Promotionskolleg

Der Forschungsstand zur Förderung KI-bezogener Kompetenzen von Lehramtsstudierenden zeigt, dass ein Desiderat bezüglich fundierter pädagogischer Konzepte für die Hochschullehre und Evaluationsstudien besteht. Daher ist es Ziel des Projekts, theoriegeleitet ein Konzept für die bildungswissenschaftliche Hochschulschullehre zur systematischen Förderung KI-bezogener Kompetenzen von Lehramtsstudierenden unter besonderer Berücksichtigung von Diversität im Rahmen einer gestaltungsorientierten Bildungsforschung zu entwickeln, dieses zu implementieren und hinsichtlich der Zielerreichung und möglicher Nebenwirkungen zu evaluieren. Die Ergebnisse können für andere Lehramtsfächer adaptiert und damit zur Vernetzung der Lehrpersonenbildung an der JMU beitragen.

Large Language Models (LLMs) als eine Anwendung von künstlicher Intelligenz rücken zunehmend in den gesellschaftlichen wie auch den bildungspolitischen Diskurs. Seitens der ständigen wissenschaftlichen Kommission wurde beispielsweise die Forderung laut, dass LLMs Einzug in Schulen halten sollen. Da bekannt ist, dass der Einsatz von digitalen Technologien im Unterricht entsprechendes domänenspezifisches Wissen seitens der Lehrkräfte als Teil professioneller Kompetenz erfordert, widmet sich dieses Projekt der Untersuchung des Aufbaus entsprechenden Wissens zum Einsatz von LLMs im Kontext mathematischer Bildung. Grundlage hierfür bilden ein domänen-spezifisches Modell zum Einsatz von Technologien in der Mathematik sowie die vorangehenden Studien des Verantwortlichen.

Das Projekt untersucht die Entwicklung und den Einsatz von KI-gestützten Tools für adaptiven Fremdsprachenunterricht. Es fokussiert auf die Kompetenzen angehender Lehrkräfte im Umgang mit KI-Technologien, die künftig die Fremdsprachendidaktik beeinflussen werden. Forschungsschwerpunkte sind die Auswirkungen von KI auf das Sprachlernen, das Verständnis und die Nutzung von KI durch Studierende sowie die Rolle von KI-Tools in Sprachmittlung und -bewusstheit.

Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) wie die großen Sprachmodelle (Large Language Models, LLM) haben das Potenzial, präzise Rückmeldungen zu generieren und so Lernprozesse adaptiv und effektiv zu unterstützen. In unserem Projekt sollen diese Methoden genutzt werden, um Lernenden intelligentes tutorielles Feedback zur Beantwortung generativer Lernaufgaben (wie offene Antworten in Übungstests, Zusammenfassungen oder Aufsätze) zu geben. Solche generativen Lernaufgaben sind außerordentlich lernförderlich, allerdings nur dann, wenn sie mit informativem und zeitnahem Feedback verknüpft werden. Wir erforschen in einem ersten Schritt das Potenzial der Verknüpfung generativer Lernaufgaben mit KI-erzeugtem intelligenten tutoriellen Feedback in der Lehramtsausbildung. Dabei sollen Lehramtsstudierende in die Entwicklung entsprechender didaktischer Werkzeuge und ihre Wirksamkeitsprüfung einbezogen werden. Auf dieser Basis werden in einem zweiten Schritt digitale Schulungsmaterialien entwickelt, mit denen (angehende) Lehrkräfte vertiefte Kenntnisse in der Anwendung von LLM zur Förderung generativer Lernaktivitäten im Unterricht kennenlernen. Der Beitrag dieser Schulungsmaterialien für die Entwicklung KI-bezogener Kompetenzen (angehender) Lehrpersonen wird in einem dritten Schritt systematisch evaluiert.

Dieses Teilprojekt zielt darauf ab, anspruchsvolle Planungsaufgaben für Unterricht durch KI-gestützte Applikationen zu erleichtern. Die anwendungsorientierte Forschung baut auf ein validiertes Seminarkonzept für fortgeschrittene Lehramtsstudierende auf. Der Fokus soll insbesondere darauf liegen, Unterricht diversitätssensibel auszurichten. Solcherart inklusiv angelegter Unterricht muss vor allem adaptiv umsetzbar sein. In einem Design-Based Research-Ansatz sollen für die verschiedenen Planungsschritte hilfreiche KI-Applikationen identifiziert werden, diese in die bestehende Lehrmethodik integriert und abschließend der Effekt der KI-Unterstützung beim Planungsprozess untersucht werden. Ziel ist eine auf verschiedene Fächer transferierbare Methodik für die Vermittlung KI-gestützter Planungskompetenz an (zukünftige) Lehrkräfte.