Learning anything, anytime, anywhere with any device and anybody – mediales und personelles 1:1-learning durch Kombination von Computer, Lernplattform & KI

Die kommende Welle der Künstlichen Intelligenz (KI) – das bedeutet generative KI in jedem digitalen Endgerät (IoT/IoA) mit einem individuellen digitalen Assistenten – wird nicht nur unsere Gesellschaft disruptiv verändern, sondern auch unser Bildungssystem auf den Kopf stellen. Die Welle ist nicht nur schnell, sie wird auch immer komplexer und unsichtbarer. Die Schlüsseltechnologien der Digitalisierung folgen derzeit dem „Gesetz des sich beschleunigten Nutzen“ (Law of Accelerating Returns) nach Ray Kurzweil, das besagt, dass verschiedene Technologien – insbesondere die Künstliche Intelligenz und die Biotechnologie – sich gegenseitig mit unvorhersehbaren Auswirkungen beeinflussen.

„In wenigen Jahren wird KI in der Lage sein, über dieselbe Welt wie wir zu sprechen, über sie nachzudenken und in ihr zu handeln“,
Mustafa Suleyman

Digitalisierung ist eine Querschnittstechnologie und die Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts – und sie wird es wahrscheinlich auch in Zukunft bleiben. Der mögliche Technologie-Nachfolger der Digitalisierung, die Nanotechnologie, wird sicherlich noch ein paar Jahrzehnte benötigen, bis es zur Ablösung durch Quantencomputer kommen wird. Die Grundlagen der Nanotechnologie zeigen aber in beeindruckender Weise bereits den möglichen kommenden Paradigmenwechsel auf – denn hier werden anstelle von Transistoren Atome zum Rechnen eingesetzt – und das wird fast alles in der Digitalisierung verändern!

Zu den derzeit in der Gesellschaft und Unternehmen verbreiteten digitalen Schlüsseltechnologien gehören Augmented-/Virtual Reality, Robotik, Big Data und insbesondere KI. In vielen Schulen Deutschlands finden diese Technologien aber noch keinen Einsatz, hier sind wir erst bei den Basistechnologien der mobilen Endgeräte (1:1-learning-Medien) und den Lernplattformen angelangt. Doch der große KI-Türöffner ChatGPT beschäftigt bereits viele Bildungsbeteiligte und eröffnet Schulen neue Möglichkeiten im Bereich des individuellen, selbstorganisierten Lernens.

Was bedeutet das für unser Lernen?

Learning …

Erstmals wird es im Bildungssystem inhaltlich, methodisch und technisch möglich sein, für jede Schülerin und jeden Schüler individuelle Lerninhalte für jedes Fach, in jedem beliebigen Medium, online oder offline zur Verfügung zu stellen. Jede Schülerin und jeder Schüler werden dafür nur ihre Daten, d.h. ihren Lernstand und ihr bisheriges Wissen, zur Verfügung stellen müssen. Durch entsprechende, individuelle Lernstandserhebungen wird die KI diese Daten auswerten und daraus entsprechende, individuelle Lernarrangements anbieten können. Lassen sich die Lernenden darauf ein, dann wird die KI die Lernfortschritte erkennen und daraus wieder neue, individuelle Lernarrangements gestalten und somit den Lernprozess immer wieder optimal begleiten und darüber individuelles gehirngerechtes Lernen fördern. Lernen müssen die Schülerinnen und Schüler aber weiterhin alleine – denn

„Das Lernen selbst kann man nicht durch KI ersetzen!“.

Dieses Szenario werden wir aber nicht in den Schulen erleben, da uns hier der Datenschutz und auch die Politik einen Strick durch diese Rechnung machen wird. Konsequenterweise werden die KI-Tools – wie auch schon im Social Media Umfeld – von den großen Big Data Playern und vielleicht auch von privaten Fortbildungsunternehmen wie bspw. der deutschen KI-Plattform Fobizz angeboten und eingesetzt werden. Verläuft das Interesse ähnlich vehement wie bei Social Media, dann könnte das zur Folge haben, dass unsere Schülerinnen und Schüler immer mehr Interesse daran haben werden, außerhalb vom System Schule zu lernen bzw. das System Schule gegen ein anderes System zu ersetzen. Denn hier haben sie die Möglichkeit, ihre Lerninhalte selbst auszusuchen und mit ihrem digitalen Endgerät ein „Learning anything, anywhere, anytime with anybody“ zu realisieren.

Mobile Endgeräte wie Smartphones, Tablets oder Laptops spielen hierbei eine zentrale Rolle. Kinder lernen in der Schule mit Stift und Papier zu schreiben. Im Laufe der Schulzeit nimmt dann das Tippen auf Tastaturen und Touchpads an Bedeutung zu. Solange man beide Techniken sicher beherrscht, dürfte dies keinen Nachteil darstellen. Studien bestätigen jedoch eine höhere Hirnaktivität beim Handschreiben gegenüber dem digitalen Schreiben, solange das Handschreiben kein „sinnloses Abschreiben von Text“ darstellt. Aus diesem Grund sollten mobile digitale Endgeräte in der Schule stiftfähig sein und das Handschreiben auch auf den Endgeräten geübt und genutzt werden.

Der Einsatz mobiler Endgeräte in Schulen basiert auf verschiedenen Konzepten mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen. Es gibt derzeit 2 grundlegende, aber verschiedene Konzepte: zum einen der Einsatz schuleigener Endgeräte (choose your own device – CYOD oder rent your own device – RYOD) und zum anderen der Einsatz schulfremder Endgeräte (BYOD – bring your own device).

 1. BYOD (Bring Your Own Device) in Schulen

Vorteile:

• Vertrautheit der Schülerinnen und Schüler mit ihren Geräten: sie kennen ihre eigenen Geräte gut, was die Nutzung im Unterricht erleichtert und ihr individuelles Lernen fördert.
• Förderung der Eigenverantwortung: Schülerinnen und Schüler lernen, Verantwortung für die Pflege und Nutzung ihrer eigenen Geräte zu übernehmen.
• Kosteneinsparungen für Schulen: Schulen müssen keine Geräte bereitstellen, da Schülerinnen und Schüler ihre eigenen Geräte mitbringen.

Nachteile:

• Ungleichheit: Nicht alle Schülerinnen und Schüler können sich gleichwertige Geräte leisten, was zu sozialer Ungleichheit und möglichen Diskriminierungen führen kann.

• Sicherheitsrisiken: Unterschiedliche Geräte erschweren die Umsetzung von einheitlichen Sicherheitsrichtlinien und -maßnahmen.
• Kompatibilitätsprobleme: Verschiedene Betriebssysteme und Softwareversionen können zu technischen und organisatorischen Herausforderungen für die Lehrkräfte im Unterricht führen.

 2. CYOD (Choose Your Own Device) in Schulen

Vorteile:

• Gleichheit und Kontrolle: Schulen bieten eine Auswahl an Geräten an, wodurch alle Schüler ein vergleichbares Gerät haben und die Chancengleichheit gewahrt bleibt. Die Auswahl beschränkt sich jedoch in den meisten Schulen meist nur auf ein Gerät, und das ist ein Apple-Tablet ohne externe Tastatur.
• Einheitliche Sicherheitsstandards: Da die Schule die Geräte auswählt, können sie sicherstellen, dass alle Geräte den Sicherheitsanforderungen entsprechen und sich durch ein Mobile Management System verwalten lassen.
• Bessere Unterstützung: Lehrerinnen und Lehrer können bei Anwendungsproblemen besser unterstützen.

Nachteile:

• Eingeschränkte Nutzung: Schüler könnten sich in ihrer Auswahl eingeschränkt fühlen, was möglicherweise zu geringerer Motivation führt. Da es sich um schuleigene Geräte handelt, verbleiben die Geräte zumeist nach dem Unterricht in der Schule, was zur Folge hat, dass die Schülerinnen und Schüler ihren Lernprozess zu Hause nicht weiterführen können.
• Verwaltungsaufwand: Die Pflege und die Bereitstellung technischer Unterstützung für die Geräte erfordert zusätzlichen Verwaltungsaufwand, der in der Regel durch die Schule nicht geleistet werden kann und durch einen externen Dienstleister übernommen werden muss, was zusätzliche Kosten verursacht. Des Weiteren sind in der Regel alle Geräte gemanaged, d.h. man kann keine eigenen Installationen von Anwendungen durchführen, was den individuellen Lernprozess behindert.
• Kosten für die Schule oder Eltern: Die Bereitstellung einer Auswahl an Geräten verursacht Kosten, die entweder vom Schulträger oder der Schule getragen werden müssen.

Das Konzept rent your own device (RYOD – die Anschaffung der Geräte durch ein Finanzierungskonzept über die Eltern) wird kaum noch verfolgt, da die Politik und somit auch die Schulträger in der Corona-Pandemie gezwungen waren, die Schulen mit Endgeräten auszustatten um einen Distanzunterricht für alle Schülerinnen und Schüler zu ermöglichen. Kommt es trotzdem zur Realisierung durch die Elternschaft, dann dauert die Einigung auf ein entsprechendes Endgerät (Apple oder Windows) meist sehr lange und auch die Umsetzung der Finanzierung nimmt viel Zeit in Anspruch, sodass nach einer Einigung und dem Anschaffungsprozess das ausgewählte Gerät bereits veraltet ist.

…anything

Generative KI wird erstmalig das didaktische/neurodidaktische Konzept selbst-organisierenden Lernens (SOL) in voller Gänze umsetzen können.

KI wird für jede Schülerin und jeden Schüler individuell erstelltes Lernmaterial – egal ob Textaufgaben, Lernlandkarten, Lernschaubilder, Lernvideos, AR- oder VR-Content – erstellen und auf entsprechenden Plattformen zur Verfügung stellen können.
Texte, Zusammenfassungen, Übungsaufgaben, Klausuren und weitere text-basierte Medien in unterschiedlichen Sprachkomplexitäten, Sprachstilen und Sprachniveaus in der gewünschten Muttersprache werden durch Transformer-Technologien (ChatGPT & Co.) zur Verfügung stehen und immer wieder auf den entsprechenden Bedarf in Sekundenschnelle angepasst werden.
Bilder, Mindmaps, Lernlandkarten, grafische Übersichten, Diagramme, Schaubilder und weitere bild-basierte Medien werden durch Diffusions-Modelle (DALL-E, Midjourney & Co.) zur Verfügung stehen und immer wieder auf den entsprechenden Bedarf in Sekundenschnelle angepasst werden.
Lernvideos und weitere multimediale Medien werden durch Transformer und Diffusions-Modelle (SORA & Co.) zur Verfügung stehen und immer wieder auf den entsprechenden Bedarf in Sekundenschnelle angepasst werden.
Da Transformer-Modelle auch programmieren können, werden zeitnah in der Zukunft auch AR- und VR-Lernumgebungen durch Transformer-Modelle (ChatGPT & Co) in Sekundenschnelle zur Verfügung stehen und damit (hoffentlich sehr bald!) die Content-Not in Schulen bei diesen immersiven Medien beenden.

Lerninhalte selbst aussuchen bedeutet für unsere Schülerinnen und Schüler in der Regel eine höhere Motivation, da sie nur das Lernen müssen und wollen, was sie auch interessiert und sie für ihr Leben augenscheinlich benötigen. Uninteressante Lerninhalte aus der Sicht unserer Schülerinnen und Schüler werden heute bereits abgelehnt, ignoriert und auch mit dem Ergebnis schlechter Noten hingenommen. Ganz massiv wird dieses Schicksal sehr bald den Fremdsprachen-Unterricht ereilen, denn mit Echtzeit-Übersetzern werden unsere Schülerinnen und Schüler, den dafür nötigen Lernaufwand nicht mehr vollziehen wollen. Ob selbst ausgewählte Lerninhalte für ihr Leben reichen werden, sei an dieser Stelle dahingestellt – hier gibt es bereits heute keinen Konsens zwischen allen Beteiligten und diese Schere wird sich mit der Weiter-Entwicklung und -Verbreitung von KI weiter öffnen. Das System Schule wird auf diese Herausforderung weder schnell noch inhaltlich reagieren können – denn es würde sich damit selbst hinterfragen und als obsolet darstellen.

…anytime

Die Möglichkeit, sich den Zeitpunkt des Lernens selbst auszusuchen, stellt für die Schülerinnen und Schüler einen weiteren motivierenden Punkt dar. Die Lernphasen könnten somit zeitlich individuell an den Bio-Rhythmus und die innere Lerndisposition der Schülerinnen und Schüler angepasst werden. Auch in diesem Punkt wird sich das Bildungssystem schwertun, da hier massive organisatorische Vorgaben zu lösen wären wie bspw. die Auflösung des Stunden-Rhythmus, die Anpassung von Stundenplänen, die Arbeitszeiten der Lehrerinnen und Lehrer und vieles mehr.

…anywhere

Ähnlich verhält es sich mit dem Aspekt des Lernortes. Die deutsche Schulpflicht bzw. die Schulanwesenheitspflicht verhindert prinzipiell einen anderen Lernort als die Schule. Durch die Corona-Pandemie gibt es zwar erste zarte Schritte, auch den Distanzunterricht als Lernort zuzulassen, doch bisher in sehr geringem Maße und mit viel Widerspruch seitens aller Beteiligten. Es gibt in Deutschland bisher nur sehr wenige Schulen, die es geschafft haben, das Konzept Lernort zu erweitern und außerhalb von Schule zu etablieren.

Lernplattformen spielen hierbei eine zentrale Rolle. Sie ermöglichen im modernen Unterricht eine individuelle Anpassung des Lernprozesses an die Bedürfnisse der Schülerinnen und Schüler, indem sie personalisierte Lerninhalte und Aufgaben online bzw. in der Cloud bereitstellen. Dies fördert die neuroplastische Anpassung des Gehirns, da das Lernen effektiver wird, wenn es auf die individuellen Bedürfnisse abgestimmt ist. Darüber hinaus bieten Lernplattformen multimediale Inhalte wie Videos, interaktive Grafiken, Audioaufnahmen und Texte, die mehrere Sinne ansprechen. Diese multisensorischen Reize aktivieren verschiedene Gehirnregionen und verbessern dadurch das Gedächtnis und die Lernleistung. Die Plattformen bieten den Schülerinnen und Schülern auch die Flexibilität, in ihrem eigenen Tempo zu lernen und ihre Lernzeiten selbst zu gestalten, was das selbstorganisierte Lernen unterstützt und die Konsolidierung des Wissens im Langzeitgedächtnis fördert.

Ein weiterer Vorteil von Lernplattformen ist das unmittelbare Feedback, das sie auf Aufgaben und Tests geben können. Dieses Feedback spricht das Belohnungssystem im Gehirn an und steigert so die Motivation und das Engagement der Lernenden. Zudem ermöglichen viele Lernplattformen kooperatives Lernen durch Foren, Chats und Gruppenarbeiten, was die Entwicklung von sozialen und kognitiven Fähigkeiten durch die Interaktion mit anderen fördert. Lernplattformen können leicht mit digitalen Schlüsseltechnologien wie Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR) und besonders Künstlicher Intelligenz (KI) kombiniert werden, und dadurch immersive und interaktive Lernmöglichkeiten erweitern und das Gehirn auf vielfältige Weise stimulieren. Durch die Analyse von Nutzerdaten könnten Lernplattformen den Lernfortschritt überwachen und den Lernprozess kontinuierlich anpassen, was eine effektive und nachhaltige Wissensvermittlung sicherstellt.

Fast alle Lernplattformen haben aber für Schulen das gleiche Handicap – es sind nur leere Hüllen,

Arbeitskonstrukte ohne Inhalte. Die Inhalte müssen von den Schulen, den Lehrerinnen und Lehrern, den Schülerinnen und Schülern kommen, erst dann besitzt eine Plattform Leben, und man kann darüber streiten, welche denn nun besser ist als die andere. Da der Inhalt also nicht vom Hersteller oder Betreiber kommt, müssen andere Kriterien für die Auswahl einer Lernplattform verwendet werden.

Dazu zählen:

• Finanzierbarkeit,
• Verfügbarkeit,
• Stabilität,
• Benutzerfreundlichkeit,
• Datensicherheit und
• Funktionalität.

Hier hat sich in der Vergangenheit gezeigt, dass professionelle Plattformen von Microsoft, Google oder Amazon den regionalen Anbietern (eigens programmierte Lernplattform, gehostet von kommunalen Rechenzentren) in Bezug auf den genannten Kriterienkatalog weit überlegen sind.

…anybody

Der Paradigmenwechsel des Lehrer-Berufs weg vom Wissensvermittler hin zum Lernassistenten ist seit einigen Jahren in vollem Gange und wird die Einzigartigkeit der Lehrerrolle auflösen und das Lernen auf viele Schultern – Lehrer-Teams, Mitschülerinnen und Mitschüler, Familie und auch digitale Medien – verteilen. KI in Form von digitalen Tutoren und der zukünftigen Verkörperung von KI in humanoiden Robotern wird einen Lernassistenten ermöglichen, der sehr individuell den Lernprozess der Schülerinnen und Schüler begleiten und unterstützen kann. Ihnen – den humanoiden Robotern – wird vielleicht die Empathie guter Lehrerinnen und Lehrer fehlen, aber eine Entkopplung von der emotionalen Bindung zu Lehrkräften kann auch von Vorteil sein, wenn eine emotionale Bindung gar nicht oder nur gestört vorhanden ist (Antipathien, kulturelle oder soziale Spannungen).

„Learning anything, anytime, anywhere with anybody“

…Fazit

Der Computer der Zukunft wird für die nächsten Jahre weiterhin ein mobiles, digitales mit KI-bestücktes Endgerät sein (wahrscheinlich eher ein Smartphone als ein Tablet, da ein Smartphone heute bereits das zentrale digitale Element unseres Lebens ist), welches in Kooperation mit einer KI-gestützten Lernplattform den Lernprozess begleiten wird. Aktuelle Nachrichten aus der Hirnforschung zeigen die zukünftige Entwicklung in der Kommunikation mit mobilen digitalen Endgeräten und den dazugehörigen Lernplattformen auf. So soll es Forschern im August 2023 gelungen sein, den Pink-Floyd-Song “Another Brick in the Wall” aus den neuronalen Signalen im Gehirn zu rekonstruieren. Noch erstaunlicher war die Meldung im Januar 2024, in der Forscher mitteilten, dass es einer KI erstmalig gelungen war, Gedanken von Menschen mit einer Genauigkeit von 80 % zu identifizieren und in Text zu übersetzen. Das lässt vermuten, dass Schülerinnen und Schüler zukünftige KI-Lernplattformen und digitale Endgeräte mit ihren Gedanken steuern werden können. Vorstellbar ist an dieser Stelle auch, dass beide Komponenten – Endgerät und Plattform – von einem Anbieter kommen werden (hier drängen sich erneut Apple und Microsoft auf). Trotzdem bleibt zu vermuten, dass der Einzug von KI in deutschen Schulen ähnlich langsam und verhalten sein wird – vergleichbar mit dem damaligen Einzug des Internets. Und auch der Widerstand gegen KI im Unterricht wird ähnliche Formen annehmen.

Fortbildungsreihe my eWorld

Nehmen Sie gerne teil am kostenlosen Online-Workshop „mediales und personelles 1:1-learning – Kombination von Computer, Lernplattform & KI?“ aus der my eWorld-Fortbildungsreihe – https://zukunft-der-schulen.de/my-eworld/

Datum: 30. Oktober 2024, 13:30 Uhr bis ca. 15:00 Uhr

Anmeldungen bitte an dsteppuhn@smartschool.education