CATALPA – Center of Advanced Technology for Assisted Learning and Predictive Analytics

Als zentrale wissenschaftliche Einrichtung der FernUniversität in Hagen verbindet CATALPA theoretisches Wissen mit praktischer Anwendung. So entstehen skalierbare Erkenntnisse und KI-gestützte Prototypen für Innovationen in der Hochschulbildung – u.a. zu Feedback, Selbstregulation, Assessments, Lehr-Lern- Konzepten und Gruppenprozessen.

Über 60 Wissenschaftler*innen arbeiten bei CATALPA interdisziplinär zusammen. Dabei betrachten sie praxisrelevante Fragestellungen aus dem Blickwinkel der Psychologie, Computerlinguistik und Bildungswissenschaft sowie der Informatik und Organisationssoziologie. Die gemeinsamen Wurzeln der CATALPA-Forschenden liegen in der Vision, allen Studierenden die individuell bestmögliche Unterstützung zu bieten.

Die über 70.000 Studierenden der FernUniversität in Hagen sind so divers in Alter, Herkunft und Bildungshintergrund wie an kaum einer anderen deutschen Hochschule. Wo, wenn nicht hier, ließe sich besser erforschen, wie digitale Systeme das Lehren und Lernen verbessern können?

Im Sinne eines Reallabors entstehen bei CATALPA Erkenntnisse aus der Praxis, die direkt wieder zurück in die Praxis fließen – sei es durch Interventionen, die Stereotypisierung abbauen oder durch technologische Weiterentwicklungen in digitalen Lernumgebungen. Die Auswirkungen und Potenziale von Bildungstechnologien werden in einem geschützten Rahmen realitätsnah erforscht und Prototypen durch die enge Zusammenarbeit mit dem Zentrum für Lernen und Innovation (ZLI) und dem Zentrum für Digi-talisierung und IT (ZDI) der FernUniversität in der Praxis erprobt.

ViFoNet

Übergeordnetes Ziel ist die forschungsbasierte Erstellung, Durchführung, Evaluation und Dissemination von videobasierten Fortbildungskonzepten und -modulen zum digital gestützten Unterrichten in den beteiligten Fächern Deutsch, Deutsch als Zweitsprache, Englisch, Französisch, Spanisch, Geographie, Wirtschaft und Chemie (mit Schwerpunkt Fachsprache) sowie zum übergreifenden Thema Bildung für nachhaltige Entwicklung. Für die Module werden Aufgabenformate mit Unterrichts- und Erklärvideos zur Nutzung digital gestützter Unterrichtsressourcen im Fachunterricht erstellt und als effektive, praxisorientierte Fortbildungselemente eingesetzt. Dies geschieht in kontinuierlicher Absprache mit Praxisverantwortlichen der Lehrkräftefortbildung.

Das Projekt ist Teil der “lernen:digital Transferstelle“.

ARCHĒ

Es gehört zu den wesentlichen Bildungszielen, sich versprachlichtes Wissen anzueignen, es weiterzugeben und Wissensweitergabe kritisch prüfen zu können. Mit wachsender inhaltlicher Komplexität und höherem Bildungsalter erfordert dies zunehmend komplexe sprachliche Fähigkeiten und stellt mit dieser Dynamik bisher eine Vermittlungs- und Förderlücke für heterogene Lerngruppen dar, vor allem hinsichtlich verstehensunterstützender konnektiver Sprachmittel als Merkmalen von Erklärqualität.

Projektziel ist die Bereitstellung einer musterhaften Sprachförderarchitektur auf Basis
vorliegender Erkenntnisse, die

a) auf alle Bildungsabschnitte und Sachfachinhalte
übertragbar ist,

b) eine durchgängige individualisierte (Bildungs-)Sprachförderung unter exemplarischem Einbezug der Herkunfts-/Erstsprache Russisch ermöglicht und

c) intermediale Zugänge nutzt.

Am Beispiel des lebensweltlich bedeutsamen Klima- und Energiediskurses wird für den Elementar-, Primar- und Sekundarstufenbereich ausgeführt, wie ein inhaltlich, sprachlich und situativ adaptiver Informationspool für verschiedene Altersklassen, Spracherwerbsstufen und Lernorte angelegt werden kann, der von Lernenden zunächst rezeptiv, dann produktiv und schließlich als so entstehender Produktpool reflexiv genutzt wird. Die spracherwerbssensible Unterstützung wird durch kontinuierlich nutzbare sprachdidaktische Instrumente realisiert.

Das Projekt ist Teil des “Metavorhabens: Sprachliche Bildung in der Einwanderungsgesellschaft“.

KommSchreib!

Zu der Förderung von Schreibkompetenz, Schreibmotivation und sozialer Partizipation wird eine Intervention im Unterricht und ergänzend eine AG im Offenen Ganztag an zehn Grundschulen mit rund 1.000 Dritt- und Viertklässler*innen in einem Warte-Kontroll-Gruppendesign implementiert. Zur Überprüfung der Wirksamkeit werden psychometrische Fragebogen- und Testdaten sowie soziometrische Angaben im Längsschnitt zu mehreren Messzeitpunkten erhoben. Diese werden durch Befragungen von Lehrkräften ergänzt und quantitativ (Mehrebenenmodelle) und qualitativ (qualitative Inhaltsanalyse) ausgewertet. Auf Basis formativer und summativer Evaluationsergebnisse werden Adaptionen von Intervention und Implementation vorgenommen, um Durchführung und Wirkung zu optimieren. Die Befunde werden wissenschaftlich kommuniziert und die resultierende Intervention wird durch vielfältige Transferoptionen der Schulpraxis zur Verfügung gestellt.

Das Projekt ist teil des “Metavorhabens: Sprachliche Bildung in der Einwanderungsgesellschaft“

Bildungsforschung an der Universität Münster

Die Bildungsforschung an der Universität Münster zeichnet sich durch die enorme fachliche Breite einer Volluniversität aus, die gleichzeitig einer der größten Standorte für Lehrkräftebildung in Deutschland ist. Sie basiert auf einer konsequenten interdisziplinären Vernetzung bildungswissenschaftlicher und fachdidaktischer Forschung. Dort angesiedelte Projekte weisen ein hohes Maß an Praxisnähe auf, was forschungsseitig mit der systematischen Analyse von Transfer- und Implementationsprozessen verbunden wird. Die Vernetzung bildungswissenschaftlicher und fachdidaktischer Forschung über Fächer- und Fachbereichsgrenzen hinweg wird durch das Zentrum für Lehrkräftebildung (ZLB) koordiniert. Ziel der Bildungsforschung an der Universität Münster ist die Erforschung der Grundlagen allgemeinen und fachbezogenen Lernens und Lehrens, die Entwicklung evidenzbasierter Konzepte und Initiativen zur Nutzbarmachung von Bildungspotenzialen, deren Evaluation und Transfer.

Wichtige Arbeiten und Angebote:

  • Grundlagen des Lernens und Lehrens: Die Grundlagen des allgemeinen und fachbezogenen Lernens und Lehrens wird in vielfältigen Projekten durch die Bildungswissenschaften und Fachdidaktiken erforscht.
  • Entwicklung und Evaluation von Bildungsangeboten: In der vollen Breite des Spektrums fachlicher Bildungsziele werden innovative Konzepte und Materialien zur Förderung von Kompetenzen entwickelt.
  • Transfer: Charakteristisch für eine Vielzahl von Projekten ist die enge Kooperation mit schulischen Praxispartner*innen und der Fokus auf Transfer und Implementation evidenzbasierter, innovativer Konzepte. Unterstützt wird diese Forschung durch eine Infrastruktur, die mehrere Videoportale, Praxis- und Lehr-Lernlabore sowie Kooperationen mit Fortbildungsplattformen umfasst.
  • Fortbildung: Die Dissemination erfolgt nicht zuletzt über Fortbildungsangebote, die ihrerseits Gegenstand von Transfer- und Implementationsforschung sind. Die Bildungsforschung an der Universität Münster kooperiert dazu mit der Bezirksregierung Münster, dem Landesinstitut QUA-LiS und dem Schulministerium NRW, beispielsweise in Form des Landeskompetenzzentrums für individuelle Förderung (lif).
  • Lehrkräftebildung: Forschungsaktivitäten beziehen sich nicht zuletzt auf das Feld der Lehrkräftebildung, in dem das Kompetenzspektrum sowohl das fachliche, fachdidaktische und pädagogische Professionswissen als auch motivationale, volitionale und soziale Bereitschaften und Fähigkeiten umfasst.

E-ADAPT

Seit mehr als 20 Jahren zeigen internationale Vergleichsstudien, dass viele europäische Schüler*innen nicht über die grundlegenden Kompetenzen verfügen, die sie benötigen, um voll an der Gesellschaft teilzuhaben.

Daher ist der Leitgedanke des E-ADAPT-Projekts das Ideal eines adaptiven Unterrichts, der alle Lernenden gleichermaßen dabei unterstützt, ihr volles Potenzial zu erreichen, was in Ländern wie Estland und Finnland bereits zunehmend Realität wird.

Im Rahmen des E-ADAPT-Projekts werden regelmäßige Expert*innentreffen organisiert, Videodokumentationen über adaptiven Unterricht in zahlreichen europäischen Ländern erstellt, ein Manifest über adaptives Lehren und Lernen erarbeitet und verfügbare Methoden und Technologien zusammengestellt und wissenschaftliche Studien durchgeführt.

KISS-Pro

Sprache spielt eine zentrale Rolle für das Lernen in der Schule – sowohl als kommunikative Voraussetzung, als auch als Lernmedium und Lernziel. Gleichzeitig stellt sie aber auch eine zentrale Heterogenitätsdimension dar. Lehrkräften fehlt allerdings häufig die Zeit, um Schüler:innen mit ganz unterschiedlichen sprachlichen Lernbedürfnissen individuell in ihrem sprachlichen Kompetenzerwerb zu unterstützen. Der Einsatz neuer digitaler Technologien, wie zum Beispiel KI-basierter Systeme, bietet im Kontext von Teilhabe und Chancengerechtigkeit die Möglichkeit, der sprachlichen Heterogenität der Lernenden konstruktiv zu begegnen. 

Anwendungen der natürlichen Sprachverarbeitung (Natural Language Processing, NLP) wie zum Beispiel ChatGPT oder DeepL entwickeln sich gegenwärtig extrem dynamisch und haben zuletzt große Fortschritte in der sprachlich korrekten Übersetzung von Texten und in der KI-gestützten maschinellen Textproduktion gemacht. Der Einsatz solcher Systeme hat daher das Potenzial, Lehrkräfte etwa bei der Konzipierung individueller sprachlicher Lerngelegenheiten für Schüler:innen zu unterstützen. 

Um Lehrkräfte auf eine kompetente Nutzung KI-basierter Systeme in der Schule bzw. im Fachunterricht vorzubereiten, sind entsprechende Professionalisierungskonzepte notwendig. Im Verbundprojekt werden daher zielgruppenspezifische Informations- und Qualifikationsangebote entwickelt, die neben der Vermittlung von Wissen bzgl. Chancen und Potenzialen von KI-basierten Systemen auch Befürchtungen und Vorbehalte sowie konkrete, sachliche Grenzen und Probleme der Nutzung von KI im schulischen Kontext adressieren. 

Das Verbundprojekt beleuchtet dabei konkret die Möglichkeiten individuellen Feedbacks für Schüler:innen durch NLP sowie die Einsatzmöglichkeiten intelligenter tutorieller Systeme und sozialer Roboter. Dabei steht auch die Reflexion ethischer, rechtlicher und sozialer Implikationen des Einsatzes KI-gestützter Systeme im Schulkontext im Mittelpunkt.

Anbindung an die Praxis , Transfer und Implementierung

Der Transfer der erarbeiteten Professionalisierungangebote für die Nutzung KI-basierter Systeme im sprachlichen Unterricht in die Lehrkräftebildung und damit auch die schulische Praxis ist ein zentrales Ziel des Projektverbundes. Die Konzepte werden dabei in enger Abstimmung mit den kooperierenden Landesinstituten in Berlin-Brandenburg, Hamburg, Niedersachsen sowie Schleswig-Holstein entwickelt. Zusätzlich soll eine Einbettung der entwickelten Konzepte in die universitäre Lehramtsausbildung erfolgen. In diesem Zusammenhang wird im Jahr 2025 eine Transfertagung zum Thema KI für die Hochschullehre in Lehramtsstudiengängen an der Universität Potsdam stattfinden.

Um eine Umsetzung der modular aufgebauten Professionalisierungsangebote über die beteiligten Bundesländer hinaus zu ermöglichen, werden die erarbeiteten Konzepte in Form von Open Educational Resources (OER) zur Verfügung gestellt. Der nachhaltige Transfer in die Praxis wird außerdem durch die Zukunft Digitale Bildung gGmbH, das Forum Bildung Digitalisierung sowie den KI-Campus als Transferpartner unterstützt.

DigiProMIN

Ziele von DigiProMIN sind die forschungsbasierte Entwicklung von Professionalisierungsbausteinen für die Gestaltung digital gestützten MINT-Unterrichts, die Identifikation effektiver Möglichkeiten des Einsatzes digitaler Medien in der Fort- und Weiterbildung sowie die Gestaltung und Umsetzung einer Transferstrategie auf verschiedenen Ebenen. 

Die im Verbund entwickelten Professionalisierungsbausteine berücksichtigen Digitalität in unterschiedlicher Weise. Erstens werden Fort- und Weiterbildungsmaßnahmen konzipiert, mit deren Hilfe Lehrkräfte der Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften für das Unterrichten mit digitalen Medien (weiter-)qualifiziert werden sollen („Lehrkräfte für digitale Medien professionalisieren“). Diese sind einerseits spezifisch für die genannten Unterrichtsfächer entwickelt, andererseits betreffen sie auch fächerübergreifende Lehr-Lern-Ansätze, z. B. für den Sachunterricht. Die Professionalisierungsbausteine sind auf konkrete digitale Unterrichtsmaterialien und Werkzeuge bezogen und sollen Lehrkräfte befähigen, einen verstehensorientierten, kognitiv aktivierenden und adaptiven Unterricht mit digitalen Medien durchzuführen. Im Vordergrund steht dabei die Entwicklung eines kohärenten Unterrichtsangebots und weniger die Nutzung einzelner digitaler Werkzeuge. 

Zweitens wird untersucht, wie digitale Medien für die Fort- und Weiterbildung von Lehrkräften sinnvoll eingesetzt werden können, indem digital gestützte Fort- und Weiterbildungsmaßnahmen – unter Verwendung von Virtual Reality, Simulationen und Online-Plattformen – entwickelt und implementiert werden („Lehrkräfte mit digitalen Medien professionalisieren“). 

Anbindung an die Praxis, Transfer und Implementierung

Die Professionalisierungsbausteine werden in Abstimmung mit den Fachverantwortlichen der Landesinstitute entwickelt. Sie sind Gegenstand der multidimensionalen Transfer- und Implementierungsstrategie des Verbundes.

  • Die materiale Transfer- und Implementierungsstrategie besteht darin, die im Projekt erzielten Ergebnisse (Professionalisierungsbausteine, digital gestützte Unterrichtsmaterialien sowie Konzepte für digital gestützte Fort- und Weiterbildungen) als Open Educational Resources (OER) aufzubereiten und überregional digital verfügbar zu machen. Hierzu werden existierende Plattformen wie LERNEN.Cloud und Clearing House Unterricht vernetzt und ausgebaut. 
  • Die personale Transfer- und Implementierungsstrategie bezieht sich zum einen auf die Einbindung der im Projekt entwickelten Bausteine in strukturierte fachspezifische oder MINT-umfassende Fort- und Weiterbildungsprogramme der am Verbund beteiligten Länder sowie in ko-konstruktiv ausgestaltete Netzwerke (als professionelle Lerngemeinschaften von Lehrkräften). Hierbei orientiert sich der Verbund an den Aktivitäten des Deutschen Zentrums für Lehrerbildung Mathematik (DZLM) als mögliche Blaupause für ein lernen:digital Kompetenzzentrum MINT. 
  • Schließlich wird eine systemische Transfer- und Implementierungsstrategie umgesetzt, indem die phasenübergreifende Zusammenarbeit u. a. im Rahmen der Qualifizierung von Multiplikator:innen sowie die überregionale Kooperation unterstützt wird. Die systemische Strategie beinhaltet zusätzlich eine Bereitstellung steuerungsrelevanten Wissens, indem Instrumente für die Erfassung digitalisierungsbezogener Kompetenzen von Lehrkräften entwickelt und empirisch validiert werden.

Die systemische Strategie wird exemplarisch in drei Bundesländern in Kooperation mit den jeweiligen Landesinstituten und Qualitätseinrichtungen erprobt. Dies sind Bayern mit der Akademie für Lehrerfortbildung und Personalführung (ALP) und dem Staatsinstitut für Schulqualität und Bildungsforschung (ISB), Brandenburg mit dem Landesinstitut für Schule und Medien Berlin-Brandenburg (LISUM) und dem Ministerium für Bildung, Jugend und Sport (MBJS, Referat 45) sowie Schleswig-Holstein mit dem Institut für Qualitätsentwicklung an Schulen (IQSH).

Department Erziehungswissenschaften der Universität Potsdam

Das Department Erziehungswissenschaft ist eine Einrichtung des Strukturbereichs Bildungswissenschaften der Humanwissenschaftlichen Fakultät der 1992 gegründeten Universität Potsdam. Die Ausrichtung des Departments ist empirisch-quantitativ mit einem Schwerpunkt auf den schulischen Bildungsbereich. Die auf individuelle, institutionelle und systemische Merkmale ausgerichtete Forschung des Departments fokussiert auf zentrale Herausforderungen im Bildungskontext. Hierzu zählen die Bedeutung von Bildungsungleichheiten und der adaptive Umgang damit im Bildungskontext, die Professionalisierung des pädagogischen Personals oder die Entwicklung innovativer und wirkungsvoller digital gestützter Lehr-Lernszenarien. Das Profil des Departments ist – dem Motto der Leibniz-Gemeinschaft theoria cum praxi entsprechend – durch eine nutzeninspirierte Grundorientierung gekennzeichnet, in der wissenschaftliche Erkenntnis und gesellschaftlicher Nutzen eng miteinander verknüpft sind. Entsprechend engagieren sich Mitglieder des Departments stark in der Gestaltung des Dialogs zwischen Wissenschaft, Bildungspraxis und Bildungspolitik. In der Lehre ist das Department für die bildungswissenschaftlichen Angebote in der Lehramtsausbildung zuständig. Darüber hinaus werden ein eigener Bachelorstudiengang sowie ab WS 2024 bzw. 2025 zwei Masterstudiengänge mit unterschiedlichen Schwerpunkten (Digitale Bildung, Bildungspsychologie und Bildungsforschung) angeboten.

Wichtige Arbeiten und Angebote:

  • Mehrere Professuren des Departments sind in diversen Projektverbünden und in der Transferstelle im durch das BMBF geförderten Kompetenzverbund lernen:digital aktiv. Die Projektleitung inklusive der Geschäftsstelle der Transferstelle sind am Department verortet.
  • Mehrere Professuren des Departments kooperieren mit Vertreterinnen und Vertretern der Leibniz-Institute im Rahmen der BMBF-Verbundprojekte „Schule macht stark“ und „Leistung macht Schule“.
  • Das Department ist durch eine Professur am Exzellenzcluster „Science of Intelligence“ beteiligt, welcher durch die drei Berliner Universitäten verantwortet wird.
  • Mehrere Professuren beteiligen sich als Lehrende an der IMPRS Research School LIFE, die durch das Max-Planck-Institut für Bildungsforschung Berlin und drei internationale Universitäten getragen wird.
  • Das Department setzt sich auf regionaler und überregionaler Ebene für den Erkenntnistransfer und eine evidenzbasierte Politikberatung ein. Hierzu zählen Mitgliedschaften im wissenschaftlichen Beirat des Ministeriums für Bildung, Jugend und Sport des Landes Brandenburg, in den Gremien des Instituts für Schulqualität der Länder Berlin und Brandenburg e.V., im wissenschaftlichen Beirat der Steuerungsgruppe „Feststellung der Leistungsfähigkeit des Bildungswesens im internationalen Vergleich“ mit und im Fachausschuss Bildung der UNESCO.

FID

Der Fachinformationsdienst Erziehungswissenschaft und Bildungsforschung leistet einen Beitrag zur überregionalen wissenschaftlichen Informationsversorgung in Deutschland und hat zum Ziel, Fachwissenschaftler*innen direkt und schnell die für ihren speziellen Forschungsbedarf benötigten Ressourcen – möglichst in digitaler Form – bereitzustellen. In enger Kooperation mit der Fachcommunity und zusammen mit drei weiteren Kooperationspartnern entwickeln das Informationszentrum Bildung und die Bibliothek für Bildungsgeschichtliche Forschung des DIPF die Services des Fachinformationsdienstes Erziehungswissenschaft und Bildungsforschung vorrangig für die folgenden fachlichen Schwerpunkte:

  • Erziehungswissenschaft
  • Bildungsforschung
  • Fachdidaktik
  • Hochschulforschung
  • Schulbuch- und Bildungsmedienforschung
  • Bildungsgeschichte

Die Services des Fachinformationsdienstes sind überwiegend in das Fachportal Pädagogik integriert, das mit Unterstützung der Projektpartner zu einem umfassenden Such- und Nachweisraum sowie fachlichen Serviceportal weiter ausgebaut wird.

Der Fachinformationsdienst wird flankiert durch einen Projektbeirat mit fachlicher und bibliothekarischer Expertise sowie durch kontinuierliche Nutzungsevaluation.