Bildung für die digitale Welt
Im Fokus stehen die Anforderungen zur Gestaltung digitaler Lehr- und Lernprozesse und die Möglichkeiten und Grenzen zunehmender Individualisierung der Bildung. Der Einsatz neuer Technologien, insbesondere von KI, wird aus theoretischer und anwendungsorientierter Perspektive untersucht.
Im Mittelpunkt unserer Forschung steht der Einfluss des digitalen Wandels und der digitalen Technologien auf die Prozesse der Bildung und Kompetenzentwicklung sowie die neuen Anforderungen, die diese Prozesse künftig definieren. Die angewandte Forschung der Gruppe umfasst sowohl Grundlagenforschung als auch einen laufenden Transfer von Anforderungen aus der Praxis (Schulen, Universitäten, Unternehmen, Gesellschaft) und die Anwendung von Forschungsergebnissen in der Praxis.
Die Gruppe untersucht Bereiche der schulischen, universitären und beruflichen Bildung und Weiterbildung, sowohl hinsichtlich ihrer Gemeinsamkeiten als auch Unterschiede. Das geplante Forschungsprogramm baut auf Vorarbeiten aus der Aufbauphase des Weizenbaum-Instituts auf, in der weiterführende Forschungsbedarfe als besonders relevant aufgezeigt wurden. Diese Erkenntnisse prägen die Arbeit der Gruppe, die in folgenden Teilprojekten organisiert ist:
Entwicklung eines theoretischen Rahmens zum digitalen Lernen
Durch die digitale Transformation im Bildungskontext werden traditionelle Formen der Wissensvermittlung, wie z.B. Präsenzveranstaltungen, zunehmend durch digitale Formate ersetzt. Insgesamt hat das über Informations- und Kommunikationstechnologien vermittelte Lernen in physischen oder virtuellen Räumen das Potenzial, eine aktivere Beteiligung und einen hohen Grad der Selbstbestimmung des einzelnen Lernenden zu ermöglichen. Lernziele, Methoden und Fragen können stärker auf die Bedürfnisse des Lernenden abgestimmt werden. Der Lernerfolg hängt nicht nur von den kognitiven Fähigkeiten von Lernenden und Lehrenden und den Inhalten ab, sondern auch von äußeren Aspekten wie dem verwendeten Medium, dem Grad der Individualisierung, dem Zugang zu Informationen, der Orts- und Zeitgestaltung etc. Vor diesem Hintergrund hat die Forschungsgruppe bereits in der Aufbauphase ein erstes Modell des digitalen Lernens entwickelt, als ersten Schritt zu einer neuen Theorie des digitalen Lernens. Das Modell zeigt eine erste Strukturierung der relevanten Lernelemente und ihre Merkmale in der digitalen Welt: Lernende, Lehrende, Lernmodus, Lerninhalte, Lernoutput. Diese werden für die Gegebenheiten der digitalen Welt spezifiziert und in ihrem Zusammenhang beschrieben. Dabei wird explizit darauf eingegangen, wo die Unterschiede und Ähnlichkeiten zum klassischen Lernen bestehen.
Erforschung der Human-AI-Interaction im Lernkontext
Viele Einsatzmöglichkeiten von KI-Softwareanwendungen im Bildungsbereich liegen in der Personalisierung des Einzelunterrichts, sodass Entscheidungen über den Lernweg eines einzelnen Schülers und über die zu vermittelten Inhalte getroffen werden. Darüber hinaus kann KI das kollaborative Lernen unterstützen, indem sie die Online-Zusammenarbeit einer Lerngruppe organisiert; sie kann die Lehrenden ersetzen und sich mit den Schüler:innen verbinden. Nicht zuletzt kann intelligente virtuelle Realität eingesetzt werden, um authentische virtuelle Realitäten und spielerische Lernumgebungen zu schaffen oder um Lernende von virtuellen Tutoren betreuen zu lassen. Es bestehen verschiedene Ebenen der Human-AI-Interaktion, je nach der Art der technischen Agenten, die mit Menschen über gemischt-initiative Systeme interagieren.
Vor diesem Hintergrund erforschen wir die Interaktion zwischen Mensch und Maschine (KI) in digitalen Lernumgebungen im Kontext der Bildung und der betrieblichen Weiterbildung, insbesondere, wenn die KI eine aktive Rolle spielt; die Grenzen dieser Interaktion vor dem Hintergrund des Verständnisses von Lernen als ein sozialer Prozess; sowie soziale und ethische Herausforderungen dieser Interaktion innerhalb von Lernprozessen.
Personalisierung und Individualisierung in digitalen Lernprozessen.
Ein Hauptvorteil des digitalen Lernens ist eine stärkere Individualisierung der Lernerfahrung. Der Lernprozess und die Ergebnisse können durch eine sorgfältige Organisation von Lernaufgabe, Reihenfolge, Medium etc. an das Vorwissen des Informationsempfängers angepasst werden. Darüber hinaus erlauben die zunehmenden Einsatzmöglichkeiten von IKT im Bildungskontext eine gezielte Steuerung der individuellen Lernwege sowie eine spezifische Definition von Lernzeiten und -zielen. Durch den gezielten Einsatz digitaler Medien können Ungleichheiten unter den Lernenden reduziert werden, sodass der Unterricht gerecht gestaltet werden kann und ein größerer Gestaltungsspielraum für Lehrende und Lernende ermöglicht wird.
Hierzu ist gezielt interdisziplinäre Forschung notwendig, die es erlaubt zentrale Merkmale eines Lernenden zu strukturieren, um direkt den Lernprozess zu adressieren. Die Forschung der Gruppe zeigt, dass z.B. kulturelle Eigenschaften hier eine Rolle spielen, fachspezifische Merkmale einen Einfluss auf die Akzeptanz digitaler Lernangebote ausüben und Bildungsangebote altersgerecht zu gestalten sind. Zentrale Fragen vor diesem Hintergrund sind verbunden mit den Kernkomponenten eines Persönlichkeitsmodells von Lernenden, Lernmethode-Fit, Herausforderungen, wenn Lernende individualisiert angesprochen werden.
In allen Teilprojekten sind verschiedene empirische Projekte geplant, wie Literaturanalysen, Studien, Umfragen und (Labor)Experimente.
Mitglieder der Forschungsgruppe
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Prof. Dr.-Ing. Norbert Gronau
Principal Investigator
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Malte Teichmann
Forschungsgruppenleiter
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Jana Gonnermann
Wissenschaftliche Mitarbeiterin
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Nicolas Leins
Studentischer Mitarbeiter
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Virginie Lettkemann
Studentische Mitarbeiterin
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Theresia Pasler
Studentische Mitarbeiterin
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Georg David Ritterbusch
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
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Philip Schummel
Studentischer Mitarbeiter