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Detection of the QRS complex is a long-standing topic in the context of electrocardiography and many algorithms build upon the knowledge of the QRS positions. Although the first solutions to this problem were proposed in the 1970s and 1980s, there is still potential for improvements. Advancements in neural network technology made in recent years also lead to the emergence of enhanced QRS detectors based on artificial neural networks. In this work, we propose a method for assessing the certainty that is in each of the detected QRS complexes, i.e. how confident the QRS detector is that there is, in fact, a QRS complex in the position where it was detected. We further show how this metric can be utilised to distinguish correctly detected QRS complexes from false detections.
Spiele und spieltypische Elemente wie das Sammeln von Treuepunkten sind aus dem Alltag kaum wegzudenken. Zudem werden sie zunehmend in Unternehmen oder in Lernumgebungen eingesetzt. Allerdings ist die Methode Gamification bisher für den pädagogischen Kontext wenig klassifiziert und für Lehrende kaum zugänglich gemacht worden.
Daher zielt diese Bachelorarbeit darauf ab, eine systematische Strukturierung und Aufarbeitung von Gamification sowie innovative Ansätze für die Verwendung spieltypischer Elemente im Unterricht, konkret dem Mathematikunterricht, zu präsentieren. Dies kann eine Grundlage für andere Fachgebiete, aber auch andere Lehrformen bieten und so die Umsetzbarkeit von Gamification in eigenen Lehrveranstaltungen aufzeigen.
In der Arbeit wird begründet, weshalb und mithilfe welcher Elemente Gamification die Motivation und Leistungsbereitschaft der Lernenden langfristig erhöhen, die Sozial- und Personalkompetenzen fördern sowie die Lernenden zu mehr Aktivität anregen kann. Zudem wird Gamification explizit mit grundlegenden mathematikdidaktischen Prinzipien in Verbindung gesetzt und somit die Relevanz für den Mathematikunterricht hervorgehoben.
Anschließend werden die einzelnen Elemente von Gamification wie Punkte, Level, Abzeichen, Charaktere und Rahmengeschichte entlang einer eigens für den pädagogischen Kontext entwickelten Klassifikation „FUN“ (Feedback – User specific elements – Neutral elements) schematisch beschrieben, ihre Funktionen und Wirkung dargestellt sowie Einsatzmöglichkeiten im Unterricht aufgezeigt. Dies beinhaltet Ideen zu lernförderlichem Feedback, Differenzierungsmöglichkeiten und Unterrichtsrahmengestaltung, die in Lehrveranstaltungen aller Art umsetzbar sein können. Die Bachelorarbeit umfasst zudem ein spezifisches Beispiel, einen Unterrichtsentwurf einer gamifizierten Mathematikstunde inklusive des zugehörigen Arbeitsmaterials, anhand dessen die Verwendung von Gamification deutlich wird.
Gamification offeriert oftmals Vorteile gegenüber dem traditionellen Unterricht, muss jedoch wie jede Methode an den Inhalt und die Zielgruppe angepasst werden. Weiterführende Forschung könnte sich mit konkreten motivationalen Strukturen, personenspezifischen Unterschieden sowie mit mathematischen Inhalten wie dem Problemlösen oder dem Wechsel zwischen verschiedenen Darstellungen hinsichtlich gamifizierter Lehrformen beschäftigen.
Language skills and mathematical competencies are argued to influence each other during development. While a relation between the development of vocabulary size and mathematical skills is already documented in the literature, this study further examines how children's ability to map a novel word to an unknown object as well as their ability to retain this word from memory may be related to their knowledge of number words. Twenty-five children were tested longitudinally (at 30 and at 36 months of age) using an eye-tracking-based fast mapping task, the Give-a Number task, and standardized measures of vocabulary. The results reveal that children's ability to create and retain a mental representation of a novel word was related to number knowledge at 30 months, but not at 36 months while vocabulary size correlated with number knowledge only at 36 months. These results show that even specific mapping processes are initially related to the acquisition of number words and they speak for a parallelism between the development of lexical and number-concept knowledge despite their semantic and syntactic differences.
As AI technology is increasingly used in production systems, different approaches have emerged from highly decentralized small-scale AI at the edge level to centralized, cloud-based services used for higher-order optimizations. Each direction has disadvantages ranging from the lack of computational power at the edge level to the reliance on stable network connections with the centralized approach. Thus, a hybrid approach with centralized and decentralized components that possess specific abilities and interact is preferred. However, the distribution of AI capabilities leads to problems in self-adapting learning systems, as knowledgebases can diverge when no central coordination is present. Edge components will specialize in distinctive patterns (overlearn), which hampers their adaptability for different cases. Therefore, this paper aims to present a concept for a distributed interchangeable knowledge base in CPPS. The approach is based on various AI components and concepts for each participating node. A service-oriented infrastructure allows a decentralized, loosely coupled architecture of the CPPS. By exchanging knowledge bases between nodes, the overall system should become more adaptive, as each node can “forget” their present specialization.