--- _id: '46331' abstract: - lang: eng text: Artificial neural networks in general and deep learning networks in particular established themselves as popular and powerful machine learning algorithms. While the often tremendous sizes of these networks are beneficial when solving complex tasks, the tremendous number of parameters also causes such networks to be vulnerable to malicious behavior such as adversarial perturbations. These perturbations can change a model's classification decision. Moreover, while single-step adversaries can easily be transferred from network to network, the transfer of more powerful multi-step adversaries has - usually - been rather difficult.In this work, we introduce a method for generating strong adversaries that can easily (and frequently) be transferred between different models. This method is then used to generate a large set of adversaries, based on which the effects of selected defense methods are experimentally assessed. At last, we introduce a novel, simple, yet effective approach to enhance the resilience of neural networks against adversaries and benchmark it against established defense methods. In contrast to the already existing methods, our proposed defense approach is much more efficient as it only requires a single additional forward-pass to achieve comparable performance results. author: - first_name: Moritz Vinzent full_name: Seiler, Moritz Vinzent last_name: Seiler - first_name: Heike full_name: Trautmann, Heike id: '100740' last_name: Trautmann orcid: 0000-0002-9788-8282 - first_name: Pascal full_name: Kerschke, Pascal last_name: Kerschke citation: ama: 'Seiler MV, Trautmann H, Kerschke P. Enhancing Resilience of Deep Learning Networks By Means of Transferable Adversaries. In: Proceedings of the International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN). ; 2020:1–8. doi:10.1109/IJCNN48605.2020.9207338' apa: Seiler, M. V., Trautmann, H., & Kerschke, P. (2020). Enhancing Resilience of Deep Learning Networks By Means of Transferable Adversaries. Proceedings of the International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN), 1–8. https://doi.org/10.1109/IJCNN48605.2020.9207338 bibtex: '@inproceedings{Seiler_Trautmann_Kerschke_2020, place={Glasgow, UK}, title={Enhancing Resilience of Deep Learning Networks By Means of Transferable Adversaries}, DOI={10.1109/IJCNN48605.2020.9207338}, booktitle={Proceedings of the International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN)}, author={Seiler, Moritz Vinzent and Trautmann, Heike and Kerschke, Pascal}, year={2020}, pages={1–8} }' chicago: Seiler, Moritz Vinzent, Heike Trautmann, and Pascal Kerschke. “Enhancing Resilience of Deep Learning Networks By Means of Transferable Adversaries.” In Proceedings of the International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN), 1–8. Glasgow, UK, 2020. https://doi.org/10.1109/IJCNN48605.2020.9207338. ieee: 'M. V. Seiler, H. Trautmann, and P. Kerschke, “Enhancing Resilience of Deep Learning Networks By Means of Transferable Adversaries,” in Proceedings of the International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN), 2020, pp. 1–8, doi: 10.1109/IJCNN48605.2020.9207338.' mla: Seiler, Moritz Vinzent, et al. “Enhancing Resilience of Deep Learning Networks By Means of Transferable Adversaries.” Proceedings of the International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN), 2020, pp. 1–8, doi:10.1109/IJCNN48605.2020.9207338. short: 'M.V. Seiler, H. Trautmann, P. 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Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. Jahrestagung in Wien 2019, edited by Sebastian Habig, 40:916–19, 2020. ieee: D. Ermel and J. Riese, “Entwicklung eines Fachpraktikums im Techniklehramt,” in Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. Jahrestagung in Wien 2019, 2020, vol. 40, pp. 916–919. mla: Ermel, Dorothee, and Josef Riese. “Entwicklung eines Fachpraktikums im Techniklehramt.” Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. Jahrestagung in Wien 2019, edited by Sebastian Habig, vol. 40, 2020, pp. 916–19. short: 'D. Ermel, J. Riese, in: S. Habig (Ed.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. 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GDCP-Jahrestagung, 2019 in Wien. ; 2020:916-919.' apa: Ermel, D. L., & Riese, J. (2020). Entwicklung eines Fachpraktikums im Techniklehramt. In S. Habig (Ed.), Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. GDCP-Jahrestagung, 2019 in Wien (pp. 916–919). bibtex: '@inproceedings{Ermel_Riese_2020, title={Entwicklung eines Fachpraktikums im Techniklehramt}, booktitle={Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. GDCP-Jahrestagung, 2019 in Wien}, author={Ermel, Dorothee Leonie and Riese, Josef}, editor={Habig, Sebastian}, year={2020}, pages={916–919} }' chicago: Ermel, Dorothee Leonie, and Josef Riese. “Entwicklung eines Fachpraktikums im Techniklehramt.” In Naturwissenschaftliche Kompetenzen in der Gesellschaft von morgen. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. 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Entwicklung eines Gitterfüllkörpers ENVIPAC 4 unterstützt durch prädiktive Modellierung. In: Web-Konferenz: 10. ProcessNet-Jahrestagung und 34. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen; 2020.' apa: 'Maćkowiak, J. F., Maćkowiak, J., Salten, A. H. J., & Kenig, E. (2020). Entwicklung eines Gitterfüllkörpers ENVIPAC 4 unterstützt durch prädiktive Modellierung. Presented at the 10. ProcessNet-Jahrestagung und 34. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, Web-Konferenz: 10. ProcessNet-Jahrestagung und 34. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen.' bibtex: '@inproceedings{Maćkowiak_Maćkowiak_Salten_Kenig_2020, place={Web-Konferenz}, title={Entwicklung eines Gitterfüllkörpers ENVIPAC 4 unterstützt durch prädiktive Modellierung}, publisher={10. ProcessNet-Jahrestagung und 34. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen}, author={Maćkowiak, J. F. and Maćkowiak, J. and Salten, Alexander Heinrich Johannes and Kenig, Eugeny}, year={2020} }' chicago: 'Maćkowiak, J. F., J. 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Entwicklung eines Prüfstands für die Bewertung von kompetenzbildenden Assistenzsystemen in Cyber-physischen Produktionssystemen. In: Frühjahrskongress 2020 - Digitaler Wandel, digitale Arbeit, digitaler Mensch?; 16. - 18. Mrz. 2020. Gesellschaft für Arbeitswissenschaft e. V., Dortmund; 2020:B.6.4.' apa: Gräßler, I., Roesmann, D., & Pottebaum, J. (2020). Entwicklung eines Prüfstands für die Bewertung von kompetenzbildenden Assistenzsystemen in Cyber-physischen Produktionssystemen. Frühjahrskongress 2020 - Digitaler Wandel, digitale Arbeit, digitaler Mensch?; 16. - 18. Mrz. 2020, B.6.4. bibtex: '@inproceedings{Gräßler_Roesmann_Pottebaum_2020, place={Berlin}, title={Entwicklung eines Prüfstands für die Bewertung von kompetenzbildenden Assistenzsystemen in Cyber-physischen Produktionssystemen}, booktitle={Frühjahrskongress 2020 - Digitaler Wandel, digitale Arbeit, digitaler Mensch?; 16. - 18. Mrz. 2020}, publisher={Gesellschaft für Arbeitswissenschaft e. 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Fügetechnisches Gemeinschaftskolloquium. bibtex: '@inproceedings{Moritzer_Krassmann_Brikmann_2020, title={Entwicklung eines Spritzgießsonderverfahrens zur Herstellung von Hybridbauteilen aus faserverstärkten Thermoplasten und Metallblechen}, booktitle={10. Fügetechnisches Gemeinschaftskolloquium}, author={Moritzer, Elmar and Krassmann, Dimitri and Brikmann, Johannes}, year={2020} }' chicago: Moritzer, Elmar, Dimitri Krassmann, and Johannes Brikmann. “Entwicklung Eines Spritzgießsonderverfahrens Zur Herstellung von Hybridbauteilen Aus Faserverstärkten Thermoplasten Und Metallblechen.” In 10. Fügetechnisches Gemeinschaftskolloquium, 2020. ieee: E. Moritzer, D. Krassmann, and J. Brikmann, “Entwicklung eines Spritzgießsonderverfahrens zur Herstellung von Hybridbauteilen aus faserverstärkten Thermoplasten und Metallblechen,” presented at the 10. 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Entwicklung modellbasierter Werkzeuge zur Vermeidung von Notfallsituationen bei der chemischen Absorption. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik, Adsorption und Extraktion, Berchtesgaden. bibtex: '@inproceedings{Bothe_Fedorov_Frei_Lutters_Kenig_2020, place={Berchtesgaden}, title={Entwicklung modellbasierter Werkzeuge zur Vermeidung von Notfallsituationen bei der chemischen Absorption}, publisher={Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik, Adsorption und Extraktion}, author={Bothe, Mike and Fedorov, Alexander and Frei, Herrmann and Lutters, Nicole and Kenig, Eugeny}, year={2020} }' chicago: 'Bothe, Mike, Alexander Fedorov, Herrmann Frei, Nicole Lutters, and Eugeny Kenig. “Entwicklung Modellbasierter Werkzeuge Zur Vermeidung von Notfallsituationen Bei Der Chemischen Absorption.” Berchtesgaden: Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik, Adsorption und Extraktion, 2020.' ieee: M. Bothe, A. Fedorov, H. Frei, N. 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Entwicklung und Evaluation des strategieorientierten Förderkonzepts „Wortschatzsammler" im Unterricht. In: Fritzsche T, Breitenstein S, Wunderlich H, Ferchland L, Krug R, eds. Nur Ein Wort? Diagnostik Und Therapie von Wortabrufstörungen Bei Kindern Und Erwachsenen. Vol 13. pectrum Patholinguistics. ; 2020:99-109.' apa: Ulrich, T., & Laßmann, I. (2020). Entwicklung und Evaluation des strategieorientierten Förderkonzepts „Wortschatzsammler" im Unterricht. In T. Fritzsche, S. Breitenstein, H. Wunderlich, L. Ferchland , & R. Krug (Eds.), Nur ein Wort? Diagnostik und Therapie von Wortabrufstörungen bei Kindern und Erwachsenen (Vol. 13, pp. 99–109). bibtex: '@inbook{Ulrich_Laßmann_2020, series={pectrum Patholinguistics}, title={Entwicklung und Evaluation des strategieorientierten Förderkonzepts „Wortschatzsammler" im Unterricht}, volume={13}, booktitle={Nur ein Wort? 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Entwicklung und psychometrische Evaluation eines Fragebogens zur Erfassung subjektiver Definitionen von Inklusion (FEDI). In M. Grosche, J. Decristan, K. Urton, N. C. Jansen, G. Bruns, & B. Ehl (Eds.), Sonderpädagogik und Bildungsforschung - Fremde Schwestern? (pp. 198–204). bibtex: '@inbook{Egener_Scheer_Laubenstein_Meizer_2020, place={Bad Heilbrunn}, title={Entwicklung und psychometrische Evaluation eines Fragebogens zur Erfassung subjektiver Definitionen von Inklusion (FEDI)}, booktitle={Sonderpädagogik und Bildungsforschung - Fremde Schwestern?}, author={Egener, L. and Scheer, D. and Laubenstein, Désirée and Meizer, C.}, editor={Grosche, M. and Decristan, J. and Urton, K. and Jansen, N.C. and Bruns, G. and Ehl, B.}, year={2020}, pages={198–204} }' chicago: Egener, L., D. Scheer, Désirée Laubenstein, and C. Meizer. “Entwicklung Und Psychometrische Evaluation Eines Fragebogens Zur Erfassung Subjektiver Definitionen von Inklusion (FEDI).” In Sonderpädagogik Und Bildungsforschung - Fremde Schwestern?, edited by M. Grosche, J. Decristan, K. Urton, N.C. Jansen, G. Bruns, and B. Ehl, 198–204. Bad Heilbrunn, 2020. ieee: L. Egener, D. Scheer, D. Laubenstein, and C. Meizer, “Entwicklung und psychometrische Evaluation eines Fragebogens zur Erfassung subjektiver Definitionen von Inklusion (FEDI),” in Sonderpädagogik und Bildungsforschung - Fremde Schwestern?, M. Grosche, J. Decristan, K. Urton, N. C. Jansen, G. Bruns, and B. Ehl, Eds. Bad Heilbrunn, 2020, pp. 198–204. mla: Egener, L., et al. “Entwicklung Und Psychometrische Evaluation Eines Fragebogens Zur Erfassung Subjektiver Definitionen von Inklusion (FEDI).” Sonderpädagogik Und Bildungsforschung - Fremde Schwestern?, edited by M. Grosche et al., 2020, pp. 198–204. short: 'L. Egener, D. Scheer, D. Laubenstein, C. Meizer, in: M. Grosche, J. Decristan, K. Urton, N.C. Jansen, G. Bruns, B. Ehl (Eds.), Sonderpädagogik Und Bildungsforschung - Fremde Schwestern?, Bad Heilbrunn, 2020, pp. 198–204.' date_created: 2023-01-04T11:00:03Z date_updated: 2023-01-05T10:11:00Z department: - _id: '454' editor: - first_name: M. full_name: Grosche, M. last_name: Grosche - first_name: J. full_name: Decristan, J. last_name: Decristan - first_name: K. full_name: Urton, K. last_name: Urton - first_name: N.C. full_name: Jansen, N.C. last_name: Jansen - first_name: G. full_name: Bruns, G. last_name: Bruns - first_name: B. full_name: Ehl, B. last_name: Ehl language: - iso: eng page: 198-204 place: Bad Heilbrunn publication: Sonderpädagogik und Bildungsforschung - Fremde Schwestern? status: public title: Entwicklung und psychometrische Evaluation eines Fragebogens zur Erfassung subjektiver Definitionen von Inklusion (FEDI) type: book_chapter user_id: '58446' year: '2020' ... --- _id: '36568' abstract: - lang: eng text: Zusammenfassung. Im vorliegenden Beitrag wird die theoriegeleitete Entwicklung und Erprobung eines Instrumentes zur standardisierten Erfassung von Planungskompetenzen angehender Lehrkräfte im Fach Sachunterricht dokumentiert, auf dessen Grundlage das in Nordrhein-Westfalen 2015 als Teil des Masterstudiums implementierte Praxissemester hinsichtlich der damit intendierten Ausbildung von Planungsfähigkeiten evaluiert werden soll. Ausgehend von einem Rahmenmodell, das die Instrumententwicklung in vier zentrale Bereiche untergliedert, wird zunächst das theoretische Konstrukt sachunterrichtlicher Planungskompetenz in Form eines Kompetenzmodells konzeptualisiert. Auf Grundlage eines performanznahen Kompetenzverständnisses erfolgt die Operationalisierung in Form von Qualitätsstandards, durch die das Können der Probanden aus der schriftlichen Bearbeitung von Vignetten inhaltsanalytisch rekonstruiert werden kann. Ein Kodiermanual sichert die Objektivität und formuliert Regeln für die Vergabe von Punkten, durch die mithilfe des dichotomen Raschmodells die individuellen Kompetenzausprägungen geschätzt werden können. Zur Analyse der psychometrischen Qualität des entwickelten Instrumentes wurde eine Pilotierungsstudie mit 106 Studenten durchgeführt. Ein Vergleich konkurrierender Messmodelle mit Methoden der Item-Response-Theorie weist auf Vorteile einer eindimensionalen Modellierung der fokussierten Kompetenz hin. Die Ergebnisse einer durchgeführten Rasch-Analyse sowie die Betrachtung klassischer Kennwerte belegen zudem die Modellkonformität der entwickelten Qualitätsstandards als Items des Testinstrumentes und zeigen, dass die Messung sachunterrichtlicher Planungskompetenz durch das entwickelte Instrument grundsätzlich objektiv, reliabel und valide realisiert werden kann. Der praktische Nutzen des entwickelten Instrumentes für die angestrebte Wirksamkeitsanalyse des Praxissemesters, Möglichkeiten zur Weiterentwicklung sowie Limitationen werden abschließend zusammenfassend diskutiert. article_type: original author: - first_name: Alexander full_name: Kirsch, Alexander id: '59797' last_name: Kirsch orcid: 0000-0003-1650-0440 citation: ama: Kirsch A. Entwicklung und psychometrische Qualität eines Instrumentes zur                Messung von Planungskompetenzen angehender Lehrkräfte im Fach                Sachunterricht. Zeitschrift für Pädagogische Psychologie. 2020;36(3):167-179. doi:10.1024/1010-0652/a000277 apa: Kirsch, A. (2020). Entwicklung und psychometrische Qualität eines Instrumentes zur                Messung von Planungskompetenzen angehender Lehrkräfte im Fach                Sachunterricht. Zeitschrift für Pädagogische Psychologie, 36(3), 167–179. https://doi.org/10.1024/1010-0652/a000277 bibtex: '@article{Kirsch_2020, title={Entwicklung und psychometrische Qualität eines Instrumentes zur                Messung von Planungskompetenzen angehender Lehrkräfte im Fach                Sachunterricht}, volume={36}, DOI={10.1024/1010-0652/a000277}, number={3}, journal={Zeitschrift für Pädagogische Psychologie}, publisher={Hogrefe Publishing Group}, author={Kirsch, Alexander}, year={2020}, pages={167–179} }' chicago: 'Kirsch, Alexander. “Entwicklung und psychometrische Qualität eines Instrumentes zur                Messung von Planungskompetenzen angehender Lehrkräfte im Fach                Sachunterricht.” Zeitschrift für Pädagogische Psychologie 36, no. 3 (2020): 167–79. https://doi.org/10.1024/1010-0652/a000277.' ieee: 'A. Kirsch, “Entwicklung und psychometrische Qualität eines Instrumentes zur                Messung von Planungskompetenzen angehender Lehrkräfte im Fach                Sachunterricht,” Zeitschrift für Pädagogische Psychologie, vol. 36, no. 3, pp. 167–179, 2020, doi: 10.1024/1010-0652/a000277.' mla: Kirsch, Alexander. “Entwicklung und psychometrische Qualität eines Instrumentes zur                Messung von Planungskompetenzen angehender Lehrkräfte im Fach                Sachunterricht.” Zeitschrift für Pädagogische Psychologie, vol. 36, no. 3, Hogrefe Publishing Group, 2020, pp. 167–79, doi:10.1024/1010-0652/a000277. short: A. 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