KI im Klassenzimmer: Wie kann Künstliche Intelligenz die Bildung verbessern?

Vom virtuellen Tutor bis zum Schulmanagement: Wie können Schulen KI sinnvoll nutzen? Eine neue Studie gibt Empfehlungen.

Wie funktioniert nochmal die Photosynthese? Fällt dem Schulkind aus der 5b die Antwort auf diese Frage partout nicht ein, erkennt das Tablet die Wissenslücke, unterteilt das Thema und schlägt einen neuen, kleineren Lernschritt vor. Der ist dann genau abgestimmt auf die aktuelle Aufnahmefähigkeit und Lerngeschwindigkeit des Kindes. Möglich macht das maßgeschneiderte Lernpensum eine Künstliche Intelligenz (KI). KI kann auch helfen, Klassenarbeiten zu korrigieren. So hat das Lehrerkollegium mehr Zeit für die individuelle Förderung der Schülerinnen und Schüler.  

Schöne neue Schulwelt: Was so plausibel und erstrebenswert klingt, ist noch Wunschdenken – bisher nutzen Schulen KI nur selten. Die im Juni 2021 erschienene Studie „KI@Bildung: Lehren und Lernen in der Schule mit Werkzeugen Künstlicher Intelligenz“ im Auftrag der Deutschen Telekom Stiftung zeigt, dass das deutsche Bildungswesen noch einen langen Weg vor sich hat. Mehr als die Hälfte der in der Telekom-Studie erfassten KI-Anwendungen wurde in China und den USA entwickelt. Aus der Studie lassen sich vier Empfehlungen ableiten, wie KI den Schulbetrieb verbessern kann – gerade auch in Deutschland.  

Lehrkräfte unterrichten Hand in Hand mit KI

 Der Nutzen von KI ist umso größer, je stärker wir sie als Unterstützung für Lehrkräfte verstehen und nicht als deren Ersatz. Denn intelligente Technologie macht Pädagoginnen und Pädagogen nicht überflüssig. Der Blick auf den zunehmenden Lehrkräftemangel zeigt: Schulen können die Unterstützung durch KI dringend gebrauchen. Denn bis 2030 sollen mindestens 81.000 Lehrerinnen und Lehrer fehlen, ergaben die Untersuchungen des Bildungsforschers Klaus Klemm von Januar 2022 – ein Vielfaches von dem, was die Kultusministerkonferenz prognostiziert. Im Auftrag der Telekom fand Klemm zudem heraus, dass sich ohne wirksame Gegenmaßnahmen die Zahl der MINT-Lehrkräften in NRW bis 2030/31 auf ein Drittel reduzieren wird. 

Würden KI-Anwendungen Lehrenden ergänzend zur Seite stehen, könnten sie diese deutlich entlasten: Indem KI die Lehrperson bei administrativen Aufgaben und repetitiven Übungseinheiten im Unterricht unterstützt, entstehen Freiräume, die mehr individuelle Zuwendung zu Schülerinnen und Schülern ermöglichen. 

Lernen, mit KI zu lernen

Aber ohne Training kommt die beste KI nicht an ihr Ziel. Deshalb ist eine weitere Empfehlung der Studie, KI-Innovationsschulen aufzubauen. Dort könnten KI-Anwendungen transparent getestet und evaluiert werden und so einen Beitrag zur Entwicklung der digitalen Bildung leisten.

Einige Beispiele: Lehrkräfte könnten ihren Klassen bei Gruppenarbeiten virtuelle Tutoren wie Siri, Alexa oder andere Assistenz-Systeme zur Seite stellen. Diese suchen automatisiert passendes Unterrichtsmaterial heraus, das die Klasse als Hausaufgabe bearbeiten kann. Und dank smarter Prüfungssysteme muss das Lehrpersonal weniger Zeit in die Bewertung von Tests und Klassenarbeiten stecken, sondern kann sie für die individuelle Betreuung nutzen. Die KI-Software macht auch darauf aufmerksam, welche Schülerin oder welcher Schüler speziellen Förderbedarf oder Konzentrationsprobleme hat.

KI-unterstützte Bildung ganzheitlich denken

Die letzten beiden Empfehlungen der Studie zielen darauf ab, KI anhand nachhaltiger Prinzipien in den Unterricht einzubinden. Woher kommen eigentlich die Daten, mit denen KI-Systeme trainieren und auf deren Basis sie Entscheidungen entwickeln? Eine Frage für den Datenschutz. Die Antwort könnten sogenannte „Data-Lakes“ sein – im „Datensee“ werden Dateien in ihrem Rohformat unstrukturiert gespeichert.  Als anonymisierte und pseudonymisierte Test-Datenbestände sind sie eine ethisch-sichere Möglichkeit.  

Für langfristigen Erfolg muss das Lehrpersonal die Möglichkeiten von KI verstehen und die Bildungsinnovation auch pädagogisch und fachlich beherrschen. Lehrkräfte müssen in der Lage sein, ihre Schülerinnen und Schüler über die Einsatzfelder und Funktionsweise von Künstlicher Intelligenz aufzuklären – und für ethische Standards sensibilisieren. Außerdem sollten sie Kompetenzen entwickeln, um den Unterricht durch intelligente Tools didaktisch sinnvoll zu ergänzen.

Sicher und sinnvoll: So findet KI den Weg in die Schule

Aktuell kommt KI-Technologie weniger im Unterricht, sondern mehr am Nachmittag zum Einsatz. Das heißt: Wenn Kinder und Jugendliche nach der Schule ihre Hausaufgaben erledigen oder selbständig lernen. Zum Beispiel wenn Sprachassistenten dabei helfen, neue Vokabeln richtig auszusprechen oder intelligente Chatbots dabei helfen, eine Erdkundeaufgabe zu lösen. Großes ungenutztes Potenzial von Künstlicher Intelligenz identifiziert die Studie aber nicht nur bei der Unterrichtsgestaltung, sondern auch in der Schulverwaltung. KI-basierte Managementtools könnten die Ressourcenplanung im Schulbetrieb deutlich effizienter gestalten – beispielsweise Vertretungspläne erstellen.

Noch herrscht bei der Frage, wie sich KI im Lehrbetrieb einsetzen lässt, zu gleichen Teilen Interesse und Unsicherheit. Um diese Bedenken auszuräumen, kann eine Schule für den Umgang mit KI-Technologie ethisch verbindliche Leitlinien festlegen. Damit künstliche Intelligenz an unseren Schulen den Alltag der Lehrkräfte entlastet, die individuelle Förderung von Schulkindern ermöglicht und die pädagogischen Aufgaben einer Lehrperson verstärkt in den Mittelpunkt rückt.

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