Lehren und Lernen mit und über KI in Physik

Künstliche Intelligenz (KI) hält in immer mehr Bereichen unseres Lebens Einzug, so auch in der Bildung. Bis Ende 2022 spielte KI in Physikunterricht und -lehrkräftebildung, wenn überhaupt, nur eine untergeordnete Rolle, meist mit dem Fokus auf die Möglichkeiten der KI bei der Auswertung umfangreicher oder heterogener Datensätze, wie sie beim Lernen mit digitalen Technologien entstehen. Mit der öffentlichen Verfügbarkeit von ChatGPT seit Ende 2022 sind generative und andere KI-Tools stärker in den Fokus der Physikunterrichtsforschung gerückt.

KI kann den Physikunterricht (und dessen Vorbereitung) in vielerlei Hinsicht bereichern, z. B.

- Unterstützung beim Lernen: Durch den Einsatz von KI-Tools wie ChatGPT können personalisierte Lernerfahrungen auf einzelne Lernende zugeschnitten werden. Dies ermöglicht die Anpassung von Inhalten und Lehrstrategien an unterschiedliche Lernstile, Lerntempi und Vorlieben. KI-gesteuerte Systeme können sofortiges Feedback und Hilfestellung bieten, was das aktive Lernen fördert und Frustrationen abbaut.

- Unterstützen beim Unterrichten: KI-Tools können große Mengen von Schülerdaten analysieren, um Trends, Lernmuster und Problembereiche zu erkennen. Diese Informationen geben Lehrkräften wertvolle Einblicke, um ihre Unterrichtsvorbereitungen zu verfeinern und Unterricht effektiver planen zu können.

- Unterstützen bei der Unterrichtsvor- und -nachbereitung: Die Unterstützungsmöglichkeiten reichen von der Hilfe bei Entwicklung von Unterrichtsmaterialien über die Korrektur von Schülerarbeiten bis hin zur Unterstützung bei der Konzeption von Unterrichtsstunden oder sogar ganzen Unterrichtseinheiten.

Gleichzeitig sind mit dem Einsatz solcher Methoden zahlreiche Fragen und Herausforderungen für den Unterrichtseinsatz verbunden. Diese umfassen u.a. rechtliche oder auch ethische Fragen, Fragen zur Fairness oder des Trainings-Bias der Daten. Ebenso offen sind Fragen der Effektivität solcher Tools für das Lehren und Lernen usw.

In der Fortbildung wird ein Überblick über den Stand der Forschung im Physikunterricht gegeben. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer erhalten die Möglichkeit, selbst ausgewählte KI-Tools für verschiedene Einsatzzwecke zu erproben und zu diskutieren.

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