Robotergestütztes Tutoring
Projektziel: Individuelle Lernunterstützung durch 1-zu-1-Tutoring mit einem sozialen Roboter.
Status: bis 12/2025
Vorhaben
Im Zentrum des Projekts steht die Weiterentwicklung eines bestehenden robotergestützten Tutorings. Seit zehn Semestern wird dieses Tutoring mit dem sozialen Roboter Pepper als freiwilliges Zusatzangebot für die Studierenden der Vorlesungen Medieninformatik 1 und 2 genutzt. Pepper hilft den Studierenden, Vorlesungsinhalte zu wiederholen und praktisch zu üben, indem er adaptives Feedback und Erklärungen gibt, die sich an den Lernfortschritt anpassen. Zunächst wurde das Angebot entwickelt und dessen Wirksamkeit erforscht. Seit drei Semestern wird es nun unabhängig von der Forschung angeboten (mehr Infos unter https://www.uni-wuerzburg.de/aktuelles/einblick/single/news/tutorium-beim-roboter/). Die positive Wirkung zeigt sich in zwei Bereichen: Erstens erzielen Teilnehmende signifikant bessere Noten in der Klausur, was in fünf Studien bestätigt wurde. Zweitens verzeichnen die Tutoring-Angebote hohe Nutzungszahlen: Im Wintersemester nahmen 37 % der Klausurteilnehmenden regelmäßig teil, im Sommersemester 2024 sogar 50 %.
Das Projekt adressiert Herausforderungen in der Hochschullehre, wie fehlende individuelle Unterstützung und regelmäßiges Feedback. Das Hauptziel ist, die Studierenden beim Lernen zu unterstützen, ihre Motivation zu steigern und ihre Freude am Lernen zu fördern, um bessere Noten zu erzielen. Zur Weiterentwicklung werden Verbesserungen umgesetzt, wie das Einfließen des Feedbacks der letzten Semester und die Anbindung an ChatGPT, um bei offenen Fragen zu helfen. Zudem wird ein Programmierinterface entwickelt, das Lehrenden ohne Programmiererfahrung den Einsatz in anderen Veranstaltungen ermöglicht, um die Anwendung weiter zu skalieren.
Das robotergestützte Tutoring basiert auf der Selbstbestimmungstheorie (Deci und Ryan, 1985), die die Erfüllung der drei psychologischen Grundbedürfnisse nach Kompetenz, Autonomie und sozialer Eingebundenheit unterstützt. Besonders die soziale Eingebundenheit wird durch den Roboter auf eine Weise angesprochen, die bei anderen digitalen Technologien oft fehlt. Der Roboter schafft eine Interaktion, die sowohl kognitiv als auch sozial ansprechend ist und fördert so Wohlbefinden und Motivation der Lernenden.
Im Rahmen des Projekts wird das robotergestützte Tutoring weiterentwickelt, um es einem breiteren Publikum zugänglich zu machen und auch Lehrenden ohne Programmiererfahrung den Einsatz zu ermöglichen. Ein zentrales Ziel ist die Erweiterung des Tutorings durch die Anbindung von ChatGPT und die Entwicklung eines benutzerfreundlichen Programmierinterfaces.
Die Arbeit und Forschung mit sozialen Robotern ist stets interdisziplinär und vereint Elemente aus der Informatik und den Humanwissenschaften, insbesondere aus der Psychologie, den Kommunikationswissenschaften sowie der Mensch-Computer-Interaktion. Im Bereich des robotergestützten Tutorings arbeiten Forschende und Lehrende aus der Informatik und den Kommunikationswissenschaften eng zusammen.
- Donnermann, M., & Lugrin, B. (2024). Introducing a model for (long-term) personalization of the behavior of a social robot tutor based on self-determination theory and empirical findings. In Proceedings of the 33rd IEEE International Conference on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN 2024) (pp. 1279–1286). IEEE.informatik.uni-wuerzburg.de+3bibsonomy.org+3informatik.uni-wuerzburg.de+3
- Donnermann, M., & Lugrin, B. (2024). Integration of robot-supported tutoring in higher education – An empirically based concept. In Proceedings of the 16th ACM International Conference on Education Technology and Computers (ICETC 2024). ACM.bibsonomy.org+1informatik.uni-wuerzburg.de+1
- Donnermann, M., Schaper, P., & Lugrin, B. (2022). Social robots in applied settings: A long-term study on adaptive robotic tutors in higher education. Frontiers in Robotics and AI, 9, Article 831633. https://doi.org/10.3389/frobt.2022.831633informatik.uni-wuerzburg.de+1bibsonomy.org+1
- Donnermann, M., Schaper, P., & Lugrin, B. (2021). Towards adaptive robotic tutors in universities: A field study. In Proceedings of the International Conference on Persuasive Technology (PERSUASIVE 2021). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-79460-6_3informatik.uni-wuerzburg.de
- Donnermann, M., Schaper, P., & Lugrin, B. (2020). Integrating a social robot in higher education – A field study. In Proceedings of the 29th IEEE International Conference on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN 2020) (pp. 573–579). IEEE. https://doi.org/10.1109/RO-MAN47096.2020.9223602bibsonomy.org+2informatik.uni-wuerzburg.de+2bibsonomy.org+2
