Datengetriebene Lehre: Die Rolle der künstlichen Intelligenz für das Lernen der Zukunft und wie Präsenzunterricht von Daten profitiert

Im Januar 2020 haben wir einen Workshop bei dem katholischen Institut für Lehrerfortbildung in Schwerte begleitet. Hierbei ging es um Bildung in Schulen, vor allem um den konkreten Einsatz von Technologie im Unterricht. Wir haben uns den Fragen gestellt, wie künstliche Intelligenz in der Zukunft hier von Nutzen sein kann und wie der Präsenzunterricht von Daten profitiert. Gemeinsam mit einer Gruppe von Fachleitern haben wir wissenswerte Ergebnisse erarbeitet und möchten diese in unserem Blogpost vorstellen.

Dieses Video haben wir den Teilnehmern zur Verfügung gestellt, um zusammengefasst Inhalte des Workshops jederzeit abrufen zu können.

Im ersten Teil des Workshops haben wir die Teilnehmer gebeten, uns zu erzählen, welche Aufgaben aus dem Beruf des Lehrers durch automatisierte Prozesse ersetzt werden sollen, um sie zu entlasten. Hierbei gab es viele Übereinstimmungen, die wir in drei Kategorien unterteilen:

1. Plattform Management: In manchen Fällen existiert bereits ein gewisses Know-how von Lernplattformen, allerdings ist dieses oft durch unregelmäßige Nutzung veraltet. Es wäre hilfreich, fortlaufende Schulungen für die Lehrer anzubieten, um die Aktualität des Wissensstands zu gewährleisten. Eine weitere Maßnahme wäre die Methodik bereits in die Lehramtsausbildung einzubinden.  

2. Verwaltungsprozesse: Das Thema Verwaltung spielt im Beruf des Lehrenden eine große Rolle. Es müssen Noten eingetragen, Klassenbücher verwaltet, Räume gesucht und Medienequipment wie Beamer oder Computer organisiert werden. Hinzu kommt grundsätzliches Dateimanagement von Unterrichtsmaterialien, das Ausfüllen von Formularen und Passwortmanagement.

3. Repetitive Prozesse: Bei der Korrektur von Klassenarbeiten und Tests fallen auch nicht themenbezogene Aspekte wie z. B. die Grammatik- und Rechtschreibprüfung an. Hier würde es den Lehrern viel Zeit ersparen, einen automatisierten Prozess anzuwenden.

Nach erfolgreicher Identifizierung der verschiedenen Punkte haben wir uns darauf konzentriert, worauf neue Lern- und Lehrkonzepte fokussiert sein sollen. Dabei sind wir zu dem Schluss gekommen, dass mehr Individualität ein wichtiger Baustein im Schulsystem sein muss. In unserem aktuellen Schulsystem haben Lehrer nur selten die Chance ihre Schüler individuell zu unterstützen, da die Zeit meist fehlt. Ein klarer Wunsch der Workshopteilnehmer war es daher, mehr Möglichkeiten für One-on-One Gespräche zu haben, in denen die Themenfelder Beratung, Erziehung und Unterstützung einen Platz finden. Hierbei wäre es aber auch wünschenswert, sich einfach mal die Zeit nehmen zu können und über Themen zu sprechen, die den Schülern auf dem Herzen liegen. 

Ein weiterer Aspekt, auf den die Lehrer sich konzentrieren möchten, ist die allgemeine Tiefe im Unterricht. Tiefgehende Diskussionen im Unterricht finden nur selten statt und sollten unbedingt ein tragender Bestandteil des Schulsystems sein. Zusätzlich zu Diskussionen können auch mehr projektbasierte Arbeiten, z. B. Facharbeit, sehr hilfreich für Schüler sein, um sich schon während der Schulzeit auf eine berufliche Thematik zu spezialisieren. 

Zum Schluss haben wir den Punkt “Experimentelles Lernen” angesprochen. Dazu gehört einerseits die Erarbeitung neuer Themen für die Lehrer selbst, aber auch die Anregung fachlicher Impulse für den Unterricht. Auch die Entwicklung neuer Unterrichtskonzepte, wie z. B. Gamification und Organisation von Events, wären eine innovative, neue Maßnahme für den Unterricht. Die Klassenzimmer könnten öfter nach draußen in die Natur verlegt werden, um den Schülern verschiedene Lernorte zur Verfügung zu stellen und der Eindimensionalität des Klassenzimmers entgegenzuwirken. Hinzu kommt, dass die meisten Lernräume nicht zeitgemäß ausgestattet und oftmals renovierungsbedürftig sind.

Als nächsten Schritt haben wir unsere Workshopteilnehmer darüber ins Bild gesetzt, wie überhaupt eine Lernplattform entstehen kann. Es wird eine Software Infrastruktur benötigt, um eine Lernplattform zu implementieren. Wir sind der Meinung, dass gerade in öffentlichen Einrichtungen eine Open Source Lösung der richtige Ansatz dafür ist (Blogpost: Was ist open edX®?). Die Lernplattform kann dann auf das jeweilige Bildungsinstitut optisch angepasst werden und muss natürlich mit Inhalten befüllt werden. Unsere Experten von Polarstern unterstützen bei der Umsetzung von Video- und Contentproduktion.

Die Lerninhalte werden in Form von Videos, Texten und Audio eingebunden. Kontrolleinheiten mit z. B. Multiple Choice, Drag & Drop, sowie Peer-Review-Aufgaben (die Schüler überprüfen sich gegenseitig) können in einem webbasierten Interface individuell für jeden Kurs angepasst werden. Ein Diskussionsforum bietet Platz für Austausch und Anregungen zu tieferen Diskussionen seitens der Schüler. Die Aufgaben könnten aber auch beim Lehrer direkt eingereicht werden. Die Lernplattform ist immer und von überall erreichbar, da sie nicht nur im Browser verfügbar ist, sondern auch als IOS und Android App).

Das Lernen soll aber nicht komplett auf den Onlinekurs beschränkt sein, sondern mit dem Präsenzunterricht kombiniert werden. Das funktioniert mit dem sogenannten Blended Learning. Durch die Kombination möchten wir den Frontalunterricht durch Onlinekurs ersetzen und somit Raum für Interaktionen und Diskussionen während des Präsenzunterrichts bieten. Der Vorteil ist, dass der Lehrer besser mit den Schülern interagieren kann und auch nicht immer wieder dieselbe Unterrichtseinheit halten muss, sondern mehr Zeit für seine Schüler hat.

Ein weiteres wichtiges Thema bei der Entwicklung von Onlinekursen sind Daten, anhand welcher man verschiedene Analysen durchführen kann. Durch A/B Testing (A/B Testing: Hier werden zwei Varianten einer Lerneinheit gegeneinander verglichen, indem eine Kontrollgruppe das Original sieht und eine Testgruppe eine leicht abgeänderte Version. Anschließend können Merkmale, wie die Verständlichkeit, durch Kontrollfragen verglichen werden.) erfährt man, welche Themen besonders relevant sind und anhand von Statistiken kann man überprüfen, bei welchem Zeitpunkt die Nutzer eventuell das Interesse am Kurs verlieren. Dadurch kann man selber den Kurs optimieren. 

Um tatsächlich Machine Learning aus den Daten zu verarbeiten, kann man ein Bild aus den Nutzerdaten generieren und durch eine folgende Bilderkennung das Verhalten der Lerntypen in einzelne Kategorien gliedern. Dadurch versteht man erst, was für Lerntypen es gibt und kann den verschiedenen Gruppen personalisierte Inhalte anbieten. 

Daten sind für die künstliche Intelligenz essenziell. Ohne Daten gibt es keine KI, denn man benötigt Datensätze, um den Algorithmus trainieren zu können.

Mithilfe von KI können große Datenmengen zu repräsentativen Werten und Fakten leicht zusammengefasst werden. KI unterstützt bei der Verbesserung bzw. Automatisierung administrativer Prozesse. Gewisse Bestandteile von beruflichen Aufgaben, bei denen die reine Wiedergabe von Inhalten vorkommt, können durch elementare Tätigkeiten, wie z. B. die Analyse von Nutzerdaten oder individuelles Coaching, ersetzt werden. Im Bezug auf den Beruf des Lehrers wird der Fokus auf das Mentoring gelegt, so werden neue Merkmale im Berufsfeld wichtiger.

KI ist ein sehr interessantes Hilfsmittel, allerdings hat auch dieses seine Grenzen. Was KI nicht kann, ist Dinge zu erklären, da es kein richtiges Verständnis hat. Des Weiteren kann es die Quellen und die Aktualität des Wissens nicht prüfen und somit nicht die Legitimität gewährleisten. Die künstliche Intelligenz hat keine emotionale oder soziale Intelligenz, um sich in andere hineinversetzen zu können oder Teamarbeit zu fördern. Hier fehlt die Persönlichkeit, die der Mensch in dem Berufsfeld wiederum abfängt. 

Grundsätzlich sehen wir KI als Chance, um die Individualität des Einzelnen zu fördern. Wir möchten hin zu individuellem Coaching und Lehrern, die als charismatische Vorbilder und persönliche Berater für junge, heranwachsende Menschen dienen. Die Schüler sollen angeregt werden, Neues zu entwickeln und sich selbst zu verwirklichen. Auf dem Weg dahin möchten wir wiederholbare, entbehrliche Prozesse entfernen und durch automatisierte, digitale Prozesse ersetzen. 

Wenn ihr Fragen oder Anregungen über das Thema Schulbildung, Datenanalysen oder KI habt, schreibt unserem Team gerne dazu unter .

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