Was bringt KI im Bildungsbereich?
Die Verwendung von Bildungstechnologie (EdTech) in Schulen wird immer mehr zum Mainstream. In ähnlicher Weise wird die Verwendung von KI, einer Technologie, die es Maschinen ermöglicht, Aufgaben zu erledigen, die normalerweise menschliche Intelligenz erfordern, im Alltag immer mehr zum Mainstream. Die Zusammenführung der beiden ist ein natürlicher Schritt, der Schülern, Lehrern, Mitarbeitern und Administratoren zugutekommt.
KI kann viele Formen im Bildungswesen annehmen. In letzter Zeit gibt es ein wachsendes Interesse an generativen KI (GenAI)-Tools, die Inhalte erstellen und Aufgaben als Antwort auf natürlich formulierte Fragen erledigen können. Diese Systeme können Inhalte personalisieren, Feedback in nahezu Echtzeit liefern und Coaching und die Entwicklung von Fähigkeiten unterstützen.
Die Integration intelligenter KI-Technologie in Schulen kann auch Lehrern, Mitarbeitern und Administratoren durch die Automatisierung sich wiederholender oder zeitraubender Aufgaben helfen, sodass Zeit für die Ermöglichung des Erfolgs von Schülern frei wird.
Die Zahlen sind der Beweis
Jüngste von mehreren Institutionen durchgeführte Untersuchungen zu KI im Bildungswesen haben ergeben:
- 65 % der Pädagogen möchten KI bereitstellen, um die Ergebnisse von Lernenden zu verbessern.1
- 20 bis 40 % der aktuellen Aufgaben könnten auf Technologie ausgelagert werden.2
- 13 Stunden pro Woche könnte ein Lehrer durch den Einsatz von KI bei der Automatisierung von Aufgaben einsparen.2
- 48 % der Pädagogen sagen, dass KI-Technologien sich positiv auf das Lernerlebnis von Schülern ausgewirkt haben.3
- 42 % der Lehrer und Schüler sagen, dass KI ein gerechteres System schafft.3
- 73 % der Schüler geben an, dass KI ihnen hilft, schneller zu lernen, und 67 % der Schüler geben an, dass KI ihnen hilft, effizienter zu lernen.3
Vorteile von KI im Bildungsbereich
KI im Bildungsbereich bietet eine Vielzahl von Vorteilen, die Zeitaufwand und Effizienz optimieren, die Schul- und Datensicherheit verbessern, datengestützte Erkenntnisse erhalten und wertvolle Tools zur Verbesserung des Lernens ermöglichen können. Hier sind einige dieser Vorteile:
- Administrative Effizienz: KI kann Routineaufgaben automatisieren, die Effizienz verbessern und Lehrer, Administratoren und Mitarbeiter für stärker engagierte Aktivitäten freimachen. KI kann beispielsweise Lehrern bei der Benotung, Aufsatzkorrektur und Anwesenheitskontrollehelfen. Außerdem kann sie personalisierte Nachrichten zu Veranstaltungen und Terminen automatisieren oder die Ressourcenplanung unterstützen.
- Datengestützte Erkenntnisse: Die KI-Analyse von Daten, z. B. von Schüler- und Klassentests und Aufgaben, kann Lehrern und Verwaltern einzigartige Einblicke verschaffen. Diese Erkenntnisse können zur Verbesserung des Lehrplans, zur Anpassung von Unterricht für personalisierte Lernerlebnisse, zur Förderung der Kompetenzentwicklung, zur Identifizierung von Nachhilfeangeboten und zur Vorstellung neuer Möglichkeiten zur Anleitung und Bewältigung der Lernaufgaben von Schülern verwendet werden. Rückmeldungen zu den Fortschritten der Schüler können auch den Schulbezirk bei der Entwicklung von Inhalten unterstützen.
- Verbesserter Betrieb und Sicherheit: Der Campusbetrieb auf Schul- oder Bezirksebene kann von der Nutzung von KI profitieren. KI-gestützte digitale Systeme können beispielsweise Probleme in Anlagen oder Technologien proaktiv oder in nahezu Echtzeit erkennen. Computervision-Technologien und vernetzte Sensoren können die physische Sicherheit unter anderem durch intelligente Türen, Sturzerkennung und intelligenten Gate-Zugriff verbessern. Darüber hinaus machen diese Funktionen viele Abläufe im Schulbetrieb effizienter.
- Verbesserte Schutzmaßnahmen für Cybersicherheit: Cyberbedrohungen entwickeln sich stetig weiter und der Bildungssektor ist ein Hauptangriffsziel. Im Jahr 2023 haben beispielsweise bekannte Ransomware-Angriffe auf alle Ebenen von Bildungseinrichtungen um 105 % zugenommen.4 KI-gestützte Sicherheitstechnologien können IT-Teams im Bildungsbereich helfen, aktuelle Sicherheitslösungen proaktiv zu erweitern, um Schüler, Dozent, Daten und den Betrieb vor Cyberangriffen zu schützen.
Anwendungsfälle von KI im Bildungswesen
Drei Arten von KI werden im Allgemeinen in Bildungsumgebungen eingesetzt, um Anwendungsfälle für Schüler, Administratoren und Campusbereiche zu ermöglichen:
- Reporting-KI verwendet Algorithmen zur Analyse von Daten und zur automatischen Generierung von Berichten. Die drei Hauptvorteile von KI-Berichterstattung sind Geschwindigkeit, Genauigkeit und Mustererkennung. Im Bereich Berichterstellung im Bildungsbereich kann KI bei der Teilnahme von Schülern, Bewertungsberichten und der Ressourcenoptimierung helfen.
- Reaktive KI führt einfache Aufgaben aus, die auf einer großen Menge gesammelter Daten basieren. Es ist die einfachste Form von KI und ist nicht in der Lage, Speicher aufzubauen oder frühere Erfahrungen zur Erstellung neuer Lösungen zu verwenden. Sie kann für die administrative Automatisierung und die Bewertung von Schülern verwendet werden.
- Prädiktive (vorausschauende) KI kann unter Verwendung statistischer Algorithmen Muster in vergangenen Veranstaltungen oder gesammelte Daten erkennen und Vorhersagen über zukünftige Ereignisse treffen. Im Bildungsbereich kann sie für personalisiertes Lernen oder zur Erkennung von Schülern verwendet werden, die kurz vor einem Studiumabbruch stehen.
Anwendungsfälle
Beispiele für die Anwendung von KI im Bildungsbereich:
- Schülerengagement hochhalten: KI im Bildungsbereich kann das Sprachenlernen unterstützen, um potenzielle Verständnislücken zu schließen. Schüler können sich mit personalisierten KI-gestützten Anwendungen auf Tests vorbereiten. Sie können auch von ihren Mitschülern und dem virtuellen Austausch in Online-Diskussionsforen und durch Spiele im Lehrplan lernen.
- Anwesenheitskontrolle: Administratoren und Büromitarbeiter können KI verwenden, um die Kursteilnahme von Schülern zu verfolgen, bekannte oder ungeplante Abwesenheiten zu erfassen oder Eltern über Verspätungen zu informieren.
- Klassenzimmerverwaltung: KI-gestützte Systeme können Lehrern helfen, Aktivitäten von Schülern zu überwachen, insbesondere für personalisierte Lernpläne, Gruppenlabore, Workshops oder hybride Lernerlebnisse. Lehrer können die Fortschritte von Schülern einfacher einsehen und haben mehr Zeit für die Unterstützung von emotional-kognitivem Lernen und dem Verhaltensmanagement.
- Aufsatz-Bewertung: Lehrkräfte können KI-Systeme nutzen, um die Aufsätze der Schüler auf Grammatik, Satzstruktur oder auf Abschreiben zu überprüfen. KI kann auch helfen zu bestimmen, ob Schüler ihre Aufgaben genau verstanden haben und einer Schreibaufforderung richtig gefolgt sind.
- Verständnis der Schüler und der Klasse: Lehrer haben bereits einige Optionen zur automatischen Ermittlung von Ergebnissen der Schüler in Tests, je nach der verwendeten Methode. KI-gestützte Systeme können Lehrern helfen, das allgemeine Verständnis in bestimmten Fächern basierend auf individuellen und kollektiven Ergebnissen bei Aufgaben und Tests zu erkennen. Dies kann Informationen zur Unterrichtsplanung, zur Präsentation von Materialien im Unterricht, zur Erstellung personalisierter Lernpläne basierend auf individuellen Wissenslücken oder sogar zu Änderungen des Lehrplans zur Verbesserung der Lernleistung liefern.
- Notizen fast in Echtzeit: KI-Systeme können auch seh- oder hörbehinderten Schülern helfen, indem sie Vorträge aufnehmen und Sprache-zu-Text-Technologie verwenden. Wenn Schüler Probleme haben, sich in der Klasse zu konzentrieren, weil sie zu sehr beschäftigt sind, Notizen zu machen, kann KI verwendet werden, um ein Protokoll zu erstellen, das mit einer Audioaufzeichnung der Klasse synchronisiert ist, damit die Schüler später hören oder lesen können, was ein Lehrer zu einem bestimmten Zeitpunkt gesagt hat. Dadurch entfällt auch die Zeit für Lehrer für die Bereitstellung von Wiederholungen und Notizen.
- Kommunikation: Es braucht ein ganzes Ökosystem (das sprichwörtliche Dorf), um die Ausbildung der Kinder zu unterstützen. Eine effizientere Verbindung von Eltern, Lehrern und Administratoren kann das Lernerlebnis verbessern. Von der Planung von Veranstaltungen über die Berichterstattung zu Bedenken bis hin zur Anerkennung von Leistungen von Schülern und Präsentationen können KI-gestützte Messaging- und Videokonferenzfunktionen den Zugriff für die Kommunikation zwischen allen Stakeholdern erleichtern.
- Intelligenter Campus: KI-Systeme können zur Überwachung von Campusumgebungen beitragen und wertvolle Erkenntnisse für Administratoren, Besucher und Mitarbeiter liefern. KI kann beispielsweise Daten von Schülern sowohl für die Teilnahme vor Ort als auch für die Teilnahme an digitalen Kursen erfassen. Sie kann auch zur Überwachung von Fußgängern und Verkehrsflüssen auf Nutzungsmuster verwendet werden, zur Identifizierung potenzieller Sicherheitsrisiken auf dem Campus und zur Unterstützung von intelligentem Parken, Wegweisung und Crowdmanagement. KI-gestützte Roboter können auf verschiedene Weise zur Unterstützung der Wartung und des Facilitymanagements verwendet werden.
Herausforderungen von KI im Bildungsbereich
Wie bei der Einführung jeder Technologie muss auch für die heutigen visionären Pädagogen und Administratoren Priorität haben zu verstehen, wie, wann und wo sie KI im Bildungsbereich verwenden können.
Als Grundlage für KI im Bildungsbereich muss sich die Verwendung verantwortungsvoller KI für Transparenz, Verantwortlichkeit, Inklusivität und Governance verpflichten, um gesellschaftliches Vertrauen, kritisches Denken und tiefes Denken zu unterstützen. Trotzdem gibt es Szenarien, die für alle KI-Initiativen in Schulen berücksichtigt werden müssen:
- Missbrauch von Schülern: Das Risiko, dass Schüler schummeln, wirft ethische Probleme auf und beeinträchtigt ihre Fähigkeit, die erforderlichen Inhalte und Fähigkeiten zu erlernen. Darüber hinaus können Schüler ihre Geräte oder Passwortdaten austauschen oder vergessen, was ein Sicherheitsrisiko sein kann.
- Verzerrungen in Algorithmen: KI-Systeme lernen aus den Daten, mit denen sie trainiert werden. Wenn diese Daten Verzerrungen wie Geschlecht, ethnische Zugehörigkeit und ein sozioökonomisches Segment enthalten, kann das KI-System diese Verzerrungen lernen und aufrechterhalten.
- Gerechter Zugriff: Nicht alle Schüler haben Zugriff auf KI-Tools und das Internet, mit dem Risiko, dass sich die digitale Lücke vergrößert, wenn der Zugriff nicht für alle aktiviert ist.
- Verringertes Engagement von Schülern: Es besteht das Risiko, dass Schüler, die mehr Zeit mit KI-Tools verbringen, sich weniger mit Lehrern und anderen Schülern auseinandersetzen können.
- Burnout für Lehrer: Das Lehrergerät ist das im modernen Klassenzimmer am häufigsten verwendete Tool für Unterricht, Verwaltungsaufgaben und Kommunikation. Gleichzeitig führt Burnout für Lehrer zu erhöhter Fluktuation und zu Personalmangel. Die Bereitstellung von KI-gestützten Tools kann die Zufriedenheit von Lehrern verbessern.
- Systemimplementierung: Das Upgrade bestehender Infrastruktur und Geräte für die heutigen Technologien und die Zukunftssicherheit, um für die Bildungsanforderungen von morgen bereit zu sein, erfordert einen Aufwand an Zeit und Ressourcen, einschließlich der Schulung von Mitarbeitern in der effektiven Verwendung von KI.
Die meisten dieser Risiken sind nicht neu, sollten aber durch den verantwortungsvollen Einsatz von KI berücksichtigt werden.
Die Zukunft der KI im Bildungsbereich
Die Art von Jobs transformiert sich erheblich. Bis 2027 werden geschätzte 83 Millionen Jobrollen weltweit – wie Bankbediener, Postdienstmitarbeiter, Kassierer und Ticketkaufleute – veraltet, da sich die Beschäftigungslandschaft verändert.5 Gleichzeitig zeigen Prognosen, dass sich etwa 69 Millionen neue Möglichkeiten in Rollen wie KI- und Spezialisten für maschinelles Lernen, Nachhaltigkeitsexperten und Business-Intelligence-Analysten ergeben werden.5
Zukünftige Fähigkeiten am Arbeitsplatz
Zu den Fähigkeiten, die Schüler auf diesen zukünftigen Arbeitsplatz vorbereiten, gehören analytisches und Diese Fähigkeiten fallen in Kategorien wie kognitive Fähigkeiten, die Arbeit mit Menschen, Selbstwirksamkeit, technologische Stärke und Führungsgeist. Als Antwort darauf muss sich der Bildungsbereich anpassen.
Schüler müssen heute mit Problemlösungsfunktionen, sozial-emotionalen Kompetenzen, der Fähigkeit zur effektiven Zusammenarbeit und Fähigkeiten im Technologiedesign und in der Programmierung ausgestattet sein. Zu den realen Anwendungen für diese Art von Wissen gehören Content-Erstellung (einschließlich Videoproduktion), Datenvisualisierung und Vertrautheit mit der Arbeit von überall aus.
Zukünftige Technologieanforderungen
KI-gestützte Systeme im Bildungsbereich werden in den nächsten Jahren an Dynamik gewinnen und den Bedarf an zukunftssicheren Geräten erhöhen, die ein neues Maß an Zusammenarbeit, Produktivität und Kreativität ermöglichen und die Fähigkeit unterstützen, KI effizienter und effektiver auszuführen. Dies ist angesichts des traditionellen vierjährigen Auffrischungszyklus im Bildungsbereich besonders wichtig.
Sicherheit wird auch weiterhin höchste Priorität haben. Bildungseinrichtungen müssen eine Sicherheitsstrategie entwickeln, die den Herausforderungen einer komplexen Sicherheitslandschaft standhält und den Datenschutz auf Geräten von Schülern, Lehrern und Mitarbeitern sowie der vernetzten Infrastruktur schützt.
Bildungseinrichtungen können heute die Vorteile von KI nutzen. Das Ergreifen von Schritten zur Integration von KI wird eine Grundlage für die einfachere Erfassung neuer Möglichkeiten und Anwendungsfälle in Zukunft legen.