Nye projekter skal styrke ingeniørstuderendes matematik og ansvarlige brug af AI

En matematikopgave kan være svær at komme videre med, hvis de grundlæggende færdigheder halter. Og når studerende bruger AI som del af programmeringsarbejdet, skal de ikke blot kunne få AI til at generere kode, men også kunne styre processen, vurdere resultatet og tage ansvar for den færdige løsning.

To nye projekter på Det Tekniske Fakultet ved Syddansk Universitet skal undersøge, hvordan undervisningen kan styrke de studerendes forståelse og selvstændige færdigheder med digitale værktøjer.

Projekterne har tilsammen modtaget omkring 7,5 millioner kroner fra Novo Nordisk Fondens PREPARE-program. Heraf går omkring fem millioner kroner til SDU, mens resten går til IT-Universitetet, som er partner i projektet om ansvarlig brug af AI.

Matematikopgaver, der følger den studerendes niveau

Hvert år følger omkring 600 nye ingeniørstuderende de to førstesemesterkurser i matematik, som er udgangspunktet for det ene projekt. De studerende kommer med forskellige faglige forudsætninger, og i store hold kan det være vanskeligt at give alle individuel hjælp.

Derfor skal projektgruppen udvikle et interaktivt læringsredskab, hvor opgaverne løbende tilpasses den enkelte studerendes niveau. Når opgaverne løses korrekt, bliver de sværere. Når den studerende svarer forkert, tilbyder værktøjet mere grundlæggende opgaver og vejledning.

– Den enkelte studerende bliver med andre ord taget i hånden, hvor han eller hun måtte være gået i stå. Målet er at styrke de studerendes matematiske forståelse og færdigheder gennem målrettet og individuel læring, siger lektor Ellen Raben Pedersen, der leder projektet sammen med lektor Henrik Skov Midtiby; begge er fra Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet.

Opgaverne skal følge undervisningens emner og hjælpe de studerende med at opbygge det grundlag, de har brug for, når de løser problemer sammen med deres medstuderende.

Værktøjet afprøves først i et mindre pilotforløb og implementeres derefter i de store førsteårskurser. Projektgruppen skal undersøge effekten ved at kombinere data om de studerendes brug af værktøjet med deres læringsudbytte, blandt andet eksamensresultater. Projektet har modtaget 2,5 millioner kroner og løber i tre år fra 1. oktober 2026.

De studerende skal bevare kontrollen, når de programmerer med AI

Det andet projekt tager fat på et spørgsmål, som bliver stadig mere relevant i softwareuddannelserne. Hvordan sikrer man, at studerende udvikler deres egne ingeniørfærdigheder, når AI kan skrive kode på få sekunder?

Lektor Adam Alami fra SDU Center for Industrial Software ved Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet leder projektet sammen med professor Claus Brabrand fra IT-Universitetet.

Et eksempel på en øvelse er at lade studerende bruge AI til at skrive en funktion, der overfører penge mellem to bankkonti. Først skal de selv fastlægge kravene. En overførsel skal afvises, hvis der mangler penge på kontoen, og en fejl undervejs må ikke efterlade kontiene med forkerte saldi.

Derefter skal de arbejde videre med den AI-genererede kode, udvikle test, vurdere AI's forslag og løbende sikre, at løsningen opfylder kravene. Det kan eksempelvis være en test, der simulerer, at overførslen fejler halvvejs.

De studerende skal også forklare, hvilke forslag fra AI de har accepteret, ændret eller afvist, og hvad der begrunder deres beslutninger.

– De studerende skal forklare, hvordan den genererede kode fungerer, identificere fejl og begrunde deres rettelser med test, siger Adam Alami.

Projektet skal udvikle og afprøve undervisnings- og eksamensformer, der gør de studerendes faglige overvejelser synlige. Ud over at vurdere den færdige software skal underviserne kunne undersøge, om de studerende forstår løsningen og selv kan arbejde videre med den.

Det kan ske ved, at de studerende med AI-værktøjerne slået fra skal forklare udvalgte dele af deres kode eller ændre programmet, så det opfylder et nyt krav.

Målet er at give universiteterne et forskningsbaseret grundlag for at integrere AI i undervisningen og samtidig styrke de studerendes selvstændige tænkning, faglige dømmekraft og ansvar for det, de afleverer.

Projektet har modtaget omkring fem millioner kroner, fordelt ligeligt mellem SDU og IT-Universitetet. Medprojektleder Claus Brabrand har mange års erfaring med forskning i programmeringsundervisning og modtog den nationale undervisningspris i 2020.

Støtte til udvikling af undervisningen

Begge projekter er støttet gennem Novo Nordisk Fondens PREPARE-program, som støtter udvikling af undervisning og uddannelser inden for naturvidenskab, sundhedsvidenskab og tekniske videnskaber på universiteterne.

Projekterne skal udvikle nye undervisningsmetoder og undersøge, hvordan de påvirker de studerendes læring. Erfaringerne skal danne grundlag for metoder og værktøjer, som også kan bruges i andre uddannelsesforløb.