Digitale Bildung: Besser Lernen mit Künstlicher Intelligenz
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Durch die Corona-Krise erlebt die digitale Bildung einen regelrechten Boom. Wissenschaftler*innen arbeiten daran, auch Künstliche Intelligenz in den Unterrichtsalltag zu bringen. Wir zeigen euch, wie wir KI künftig nutzen könnten, um besser zu lernen.
Bildungs- und Lernplattformen, mit Online-Lernkursen und weitere digitale Lösungen helfen uns dabei, den Schulbetrieb trotz Schließungen aufrechtzuerhalten. Zur weiteren Förderung des digitalen Unterrichts legt der Bund aktuell auch ein 500-Millionen-Programm zur Sofortausstattung von Schulen auf. Mit dieser Summe unterstützt der Staat zum einen bedürftige Schüler*innen – diese sollen einen Zuschuss von 150 Euro für den Kauf notwendiger Endgeräte wie Notebooks oder Tablets erhalten. Zum anderen soll mit den Mitteln „die Ausstattung der Schulen gefördert werden, die für die Erstellung professioneller online-Lehrangebote erforderlich ist.“
Das neue Programm fördert wie der Digitalpakt die Grundvoraussetzungen für den Einsatz digitaler Lösungen im Bildungsbereich. Wie steht es aber um den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI)? Welche Rolle kann diese noch junge aber vielversprechende Technologie im Bildungsbereich spielen? Einige Einsatzmöglichkeiten thematisiert die FDP-Bundestagsfraktion in einem aktuellen Antrag: Nach Ansicht der Liberalen könnte KI dabei helfen, Lese- und Schreibschwächen zu mindern. Davon sind laut einer Studie allein in Deutschland rund 6,2 Millionen Menschen betroffen. Der Einsatz von KI biete sich hier schon in der Grundschulbildung an: Durch das Sammeln und computergestützte Auswerten von Lerndaten könnten Defizite so frühzeitig erkannt werden, um entsprechend entgegenzuwirken. Wir zeigen euch, welche innovativen und spannenden Möglichkeiten der Einsatz von KI in Sachen Bildung sonst noch bietet.
Personalisiertes Lernen dank KI
Im Trend ist das noch junge Feld der Learning Analytics (LA). Analog zum sogenannten Data-Mining umfasst der Begriff computergestützte Methoden und Werkzeuge zur Datenanalyse. Der Unterschied besteht vor allem darin, dass Learning Analytics konkret im Bildungsbereich eingesetzt werden: Sei es zur Qualitätssicherung der Lehre, der Analyse persönlicher Lernprozesse oder des Nutzungsverhaltens in digitalen Lernsystemen. Die bisherigen Haupteinsatzbereiche sind das Tracking von Lernerfolgen und die Auswertung des Nutzungsverhaltens digitaler Lehrinhalte. Auf Basis der Datenauswertung können Verständnisprobleme frühzeitig erkannt und Lernende daraufhin gezielt unterstützt werden, um somit den Lehr- und Lernerfolg insgesamt zu verbessern. Fallstudien von US-amerikanischen und britischen Hochschulen zeigen, dass Nutzer*innen von positiven Veränderungen ihrer Lernerfahrung berichten – sei es durch Fördermaßnahmen, die auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind oder durch motivierendes Feedback zur Lernleistung.
Auch in Deutschland wird am Einsatz von KI in der Bildung gearbeitet –beispielsweise am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kaiserslautern. Das DFKI ist eine der weltweit größten gemeinnützigen Forschungseinrichtungen im KI-Bereich und forscht unter anderem zu digitaler Bildung und dem „Unterricht von morgen“. Hierzu eröffnete das DFKI in Kooperation mit der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) 2018 das Lernlabor zur Entwicklung und Erprobung digitaler Lehr- und Lernmethoden. Dabei steht vor allem der Schüler im Vordergrund – sowohl der Lernschwache, als auch der Begabte.
Das DKFI entwickelt im Lernlabor unter anderem virtuelle Schulbücher mit intelligenter Sensorik zur Gesichtserkennung. Durch die Nutzung von Eye-Tracking wird erkannt, wie lange das Auge eine Textpassage fixiert – kann der Lernende folgen oder hat er Verständnisprobleme? Je nach Bewertung präsentiert das smarte Schulbuch alternative Informationen zum leichteren Verständnis oder vertiefendes Wissen – dies ermöglicht eine individualisierte und den jeweiligen Fähigkeiten entsprechende Lernerfahrung. Auch der Einsatz von Augmented Reality wird erprobt: Smartglasses können beispielsweise bei naturwissenschaftlichen Experimenten Informationen direkt in das Sichtfeld der Lernenden einblenden. So können physikalische Größen wie „Temperatur und Stromstärke oder auch Geschwindigkeit […] mittels Farb- und Pfeildarstellungen […] in Echtzeit sichtbar gemacht“ werden, kommentiert Prof. Dr. Jochen Kuhn, Physikprofessor der TUK.
Inklusion durch digitale Bildung
Digitale Bildung eröffnet auch für Menschen mit Beeinträchtigungen neue Möglichkeiten. So forscht das DFKI im Rahmen des Projekts KI.ASSIST wie digitale Lernsysteme inklusiv designt und KI-Anwendungen für schwerbehinderte Menschen zur beruflichen Teilhabe genutzt werden können. „Je mehr wir Bildungsszenarien digitalisieren, desto wichtiger die tatsächliche Einbeziehung aller Menschen mit all ihren Eigenschaften, auch möglichen Behinderungen“, betont Prof. Dr. Niels Pinkwart, wissenschaftlicher Direktor des EdTec Lab vom DFKI-Projektbüro Berlin.
Ein gezieltes Angebot für Menschen mit Lese- und Schreibschwäche bildet das Projekt eVideoTransfer, das im Rahmen der „Nationalen Dekade für Alphabetisierung“ vom BMBF gefördert wird. Dabei handelt es sich um eine Plattform zur Vermittlung von Grundkompetenzen für die Arbeitswelt. Die Inhalte werden in Form von Web Based Trainings (WBT) angeboten – diese arbeiten mit Algorithmen auf Basis von KI. Dadurch kann die Plattform entsprechend der Nutzung Feedback zum Lernerfolg geben und weitere Lernempfehlungen abgeben.
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