KI-basierte Adaptive Lernunterstützung zur Diagnostik und Förderung der mathematischen Basiskompetenzen im inklusiven Kontext (KI-ALF)


Universität zu Köln

Humanwissenschaftliche Fakultät

Abteilung Heilpädagogik und Rehabilitation

Frangenheimstr. 4

50931 Köln

Projektleiterin: Prof.‘in Dr. Maike Schindler

Förderkennzeichen: 01NV2123

Förderbetrag: 553.625,27 €

Laufzeit: 01.09.2021 bis 31.08.2024


Viele Kinder verlassen die Grundschule mit unzureichenden mathematischen Basiskompetenzen. Am wichtigen Übergang von der Primar- zur Sekundarstufe haben Lehrkräfte in inklusiven Schulen häufig zu wenig Möglichkeiten, zu Beginn der Sekundarstufe Schwierigkeiten in den mathematischen Basiskompetenzen individuell zu diagnostizieren und Kinder angemessen und individuell zu fördern, sodass die Kinder den Rückstand nicht ohne Weiteres aufholen können.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des interdisziplinären Projekts „KI-ALF“ setzen an dieser wichtigen Stelle an und nutzen Künstliche Intelligenz (KI), um ein digitales Diagnose- und Fördersystem zu entwickeln. Im ersten Projektteil erarbeiten die Projektbeteiligten ein KI-System, das (a) Kinder mit unzureichenden mathematischen Basiskompetenzen identifiziert und (b) individuelle Vorgehensweisen und eventuelle Schwierigkeiten diagnostiziert. Dies geschieht auf Grundlage von Aufgabenbearbeitungen der Kinder am Computerbildschirm: Die Blickbewegungen der Kinder werden hierbei mithilfe von Webcam-Eye Tracking erfasst und mittels KI automatisch analysiert. Im zweiten Projektteil erarbeiten die Forschenden ein adaptives Lernsystem, das Kinder auf Grundlage der Diagnostik in den mathematischen Basiskompetenzen individuell fördert. Die Umsetzung erproben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gemeinsam mit Lehrkräften an einer inklusiven Gesamtschule zu Beginn der Sekundarstufe. Das adaptive KI-basierte Lernsystem ist über handelsübliche, kostengünstige Webcams für Lehrkräfte einsetz- und auswertbar. Lehrkräfte können mithilfe von KI-ALF Kinder individualisiert fördern und sich einfach über die Lernstände der Kinder und ihrer Lernfortschritte informieren.