szenaris-Brief II/2018

Liebe Leserinnen, liebe Leser,

das Jahr 2018 war für uns von der szenaris GmbH ein spannendes Jahr. Bevor wir dieses Kapitel jedoch schließen und uns 2019 neuen Herausforderungen stellen, möchten wir Sie noch einmal mit spannenden Informationen rund um die Themen Lernen, Training und Simulation versorgen. In dieser Ausgabe berichten wir über unsere Lernprogrammreihe zum Thema Datenschutz, über die Konzeption von kompetenzorientierter Ausbildung und über das Forschungsprojekt HaptiVisT. Außerdem widmen wir uns dem spannenden Thema „Künstliche Intelligenz und Lernen“.

Wir wünschen Ihnen eine spannende Lektüre, erholsame Feiertage und einen guten Start ins neue Jahr 2019!

Ihr szenaris-Team

Für Sie entwickelt …

Lernprogrammreihe Datenschutz:
Herausforderungen der Digitalisierung mit E-Learning begegnen

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Screenshot aus dem Modul „Datenschutz am Arbeitsplatz“

Die digitale Entwicklung ist in den letzten zehn Jahren rasant vorangeschritten: Datenerfassung / -verarbeitung, kommunikative Vernetzung, Künstliche Intelligenz und Robotik führen zu weitreichenden globalen Veränderungen auf persönlicher, gesellschaftlicher, politischer und ökonomischer Ebene. Die Entwicklung von IT-Systemen und Infrastruktur bietet aber nicht nur Chancen, sondern birgt auch Risiken. Institutionen, Infrastrukturen, Unternehmen und Individuen bieten eine breite Fläche für Angriffe aus dem Cyber- und Informationsraum. Schon vergleichsweise geringe Ressourcen in Kombination mit krimineller Energie können ausreichen, um erheblichen Schaden anzurichten. Aber auch der generelle Datenschutz in Unternehmen gemäß EU-Datenschutz-Grundverordnung (EU-DSGVO) ist vielerorts noch mit Schwierigkeiten verbunden.

Welche Maßnahmen und Handlungen können also ergriffen werden, um den Datenschutz zu gewährleisten und sich und andere nicht zu Zielscheiben von Cyberkriminalität werden zu lassen? Eine Möglichkeit, Handlungskompetenzen in Bezug auf den Datenschutz zu entwickeln, stellt die Verwendung geeigneter E-Learning-Programme dar. Mit den Datenschutz-E-Learning-Modulen von szenaris können Lernende die Aspekte und Verhaltensregeln des Datenschutzes (generell sowie am Arbeitsplatz) erlernen. Dabei stehen u. a. die folgenden Themenkomplexe im Mittelpunkt:

  • Bedeutung der informationellen Selbstbestimmung
  • Umgang mit personenbezogene Daten
  • Grundsätze des Datenschutzes
  • Inhalte der Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO)
  • Aufgaben und Verantwortlichkeiten von Datenschutzbeauftragten
  • Vorgehensweisen, Risiken und Konsequenzen eines Datenschutzvorfalls

Alle Lernmodule können bei Bedarf in weitere Sprachen übersetzt, an individuelle oder unternehmensbezogene Bedürfnisse angepasst und SCORM-kompatibel zur Verwendung in Lern-Management-Systemen publiziert werden. Zudem können weitere Lerninhalte schnell und effizient ergänzt werden. Die E-Learning-Module stellen damit ein geeignetes Instrument dar, die wichtigsten Aspekten und Regeln des Datenschutzes zu verinnerlichen und entsprechend danach zu handeln.

Ansprechpartner: Malte Rathjen

Für sie geforscht …

Das Forschungsprojekt HaptiVisT im dritten Jahr

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Aktuelle Ansicht des haptisch-visuellen Trainingssystems HaptiVisT

Minimal-invasive Operationen an komplexem knöchernem Gewebe gehören zu den anspruchsvollsten ärztlichen Tätigkeiten. Bei diesen hochkomplexen chirurgischen Eingriffen ist es äußerst wichtig, Verletzungen von Risikostrukturen wie Nerven, Gefäßen etc. zu vermeiden. Um solche Eingriffe sicher und vor allem fehlerfrei durchzuführen, sind langjährige Erfahrung sowie umfangreiche theoretische und praktische Ausbildung für Chirurgen notwendig.

Derzeit werden die Operationen an synthetischen Modellen oder echten Tierkadaverknochen trainiert. Diese konventionellen Trainingsmöglichkeiten bieten allerdings nur eine unzureichende Nachbildung menschlicher Anatomie. Nach wie vor findet das Praxis-Training im OP-Saal statt. Dies kann für die Patienten ein erhöhtes Risiko aufgrund geringer Erfahrung des Chirurgen bedeuten und beansprucht kostbare Zeit des Ausbilders und der Infrastruktur (Zeit im OP-Saal).

Im Projekt HaptiVisT (gefördert durch das BMBF) wird ein haptisch-visuelles Trainingssystem entwickelt, mit dem solche Eingriffe für die minimal-invasive Handchirurgie und die Cochlea Implantation an virtuellen Patientenmodellen und damit risikofrei geübt werden können.

Das Konsortium:

  • Koordination, Serious Game und Prototyp (szenaris GmbH Bremen)
  • Softwareentwicklung Haptik und Visualisierung (OTH Regensburg, Fraunhofer IIS Erlangen, Haption GmbH)
  • Brillenloser 3D Monitor (SeeFront GmbH Hamburg)
  • Evaluierung (OTH Regensburg und Fraunhofer IIS Erlangen)
  • Klinische Partner (Universitätsklinika Regensburg und Leipzig)

Das HaptiVisT-Trainingssystem besteht aus den folgenden technischen Komponenten Haptik-Arm, Haptik-Phantom (bei der Handchirurgie), Sauger (bei der Cochlea Implantation), 3D-Monitor und Tracking-Kamera.

Im System werden klinische Daten aus der Computertomografie (CT) und Magnetresonanztomografie (MRT) realer Fälle durch digitale Bildverarbeitung aufbereitet. Die so gewonnenen Modelle der Knochen, des Weichgewebes und der Risikostrukturen stehen nun für das Training ausgewählter chirurgischer Eingriffe im System bereit. Die Visualisierung der Operation wird auf einen Single-User autostereoskopischen 3D-Monitor übertragen. Dieser ermöglicht die plastische Wahrnehmung dreidimensionaler Objekte ohne Hilfsmittel wie einer Virtual-Reality-Brille.

Derzeit sind die Teilsysteme für die minimal-invasive Handchirurgie und die Cochlea Implantation weitestgehend realisiert und werden in das Gesamtsystem integriert. Dieses ist als „Serious Game“ gestaltet, was die Motivation der Lernenden fördern und einen leichteren Zugang zu komplexen chirurgischen Problemstellungen ermöglichen soll. Das System bietet ein Level-Konzept, was dem Vorgehen „vom Einfachen zum Komplexen“ folgt. Die Vergabe von Erfahrungspunkten spiegelt den Lernenden ihre Fortschritte bei der Durchführung der Eingriffe wieder.

Das Projekt wird von einer Arbeitsgruppe begleitet, die eine umfassende Bewertung des Trainingssystems durch erfahrene Chirurgen sowie eine Bewertung ethischer, rechtlicher und sozialer Aspekte durchführt. Die aus dem Training gewonnenen Lernerfahrungen sollen im nächsten Schritt am Patienten angewendet werden und zu fehlerfreien Operationen ohne Komplikationen führen.

Ansprechpartner: Heike Kißner

Für Sie unterwegs …

Von Anfang bis zum Ende – szenaris begleitet Umstellung auf Kompetenzorientierung

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Kompetenz zeigt sich in Handlungen

Kompetenz ist – kurz gesagt – die Befähigung und Bereitschaft, individuelles Wissen, Fähigkeiten, Werte und Einstellungen im praktischen Handeln erfolgreich anzuwenden. Ob jemand Kompetenzen z. B. zur Lösung eines Problems besitzt oder nicht, zeigt sich also letztlich erst in der konkreten Anwendung. Dementsprechend ist es auch das Ziel der Bundeswehr, durch die Umstellung auf eine kompetenzorientierte Ausbildung Soldatinnen und Soldaten handlungsfähig auszubilden, sie also mit den richtigen Kompetenzen zu versehen, damit sie ihre Aufgaben situationsangemessen und verantwortlich erfüllen können.

Von Seiten der Konzeption ist der Prozess hin zu einer kompetenzorientierten Ausbildung (KOA) in den Streitkräften mittlerweile weit vorangeschritten. Für das Jahr 2019 hat der Generalinspekteur der Bundeswehr die Neugestaltung für einen Trainingstyp in jeder Ausbildungseinrichtung angewiesen. Darauf aufbauend soll in den kommenden Jahren die gesamte Ausbildung in der Bundeswehr kompetenzorientiert erfolgen.

Neben der Ausrichtung der Trainings auf den Erwerb der wesentlichen Handlungskompetenzen bietet die Umstellung der Ausbildung weitere Vorteile:

  • Kompetenzorientierte Ausbildung vermittelt nicht separat Wissen und Fertigkeiten, sondern vereint sie innerhalb konkreter (beruflicher) Handlungssituationen.
  • Kompetenzorientierung stellt den Lernenden in den Mittelpunkt und erhöht so die Lernmotivation. Die Rolle der Lehrenden wechselt dabei von der Instruktion hin zur Moderation, Beratung und Organisation von Lernprozessen.
  • Kompetenzorientierte Ausbildung ermöglicht den Umgang mit unterschiedlich leistungsfähigen Teilnehmerinnen und Teilnehmern, indem unterschiedliche Aufgaben über verschiedene Wege gelöst werden können.

 

Wir von szenaris begleiten die gesamte Umstellung eines der ersten technischen Lehrgänge bei der Bundeswehr von der fächerorientierten hin zur kompetenzorientierten Ausbildung. Angefangen von der notwendigen Arbeitsprozessanalyse (Was muss die Trainingsteilnehmerin / der Trainingsteilnehmer am Ende der Ausbildung können?), über die curriculare Entwicklung von Lernfeldern und Lernsituationen bis hin zur didaktisch-methodischen Unterstützung der Ausbilderinnen und Ausbilder sowie der abschließenden Evaluation. Wichtig ist uns dabei nicht nur die einzelne Lehrgangsumstellung im Blick zu haben, sondern auch gezielt den Prozess insgesamt zu betrachten, um unserem Kunden Optimierungspotenziale und Ideen für die weitere Umstellung aufzeigen zu können.

Ansprechpartner: Dr. Uwe Katzky

Für Sie recherchiert …
Wussten Sie schon …?

Künstliche Intelligenz und Lernen

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Künstliche Intelligenz – Fiktion oder Zukunft?

Selbstfahrende Autos, menschliche Pflegeroboter oder sprechende Computer – jeder von uns hat ein anderes Bild im Kopf, wenn es um „Künstliche Intelligenz“ (KI) geht. Doch was genau verbirgt sich hinter dem Begriff? Und welche Trends sind im Zusammenhang mit Lernen in den nächsten Jahren zu erwarten?

Künstliche Intelligenz ist im Grunde ein Algorithmus, das heißt ein Computercode. Mittels dieses Algorithmus wird versucht, menschliches Denken und Handeln nachzubilden. Maschinen sollen erkennen und verstehen, was um sie herum passiert, entsprechend handeln und im Laufe der Zeit lernen, neue Lösungen zu finden. Dazu wird mit Künstlichen neuronalen Netzwerken imitiert, wie das Gehirn lernt. Dem Netzwerk werden richtige und falsche Aktionen zurückgemeldet. Auf Basis dieser Rückmeldung verändert das System die Verbindungen zwischen den Neuronen: Diejenigen, die zum richtigen Ergebnis geführt haben, werden stärker, falsche hingegen schwächer. Das System optimiert sich somit kontinuierlich selbst.

Künstliche Intelligenz kann in drei Bereiche unterteilt werden: schwache KI, starke KI und Künstliche Superintelligenz. Die schwache KI ist auf ein einzelnes Gebiet spezialisiert. Dazu gehören zum Beispiel E-Mail-Spamfilter oder Spracherkennungssysteme wie Alexa und Siri. Der Unterschied zur starken KI besteht darin, dass schwache KI ihre Schlüsse nicht auf andere Bereiche übertragen kann. Eine starke KI würde diese Funktion besitzen und damit über ähnliche Fähigkeiten verfügen wie ein Mensch. Künstliche Superintelligenz geht noch einen Schritt weiter, denn bei ihr handelt es sich um KI, die in jedem Bereich intelligenter ist als der Mensch. Bis heute gibt es jedoch weder eine starke KI noch eine Künstliche Superintelligenz. Viele Forscher vermuten jedoch, dass das Erreichen dieser nur eine Frage der Zeit ist. Bis es soweit ist, muss jedoch zunächst das menschliche Denken selbst genauestens erforscht und verstanden werden, weshalb die KI-Forschung in engem Austausch mit anderen Fachdisziplinen wie Psychologie und Neurologie steht.

Klar ist, dass KI ein kontinuierlich wachsendes Feld ist, das unsere Lebens- und Arbeitswelt maßgeblich verändert. Aus diesem Grund sehen wir zwei wesentliche Komponenten, wenn es um das Lernen geht. Auf der einen Seite müssen in Bildungseinrichtungen Möglichkeiten geschaffen werden, um Menschen im Umgang mit KI zu schulen. Die wenigsten werden in diesem Feld als Entwickler arbeiten, aber als Anwender sollte man KI verstehen und damit umgehen können. Auf der anderen Seite kann KI genutzt werden, um das Lernen selbst zu unterstützen. Intelligente Systeme können erfassen, wie die Motivation der Lernenden ist, welche Schwächen und Lernlücken bestehen und welche Informationen von Lernenden richtig erfasst wurden. Dazu kommen Technologien wie zum Beispiel Eye-Tracking-Systeme oder Sensorarmbänder zum Einsatz. Die Ergebnisse werden analysiert und Inhalte sowie Darstellungsformen an die individuellen Lernbedürfnisse angepasst.

Sind Lehrende damit überflüssig? Zum jetzigen Zeitpunkt kann die Frage auf Grund der Fokussierung auf schwache KI mit Nein beantwortet werden. Laut des Instituts für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung hat der Beruf des Lehrers ein Substituierbarkeitspotenzial von 3,1 %. Musiklehrer weisen sogar ein Substituierbarkeitspotenzial von 0 % auf. Wie sich diese Zahlen entwickeln, wenn starke oder Superintelligenz erreicht werden, ist allerdings unklar.

Fakt ist jedoch, dass KI uns schon heute in vielen Bereichen des Lebens umgibt. Experten vermuten, dass KI die größte Veränderung in Unternehmen in den nächsten zehn Jahren darstellt. Als sogenannter „Alpha Trend“ beeinflusse sie alle anderen Technologien. Wir sind gespannt, welche Möglichkeiten sich zukünftig noch ergeben werden und bleiben für Sie am Ball.

Ansprechpartner: Malte Rathjen

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