FiSK
Effekte adaptiver Feedbackbots im Simulierten Klassenraum auf prozedurales Professionswissen

Die universitäre Lehramtsausbildung umfasst neben der theoretischen Wissensvermittlung auch praxisorientierte Phasen, welche den Lehramtsstudierenden die Anwendung des im akademischen Kontext erlernten Wissens ermöglichen. Jedoch zeigt sich, dass eine stärkere Praxisorientiertheit während des Studiums wünschenswert wäre. Hier könnte der Einsatz simulierter Lernumgebungen die Chance bieten, Wissen in eine konkrete Handlungssituation einzubetten und somit die praxisnahe Wissensanwendung zu ermöglichen. Um Interaktionen zwischen (zukünftigen) Biologie-Lehrkräften und ihrer Schülerschaft simulieren zu können, wurde der Simulierte Klassenraum Biologie (SKR^Bio) entwickelt. Innerhalb dieser digitalen Lernumgebung können die Lehramtsstudierenden Fragen an virtuelle Schülerinnen und Schüler richten, welche basierend auf ihren voreingestellten individuellen Fähigkeits- und Eigenschaftsprofilen antworten. Die Beurteilungen der gegebenen virtuellen Schülerantworten durch die Lehramtsstudierenden lassen Rückschlüsse auf deren prozedurales fachliches, fachdidaktisches und pädagogisches Wissen zu. Die derzeitige technische Umsetzung des SKR^Bio ermöglicht die Messung prozeduralen Professionswissens angehender Lehrkräfte, vernachlässigt dabei aber spezifische Fördermaßnahmen während der Bearbeitung. Hier schließt das Projekt „FiSK – Effekte adaptiver Feedbackbots im Simulierten Klassenraum auf prozedurales Professionswissen“ an, in dem der SKR^Bio um ein KI-basiertes Bot-System erweitert wird, welches entweder direkt auf Anfragen der Lehramtsstudierenden oder automatisiert auf Basis festgelegter Algorithmen im SKR^Bio reagiert. Diese Feedbackbots geben adaptive Rückmeldungen zu den gezeigten Leistungen der Lehramtsstudierenden innerhalb des SKR^Bio und begleiten so deren Aktivitäten in der simulierten Lernumgebung.

Ziele des Projekts FiSK sind, (1) die Entwicklung eines Feedbackbots auf Grundlage KI-basierter Ansätze sowie theoriegeleiteter Kompetenzmodelle, (2) die Implementation dieser Feedbackbots in den SKR^Bio, um den Lehramtsstudierenden adaptives Feedback zur Förderung prozeduralen Professionswissens zu geben, (3) lernförderliche Effekte des Feedbackbots im SKR^Bio zu identifizieren, (4) den SKR^Bio auf weitere Themenbereiche auszuweiten (z. B. Experimentieren, Argumentieren) und letztlich (5) das entwickelte Unterstützungssystem aus Klassenraumsimulation und Feedbackbot in die universitäre Lehre zu integrieren.

FiSK ist ein Verbundprojekt des IPN, der Hochschule Furtwangen und der AI Coaching GmbH. Die Projektleitung liegt beim IPN. Das Projekt wird gefördert vom BMBF in der Förderlinie „Digitale Hochschulbildung – Innovationen in der Hochschulbildung durch Künstliche Intelligenz und Big Data“.

Publikationen

Fischer, J., Machts, N., Bruckermann, T., Möller, J., & Harms, U. (2022). The Simulated Classroom Biology (SCRBio) - a simulated classroom environment for assessing the action-oriented professional knowledge of pre-service teachers about evolution. Journal of Computer Assisted Learning, 38(6), 1765-1778. https://doi.org/10.1111/jcal.12718

Fischer, J., Jansen, T., Möller, J., & Harms, U. (2021). Measuring biology trainee teachers’ professional knowledge about evolution—introducing the Student Inventory. Evolution: Education and Outreach, 14(1), Article ar4. https://doi.org/10.1186/s12052-021-00144-0

Fischer, J., Machts, N., Möller, J., & Harms, U. (2021). Der Simulierte Klassenraum Biologie – Erfassung deklarativen und prozeduralen Wissens bei Lehramtsstudierenden der Biologie. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 27, 215–229. https://doi.org/10.1007/s40573-021-00136-z

Projektbeteiligte

Prof. Dr. Ute Harms (IPN)

Dr. Daniela Fiedler (IPN)

Prof. Dr. Christoph Reich (Hochschule Furtwangen)

Daniel Schönle (Hochschule Furtwangen)
AI Coaching GmbH