Künstliche Intelligenz in Schule und Unterricht
Zuletzt aktualisiert: 27.06.2024
Künstliche Intelligenz (KI) hat sich als zentrale Zukunftstechnologie etabliert, die in vielen Alltagsbereichen Anwendung findet. In der Bildung, insbesondere in Schulen, bietet KI großes Potenzial, beispielsweise durch adaptive Lernsysteme, die individuelle Lernprozesse unterstützen können. Gleichzeitig gibt es Herausforderungen, insbesondere bei der Nutzung von KI-basierten Anwendungen zur Erstellung von Texten, Bildern, Musik oder Videos.
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...will Ihnen mit dem Fokus "KI in Schule und Unterricht" zentrale Dokumente und hilfreiche Materialien (Texte, Videos, Bilder) einfach verfügbar machen und Ihnen und Ihrem Kollegium so einen guten Einstieg in die Thematik ermöglichen.
Handreichung „Künstliche Intelligenz (KI) in Schule und Unterricht“
Das Hessische Kultusministerium hat eine Handreichung entwickelt, um Schulen dabei zu unterstützen, das Potenzial der künstlichen Intelligenz im Bildungsbereich zu nutzen und Schülerinnen und Schüler auf die digitalen Chancen und Herausforderungen vorzubereiten.
Wir haben außerdem ChatGPT (OpenAI) darum gebeten, die Handreichung einmal zusammenzufassen. Nachfolgend befindet sich das Ergebnis und der Download der Handreichung:
Einleitung:
Künstliche Intelligenz (KI) hat sich als zentrale Zukunftstechnologie etabliert, die in vielen Alltagsbereichen Anwendung findet. In der Bildung, insbesondere in Schulen, bietet KI großes Potenzial, beispielsweise durch adaptive Lernsysteme, die individuelle Lernprozesse unterstützen können. Gleichzeitig gibt es Herausforderungen, insbesondere bei der Nutzung von KI-basierten Anwendungen zur Erstellung von Texten, Bildern, Musik oder Videos.
Allgemeine Informationen:
KI-basierte Content-Generatoren sind Computerprogramme, die digitale Inhalte wie Texte, Bilder und andere Medien erzeugen können. Diese Generatoren nutzen Modelle, die auf großen Datenmengen trainiert wurden, und können Eingaben verarbeiten, um menschenähnliche Ergebnisse zu erzeugen. Ein prominentes Beispiel ist ChatGPT von OpenAI, ein Textgenerator, der auf künstlichen neuronalen Netzen basiert.
Die Nutzung von KI in der Bildung bietet zahlreiche Chancen, darunter die Unterstützung der Kommunikation, die Erweiterung von Texten und die Erschließung neuer thematischer Aspekte. Gleichzeitig gibt es Herausforderungen, wie die Vermeidung von Täuschungen, den kritischen Umgang mit generierten Inhalten und rechtliche Fragen, insbesondere im Bereich des Urheberrechts.
Künstliche Intelligenz (KI) hat in der Sprach- und Textverarbeitung revolutionäre Fähigkeiten entwickelt. Sie kann natürliche Sprache in Echtzeit verarbeiten und menschenähnliche Antworten liefern. Darüber hinaus organisiert sie riesige Datenmengen effizient durch Wahrscheinlichkeitsberechnungen und kann neue Texte nach bestimmten Mustern und Regeln kreieren.
Die Anwendung von KI in diesem Bereich bietet zahlreiche Chancen. Sie kann die zwischenmenschliche Kommunikation durch Funktionen wie Simultanübersetzung oder Unterstützung für sprachlich beeinträchtigte Personen verbessern. KI kann auch bestehende Texte erweitern oder reduzieren, um ein tieferes Verständnis von Themen zu ermöglichen oder komplexe Sachverhalte zu vereinfachen. Durch den Zugriff auf globales Wissen können neue thematische Perspektiven durch Dialogentwicklung erschlossen werden, und KI kann bei der Textgestaltung und -strukturierung unterstützen.
Jedoch gibt es auch Herausforderungen. Es ist wichtig, Täuschungen zu vermeiden und einen kritischen Umgang mit generierten Texten zu pflegen. Das Bewusstsein, dass man mit einer Maschine kommuniziert, die menschliches Sprachverhalten imitiert, ist entscheidend. Es müssen auch falsche oder irreführende Informationen erkannt und rechtliche Fragen, insbesondere im Bereich des Urheberrechts, geklärt werden. Schließlich ist die Sicherheit und Ethik in der Anwendung von KI von großer Bedeutung, um Missbrauch zu verhindern und geeignete Maßnahmen zu ergreifen.
Der Einfluss von KI-gestützten Content-Generatoren auf verschiedene Aspekte des gesellschaftlichen Lebens wächst stetig. Daher ist ein bewusster und kritisch reflektierter Umgang mit diesen Technologien für die Medienkompetenzförderung unerlässlich. In Schulen sollten Schüler durch gezielte Auseinandersetzung mit Medien dazu angeleitet werden, neue Phänomene kritisch zu betrachten und sachlich Vor- und Nachteile abzuwägen.
Es wird empfohlen, KI-Anwendungen in Schulen sowohl hinsichtlich ihrer Chancen als auch Herausforderungen zu thematisieren. Zusätzlich sollten Schüler die Möglichkeit haben, in verschiedenen Fächern einen reflektierten Umgang mit KI zu erlernen. Auch außerschulische Angebote können hierbei unterstützend wirken. Eine Einbindung der Eltern in den Diskurs, beispielsweise durch Informationsabende, ist ebenfalls ratsam.
Der Einsatz von KI in Schulen sollte jedoch immer auf freiwilliger Basis erfolgen und pädagogisch begründet sein. Es ist möglich, KI als unterstützendes Medium im Unterricht zu nutzen, ohne personenbezogene Daten der Schüler zu verarbeiten.
KI kann Lernprozesse auf vielfältige Weise unterstützen, beispielsweise durch kreative Denkanstöße, Textkorrekturen oder Übersetzungen. Sie kann auch beim Programmieren helfen, indem sie Code basierend auf Beschreibungen generiert. Dennoch sollte die Nutzung von KI immer kritisch betrachtet werden, da sie auch Fehlerpotenzial birgt.
Beim pädagogisch-didaktischen Umgang mit KI ist es wichtig, sich der Technologie offen, aber kritisch zu nähern. Es sollten klare Regeln zur Kennzeichnung von KI-generierten Inhalten festgelegt werden, ähnlich wie bei der Kennzeichnung von Zitaten.
Schließlich kann KI auch Lehrkräfte unterstützen, indem sie beispielsweise Impulse für den Lernprozess gibt oder bei der Erstellung von Unterrichtsmaterialien hilft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass KI die pädagogische Interaktion nicht ersetzen kann und sollte.
Schülerinnen und Schüler dürfen durch Lehrkräfte nicht zur Nutzung von KI verpflichtet werden. Darüber hinaus sollte bei der Nutzung von KI-Anwendungen im Unterricht darauf geachtet werden, dass keine Verarbeitung personenbezogener Daten von Schülern stattfindet.
Das Thema Urheberrecht bei KI-generierten Produkten ist ebenfalls komplex. KI-Anwendungen, die mit Daten aus dem Internet trainiert werden, können potenziell Urheber- und Nutzungsrechte verletzen. Interessanterweise kann eine KI selbst nicht als Urheber eines generierten Produkts angesehen werden. Ebenso werden Nutzer, die KI-Anwendungen verwenden, nicht automatisch zu Urhebern der von der KI generierten Inhalte.
In Bezug auf die Unterrichtsvorbereitung können Lehrkräfte in Hessen eigenständig entscheiden, ob sie KI-Anwendungen als Hilfsmittel verwenden möchten. Dabei ist es wichtig, die geltenden Rechts- und Verwaltungsvorschriften zu beachten. Für den Einsatz von KI-Anwendungen zu Unterrichtszwecken gibt es keine verpflichtende Regelung an hessischen Schulen. Lehrkräfte haben jedoch die Freiheit, KI-Generatoren als Unterrichtsmaterial zu verwenden, solange sie die Datenschutzvorgaben einhalten.
Die Bewertung von KI-gestützten Ergebnissen durch Lehrkräfte muss im Einklang mit den Grundsätzen der schulischen Leistungsbewertung stehen. Wenn Schüler eine KI-Anwendung für ihre Arbeit nutzen, sollte dies deutlich gekennzeichnet werden.
Schließlich, wenn es um Täuschungen geht, gibt es klare rechtliche Vorgaben. Wenn Schüler nicht zugelassene Hilfsmittel verwenden oder versuchen zu täuschen, muss das in § 31 VOGSV festgelegte Verfahren angewendet werden. Bei Prüfungen gelten zusätzlich spezifische Vorschriften der jeweiligen Prüfungsordnungen.
Lernkarten-Set "Künstliche Intelligenz in der Bildung"
Um mit Schülerinnen und Schülern (oder auch für die eigene Weiterbildung) mit KI zu arbeiten, müssen ein paar Grundbegriffe geklärt und grundsätzliche Kompetenzen (bspw. im Prompt-Engineering) erworben werden. Hierbei will das Lernkartenset helfen und Schritt für Schritt verschiedene Anwendungsmöglichkeiten von KI in der Bildung vorstellen.
Prompting - Leitfaden
Es gibt nicht die "eine" Art von Eingaben, die an generative KI gestellt werden. Vielmehr ist es eine Sammlung von unterschiedlichen Techniken und Perspektiven, die hier in die Eingabe einfließen. Mit diesem Leitfaden möchten wir Ihnen einen Einblick in ein systematisches Verfahren am Beispiel von ChatGPT geben.
Der Begriff prompting wird in Disziplinen wie der Psychologie und dem kreativen Schreiben eingesetzt und beschreibt eine Aufforderung, die beim Gegenüber eine Reaktion hervorzurufen soll – etwa ein bestimmtes Verhalten in therapeutischen Kontexten oder die Anfertigung eines literarischen Textes unter bestimmten Vorgaben.
In der Arbeit mit Künstlichen Intelligenzen sind prompts unsere Arbeitsaufträge an das Programm. Ein einfacher Prompt in ChatGPT kann z.B. lauten:
- Übersetze den Satz "Im Herzen von Europa liegt mein Frankfurt am Main" ins Englische.
ChatGPT folgt dieser Anweisung unmittelbar und bietet uns an: "In the heart of Europe lies my Frankfurt am Main."
Dabei gilt wie bei der Aufgabenstellung in Unterrichtsmaterialien: Klare und präzise Aufforderungen führen zu klaren und präzisen Ergebnissen.
Ein guter Prompt ist so kurz wie möglich, ohne dabei oberflächlich zu werden. Der Prompt
- Schreibe eine Charakterisierung von Nathanael in E.T.A. Hoffmanns „Der Sandmann“.
führt zwar zu einem Produkt, das jedoch nicht zwingend alle gewünschten Merkmale aufweist. In einem Versuch wurde z.B. keine Charakterisierung geschrieben, sondern Stichpunkte aufgelistet und erklärt.
Zielführender ist dabei z.B. die Angabe der Länge und des Kontexts:
- Schreibe eine Charakterisierung von Nathanael in E.T.A. Hoffmanns „Der Sandmann“ im Umfang von 300 Wörtern. Es handelt sich um eine Hausaufgabe im Deutschunterricht der Oberstufe.
Der Fließtext, der daraufhin entsteht, entspricht nun neben der inhaltlichen Stimmigkeit auch den formalen Anforderungen einer Charakterisierung.
Darüber hinaus kann man dem Chatbot spezifische Rollen zuteilen, um z.B. fiktive Interviews zu führen:
- Du bist Immanuel Kant. Ich möchte mit dir ein Interview zum Thema Digitalisierung führen.
Im folgenden Chatverlauf führt man dieses Interview aus.
Auch deutlich komplexere Prompts können von einer KI verarbeitet werden, wie im folgenden Beispiel. Hierbei ist der anfängliche Aufwand recht hoch, jedoch kann der Prompt jederzeit leicht abgewandelt wiederverwendet werden.
- Ich bin der Lehrer einer Klasse mit 30 Schüler:innen. Ich möchte, dass du für mich einen Sitzplan erstellst. Berücksichtige dabei die Wünsche der Schüler und meine eigenen Bedingungen. Die Schüler sind durch Zahlen abgekürzt. Es sollen fünf Gruppen mit jeweils sechs Schülern entstehen. Männlich sind die Nummern 2, 3, […]. Weiblich sind die Nummern 1, 4, […]. Notwendige Bedingungen: In jeder Gruppe müssen mindestens zwei männliche und zwei weibliche Schüler:innen sein. Setze auf jeden Fall die Nummern AA, BB und CC in eine Gruppe. Trenne nach Möglichkeit die Nummern DD, EE, FF und GG. Hier sind die Wünsche der Klasse:
- 1 möchte neben 9 und 5 sitzen.
- 2 möchte […]
Rolle
- Ich bin ein Schüler in der 7. Klasse. Du bist mein Nachhilfelehrer. Erkläre mir, warum sich Licht in einem Wasserglas bricht. Bringe mir dabei auch die richtigen Fachbegriffe bei.
- Ich bin ein Schüler in der 11. Klasse und habe manchmal Probleme, gute Texte auf Englisch zu schreiben. Gib mir ein konstruktives Feedback zum folgenden Text, den ich geschrieben habe: [Text einfügen]
Zielgruppe
- Schreibe eine Einladung zur Insekten-AG meiner Schule, die sich gezielt an Kinder im Alter von 10-12 Jahren richtet, die sich vor Insekten ekeln.
Sprachstil, Sprache
- Übertrage den folgenden Text eines Rapsongs in einen Essay über das Aufwachsen in einem sozioökonomisch benachteiligten Viertel. [Text einfügen]
- Übersetze den folgenden Elternbrief aus der Schule ins Ukrainische. [Text einfügen]
Bedingungen
- Beschreibe die der irischen Unabhängigkeit in 10 Stichpunkten.
- Erstelle für das Fach Mathematik in der 5. Klasse 10 Divisionsaufgaben im Zahlenraum von 1-1000.
- Für eine 6. Klasse in Englisch benötige ich 20 deutsche Sätze, die die Klasse ins Englische übersetzen kann, um das going-to future zu üben. Die 20 Sätze sollen 5 Aussagesätze, 5 negative Sätze, 5 Ja-/Nein-Fragen und 5 offene Fragen beinhalten.
Format
- Du bist Maria Sibylla Merian. Berichte von deinen Beobachtungen als Naturforscherin in einer Reihe von Tweets.
- Erstelle eine Multiple-Choice-Quiz. Das Quiz soll aus 10 Fragen mit je drei falschen und einer richtigen Antwort bestehen. Das Thema lautet „Chemische Prozesse im Alltag: Lebensmittel“. Die Zielgruppe ist eine 10. Klasse.
- Meine 10. Klasse erstellt fiktive Reisepodcasts zum Thema „Die schönsten Regionen Europas“. Bei der Bewertung soll zur einen Hälfte die inhaltliche Seite berücksichtigt werden, zur anderen Hälfte die technisch-mediale Seite. Erstelle ein Bewertungsraster, bestehend aus 6 Kategorien mit je 5 Stufen, anhand dessen ich ihre Leistungen bewerten kann. Bilde das Raster als Tabelle ab.
- Generiere den HTML-Code zum folgenden Satz, sodass die Buchstaben abwechselnd blau und gelb dargestellt werden: „Hello, World!“
Wenn das Ergebnis nicht mit dem übereinstimmt, was man mit dem Prompt bezwecken wollte, hat man generell zwei Möglichkeiten: Man formuliert einen vollkommen neuen Prompt und gibt diesen ein, oder man bezieht sich auf die Antwort des Chatbots und fordert ihn zur Präzisierung auf:
- Gib erst am Ende des Quizzes alle richtigen Antworten an.
- Erstelle eine Musterlösung zum Lückentext.
- Das Sprachniveau ist zu hoch. Schreibe auf Niveau A2.
- Kürze den Text um die Hälfte.
- Schreibe mehr im Stil eines Mittelstufenschülers.
- …
Eine gute Orientierung für erfolgreiches Prompten stellt die GUIDE-Methode dar.[1]
Die GUIDE-Technik ist ein hilfreicher Ansatz, um alle notwendigen Komponenten eines Prompts zu berücksichtigen. Dabei werden die Aspekte Ziel (Goal), Nutzer (User), Anweisungen (Instructions), Details (Details) und Beispiele (Examples) klar definiert.
Ziel: Ein gesundes Wochenendgericht zum Abendessen kreieren.
Nutzer: Beschäftigte Eltern auf der Suche nach schnellen, nahrhaften Mahlzeiten.
Anweisung: Bitte kreiere ein Rezept für ein 30-minütiges Gericht mit einfachen Zutaten, die die meisten Menschen vorrätig haben.
Details: Das Gericht sollte mageres Protein, Gemüse und etwas Vollkorn enthalten. Etwa 500 Kalorien pro Portion und wenig gesättigte Fettsäuren sowie Natrium.
Beispiel: Orientiere dich an Rezepten von Webseiten wie Chefkoch oder Einfach Kochen.
Prinzipiell gilt (wie immer in der Arbeit mit KI): Kein Ergebnis ist perfekt, kein Ergebnis sollte ungeprüft übernommen werden. Der letzte Garant für Richtigkeit und Qualität sind wir – die Lehrkräfte.
[1] Übernommen von ChatGPT Guide: Viele Prompt-Strategien für bessere Ergebnisse (the-decoder.de)
schulKI - Die DSGVO-konforme Lösung?
Ein Hindernis für den Einsatz von KI in Schule und Unterricht ist das Thema Datenschutz. Die meisten KI-Systeme bieten hier nicht den gebotenen Schutz für die personenbezogenen Daten von Schülerinnen und Schülern. Hierzu hat auch die Handreichung des Landes Hessen eindeutige Vorgaben gemacht:
"Zur Wahrung datenschutzrechtlicher Vorgaben ist darauf zu achten, dass im Rahmen einer Nutzung keine Eingabe
personenbezogener Daten von Schülerinnen und Schülern erfolgt. " (Handreichung HKM, siehe oben)
Das Tool schulKI (vormals GPTschule) könnte für diese Problematik eine Lösung sein:
schulKI - Überblick und Freigaben
schulKI - Einstieg für Lernende
Fortbildungen zum Thema "Künstliche Intelligenz"
Hier finden Sie die derzeit geplanten Veranstaltungen am Medienzentrum Frankfurt und Links und Hinweise auf Angebote Dritter, wie bspw. der Hessischen Lehrkräfteakademie.