Künstliche Intelligenz im Unterricht – Wie gestaltet sich die Schule von Morgen?

Künstliche Intelligenz im Unterricht – Wie gestaltet sich die Schule von Morgen?

Das Thema Digitalisierung in Schulen wurde bereits in mehreren Beiträgen thematisiert und dabei sowohl Digitalstrategien der Kultusministerien unter die Lupe genommen, der sinnvolle Einsatz von Medien und von Smartphones im Unterricht erörtert sowie Apps als digitale Helfer im Unterricht vorgestellt.

Mit dem heutigen Beitrag wird das Thema vertieft, indem der Einsatz von Künstlicher Intelligenz in Schulen näher betrachtet wird. Was verbirgt sich hinter dem Begriff der Künstlichen Intelligenz und welches Potential steckt in dieser, Unterrichtseinheiten zukünftig wesentlich mitzugestalten?

Aus den Ergebnissen einer Bertelsmann Studie ging im März diesen Jahres hervor, dass bis 2025 Lehrermangel herrschen wird. Dieser fällt in den Bundesländern unterschiedlich stark aus. Besonders stark sind die Länder Nordrhein-Westfalen und Baden-Württemberg betroffen. Viele Landesregierungen beginnen daher, Quereinsteiger oder pensionierte Lehrer als Lehrkräfte einzustellen. Angesichts dieser Situation stellt sich die Frage, inwiefern Schulen von Künstlicher Intelligenz profitieren können und dem Lehrermangel durch Künstliche Intelligenz entgegengewirkt werden kann.

Was verbirgt sich hinter dem Begriff der Künstlichen Intelligenz?

Künstliche Intelligenz (häufig mit KI abgekürzt) hat mittlerweile in vielen Lebensbereichen Einzug erhalten. Smartphones sind mit Gesichts- und Spracherkennungsprogrammen, die auf Künstlicher Intelligenz basieren, ausgestattet. Im Transport-, Produktions- und Gesundheitswesens kommt Künstliche Intelligenz ebenso zum Einsatz und treibt tiefgreifende technologische Innovation voran. Künstliche Intelligenz wird daher zukünftig etliche Bereiche automatisieren und dadurch mitbestimmen, wie wir leben und arbeiten werden. Die Forschung und Entwicklung von humanoider Robotern, Mensch-Maschinen-Interaktionen, Spracherkennung und -ausgabe oder Deep-Learning-Technologien, bei denen ein Algorithmus auf Grundlage von großen Datenmengen dazulernt, wird auch in den kommenden Jahren ausgebaut werden. Dies wird sich auch im Bildungsbereich zunehmend zeigen.

Hinweis
Im Zusammenhang mit dem Einsatz von Künstlicher Intelligenz im Bildungswesen fällt oftmals auch der Begriff des „EdTech“, der für Educational Technologies steht.

Wie können intelligente Tools in den Unterricht integriert werden?

Mit dem Einsatz von VR-Brillen sind der Kreativität keine Grenzen setzen!

Am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) haben Wissenschaftler gemeinsam mit der Technischen Universität Kaiserslautern das Projekt „Hypermind“ entwickelt. Hinter „Hypermind“ verbirgt sich ein intelligentes Schulbuch für Tablets und Desktop-Rechner, welches die Blickrichtung der Leser erkennen und analysieren kann. Das intelligente Schulbuch soll in erster Linie dazu beitragen, Schüler individuell zu fördern und Lernen schneller und effizienter zu gestalten. Durch den Einsatz des intelligenten Schulbuches kann der Lernprozess von Schülern zudem kontinuierlich erfasst werden.

Das intelligente Schulbuch stellt nur ein Tool dar, das zu einem smarteren Schulalltag beitragen kann. Darüber hinaus kommen auch digitale Tafeln und Datenbrillen in Betracht. Ein weiterer Trend lässt sich außerdem im Einsatz von Bilderbüchern, die eine Künstliche Realität erzeugen, ausmachen. Bilderbücher mit Künstlicher Realität funktionieren, indem einem realen Bild eine hypertextuelle Ebene hinzugefügt wird.

Erste Schulen in Deutschland testen außerdem die Verwendung von Robotern als Lernhilfen. In Ländern wie Japan ist der Einsatz von Robotern im Unterricht bereits Normalität. Aufgrund der voranschreitenden Fähigkeiten von Robotern, zu denen das Erkennen und Darstellen von Gefühlen zählt, scheint eine zunehmende Verwendung humanoider Robotern im Unterricht durchaus realistisch.

Den Umgang mit Künstlicher Intelligenz erlernen

Neben dem Einsatz von Künstlicher Intelligenz zur Erleichterung des Lernprozesses, wird ein großer Bedarf in der Aneignung Digitaler Bildung gesehen. Um in der rasanten Veränderung durch Künstliche Intelligenz Schritt halten zu können, fordern t3n, Coding Kids und die FAZ bereits in der Schule damit zu beginnen, den Umgang mit Möglichkeiten von Künstlicher Intelligenz zu erlernen. Eine Vorbereitung der Kinder und Jugendlichen sei unerlässlich, um zu verhindern, „digitale Analphabeten“ zu erziehen. Dazu wäre denkbar, ein Unterrichtsfach, das sich Künstliche Intelligenz oder Digitalkunde nennt, in Schulen einzuführen.

Sind Roboter die Lehrer der Zukunft?

Mensch und Maschine sollten sich zukünftig die Hände reichen!

Zum jetzigen Zeitpunkt scheint das Wissen darüber, wie Lernen funktioniert und durch Künstliche Intelligenz positiv beeinflusst wird, zu gering, um ein eindeutiges Resümee ziehen zu können. Erste Studien über die Wirksamkeit von adaptiven Lernsystemen wurden durchgeführt. Dazu zählt eine Studie an der Columbia University, die den Effekt von Lernsystemen untersucht. Dennoch bedarf es weiteren Forschungsarbeiten, um umfassende Erkenntnisse zu erlangen.

Hinweis
„Letztendlich wissen wir immer noch zu wenig darüber, wie Lernen wirklich funktioniert“ – Christoph Igel, Leiter des Educational Technology Lab des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz in Berlin

Das Voranschreiten von Künstlicher Intelligenz in Schulen bedeutet nicht, dass Lehrer zukünftig vollständig durch Roboter ersetzt werden. Wie in einem Artikel der Bundeszentrale für politische Bildung zusammengefasst, werden Lehrer immer noch für das Mit- und Zwischenmenschliche verantwortlich sein, für Motivation im Klassenzimmer sorgen und Schüler in ihrem Lernprozess begleiten und beraten.

Der Einsatz von Künstlicher Intelligenz dient daher in erster Linie als eine Entlastung und als eine Unterstützung von Lehrern. Damit Lehrer von den technologischen Entwicklungen profitieren, sollte die Beziehung zwischen Lehrern und Maschinen im Sinne einer Mensch-mit-Maschine-Beziehung verstanden werden.

Fotos: Unsplash

Quellen und weiterführende Links

Bertelsmann Stiftung: Lehrermangel in Grundschulen verschärft sich

Bundeszentrale für politische Bildung: Ideen zur Rolle von künstlicher Intelligenz im Klassenzimmer der Zukunft

Checkpoint E-Learning: Wie Künstliche Intelligenz das Lernen unterstützt

Coding Kids: Digitale Bildung gehört in die Schulen!

Deutschlandfunk: Bildungsforscher: Lehrermangel noch mindestens bis 2025

Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz: CeBIT 2017: Das intelligente Schulbuch fördert Schüler durch neuartige Sensortechnik

Frankfurter Allgemeine Zeitung: Damit die Welt uns nicht abhängt

Heise: Bildung: KI hilft im Unterricht

Herolé Blog: Lehrermangel in Deutschland: Wo ist die Not am größten?

Herolé Blog: Digitalstrategie für Schulen – Pläne der Kultusministerin

Herolé Blog: Digitales Lernen – Sinnvoller Medieneinsatz im Unterricht

Herolé Blog: Smartphones im Unterricht – Chance oder Risiko?

Herolé Blog: Digitale Helfer – Die besten Apps für Schüler

t3n: Künstliche Intelligenz: Problemlöser oder Bedrohung?

SWR1: Die Schule der Zukunft

Zeit: Mit Nao Rechnen üben

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Jana Krusch

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