„Wie Diese Schule Künstliche Intelligenz Revolutioniert“

• Daniel Thompson nutzt eine sprachgesteuerte KI, um den Unterricht effektiver zu gestalten und das Engagement seiner Schüler zu fördern. Die KI-Technologie in Bildungseinrichtungen, wie Origin, ermöglicht Lehrern, sich freier im Klassenzimmer zu bewegen und direkter mit Schülern zu interagieren. Trotz der Fortschritte der KI bleibt die Motivation und das Engagement der Schüler eine Herausforderung, die am besten durch menschliche Lehrer adressiert wird. Studien zeigen, dass die Interaktion und persönliche Bindung zwischen Lehrern und Schülern entscheidend für den schulischen Erfolg ist. Experten sind sich einig, dass KI die Fähigkeiten von Lehrern ergänzen, aber nicht ersetzen sollte, um nachhaltiges Lernen zu fördern.

An einem sonnigen Frühlingsmorgen in Atlanta streifte Wissenschaftslehrer Daniel Thompson durch die Reihen seiner Sechstklässler an der Ron Clark Academy. Er überprüfte stichprobenartig ihre Arbeiten und führte sie in angeregte Diskussionen über Wetter und Wasser ein. Dabei hatte er einen ganz besonderen Helfer: eine sprachgesteuerte KI, die Apps und Lehrvideos auf Großbild-Smartboards beschwören konnte.

Als ein Schüler fragte: „Gibt es Tiere, die kein Wasser brauchen?“, wandte sich Thompson an die KI. Sekunden später erschien eine bebilderte Information über Kängururatten vor der Klasse. Thompsons sprachgesteuerter Assistent, Origin, ist das Werk des Informatikers Satya Nitta, der nach vielen Jahren bei IBM das Unternehmen Merlyn Mind gründete. Dort hatte er vergeblich versucht, ein KI-Werkzeug zu entwickeln, das Schüler direkt unterrichten kann. Trotz des Erfolgs von IBM Watson in Quizshows stellte sich heraus, dass es nicht gut im Lehren war. Nach fünf Jahren und 100 Millionen Dollar Aufwand musste das IBM-Team 2017 kapitulieren.

Der Wandel des Lernens durch KI

Seit der Veröffentlichung von OpenAI’s ChatGPT im November 2022 dringen immer mehr KI-Tutoren und Hilfsmittel in die Bildungslandschaft ein. Diese Werkzeuge verwenden große Sprachmodelle, die auf riesigen Datenmengen basieren, um Schüleranfragen zu verstehen und flexibel sowie zielgerichtet zu beantworten. Sie können Quiz erstellen, Schlüsselpunkte zusammenfassen, algebraische Gleichungen schrittweise darstellen und Feedback zu Essays geben.

Zu diesen Werkzeugen gehören spezifische Programme wie Writable und Photomath sowie universellere Tutoren wie Socratic von Google und Khanmigo, eine Zusammenarbeit von OpenAI und der Khan Academy. Angesichts der zunehmenden Verbreitung solcher Tools glauben nur wenige Beobachter, dass Bildung künftig ohne KI auskommt. Gleichzeitig hält selbst die größten Techno-Optimisten zurück, das Lehren den Maschinen vollständig zu überlassen. Es geht um die beste Mischung.

Herausforderungen und Potenziale der KI in der Bildung

Skepsis gegenüber KI entsteht oft dadurch, dass Schüler die Technologie nutzen könnten, um Abkürzungen zu nehmen, und durch die Tendenz der KI, bei der Beantwortung jeder Frage unkorrekte Informationen zu generieren. Dieses Problem kann (wenn auch nicht vollständig) durch das Programmieren der Bots auf geprüfte Lehrmaterialien gemindert werden. Weniger Beachtung findet jedoch eine noch heiklere Herausforderung für KI: das Engagement und die Motivation der Schüler.

Nitta betont, dass menschliche Kommunikation eine „tiefsinnige“ Dimension besitzt, die es Lehrern erlaubt, sofort Dinge wie Verwirrung und nachlassendes Interesse zu erkennen und zu adressieren. Er und andere Experten sehen die beste Rolle der KI darin, Lehrer zu unterstützen und deren Reichweite zu erweitern. Origin soll beispielsweise das Engagement der Schüler erleichtern, indem es Lehrern ermöglicht, sich freier im Klassenzimmer zu bewegen und mit den Schülern zu interagieren. Dieser Ansatz löst die Lehrer von der vorderen Position am Computer und ermöglicht direkte Interaktionen, auch mit den Schülern in den hinteren Reihen.

Praktische Anwendungen Künstlicher Intelligenz im Klassenzimmer

Im letzten Schuljahr wurde Origin von tausenden Lehrern landesweit getestet, darunter Thompson und drei weiteren Lehrern an der Ron Clark Academy. Die Privatschule in Süd-Atlanta, deren Schüler hauptsächlich aus einkommensschwachen Familien stammen, befindet sich in einem Lagerhaus, das zu einem kleinen Hogwarts umgebaut wurde.

Während Thompson durch die Klasse wanderte, hielt er eine schlanke Fernbedienung mit einem Mikrofon-Button in der Hand, mit dem er die KI-Software steuerte. Zuerst ließ er die KI einen dreiminütigen Timer auf dem Smartboard anzeigen. Dann stellte er schnelle Wiederholungsfragen, wie „Was verursacht Wind?“ Als die Schüler die Details nicht erinnern konnten, bat Thompson die KI um eine Illustration des Luftstroms. Einmal kletterte er sogar auf einen Schülerarbeitstisch und behauptete (fälschlicherweise), dass die Stratosphäre die Schicht sei, in der das meiste Wetter passiert, nur um zu sehen, ob die Schüler seinen Fehler bemerken würden. Anschließend fand die KI ein kurzes Bildungsfilmchen über Süß- und Salzwasser-Ökosysteme, das Thompson nutzte, um die Lektion fortzuführen.

Zahlreiche Studien, einschließlich einer 2018 veröffentlichten Forschungsübersicht, haben die Bedeutung des Engagements für den schulischen Erfolg bestätigt. Während KI viele Stärken hat, kann sie laut Nitta nicht gut motivieren, „etwas zu tun, wofür man sich nicht besonders interessiert.“

Die Herausforderung bleibt bestehen: KI ist am besten als Ergänzung zu menschlichen Lehrkräften geeignet. Diese Partnerschaft soll deren Fähigkeiten verstärken, ohne sie zu ersetzen.

Zukünftige Entwicklungen und nachhaltiges Lernen

Seit 2021 experimentiert die gemeinnützige Saga Education ebenfalls mit KI-Feedback, um Tutoren zu helfen, Schüler besser zu motivieren. Forschungen der Universität Memphis und der Universität von Colorado hinterfüttern deren Erkenntnisse. Sie analysieren zum Beispiel, wie oft Tutoren während ihrer Nachhilfestunden Schüler dazu anregen, ihre Gedanken zu Handlungen zu erklären oder tiefere Diskussionen zu initiieren.

Insgesamt erwarten Experten, dass die Rolle der KI im Bildungsbereich wächst und ihre Interaktionen menschlicher erscheinen. Doch selbst wenn die KI emotional intelligent wird, bleibt die wahre Bindung zwischen Schülern und menschlichen Lehrern unerreicht. Laut Michael Littman, Informatikprofessor an der Brown University, verstehen Schüler intuitiv, dass künstliche Intelligenz sich nicht wirklich um sie kümmert, was auch das Engagement beeinflusst.

Die Beziehungskomponente des Lernens ist von unschätzbarem Wert. Wird sie aus der Bildungsgleichung herausgenommen, geht etwas Entscheidendes verloren.