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Anwendungspotenziale und Herausforderungen von Künstlicher Intelligenz in der Bildung

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Thematischer Hintergrund

Künstlicher Intelligenz (KI) wird auch im Bereich der Bildung eine zukünftig größere Bedeutung zugeschrieben. So hat sich aktuell etwa der Unterricht im Kontext der COVID-19-Pandemie auf digitale Plattformen verlagert, Schüler/innen wie auch Studierende arbeiten mittlerweile mit personalisierten Empfehlungssystemen und KI-basierten Lern-Apps. Zu erwarten ist, dass KI zukünftig nicht nur als Gegenstand der Bildung im schulischen, tertiären sowie beruflichen Bereich, sondern auch als Bildungsmedium an Bedeutung gewinnt.

Mögliche Anwendungen umfassen dabei auf Ebene der Lernenden z. B. die Unterstützung eines (digital organisierten) Lernprozesses mittels Auswertung verfügbarer Daten (Learning und Data Analytics). Durch Erhebung von Daten über den Lernfortschritt (Prozessdaten digitaler Lernplattformen, aber auch durch spezielle Sensoren wie Eyetrackingbrillen erhobene Daten) können Hinweise zu Stärken und Schwächen beim Wissenserwerb gegeben oder die jeweils passenden Lerninhalte angeboten werden. Intelligente Werkzeuge zur Erzeugung augmentierter oder virtueller Realitäten (AR/VR) können zudem Lernerlebnisse bieten, die nicht den Begrenzungen analoger Lernerfahrungen unterliegen (etwa bei naturwissenschaftlichen Experimenten oder Simulationen). Für Lehrende bieten intelligente Analysesysteme vielfältige Möglichkeiten, die Vermittlung von Inhalten und das Erlernen von Kompetenzen stärker an die jeweilige Lerngruppe und an einzelne Lernende anzupassen, etwa wenn sich bei der (automatisierten) Auswertung der Daten Förderungsbedarfe zeigen. Auf institutioneller Ebene können die gewonnenen Daten genutzt werden, um prospektiv die Erfolgschancen von Lernenden abzuschätzen und ggf. passende Unterstützungsangebote zu unterbreiten.

Bisher steht KI in der Bildung in Deutschland noch am Anfang der Entwicklung und Implementation – sowohl bei speziell für die Bildung entwickelten KI-Systemen als auch beim Einsatz generischer KI-Anwendungen (z. B. Sprachverarbeitung) in Bildungskontexten. Auch sind rechtliche, pädagogische sowie ethische Fragen zur Sammlung und Verwendung der Daten von Lernenden und zu den Risiken einer Anwendung von KI in Lernprozessen noch weitgehend offen.

Ziel und Vorgehensweise

Eine Analyse konkreter Auswirkungen von KI-Anwendungen auf Lernende, Lehr-Lern-Prozesse bzw. deren Organisation kann erst bei Vorliegen einer größeren Zahl von Anwendungsbeispielen und nach Auswertung der Ergebnisse laufender und zukünftiger Forschungsprojekte geleistet werden.

Im Rahmen eines Monitorings soll daher zunächst eruiert werden, welche bildungsbezogenen KI-Anwendungen in Deutschland derzeit existieren bzw. sich in der Entwicklung befinden. Darüber hinaus soll der Wissensstand zu den Anwendungspotenzialen und Herausforderungen von KI-Anwendungen in der Bildung sowie zu möglichen Chancen für eine Verbesserung von Bildungsprozessen ausgewertet und in Form einer Synopse zusammengefasst werden. Anhand von Interviews mit Expert/innen (aus den Bereichen KI und Bildung) sollten dann eine Roadmap der erwartbaren Entwicklungen erstellt und mögliche Auswirkungen identifiziert werden. Für eine konzentrierte Analyse soll zudem eine Fokussierung auf einen spezifischen Anwendungsbereich erfolgen, beispielsweise die Unterstützung praktischer Lernerfahrungen durch KI in der beruflichen Aus- und Weiterbildung.

Stand der Projektbearbeitung

Zur Erhebung des Stands von Forschung, Entwicklung und Anwendung von KI in der Bildung wurde im Oktober 2021 ein Gutachten beauftragt, das die internationale fachwissenschaftliche Debatte u.a. mithilfe einer Literaturanalyse auswerten soll. Neben einem Überblick über die unterschiedlichen Anwendungsfelder und Systeme geht es auch darum, Potenziale und mögliche Hemmnisse zu identifizieren sowie Erkenntnisse über die Bedeutung ethischer Richtlinien und von Förderprogrammen zu gewinnen. Ein zweites Gutachten richtet den Blick auf die Situation in Deutschland und soll mittels Recherchen und Befragungen erheben, welche KI-gestützten Anwendungen bereits in den unterschiedlichen Bildungsbereichen zum Einsatz kommen, welche Erwartungen und Befürchtungen damit verbunden werden und welche Potenziale speziell im Bereich des kompetenzorientierten Lernens in der beruflichen Aus- und Weiterbildung bestehen.

Publikation zum Thema

Themenkurzprofil Nr. 41

 

Learning Analytics – Potenzial von KI-Systemen für Lehrende und Lernende.
Peters, R.; Bovenschulte, M.
2021. Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag (TAB).