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Studieninhalte & Schwerpunkte

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

  • Experimentalphysik

    Der Studienbereich Experimentalphysik umfasst in grober historischer Reihung die Entwicklung der Physik in ihren wichtigsten Konzepten und Beispielen, die häufig zu Anschauungszwecken anhand von Vorführexperimenten erläutert werden. Dabei werden Sie oft überraschende Phänomene sehen, die zu neuen Einsichten und Konzepten geführt haben. Die Vorgehensweise ist eher induktiv.
    Alle Module sind Pflichtmodule.

    - 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. Beispielhaft werden Experimente als Anlass zur Theorieentwicklung herangezogen, aber in der Präsentation überwiegt eine stark mathematische Darstellungsweise, die eher deduktiv ist.
    Alle Module sind Pflichtmodule.

    - 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 erwerben Sie nahe an den Erfordernissen der ersten beiden Semester mathematisches Rüstzeug, bei dem die unmittelbare Anwendung oft im Vordergrund steht.
    Alle Module sind Pflichtmodule.

    - 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 Sie alternativ zu den Modulen (Informatik) „Grundlagen der linearen Algebra“ und „Grundlagen der Analysis“ die Module (Mathematik) „Lineare Algebra I“ und „Analysis I“ absolvieren. 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 erwerben Sie erste Kenntnisse gängiger Programmiersprachen, die unverzichtbar für die Anwendung und Erweiterung von KI-Methoden sind.
    Alle Module sind Pflichtmodule.

    - Objektorientierte Programmierung (9 LP)
    - Algorithmen und Datenstrukturen (9 LP)
    - Maschinelles Lernen (9 LP)

  • Praktika

    Im Studienbereich Praktika lernen Sie 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 Sie außerhalb der Philipps-Universität Marburg bei öffentlichen Institutionen, Betrieben oder Organisationen im In- oder Ausland absolvieren können. Das Berufspraktikum erlaubt Ihnen Praxisbereiche kennenzulernen, in denen Sie nach Abschluss Ihres Studiums tätig werden können. Bitte berücksichtigen Sie bei der Planung Ihres Praktikums die  Vorgaben der Praktikumsordnung für diesen Studiengang. 
    Auf den Internetseiten des Career Service der Philipps-Universität erhalten Sie Unterstützung bei der Suche eines Praktikumplatzes.
    Alle Module sind Wahlpflichtmodule.

    - Grundpraktikum  A (6 LP)
    - Grundpraktikum B (6 LP)
    - Fortgeschrittenen Praktikum Physik und KI (6 LP)
    - Berufspraktikum KI (12 LP)

  • Integrativer Bereich

    Im Integrativen Bereich erhalten Sie die Möglichkeit, 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.

    Pflichtmodule in diesem Bereich sind:
    - Seminar Physik und KI (6 LP)
    - Journal Club Physik und KI (3 LP)

    Das Seminar Physik und KI ist das integrierende Modul dieses Bereichs. Vorträge von Expertinnen und Experten aus relevanten Berufsfeldern geben Ihnen Einblicke in die Berufspraxis und Sie können erste Kontakte zu potenziellen Arbeitgeberinnen und Arbeitgebern knüpfen.

    Der Journal Club Physik und KI bietet Ihnen einen Einstieg in die Fachliteratur. Sie erlernen und üben hier die Recherche, Analyse und Diskussion der Literatur aus dem weiten Gebiet der Physik und KI. 

    Darüber hinaus werden spezielle Anwendungen aus dem Feld „Physik und KI“ in den folgenden Wahlpflichtmodulen fallweise angeboten.
    - Anwendungen Physik und KI A (6 LP)
    - Anwendungen Physik und KI B (6 LP)

  • Schwerpunktbereich

    Im Schwerpunktbereich können Sie entsprechend Ihren Interessen einen der folgenden fünf Schwerpunkte wählen und Ihre Fähigkeiten in unterschiedlichsten Bereichen erweitern und schärfen:

  • Schwerpunkt Theorie

    Im Schwerpunkt Theorie (SP-Theo) stehen 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 im Mittelpunkt.

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

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

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

  • Schwerpunkt Anwendung

    Im Schwerpunkt Anwendung (SP-Anw) erwerben Sie Kompetenzen im Übergangsbereich von Grundlagenwissenschaft und Anwendung, beispielsweise im Bereich der Robotik oder der Materialwissenschaften zur Erforschung neuartiger Materialeigenschaften.

    Fachgebiet Physik
    Aufbaumodule Physik
    - Kern-, Teilchen- und Astrophysik (6 LP)
    - Statistische Physik 1 (6 LP)
    Vertiefungsmodule Physik Anwendung
    - 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
    Aufbaumodule Informatik
    - Grundlagen der Statistik (6 LP)
    - Einführung in die Bioinformatik (6 LP)
    - Neural Networks (6 LP)
    Vertiefungsmodule Informatik Anwendung
    - Statistical Bioinformatics (6 LP)
    - Geo Databases (6 LP)
    - Algorithms in Bioinformatics (6 LP)

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

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

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

  • Schwerpunkt Life-Science-System

    Der Schwerpunkt Life-Science-System (SP-LSS) ermöglichst Ihnen einen Kompetenzzuwachs insbesondere in den Fachgebieten Medizin und Psychologie, die von der Modellierung und Quantifizierung von Verhalten und anderen behavioralen und (patho-)physiologischen Parametern von Physik- und KI-basierten Methoden stark profitieren, beispielsweise im Bereich der Erforschung von Biomarkern.

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

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

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

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

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

  • Schwerpunkt Life-Science-Molekular

    Im Schwerpunkt Life-Science-Molekular (SP-LSM) stehen die Fachgebiete Medizin, (Human-)Biologie und Pharmazie im Vordergrund. Der Fokus liegt 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.

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

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

    Fachgebiet Medizin
    Aufbaumodule Humanbiologie LSM
    - KM 0 Biochemische, und molekularbiologische und humangenetische Grundlagen (6 LP)
    - Von Fliegen und Menschen (6 LP)
    Vertiefungsmodul Humanbiologie LSM
    - 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)

  • Schwerpunkt Individuelle Profilierung

    Der Schwerpunkt Individuelle Profilierung erlaubt Ihnen durch interessengesteuerte Auswahl von Modulen aus den o. g. Schwerpunkten ein unverwechselbares Profil in Theorie und Anwendung von KI zu entwickeln.

    Fachgebiet Physik
    Aufbaumodule Physik
    - Kern-, Teilchen- und Astrophysik (6 LP)
    - Statistische Physik 1 (6 LP)
    Vertiefungsmodule Physik
    - Biologische und Statistische Physik A, B, C (je 6 LP)
    - Fortgeschrittene Theoretische Physik A, B, C (je 6 LP)
    - Systeme und Anwendungen A, B, C (je 6 LP)
    - Fortgeschrittene Experimentelle Physik A, B, C (je 6LP)
    - 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
    Aufbaumodule Informatik
    - Grundlagen der Statistik (6 LP)
    - Einführung in die Bioinformatik (6 LP)
    - Neural Networks (6 LP)
    Vertiefungsmodule Informatik
    - Softwaretechnik (6 LP)
    - Datenbanksysteme (9 LP)
    - Conten-based Image an Video Analysis (6 LP)
    - Statistical Bioinformatics (6 LP)
    - Geo Database (6 LP)
    - Algorithms in Bioinformatics (6 LP)
    - Introduction to Natural Language Processing (6 LP)
    - Data Integration (6 LP)

    Fachgebiet Psychologie
    Aufbaumodule Psychologie
    - Wahrnehmung und Kognition (6 LP)
    - Einführung in die Psychologie und ihre Forschungsmethoden (6 LP)
    - Neurowissenschaftliche Psychologie: Grundlagenverteifung und Methoden (6 LP)
    - Biologische Psychologie (6 LP)
    - Einführung in die Klinische Psychologie (6 LP)

    Fachgebiet Medizin
    Aufbaumodule Humanbiologie
    - KM 0 Biochemische und molekularbiologische und humangenetische Grundlagen (6 LP)
    - Von Fliegen und Menschen (6 LP)
    Vertiefungsmodule Humanbiologie
    - Systemmedizin - Von Sequenzierung und Bioinformatik zur Präzisions-Medizin (6 LP)
    - Bioinformatik/Analyse von Hochdurchsatzsequenzierungensdaten (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)

  • Abschlussbereich

    Dieser Bereich umfasst die Bachelorarbeit (Abschlussarbeit) und ein Kolloquium. Sie bearbeiten eine Aufgabe in einer vorgegebener Zeit und stellen die dabei angewendeten Methoden und die erzielten Ergebnisse schriftlich dar. Die Bearbeitungsdauer beträgt drei Monate; sie kann um 4 Wochen verlängert werden, z. B. wegen unvorhergesehener Probleme bei der Literatur- oder Datenbeschaffung. Im Anschluss präsentieren Sie Ihre Arbeit im Rahmen eines Kolloquiums. Um zur Bachelorarbeit zugelassen zu werden, müssen Sie in Ihrem Studium mindestens 135 CP erworben haben. Die Arbeit muss durch eine "prüfungsberechtigte Person" am Fachbereich Physik betreut werden, d. h. in der Regel durch die Leiterin oder den Leiter einer Arbeitsgruppe.

    Wir empfehlen Ihnen, sich etwa ein halbes Jahr vor dem beabsichtigten Ende Ihres Bachelorstudiums eine Arbeitsgruppe auszusuchen und sich dort nach Themen für Abschlussarbeiten zu erkundigen.

    Informationen über die Arbeitsgruppen finden Sie unter anderem
    • über die Webseiten der Gruppen,
    • durch Projektpraktika, die Sie im Rahmen der Fortgeschrittenenpraktika in den Arbeitsgruppen absolvieren können, für die Sie sich interessieren,
    • durch die "Arbeitsgruppenvorstellung", die regelmäßig von der Fachschaft organisiert wird,
    • durch ein persönliches Gespräch mit der Arbeitsgruppenleiterin/dem Arbeitsgruppenleiter.

Auslandsstudium

Mit Blick auf die zunehmend international ausgerichtete Berufspraxis und Wissenschaft ist der Studiengang so konzipiert, dass Sie ein freiwilliges Auslandsstudium von einem Semester ohne Studienzeitverlängerung in den Studienverlauf integrieren können. Hierfür ist der Zeitraum des fünften bis siebenten Semesters vorgesehen, da die Module, die gemäß Studienverlaufsplänen (Anlage 1) für diesen Zeitraum vorgesehenen sind, in der Regel gut an ausländischen Hochschulen absolviert und für das Studium an der Philipps-Universität Marburg anerkannt werden können.

Anmeldung zu Modulen bzw. Lehrveranstaltungen und Prüfungen an anderen Fachbereichen

Sowohl die Anmeldungen zu den Modulen bzw. Lehrveranstaltungen als auch die Anmeldungen zu den Studien- und Prüfungsleistungen bzw.  Prüfungen sind an anderen Fachbereichen oft anders geregelt als am Fachbereich Physik. Da Sie im Laufe Ihres Studiums Module aus dem Angebot anderer Fachbereiche belegen werden, ist es essenziell, dass Sie sich frühzeitig und gründlich über die jeweils geltenden Regelungen informieren. Diese sind für Sie bindend.
Beachten Sie ebenfalls unbedingt, dass an manchen Fachbereichen eine Anmeldung zu einem Modul automatisch auch eine Anmeldung zur Prüfung beinhaltet. Wenn Sie zwar das Modul belegt haben, aber die Prüfung nicht oder später machen möchten, müssen Sie sich bei diesen Fachbereichen aktiv von der Prüfung abmelden. Auch hierfür gibt es bindende Fristen, die Sie unbedingt einhalten müssen. Informieren Sie sich also dringend rechtzeitig darüber, welche Regelungen im Hinblick auf die Prüfungsan- und -abmeldung an den jeweiligen Fachbereichen gelten, deren Module Sie belegen möchten.
Suchen Sie dafür die entsprechenden Internetseiten der Fachbereiche auf und wenden Sie sich ggf. an die zuständigen Prüfungsbüros.

Tipp zur Studienplanung

Die Module/Lehrveranstaltungen finden an unterschiedlichen Standorten der Universität statt. Der Transfer von einem Ort zum anderen kann dabei durchaus zeitaufwendig sein, z. B. wenn Sie vom Renthof auf die Lahnberge müssen. Berücksichtigen Sie dies bei der Wahl der Module.