David Maier
Institut für Umweltsystemwissenschaften
Universität Graz
Über mich
David Maier
PreDoc am Institut für Umweltsystemwissenschaften, Universität Graz
Forschungsschwerpunkt: KI-basierte Wissensextraktion und Organisation
Wie können wir mit modernen KI-Methoden Wissen aus wissenschaftlicher Literatur und Patenten extrahieren, strukturieren, verknüpfen und für Innovation nutzbar machen?
Was ist ein System? Konzepte, Definitionen, Denkweisen
Python-Grundlagen und Live-Coding
Technische Infrastruktur: Git, VSCode, Copilot
Teil 2: Gemeinsames Modell
Wir bauen gemeinsam ein agentenbasiertes Modell (ABM)
Reale Problemstellung als Ausgangspunkt
Vom Konzept zum lauffähigen Code
Teil 3: Gruppenprojekt
Gruppenarbeit an einer realen Fragestellung mit eigenen Erweiterungen
KI-gestützte Methoden und Werkzeuge
Abschlusspräsentation und Endbericht
Am Ende des Kurses habt ihr ein eigenes, lauffähiges Simulationsmodell gebaut und wisst, was das Modell kann und was nicht.
Was werdet ihr lernen?
Systemisches Denken
Komplexe Probleme als Systeme analysieren: Grenzen, Rückkopplungen, Emergenz
Modellierungskompetenz
Von der Problemstellung zum formalen Modell
Konzept, Struktur, ODD Framework, Modellanalyse
Python & KI-Tools
Agentenbasierte Modelle implementieren mit Python, Git und KI-gestützter Entwicklung
Bewertung
Komponente
Punkte
2 Kurztests
25
Gruppenprojekt
45
Endbericht (Einzel)
15
Mitarbeit
15
Gesamt
100
Notenschlüssel
Note
Punkte
1 (Sehr gut)
89–100
2 (Gut)
77–88
3 (Befriedigend)
65–76
4 (Genügend)
51–64
5 (Nicht genügend)
0–50
Workload: 75 h / 3 ECTS
Aktivität
Stunden
11 LV-Einheiten in Präsenz à 2 h
22
Vor- und Nachbereitung
10
Vorbereitung Kurztests
6
Gruppenprojekt (Modell + Code)
20
Endbericht (Einzelabgabe)
7
Vorbereitung Abschlusspräsentation
10
Gesamt
75 h
Anwesenheit: Mindestens 9 von 11 Einheiten (maximal 2 Fehleinheiten). Abgabefrist Gruppenbericht & Endbericht: 1 Woche nach Einheit 11.
Das Gruppenprojekt
10 Gruppen
Je 4–5 Personen pro Gruppe
5 Projekte
Jeweils 2 Gruppen arbeiten am selben Thema
Abgabe
Lauffähiger Code + ausführlicher Bericht
Jedes Projekt enthält ein Basismodell, das modelliert und implementiert werden muss. Darüber hinaus sollt ihr eigene Erweiterungen entwickeln, diese im Bericht wissenschaftlich begründen und im Code umsetzen.
Am Ende präsentiert jede Gruppe ihre Ergebnisse. Die jeweils zweite Gruppe mit demselben Thema übernimmt die kritische Diskussion der Präsentation.
Bevor wir anfangen…
eine Frage vorab.
Duzen oder Siezen?
Die Frage
"Sollen wir uns in diesem Kurs duzen oder siezen? Lasst uns das kurz gemeinsam klären."
Ablauf
5 Minuten: Diskutiert in Kleingruppen (3–4 Personen): Was spricht für Du, was für Sie?
5 Minuten: Kurze Rückmeldung im Plenum: Handzeichen, Wortmeldungen
Wir halten das Ergebnis vorläufig fest, die endgültige Entscheidung kommt später.
Bildet jetzt Kleingruppen mit euren Sitznachbar:innen und los geht's!
Eure erste Einschätzung
Bevor wir weiteranalysieren, ein kurzes Stimmungsbild:
Surprise...
Was gerade passiert ist, war unser erstes systemwissenschaftliches Experiment.
Phase 2: Systemanalyse
Ihr habt in einem sozialen System eine Regel verhandelt. Lasst uns das jetzt sezieren.
Aufgabe: Geht zurück in eure Kleingruppen. Bearbeitet die Fragen auf den nächsten drei Slides, ca. 25 Minuten. Die Fragen sind auch auf euren Geräten sichtbar.
Block A: Systemstruktur
A1. Wer hatte die Macht, die Entscheidung zu beeinflussen? Wer hätte ein Veto gehabt? Warum?
A2. Welche "unsichtbaren Regeln" haben euer Gespräch gesteuert, die niemand explizit benannt hat?
A3. Was wäre anders gewesen, wenn eine Professorin die Frage gestellt hätte statt einem Doktoranden?
Denkt daran: Es geht nicht um die "richtige" Antwort, sondern darum, die Struktur sichtbar zu machen, die hinter einer scheinbar simplen Frage steckt.
Block B: Dynamik
B1. Stellt euch vor, wir hätten uns fürs Du entschieden. Zeichnet auf, was in den nächsten Wochen passieren könnte, positive und negative Ketten von Folgewirkungen. Mindestens 3 Schritte in jede Richtung.
B2. Gibt es einen Punkt, ab dem die Entscheidung nicht mehr rückgängig zu machen wäre? Warum?
B3. Was wäre der kleinstmögliche Eingriff gewesen, der das Ergebnis gekippt hätte?
Tipp: Denkt in Ketten: A führt zu B, B führt zu C… Und: Gibt es Stellen, wo C zurück auf A wirkt?
Block C: Grenzen & Kontext
C1. Würde dieselbe Entscheidung in einem Jus-Seminar, einem Sportkurs oder einer Firma gleich ausfallen? Was ändert sich, und warum?
C2. Wer profitiert vom Du, wer verliert dadurch etwas? Gibt es Gewinner und Verlierer, die nicht offensichtlich sind?
C3. Könnt ihr euch eine Situation vorstellen, in der eure Entscheidung von vorhin das Gegenteil bewirkt von dem, was ihr beabsichtigt habt?
Hinweis: Die Antworten auf C1 helfen euch zu verstehen, wo die Grenzen des Systems liegen, das ihr analysiert.
Phase 2b: Spieltheorie
Was für ein "Spiel" haben wir eigentlich gespielt?
Die Payoff-Matrix
Wenn zwei Personen im Kurs aufeinandertreffen, gibt es vier Szenarien:
B sagt "Du"
B sagt "Sie"
A sagt "Du"
Entspannt, locker, symmetrisch
Awkward: A wirkt respektlos, B wirkt steif
A sagt "Sie"
Awkward: A wirkt unterwürfig, B wirkt übergriffig
Höflich, distanziert, symmetrisch
Aufgabe (Paararbeit, 5 min): Bewertet die vier Szenarien. Wie bewertet ihr sie? Stimmt ihr mit dieser Einschätzung überein?
Welches Spiel ist das?
Koordinationsspiel
Beide profitieren am meisten, wenn sie dasselbe tun.
Zwei Nash-Equilibria: (Du, Du) und (Sie, Sie)
Das Problem ist nicht Kooperation vs. Defektion
Sondern: Koordination auf dasselbe Equilibrium
Battle of the Sexes
Aber: Stimmt die symmetrische Bewertung wirklich?
Manche bevorzugen (Du, Du)
Andere bevorzugen (Sie, Sie)
Alle wollen sich koordinieren, aber auf unterschiedliche Equilibria
Das erklärt, warum die Entscheidung überhaupt schwierig ist, obwohl sie trivial wirkt.
Macht & Wiederholung
Die Machtdimension
Wer bestimmt, auf welches Equilibrium sich die Gruppe koordiniert?
Traditionell: Hierarchisch höhere Person bietet das Du an
Power-Semantik (Brown & Gilman, 1960)
Unser Konsent-Prozess: Demokratisierung → Focal Point durch kollektive Vereinbarung (Schelling)
Das wiederholte Spiel
Wir sehen uns jede Woche. Was ändert sich?
Norm-Entstehung: Nach 2–3 Wochen ist die Norm gefestigt
Reputation: Wer einmal Du sagt, kann schwer zurück → Pfadabhängigkeit
Reziprozität: Ich duze dich, weil du mich duzt → Tit-for-Tat
Abweichung wird sozial sanktioniert: wer als einziger siezt, "steht blöd da".
Phase 3: Konzept-Mapping
Eure Beobachtungen, die Fachbegriffe der Systemwissenschaft
Von der Beobachtung zum Konzept
Mögliche Aussage
Systemwissenschaftlicher Begriff
"Hauptsache alle machen's gleich"
Koordinationsspiel / Nash-Equilibrium
"Manche wollen lieber Du, andere lieber Sie"
Battle of the Sexes
"Der Lehrende hat's vorgeschlagen, also machen alle mit"
Focal Point (Schelling)
"Du kannst danach nimmer zurück zum Sie"
Pfadabhängigkeit / Lock-in / Hysterese
"Es hat gereicht, dass eine Person laut 'Du' gesagt hat"
Tipping Point / Leverage Point
"Die Stimmung im Kurs wär komplett anders"
Emergenz
"Wenn alle Du sagen, traut sich keiner mehr zu siezen"
Positive Feedback-Schleife
"Der Doktorand fragt, aber er könnt's auch einfach bestimmen"
Governance / Power Asymmetry (Ostrom)
"Im Jus-Seminar wär's undenkbar"
Kontextabhängigkeit / Systemgrenzen
"Nach a paar Wochen traut sich keiner mehr zu wechseln"
Repeated Game / Norm-Entstehung
"Wer als einziger siezt, steht blöd da"
Soziale Sanktion / Abweichungskosten
Das große Bild
Ihr habt jetzt intuitiv viele zentralen Konzepte der Systemwissenschaft angewandt. An einem Alltagsbeispiel. Ab nächster Woche formalisieren wir das.
Brown & Gilman (1960) · Schelling (1960) · Ostrom (1990) · Meadows (1999)
Phase 4: Die Entscheidung
Welchen Entscheidungsmechanismus wählen wir, und warum?
Drei Mechanismen
Mehrheitsentscheid
Schnell, klar, aber die Minderheit wird überstimmt. Klassisches Aggregationsproblem.
Konsent
Nicht "alle sind begeistert", sondern "niemand hat einen schwerwiegenden Einwand". Aus der Soziokratie.
Default + Opt-out
Ein Default wird gesetzt, individuelle Abweichung ohne Rechtfertigung möglich. Nudging-Logik (Thaler & Sunstein).
Mein Vorschlag: Konsent + individueller Opt-out. Wir einigen uns per Konsent auf eine Kursnorm. Wer persönlich beim Sie bleiben möchte, kann das jederzeit tun, kein Erklärungsbedarf.
Die Konsent-Runde
"Ich schlage vor, wir duzen uns im Kurs. Hat jemand einen schwerwiegenden Einwand?"
Stille → Entscheidung steht.
Einwand → kurz hören, Vorschlag ggf. modifizieren, nochmal fragen.
Habt ihr es bemerkt?
Ich habe gerade einen Focal Point gesetzt, indem ich das Du vorgeschlagen habe. Die spieltheoretische Struktur begünstigt Koordination auf das, was die "Autoritätsperson" vorschlägt. Genau die Machtdynamik, die ihr in Block A analysiert habt.
Focal Point
Der Vorschlag kam von mir das reicht, um die Koordination in eine Richtung zu lenken (Schelling).
Soziale Kosten
Öffentlich dem Lehrenden widersprechen in der ersten Einheit? Die Hürde ist hoch, unabhängig von eurer Meinung.
Governance
Ihr habt euch koordiniert. Aber war das wirklich eure freie Wahl oder die Struktur des Systems?
Systemwissenschaftliches Denken heißt, solche Dynamiken zu erkennen, auch wenn man selbst Teil des Systems ist.
Kurze Bestandsaufnahme
Und noch eine Frage
Und noch eine
Noch eine letzte Frage
Abschluss
Mitarbeitsaufgabe für Zuhause (optional, 3 Punkte)
Leseauftrag: Donella Meadows, Leverage Points: Places to Intervene in a System (1999)
Mindestens die erste Hälfte lesen (bis einschl. Punkt 6: Information Flows). Zum Artikel
Reflexion (200–300 Wörter) auf Moodle abgeben:
Was ist Meadows' Kernidee und warum sind Leverage Points oft kontraintuitiv?
Welche Verbindungen siehst du zur heutigen Einheit? z.B. Feedback-Schleifen, Systemgrenzen, Regeln, Informationsflüsse?
Eigene Einschätzung zum Artikel. Warum interessiert er uns als Systemwissenschaftler?