Hector-Institut für Empirische Bildungsforschung

Compass

Plattform für Mathematik, die sich Lernenden anpasst

Unser Ziel

COMPASS (kurz für “Comprehensive Open Math Platform with Adaptive Self-Regulation Support”, auf Deutsch: “Umfassende offene Matheplattform mit adaptiver Selbstregulierungsunterstützung”), möchte mittels KI mathematisches und selbstreguliertes Lernen gleichzeitig fördern – durch eine offene und anpassungsfähige Mathe-Lernplattform, die Zehntausende von Schüler:innen in ganz Deutschland unterstützt.

Die Herausforderung

Selbstreguliertes Lernen ist entscheidend für die Entwicklung der Fähigkeit, lebenslang zu lernen, für kritisches Denken und akademische Resilienz. Im Fach Mathematik sind Selbstregulationsfähigkeiten besonders wichtig, etwa wenn Lernende in Selbstlernphasen ohne unmittelbare Unterstützung der Lehrkraft eigenständig Aufgaben bearbeiten.

Adaptive digitale KI-Tools bieten dabei sowohl Chancen als auch Herausforderungen für die Entwicklung von Selbstregulierungsfähigkeiten: Sie könnten die Fähigkeit der Schüler:innen zur eigenständigen Regulation untergraben, indem sie die Abhängigkeit von algorithmischer Anleitung fördern; zugleich könnten sie diese Fähigkeit durch personalisierte Unterstützung stärken. Bezüglich Mathematiklernen eröffnen KI-Tools die Möglichkeit, elaboriertes mathematisches Feedback zu geben, auf konkrete Fehlvorstellungen der Schüler:innen einzugehen und Aufgaben adaptiv an das Verständnisniveau und das Interesse der Lernenden anzupassen.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage: Wie viel und welche Art von adaptiver Unterstützung im Vergleich zu eigenständiger Selbstregulierung benötigen einzelne Schüler:innen in unterschiedlichen Phasen des mathematischen Lernens?

Unsere Lösung

Wir entwickeln eine offene Mathematikplattform mit KI-Tutor, in der unterschiedliche Formen adaptiver Unterstützung und Selbstregulation systematisch variiert und empirisch getestet werden, um Mathematiklernen und Selbstregulation optimal zu fördern.
 
 

 

 

 

 

 

 


Hintergrund

Wir bauen eine adaptive Mathematik-Lernplattform auf, ausgehend von MatheBattle (mathebattle.de, entwickelt von Peter Siesegger), einer etablierten Plattform in Baden-Württemberg mit >10 Millionen gelösten Aufgaben pro Jahr und fast 100.000 aktiven Nutzer:innen. Wir entwickeln MatheBattle neu als moderne, quelloffene Anwendung auf Basis der Growify Learning Plattform, migrieren bestehende Nutzer:innen und integrieren adaptive Tutoring-Komponenten. Zunächst führen wir einen KI-basierten Aufgabeneditor für interaktive Lerninhalte ein und fügen Funktionen hinzu, die die Lernenden zu selbstgesteuertem Lernen auffordern (z.B. Zielsetzung, Selbsteinschätzung). Dann fügen wir ein evidenzbasiertes Tutoring-Modell hinzu, das die Lernenden zu selbstgesteuerten Lernstrategien anregt, und schließlich implementieren wir eine KI-gesteuerte Wissensverfolgung und adaptive Lernpfade, die sich an den US Common Core Standards orientieren (die auf den deutschen Lehrplan abgestimmt sind).

Zeitlicher Ablauf

01.08.2025
Projektstart
2028
Abschlussbericht