KI zur Erforschung digitaler Medien im Schulunterricht
Saarbrücken, November 2018 - Bildungswissenschaftler und Informatiker überlegen, wie man die Technologie der "Augmented Reality" sinnvoll im Schulunterricht einsetzen kann. Am Beispiel von Physik-Experimenten wollen sie untersuchen, ob Schüler die Wirklichkeit durch virtuelle Erweiterungen besser verstehen lernen. An dem Verbundprojekt sind Forscher der Universität des Saarlandes, der Technischen Universität Kaiserslautern und des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz beteiligt. Es wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 1,5 Millionen Euro gefördert.
Im Physik-Unterricht lernen Schüler Phänomene kennen, die man zwar messen, aber selten auch sehen kann. So gibt es Standard-Experimente zur Wärmeleitung, bei denen Metallkörper von einer Seite erhitzt und von der anderen gekühlt werden. "Mit intelligenten Brillen, den Smart Glasses, kann man Schülern die Wärmeentwicklung in diesen Metallzylindern in verschiedenen Farben anzeigen, sie also sichtbar machen. Auch bei Experimenten zur elektrischen Leitfähigkeit kann die reale Versuchsanordnung virtuell so ergänzt werden, dass der Strom quasi vor den Augen der Schüler vorbeifließt", erklärt Roland Brünken, Professor für Empirische Bildungsforschung der Universität des Saarlandes und Koordinator des Verbundsprojektes.
In einer Serie von Untersuchungen wollen die Wissenschaftler herausfinden, wie man Smartphones, Tablets und die speziellen Brillen in allen Altersstufen von der Grundschule bis zur gymnasialen Oberstufe sinnvoll einsetzen kann. "Wir wollen analysieren, welche Voraussetzungen und Methoden die Lehrerinnen und Lehrer benötigen, um Lernprozesse mit Hilfe dieser speziellen digitalen Technologie zu fördern", so Brünken. Es sollen daraus allgemeine Schlussfolgerungen abgeleitet werden, wie der Unterricht von den neuen digitalen Medien profitieren kann.
Das Verbundprojekt wird im Rahmen der Förderinitiative "Digitalisierung im Bildungsbereich" vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit mehr als einer Million Euro gefördert. Neben Projektkoordinator Roland Brünken ist Markus Peschel, Professor für Didaktik des Sachunterrichtes an der Universität des Saarlandes beteiligt. Zudem wirken Jochen Kuhn, Professor für die Didaktik der Physik an der Technischen Universität Kaiserslautern, sowie zwei Arbeitsgruppen des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) an den Standorten Kaiserslautern (Professor Paul Lukowicz) und Saarbrücken (Dr. Daniel Sonntag) mit. Das dreijährige Forschungsprojekt trägt den Titel "Gelingensbedingungen und Grundsatzfragen von Augmented Reality in experimentellen Lehr-Lernszenarien entlang der schulischen Bildungsbiographie" (GeAR).
Die beteiligten DFKI-Forschungsbereiche Eingebettete Intelligenz und Kognitive Assistenzsysteme entwickeln in GeAR sensorgestützte Methoden zur Aktivitäts- und Kontexterkennung. Ein weiteres Ziel ist die Integration der entwickelten Techniken zur Datenerfassung und zur Mensch-Technik Interaktion. Dazu werden Technologien aus den Bereichen Augmented Reality, sensorische Analyse und multimodale Interaktion (Sprache, Gesten, Eyetracking) entwickelt und getestet.
