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Schwerpunkte & Studieninhalte

Der Bachelorstudiengang Physik und KI gliedert sich in die Studienbereiche Experimentalphysik, Theoretische Physik, Mathematische Grundlagen, Informatik Grundlagen, Praktika, Integrativer Bereich, Vertiefungsbereich und Abschlussbereich.

Der Studienbereich Vertiefung erlaubt den Studierenden sich nach Neigung und gewünscher professioneller Orientierung in einem der vier folgenden Schwerpunkte individuell zu profilieren. Es besteht auch die Mögichkeit der individuellen Profilierung ohne Schwerpunkt.

Der Schwerpunkt Theorie (SP-Theo) fokussiert sich auf die Theorie komplexer Systeme und die (Weiter-)Entwicklung von Methoden der künstlichen Intelligenz, beispielsweise bei der Signalerkennung in der Astrophysik oder der Modellierung von Prozessen im Gehirn.

  • Weiterführende Module des Schwerpunkts Theorie

    Zusätzlich zu den unten aufgeführten Grundmodulen können in diesem Schwerpunkt diese Module belegt werden:

    Fachgebiet Physik
    - Kern-, Teilchen- und Astrophysik (6 LP)
    - Statistische Physik 1 (6 LP)
    - Biologische und Statistische Physik A, B, C (je 6 LP)
    - Fortgeschrittene Theoretische Physik A, B, C (je 6 LP)

    Fachgebiet Informatik
    - Softwaretechnik (6 LP)
    - Grundlagen der Statistik (6 LP)
    - Einführung in die Bioinformatik (6 LP)
    - Datenbanksysteme (9 LP)
    - Neural Networks (6 LP)
    - Data Integration (6 LP)
    - Introduction to Natural Language Processing (6 LP)

    Fachgebiet Psychologie
    - Wahrnehmung und Kognition (B-WK) (6 LP)

Der Schwerpunkt Anwendung (SP-Anw) hat zum Ziel, Kompetenzen im Übergangsbereich von Grundlagenwissenschaft und Anwendung zu erwerben, beispielsweise im Bereich der Robotik oder der Materialwissenschaften zur Erforschung neuartiger Materialeigenschaften.

  • Weiterführende Module des Schwerpunkts Anwendung

    Zusätzlich zu den unten aufgeführten Grundmodulen können in diesem Schwerpunkt diese Module belegt werden:

    Fachgebiet Physik
    - Kern-, Teilchen- und Astrophysik (6 LP)
    - Statistische Physik 1 (6 LP)
    - Systeme und Anwendungen A, B, C (je 6 LP)
    - Fortgeschrittene Experimentelle Physik A, B, C (je 6 LP)
    - Methoden der Physik A, B, C (je 6 LP)
    - Optik und Spektroskopie A, B, C (je 6 LP)
    - Physik der Kondensierten Materie A, B, C (je 6 LP)

    Fachgebiet Informatik
    - Grundlagen der Statistik (6 LP)
    - Einführung in die Bioinformatik (6 LP)
    - Statistical Bioinformatics (6 LP)
    - Geo Databases (6 LP)
    - Neural Networks (6 LP)
    - Algorithms in Bioinformatics (6 LP)

    Fachgebiet Psychologie
    - Einführung in die Psychologie und ihre Forschungsmethoden (EB-EPF) (6 LP)
    - Neurowissenschaftliche Psychologie: Grundlagenvertiefung und Methoden (EB-NP1) (6 LP)

    Fachgebiet Medizin
    - KM 0 Biochemische, und molekularbiologische und humangenetische Grundlagen (6 LP)
    - Systemmedizin - Von Sequenzierung und Bioinformatik zur Präzisions-Medizin (6 LP)

    Fachgebiet Pharmazie
    - Pharmazeutische Technologie (6 LP)
    - Pharmakologie (6 LP)

Der Schwerpunkt Life-Science-System (SP-LSS) stellt den Kompetenzzuwachs in Medizin und Psychologie in den Vordergrund, da die Modellierung und Quantifizierung von Verhalten und anderen behavioralen und (patho-)physiologischen Parametern von Physik- und KI-basierten Methoden stark profitiert, beispielsweise im Bereich der Erforschung von Biomarkern.

  • Weiterführende Module des Schwerpunkts Life-Science-System

    Zusätzlich zu den unten aufgeführten Grundmodulen können in diesem Schwerpunkt diese Module belegt werden:

    Fachgebiet Physik
    - Kern-, Teilchen- und Astrophysik (6 LP)
    - Statistische Physik 1 (6 LP)
    - Systeme und Anwendungen A, B, C (je 6 LP)
    - Fortgeschrittene Experimentelle Physik A, B, C (je 6 LP)

    Fachgebiet Informatik
    - Grundlagen der Statistik (6 LP)
    - Einführung in die Bioinformatik (6 LP)
    - Introduction to Natural Language Processing (6 LP)
    - Content-based Image and Video Analysis (6 LP)
    - Statistical Bioinformatics (6 LP)
    - Neural Networks (6 LP)

    Fachgebiet Psychologie
    - Wahrnehmung und Kognition (B-WK) (6 LP)
    - Biologische Psychologie (B-BP) (6 LP)
    - Einführung in die Klinische Psychologie (B-EKP) (6 LP)

    Fachgebiet Medizin
    - Von Fliegen und Menschen (6 LP)
    - Bioinformatik/Analyse von Hochdurchsatzsequenzierungsdaten (6 LP)

    Fachgebiet Pharmazie
    - Grundlagen der Anatomie und Physiologie (6 LP)

Der Schwerpunkt Life-Science-Molekular (SP-LSM) betont die Medizin, (Human-)Biologie und Pharmazie. Hier liegt der Fokus auf molekularen, genetischen und biochemischen Ansätzen, beispielsweise bei der Identifikation neuer Wirkstoffe oder der Modellierung der Proteinfaltung, die zunehmend von Methoden der Physik und der KI unterstützt und getragen werden.

  • Weiterführende Module des Schwerpunkts Life-Science-Molekular

    Zusätzlich zu den unten aufgeführten Grundmodulen können in diesem Schwerpunkt diese Module belegt werden:

    Fachgebiet Physik
    - Kern-, Teilchen- und Astrophysik (6 LP)
    - Statistische Physik 1 (6 LP)
    - Biologische und Statistische Physik A, B, C (je 6 LP)
    - Optik und Spektroskopie A, B, C (je 6 LP)

    Fachgebiet Informatik
    - Grundlagen der Statistik (6 LP)
    - Einführung in die Bioinformatik (6 LP)
    - Statistical Bioinformatik (6 LP)
    - Neural Networks (6 LP)
    - Algorithms in Bioinformatics (6 LP)

    Fachgebiet Medizin
    - KM 0 Biochemische, und molekularbiologische und humangenetische Grundlagen (6 LP)
    - Von Fliegen und Menschen (6 LP)
    - Bioinformatik/Analyse von Hochdurchsatzsequenzierungsdaten (6 LP)

    Fachgebiet Pharmazie
    - Grundlagen der Anatomie und Physiologie (6 LP)
    - Pharmazeutische Biologie (6 LP)
    - Pharmazeutische Technologie (6 LP)
    - Pharmakologie (6 LP)
    - Pharmazeutisch-Medizinische Chemie (6 LP)

  • Experimentalphysik

    Der Studienbereich Experimentalphysik umfasst in grober historischer Reihung die Entwicklung der Physik in ihren wichtigsten Konzepten und Beispielen.

    Die Module der Experimentalphysik umfassen:
    - Mechanik (12 LP)
    - Elektrizität und Wärme (12 LP)
    - Optik und Quantenphänomene (9 LP)
    - Atom- und Molekülphysik (9 LP)
    - Festkörperphysik 1 (9 LP)

  • Theoretische Physik

    Der Studienbereich Theoretische Physik umfasst wiederum in grober historischer Reihung die Entwicklung der wichtigsten theoretischen Konzepte und Methoden.

    Die Module der Theoretischen Physik umfassen:
    - Analytische Mechanik (9 LP)
    - Klassische Feldtheorie (9 LP)
    - Quantenmechanik 1 (9 LP)

  • Mathematische Grundlagen

    Der Studienbereich Mathematische Grundlagen umfasst die Vermittlung der Sprache, in der Erkenntnisse der Physik kompakt dargestellt werden, da diese Sprache immer mathematischer Natur ist. Im Modul Rechenmethoden der Physik wird nahe an den Erfordernissen der ersten beiden Semester mathematisches Rüstzeug vermittelt, bei dem die unmittelbare Anwendung oft im Vordergrund steht.

    Die Module der Mathematischen Grundlagen umfassen:
    - Rechenmethoden der Physik (6 LP)
    - Grundlagen der linearen Algebra (9 LP)
    - Grundlagen der Analysis (9 LP)
    - Grundlagen der höheren Mathematik (9 LP) 

    Auf Antrag an das Prüfungsbüro können auch folgende Module belegt werden:

    Alternativ zu den Modulen (Informatik) „Grundlagen der linearen Algebra“ und „Grundlagen der Analysis“ können die Module (Mathematik) „Lineare Algebra I“ und „Analysis I“ absolviert werden. Das Modul (Informatik) „Grundlagen der höheren Mathematik“ kann mit dem Modul (Mathematik) „Analysis II“ ersetzt werden.

    Grund für diese Ausnahmevereinbarung ist eine Änderung der Inhalte von „Grundlagen der höheren Mathematik“, das zusätzlich nur noch auf Englisch angeboten wird.

  • Informatik Grundlagen

    Der Studienbereich Informatik Grundlagen umfasst die wichtigsten theoretischen Konzepte und Methoden der modernen Informatik, die eher deduktiv ist. Außerdem werden erste Kenntnisse gängiger Programmiersprachen vermittelt, die unverzichtbar für die Anwendung und Erweiterung von KI-Methoden sind.

    Die Module der Informatik Grundlagen umfassen:
    - Objektorientierte Programmierung (9 LP)
    - Algorithmen und Datenstrukturen (9 LP)
    - Maschinelles Lernen (9 LP)

  • Praktika

    Im Studienbereich Praktika lernen die Studierenden in den Grundpraktika das methodische Vorgehen, Dokumentieren und Auswerten anhand einfacher meist klassischer Experimente kennen. Im Fortgeschrittenenpraktikum Physik und KI werden einzelne experimentelle Methoden in komplexeren Zusammenhängen angewandt. Außerdem ist ein Berufspraktikum vorgesehen, das außerhalb der Philipps-Universität Marburg bei öffentlichen Institutio-nen, Betrieben oder Organisationen im In- oder Ausland absolviert werden soll. Werfen Sie einen Blick in die Praktikumsordnung der StPO, um mit den genaueren Regelungen vertraut zu werden.

    Die Module der Praktika umfassen:
    - Grundpraktikum A (6 LP)
    - Grundpraktikum B (6 LP)
    - Fortgeschrittenen Praktikum Physik und KI (6 LP)
    - Berufspraktikum KI (12 LP)

  • Integrativer Bereich

    Im Integrativen Bereich wird den Studierenden die Möglichkeit gegeben, die verschiedenen Facetten der Verbindung von Physik und KI, vor allem im wissenschaftlichen, industriellen und medizinischen Kontext, schon früh im Studium (ab 1. Semester) kennenzulernen. Hierzu werden Experten aus den beschriebenen Bereichen zu Vorträgen mit Diskussionen eingeladen. Den Umgang mit Literatur (finden, analysieren, darstellen und diskutieren) erlernen/üben die Studierenden im Journal Club. Spezielle Anwendungen aus dem Feld „Physik und KI“ werden in dem Modul Anwendung Physik und KI fallweise angeboten.

    Die Module des integrativen Bereiches umfassen:
    - Seminar Physik und KI (6 LP)
    - Journal Club Physik und KI (3 LP)
    - Anwendungen Physik und KI A (6 LP)
    - Anwendungen Physik und KI B (6 LP)

  • Vertiefungsbereich

    Der Studienbereich Vertiefung erlaubt den Studierenden sich nach Neigung und gewünscher professioneller Orientierung in einem der vier folgenden Schwerpunkte individuell zu profilieren. Es besteht auch die Mögichkeit der individuellen Profilierung ohne Schwerpunkt.

    Die Module des Vertiefungsbereich umfassen:

  • Abschlussbereich

    Im Studienbereich Abschluss zeigen die Studierenden, dass sie eine Aufgabe in vorgegebener Zeit bearbeiten und die von ihnen angewendeten Methoden und erzielten Ergebnisse schriftlich und mündlich darstellen können.

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