Fragestellungen zur KI

Die Fragestellungen sind übersetzt aus dem Buch Shah, P. (2023). AI and the future of education: Teaching in the age of artificial intelligence (First edition). John Wiley & Sons, Inc.

Reflexion

Welche übergeordneten pädagogischen Ziele verfolge ich mit der Integration von KI in meinem Unterricht?

  • Mir ist bewusst, das KI-Assistenz immer alltäglicher wird und auch an vielen Arbeitsplätzen bereits etabliert ist oder demnächst etabliert wird. Die Kommunikation mit einer KI passend zu gestalten ist ein wichtiges Ziel.

  • Gleichzeitig kann die Reflexion darüber was gute Kommunikation zwischen (zwei) Personen und zwischen Mensch und Maschine eint und unterscheidet auch beide Kommunikationswege positiv beeinflussen.

  • Eine offene Exploration der Arbeit mit einer KI-Assistenz hilft allen Beteiligten über bestehende Unsicherheiten sowie über sinnvolle und transparente Nutzung ins Gespräch zu kommen. Mich erinnert die aktuelle Debatte sehr stark an die Gaming-Debatte vor 15- 10 Jahren. Viel zu sehr haben anfangs viele (auch ich) fast ausschließlich auf die Risiken geschaut. Mittlerweile gilt es als gute Praxis, wenn Schulen Minetest-Projekte u.ä. auf die Beine stellen. Was wir damals nicht beachtet haben, ist welche erstaunlichen Kompetenzen junge Gamer entwickelt haben. So wurde in liebevoller Kleinarbeit von meinem jüngsten Sohn damals Haus und Garten akribisch nachgebaut, Und während Handgemaltes natürlich in einem Bilderrahmen Platz fand, gibt es von dieser fantastischen Leistung noch nicht mal einen Screenshot. Weiter wurden eigene Spiele aufgezeichnet und Strategien erläutert, weltweit wurde kollaboriert um gemeinsame Lösungen für eine verzwickte Situation zu finden. Wie locker hätten wir Lehrer::innen den Unterricht remote bewerkstelligt, wenn wir uns von unseren Kindern beim Gamen mehr abgeschaut hätten (keine Frage wir haben es auch so nach ein paar Lernwochen hinbekommen, nur wäre vielleicht Einiges leichter gewesen).

  • Eine KI-Assistenz kann Lernende bei ihren Fragen und Lösungsentwicklung adaptiv unterstützen. Auch wenn der Unterricht vorbei ist, steht die KI-Assistenz weiter zur Verfügung.

  • Lernkompetenz erweitern: Es zeichnet sich ab, dass KI-Assistenz ein mächtiges Tool sein kann, um beim Aufstellen eines eigenen Lernplans, Identifizieren geeigneter erster Schritte und evtl. auch geeignete Suchbegriffe und weitere Ressouren zu finden etc. zu unterstützen.

  • Im Rahmen des Unterrichts individuell folgende Fragen klären:

    • Wie komme ich vom zufälligen Ausprobieren von KI-Unterstützung zu Strategien und Entscheidungshilfen, für was ich KI nutze, wann eine Internetsuche vielleicht schneller ist, wie ich die KI nutze und wie ich den eigenen von mir erwarteten Kompetenzaufbau überprüfe (auch vielleicht mit KI-Assistenz, z.B. learn.xyz, …) Welche Probleme versuche ich zu lösen?

  • Der Unterricht in Wirtschaftsinformatik ist durchaus eine große Herausforderung, da es zum einem Pflichtunterricht für alle Lernende am Wirtschaftsgymnasium in NRW ist und zum anderen interessante Projekte schnell eine ziemliche Komplexität bieten. Ein großer Teil der Unterrichtszeit geht geht in die individuelle Lernberatung, um Fehler aufzufinden.

  • Auf der einen Seite sind nette eigene Web-Projekte zu entwickeln sichtbar motivierend und das Knobeln in Teams macht auch Freude, aber auf der anderen Seite führt die gnadenlos geforderte Syntaxgenauigkeit und die Komplexität der zu bewältigenden Herausforderungen auch schnell zu Frust. Dann geht die wichtige Lernzeit gerne in Nebenthemen wie eine nette Schriftfarbe aussuchen oder noch ein besseres Produktfoto zu finden.

  • Hier möchte ich ausloten, ob und wie wir KI-Assistenz einsetzen können, damit Lernende interessante kleine Projekte selbstständig in agil arbeitenden Teams erstellen können. Gleichzeitig sollen auch alle Teams selbst Verantwortung für die RIchtigkeit und Angemessenheit ihres Codes übernehmen. Daher müssen Sie in der Lage sein Code zu verstehen, zu erklären, zu verbessern und ihn in einen konsistenten gut wartbaren Zustand zu halten.

Welche Standards möchte ich erfüllen?

  • Die Welchen Nutzen sollen meine Lernenden aus der Integration ziehen?

Was sind wichtige Ereignisse, um die herum ich meine Integration planen kann?

  • Grundsätzlich ist die Idee der Informatikdidaktik auch gepaart mit prozessbezogenen Kompetenzen wie Probleme lösen, kreatives und kritisches Denken, modellieren eines zu automatisierenden Sachverhalts wie sie auch ähnlich in der Mathematikdidaktik in den Vordergrund gestellt werden. Und gerade diese anspruchsvollen Herausforderungen benötigen einen Lernraum, in dem sich ausprobieren lohnt und es Freude macht Denkmeter zu machen. Silver empfiehlt hier (zitiert in Cai, J. Stylianides, G. , Kenney, J. (ed) (2023).  Research Studies on Learning and Teaching of Mathematics: Dedicated to Edward A. Silver, Springer International Publishing., p. 8):

    […] ]he emphasized the need for teachers to create a supportive environment that encourages students to take risks and explore different solutions to problems.

Im gleichen Buch auf Seite 149 wird eine Studie von Stein von 1996 zitiert in der 60% intendierter anspruchsvoller Aufgaben am Ende des Tages so implementiert werden, dass sie doch weniger anspruchsvoll sind. Stein führt dies auf drei mögliche Ursachen zurück: (Erwähnt werden hier drei Stadien die eine “Aufgabe” durchläuft: ausgewählt, vom Lehrenden vorbereitet, im Unterricht implementiert)

  • zu geringer Appeal (nicht motivierend genug)
  • zu geringes Vorwissen
  • Level zu hoch für das aktuell vorhandene Kompetenzlevel

“Stein and her colleagues observed that mathematical tasks go through stages from tasks as published in the original curricular resources to tasks as set up by the teacher and to tasks as implemented in the classroom. "

Daraus ergibt sich, dass in der Lehrer:innenausbildung die Entscheidungsprozesse für das Erstellen oder wählen einer Aufgabe bis hin zur Implementierung im Klassenraum bewusst durchlaufen und in allen Stadien reflexionspflichtig sind.

Hence, creating, selecting, analyzing, and modifying tasks as well as managing classrooms to effec￾tively implement them have become common practices in teacher education programs (Tekkumru-Kisa et al., 2020).

ebenda, p. 150

Im Review-Teil dieses Artikels zur Aufgabengestaltung gibt es Kriterien die in einer Arbeit von Leavy und Hourigan (2022) zu finden sind (s. p. 151): Meiner Ansicht nach lassen sich diese auch auf die Auswahl von Programmieraufgaben übertragen. Wichtig ist hier dass ich unter Aufgabe auch die berufliche Situation sublimiere. Denn eine Lernsituation wird erst zu einer solchen, wenn sie unterrichtlich aufbereitet und im Klassenraum implementiert und bearbeitet wird.

  1. Verwendung eines motivierenden und ansprechenden Kontextes
  2. Die Klarheit der Sprache und des kulturellen Kontextes
  3. Kohärenz des Lehrplans (sowohl in Bezug auf den mathematischen () Inhalt als auch auf die erforderlichen Denkfähigkeiten)
  4. Beachtung der kognitiven Anforderungen (die den Einsatz höherer Ebenen des Denkens und Argumentierens statt Auswendiglernen und Reproduktion)
  5. Angemessene Anzahl von Lösungsschritten zur Förderung des logischen Denkens
  6. Eine Vielzahl von Lösungsstrategien
  7. Unterstützungsmöglichkeit mehrerer Lösungen
  8. Chance auf Erfolg

In der im Artikel vorgestellten Studie ( bei der eine modifizierte Form der repertory grid technique (RGT) verwendet wurde) , in der drei Lehrende (2-4 Jahre Unterrichtserfahrung, gute didaktische Vorbildung) anhand ihres eigenen Sprachgebrauchs in einem zweistufigen Interviewprozess eine Aufgabenliste bewertet haben, wurden folgende Kriterien identifiziert. (RG): ![[Pasted image 20231010115013.png]]

Toll alle mathematischen Aufgaben dieser Studie sind im Anhang des Artikels zu finden!

Gibt es Semester oder Quartale, in die ich meinen Plan unterteilen kann?

  • Im ersten Quartal fällt auf, dass die klassische Art der Leistungserbringung ein enormes Zeitinvestment ist und viel Kapazität von der Projektaufgabe abzieht. Um den grundsätzlichen Umgang mit Arrays, funktionaler Methoden wie reduce, filter und map einzuführen und zu üben sind wir zwar größtenteils im Umfeld des E-Commerce geblieben und haben Produktlisten gefiltert, modifiziert etc. Dieser Schwenk hat aber 3 Wochen plus 1 Stunde Rückgabe benötigt, und somit die Lernenden auch aus ihren Projekten gerissen. Außerdem war dies nun eine Challenge nur mit Hilfe eines Cheatsheets und ohne die Erlaubnis das Web bzw. KI bedarfsorientiert zu nutzen. Dies ist also ein weiterer Bruch zur ansonsten eher freien Erarbeitungsmöglichkeiten im Unterricht. Im zweiten Quartal möchte ich die Leistungserbringung stärker an das Projekt knüpfen. ==Zu Diskutieren bleibt, wie dann Basiskonzepte geübt und frischgehalten werden können. == 💡 Schriftlicher Test 30 Minuten zum Projekt: Was ist entstanden, welche Konzepte habe ich gelernt, wie kann ich unser Projekt erklären, welche Strategien habe ich mir neu erarbeitet, wie reflektiere ich den eigenen Arbeitsprozess un die Prozesse im Team. Hierbei sollen eher individuelle Aufträge entstehen die den eigenen Projektstand berücksichtigen und vielleicht auch Anteile, die einzelne Personen besonders stark betrachtet haben. Dabei haben die Lernenden ihre Projekte im Zugriff, können das Internet nutzen und auch KI (falls alle es nutzen können, rechtliche Fragen, evtl. Fobizz Tools). Bei der sehr aufwändig klingenden Erstellung könnte ChatGPT helfen sowie ein individueller Fragebogen (edkimo) vorab an alle Lernenden. Dieses Vorgehen verlangt eine klare transparente Abstimmung mit den Lernenden, Sie benötigen eine klare Vorstellung wie so etwas aussehen kann. Auch die Projektkriterien müssen hierzu nochmal herangezogen werden. 💡 Die Lernumgebung muss stimmiger werden, damit die Lernenden das Vorgehen schneller dekonstruieren können. Neue Motivation schaffen für regelmäßige Arbeit am Projekt, 70 Minuten im Unterricht und 30 Minuten zuhause (hierfür werden immer drei Möglichkeiten angeboten: Vorbereitend ein Lernvideo anschauen, eine spezielle Aufgabe im Projekt weiterbearbeiten, Eine genaue Hilfsanfrage stellen (im Chat).

Gibt es bestimmte Einheiten oder Kapitel, in denen ich mehr Spielraum habe, um neue Dinge auszuprobieren?

  • In dem kommenden Quartal besteht die Möglichkeit die Projektarbeit mit stärkerer KI-Unterstützung zu erproben. Hierzu ist es wichtig, die Klasse in GitHub-Education anzumelden, damit sie mit den anonymisierten Schulacounts dann den Copiloten von Github testen können. Der Antrag ist gestellt, spätestens in 14 Tagen ist klar, ob es bewilligt wird.
  • Damit dieser Freiraum produktiv genutzt werden kann, ist die Vorbereitung und das Durchdenken des Konzepts besonders wichtig.