25 NRW-Schulen „zaubern“ mit KI in Mathematik und Deutsch

An 25 Schulen aus ganz NRW ist das landesweite Pilotprojekt KIMADU gestartet. Unter wissenschaftlicher Begleitung von zwei Teams der Uni Siegen erproben sie den Einsatz von Künstlicher Intelligenz im Unterricht. Das Land fördert das Projekt mit über einer Million Euro.

Die Stimmung im Hörsaalzentrum der Universität Siegen ist ein bisschen wie am ersten Schultag: Ein neues Umfeld, viele neue Gesichter…und vor allem ganz viel Neugier darauf, was einen in der nächsten Zeit erwartet. Nur, dass in den Hörsaal-Bänken keine Schülerinnen und Schüler sitzen, sondern Vertreter*innen des Schulministeriums NRW, der Bezirksregierungen, der QUA-LiS – und vor allem jede Menge Lehrerinnen und Lehrer. Sie unterrichten Mathematik, Deutsch oder sind Digitalisierungsbeauftragte und kommen von 25 verschiedenen Schulen, über ganz Nordrhein-Westfalen verteilt: Alle fünf Regierungsbezirke und sämtliche Schulformen sind vertreten. Allen Lehrkräften gemeinsam ist, dass sie an einem Pilotprojekt des NRW-Schulministeriums zum Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) im Schulunterricht teilnehmen. In den kommenden Monaten sollen sie zu Pionieren in Sachen KI werden – begleitet von zwei wissenschaftlichen Teams der Universität Siegen.

Das landesweite Pilotprojekt KIMADU (Künstliche Intelligenz im Mathematik- und Deutschunterricht) ist im Herbst gestartet. Die 25teilnehmenden Schulen wurden im Winter von der oberen Schulaufsicht unter Beteiligung der Teams von Prof. Dr. Ingo Witzke (Didaktik der Mathematik) und Prof. Dr. Torsten Steinhoff (Didaktik der deutschen Sprache) aus über 120 Bewerbungen ausgewählt. Bei einem Fachtag lernen sich die Fachlehrerinnen und -lehrer nun erstmals persönlich kennen. In Arbeitsgruppen und unter wissenschaftlicher Begleitung sollen sie im Rahmen des Projektes KI-Unterrichtskonzepte entwickeln und als Multiplikator*innen in ihre Schulen tragen. Rund 12.000 Schülerinnen und Schüler aus dem ganzen Land werden die Konzepte gemeinsam mit den Lehrkräften erproben.

„Wir möchten, dass Sie in Ihrem Unterricht zaubern. Mit der Hilfe von Künstlicher Intelligenz und unterstützt durch unser Wissen“, begrüßt Prof. Steinhoff die Lehrerinnen und Lehrer. Auf der LED-Tafel hinter ihm ist passend dazu ein KI-Agent in Gestalt des Zauberschülers Harry Potter zu sehen. Selbst solche virtuellen KI-Agenten für den Unterricht anzulegen, ist eine Kompetenz, die im Rahmen von KIMADU vermittelt werden soll: Künstliche Intelligenz wird dazu mit Fachtexten geschult und so programmiert, dass sie die Schülerinnen und Schüler bei ihren Arbeits- und Lernprozessen individuell begleitet – zum Beispiel, indem sie ihnen Rückfragen stellt oder wiederholt Impulse und Feedback gibt.

„In KIMADU geht es darum, KI didaktisch sinnvoll zu nutzen: Sie muss zum jeweiligen Unterrichtsfach, zum Thema und zur konkreten Aufgabenstellung passen. Wenn KI im Unterricht richtig eingesetzt wird, dann unterstützt sie die Kinder als Lernpartner, ohne die Lösung zu verraten“, erklärt Prof. Witzke. Beispielsweise kann es manchen Schülern helfen, eine Aufgabe noch einmal in einfacherer Sprache erklärt zu bekommen. Andere kommen besser zurecht, wenn eine Aufgabe durch ein anschauliches Beispiel ergänzt wird.

Aber auch Lehrerinnen und Lehrer profitieren von Künstlicher Intelligenz, wenn sie sie kompetent einbinden. Mit dem richtigen Material „gefüttert“, kann KI beispielsweise Aufgaben für den Unterricht verbessern. Auch die Vorbereitung einzelner Unterrichtseinheiten erleichtert die Technologie. Soll es im Mathematikunterricht einer 5. Klasse beispielsweise um das Thema „Vierecke“ gehen, lässt sich mit Hilfe von KI innerhalb kürzester Zeit ein thematisches Einführungsspiel kreieren – inklusive Spielregeln und optimal auf die Vorkenntnisse und Fähigkeiten der Schüler*innen abgestimmt.

Auf die Theorie folgt beim ersten KIMADU-Fachtag sofort die Praxis: Nach einem Vortrag zur KI-Nutzung von Dr. Frederik Dilling und Mareike Fuhlrott geht es für die Lehrer*innen in fachspezifischen Workshops weiter – geleitet unter anderem von Dr. Irene Corvacho del Toro und Birgitta Marx. Gemeinsam mit den Wissenschaftler*innen entwickeln die Lehrkräfte erste Ideen für Mathematik- und Deutschaufgaben, die KI sinnvoll integrieren. Die Ergebnisse nehmen sie anschließend mit an ihre Schulen. Dort sollen die Konzepte weiterentwickelt und im Unterricht erprobt werden. Jede einzelne Schule bekommt dabei in den kommenden Wochen auch Besuch vom Projektteam der Universität Siegen. Zusätzlich bieten die Wissenschaftler*innen wöchentliche Online-Sprechstunden an. Regelmäßig treffen sich alle Beteiligten von KIMADU außerdem zu weiteren Fachtagen, um Erfahrungen auszutauschen.

Die Ergebnisse der Projekt- und Forschungsarbeit werden abschließend in wissenschaftlichen Artikeln und einem Projektbericht veröffentlicht. Lehr-Lernszenarien und Unterrichtsmaterialien, die sich bewährt haben, sollen als Best-Practice-Beispiele allen Schulen in NRW zur Verfügung gestellt werden.

Weitere Informationen zum Projekt finden Sie unter https://kimadu.de

Kontakt:
Prof. Dr. Ingo Witzke (Didaktik der Mathematik, Universität Siegen)
E-Mail: witzke@mathematik.uni-siegen.de
Tel.: 0271-3579

Prof. Dr. Torsten Steinhoff (Didaktik der deutschen Sprache, Universität Siegen)
E-Mail: steinhoff@germanistik.uni-siegen.de
Tel.: 0271-2936

Begrüßten die Lehrerinnen und Lehrer im Universitätshörsaal: David Schlephorst, Stephanie Bräuning (NRW-Schulministerium), Dr. Irene Corvacho del Toro, Prof. Dr. Ingo Witzke, Prof. Dr. Torsten Steinhoff, Dr. Frederik Dilling, Marc Herrmann, Joshua Voßhagen, Birgitta Marx, Benedikt Heer, Mareike Fuhlrott (v.l.n.r.)