implementieren, welches die automatisierte Übertragung von vorhandenen Inhalten zwischen den Systemen ermöglicht.

Thema

Untersuchung von Zugangskontrolle und -Erfassung elektronischer Geräte mittels RFID

Betreuer:
Dr.-Ing. Prof. h. c. Karsten Henke
Bearbeiter:
Alexander Rothe
Kay Wenzel
Status:
abgeschlossen
Abstract:

Thema

Entwurf und Ansteuerung eines Pumpenmodells für das Grundlagenpraktikum und RemoteLab

Typ:
Projektseminar
Betreuer:
Dr.-Ing. Prof. h. c. Karsten Henke
Dr.-Ing. Steffen Ostendorff
Bearbeiter:
Kevin Ernst
Felix Hausner
Florian Huse
Status:
abgeschlossen
Abstract:

Thema

Untersuchung zur Implementierbarkeit der MIT ILab Struktur für RemoteLabs der TU Ilmenau

Typ:
Hauptseminar
Betreuer:
Dr.-Ing. Prof. h. c. Karsten Henke
Dr.-Ing. Steffen Ostendorff
Bearbeiter:
Stephan Simon
Stefan Vogel
Status:
abgeschlossen
Abstract:
Nicht verfügbar

Thema

Recherche zur Nutzerverwaltung und zu Buchungssystemen in RemoteLabs

Typ:
Hauptseminar
Betreuer:
Dr.-Ing. Prof. h. c. Karsten Henke
Dr.-Ing. Steffen Ostendorff
Bearbeiter:
Silvia Krug
Status:
abgeschlossen
Abstract:
Nicht verfügbar

Thema

Realisierung einer Mengenuhr mit dem Hochregallager im RemoteLab

Typ:
Projektseminar
Betreuer:
Dr.-Ing. Prof. h. c. Karsten Henke
Dr.-Ing. Steffen Ostendorff
Bearbeiter:
Tafil Kajtazi
Pascal Klaue
Status:
abgeschlossen
Abstract:
nicht verfügbar

Thema

Entwurf und Realisierung einer Kreuztischansteuerung mit einem Atmel µC inkl. Pegelwandlung

Typ:
Projektseminar
Betreuer:
Dr.-Ing. Prof. h. c. Karsten Henke
Dr.-Ing. Steffen Ostendorff
Bearbeiter:
Stephan Simon
Stefan Vogel
Status:
abgeschlossen
Abstract:
nicht verfügbar

Thema

Implementieren eines Bootloaders für einen Atmel Mikrocontroller

Typ:
Projektseminar
Betreuer:
Dr.-Ing. Steffen Ostendorff
Bearbeiter:
Tafil Kajtazi
Pascal Klaue
Status:
abgeschlossen
Abstract:
nicht verfügbar

Thema

Ansteuern von RFID mittels µC im Umfeld des RemoteLabs

Typ:
Projektseminar
Betreuer:
Dr.-Ing. Prof. h. c. Karsten Henke
Dr.-Ing. Steffen Ostendorff
Bearbeiter:
Gregory Chargas da Costa Gomes
Status:
abgeschlossen
Abstract:

Thema

Aufbau und Inbetriebnahme der Module DIV und DCG auf Basis des c’t Labs

Typ:
Projektseminar
Betreuer:
Dr.-Ing. Prof. h. c. Karsten Henke
Dr.-Ing. Steffen Ostendorff
Bearbeiter:
Daniel Werneburg
Status:
abgeschlossen
Abstract:

Thema

Wiederverwendbare Lernobjekte in virtuellen Repositorien

Typ:
Diplomarbeit
Betreuer:
Dr.-Ing. Heinz- Dietrich Wuttke
Dipl.- Ing. Sabine Fincke
Bearbeiter:
Mario Weise
Status:
abgeschlossen
Abstract:
E-Learning-Ressourcen werden auf vielfältige und teils aufwendige Weise erstellt. Um diesen Erstellungsaufwand zu reduzieren, sollte es das Ziel sein die Wiederverwendung dieser Ressourcen zu fördern. Aufgrund der Vielfältigkeit der Objekte ist es notwendig, dass diese mit Metadaten beschrieben werden, um sie mit entsprechenden Suchmaschinen besser finden zu können. Neben der Auffindbarkeit spielen auch die vom Autor erteilten Nutzungsrechte eine entscheidende Rolle bei der Wiederverwendung.
In dieser Arbeit wird der Austausch von Metadaten über eine geeignete Schnittstelle analysiert. Des Weiteren wird untersucht, inwiefern sich diese Schnittstelle als auch die zugrundeliegenden Metadatenstandards dazu eignen, um
Zusatzinformationen wie z.B. Lizenzverträge zu übertragen bzw. zu erfassen. Die prototypenhafte Umsetzung des vorgestellten Konzepts erfolgt im praktischen Teil
der Arbeit.

Thema

Entwurf und Implementierung von Bluetooth Verbindungen für Sensor-Aktor-Module

Typ:
Projektseminar
Betreuer:
Dr.-Ing. Prof. h. c. Karsten Henke
Dr.-Ing. Steffen Ostendorff
Bearbeiter:
Guilherme de Santana Weizenmann
Status:
abgeschlossen
Abstract:

Thema

SmartPhone basierte Steuerung von RemoteLab Komponenten

Typ:
Projektseminar
Betreuer:
Dr.-Ing. Steffen Ostendorff
Bearbeiter:
Robert Hohmann
David Pauli
Status:
abgeschlossen
Abstract:

Thema

Visualisierung und Messwertspeicherung von RemoteSensorik

Typ:
Projektseminar
Betreuer:
Dr.-Ing. Prof. h. c. Karsten Henke
Dr.-Ing. Steffen Ostendorff
Dr. Alexander Fleischer
Bearbeiter:
Max Griazev
Marina Starostina
Status:
abgeschlossen
Abstract:

Thema

Entwurf und Implementierung eines Kommunikationsprotokolls für Remote Sensoren

Typ:
Projektseminar
Betreuer:
Dr.-Ing. Steffen Ostendorff
Bearbeiter:
Robert Hohmann
David Pauli
Status:
abgeschlossen
Abstract:

Thema

Algorithmen zur Erstellung domänenspezifischer Ontologien für Web-Anwendungen

Typ:
Diplomarbeit
Betreuer:
Dr.-Ing. Heinz- Dietrich Wuttke
Bearbeiter:
Zhao Chen
Status:
abgeschlossen
Abstract:

Thema

Konzeption und exemplarische Implementierung eines Systems zur Verwaltung von Lernobjekten

Typ:
Diplomarbeit
Betreuer:
Dr.-Ing. Heinz- Dietrich Wuttke
Bearbeiter:
Marcel Richter
Status:
abgeschlossen
Abstract:
eLearning Kurse setzen sich in der Regel aus Lernobjekten zusammen. Sinn ist es diese in anderen Kursen wieder zu verwenden und so den Erstellungsaufwand zu reduzieren. Die Lernobjekte müussen dafür auf Lernobjekt Repositorien veröffentlicht und mit Suchmaschinen gefunden werden können. Da es sich bei diesen Objekten oft um Multimedia Informationen handelt, würde eine rein textbasierte Suche nur zu ungenügenden Resultaten führen. Der Einsatz von Metadaten ermöglicht es einer Suchmaschine, auch diese Daten zu indexieren.
Um die Suche weiter zu verbessern, werden die Möglichkeiten des semantischen Webs in dieser Arbeit beleuchtet. Unter diesem Gesichtspunkt werden sowohl die verfügbaren Metadatenstandards als auch Lernobjekt Repositorien und Referatorien neu bewertet.
Im praktischen Teil der Arbeit wird eine Suchmaschine prototypisch implementiert, die mit Methoden des semantischen Webs auf den via OAI-PMH gesammelten Daten von Lernobjekt Repositorien operiert.

Thema

Entwicklung einer IT-Infrastruktur für ein Portal zur Unterstützung des Student Lifecycle

Typ:
Diplomarbeit
Betreuer:
Dr.-Ing. Heinz- Dietrich Wuttke
Bearbeiter:
Katy Schwabe
Status:
abgeschlossen
Abstract:
Aufgabe dieser Arbeit ist es, ausgehend von vorhandenen Recherchen der TU-Ilmenau und Portallösungen anderer Hochschulen eine Konzeption für eine IT-Infrastruktur zu
entwickeln, die Informationen für ein Portal zur Unterstützung des Student Lifecycle individualisiert aus vorhandenen Informationquellen zur Verfügung stellt. Dazu werden die erforderlichen Daten für die einzelnen Phasen des Student Lifecycle ermittelt und danach mögliche Quellen für diese Informationen aufgezeigt.
Ausgehend von dieser Erhebung werden Möglichkeiten für eine IT-Infrastruktur betrachtet, die diesen heterogenen Datenbestand für eine individualisierte Portallösung
aufbereiten können. Vor- und Nachteile bestimmer IT-Infrastrukturen werden verglichen und die Varianten der Teilbereiche exemplarisch beschrieben.

Thema

Untersuchung von SCORM hinsichtlich Adaptivität (Möglichkeiten, Grenzen, Probleme)

Typ:
Hauptseminar
Betreuer:
Dr.-Ing. Heinz- Dietrich Wuttke
Dr.-Ing. Ali Diab
Bearbeiter:
Nathalie Oestreich
Status:
abgeschlossen
Abstract:

Thema

Unterszuchung des Statemate-Entwurfsprozesses für FPGAs in LabVIEW

Typ:
Projektseminar
Betreuer:
Dr.-Ing. Prof. h. c. Karsten Henke
Bearbeiter:
Christian Heinz
Matthias Martin
Status:
abgeschlossen
Abstract:

Thema

Analyse und prototypische Implementierung von I/O-Emulation für RemoteEngineering-Anwendungen

Typ:
Projektseminar
Betreuer:
Dr.-Ing. Prof. h. c. Karsten Henke
Bearbeiter:
Fabian Bröhl
Marc Kaiser
Status:
abgeschlossen
Abstract:

Thema

mobile Applets

Typ:
Hauptseminar
Betreuer:
Dr.-Ing. Heinz- Dietrich Wuttke
Bearbeiter:
Freddy Herzog
Status:
abgeschlossen
Abstract:
Im FG IHS wurden eine Reihe von Applets realisiert, die zur Unterstüzung der Lehrveranstaltungen genutzt werden.
Im Hauptseminar wurde untersucht, welche Beschränkungen in mobilen Geräten bzgl. der JVM existieren und welche Applets bei Berücksichtigung dieser Einschränkungen auch für mobile Geräte angeboten werden können. Als Musterapplikation wurde das Apllet zur Minimierung nach Quine-Mc Cluskey für Mobilgeräte implementiert. implem

Thema

Metadaten-basierte Adaptivität in E-Learning

Typ:
Diplomarbeit
Betreuer:
Dr.-Ing. Heinz- Dietrich Wuttke
Dr.-Ing. Ali Diab
Bearbeiter:
Anna Baldaranova
Status:
abgeschlossen
Abstract:
Aufgrund steigender Nutzerzahlen von webbasierten E-Learning-Kursen und somit einer steigenden Inhomogenität des Lernerkreises besteht die Tendenz, Online-Kurse individuell an die Lerner anzupassen und möglichst adaptiv zu gestalten.
Um den Lernprozess zu effektivieren und um Benutzerfreundlichkeit (usability) sowie Lernfreundlichkeit (learnability) eines E-Learning-Systems auf einem möglichst hohen Niveau zu realisieren, ist es notwendig, dass angebotene Lerninhalte adaptiv gestaltet werden können. Hierzu kann die metadatenbasierte Adaptivitätsmethode verwendet werden, da sie laut ihrer Strukturbeschreibung eine Identifizierung der relevanten Lerner- und Inhaltsdaten voraussetzt.
Die Diplomarbeit untersucht die metadatenbasierte Adaptivität im Bereich E-Learning. Dazu identifiziert sie für den Anpassungsvorgang notwendige Metadaten und deren Einbindung in Rahmen des Adaptivitätskonzeptes. Mit Hilfe einer umfangreichen Literaturrecherche sowie einer detaillierten Betrachtung und Analyse der lerner- und in-haltsbezogenen Standards. Bei der Inhaltsbeschreibung wird das Metadaten-Modell des IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) LOM zugrunde gelegt und als Basis bei der Einbindung der Lerner- und Inhalts-Metadaten verwendet. Aufbauend auf diesen Untersuchungen erfolgt eine Erweiterung des Standards. Im Mittelpunkt stehen die Lerner- und Inhalts-Metadaten sowie deren Beziehungen untereinander in Bezug auf die Adaptivität.
Ergebnis der Arbeit ist eine ausführliche Klassifikation der adaptivitätsrelevanten Metadaten sowie eine Methodik zur Einbindung ihrer spezifischen Relationen im Rahmen des metadatenbasierten Adaptivitätskonzeptes. Dazu wird ein Dimensionswürfel konzipiert, welcher die Erstellung von Anwendungen zur individuellen Anpassung von Lerninhalten auf der Grundlage von Lerner- und Inhalts-Metadaten ermöglicht.

Thema

Architekturkonzept für ein Remote Lab

Typ:
Diplomarbeit
Betreuer:
Dr.-Ing. Heinz- Dietrich Wuttke
Dr.-Ing. Prof. h. c. Karsten Henke
Bearbeiter:
Daniel Rehm
Status:
abgeschlossen
Abstract:

Thema

Automatisiertes Testen und Evaluieren von E-Learning-Umgebungen

Typ:
Diplomarbeit
Betreuer:
Dr.-Ing. Heinz- Dietrich Wuttke
Dr.-Ing. Ali Diab
Bearbeiter:
Qian Xu
Status:
abgeschlossen
Abstract:
Bei der Untersuchung und Entwicklung von webbasierten Lerner-adaptiven E-Learning-Systemen sind dieselben Lernprozesse oft zum Testzweck mit unterschiedlichen Lernerprofilen zu wiederholen, um die Ergebnisse der Lerneradaption bei verschiedenen Lernern auszuwerten. Die Tests werden häufig per Hand gemacht. Bei einer großen Anzahl von Lernerprofilen ist der Testaufwand dabei erheblich.
Ziel dieser Arbeit ist es, einen effizienten Weg zu erforschen, um den Testaufwand für Webanwendungen im Hinblick auf webbasierten E-Learning-Umgebungen zu reduzieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen ein Konzept des webspezifischen, automatisierten Testens und ein prototypisches Webtestsystem sein.
Zunächst wurden verschiedene Methoden zur Testerstellung sowie Testdurchführung im Hinblick auf automatisiertes Testen erforscht. Anschließend wurde ein Mechanismus zur Erstellung, Wiederverwendung bzw. Durchführung von Testskripten entworfen. Die Kernidee ist die Testerstellung mithilfe von einer „Keyword-Driven“ und „Data-Driven“ hybriden Strategie. Die erstellen Testskripte werden von einem JavaScript-gesteuerten Testtreiber direkt im Browser genauso wie die manuellen Tests ausgeführt. Der Testablauf wird im Hintergrund automatisch detailliert protokolliert.
Darüber hinaus wurde ein Webtestsystem nach diesem Konzept umgesetzt. In dem Abschluss dieser Arbeit wurde das Webtestsystem verwendet, um die Korrektheit der Funktionalität diverser Webanwendungen zu evaluieren, um die Realisierbarkeit des Konzepts darzustellen.

Thema

Rapid Application Development for Reusable Learning Objects - eine standardkonforme Entwicklungsumgebung für interaktive Lernobjekte

Typ:
Diplomarbeit
Betreuer:
Dr.-Ing. Heinz- Dietrich Wuttke
Bearbeiter:
Jörg Wunderlich
Status:
abgeschlossen
Abstract:
Neue Unterrichtsszenarien, die auf elektronische Lernumgebungen aufbauen, ergänzen traditionelle Methoden zur Wissensvermittlung, um geeignete Lernformen für eigenverantwortliches und selbstbestimmtes Lernen. Sie sind somit ein wichtiger Bestandteil zur Gestaltung einer neuen Lernkultur, die sich zunehmend durch selbstorganisiertes und selbstgesteuertes Lernen auszeichnet. Als Idealtypus solcher Lernumgebungen dürfen interaktive Lernangebote gelten. Diese erlauben es nicht zuletzt, die Bedürfnisse und Vorkenntnisse der Lernenden zu bestimmen, die Präsentation des Lerngegenstandes entsprechend anpassen und den Lernprozess somit gezielt steuern zu können.

Aufgrund des signifikant höheren Entwicklungsaufwandes bei der Produktion von interaktiven Lerninhalten gegenüber konventionellen, statischen Medien wird der Einsatz von interaktiven Inhalten bislang vorwiegend durch ökonomische Faktoren bestimmt. Daher rücken effiziente und nachhaltige Ansätze zur Produktion von interaktiven Lernressourcen zunehmend in den Vordergrund.

Ausgehend von der Zielsetzung interaktive Lernobjekte effizienter produzieren, verwalten und pflegen zu können, wird im Rahmen dieser Diplomarbeit ein ganzheitlicher Ansatz für eine internetbasierte Entwicklungsumgebung für interaktive und wiederverwendbare Lernobjekte vorgestellt. Dabei stützt sich die Arbeit auf Grundprinzipien aktueller (Learning) Content Management Systeme, versucht jedoch deren Einschränkungen bei der Produktion interaktiver Inhalte durch eine geeignete, alternative Modellierungssprache zu überwinden.

Ergebnis der Diplomarbeit ist eine Hybridlösung, die charakteristische Merkmale von (Learning) Content Management Systemen und konventionellen Autoren- und Entwicklungswerkzeugen vereint. Die Entwicklungswerkzeuge werden Autoren dabei in Form einer Webanwendung bereitgestellt, müssen also nicht lokal installiert und konfiguriert werden. Produzierte Lerninhalte, aber auch Programme und Bibliotheken im Quelltext-Format werden zudem zentral und strukturiert gespeichert.

Darüber hinaus wird im Rahmen der Diplomarbeit eine Laufzeitumgebung vorgestellt, die Lernobjekten häufig benötigte Funktionen bereitstellt und gleichzeitig als Abstraktionsschicht bei der Kommunikation mit externen Programmen und Learning Management Systemen dient.

Thema

Automatisierte Videoproduktion

Typ:
Diplomarbeit
Betreuer:
Dr.-Ing. Heinz- Dietrich Wuttke
Bearbeiter:
Andre Helbig
Status:
abgeschlossen
Abstract:
In den vergangenen Jahren sind von verschiedenen Seiten automatisierte Videoproduktionssysteme für die Aufzeichnung von Vorträgen vorgestellt worden. Bisherige Arbeiten auf diesem Gebiet wurden aber immer nur für ein spezielles Einsatzszenario entwickelt. In dieser Arbeit wird ein modulares automatisiertes Videoproduktionssystem für die Live-Videoproduktion vorgestellt, das in verschiedenen Einsatzumgebungen verwendet werden kann. Durch den modularen Aufbau können unterschiedliche Bilderfassungsgeräte, Sensoren und Bildmischer eingesetzt werden. Auf diese Weise
können automatisierte Videoproduktionssysteme individuell zusammengestellt und unterschiedliche Regieregeln konfiguriert werden. Somit können sowohl fest installierte, als auch mobile Systeme umgesetzt werden.
Das System wurde auf dem 25. Chaos Communication Congress vom 27. bis 30.12.2008 in Berlin bei der Live-Übertragung und Aufzeichnung von 30 Vorträgen erfolgreich eingesetzt.