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Wie KI Schülern helfen kann, ihre Lernerfahrung zu verbessern
KI verändert das Leben der Schüler/innen auf vielfältige Weise. Erforsche mit uns die Auswirkungen der KI auf die Lernerfahrungen der Schüler/innen und die damit verbundenen Vor- und Nachteile.
Da künstliche Intelligenz (KI) immer weiter wächst und immer mehr akzeptiert und angenommen wird, tauchen KI-Innovationen immer häufiger in unserem Alltag auf. Ein spannendes Beispiel ist der Einsatz von KI in der Bildung, um das Lernen von Schülerinnen und Schülern zu verbessern. Von der Entwicklung interaktiver und personalisierter Lerntools bis hin zu spannenderen Unterrichtsstunden - KI macht einen großen Schritt weg von traditionellen Tafeln und Lehrbüchern. Interessanterweise findet das nicht nur im Klassenzimmer statt, sondern KI hilft den Schüler/innen auch zu Hause mit Apps und virtuellen Tutoren.
Darüber hinaus kann die KI den Lehrkräften wertvolle Einblicke in die Lernmuster, häufigen Fehler und Lerngewohnheiten der Schüler/innen geben. Mit Hilfe von KI können Lehrkräfte Lernpläne erstellen, die sich auf die Stärken und verbesserungswürdigen Bereiche der einzelnen Schüler/innen konzentrieren. Laut Forbes Advisor setzen bereits 60 % der Lehrkräfte KI-Tools ein, um ihre Lehrmethoden zu verbessern. Wir wollen herausfinden, wie KI die Lernerfahrungen von Schülerinnen und Schülern verändert und welche Vorteile und Herausforderungen mit solchen technologischen Fortschritten verbunden sind.
Abb. 1. Die Einführung von KI im Klassenzimmer durch Lehrkräfte.
Die Rolle von KI-gestützten Lernwerkzeugen im Leben eines Schülers
KI-Technologien wie Computer Vision, natürliche Sprachverarbeitung und maschinelles Lernen können Maschinen helfen, visuelle Informationen, Texte und Daten zu verstehen und zu interpretieren. In der Bildung können diese Werkzeuge einen großen Unterschied machen, indem sie den Schüler/innen neue Möglichkeiten zum Lernen, zur Zusammenarbeit und zur Auseinandersetzung mit Inhalten bieten. Werfen wir einen Blick auf einige Beispiele aus der Praxis, wie Schüler/innen KI nutzen können.
Wie KI bei den Hausaufgaben helfen kann
Hausaufgaben sind eine tägliche Aufgabe, die Schüler/innen oft überfordert, aber KI kann sie viel handhabbarer und angenehmer machen. OCR (Optical Character Recognition) kann zum Beispiel schnell Text aus Lehrbüchern oder gescannten Dokumenten extrahieren und ihn in ein digitales Format umwandeln. Die Schüler/innen können diese Informationen dann leicht organisieren, durchsuchen und jederzeit auf ihren Geräten abrufen. Außerdem können KI-Tools den Schüler/innen helfen, auf dem Laufenden zu bleiben, indem sie personalisierte Lerntipps oder Erinnerungen anbieten. Dank KI können Hausaufgaben interaktiver gestaltet werden, was das Lernen, Wiederholen und Abrufen zusätzlicher Unterstützung wie Zusammenfassungen oder Übersetzungen vereinfacht.
Ein großartiges Beispiel dafür ist Photomath, eine KI-gestützte App, die Schülern bei der Lösung von Matheaufgaben hilft, indem sie sofortige Lösungen und Erklärungen liefert. Wenn Schüler/innen ihre Hausaufgaben machen, haben sie oft Zweifel und Fragen, die normalerweise erst am nächsten Tag von einer Lehrkraft beantwortet werden können. Apps wie Photomath können den Schüler/innen Schritt-für-Schritt-Erklärungen, visuelle Tipps und Hinweise auf Lösungen geben. Mithilfe von Computer-Vision-Techniken, wie OCR, scannt und erkennt die App mathematische Gleichungen und Problemstellungen. Sie kann dann das Problem analysieren und eine detaillierte Schritt-für-Schritt-Lösung erstellen. Die App kann sogar mehrere Lösungswege für ein und dasselbe Problem anbieten und den Schülern ein tieferes Verständnis des Stoffes vermitteln.
Abb. 2. Ein Beispiel für die Verwendung der Photomath-App zur Lösung einer quadratischen Gleichung.
Wie KI die Hochschulbildung verändert, indem sie Sprachlücken überbrückt
KI-Tools können für Schüler/innen auch in alltäglichen Situationen nützlich sein, z. B. um Sprachbarrieren zu überwinden. Heutzutage ist es üblich, dass Studierende ihr Studium in verschiedenen Ländern absolvieren, wo sie sowohl innerhalb als auch außerhalb des Klassenzimmers mit sprachlichen Herausforderungen konfrontiert werden können. Ob es darum geht, Straßenschilder zu lesen, Speisekarten zu verstehen oder Vorlesungsmitschriften in einer fremden Sprache zu folgen - diese Situationen können für Schüler/innen schwierig sein, sich an eine neue Umgebung anzupassen.
Mit Apps wie Google Lens können Schüler/innen den Text eines Bildes oder Plakats ganz einfach übersetzen, indem sie ein Foto schießen. Die App verwendet zunächst OCR, um den Text auf dem Bild zu erkennen. Dann nutzt sie die natürliche Sprachverarbeitung, um den Kontext und die Struktur der Sprache zu verstehen, bevor sie eine sofortige Übersetzung liefert. Der übersetzte Text wird direkt über das Originalbild gelegt, so dass die Schüler/innen die Bedeutung von Schildern, Speisekarten oder Lehrbüchern in einer Fremdsprache schnell erfassen können. Mit solchen KI-Tools können Schüler/innen Sprachbarrieren im Klassenzimmer oder bei der Erkundung einer neuen Stadt schnell überwinden.
Abb. 3. Ein Beispiel für die Verwendung von Google Lens zur Übersetzung eines Zeichens.
KI im Klassenzimmer: Mit AR-Technologie unterrichten
Mit Technologien wie Augmented Reality (AR) können Schülerinnen und Schüler mit Lernmaterialien auf eine Weise interagieren, die das Lernen interessanter und einprägsamer macht. AR nutzt Computer Vision, um die reale Welt zu scannen und zu verstehen und digitale Bilder über physische Objekte im Klassenzimmer zu legen. So entsteht eine gemischte Umgebung, in der die Schüler/innen sowohl reale als auch virtuelle Elemente sehen und mit ihnen interagieren können, wodurch der Unterricht dynamischer und interaktiver wird.
Viele AR-basierte Tools werden bereits in Schulen und Universitäten eingesetzt. Ein Beispiel ist Assemblr EDU, das Schüler/innen und Lehrer/innen bei der Erstellung von 3D- und AR-Lernerfahrungen unterstützt. Lehrkräfte können vorgefertigte 3D-Assets und Animationen für den Unterricht nutzen oder mit einem einfachen Drag-and-Drop-Editor ihre eigenen interaktiven Materialien erstellen. Indem sie visuelle und praktische Informationen zum Leben erweckt, erleichtert AR den Schülerinnen und Schülern das Verständnis komplexer Konzepte und macht gleichzeitig mehr Spaß beim Lernen.
Abb. 4. Schülerinnen und Schüler interagieren mit einem Assemblr 3D-Modell mit AR.
Wie KI Schülern mit besonderen Bedürfnissen helfen kann
Studien zeigen, dass schätzungsweise 216,6 Millionen Menschen eine Sehbehinderung haben, und die Zahl der Sehbehinderten unter jungen Menschen steigt. Intelligente Brillen mit integrierter KI können sehbehinderten Schülerinnen und Schülern ein besseres Lernerlebnis bieten, indem sie Gesichter, Texte, Bilder in Büchern und Farben erkennen. Das ist ein großartiges Beispiel dafür, wie KI die Bildung zugänglicher macht.
Die Envision Glasses zum Beispiel sind intelligente Brillen, die mit ChatGPT die visuelle Informationen in Sprache umwandeln kann. Diese Brille kann beschreiben, was die Schüler/innen in der realen Welt sehen. Die eingebaute Kamera nimmt reale Umgebungen auf und verarbeitet sie mithilfe von Computer-Vision-Techniken wie der Objekterkennung. Durch die Verarbeitung natürlicher Sprache werden die verarbeiteten Informationen dann über den Lautsprecher der Brille in Sprache umgewandelt. Die Brille ermöglicht sehbehinderten Schülerinnen und Schülern mehr Selbstständigkeit bei alltäglichen Aufgaben wie Lesen, Schreiben oder auch dem Erkennen von Personen und Orten.
Abb. 5. Die Envision Glasses verwendet GPT-4 von OpenAI.
Vor- und Nachteile des Einsatzes von KI im Leben von Schülern
KI bietet viele Vorteile für Studierende, die das Studium und das Studentenleben im Allgemeinen erleichtern. Das gilt auch für verschiedene Altersgruppen. Zum Beispiel sind mehr als 56 % der Duolingo-Nutzer/innen unter 24 Jahre alt. Die App nutzt KI-Funktionen wie GPT-4-gestützte Rollenspiele, damit Schüler/innen mit der KI Gespräche aus der realen Welt üben können. Solche KI-unterstützten Tools machen das Sprachenlernen interaktiver.
In der Hochschulbildung unterstützen Tools wie ChatGPT (ein KI-Chatbot zur Texterstellung), Grammarly (ein KI-Schreibassistent für Grammatik und Stil) und Consensus (eine akademische KI-Suchmaschine) Studierende bei Aufgaben wie Recherche und Schreiben. Eine Studie ergab, dass 70 % der Studierenden der Meinung sind, dass sich KI positiv auf ihr Studium auswirkt. 40 % äußerten jedoch Bedenken hinsichtlich der ethischen Auswirkungen. Um die Auswirkungen von KI auf Studierende wirklich zu verstehen, muss man sowohl die Vorteile als auch die Nachteile betrachten.
Mit der zunehmenden Verbreitung von KI in der Bildung eröffnen sich für Schüler/innen neue Möglichkeiten, zu lernen, ihre Zeit zu verwalten und ihren akademischen Erfolg zu verbessern. Hier sind einige der positiven Auswirkungen, die KI auf Schüler/innen haben kann:
Sofortiges Feedback: Die Schüler/innen können sofort Antworten auf ihre Fragen erhalten, was ihre Produktivität steigert und sie ermutigt, selbstständig zu lernen.
Bessere Zusammenarbeit: KI-Tools können die Zusammenarbeit zwischen Schülerinnen und Schülern erleichtern, auch wenn sie sich an verschiedenen Orten befinden, indem sie gemeinsame Plattformen für Projekte, Diskussionen und Lernressourcen bereitstellen.
Automatisierte Verwaltungsaufgaben: KI kann Benotungs-, Anwesenheits- und Planungsaufgaben automatisieren, so dass sich die Lehrkräfte mehr auf die Arbeit mit den Schüler/innen und die Verbesserung der Unterrichtsqualität konzentrieren können.
KI verbessert zwar das Lernen und macht das Lernen bequemer, aber es gibt auch einige Grenzen zu beachten. Wenn man sich zu sehr auf KI verlässt, kann das die Kreativität und die Problemlösungsfähigkeiten der Schüler/innen beeinträchtigen. Hier sind ein paar Nachteile, die du beachten solltest:
Privatsphäre betrifft: Der Einsatz von KI erfordert die Erfassung und Verarbeitung großer Datenmengen, was Bedenken hinsichtlich der Speicherung und Verwendung der persönlichen Daten der Schüler/innen aufwirft.
Geringere menschliche Interaktion: Ein übermäßiger Einsatz von KI-Tools könnte die wertvolle Interaktion zwischen Lehrer/in und Schüler/in verringern, die für die persönliche Entwicklung und Beratung wichtig ist.
Digitale Kluft: Bestimmte KI-Tools können kostspielig und für Schüler/innen, die sich keine teuren Abonnements oder Geräte leisten können, schwer zugänglich sein.
Die wichtigsten Erkenntnisse
KI kann die Art und Weise, wie Schüler/innen lernen, neu definieren, indem sie ihnen hilft, bessere Lerngewohnheiten zu entwickeln, ihre Techniken zu verbessern und ihre Produktivität zu steigern. Durch die Personalisierung des Unterrichts und die Unterstützung rund um die Uhr ermöglicht die KI es den Schüler/innen, die Kontrolle über ihre Bildung zu übernehmen und in ihrem eigenen Tempo zu lernen. Mit diesen Vorteilen gehen aber auch wichtige Überlegungen einher, wie ethische Bedenken und Risiken für die Privatsphäre. Da KI immer häufiger in den Unterricht integriert wird, müssen wir sicherstellen, dass sie verantwortungsvoll eingesetzt wird. Letztendlich wird das richtige Gleichgewicht die Zukunft der Bildung sowohl für Schüler/innen als auch für Lehrkräfte bestimmen.
