AI2Teach | University of Tübingen

Wie können Schulen profitieren?

Die Erkenntnisse aus AI2Teach helfen uns, besser zu verstehen, wie Lehrkräfte mit einem intelligenten adaptiven Tutorsystem bestmöglich entlastet werden können und insbesondere, wie sie durch eine umfangreiche Fortbildung beim Einsatz von KI im Unterricht unterstützt werden können. Weiterhin ermöglichen die Ergebnisse nähere Erkenntnisse darüber, wie Schüler:innen in einem intelligenten adaptiven Tutorsystem wie dem FeedBook Fremdsprachen lernen, wie sie mit dem System interagieren und welche Faktoren sich positiv auf ihre Lernleistung auswirken. Diese Erkenntnisse werden es in Zukunft ermöglichen, adaptive Tutorsysteme gezielt an die Bedürfnisse von Lernenden und Lehrkräften anzupassen und durch umfangreiche professionelle Unterstützung die nachhaltige Implementation in den Unterrichtsalltag zu fördern.

AI2Teach - Künstliche Intelligenz im Fremdsprachenunterricht

AI2Teach bietet individuelle Förderung im Fremdsprachenunterricht durch ein erweitertes digitales Lehr-Lern-Konzept. Mit dem FeedBook, einer KI-gestützten Lernumwelt, erhalten Schüler:innen individuelle Förderung durch interaktive Aufgabenbearbeitung mit sogenanntem scaffolded Feedback, also Feedback, das die Lernenden angepasst an ihren Wissensstand Schritt für Schritt zur richtigen Lösung führt. Lehrkräfte profitieren von einem Dashboard, das ihnen eine kontinuierliche Übersicht über den Wissensstand ihrer Schüler:innen ermöglicht.

In Zusammenarbeit mit dem ZSL bietet AI2Teach umfassende Lehrkräftefortbildungen zum Thema Künstliche Intelligenz im Englischunterricht. Dabei werden digitale Tools wie das FeedBook und wissenschaftliche Erkenntnisse aus der pädagogischen Psychologie und Zweitspracherwerbsforschung miteinander verknüpft. Ein Schwerpunkt der Fortbildung liegt auf dem Einsatz von intelligenten, tutoriellen Systemen (ITS) im Englischunterricht der Klassen 7 und 8. Das webbasierte FeedBook dient dabei als exemplarisches ITS.

Im Rahmen von AI2Teach untersuchen wir, wie Schüler:innen und Lehrkräfte von der Arbeit mit dem FeedBook und der Lehrkräftefortbildung profitieren. Dabei untersuchen wir Faktoren wie Lernleistung, Motivation und Unterrichtsqualität.

Entwicklung

Technische Weiterentwicklung des Systems

Das FeedBook wurde systematisch weiterentwickelt. Verbesserungen sollen eine adaptive Skalierung der Computerressourcen ermöglichen, um das System für viele Nutzer verfügbar zu machen. Zudem wurden Verbesserungen und Erweiterungen des User Interface umgesetzt, einschließlich Dashboards für Lehrkräfte- und Schüler:innen sowie neuer Aufgabeninteraktionstypen. Inhaltlich wurden neue Übungen konzipiert und adaptive Aufgabenselektion und –anpassung während der Bearbeitung kam hinzu.

Erweiterung um ein Lehrkräfte-Dashboard

In einem iterativen, nutzerorientierten Prozess wurde das Teacher-Dashboard für das FeedBook entwickelt, das Lehrkräften eine schnelle Übersicht über die Leistung und Lernentwicklung ihrer Schüler:innen auf Klassen- und individueller Ebene ermöglicht. Es werden Funktionen wie eine Startseite mit Statistiken, eine Übersicht über Abgabe und Korrektheit von Pflichtaufgaben und eine Anzeige von erworbenen Kompetenzen und typischen Fehlern entwickelt.

Konzeption einer Lehrkräftefortbildung

AI2Teach entwickelt in Zusammenarbeit mit Lehrkräften eine mehrteilige Fortbildung, die den neuesten Stand der Fortbildungsforschung berücksichtigt. Die Fortbildung kombiniert zentrale Aspekte wie Unterrichtsqualitätskonzepte im Englischunterricht, fachdidaktische Grundlagen, Zweitspracherwerbsforschung, Übung, Diagnose, individuelle Förderung und Digitalisierung, einschließlich der Chancen und Grenzen aktueller KI-Entwicklungen.

Evaluation

Randomisierte kontrollierte Feldstudie an Schulen

Das neu entwickelte System wird 2024 über mehrere Monate an Gymnasien in Baden-Württemberg eingesetzt und von einer randomisierten kontrollierten Feldstudie begleitet. Dabei wurden die Lernleistung der Schüler:innen anhand von Tests erfasst. In Fragebögen werden Faktoren wir Motivation, Unterrichtsqualität und Persönlichkeitsmerkmale erfasst.

Clickstream-Daten

Zudem werden die Clickstream-Daten der Schüler:innen, die bei der Nutzung des FeedBook entstehen, systematisch analysiert. Dabei soll untersucht werden, wie die Lernenden mit dem System interagieren. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Verbesserung des FeedBooks.