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Studie über KI im Unterricht Wie Künstliche Intelligenz in Deutschland Schule machen könnte

Deutschlands Kultusminister wagen sich nur zaghaft an KI-gesteuerte Lernprogramme. Eine neue Studie fordert nun mehr Tempo bei der Erprobung.
05.07.2021 - 06:11 Uhr 1 Kommentar
Das Potenzial für den Einsatz künstlicher Intelligenz im Unterricht ist enorm. Quelle: dpa
Schüler am Computer

Das Potenzial für den Einsatz künstlicher Intelligenz im Unterricht ist enorm.

(Foto: dpa)

Berlin Künstliche Intelligenz (KI) hält Einzug in deutsche Schulen: Mittlerweile haben zumindest Rheinland-Pfalz, Berlin und Niedersachsen Lizenzen für das KI-gesteuerte Mathe-Lernprogramm Bettermarks erworben. Hamburg nutzt es schon seit 2018: Dort arbeiteten „die weiterführenden Schulen bereits im dritten Jahr sehr erfolgreich mit dieser adaptiven Lernplattform im Mathematikunterricht“, heißt es im Haus von Bildungssenator Ties Rabe (SPD).

Baden-Württemberg nutzt das Englisch-Programm „Feedbook“ der Universität Tübingen für siebte Klassen, allerdings nur an einer Handvoll Schulen. Sachsen und Mecklenburg-Vorpommern testen aktuell für die Kultusministerkonferenz das Programm „Area9 Lyceum“, das damit wirbt, per KI die Lernzeit in diversen Fächern halbieren zu können. 

Die Deutschen sind spät dran: Erst im September 2020 hatten sich die Kultus-Staatssekretäre in der „Lenkungsgruppe Digitalpakt“ erstmals mit dem Thema „Intelligente tutorielle Systeme“ beschäftigt. Ergebnis war, dass vorerst nur Bettermarks und Area9 Lyceum in Betracht kommen. Im Herbst wollen die Länder die Ergebnisse der Erprobung besprechen.

Die Skepsis ist einstweilen noch groß. So heißt es etwa im Schulministerium von NRW, wo ein Viertel der Schüler Deutschlands lernen: "Zum jetzigen Zeitpunkt erscheint der Einsatz KI-gestützter Lernangebote für den ergänzenden Einsatz im Unterricht noch nicht hinreichend ausgereift". Daher habe man bisher vom Kauf einer Landeslizenz für fachbezogene KI-gestützte Programme abgesehen. 

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    Asien, die USA und auch Israel sind in der Nutzung von KI den Schulen Europas und speziell Deutschlands weit voraus, zeigt eine Studie für die Deutsche Telekomstiftung. In Deutschland „gebe es nur vereinzelt relevante Forschungsaktivitäten und etablierte Anwendungen“, resümieren die Autoren des mmb Instituts – Gesellschaft für Medien- und Kompetenzforschung. Von 99 KI-Programmen für Unterricht und Schulorganisation, die die Autoren fanden, stammt die Hälfte aus China und den USA.  

    Das Potenzial von KI-gesteuerten Programmen ist enorm: Die Systeme sind dazu in der Lage, sich präzise auf den individuellen Kenntnisstand der Schüler einzustellen. Das funktioniert vor allem in den Mint-Fächern, in denen Regeln eine große Rolle spielen. Aber auch beim Lernen von Sprachen ist der Einsatz von KI sinnvoll. Sehr profitieren könnten auch Schüler mit Lese- und Rechtschreibschwäche oder Dyskalkulie. 

    Datenschutzbestimmungen bremsen die Entwicklung

    So werden Lehrer massiv entlastet und können sich intensiver der persönlichen Betreuung ihrer Schüler widmen. Daneben können KI-Systeme Tests und deren Analyse massiv vereinfachen – so wären etwa die aktuell geplanten „Lernstandsmessungen“ für das Corona-Aufholprogramm erheblich leichter. Doch das verbietet sich bisher nach den geltenden deutschen Datenschutzbestimmungen. Unproblematisch ist hingegen die KI-gestützte Hilfe fürs Schulmanagement, also etwa für Personal-, Ressourcen- oder Raumplanung. 

    Kann Künstliche Intelligenz künftig die Lehrkräfte entlasten? Quelle: imago/Future Image
    Roboter Pepper

    Kann Künstliche Intelligenz künftig die Lehrkräfte entlasten?

    (Foto: imago/Future Image)

    Wenn die Lehrkräfte sehen, dass sie im Unterricht tatsächlich entlastet werden, der Datenschutz gewährleistet und der Aufwand nicht groß ist, „werden sie die Programme auch positiv annehmen“, sind die Autoren der Studie überzeugt. Der zunehmende Mangel an Lehrkräften werde das noch verstärken. Dazu müssten sie aber dringend qualifiziert werden, denn die „pädagogischen Kompetenzanforderungen“ würden mit den KI-Helfern „nicht ab-, sondern vielmehr zunehmen“. Daneben müsse KI als Bildungsthema im Unterricht etabliert werden. Das ist allerdings schon deshalb schwierig, weil es nur in sehr wenigen Bundesländern das Schulfach Informatik gibt.

    Damit bald auch deutsche Schüler und Lehrer profitieren, müsse Deutschland aber „angesichts des starken Wettbewerbs mit chinesischen und amerikanischen Lerntechnologieanbietern“ nicht nur stärker in Forschung und die Produktentwicklung investieren. Die KI-Technologie müsse auch im Schulalltag „erprobt und damit geerdet werden“. 

    Dafür empfiehlt das Autorenteam, zu dem auch Experten des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz und des DIPF-Leibniz-Instituts für Bildungsforschung und Bildungsinformation gehören, etwa die Einrichtung besonderer „KI-Innovationsschulen“.

    Chinas Digitalisierung der Schulen lässt sich nicht kopieren

    China taugt nur begrenzt als Vorbild. Dort gibt es bereits 2000 Zentren des Unternehmens Squirrel AI, das Lernmaterialien und Tests für fast alle Fächer in Primar- und Sekundarschulen anbietet. Aktuell werden diese aber vor allem im riesigen „Nachmittagsmarkt“ eingesetzt, also in Nachhilfekursen, die die Schüler für die vielen Tests im rigiden chinesischen Schulsystem oder für Aufnahmeprüfungen zur Hochschule vorbereiten. 

    Der chinesische Staat fördert KI in Schulen vor allem für das Schulmanagement, aber eben auch zur Beobachtung und cloudbasierten Bewertung des Lernverhaltens. Das reiche bis zur Gesichts- und Emotionserkennung in Unterrichtsaufzeichnungen, berichteten für die Studie befragte Experten. 

    Beflügelt werde die Dynamik dadurch, dass viele chinesische Unternehmen KI in der hauseigenen Fortbildung einsetzten. Wie in den USA spielt die starke nationale IT-Industrie auch in China eine treibende Rolle. Hinzu kommen kulturelle Aspekte: Damit meinen die Autoren jedoch nicht nur die bekannte Geringschätzung von Persönlichkeitsrechten und Datenschutz. Anders als in Deutschland „beginnt digitale, informatische Bildung dort auch bereits im Kindergartenalter“.

    In Deutschland sehen die Autoren der Telekom-Studie noch erheblichen Forschungsbedarf mit Blick auf Didaktik und die Frage, wie lernwirksam die Programme tatsächlich sind. Die rund 40 für die Studie befragten Experten seien hier bisher „eher zurückhaltend – zumal die Diskrepanz zwischen Versprechungen und Realität nicht zu übersehen ist“.

    Dazu kommen „nicht unerhebliche ethisch-rechtliche Herausforderungen, die mit der umfassenden Datennutzung und -auswertung einhergehen“. 

    Enorme Datenmengen aus den Schulen 

    Um „richtige“ Algorithmen zu entwickeln, brauche es zudem ausreichende und sichere Datenressourcen, mit denen die Programme lernen könnten. Hier hat China mit dem Zugang zu den enormen Datenmengen der bisherigen Nutzer erhebliche Vorteile. In deutschen Schulen würde KI aber nur dann akzeptiert, „wenn es verlässliche, sichere und ethisch begründete Verfahren und Regeln gibt“. Als Lösung empfiehlt die Studie die Bereitstellung sogenannter „Data Lakes“, also relevanter, jedoch anonymisierter und pseudonymisierter Test-Datenbestände. 

    Mehr: Learning Analytics können vor allem in Mint-Fächern helfen – also dort, wo Deutschland enorme Nachwuchsprobleme hat 

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    1 Kommentar zu "Studie über KI im Unterricht : Wie Künstliche Intelligenz in Deutschland Schule machen könnte "

    Das Kommentieren dieses Artikels wurde deaktiviert.

    • Kinder müssen erstmal natürliche Intelligenz entwickeln. Dafür müssen die Schüler pauken und das Gehirn benutzen - am besten mit Spaß. Nur dann können sie (später) überhaupt künstliche Intelligenzen anwenden und nicht nur sich von diesen Arbeit abnehmen oder gar steuern lassen.
      Das digitale Asien sollte man genau beobachten, bevor man es einfach kopiert: Chinesische Schüler kennen dank digitaler Streichelplatte statt Papier und Pinsel immer weniger Schriftzeichen - entwickeln sich also in Richtung Analphabeten. In Südkorea sind Smartphones per Gesetz für Jugendliche (bis 21) auf zwei Stunden pro Tag beschränkt, weil man schlechte Erfahrungen gemacht hat.
      Usain Bolt wurde auch nicht der schnellste Mann der Welt, weil ihm als Kind das Laufen mit Gehhilfen erleichtert wurde, sondern weil seine Beine ständig gefordert wurden.

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