Wie künstliche Intelligenz Schüler*innen beim Lernen hilft

Schülerinnen in der Bibliothek

Unseren Schulen soll der Sprung in die digitale Zukunft gelingen: Nach langen Verhandlungen zwischen Bund und Ländern ist vor wenigen Wochen der „Digitalpakt“ in Kraft getreten. Schulträger können daraus Fördergelder zur Digitalisierung ihrer Schule beantragen, im Schnitt sollen auf jede Schülerin und jeden Schüler rund 500 Euro Fördergeld entfallen. Dies soll nicht nur zur Verbesserung der digitalen Infrastruktur eingesetzt werden, etwa zur Anschaffung von Laptops und Smartboards. Es geht vielmehr auch um die Entwicklung von neuen pädagogischen Konzepten, welche digitale Kompetenzen fördern und die Entwicklung von Lernumgebungen, in denen Raum für die individuellen Bedürfnisse der Heranwachsenden geschaffen wird.

An der Bereitschaft der Schülerinnen und Schüler oder der Lehrkräfte mangelt es nicht: Unsere Bildungsstudie zeigt: Sowohl die Prioritäten der Heranwachsenden, wie auch die der Lehrkräfte sind deutlich moderner als das, was ihnen derzeit ihre Lernumgebung bietet. Es ist an der Zeit, dass wir die Potenziale moderner Technologien nutzen, um Lehrkräfte einerseits von zeitaufwendigen Verwaltungsakten entlasten und Schülerinnen und Schüler zugleich noch individueller auf zukünftige Anforderungen der Arbeitswelt vorbereiten zu können. Künstliche Intelligenz ist eine Schlüsseltechnologie, die dazu einen wesentlichen Beitrag leisten kann.

Neue Technologien, neue Kompetenzen

Da Künstliche Intelligenz den Arbeitsmarkt wesentlich verändern wird, wird die Bedeutung menschlicher Fähigkeiten wie Kreativität, zwischenmenschliches Verständnis und Empathie immer wichtiger. Für zukünftige Schulabsolventen wird es maßgeblich darum gehen, Probleme zu lösen, mit anderen zusammenzuarbeiten, selbstständig zu planen und umzusetzen, neue und kreative Wege zu gehen und dabei gesellschaftliche und soziale Kompetenz zu beweisen. Wenn Routineaufgaben zunehmend automatisiert werden, geht es stärker darum, Menschen zusammenzubringen und gemeinsam Strategien zu entwickeln. Der beste Weg, junge Menschen darauf vorzubereiten, liegt für uns auf der Hand: In der Schule damit anzufangen. Denn die Integration von Technik und KI in den Lernalltag der Heranwachsenden bietet viele Möglichkeiten, genau jene Kompetenzen zu fördern und Schülerinnen und Schülern dadurch zu mehr Lernerfolg zu verhelfen. Darüber hinaus kann KI aber auch bei der Vermittlung von Basis-Fähigkeiten, wie dem Erlernen von Grundrechenarten oder Lesen einen sinnvollen Mehrwert bieten. Ein gutes Beispiel dafür ist der Ansatz von „Lexplore“.

Mit Lexplore gegen Leseschwäche

Lesekompetenz ist eine der zentralen Schlüsselkompetenzen. Denn Lesen können ist ein Türöffner für viele Dinge in unserem Leben: Aufgaben in der Schule verstehen, Rezepte oder Zeitungen lesen, sogar bei der Smartphone- oder Computernutzung sind Lesekenntnisse erforderlich. Gerade Kinder können sich so schnell ausgeschlossen fühlen, beteiligen sich vielleicht seltener am Unterricht oder fühlen sich weniger schlau.

Gleichzeitig ist diese Fähigkeit bei Kindern sehr unterschiedlich ausgeprägt. Während fortgeschrittene Leserinnen und Leser sich mit kurzen, fokussierten Augenbewegungen durch den Text bewegen, brauchen schwache Lesende mehr Zeit und bewegen die Augen langsamer, springen im Text oder bleiben bei einzelnen Wörtern hängen. Andere Kinder wiederum haben vielleicht eine Leseschwäche oder Legasthenie.

Augenbewegungen beim Lesen
(Quelle: Lexplore Inc.)

Das stellt Lehrkräfte vor eine große Herausforderung. Denn viele der heute gängigen Methoden zur Beurteilung der Lesestärke von Kindern berücksichtigen nicht die gesamte Bandbreite der komplexen kognitiven Prozesse, die beim Lesen ablaufen. Das bedeutet, dass Lehrkräfte viel Zeit aufwenden müssen, um zunächst die Lesekompetenzen der Kinder zu beurteilen und in einem zweiten Schritt, wenn Schwierigkeiten vorhanden sind, die jeweiligen Gründe dafür zu identifizieren. Erst dann können sie geeignete Maßnahmen ableiten.

Warum KI ins Klassenzimmer gehört

Forschende am Karolinska Institute in Schweden wollten diesen Prozess vereinfachen und haben ein vereinfachtes Verfahren entwickelt. Daraus ist Lexplore entstanden, die mittels neuster KI- und Eyetracking-Technologien Kinder beim individuellen Lesenlernen unterstützen wollen. Durch die Beobachtung und Auswertung der Augenbewegungen beim Lesen eines Textes mit einem Eyetracker können Rückschlüsse auf die Lesekompetenz der Heranwachsenden gezogen werden. Dafür werten maschinelle Lernalgorithmen, die auf Microsoft Azure und Windows 10 basieren, Korrelationen und Muster in den Augenbewegungsdaten der Kinder aus. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse ermöglichen Lehrerinnen und Lehrern wertvolle Einblicke in Prozesse beim Lesen und zeigen Stärken und Schwächen eines Kindes auf.

In den Vereinigten Staaten, Schweden und Groß-Britannien wird die Technologie bereits verwendet, weitere Länder sollen folgen. Lexplore kann Lehrkräften helfen, individuelle Lernprogramme für die Bedürfnisse jedes einzelnen Kindes zu entwickeln. Durch die ganzjährige Erfassung können sich Lehrkräfte zudem ein fundiertes Bild über die Fortschritte und der Wirksamkeit ihrer Lehrangebote machen.

Nachwuchsförderung großschreiben

Wir bei Microsoft glauben an das große Potenzial neuer Technologien und engagieren uns mit zahlreichen Bildungsprojekten, Förderprogrammen für Schulen, IT-Plattformen zur Vernetzung von Forschung und Lehre sowie gezielter Nachwuchsförderung im Technologiebereich seit Jahren für Bildung.

Weiterführende Informationen zu den Bildungsangeboten von Microsoft gibt es unter: www.microsoft.de/bildung.


Ein Beitrag von Michael Wittel, 
Leitung Bildung & Forschung bei Microsoft Deutschland

Michael Wittel

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