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WueDive - Digitale Innovationen in der Lehre

Intelligente (?) Chatbots im Mathematikunterricht

Projektziel: Förderung der digitalbezogenen professionellen Kompetenz von angehenden Lehrkräften im Umgang mit Chatbots im Mathematikunterricht

Status: aktiv bis 03/2024

Vorhaben

Expert:innen vertreten nahezu einhellig die Auffassung, dass künstliche Intelligenz (KI) unsere Zukunft nachhaltig prägen wird. Lehrkräfte müssen Schüler:innen daher darauf vorbereiten, neue Werkzeuge wie beispielsweise ChatGPT aus ihrem Alltag zielgerichtet und effektiv einzusetzen. Das setzt die Entwicklung von ausgeprägten digitalen Kompetenzen voraus. Für den Mathematikunterricht ergeben sich so neue Anforderungen aber auch Einsatzmöglichkeiten von KI, beispielsweise bei der Entwicklung von Unterrichtsmaterialien und Lernkonzepten.

Das Teilprojekt soll angehende Lehrkräfte befähigen, die Einsatzmöglichkeiten von Chatbots zur Unterstützung mathematischer Überlegungen und speziell des Mathematikunterrichts zu nutzen. Den Ausgangspunkt stellt die Frage dar, in welcher Hinsicht Chatbots intelligent sind oder nur intelligent wirken.

Gemeinsam wollen wir u. a. die folgenden Fragen diskutieren:

  • Welche Lerngelegenheiten bieten Chatbots?
  • Wie kommunizieren Lernende mit Chatbots und wie unterstützen die Antworten sie?
  • Welche Risiken sind mit dem Einsatz verbunden?
  • Welches Wissen benötigen Lehrpersonen, um Chatbots in den Unterricht zu integrieren?

Hierzu sollen im Rahmen eines Seminars technische und inhaltliche Kriterien betrachtet werden. Die Theoriephase umfasst Grundlagen zu Chatbots im Mathematikunterricht, insbesondere zur Frage des Umgangs mit Algorithmen und Ergebnissen. In der Praxisphase haben die angehenden Lehrkräfte die Möglichkeit, Chatbots zu erproben und auf ihre Anwendungsmöglichkeiten und das didaktische Potenzial zu untersuchen. Anschließend sollen Unterrichtsmaterialien entwickelt werden, die für den Einsatz von Chatbots im Mathematikunterricht geeignet sind. Im letzten Teil des Seminars folgt eine kritische Reflexion über Potenziale und Grenzen von Chatbots im Mathematikunterricht. Hier soll erörtert werden, wie Chatbots verantwortungsvoll in zukünftige Lehrsituationen eingesetzt werden können.

Anhand einer begleitenden Untersuchung wird festgestellt, inwiefern sich die Studierenden den Einsatz von Chatbots im Mathematikunterricht nun eher – etwa in Unterrichtsvorbereitung und -durchführung – zutrauen und von seinen Einsatzmöglichkeiten überzeugt sind. Entsprechende Ergebnisse werden im Rahmen einer empirischen Studie festgehalten. Elementarer Teil des Vorhabens ist außerdem eine strukturierte Aufbereitung der Forschungsergebnisse zu Chatbots im Mathematikunterricht und die darauf aufbauende Konzipierung einer Lehrveranstaltung.

Die Lehrveranstaltung, die die digitalbezogene professionelle Kompetenz der Studierenden fördern soll, basiert darauf, theoretisch fundiert und anwendungsbezogen das zum erfolgreichen Einsatz von Chatbots im Mathematikunterricht nötige Wissen und die damit zusammenhängenden Kompetenzen zu vermitteln.

Durch die Fokussierung auf theoretisches Wissen einerseits und praktische Umsetzungsmöglichkeiten andererseits soll die Anwendbarkeit der Lehrveranstaltungsinhalte nicht nur in einzelnen Unterrichtssituationen, sondern im kompetenten Umgang mit Chatbots im Allgemeinen in den Blick genommen und der Theorie-Praxis-Gap geschlossen werden.

Die Projektbeteiligten entwickeln innovative Lehrmaterialien und Unterrichtsmodelle, die auch nach Abschluss des Projekts weiterhin für angehende Lehrkräfte und allgemein in der Hochschullehre verfügbar sind. Dadurch können die im Projekt erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten langfristig und nachhaltig genutzt, in die Praxis umgesetzt und an die Weiterentwicklung von Chatbots angepasst werden.

Die Ergebnisse der Begleitstudie sowie die Nachbereitung und Veröffentlichung der Lehrveranstaltungserzeugnissen werden nach Abschluss des Teilprojekts veröffentlicht.

Die Lehrveranstaltung konzentriert sich auf die Nutzung des Kommunikationstools ChatGPT im Mathematikunterricht.