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Reinvigorating the discourse on Human-Centered artificial intelligence in educational technologies
(2021)
The increasing relevance of artificial intelligence (AI) applications in various domains has led to high expectations of benefits, ranging from precision, efficiency, and optimization to the completion of routine or time-consuming tasks. Particularly in the field of education, AI applications promise immense innovation potential. A central focus in this field is on analyzing and evaluating learner characteristics to derive learning profiles and create individualized learning environments. The development and implementation of such AI-driven approaches are related to learners' data, and thus involves several privacies, ethics, and morality challenges. In this paper, we introduce the concept of human-centered AI, and consider how an AI system can be developed in line with human values without posing risks to humanity. Because the education market is in the early stages of incorporating AI into educational tools, we believe that this is the right time to raise awareness about the use of principles that foster human-centered values and help in building responsible, ethical, and value-oriented AI.
Intrinsic motivation is widely considered essential to creativity because it facilitates more divergent thinking during problem solving. However, we argue that intrinsic motivation has been theorized too heavily as a unitary construct, overlooking various internal factors of a task that can shape the baseline level of intrinsic motivation people have for working on the task. Drawing on theories of cognitive styles, we develop a new scale that measures individual preferences for three different creative thinking styles that we call divergent thinking, bricoleurgent thinking, and emergent thinking. Through a multi-study approach consisting of exploratory factor analysis, confirmatory factor analysis, and convergent validity, we provide psychometric evidence showing that people can have distinct preferences for each cognitive process when generating ideas. Furthermore, when validating this scale through an experiment, we find that each style becomes more dominant in predicting overall enjoyment, engagement, and creativity based on different underlying structures of a task. Therefore, this paper makes both theoretical and empirical contributions to literature by unpacking intrinsic motivation, showing how the alignment between different creative thinking styles and task can be essential to predicting intrinsic motivation, thus reversing the direction of causality between the motivational and cognitive components of creativity typically assumed in literature.
Selbstbestimmtes Lernen mit Onlinekursen findet zunehmend mehr Akzeptanz in unserer Gesellschaft. Lernende können mithilfe von Onlinekursen selbst festlegen, was sie wann lernen und Kurse können durch vielfältige Adaptionen an den Lernfortschritt der Nutzer angepasst und individualisiert werden. Auf der einen Seite ist eine große Zielgruppe für diese Lernangebote vorhanden. Auf der anderen Seite sind die Erstellung von Onlinekursen, ihre Bereitstellung, Wartung und Betreuung kostenintensiv, wodurch hochwertige Angebote häufig kostenpflichtig angeboten werden müssen, um als Anbieter zumindest kostenneutral agieren zu können. In diesem Beitrag erörtern und diskutieren wir ein offenes, nachhaltiges datengetriebenes zweiseitiges Geschäftsmodell zur Verwertung geprüfter Onlinekurse und deren kostenfreie Bereitstellung für jeden Lernenden. Kern des Geschäftsmodells ist die Nutzung der dabei entstehenden Verhaltensdaten, die daraus mögliche Ableitung von Persönlichkeitsmerkmalen und Interessen und deren Nutzung im kommerziellen Kontext. Dies ist eine bei der Websuche bereits weitläufig akzeptierte Methode, welche nun auf den Lernkontext übertragen wird. Welche Möglichkeiten, Herausforderungen, aber auch Barrieren überwunden werden müssen, damit das Geschäftsmodell nachhaltig und ethisch vertretbar funktioniert, werden zwei unabhängige, jedoch synergetisch verbundene Geschäftsmodelle vorgestellt und diskutiert. Zusätzlich wurde die Akzeptanz und Erwartung der Zielgruppe für das vorgestellte Geschäftsmodell untersucht, um notwendige Kernressourcen für die Praxis abzuleiten. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass das Geschäftsmodell von den Nutzer*innen grundlegend akzeptiert wird. 10 % der Befragten würden es bevorzugen, mit virtuellen Assistenten – anstelle mit Tutor*innen zu lernen. Zudem ist der Großteil der Nutzer*innen sich nicht darüber bewusst, dass Persönlichkeitsmerkmale anhand des Nutzerverhaltens abgeleitet werden können.
Der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) wird zunehmend relevant – sowohl in Berufen mit formalisierbaren Aufgaben als auch in Berufsfeldern, für deren Aufgaben Erfahrungswissen notwendig ist und situationsabhängig Entscheidungen getroffen werden, die mit folgenschweren Konsequenzen verbunden sein können. Um das Potenzial der Zusammenarbeit zwischen Mensch und KI auszuschöpfen, muss sich der Mensch entsprechend wappnen. Somit verändern sich die Kompetenzanforderungen an Mitarbeiter:innen auf allen Ebenen und an ihre Führungskräfte. Relevante Konzepte des lebenslangen Lernens und der betrieblichen Weiterbildung gewinnen durch den Einfluss der Technologie auch unter teilweise veränderten Lernbedingungen vermehrt an Bedeutung. Neben neuen technischen und Fachkompetenzen, sind für die Nutzung von und die Zusammenarbeit mit der neuen Technologie weitere Kompetenzen notwendig, um z. B. einschätzen zu können, wann die Arbeit der Maschine ethisch vertretbar, effektiv, verantwortungsvoll, fair, transparent und nachvollziehbar ist. Auch neue Tätigkeitsprofile entstehen und die beruflichen Rollen verändern sich entsprechend. Neben den Anforderungen, die die KI an Bildung und Kompetenzentwicklung stellt, wird sie weiterhin zunehmend zur Gestaltung von Lernumgebungen und für den Kompetenzaufbau im Beruf eingesetzt. Sie ist somit nicht nur der Auslöser von Veränderungen, sondern auch das Instrument, welches genutzt wird, um die Lehre zu unterstützen und individueller, abwechslungsreicher sowie zeit- und ortunabhängiger zu gestalten. Im Beitrag werden Chancen und Herausforderungen durch den Einsatz von KI für zwei Dimensionen diskutiert: die Transformationsprozesse in der Berufswelt und die Gestaltung von Lernprozessen.
Assistenzsysteme finden im Kontext der digitalen Transformation immer mehr Einsatz. Sie können Beschäftigte in industriellen Produktionsprozessen sowohl in der Anlern- als auch in der aktiven Arbeitsphase unterstützen. Kompetenzen können so arbeitsplatz- und prozessnah sowie bedarfsorientiert aufgebaut werden. In diesem Beitrag wird der aktuelle Forschungsstand zu den Einsatzmöglichkeiten dieser Assistenzsysteme diskutiert und mit Beispielen illustriert. Es werden unter anderem auch Herausforderungen für den Einsatz aufgezeigt. Am Ende des Beitrags werden Potenziale für die zukünftige Nutzung von AS in industriellen Lernprozessen und für die Forschung identifiziert.
Recent research suggests that design thinking practices may foster the development of needed capabilities in new digitalised landscapes. However, existing publications represent individual contributions, and we lack a holistic understanding of the value of design thinking in a digital world. No review, to date, has offered a holistic retrospection of this research. In response, in this bibliometric review, we aim to shed light on the intellectual structure of multidisciplinary design thinking literature related to capabilities relevant to the digital world in higher education and business settings, highlight current trends and suggest further studies to advance theoretical and empirical underpinnings. Our study addresses this aim using bibliometric methods—bibliographic coupling and co-word analysis as they are particularly suitable for identifying current trends and future research priorities at the forefront of the research. Overall, bibliometric analyses of the publications dealing with the related topics published in the last 10 years (extracted from the Web of Science database) expose six trends and two possible future research developments highlighting the expanding scope of the design thinking scientific field related to capabilities required for the (more sustainable and human-centric) digital world. Relatedly, design thinking becomes a relevant approach to be included in higher education curricula and human resources training to prepare students and workers for the changing work demands. This paper is well-suited for education and business practitioners seeking to embed design thinking capabilities in their curricula and for design thinking and other scholars wanting to understand the field and possible directions for future research.
Recent research suggests that design thinking practices may foster the development of needed capabilities in new digitalised landscapes. However, existing publications represent individual contributions, and we lack a holistic understanding of the value of design thinking in a digital world. No review, to date, has offered a holistic retrospection of this research. In response, in this bibliometric review, we aim to shed light on the intellectual structure of multidisciplinary design thinking literature related to capabilities relevant to the digital world in higher education and business settings, highlight current trends and suggest further studies to advance theoretical and empirical underpinnings. Our study addresses this aim using bibliometric methods—bibliographic coupling and co-word analysis as they are particularly suitable for identifying current trends and future research priorities at the forefront of the research. Overall, bibliometric analyses of the publications dealing with the related topics published in the last 10 years (extracted from the Web of Science database) expose six trends and two possible future research developments highlighting the expanding scope of the design thinking scientific field related to capabilities required for the (more sustainable and human-centric) digital world. Relatedly, design thinking becomes a relevant approach to be included in higher education curricula and human resources training to prepare students and workers for the changing work demands. This paper is well-suited for education and business practitioners seeking to embed design thinking capabilities in their curricula and for design thinking and other scholars wanting to understand the field and possible directions for future research.
Die Bedeutung der Ressource Wissen für die Unternehmensentwicklung ist heutzutage unumstritten. Um wettbewerbsfähig bleiben zu können, müssen Unternehmen die Erzeugung, Teilung und systematische Nutzung von Wissen fördern. Dabei stehen sowohl die individuelle Wissensbasis (und damit jeder Mitarbeiter) als auch die kollektive Wissensbasis (und damit das ganze Unternehmen) im Vordergrund. Der Faktor Kultur gewinnt in diesem Zusammenhang zunehmend an Bedeutung: Er beeinflusst alle drei Ebenen des Wissensmanagements - Mensch, Organisation und Technologie. Neben den Besonderheiten der Organisationskultur und der Kultur unterschiedlicher Mitarbeitergruppen sind in international agierenden Unternehmen auch die spezifischen Merkmale der jeweiligen Landeskultur zu berücksichtigen. Gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik und Electronic Government der Universität Potsdam hat acatech im Mai 2008 einen Workshop mit Vertretern aus Wirtschaft, Politik und Wissenschaft zum Umgang mit Wissen im interkulturellen Vergleich veranstaltet. Vor diesem Hintergrund entstand der acatech diskutiert-Band "Umgang mit Wissen im interkulturellen Vergleich - Beiträge aus Forschung und Unternehmenspraxis". Darin enthalten sind Beiträge, die u. a. danach fragen, welche wechselseitigen Beziehungen zwischen Technik und Kultur bestehen, inwieweit Experten- und Wissensnetzwerke als interkulturelles Instrument zum Umgang mit Wissen geeignet sind, wie Unternehmen ihre Mitarbeiter auf Auslandseinsätze und die Begegnung mit fremden Kulturen vorbereiten können und welche Rolle Kommunikation als Methode des Wissenstransfers spielt.
Lernen mit Assistenzsystemen
(2020)
Der Beitrag beschreibt die Konzeption und Durchführung und bietet einen Einblick in die ersten Ergebnisse einer Untersuchung mit experimentellem Design in einer simulierten Prozessumgebung im Forschungs- und Anwendungszentrum Industrie 4.0 in Potsdam. Im Mittelpunkt stehen Anlernprozesse im Bereich der Einfacharbeit (Helfertätigkeiten) und ihre Gestaltung durch den Einsatz digitaler Assistenzsysteme. In der Arbeitsforschung finden sich Hinweise darauf, dass mit dem Einsatz dieser Systeme Prozesswissen verloren geht, im Sinne einer guten Kenntnis des gesamten Arbeitsprozesses, in den die einzelnen Tätigkeiten eingebettet sind. Das kann sich als Problem erweisen, vor allem wenn unvorhersehbare Situationen oder Fehler eintreten. Um die Rolle von Prozesswissen beim Einsatz von digitalen Assistenzsystemen zu untersuchen, wird im Experiment eine echte Fabriksituation simuliert. Die Probanden werden über ein Assistenzsystem Schritt für Schritt in ihre Aufgabentätigkeit angelernt, einem Teil der Probanden wird allerdings am Anfang zusätzlich Prozesswissen im Rahmen einer kurzen Schulung vermittelt.
New technological applications such as Augmented Reality or Massive Open Online Courses (MOOCs) lead to alternative ways of learning. In order to be able to use this to its potential, the promotion of digital competencies “Digital Competence is the set of knowledge, skills, attitudes, abilities, strategies, and awareness that are required when using ICT and digital media to perform tasks; solve problems; communicate; manage information; collaborate; create and share content; and build knowledge effectively, efficiently, appropriately, critically, creatively, autonomously, flexibly, ethically, reflectively for work, le sure, participation, learning, and socialising.” (Ferrari, 2012). and a corresponding amount of practical "learning-by-doing" effects is required (cf. Ecker/Campbell 2019, p. 154). For this purpose, spaces and framework conditions must be created for application-based learning, which is also increasingly required by the employment market. In this context, we take a closer look at a new emerging subculture in university infrastructure called Maker Movement (MM). Our research work aims at investigating the pedagogical potential of particularly university-integrated makerspaces (MS) to enhance experiential learning with digital tools. To decode the innovative potential, we collected qualitative data from nine in-depth, semi-structured interviews with lab managers and researchers at European MS in six different countries.
With the latest technological developments and associated new possibilities in teaching, the personalisation of learning is gaining more and more importance. It assumes that individual learning experiences and results could generally be improved when personal learning preferences are considered. To do justice to the complexity of the personalisation possibilities of teaching and learning processes, we illustrate the components of learning and teaching in the digital environment and their interdependencies in an initial model. Furthermore, in a pre-study, we investigate the relationships between the learner's ability to (digital) self-organise, the learner’s prior- knowledge learning in different variants of mode and learning outcomes as one part of this model. With this pre-study, we are taking the first step towards a holistic model of teaching and learning in digital environments.
The management of knowledge in organizations considers both established long-term
processes and cooperation in agile project teams. Since knowledge can be both tacit and explicit, its transfer from the individual to the organizational knowledge base poses a challenge in organizations. This challenge increases when the fluctuation of knowledge carriers is exceptionally high. Especially in large projects in which external consultants are involved, there is a risk that critical, company-relevant knowledge generated in the project will leave the company with the external knowledge carrier and thus be lost. In this paper, we show the advantages of an early warning system for knowledge management to avoid this loss. In particular, the potential of visual analytics in the context of knowledge management systems is presented and discussed. We present a project for the development of a business-critical software system and discuss the first implementations and results.
This paper presents an exploratory study investigating the influence of the factors (1) intermediary participation, (2) decision-making authority, (3) position in the enterprise, and (4) experience in open innovation on the perception and assessment of the benefits and risks expected from participating in open innovation projects. For this purpose, an online survey was conducted in Germany, Austria and Switzerland. The result of this paper is an empirical evidence showing whether and how these factors affect the perception of potential benefits and risks expected within the context of open innovation project participation. Furthermore, the identified effects are discussed against the theory. Existing theory regarding the benefits and risks of open innovation is expanded by (1) finding that they are perceived mostly independently of the factors, (2) confirming the practical relevance of benefits and risks, and (3) enabling a finer distinction between their degrees of relevance according to respective contextual specifics.
This study is dedicated to the interdependencies between digital sovereignty and sustainable digitalization, which need to be explicitly linked to an increasing degree in political discourse, academia, and societal debates. Digital skills are the prerequisites for shaping digitalization in the interest of society and sustainable development.