@masterthesis{Repp2023, type = {Bachelor Thesis}, author = {Repp, Leo}, title = {Extending the automatic theorem prover nanoCoP with arithmetic procedures}, doi = {10.25932/publishup-57619}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-576195}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {52}, year = {2023}, abstract = {In dieser Bachelorarbeit implementiere ich den automatischen Theorembeweiser nanoCoP-Ω. Es handelt sich bei diesem neuen System um das Ergebnis einer Portierung von Arithmetik-behandelnden Prozeduren aus dem automatischen Theorembeweiser mit Arithmetik leanCoP-Ω in das System nanoCoP 2.0. Dazu wird zuerst der mathematische Hintergrund zu automatischen Theorembeweisern und Arithmetik gegeben. Ich stelle die Vorg{\"a}ngerprojekte leanCoP, nanoCoP und leanCoP-Ω vor, auf dessen Vorlage nanoCoP-Ω entwickelt wurde. Es folgt eine ausf{\"u}hrliche Erkl{\"a}rung der Konzepte, um welche der nicht-klausale Konnektionskalk{\"u}l erweitert werden muss, um eine Behandlung von arithmetischen Ausdr{\"u}cken und Gleichheiten in den Kalk{\"u}l zu integrieren, sowie eine Beschreibung der Implementierung dieser Konzepte in nanoCoP-Ω. Als letztes folgt eine experimentelle Evaluation von nanoCoP-Ω. Es wurde ein ausf{\"u}hrlicher Vergleich von Laufzeit und Anzahl gel{\"o}ster Probleme im Vergleich zum {\"a}hnlich aufgebauten Theorembeweiser leanCoP-Ω auf Basis der TPTP-Benchmark durchgef{\"u}hrt. Ich komme zu dem Ergebnis, dass nanoCoP-Ω deutlich schneller ist als leanCoP-Ω ist, jedoch weniger gut geeignet f{\"u}r gr{\"o}ßere Probleme. Zudem konnte ich feststellen, dass nanoCoP-Ω falsche Beweise liefern kann. Ich bespreche, wie dieses Problem gel{\"o}st werden kann, sowie einige m{\"o}gliche Optimierungen und Erweiterungen des Beweissystems.}, language = {en} } @inproceedings{DeselOpelSiegerisetal.2023, author = {Desel, J{\"o}rg and Opel, Simone and Siegeris, Juliane and Draude, Claude and Weber, Gerhard and Schell, Timon and Schwill, Andreas and Thorbr{\"u}gge, Carsten and Sch{\"a}fer, Len Ole and Netzer, Cajus Marian and Gerstenberger, Dietrich and Winkelnkemper, Felix and Schulte, Carsten and B{\"o}ttcher, Axel and Thurner, Veronika and H{\"a}fner, Tanja and Ottinger, Sarah and Große-B{\"o}lting, Gregor and Scheppach, Lukas and M{\"u}hling, Andreas and Baberowski, David and Leonhardt, Thiemo and Rentsch, Susanne and Bergner, Nadine and Bonorden, Leif and Stemme, Jonas and Hoppe, Uwe and Weicker, Karsten and Bender, Esther and Barbas, Helena and Hamann, Fabian and Soll, Marcus and Sitzmann, Daniel}, title = {Hochschuldidaktik Informatik HDI 2021}, series = {Commentarii informaticae didacticae}, booktitle = {Commentarii informaticae didacticae}, number = {13}, editor = {Desel, J{\"o}rg and Opel, Simone and Siegeris, Juliane}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-548-4}, issn = {1868-0844}, doi = {10.25932/publishup-56507}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-565070}, pages = {299}, year = {2023}, abstract = {Die Fachtagungen HDI (Hochschuldidaktik Informatik) besch{\"a}ftigen sich mit den unterschiedlichen Aspekten informatischer Bildung im Hochschulbereich. Neben den allgemeinen Themen wie verschiedenen Lehr- und Lernformen, dem Einsatz von Informatiksystemen in der Hochschullehre oder Fragen der Gewinnung von geeigneten Studierenden, deren Kompetenzerwerb oder auch der Betreuung der Studierenden widmet sich die HDI immer auch einem Schwerpunktthema. Im Jahr 2021 war dies die Ber{\"u}cksichtigung von Diversit{\"a}t in der Lehre. Diskutiert wurden beispielsweise die Einbeziehung von besonderen fachlichen und {\"u}berfachlichen Kompetenzen Studierender, der Unterst{\"u}tzung von Durchl{\"a}ssigkeit aus nichtakademischen Berufen, aber auch die Gestaltung inklusiver Lehr- und Lernszenarios, Aspekte des Lebenslangen Lernens oder sich an die Diversit{\"a}t von Studierenden adaptierte oder adaptierende Lehrsysteme. Dieser Band enth{\"a}lt ausgew{\"a}hlte Beitr{\"a}ge der 9. Fachtagung 2021, die in besonderer Weise die Konferenz und die dort diskutierten Themen repr{\"a}sentieren.}, language = {de} } @article{SchellSchwill2023, author = {Schell, Timon and Schwill, Andreas}, title = {„Es ist kompliziert, alles inklusive Privatleben unter einen Hut zu bekommen"}, series = {Hochschuldidaktik Informatik HDI 2021 (Commentarii informaticae didacticae)}, journal = {Hochschuldidaktik Informatik HDI 2021 (Commentarii informaticae didacticae)}, number = {13}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-548-4}, issn = {1868-0844}, doi = {10.25932/publishup-61388}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-613882}, pages = {53 -- 71}, year = {2023}, abstract = {Eine {\"u}bliche Erz{\"a}hlung verkn{\"u}pft lange Studienzeiten und hohe Abbrecherquoten im Informatikstudium zum einen mit der sehr gut bezahlten Nebent{\"a}tigkeit von Studierenden in der Informatikbranche, die deutlich studienzeitverl{\"a}ngernd sei; zum anderen werde wegen des hohen Bedarfs an Informatikern ein formeller Studienabschluss von den Studierenden h{\"a}ufig als entbehrlich betrachtet und eine Karriere in der Informatikbranche ohne abgeschlossenes Studium begonnen. In dieser Studie, durchgef{\"u}hrt an der Universit{\"a}t Potsdam, untersuchen wir, wie viele Informatikstudierende neben dem Studium innerhalb und außerhalb der Informatikbranche arbeiten, welche Erwartungen sie neben der Bezahlung damit verbinden und wie sich die T{\"a}tigkeit auf ihr Studium und ihre sp{\"a}tere berufliche Perspektive auswirkt. Aus aktuellem Anlass interessieren uns auch die Auswirkungen der Covid-19-Pandemie auf die Arbeitst{\"a}tigkeiten der Informatikstudierenden.}, language = {de} } @phdthesis{SchulzHanke2023, author = {Schulz-Hanke, Christian}, title = {BCH Codes mit kombinierter Korrektur und Erkennung}, doi = {10.25932/publishup-61794}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-617943}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {ii, 191}, year = {2023}, abstract = {BCH Codes mit kombinierter Korrektur und Erkennung In dieser Arbeit wird auf Grundlage des BCH Codes untersucht, wie eine Fehlerkorrektur mit einer Erkennung h{\"o}herer Fehleranzahlen kombiniert werden kann. Mit dem Verfahren der 1-Bit Korrektur mit zus{\"a}tzlicher Erkennung h{\"o}herer Fehler wurde ein Ansatz entwickelt, welcher die Erkennung zus{\"a}tzlicher Fehler durch das parallele L{\"o}sen einfacher Gleichungen der Form s_x = s_1^x durchf{\"u}hrt. Die Anzahl dieser Gleichungen ist linear zu der Anzahl der zu {\"u}berpr{\"u}fenden h{\"o}heren Fehler. In dieser Arbeit wurde zus{\"a}tzlich f{\"u}r bis zu 4-Bit Korrekturen mit zus{\"a}tzlicher Erkennung h{\"o}herer Fehler ein weiterer allgemeiner Ansatz vorgestellt. Dabei werden parallel f{\"u}r alle korrigierbaren Fehleranzahlen spekulative Fehlerkorrekturen durchgef{\"u}hrt. Aus den bestimmten Fehlerstellen werden spekulative Syndromkomponenten erzeugt, durch welche die Fehlerstellen best{\"a}tigt und h{\"o}here erkennbare Fehleranzahlen ausgeschlossen werden k{\"o}nnen. Die vorgestellten Ans{\"a}tze unterscheiden sich von dem in entwickelten Ansatz, bei welchem die Anzahl der Fehlerstellen durch die Berechnung von Determinanten in absteigender Reihenfolge berechnet wird, bis die erste Determinante 0 bildet. Bei dem bekannten Verfahren ist durch die Berechnung der Determinanten eine faktorielle Anzahl an Berechnungen in Relation zu der Anzahl zu {\"u}berpr{\"u}fender Fehler durchzuf{\"u}hren. Im Vergleich zu dem bekannten sequentiellen Verfahrens nach Berlekamp Massey besitzen die Berechnungen im vorgestellten Ansatz simple Gleichungen und k{\"o}nnen parallel durchgef{\"u}hrt werden.Bei dem bekannten Verfahren zur parallelen Korrektur von 4-Bit Fehlern ist eine Gleichung vierten Grades im GF(2^m) zu l{\"o}sen. Dies erfolgt, indem eine Hilfsgleichung dritten Grades und vier Gleichungen zweiten Grades parallel gel{\"o}st werden. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass sich eine Gleichung zweiten Grades einsparen l{\"a}sst, wodurch sich eine Vereinfachung der Hardware bei einer parallelen Realisierung der 4-Bit Korrektur ergibt. Die erzielten Ergebnisse wurden durch umfangreiche Simulationen in Software und Hardwareimplementierungen {\"u}berpr{\"u}ft.}, language = {de} } @phdthesis{Boeken2022, author = {B{\"o}ken, Bj{\"o}rn}, title = {Improving prediction accuracy using dynamic information}, doi = {10.25932/publishup-58512}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-585125}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {xii, 160}, year = {2022}, abstract = {Accurately solving classification problems nowadays is likely to be the most relevant machine learning task. Binary classification separating two classes only is algorithmically simpler but has fewer potential applications as many real-world problems are multi-class. On the reverse, separating only a subset of classes simplifies the classification task. Even though existing multi-class machine learning algorithms are very flexible regarding the number of classes, they assume that the target set Y is fixed and cannot be restricted once the training is finished. On the other hand, existing state-of-the-art production environments are becoming increasingly interconnected with the advance of Industry 4.0 and related technologies such that additional information can simplify the respective classification problems. In light of this, the main aim of this thesis is to introduce dynamic classification that generalizes multi-class classification such that the target class set can be restricted arbitrarily to a non-empty class subset M of Y at any time between two consecutive predictions. This task is solved by a combination of two algorithmic approaches. First, classifier calibration, which transforms predictions into posterior probability estimates that are intended to be well calibrated. The analysis provided focuses on monotonic calibration and in particular corrects wrong statements that appeared in the literature. It also reveals that bin-based evaluation metrics, which became popular in recent years, are unjustified and should not be used at all. Next, the validity of Platt scaling, which is the most relevant parametric calibration approach, is analyzed in depth. In particular, its optimality for classifier predictions distributed according to four different families of probability distributions as well its equivalence with Beta calibration up to a sigmoidal preprocessing are proven. For non-monotonic calibration, extended variants on kernel density estimation and the ensemble method EKDE are introduced. Finally, the calibration techniques are evaluated using a simulation study with complete information as well as on a selection of 46 real-world data sets. Building on this, classifier calibration is applied as part of decomposition-based classification that aims to reduce multi-class problems to simpler (usually binary) prediction tasks. For the involved fusing step performed at prediction time, a new approach based on evidence theory is presented that uses classifier calibration to model mass functions. This allows the analysis of decomposition-based classification against a strictly formal background and to prove closed-form equations for the overall combinations. Furthermore, the same formalism leads to a consistent integration of dynamic class information, yielding a theoretically justified and computationally tractable dynamic classification model. The insights gained from this modeling are combined with pairwise coupling, which is one of the most relevant reduction-based classification approaches, such that all individual predictions are combined with a weight. This not only generalizes existing works on pairwise coupling but also enables the integration of dynamic class information. Lastly, a thorough empirical study is performed that compares all newly introduced approaches to existing state-of-the-art techniques. For this, evaluation metrics for dynamic classification are introduced that depend on corresponding sampling strategies. Thereafter, these are applied during a three-part evaluation. First, support vector machines and random forests are applied on 26 data sets from the UCI Machine Learning Repository. Second, two state-of-the-art deep neural networks are evaluated on five benchmark data sets from a relatively recent reference work. Here, computationally feasible strategies to apply the presented algorithms in combination with large-scale models are particularly relevant because a naive application is computationally intractable. Finally, reference data from a real-world process allowing the inclusion of dynamic class information are collected and evaluated. The results show that in combination with support vector machines and random forests, pairwise coupling approaches yield the best results, while in combination with deep neural networks, differences between the different approaches are mostly small to negligible. Most importantly, all results empirically confirm that dynamic classification succeeds in improving the respective prediction accuracies. Therefore, it is crucial to pass dynamic class information in respective applications, which requires an appropriate digital infrastructure.}, language = {en} } @misc{AlLabanRegerLucke2022, author = {Al Laban, Firas and Reger, Martin and Lucke, Ulrike}, title = {Closing the Policy Gap in the Academic Bridge}, series = {Zweitver{\"o}ffentlichungen der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe}, journal = {Zweitver{\"o}ffentlichungen der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe}, number = {1310}, issn = {1866-8372}, doi = {10.25932/publishup-58357}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-583572}, pages = {22}, year = {2022}, abstract = {The highly structured nature of the educational sector demands effective policy mechanisms close to the needs of the field. That is why evidence-based policy making, endorsed by the European Commission under Erasmus+ Key Action 3, aims to make an alignment between the domains of policy and practice. Against this background, this article addresses two issues: First, that there is a vertical gap in the translation of higher-level policies to local strategies and regulations. Second, that there is a horizontal gap between educational domains regarding the policy awareness of individual players. This was analyzed in quantitative and qualitative studies with domain experts from the fields of virtual mobility and teacher training. From our findings, we argue that the combination of both gaps puts the academic bridge from secondary to tertiary education at risk, including the associated knowledge proficiency levels. We discuss the role of digitalization in the academic bridge by asking the question: which value does the involved stakeholders expect from educational policies? As a theoretical basis, we rely on the model of value co-creation for and by stakeholders. We describe the used instruments along with the obtained results and proposed benefits. Moreover, we reflect on the methodology applied, and we finally derive recommendations for future academic bridge policies.}, language = {en} } @phdthesis{Hecher2021, author = {Hecher, Markus}, title = {Advanced tools and methods for treewidth-based problem solving}, doi = {10.25932/publishup-51251}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-512519}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {xv, 184}, year = {2021}, abstract = {In the last decades, there was a notable progress in solving the well-known Boolean satisfiability (Sat) problem, which can be witnessed by powerful Sat solvers. One of the reasons why these solvers are so fast are structural properties of instances that are utilized by the solver's interna. This thesis deals with the well-studied structural property treewidth, which measures the closeness of an instance to being a tree. In fact, there are many problems parameterized by treewidth that are solvable in polynomial time in the instance size when parameterized by treewidth. In this work, we study advanced treewidth-based methods and tools for problems in knowledge representation and reasoning (KR). Thereby, we provide means to establish precise runtime results (upper bounds) for canonical problems relevant to KR. Then, we present a new type of problem reduction, which we call decomposition-guided (DG) that allows us to precisely monitor the treewidth when reducing from one problem to another problem. This new reduction type will be the basis for a long-open lower bound result for quantified Boolean formulas and allows us to design a new methodology for establishing runtime lower bounds for problems parameterized by treewidth. Finally, despite these lower bounds, we provide an efficient implementation of algorithms that adhere to treewidth. Our approach finds suitable abstractions of instances, which are subsequently refined in a recursive fashion, and it uses Sat solvers for solving subproblems. It turns out that our resulting solver is quite competitive for two canonical counting problems related to Sat.}, language = {en} } @phdthesis{Weise2021, author = {Weise, Matthias}, title = {Auswahl von Selektions- und Manipulationstechniken f{\"u}r Virtual Reality-Anwendungen}, doi = {10.25932/publishup-53458}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-534586}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {iii, 218}, year = {2021}, abstract = {Die stetige Weiterentwicklung von VR-Systemen bietet neue M{\"o}glichkeiten der Interaktion mit virtuellen Objekten im dreidimensionalen Raum, stellt Entwickelnde von VRAnwendungen aber auch vor neue Herausforderungen. Selektions- und Manipulationstechniken m{\"u}ssen unter Ber{\"u}cksichtigung des Anwendungsszenarios, der Zielgruppe und der zur Verf{\"u}gung stehenden Ein- und Ausgabeger{\"a}te ausgew{\"a}hlt werden. Diese Arbeit leistet einen Beitrag dazu, die Auswahl von passenden Interaktionstechniken zu unterst{\"u}tzen. Hierf{\"u}r wurde eine repr{\"a}sentative Menge von Selektions- und Manipulationstechniken untersucht und, unter Ber{\"u}cksichtigung existierender Klassifikationssysteme, eine Taxonomie entwickelt, die die Analyse der Techniken hinsichtlich interaktionsrelevanter Eigenschaften erm{\"o}glicht. Auf Basis dieser Taxonomie wurden Techniken ausgew{\"a}hlt, die in einer explorativen Studie verglichen wurden, um R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die Dimensionen der Taxonomie zu ziehen und neue Indizien f{\"u}r Vor- und Nachteile der Techniken in spezifischen Anwendungsszenarien zu generieren. Die Ergebnisse der Arbeit m{\"u}nden in eine Webanwendung, die Entwickelnde von VR-Anwendungen gezielt dabei unterst{\"u}tzt, passende Selektions- und Manipulationstechniken f{\"u}r ein Anwendungsszenario auszuw{\"a}hlen, indem Techniken auf Basis der Taxonomie gefiltert und unter Verwendung der Resultate aus der Studie sortiert werden k{\"o}nnen.}, language = {de} } @misc{HollmannFrohmeEndrullatetal.2020, author = {Hollmann, Susanne and Frohme, Marcus and Endrullat, Christoph and Kremer, Andreas and D'Elia, Domenica and Regierer, Babette and Nechyporenko, Alina}, title = {Ten simple rules on how to write a standard operating procedure}, series = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe}, journal = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe}, number = {9}, issn = {1866-8372}, doi = {10.25932/publishup-52587}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-525877}, pages = {12}, year = {2020}, abstract = {Research publications and data nowadays should be publicly available on the internet and, theoretically, usable for everyone to develop further research, products, or services. The long-term accessibility of research data is, therefore, fundamental in the economy of the research production process. However, the availability of data is not sufficient by itself, but also their quality must be verifiable. Measures to ensure reuse and reproducibility need to include the entire research life cycle, from the experimental design to the generation of data, quality control, statistical analysis, interpretation, and validation of the results. Hence, high-quality records, particularly for providing a string of documents for the verifiable origin of data, are essential elements that can act as a certificate for potential users (customers). These records also improve the traceability and transparency of data and processes, therefore, improving the reliability of results. Standards for data acquisition, analysis, and documentation have been fostered in the last decade driven by grassroot initiatives of researchers and organizations such as the Research Data Alliance (RDA). Nevertheless, what is still largely missing in the life science academic research are agreed procedures for complex routine research workflows. Here, well-crafted documentation like standard operating procedures (SOPs) offer clear direction and instructions specifically designed to avoid deviations as an absolute necessity for reproducibility. Therefore, this paper provides a standardized workflow that explains step by step how to write an SOP to be used as a starting point for appropriate research documentation.}, language = {en} } @misc{Fandinno2019, author = {Fandinno, Jorge}, title = {Founded (auto)epistemic equilibrium logic satisfies epistemic splitting}, series = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe}, journal = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe}, number = {1060}, issn = {1866-8372}, doi = {10.25932/publishup-46968}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-469685}, pages = {671 -- 687}, year = {2019}, abstract = {In a recent line of research, two familiar concepts from logic programming semantics (unfounded sets and splitting) were extrapolated to the case of epistemic logic programs. The property of epistemic splitting provides a natural and modular way to understand programs without epistemic cycles but, surprisingly, was only fulfilled by Gelfond's original semantics (G91), among the many proposals in the literature. On the other hand, G91 may suffer from a kind of self-supported, unfounded derivations when epistemic cycles come into play. Recently, the absence of these derivations was also formalised as a property of epistemic semantics called foundedness. Moreover, a first semantics proved to satisfy foundedness was also proposed, the so-called Founded Autoepistemic Equilibrium Logic (FAEEL). In this paper, we prove that FAEEL also satisfies the epistemic splitting property something that, together with foundedness, was not fulfilled by any other approach up to date. To prove this result, we provide an alternative characterisation of FAEEL as a combination of G91 with a simpler logic we called Founded Epistemic Equilibrium Logic (FEEL), which is somehow an extrapolation of the stable model semantics to the modal logic S5.}, language = {en} } @misc{AguadoCabalarFandinnoetal.2019, author = {Aguado, Felicidad and Cabalar, Pedro and Fandinno, Jorge and Pearce, David and Perez, Gilberto and Vidal, Concepcion}, title = {Revisiting explicit negation in answer set programming}, series = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe}, journal = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe}, number = {1104}, issn = {1866-8372}, doi = {10.25932/publishup-46969}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-469697}, pages = {908 -- 924}, year = {2019}, abstract = {A common feature in Answer Set Programming is the use of a second negation, stronger than default negation and sometimes called explicit, strong or classical negation. This explicit negation is normally used in front of atoms, rather than allowing its use as a regular operator. In this paper we consider the arbitrary combination of explicit negation with nested expressions, as those defined by Lifschitz, Tang and Turner. We extend the concept of reduct for this new syntax and then prove that it can be captured by an extension of Equilibrium Logic with this second negation. We study some properties of this variant and compare to the already known combination of Equilibrium Logic with Nelson's strong negation.}, language = {en} } @phdthesis{Schneider2019, author = {Schneider, Jan Niklas}, title = {Computational approaches for emotion research}, doi = {10.25932/publishup-45927}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-459275}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {xv, 145}, year = {2019}, abstract = {Emotionen sind ein zentrales Element menschlichen Erlebens und spielen eine wichtige Rolle bei der Entscheidungsfindung. Diese Dissertation identifiziert drei methodische Probleme der aktuellen Emotionsforschung und zeigt auf, wie diese mittels computergest{\"u}tzter Methoden gel{\"o}st werden k{\"o}nnen. Dieser Ansatz wird in drei Forschungsprojekten demonstriert, die die Entwicklung solcher Methoden sowie deren Anwendung auf konkrete Forschungsfragen beschreiben. Das erste Projekt beschreibt ein Paradigma welches es erm{\"o}glicht, die subjektive und objektive Schwierigkeit der Emotionswahrnehmung zu messen. Dar{\"u}ber hinaus erm{\"o}glicht es die Verwendung einer beliebigen Anzahl von Emotionskategorien im Vergleich zu den {\"u}blichen sechs Kategorien der Basisemotionen. Die Ergebnisse deuten auf eine Zunahme der Schwierigkeiten bei der Wahrnehmung von Emotionen mit zunehmendem Alter der Darsteller hin und liefern Hinweise darauf, dass junge Erwachsene, {\"a}ltere Menschen und M{\"a}nner ihre Schwierigkeit bei der Wahrnehmung von Emotionen untersch{\"a}tzen. Weitere Analysen zeigten eine geringe Relevanz personenbezogener Variablen und deuteten darauf hin, dass die Schwierigkeit der Emotionswahrnehmung vornehmlich durch die Auspr{\"a}gung der Wertigkeit des Ausdrucks bestimmt wird. Das zweite Projekt zeigt am Beispiel von Arousal, einem etablierten, aber vagen Konstrukt der Emotionsforschung, wie Face-Tracking-Daten dazu genutzt werden k{\"o}nnen solche Konstrukte zu sch{\"a}rfen. Es beschreibt, wie aus Face-Tracking-Daten Maße f{\"u}r die Entfernung, Geschwindigkeit und Beschleunigung von Gesichtsausdr{\"u}cken berechnet werden k{\"o}nnen. Das Projekt untersuchte wie diesen Maße mit der Arousal-Wahrnehmung in Menschen mit und ohne Autismus zusammenh{\"a}ngen. Der Abstand zum Neutralgesicht war pr{\"a}diktiv f{\"u}r die Arousal-Bewertungen in beiden Gruppen. Die Ergebnisse deuten auf eine qualitativ {\"a}hnliche Wahrnehmung von Arousal f{\"u}r Menschen mit und ohne Autismus hin. Im dritten Projekt stellen wir die Partial-Least-Squares-Analyse als allgemeine Methode vor, um eine optimale Repr{\"a}sentation zur Verkn{\"u}pfung zweier hochdimensionale Datens{\"a}tze zu finden. Das Projekt demonstriert die Anwendbarkeit dieser Methode in der Emotionsforschung anhand der Frage nach Unterschieden in der Emotionswahrnehmung zwischen M{\"a}nnern und Frauen. Wir konnten zeigen, dass die emotionale Wahrnehmung von Frauen systematisch mehr Varianz der Gesichtsausdr{\"u}cke erfasst und dass signifikante Unterschiede in der Art und Weise bestehen, wie Frauen und M{\"a}nner einige Gesichtsausdr{\"u}cke wahrnehmen. Diese konnten wir als dynamische Gesichtsausdr{\"u}cke visualisieren. Um die Anwendung der entwickelten Methode f{\"u}r die Forschungsgemeinschaft zu erleichtern, wurde ein Software-Paket f{\"u}r die Statistikumgebung R geschrieben. Zudem wurde eine Website entwickelt (thisemotiondoesnotexist.com), die es Besuchern erlaubt, ein Partial-Least-Squares-Modell von Emotionsbewertungen und Face-Tracking-Daten interaktiv zu erkunden, um die entwickelte Methode zu verbreiten und ihren Nutzen f{\"u}r die Emotionsforschung zu illustrieren.}, language = {en} } @misc{AfantenosPeldszusStede2018, author = {Afantenos, Stergos and Peldszus, Andreas and Stede, Manfred}, title = {Comparing decoding mechanisms for parsing argumentative structures}, series = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe}, journal = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe}, number = {1062}, issn = {1866-8372}, doi = {10.25932/publishup-47052}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-470527}, pages = {18}, year = {2018}, abstract = {Parsing of argumentative structures has become a very active line of research in recent years. Like discourse parsing or any other natural language task that requires prediction of linguistic structures, most approaches choose to learn a local model and then perform global decoding over the local probability distributions, often imposing constraints that are specific to the task at hand. Specifically for argumentation parsing, two decoding approaches have been recently proposed: Minimum Spanning Trees (MST) and Integer Linear Programming (ILP), following similar trends in discourse parsing. In contrast to discourse parsing though, where trees are not always used as underlying annotation schemes, argumentation structures so far have always been represented with trees. Using the 'argumentative microtext corpus' [in: Argumentation and Reasoned Action: Proceedings of the 1st European Conference on Argumentation, Lisbon 2015 / Vol. 2, College Publications, London, 2016, pp. 801-815] as underlying data and replicating three different decoding mechanisms, in this paper we propose a novel ILP decoder and an extension to our earlier MST work, and then thoroughly compare the approaches. The result is that our new decoder outperforms related work in important respects, and that in general, ILP and MST yield very similar performance.}, language = {en} } @article{MarianiJaisli2018, author = {Mariani, Ennio and Jaisli, Isabel}, title = {Didaktische Herausforderungen bei der Erstellung eines frei verf{\"u}gbaren Onlinekurses}, series = {E-Learning Symposium 2018}, journal = {E-Learning Symposium 2018}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, doi = {10.25932/publishup-42192}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-421924}, pages = {29 -- 40}, year = {2018}, abstract = {Die Ver{\"o}ffentlichung eines global frei verf{\"u}gbaren Onlinekurses abseits der großen MOOC Plattformen bringt spezielle Herausforderungen mit sich. Neben technischen Herausforderungen sind eine effiziente Wissensvermittlung und die Erhaltung der Lernmotivation zentral. Der folgende Beitrag stellt Techniken zur Steigerung der Lerneffizienz und -motivation anhand des ARCS Modells vor. Er zeigt auf, wie die verschiedenen Techniken in der Entwicklung des Onlinekurses „Designing Sustainable Food Systems" umgesetzt wurden und inwieweit sie erfolgreich waren.}, language = {de} } @article{TscherejkinaMorgielMoebert2018, author = {Tscherejkina, Anna and Morgiel, Anna and Moebert, Tobias}, title = {Computergest{\"u}tztes Training von sozio-emotionalen Kompetenzen durch Minispiele}, series = {E-Learning Symposium 2018}, journal = {E-Learning Symposium 2018}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, doi = {10.25932/publishup-42193}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-421937}, pages = {41 -- 52}, year = {2018}, abstract = {Das Training sozioemotionaler Kompetenzen ist gerade f{\"u}r Menschen mit Autismus n{\"u}tzlich. Ein solches Training kann mithilfe einer spielbasierten Anwendung effektiv gestaltet werden. Zwei Minispiele, Mimikry und Emo-Mahjong, wurden realisiert und hinsichtlich User Experience evaluiert. Die jeweiligen Konzepte und die Evaluationsergebnisse sollen hier vorgestellt werden.}, language = {de} } @article{HerbstreitMaekerSzalai2018, author = {Herbstreit, Stephanie and M{\"a}ker, Daniela and Szalai, Cynthia}, title = {Einsatz einer mobilen Lern-App - Ein Werkzeug zur Verbesserung von klinisch-praktischem Unterricht}, series = {E-Learning Symposium 2018}, journal = {E-Learning Symposium 2018}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, doi = {10.25932/publishup-42194}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-421942}, pages = {53 -- 63}, year = {2018}, abstract = {Der Unterricht am Krankenbett ist im Medizinstudium eine wertvolle M{\"o}glichkeit klinisch-praktische Fertigkeiten zu erlernen. Eine optimale Vorbereitung der Studierenden ist dabei Voraussetzung. Eine mobile Lern-App wurde entwickelt, die den Studierenden, neben Lernzielen, Kursinhalte und Anleitungen zu Untersuchungstechniken bietet, um die Vorbereitung auf einen klinisch-praktischen Kurs zu f{\"o}rdern und Kurzinformationen auch w{\"a}hrend des Kurses zur Verf{\"u}gung zu stellen. 175 Studierende hatten die M{\"o}glichkeit die App parallel zu einem klinischen Untersuchungs-Kurs im Semester zu nutzen. Im Anschluss beantworteten die Studierenden einen Fragebogen zur N{\"u}tzlichkeit und Vielseitigkeit der App und zur Zufriedenheit mit der App unter Verwendung eine 5-Punkt-Likert-Skala und zwei offenen Fragen. In diesem Beitrag wird das Kurskonzept zusammen mit der Lern-App, die Ergebnisse aus dem Fragebogen und unsere Schlussfolgerungen daraus vorgestellt. Studierende bewerteten die App grunds{\"a}tzlich als hilfreich. Sie sollte dabei gr{\"u}ndlich eingef{\"u}hrt werden. Patienten sollten {\"u}ber die Nutzung von Smartphones im Studentenunterricht zu Lernzwecken informiert werden.}, language = {de} } @article{BraunKappHaraetal.2018, author = {Braun, Iris and Kapp, Felix and Hara, Tenshi and Kubica, Tommy}, title = {Erfolgsfaktoren beim Einsatz von Audience Response Systemen in der universit{\"a}ren Lehre}, series = {E-Learning Symposium 2018}, journal = {E-Learning Symposium 2018}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, doi = {10.25932/publishup-42195}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-421959}, pages = {65 -- 67}, year = {2018}, abstract = {Der vorliegende Beitrag berichtet auf der Grundlage von Erfahrungen mit dem Audience Response System (ARS) „Auditorium Mobile Classroom Service" von Erfolgsfaktoren f{\"u}r den Einsatz in der universit{\"a}ren Lehre. Dabei werden sowohl die technischen Rahmenbedingungen und Herausforderungen der Anwendungen ber{\"u}cksichtigt, als auch die unterschiedlichen didaktischen Konzepte und Ziele der beteiligten Akteure (Studierende, Lehrende und Institution). Ziel ist es, Einflussfaktoren f{\"u}r den erfolgreichen Einsatz sowohl f{\"u}r die Praxis als auch die wissenschaftliche Untersuchung und Weiterentwicklung der Systeme zu benennen und ein heuristisches Framework f{\"u}r Chancen und Herausforderungen beim Einsatz von ARS anzubieten.}, language = {de} } @article{Stumpf2018, author = {Stumpf, Sarah}, title = {Digitale Kompetenzen im Lehramtsstudium}, series = {E-Learning Symposium 2018}, journal = {E-Learning Symposium 2018}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, doi = {10.25932/publishup-42196}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-421968}, pages = {69 -- 71}, year = {2018}, abstract = {Der Beitrag skizziert ein Modell, das die Entwicklung digitaler Kompetenzen im Lehramtsstudium f{\"o}rdern soll. Zwar wird das Kompetenzmodell aus der Deutschdidaktik heraus entwickelt, nimmt aber auch fach{\"u}bergreifende Anforderungen in den Bereichen Informationskompetenz, medientechnischer Kompetenzen, F{\"a}higkeiten der Medienanalyse und -reflexion sowie Sprachhandlungskompetenz in den Blick. Damit wird das Ziel verfolgt, die besonderen Anforderungen angehender Lehrkr{\"a}fte als Mediator*innen digitaler Kompetenzen darzustellen. Das beschriebene Modell dieser Vermittlungskompetenz dient der Verankerung digitaler Lehr-Lernkonzepte als wesentlicher Bestandteil der modernen Lehrer*innenbildung.}, language = {de} } @article{WahlHoelscher2018, author = {Wahl, Marina and H{\"o}lscher, Michael}, title = {Und am Wochenende Blended Learning}, series = {E-Learning Symposium 2018}, journal = {E-Learning Symposium 2018}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, doi = {10.25932/publishup-42191}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-421910}, pages = {17 -- 27}, year = {2018}, abstract = {Berufsbegleitende Studieng{\"a}nge stehen vor besonderen Schwierigkeiten, f{\"u}r die der Einsatz von Blended Learning-Szenarien sinnvoll sein kann. Welche speziellen Herausforderungen sich dabei ergeben und welche L{\"o}sungsans{\"a}tze dagegen steuern, betrachtet der folgende Artikel anhand eines Praxisberichts aus dem Studiengang M. P. A. Wissenschaftsmanagement an der Universit{\"a}t Speyer.}, language = {de} } @inproceedings{KeilKonertDamniketal.2018, author = {Keil, Reinhard and Konert, Johannes and Damnik, Gregor and Gierl, Mark J. and Proske, Antje and K{\"o}rndle, Hermann and Narciss, Susanne and Wahl, Marina and H{\"o}lscher, Michael and Mariani, Ennio and Jaisli, Isabel and Tscherejkina, Anna and Morgiel, Anna and Moebert, Tobias and Herbstreit, Stephanie and M{\"a}ker, Daniela and Szalai, Cynthia and Braun, Iris and Kapp, Felix and Hara, Tenshi C. and Kubica, Tommy and Stumpf, Sarah}, title = {E-Learning Symposium 2018}, editor = {Lucke, Ulrike and Strickroth, Sven}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, doi = {10.25932/publishup-42071}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-420711}, pages = {71}, year = {2018}, abstract = {In den vergangenen Jahren sind viele E-Learning-Innovationen entstanden. Einige davon wurden auf den vergangenen E-Learning Symposien der Universit{\"a}t Potsdam pr{\"a}sentiert: Das erste E-Learning Symposium im Jahr 2012 konzentrierte sich auf unterschiedliche M{\"o}glichkeiten der Studierendenaktivierung und Lehrgestaltung. Das Symposium 2014 r{\"u}ckte vor allem die Studierenden ins Zentrum der Aufmerksamkeit. Im Jahr 2016 kam es durch das Zusammengehen des Symposiums mit der DeLFI-Tagung zu einer Fokussierung auf technische Innovationen. Doch was ist aus den Leuchtt{\"u}rmen von gestern geworden, und brauchen wir {\"u}berhaupt noch neue Leuchtt{\"u}rme? Das Symposium setzt sich in diesem Jahr unter dem Motto „Innovation und Nachhaltigkeit - (k)ein Gegensatz?" mit mediengest{\"u}tzten Lehr- und Lernprozessen im universit{\"a}ren Kontext auseinander und reflektiert aktuelle technische sowie didaktische Entwicklungen mit Blick auf deren mittel- bis langfristigen Einsatz in der Praxis. Dieser Tagungsband zum E-Learning Symposium 2018 an der Universit{\"a}t Potsdam beinhaltet eine Mischung von Forschungs- und Praxisbeitr{\"a}gen aus verschiedenen Fachdisziplinen und er{\"o}ffnet vielschichtige Perspektiven auf das Thema E-Learning. Dabei werden die Vielfalt der didaktischen Einsatzszenarien als auch die Potentiale von Werk-zeugen und Methoden der Informatik in ihrem Zusammenspiel beleuchtet. In seiner Keynote widmet sich Reinhard Keil dem Motto des Symposiums und geht der Nachhaltigkeit bei E-Learning-Projekten auf den Grund. Dabei analysiert und beleuchtet er anhand seiner {\"u}ber 15-j{\"a}hrigen Forschungspraxis die wichtigsten Wirkfaktoren und formuliert Empfehlungen zur Konzeption von E-Learning-Projekten. Im Gegensatz zu rein auf Kostenersparnis ausgerichteten (hochschul-)politischen Forderungen proklamiert er den Ansatz der hypothesengeleiteten Technikgestaltung, in der Nachhaltigkeit als Leitfrage oder Forschungsstrategie verstanden werden kann. In eine {\"a}hnliche Richtung geht der Beitrag von Iris Braun et al., die {\"u}ber Erfolgsfaktoren beim Einsatz von Audience Response Systemen in der universit{\"a}ren Lehre berichten. Ein weiteres aktuelles Thema, sowohl f{\"u}r die Bildungstechnologie als auch in den Bildungswissenschaften allgemein, ist die Kompetenzorientierung und -modellierung. Hier geht es darum (Probleml{\"o}se-)F{\"a}higkeiten gezielt zu beschreiben und in den Mittelpunkt der Lehre zu stellen. Johannes Konert stellt in einem eingeladenen Vortrag zwei Projekte vor, die den Prozess beginnend bei der Definition von Kompetenzen, deren Modellierung in einem semantischen maschinenlesbaren Format bis hin zur Erarbeitung von Methoden zur Kompetenzmessung und der elektronischen Zertifizierung aufzeigen. Dabei geht er auf technische M{\"o}glichkeiten, aber auch Grenzen ein. Auf einer spezifischeren Ebene besch{\"a}ftigt sich Sarah Stumpf mit digitalen bzw. mediendidaktischen Kompetenzen im Lehramtsstudium und stellt ein Framework f{\"u}r die F{\"o}rderung ebensolcher Kompetenzen bei angehenden Lehrkr{\"a}ften vor. Der Einsatz von E-Learning birgt noch einige Herausforderungen. Dabei geht es oft um die Verbindung von Didaktik und Technik, den Erhalt von Aufmerksamkeit oder den Aufwand f{\"u}r das Erstellen von interaktiven Lehr- und Lerninhalten. Drei Beitr{\"a}ge in diesem Tagungsband besch{\"a}ftigen sich mit dieser Thematik in unterschiedlichen Kontexten und zeigen Best-Practices und L{\"o}sungsans{\"a}tze auf: Der Beitrag von Martina Wahl und Michael H{\"o}lscher behandelt den besonderen Kontext von Blended Learning-Szenarien in berufsbegleitenden Studieng{\"a}ngen. Um die Ver{\"o}ffentlichung eines global frei verf{\"u}gbaren Onlinekurses abseits der großen MOOC Plattformen und den didaktischen Herausforderungen auch hinsichtlich der Motivation geht es im Beitrag von Ennio Marani und Isabel Jaisli. Schließlich schlagen Gregor Damnik et al. die automatische Erzeugung von Aufgaben zur Erh{\"o}hung von Interaktivit{\"a}t und Adaptivit{\"a}t in digitalen Lernressourcen vor, um den teilweise erheblichen Erstellungsaufwand zu reduzieren. Zum Thema E-Learning z{\"a}hlen auch immer mobile Apps bzw. Spiele. Gleich zwei Beitr{\"a}ge besch{\"a}ftigen sich mit dem Einsatz von E-Learning-Tools im Gesundheitskontext: Anna Tscherejkina und Anna Morgiel stellen in ihrem Beitrag Minispiele zum Training von sozio-emotionalen Kompetenzen f{\"u}r Menschen mit Autismus vor, und Stephanie Herbstreit et al. berichten vom Einsatz einer mobilen Lern-App zur Verbesserung von klinisch-praktischem Unterricht.}, language = {de} } @inproceedings{SeegererRomeikeTillmannetal.2018, author = {Seegerer, Stefan and Romeike, Ralf and Tillmann, Alexander and Kr{\"o}mker, Detlef and Horn, Florian and Gattinger, Thorsten and Weicker, Karsten and Schmitz, Dennis and Moldt, Daniel and R{\"o}pke, Ren{\´e} and Larisch, Kathrin and Schroeder, Ulrik and Keverp{\"u}tz, Claudia and K{\"u}ppers, Bastian and Striewe, Michael and Kramer, Matthias and Grillenberger, Andreas and Frede, Christiane and Knobelsdorf, Maria and Greven, Christoph}, title = {Hochschuldidaktik der Informatik HDI 2018}, series = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, booktitle = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, number = {12}, editor = {Bergner, Nadine and R{\"o}pke, Ren{\´e} and Schroeder, Ulrik and Kr{\"o}mker, Detlef}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-435-7}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-413542}, pages = {161}, year = {2018}, abstract = {Die 8. Fachtagung f{\"u}r Hochschuldidaktik der Informatik (HDI) fand im September 2018 zusammen mit der Deutschen E-Learning Fachtagung Informatik (DeLFI) unter dem gemeinsamen Motto „Digitalisierungswahnsinn? - Wege der Bildungstransformationen" in Frankfurt statt. Dabei widmet sich die HDI allen Fragen der informatischen Bildung im Hochschulbereich. Schwerpunkte bildeten in diesem Jahr u. a.: - Analyse der Inhalte und anzustrebenden Kompetenzen in Informatikveranstaltungen - Programmieren lernen \& Einstieg in Softwareentwicklung - Spezialthemen: Data Science, Theoretische Informatik und Wissenschaftliches Arbeiten Die Fachtagung widmet sich ausgew{\"a}hlten Fragestellungen dieser Themenkomplexe, die durch Vortr{\"a}ge ausgewiesener Experten und durch eingereichte Beitr{\"a}ge intensiv behandelt werden.}, language = {de} } @article{EhlenzBergnerSchroeder2016, author = {Ehlenz, Matthias and Bergner, Nadine and Schroeder, Ulrik}, title = {Synergieeffekte zwischen Fach- und Lehramtsstudierenden in Softwarepraktika}, series = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, number = {10}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-376-3}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94875}, pages = {99 -- 102}, year = {2016}, abstract = {Dieser Beitrag diskutiert die Konzeption eines Software-Projektpraktikums im Bereich E-Learning, welches Lehramts- und Fachstudierenden der Informatik erm{\"o}glicht, voneinander zu profitieren und praxisrelevante Ergebnisse generiert. Vorbereitungen, Organisation und Durchf{\"u}hrung werden vorgestellt und diskutiert. Den Abschluss bildet ein Ausblick auf die Fortf{\"u}hrung des Konzepts und den Ausbau des Forschungsgebietes.}, language = {de} } @article{DennertMoellerGarmann2016, author = {Dennert-M{\"o}ller, Elisabeth and Garmann, Robert}, title = {Das „Startprojekt"}, series = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, number = {10}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-376-3}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94780}, pages = {11 -- 23}, year = {2016}, abstract = {Absolventinnen und Absolventen unserer Informatik-Bachelorstudieng{\"a}nge ben{\"o}tigen f{\"u}r kompetentes berufliches Handeln sowohl fachliche als auch {\"u}berfachliche Kompetenzen. Vielfach verlangen wir von Erstsemestern in Grundlagen-Lehrveranstaltungen fast ausschließlich den Aufbau von Fachkompetenz und vernachl{\"a}ssigen dabei h{\"a}ufig Selbstkompetenz, Methodenkompetenz und Sozialkompetenz. Gerade die drei letztgenannten sind f{\"u}r ein erfolgreiches Studium unabdingbar und sollten von Anfang an entwickelt werden. Wir stellen unser „Startprojekt" als einen Beitrag vor, im ersten Semester die eigenverantwortliche, {\"u}berfachliche Kompetenzentwicklung in einem fachlichen Kontext zu f{\"o}rdern.}, language = {de} } @article{Kujath2016, author = {Kujath, Bertold}, title = {Lernwirksamkeits- und Zielgruppenanalyse f{\"u}r ein Lehrvideo zum informatischen Probleml{\"o}sen}, series = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, number = {10}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-376-3}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94797}, pages = {25 -- 39}, year = {2016}, abstract = {Aus einer Vergleichsstudie mit starken und schwachen Probleml{\"o}sern konnten Erkenntnisse {\"u}ber die effizienten Herangehensweisen von Hochleistern an Informatikprobleme gewonnen werden. Diese Erkenntnisse wurden in einem Lehrvideo zum informatischen Probleml{\"o}sen didaktisch aufgearbeitet, sodass Lernenden der Einsatz von Baumstrukturen und Rekursion im konkreten Kontext gezeigt werden kann. Nun wurde die tats{\"a}chliche Lernwirksamkeit des Videos sowie die Definition der Zielgruppe in einer Vergleichsstudie mit 66 Studienanf{\"a}ngern {\"u}berpr{\"u}ft.}, language = {de} } @article{ZscheygeWeicker2016, author = {Zscheyge, Oliver and Weicker, Karsten}, title = {Werkzeugunterst{\"u}tzung bei der Vermittlung der Grundlagen wissenschaftlichen Schreibens}, series = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, number = {10}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-376-3}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94814}, pages = {57 -- 68}, year = {2016}, abstract = {Der Unterricht großer Studierendengruppen im wissenschaftlichen Schreiben birgt vielf{\"a}ltige organisatorische Herausforderungen und eine zeitintensive Betreuung durch die Dozenten. Diese Arbeit stellt ein Lehrkonzept mit Peer-Reviews vor, in dem das Feedback der Peers durch eine automatisierte Analyse erg{\"a}nzt wird. Die Software Confopy liefert metrik- und strukturbasierte Hinweise f{\"u}r die Verbesserung des wissenschaftlichen Schreibstils. Der Nutzen von Confopy wird an 47 studentischen Arbeiten in Draft- und Final-Version illustriert.}, language = {de} } @article{BoehneKreitzKnobelsdorf2016, author = {B{\"o}hne, Sebastian and Kreitz, Christoph and Knobelsdorf, Maria}, title = {Mathematisches Argumentieren und Beweisen mit dem Theorembeweiser Coq}, series = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, number = {10}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-376-3}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94824}, pages = {69 -- 80}, year = {2016}, abstract = {Informatik-Studierende haben in der Mehrzahl Schwierigkeiten, einen Einstieg in die Theoretische Informatik zu finden und die Leistungsanforderungen in den Endklausuren der zugeh{\"o}rigen Lehrveranstaltungen zu erf{\"u}llen. Wir argumentieren, dass dieser Symptomatik mangelnde Kompetenzen im Umgang mit abstrakten und stark formalisierten Themeninhalten zugrunde liegen und schlagen vor, einen Beweisassistenten als interaktives Lernwerkzeug in der Eingangslehre der Theoretischen Informatik zu nutzen, um entsprechende Kompetenzen zu st{\"a}rken.}, language = {de} } @article{SteenWisniewskiBenzmueller2016, author = {Steen, Alexander and Wisniewski, Max and Benzm{\"u}ller, Christoph}, title = {Einsatz von Theorembeweisern in der Lehre}, series = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, number = {10}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-376-3}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94853}, pages = {81 -- 92}, year = {2016}, abstract = {Dieser Beitrag diskutiert den Einsatz von interaktiven und automatischen Theorembeweisern in der universit{\"a}ren Lehre. Moderne Theorembeweiser scheinen geeignet zur Implementierung des dialogischen Lernens und als E-Assessment-Werkzeug in der Logikausbilding. Exemplarisch skizzieren wir ein innovaties Lehrprojekt zum Thema „Komputationale Metaphysik", in dem die zuvor genannten Werkzeuge eingesetzt werden.}, language = {de} } @article{Gebhardt2016, author = {Gebhardt, Kai}, title = {Kooperative und kompetenzorientierte {\"U}bungen in der Softwaretechnik}, series = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, number = {10}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-376-3}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94867}, pages = {95 -- 98}, year = {2016}, abstract = {Die Unterrichtsmethode Stationsarbeit kann verwendet werden, um Individualisierung und Differenzierung im Lernprozess zu erm{\"o}glichen. Dieser Beitrag schl{\"a}gt Aufgabenformate vor, die in einer Stationsarbeit {\"u}ber das Klassendiagramm aus der Unified Modeling Language verwendet werden k{\"o}nnen. Die Aufgabenformate wurden bereits mit Studierenden erprobt.}, language = {de} } @phdthesis{Semmo2016, author = {Semmo, Amir}, title = {Design and implementation of non-photorealistic rendering techniques for 3D geospatial data}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-99525}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {XVI, 155}, year = {2016}, abstract = {Geospatial data has become a natural part of a growing number of information systems and services in the economy, society, and people's personal lives. In particular, virtual 3D city and landscape models constitute valuable information sources within a wide variety of applications such as urban planning, navigation, tourist information, and disaster management. Today, these models are often visualized in detail to provide realistic imagery. However, a photorealistic rendering does not automatically lead to high image quality, with respect to an effective information transfer, which requires important or prioritized information to be interactively highlighted in a context-dependent manner. Approaches in non-photorealistic renderings particularly consider a user's task and camera perspective when attempting optimal expression, recognition, and communication of important or prioritized information. However, the design and implementation of non-photorealistic rendering techniques for 3D geospatial data pose a number of challenges, especially when inherently complex geometry, appearance, and thematic data must be processed interactively. Hence, a promising technical foundation is established by the programmable and parallel computing architecture of graphics processing units. This thesis proposes non-photorealistic rendering techniques that enable both the computation and selection of the abstraction level of 3D geospatial model contents according to user interaction and dynamically changing thematic information. To achieve this goal, the techniques integrate with hardware-accelerated rendering pipelines using shader technologies of graphics processing units for real-time image synthesis. The techniques employ principles of artistic rendering, cartographic generalization, and 3D semiotics—unlike photorealistic rendering—to synthesize illustrative renditions of geospatial feature type entities such as water surfaces, buildings, and infrastructure networks. In addition, this thesis contributes a generic system that enables to integrate different graphic styles—photorealistic and non-photorealistic—and provide their seamless transition according to user tasks, camera view, and image resolution. Evaluations of the proposed techniques have demonstrated their significance to the field of geospatial information visualization including topics such as spatial perception, cognition, and mapping. In addition, the applications in illustrative and focus+context visualization have reflected their potential impact on optimizing the information transfer regarding factors such as cognitive load, integration of non-realistic information, visualization of uncertainty, and visualization on small displays.}, language = {en} } @phdthesis{Mueller2016, author = {Mueller, Stefanie}, title = {Interacting with personal fabrication devices}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-100908}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {xxi, 108}, year = {2016}, abstract = {Personal fabrication tools, such as 3D printers, are on the way of enabling a future in which non-technical users will be able to create custom objects. However, while the hardware is there, the current interaction model behind existing design tools is not suitable for non-technical users. Today, 3D printers are operated by fabricating the object in one go, which tends to take overnight due to the slow 3D printing technology. Consequently, the current interaction model requires users to think carefully before printing as every mistake may imply another overnight print. Planning every step ahead, however, is not feasible for non-technical users as they lack the experience to reason about the consequences of their design decisions. In this dissertation, we propose changing the interaction model around personal fabrication tools to better serve this user group. We draw inspiration from personal computing and argue that the evolution of personal fabrication may resemble the evolution of personal computing: Computing started with machines that executed a program in one go before returning the result to the user. By decreasing the interaction unit to single requests, turn-taking systems such as the command line evolved, which provided users with feedback after every input. Finally, with the introduction of direct-manipulation interfaces, users continuously interacted with a program receiving feedback about every action in real-time. In this dissertation, we explore whether these interaction concepts can be applied to personal fabrication as well. We start with fabricating an object in one go and investigate how to tighten the feedback-cycle on an object-level: We contribute a method called low-fidelity fabrication, which saves up to 90\% fabrication time by creating objects as fast low-fidelity previews, which are sufficient to evaluate key design aspects. Depending on what is currently being tested, we propose different conversions that enable users to focus on different parts: faBrickator allows for a modular design in the early stages of prototyping; when users move on WirePrint allows quickly testing an object's shape, while Platener allows testing an object's technical function. We present an interactive editor for each technique and explain the underlying conversion algorithms. By interacting on smaller units, such as a single element of an object, we explore what it means to transition from systems that fabricate objects in one go to turn-taking systems. We start with a 2D system called constructable: Users draw with a laser pointer onto the workpiece inside a laser cutter. The drawing is captured with an overhead camera. As soon as the the user finishes drawing an element, such as a line, the constructable system beautifies the path and cuts it--resulting in physical output after every editing step. We extend constructable towards 3D editing by developing a novel laser-cutting technique for 3D objects called LaserOrigami that works by heating up the workpiece with the defocused laser until the material becomes compliant and bends down under gravity. While constructable and LaserOrigami allow for fast physical feedback, the interaction is still best described as turn-taking since it consists of two discrete steps: users first create an input and afterwards the system provides physical output. By decreasing the interaction unit even further to a single feature, we can achieve real-time physical feedback: Input by the user and output by the fabrication device are so tightly coupled that no visible lag exists. This allows us to explore what it means to transition from turn-taking interfaces, which only allow exploring one option at a time, to direct manipulation interfaces with real-time physical feedback, which allow users to explore the entire space of options continuously with a single interaction. We present a system called FormFab, which allows for such direct control. FormFab is based on the same principle as LaserOrigami: It uses a workpiece that when warmed up becomes compliant and can be reshaped. However, FormFab achieves the reshaping not based on gravity, but through a pneumatic system that users can control interactively. As users interact, they see the shape change in real-time. We conclude this dissertation by extrapolating the current evolution into a future in which large numbers of people use the new technology to create objects. We see two additional challenges on the horizon: sustainability and intellectual property. We investigate sustainability by demonstrating how to print less and instead patch physical objects. We explore questions around intellectual property with a system called Scotty that transfers objects without creating duplicates, thereby preserving the designer's copyright.}, language = {en} } @inproceedings{DennertMoellerGarmannKujathetal.2016, author = {Dennert-M{\"o}ller, Elisabeth and Garmann, Robert and Kujath, Bertold and Zscheyge, Oliver and Weicker, Karsten and B{\"o}hne, Sebastian and Knobelsdorf, Maria and Kreitz, Christoph and Steen, Alexander and Wisniewski, Max and Benzm{\"u}ller, Christoph and Gebhardt, Kai and Ehlenz, Matthias and Bergner, Nadine and Schroeder, Ulrik}, title = {Hochschuldidaktik der Informatik}, editor = {Schwill, Andreas and Lucke, Ulrike}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-376-3}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-93511}, pages = {102}, year = {2016}, abstract = {Die 7. Fachtagung f{\"u}r Hochschuldidaktik, die 2016 erneut mit der DeLFI E-Learning Fachtagung Informatik stattfand, setzte das erfolgreiche Modell einer Tagung fort, die sich mit hochschuldidaktischen Fragen und der Gestaltung von Studieng{\"a}ngen der Informatik besch{\"a}ftigt. Thema der Tagung waren alle Fragen, die sich der Vermittlung von Informatikgegenst{\"a}nden im Hochschulbereich widmen. Dazu geh{\"o}rten u.a.: • fachdidaktische Konzepte der Vermittlung einzelner Informatikgegenst{\"a}nde • methodische L{\"o}sungen, wie spezielle Lehr- und Lernformen, Durchf{\"u}hrungskonzepte • empirische Ergebnisse und Vergleichsstudien • E-Learning-Ans{\"a}tze, wenn sie ein erkennbares didaktisches Konzept verfolgen • Studienkonzepte und Curricula, organisatorische Fragen, wie Gewinnung von Studierenden, Studieneingangsphase, Abbrecher. Die Fachtagung widmete sich ausgew{\"a}hlten Fragestellungen dieses Themenkomplexes, die durch Vortr{\"a}ge ausgewiesener Experten, durch eingereichte Beitr{\"a}ge und durch Pr{\"a}sentationen und Poster intensiv behandelt wurden. Unser besonderer Dank gilt dem Programmkomitee und den hier nicht genannten Helfern f{\"u}r ihren Einsatz bei der Vorbereitung und Durchf{\"u}hrung der Tagung.}, language = {de} } @article{DittmarBuchholzKuehn2016, author = {Dittmar, Anke and Buchholz, Gregor and K{\"u}hn, Mathias}, title = {Eine Studie zum kollaborativen Modellieren in der Softwaretechnik-Ausbildung}, series = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae (CID)}, number = {10}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-376-3}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94806}, pages = {41 -- 53}, year = {2016}, abstract = {Die Vermittlung von Modellierungsf{\"a}higkeiten in der Softwaretechnik-Ausbildung konzentriert sich meist auf Modellierungskonzepte, Notationen und Entwicklungswerkzeuge. Die Betrachtung der Modellierungsaktivit{\"a}ten, etwa die Entwicklung und Gegen{\"u}berstellung alternativer Modellvorschl{\"a}ge, steht weniger im Vordergrund. Die vorliegende Studie untersucht zwei Formen des kollaborativen Modellierens am Tabletop in Bezug auf ihren Einfluss auf die Modellierungsaktivit{\"a}ten in kleinen Gruppen. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl selbstorganisierte als auch moderierte Modellierungssitzungen das Entwickeln eines gemeinsamen Modellverst{\"a}ndnisses f{\"o}rdern. In moderierten Sitzungen wurden zudem mehr alternative L{\"o}sungsideen entwickelt und in st{\"a}rkerem Maße diskutiert.}, language = {de} } @phdthesis{AlSaffar2016, author = {Al-Saffar, Loay Talib Ahmed}, title = {Analysing prerequisites, expectations, apprehensions, and attitudes of university students studying Computer science}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-98437}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {xii, 131}, year = {2016}, abstract = {The main objective of this dissertation is to analyse prerequisites, expectations, apprehensions, and attitudes of students studying computer science, who are willing to gain a bachelor degree. The research will also investigate in the students' learning style according to the Felder-Silverman model. These investigations fall in the attempt to make an impact on reducing the "dropout"/shrinkage rate among students, and to suggest a better learning environment. The first investigation starts with a survey that has been made at the computer science department at the University of Baghdad to investigate the attitudes of computer science students in an environment dominated by women, showing the differences in attitudes between male and female students in different study years. Students are accepted to university studies via a centrally controlled admission procedure depending mainly on their final score at school. This leads to a high percentage of students studying subjects they do not want. Our analysis shows that 75\% of the female students do not regret studying computer science although it was not their first choice. And according to statistics over previous years, women manage to succeed in their study and often graduate on top of their class. We finish with a comparison of attitudes between the freshman students of two different cultures and two different university enrolment procedures (University of Baghdad, in Iraq, and the University of Potsdam, in Germany) both with opposite gender majority. The second step of investigation took place at the department of computer science at the University of Potsdam in Germany and analyzes the learning styles of students studying the three major fields of study offered by the department (computer science, business informatics, and computer science teaching). Investigating the differences in learning styles between the students of those study fields who usually take some joint courses is important to be aware of which changes are necessary to be adopted in the teaching methods to address those different students. It was a two stage study using two questionnaires; the main one is based on the Index of Learning Styles Questionnaire of B. A. Solomon and R. M. Felder, and the second questionnaire was an investigation on the students' attitudes towards the findings of their personal first questionnaire. Our analysis shows differences in the preferences of learning style between male and female students of the different study fields, as well as differences between students with the different specialties (computer science, business informatics, and computer science teaching). The third investigation looks closely into the difficulties, issues, apprehensions and expectations of freshman students studying computer science. The study took place at the computer science department at the University of Potsdam with a volunteer sample of students. The goal is to determine and discuss the difficulties and issues that they are facing in their study that may lead them to think in dropping-out, changing the study field, or changing the university. The research continued with the same sample of students (with business informatics students being the majority) through more than three semesters. Difficulties and issues during the study were documented, as well as students' attitudes, apprehensions, and expectations. Some of the professors and lecturers opinions and solutions to some students' problems were also documented. Many participants had apprehensions and difficulties, especially towards informatics subjects. Some business informatics participants began to think of changing the university, in particular when they reached their third semester, others thought about changing their field of study. Till the end of this research, most of the participants continued in their studies (the study they have started with or the new study they have changed to) without leaving the higher education system.}, language = {en} } @phdthesis{Prasse2016, author = {Prasse, Paul}, title = {Pattern recognition for computer security}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-100251}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {VI, 75}, year = {2016}, abstract = {Computer Security deals with the detection and mitigation of threats to computer networks, data, and computing hardware. This thesis addresses the following two computer security problems: email spam campaign and malware detection. Email spam campaigns can easily be generated using popular dissemination tools by specifying simple grammars that serve as message templates. A grammar is disseminated to nodes of a bot net, the nodes create messages by instantiating the grammar at random. Email spam campaigns can encompass huge data volumes and therefore pose a threat to the stability of the infrastructure of email service providers that have to store them. Malware -software that serves a malicious purpose- is affecting web servers, client computers via active content, and client computers through executable files. Without the help of malware detection systems it would be easy for malware creators to collect sensitive information or to infiltrate computers. The detection of threats -such as email-spam messages, phishing messages, or malware- is an adversarial and therefore intrinsically difficult problem. Threats vary greatly and evolve over time. The detection of threats based on manually-designed rules is therefore difficult and requires a constant engineering effort. Machine-learning is a research area that revolves around the analysis of data and the discovery of patterns that describe aspects of the data. Discriminative learning methods extract prediction models from data that are optimized to predict a target attribute as accurately as possible. Machine-learning methods hold the promise of automatically identifying patterns that robustly and accurately detect threats. This thesis focuses on the design and analysis of discriminative learning methods for the two computer-security problems under investigation: email-campaign and malware detection. The first part of this thesis addresses email-campaign detection. We focus on regular expressions as a syntactic framework, because regular expressions are intuitively comprehensible by security engineers and administrators, and they can be applied as a detection mechanism in an extremely efficient manner. In this setting, a prediction model is provided with exemplary messages from an email-spam campaign. The prediction model has to generate a regular expression that reveals the syntactic pattern that underlies the entire campaign, and that a security engineers finds comprehensible and feels confident enough to use the expression to blacklist further messages at the email server. We model this problem as two-stage learning problem with structured input and output spaces which can be solved using standard cutting plane methods. Therefore we develop an appropriate loss function, and derive a decoder for the resulting optimization problem. The second part of this thesis deals with the problem of predicting whether a given JavaScript or PHP file is malicious or benign. Recent malware analysis techniques use static or dynamic features, or both. In fully dynamic analysis, the software or script is executed and observed for malicious behavior in a sandbox environment. By contrast, static analysis is based on features that can be extracted directly from the program file. In order to bypass static detection mechanisms, code obfuscation techniques are used to spread a malicious program file in many different syntactic variants. Deobfuscating the code before applying a static classifier can be subjected to mostly static code analysis and can overcome the problem of obfuscated malicious code, but on the other hand increases the computational costs of malware detection by an order of magnitude. In this thesis we present a cascaded architecture in which a classifier first performs a static analysis of the original code and -based on the outcome of this first classification step- the code may be deobfuscated and classified again. We explore several types of features including token \$n\$-grams, orthogonal sparse bigrams, subroutine-hashings, and syntax-tree features and study the robustness of detection methods and feature types against the evolution of malware over time. The developed tool scans very large file collections quickly and accurately. Each model is evaluated on real-world data and compared to reference methods. Our approach of inferring regular expressions to filter emails belonging to an email spam campaigns leads to models with a high true-positive rate at a very low false-positive rate that is an order of magnitude lower than that of a commercial content-based filter. Our presented system -REx-SVMshort- is being used by a commercial email service provider and complements content-based and IP-address based filtering. Our cascaded malware detection system is evaluated on a high-quality data set of almost 400,000 conspicuous PHP files and a collection of more than 1,00,000 JavaScript files. From our case study we can conclude that our system can quickly and accurately process large data collections at a low false-positive rate.}, language = {en} } @phdthesis{Dick2016, author = {Dick, Uwe}, title = {Discriminative Classification Models for Internet Security}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-102593}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {x, 57}, year = {2016}, abstract = {Services that operate over the Internet are under constant threat of being exposed to fraudulent use. Maintaining good user experience for legitimate users often requires the classification of entities as malicious or legitimate in order to initiate countermeasures. As an example, inbound email spam filters decide for spam or non-spam. They can base their decision on both the content of each email as well as on features that summarize prior emails received from the sending server. In general, discriminative classification methods learn to distinguish positive from negative entities. Each decision for a label may be based on features of the entity and related entities. When labels of related entities have strong interdependencies---as can be assumed e.g. for emails being delivered by the same user---classification decisions should not be made independently and dependencies should be modeled in the decision function. This thesis addresses the formulation of discriminative classification problems that are tailored for the specific demands of the following three Internet security applications. Theoretical and algorithmic solutions are devised to protect an email service against flooding of user inboxes, to mitigate abusive usage of outbound email servers, and to protect web servers against distributed denial of service attacks. In the application of filtering an inbound email stream for unsolicited emails, utilizing features that go beyond each individual email's content can be valuable. Information about each sending mail server can be aggregated over time and may help in identifying unwanted emails. However, while this information will be available to the deployed email filter, some parts of the training data that are compiled by third party providers may not contain this information. The missing features have to be estimated at training time in order to learn a classification model. In this thesis an algorithm is derived that learns a decision function that integrates over a distribution of values for each missing entry. The distribution of missing values is a free parameter that is optimized to learn an optimal decision function. The outbound stream of emails of an email service provider can be separated by the customer IDs that ask for delivery. All emails that are sent by the same ID in the same period of time are related, both in content and in label. Hijacked customer accounts may send batches of unsolicited emails to other email providers, which in turn might blacklist the sender's email servers after detection of incoming spam emails. The risk of being blocked from further delivery depends on the rate of outgoing unwanted emails and the duration of high spam sending rates. An optimization problem is developed that minimizes the expected cost for the email provider by learning a decision function that assigns a limit on the sending rate to customers based on the each customer's email stream. Identifying attacking IPs during HTTP-level DDoS attacks allows to block those IPs from further accessing the web servers. DDoS attacks are usually carried out by infected clients that are members of the same botnet and show similar traffic patterns. HTTP-level attacks aim at exhausting one or more resources of the web server infrastructure, such as CPU time. If the joint set of attackers cannot increase resource usage close to the maximum capacity, no effect will be experienced by legitimate users of hosted web sites. However, if the additional load raises the computational burden towards the critical range, user experience will degrade until service may be unavailable altogether. As the loss of missing one attacker depends on block decisions for other attackers---if most other attackers are detected, not blocking one client will likely not be harmful---a structured output model has to be learned. In this thesis an algorithm is developed that learns a structured prediction decoder that searches the space of label assignments, guided by a policy. Each model is evaluated on real-world data and is compared to reference methods. The results show that modeling each classification problem according to the specific demands of the task improves performance over solutions that do not consider the constraints inherent to an application.}, language = {en} } @inproceedings{CurzonKalasSchubertetal.2015, author = {Curzon, Paul and Kalas, Ivan and Schubert, Sigrid and Schaper, Niclas and Barnes, Jan and Kennewell, Steve and Br{\"o}ker, Kathrin and Kastens, Uwe and Magenheim, Johannes and Dagiene, Valentina and Stupuriene, Gabriele and Ellis, Jason Brent and Abreu-Ellis, Carla Reis and Grillenberger, Andreas and Romeike, Ralf and Haugsbakken, Halvdan and Jones, Anthony and Lewin, Cathy and McNicol, Sarah and Nelles, Wolfgang and Neugebauer, Jonas and Ohrndorf, Laura and Schaper, Niclas and Schubert, Sigrid and Opel, Simone and Kramer, Matthias and Trommen, Michael and Pottb{\"a}cker, Florian and Ilaghef, Youssef and Passig, David and Tzuriel, David and Kedmi, Ganit Eshel and Saito, Toshinori and Webb, Mary and Weigend, Michael and Bottino, Rosa and Chioccariello, Augusto and Christensen, Rhonda and Knezek, Gerald and Gioko, Anthony Maina and Angondi, Enos Kiforo and Waga, Rosemary and Ohrndorf, Laura and Or-Bach, Rachel and Preston, Christina and Younie, Sarah and Przybylla, Mareen and Romeike, Ralf and Reynolds, Nicholas and Swainston, Andrew and Bendrups, Faye and Sysło, Maciej M. and Kwiatkowska, Anna Beata and Zieris, Holger and Gerstberger, Herbert and M{\"u}ller, Wolfgang and B{\"u}chner, Steffen and Opel, Simone and Schiller, Thomas and Wegner, Christian and Zender, Raphael and Lucke, Ulrike and Diethelm, Ira and Syrbe, J{\"o}rn and Lai, Kwok-Wing and Davis, Niki and Eickelmann, Birgit and Erstad, Ola and Fisser, Petra and Gibson, David and Khaddage, Ferial and Knezek, Gerald and Micheuz, Peter and Kloos, Carlos Delgado}, title = {KEYCIT 2014}, editor = {Brinda, Torsten and Reynolds, Nicholas and Romeike, Ralf and Schwill, Andreas}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-292-6}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-70325}, pages = {438}, year = {2015}, abstract = {In our rapidly changing world it is increasingly important not only to be an expert in a chosen field of study but also to be able to respond to developments, master new approaches to solving problems, and fulfil changing requirements in the modern world and in the job market. In response to these needs key competencies in understanding, developing and using new digital technologies are being brought into focus in school and university programmes. The IFIP TC3 conference "KEYCIT - Key Competences in Informatics and ICT (KEYCIT 2014)" was held at the University of Potsdam in Germany from July 1st to 4th, 2014 and addressed the combination of key competencies, Informatics and ICT in detail. The conference was organized into strands focusing on secondary education, university education and teacher education (organized by IFIP WGs 3.1 and 3.3) and provided a forum to present and to discuss research, case studies, positions, and national perspectives in this field.}, language = {en} } @article{FroitzheimBergnerSchroeder2015, author = {Froitzheim, Manuel and Bergner, Nadine and Schroeder, Ulrik}, title = {Android-Workshop zur Vertiefung der Kenntnisse bez{\"u}glich Datenstrukturen und Programmierung in der Studieneingangsphase}, series = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, volume = {2015}, journal = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, number = {9}, editor = {Schwill, Andreas}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-80247}, pages = {11 -- 26}, year = {2015}, abstract = {Die Studieneingangsphase stellt f{\"u}r Studierende eine Schl{\"u}sselphase des terti{\"a}ren Ausbildungsabschnitts dar. Fachwissenschaftliches Wissen wird praxisfern vermittelt und die Studierenden k{\"o}nnen die Zusammenh{\"a}nge zwischen den Themenfeldern der verschiedenen Vorlesungen nicht erkennen. Zur Verbesserung der Situation wurde ein Workshop entwickelt, der die Verbindung der Programmierung und der Datenstrukturen vertieft. Dabei wird das Spiel Go-Moku1 als Android-App von den Studierenden selbst{\"a}ndig entwickelt. Die Kombination aus Software (Java, Android-SDK) und Hardware (Tablet-Computer) f{\"u}r ein kleines realistisches Softwareprojekt stellt f{\"u}r die Studierenden eine neue Erfahrung dar.}, language = {de} } @article{LaengrichSchulze2015, author = {L{\"a}ngrich, Matthias and Schulze, J{\"o}rg}, title = {Angewandte Output-Orientierung}, series = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, volume = {2015}, journal = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, number = {9}, editor = {Schwill, Andreas and Schubert, Sigrid}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-80299}, pages = {93 -- 107}, year = {2015}, abstract = {Erstsemester-Studierende sind mit den Anforderungen des Lehr-/ Lernprozess einer Universit{\"a}t oder Fachhochschule noch nicht vertraut. Ihre Erwartungen orientieren sich vielmehr an ihrer bisherigen Lerngeschichte (Abitur, Fachabitur, o. {\"a}.). Neben den fachlichen Anforderungen des ersten Semesters m{\"u}ssen die Studierenden also auch Ver{\"a}nderungen im Lehr-/Lernprozess erkennen und bew{\"a}ltigen. Es wird anhand einer Output-orientierten informatischen Lehrveranstaltung aufgezeigt, dass sich aus deren strengen Anforderungen der Messbarkeit klare Kompetenzbeschreibungen ergeben, die besonders dem Orientierungsbed{\"u}rfnis Erstsemester-Studierender entgegenkommen.}, language = {de} } @article{EngbringKlar2015, author = {Engbring, Dieter and Klar, Tilman-Mathies}, title = {Medienbildung mit Informatik-Anteilen!?}, series = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, volume = {2015}, journal = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, number = {9}, editor = {Schubert, Sigrid and Schwill, Andreas}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-84693}, pages = {125 -- 142}, year = {2015}, abstract = {Auf der Grundlage der Planung, Durchf{\"u}hrung, Evaluation und Revision eines gemeinsamen Seminars von Medienp{\"a}dagogik und Didaktik der Informatik stellen wir in diesem Aufsatz dar, wo die Defizite klassischer Medienbildung in Bezug auf digitale bzw. interaktive Medien liegen und welche Inhalte der Informatik f{\"u}r Studierende aller Lehr{\"a}mter - im allgemeinbildenden Sinne - aus dieser Perspektive relevant erscheinen.}, language = {de} } @inproceedings{FroitzheimBergnerSchroederetal.2015, author = {Froitzheim, Manuel and Bergner, Nadine and Schroeder, Ulrik and Hurtienne, Dominik and Spannagel, Christian and Roderus, Simon and Wienkop, Uwe and Leonhardt, Thiemo and Kwiecien, Alexandra and Schmetz, Arno and Bellgardt, Martin and Naumann, Uwe and Weßels, Doris and Metzger, Christiane and L{\"a}ngrich, Matthias and Schulze, J{\"o}rg and Jakoblew, Marcel and Keil, Reinhard and Winkelnkemper, Felix and Engbring, Dieter and Klar, Tilman-Mathies and Kujath, Bertold and Sch{\"u}tze, Christopher and Fietkau, Julian and Kindsm{\"u}ller, Martin Christof and G{\"o}ttel, Timo and Bergner, Nadine and Taraschewski, Christian and Vosseberg, Karin and Czernik, Sofie and Erb, Ulrike and Vielhaber, Michael and Schlierkamp, Kathrin and Thurner, Veronika and Br{\"o}ker, Kathrin}, title = {HDI 2014 - Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, editor = {Forbrig, Peter and Magenheim, Johannes}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-313-8}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-74920}, pages = {186}, year = {2015}, abstract = {Die Tagung HDI 2014 in Freiburg zur Hochschuldidaktik der Informatik HDI wurde erneut vom Fachbereich Informatik und Ausbildung / Didaktik der Informatik (IAD) in der Gesellschaft f{\"u}r Informatik e. V. (GI) organisiert. Sie dient den Lehrenden der Informatik in Studieng{\"a}ngen an Hochschulen als Forum der Information und des Austauschs {\"u}ber neue didaktische Ans{\"a}tze und bildungspolitische Themen im Bereich der Hochschulausbildung aus der fachlichen Perspektive der Informatik. Die HDI 2014 ist nun bereits die sechste Ausgabe der HDI. F{\"u}r sie wurde das spezielle Motto „Gestalten und Meistern von {\"U}berg{\"a}ngen" gew{\"a}hlt. Damit soll ein besonderes Augenmerk auf die {\"U}berg{\"a}nge von Schule zum Studium, vom Bachelor zum Master, vom Studium zur Promotion oder vom Studium zur Arbeitswelt gelegt werden.}, language = {de} } @misc{Kuntzsch2015, type = {Master Thesis}, author = {Kuntzsch, Christian}, title = {Konzeption und Implementierung eines multimodalen Campusroutenplaners am Beispiel der Universit{\"a}t Potsdam}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-77467}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {XIV, 86}, year = {2015}, abstract = {Die regelm{\"a}ßige Navigation durch den Raum geh{\"o}rt f{\"u}r Studenten der Universit{\"a}t Potsdam zum Alltag. Man m{\"o}chte, unabh{\"a}ngig vom Fortbewegungsmittel, schnell und sicher von zu Hause zum H{\"o}rsaal oder Seminargeb{\"a}ude. Eine umfassende Navigationshilfe, die alle Transportmodi verbindet, wird daf{\"u}r verlangt. Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, ein Konzept f{\"u}r einen multimodalen Routenplaner zu entwickeln, der es Studenten und G{\"a}sten der Universit{\"a}t Potsdam erm{\"o}glicht, sich zwischen den dezentral gelegenen Campusstandorten zu bewegen - egal ob mit Bus und Bahn, dem Auto, Fahrrad oder zu Fuß. Die Implementierung erfolgt ausschließlich auf Grundlage freier Daten und freier, quelloffener Software (FOSS), die f{\"u}r diesen Zweck aufbereitet werden. Ergebnis ist eine webbasierte Applikation, die {\"u}ber eine Entwicklerschnittstelle (API) in andere Projekte eingebunden werden kann.}, language = {de} } @article{KujathSchuetze2015, author = {Kujath, Bertold and Sch{\"u}tze, Christopher}, title = {Evaluation der Lernwirksamkeit eines Lehrvideos zum informatischen Probleml{\"o}sen}, series = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, volume = {2015}, journal = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, number = {9}, editor = {Schubert, Sigrid and Schwill, Andreas}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-84705}, pages = {143 -- 152}, year = {2015}, abstract = {Der folgende Artikel beschreibt die Evaluation eines Lehrvideos zum informatischen Probleml{\"o}sen, welches auf der Grundlage einer Vergleichsstudie mit starken und schwachen Probleml{\"o}sern entwickelt wurde. Beispielhaft wird in dem Film ein F{\"a}rbeproblem durch einen fiktiven Hochleister unter lautem Denken gel{\"o}st, die einzelnen Arbeitsschritte werden abschnittsweise kommentiert und erkl{\"a}rt. Ob dieses Lernkonzept von Studenten akzeptiert wird und sich durch Anschauen des Videos tats{\"a}chlich ein Lerneffekt einstellt, wurde durch eine Befragung und eine erste Vergleichsstudie untersucht.}, language = {de} } @article{FietkauKindsmuellerGoettel2015, author = {Fietkau, Julian and Kindsm{\"u}ller, Martin Christof and G{\"o}ttel, Timo}, title = {Rapid Prototyping von Interaktionskonzepten in der universit{\"a}ren MCI-Lehre}, series = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, volume = {2015}, journal = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, number = {9}, editor = {Schubert, Sigrid and Schwill, Andreas}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-84718}, pages = {153 -- 160}, year = {2015}, abstract = {In der Lehre zur MCI (Mensch-Computer-Interaktion) stellt sich immer wieder die Herausforderung, praktische {\"U}bungen mit spannenden Ergebnissen durchzuf{\"u}hren, die sich dennoch nicht in technischen Details verlieren sondern MCI-fokussiert bleiben. Im Lehrmodul „Interaktionsdesign" an der Universit{\"a}t Hamburg werden von Studierenden innerhalb von drei Wochen prototypische Interaktionskonzepte f{\"u}r das Spiel Neverball entworfen und praktisch umgesetzt. Anders als in den meisten Grundlagenkursen zur MCI werden hier nicht Mock-Ups, sondern lauff{\"a}hige Software entwickelt. Um dies innerhalb der Projektzeit zu erm{\"o}glichen, wurde Neverball um eine TCP-basierte Schnittstelle erweitert. So entf{\"a}llt die aufw{\"a}ndige Einarbeitung in den Quellcode des Spiels und die Studierenden k{\"o}nnen sich auf ihre Interaktionsprototypen konzentrieren. Wir beschreiben die Erfahrungen aus der mehrmaligen Durchf{\"u}hrung des Projektes und erl{\"a}utern unser Vorgehen bei der Umsetzung. Die Ergebnisse sollen Lehrende im Bereich MCI unterst{\"u}tzen, {\"a}hnliche praxisorientierte {\"U}bungen mit Ergebnissen „zum Anfassen" zu gestalten.}, language = {de} } @article{BergnerTaraschewskiSchroeder2015, author = {Bergner, Nadine and Taraschewski, Christian and Schroeder, Ulrik}, title = {Beispiel eines Sch{\"u}lerwettbewerbs zum Thema Projektmanagement und App-Programmierung}, series = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, volume = {2015}, journal = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, number = {9}, editor = {Schubert, Sigrid and Schwill, Andreas}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-84726}, pages = {161 -- 168}, year = {2015}, abstract = {Es wird ein Informatik-Wettbewerb f{\"u}r Sch{\"u}lerinnen und Sch{\"u}ler der Sekundarstufe II beschrieben, der {\"u}ber mehrere Wochen m{\"o}glichst realit{\"a}tsnah die Arbeitswelt eines Informatikers vorstellt. Im Wettbewerb erarbeiten die Sch{\"u}lerteams eine Android-App und organisieren ihre Entwicklung durch Projektmanagementmethoden, die sich an professionellen, agilen Prozessen orientieren. Im Beitrag werden der theoretische Hintergrund zu Wettbewerben, die organisatorischen und didaktischen Entscheidung, eine erste Evaluation sowie Reflexion und Ausblick dargestellt.}, language = {de} } @article{LewinMcNicol2015, author = {Lewin, Cathy and McNicol, Sarah}, title = {Supporting the Development of 21st Century Skills through ICT}, series = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, journal = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, number = {7}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82672}, pages = {181 -- 198}, year = {2015}, abstract = {The growing impact of globalisation and the development of a 'knowledge society' have led many to argue that 21st century skills are essential for life in twenty-first century society and that ICT is central to their development. This paper describes how 21st century skills, in particular digital literacy, critical thinking, creativity, communication and collaboration skills, have been conceptualised and embedded in the resources developed for teachers in iTEC, a four-year, European project. The effectiveness of this approach is considered in light of the data collected through the evaluation of the pilots, which considers both the potential benefits of using technology to support the development of 21st century skills, but also the challenges of doing so. Finally, the paper discusses the learning support systems required in order to transform pedagogies and embed 21st century skills. It is argued that support is required in standards and assessment; curriculum and instruction; professional development; and learning environments.}, language = {en} } @article{MagenheimNellesNeugebaueretal.2015, author = {Magenheim, Johannes and Nelles, Wolfgang and Neugebauer, Jonas and Ohrndorf, Laura and Schaper, Niclas and Schubert, Sigrid}, title = {Expert Rating of Competence Levels in Upper Secondary Computer Science Education}, series = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, journal = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, number = {7}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82683}, pages = {199 -- 216}, year = {2015}, abstract = {In the project MoKoM, which is funded by the German Research Foundation (DFG) from 2008 to 2012, a test instrument measuring students' competences in computer science was developed. This paper presents the results of an expert rating of the levels of students' competences done for the items of the instrument. At first we will describe the difficulty-relevant features that were used for the evaluation. These were deduced from computer science, psychological and didactical findings and resources. Potentials and desiderata of this research method are discussed further on. Finally we will present our conclusions on the results and give an outlook on further steps.}, language = {en} } @article{OpelKramerTrommenetal.2015, author = {Opel, Simone and Kramer, Matthias and Trommen, Michael and Pottb{\"a}cker, Florian and Ilaghef, Youssef}, title = {BugHunt}, series = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, journal = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, number = {7}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82693}, pages = {217 -- 233}, year = {2015}, abstract = {Competencies related to operating systems and computer security are usually taught systematically. In this paper we present a different approach, in which students have to remove virus-like behaviour on their respective computers, which has been induced by software developed for this purpose. They have to develop appropriate problem-solving strategies and thereby explore essential elements of the operating system. The approach was implemented exemplarily in two computer science courses at a regional general upper secondary school and showed great motivation and interest in the participating students.}, language = {en} } @article{PassigTzurielKedmi2015, author = {Passig, David and Tzuriel, David and Kedmi, Ganit Eshel}, title = {Improving children's Cognitive Modifiability through Mediated Learning and Dynamic Assessment within 3D Immersive Virtual Reality Environment}, series = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, journal = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, number = {7}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82705}, pages = {235 -- 252}, year = {2015}, abstract = {The objectives of this study were to examine (a) the effect of dynamic assessment (DA) in a 3D Immersive Virtual Reality (IVR) environment as compared with computerized 2D and noncomputerized (NC) situations on cognitive modifiability, and (b) the transfer effects of these conditions on more difficult problem solving administered two weeks later in a non-computerized environment. A sample of 117 children aged 6:6-9:0 years were randomly assigned into three experimental groups of DA conditions: 3D, 2D, and NC, and one control group (C). All groups received the pre- and post-teaching Analogies subtest of the Cognitive Modifiability Battery (CMB-AN). The experimental groups received a teaching phase in conditions similar to the pre-and post-teaching phases. The findings showed that cognitive modifiability, in a 3D IVR, was distinctively higher than in the two other experimental groups (2D computer group and NC group). It was also found that the 3D group showed significantly higher performance in transfer problems than the 2D and NC groups.}, language = {en} } @article{Saito2015, author = {Saito, Toshinori}, title = {The Key Competencies in Informatics and ICT viewed from Nussbaum's Ten Central Capabilities}, series = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, journal = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, number = {7}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82718}, pages = {253 -- 266}, year = {2015}, abstract = {This article shows a discussion about the key competencies in informatics and ICT viewed from a philosophical foundation presented by Martha Nussbaum, which is known as 'ten central capabilities'. Firstly, the outline of 'The Capability Approach', which has been presented by Amartya Sen and Nussbaum as a theoretical framework of assessing the state of social welfare, will be explained. Secondly, the body of Nussbaum's ten central capabilities and the reason for being applied as the basis of discussion will be shown. Thirdly, the relationship between the concept of 'capability' and 'competency' is to be discussed. After that, the author's assumption of the key competencies in informatics and ICT led from the examination of Nussbaum's ten capabilities will be presented.}, language = {en} } @article{Webb2015, author = {Webb, Mary}, title = {Considerations for the Design of Computing Curricula}, series = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, journal = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, number = {7}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82723}, pages = {267 -- 283}, year = {2015}, abstract = {This paper originated from discussions about the need for important changes in the curriculum for Computing including two focus group meetings at IFIP conferences over the last two years. The paper examines how recent developments in curriculum, together with insights from curriculum thinking in other subject areas, especially mathematics and science, can inform curriculum design for Computing. The analysis presented in the paper provides insights into the complexity of curriculum design as well as identifying important constraints and considerations for the ongoing development of a vision and framework for a Computing curriculum.}, language = {en} }