Wenn ein System der künstlichen Intelligenz und eine Lehrkraft derselben Schülerin oder demselben Schüler Feedback geben, können sich die beiden Beiträge ergänzen. Das ist die wichtigste Lehre einer im British Journal of Educational Technology veröffentlichten Studie mit der UC Berkeley und der NTNU, in der Schülerinnen und Schüler ganze Zahlen lernen, indem sie sich im Raum bewegen.
Koordiniert wird das Erlebnis von der SENSEi-Software. Auf der Website finden Sie bereits einen zusammenfassenden Artikel zur Forschung; hier wählen wir einen anderen Blickwinkel: was eine Lehrkraft in die Klasse mitnehmen kann.
Was ist die Forschungsfrage?
Künstliche Intelligenz hält Einzug in die Klassenzimmer. Die Forschungsgruppe fragt, wie die Interaktionen zwischen Lehrkräften und KI-Systemen orchestriert werden und wie die Schülerinnen und Schüler diese hybride Unterrichtsintelligenz wahrnehmen.
Der untersuchte Fall ist MOVES-NL, ein KI-gestütztes System, um die Arithmetik ganzer Zahlen mit Ganzkörperbewegung und sofortigem formativem Feedback zu lernen, in einer Umgebung von der Größe eines Raums.
Die Studie in Kürze
Das System, beschrieben auf der Projektseite des EDRL-Labors der UC Berkeley, wird von der SENSEi-Software koordiniert. Das Erlebnis ist leicht zu beschreiben:
- die Schülerin oder der Schüler geht auf einem Zahlenstrahl in Körpergröße, der auf den Boden projiziert wird;
- bleibt sie oder er auf einer Zahl stehen, wird die Zahl blau und ein Klang ertönt;
- die Aufgabe an der Wand leuchtet grün auf, wenn die Bewegungen richtig sind;
- bei einer der Interaktionen zeigt die Wand einen Spiegel-Avatar der Schülerin oder des Schülers.
Das Projekt sieht auch Aktivitäten am Tisch vor, auf einem kleineren Zahlenstrahl und auf dem Tablet, um das Körpererlebnis mit der Arbeit mit Papier und Stift zu verbinden.
In der Studie nutzen 29 Schülerinnen und Schüler der Klassenstufen 6 bis 8 des US-amerikanischen Schulsystems MOVES-NL einzeln, jeweils etwa eine Stunde lang, mit einer begleitenden Person oder Lehrkraft. Der zusammenfassende Artikel auf der SENSEi-Website nennt als Ort die Mission Dolores Academy in San Francisco. Die Analysen folgen gemischten Methoden und stützen sich auf mehrere Datenquellen.
Was zeigt sich?
Die Gruppe fasst die Ergebnisse in einigen Hinweisen für die Praxis zusammen:
- das Feedback des Systems und das der begleitenden Person ergänzen sich für den Erfolg des Erlebnisses;
- die KI ermöglicht es den Schülerinnen und Schülern, ihr Vorwissen zu reflektieren und auf die Probe zu stellen;
- die KI lenkt die Lehrkräfte dazu, mit den Schülerinnen und Schülern schwierige Themen zu festigen;
- die Zusammenarbeit von Lehrkraft und KI kann die Schülerinnen und Schüler in die konzeptuelle Reflexion über mathematische Regeln einbeziehen.
Die Zusammenfassung auf der SENSEi-Website ergänzt, dass die körperliche Spiegelung durch den Avatar das Bewusstsein stärkt und dass das System Fehlvorstellungen in Echtzeit erkennt.
Was kann eine Lehrkraft in die Klasse mitnehmen?
Die Studie verlangt nicht, den Unterricht einer Maschine zu überlassen. Sie legt eine Aufgabenteilung nahe:
| Das System | Die Lehrkraft |
|---|---|
| gibt zu jeder Bewegung sofortiges Feedback | bittet die Schülerin oder den Schüler, die eigenen Entscheidungen zu erklären |
| zeigt Position und Fehler sichtbar an | hilft, den Fehler in eine verstandene Regel zu verwandeln |
| zeichnet auf, was geschieht | entscheidet, wann innegehalten und gefestigt wird |
In der Studie besteht die menschliche Unterstützung auch darin, die Schülerinnen und Schüler zu bitten, ihre Handlungen und Entscheidungen zu erläutern. Das ist eine Praxis, die jede Lehrkraft übernehmen kann: nach einer Handlung fragen „Warum bist du dorthin gegangen?“. Für den Einstieg:
- ein Konzept wählen, bei dem Fehler häufig sind, etwa negative Zahlen;
- Bewegung in Körpergröße und Arbeit am Tisch abwechseln;
- das Feedback des Systems als Ausgangspunkt für eine Frage nutzen, nicht als Note.
Warum ist das heute wichtig?
MOVES-NL zeigt die SENSEi-Software im Einsatz in einer internationalen Forschung zu Mathematik und KI. Für die Schule ist die Botschaft klar: Das System macht den Fehler in dem Moment sichtbar, in dem er geschieht, und die Lehrkraft verwandelt ihn in eine verstandene Regel. Im Klassenzimmer lässt der magische Raum dieselbe Aufgabenteilung lebendig werden: Der Raum reagiert auf die Schritte und Gesten der Schülerinnen und Schüler, und die Lehrkraft entscheidet per Tablet, wann innegehalten und nach dem Warum gefragt wird.
Für Mathematik siehe die Seiten Grundschule und Sekundarstufe. Zur Grundidee lesen Sie die Fallstudie zum verkörperten Lernen und den Bereich Forschung.
Häufige Fragen
Was ist hybride Unterrichtsintelligenz?
Es ist die Kombination aus dem Feedback eines KI-Systems und dem einer Lehrkraft, die gemeinsam mit derselben Schülerin oder demselben Schüler arbeiten.
Ersetzt die KI die Lehrkraft?
Nein. Die Studie zeigt, dass sich das Feedback des Systems und das der begleitenden Person ergänzen. Die Lehrkraft bleibt zentral.
Mit welchen Universitäten wird die Forschung durchgeführt?
Mit der UC Berkeley und der NTNU. Die Arbeit verbindet die SENSEi-Forschungsgruppe mit Forschenden beider Institutionen.
Was kostet eine Umgebung wie diese?
Das hängt von der Konfiguration ab: Raum, Erfahrungen, Schulung und Dienstleistungen. Kontaktieren Sie uns für eine Einschätzung.
Sie arbeiten in einer Schule, einem Zentrum oder einem Museum und wünschen sich eine Umgebung wie diese? Erzählen Sie uns von Ihrem Projekt: Wir gehen von den Bedürfnissen der Menschen aus, die sie nutzen werden.
Quellen
- Cosentino G., Anton J., Sharma K., Gelsomini M., Giannakos M., Abrahamson D. (2024). Hybrid teaching intelligence: Lessons learned from an embodied mathematics learning experience. British Journal of Educational Technology
- Embodied Design Research Laboratory, UC Berkeley. MOVES-Number Line (Projektseite)
