Mit Künstlicher Intelligenz das Lernen optimieren

Künstliche Intelligenz (KI) erlaubt es mittlerweile, Menschen während jeder Lebensphase mit digitaler Hilfe zu unterstützen. In Schul- und Berufsbildung können intelligente digitale Algorithmen nicht nur den Lernerfolg erhöhen, sondern Fehler reduzieren und Vorhersagen treffen. Zuvor nicht möglicher Support kann nun direkt während einer Arbeitstätigkeit oder Lernsituation mittels erweiterter Realität (XR) situationsbezogen dargestellt werden.

Das COIN-Forschungsprojekt SimLern der FHV fokussiert auf die Möglichkeiten der KI, um Lernerfolg und Lernerfahrung auf ein neues Level zu heben. Das Team des Forschungszentrums für Nutzerzentrierte Technologien untersucht und entwickelt mit seinen Partner:innen aus der Wirtschaft KI-optimierte Lernerfahrungen. KI-Unterstützung erlaubt den Expert:innen die Erstellung realitätsgetreuer Szenarien, angepasst an die Arbeits- und Lernanforderungen der Wirtschaftsregion Bodensee.

Gleich in mehrfacher Hinsicht erforscht die Forschungsgruppe für technologiegestützte Lernerfahrungen den Einsatz von KI als Lernpartnerin:

• KI-optimierte Simulation erlaubt es, in sicherer Umgebung Auswirkungen von Fehlern realitätsnah zu erleben und davon zu lernen. Feedback aus den interaktiven Lernabläufen und Trainings liefert dabei in Echtzeit Hinweise wie beispielsweise Lehrlinge beim Erlernen von Arbeitsabläufen ideal unterstützt werden können (siehe Bild).
• KI-generierte Lerninhalte reagieren darauf wiederum mit adaptiver Anpassung von Lernsupport und -umgebung. Das heißt, die Lernumgebung wird in Echtzeit angepasst, um die kognitive Auffassungsgabe der Lernenden in jeder Situation optimal anzuregen. Reflexives, realitätsbezogenes Lernen wird direkt in der Arbeitssituation durch individuell ergänzte, KI-optimierte Lernunterstützung (im englischen Fachbegriff Scaffolding genannt) erweitert.
• KI-instruierte Lernbegleitung erlaubt schließlich in diesem Zusammenhang die datengetriebene Entscheidung über den Grad und die Visualisierungsart, den die Lernenden situationsbezogen erhalten. Von lebensecht visualisierten, pädagogischen Tutor:innen mit gesprochenen Hilfestellungen bis zu kaum wahrnehmbaren abstrahierten Lernhinweisen entscheidet KI als Lehr- und Lernpartnerin über die Gestaltung der optimalen Lernerfahrung.

Angepasst an die hiesigen Bedürfnisse

Die Erkenntnisse der Forschungs- und Entwicklungsarbeit des COIN-Projekts SimLern werden nachhaltig an die Bedürfnisse des Wirtschaftsraums Bodensee angepasst. Teilnehmenden Unternehmenspartner:innen bietet das Nutzungskonzept umfassende Vorteile: Sie können Infrastruktur zur Nachbildung von realen Lernszenarien mitnutzen, bekommen facheinschlägige Entwicklungs- und Innovationskompetenz vermittelt, können die KI-gestützte Entwicklung von Verhaltensmodellen und Lernmaterialien in Auftrag geben oder die gemeinsam entwickelten Algorithmen in ihre eigenen Lernapplikationen implementieren.

Vernetzender Austausch mit den Unternehmen der Region und die Orientierung an Anfragen mit konkretem Praxisbezug ist ein definierter Erfolgsfaktor des SimLern Forschungsteams rund um Medienwissenschaftler und Projektleiter Patrick Jost, MSc MA und Forschungszentrumsleiter Prof. (FH) Dr. Guido Kempter.

Zur Forschungsgruppe

Die Forschungsgruppe für technologiegestützte Lernerfahrungen ist ein interdisziplinär forschendes Team mit Expert:innen in Informatik und Extended Reality Technologien, kognitiver Lernassistenz und in der Entwicklung von Lernspielsimulationen.

Zu den Forschern

Projektleiter Patrick Jost, MSc MA ist Doktorand der Technisch-Naturwissenschaftlichen Universität Norwegens (NTNU) mit Forschungsexpertise und Publikationsfokus in KI-generierter Lernassistenz und Lernspielsimulationen.

Forschungszentrumsleiter Prof. (FH) Dr. Guido Kempter ist Psychologe mit Habilitation in Kommunikationspsychologie und Erfahrung in der didaktischen Konzeption sowie in der wissenschaftlichen Analyse technikgestützter Wissensvermittlung. Er publiziert u. a. zur betrieblichen Aus- und Weiterbildung.