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.

IWWB-PLUS

Das Projekt IWWB-PLUS trägt im Rahmen der INVITE-Förderlinie des BMBF zur Stärkung der Weiterbildungslandschaft in Deutschland bei. Kern des Vorhabens ist die Steigerung der Attraktivität und Nutzerfreundlichkeit der bewährten Weiterbildungsplattform InfoWebWeiterbildung (IWWB). Erreicht werden soll dies durch den Einsatz innovativer Technologien. Ziel ist die Entwicklung und Implementierung dialogischer Technologien (Chatbots) zur Optimierung der Benutzerführung sowie die Integration von Light Assessments zur Personalisierung von Suchergebnissen. Durch ein umfassendes, evidenzbasiertes Re-engineering des UX-Designs steht damit eine Optimierung des Nutzererlebnisses auf IWWB im Fokus.

LogDataAnalyzer

Der LogDataAnalyzer liest Informationen aus Dateien aus, die unstrukturierte Prozessdaten enthalten (Protokolldateien), und stellt diese tabellarisch dar. Diese Tabellen können anschließend mit beliebiger Tabellenkalkulations- oder Statistiksoftware weiter verarbeitet werden. Analysiert werden die Aufgaben des technologiebasierten Problemlösens der PIAAC-Studie („Programme for the International Assessment of Adult Competencies“), die unterschiedliche Handlungen und mehrere Bearbeitungsschritte erfordern. Es können einzelne Handlungen oder auch ganze Handlungssequenzen mit dem LogDataAnalyzer ausgewählt werden, soweit diesen definierte Aktionen oder Aktionssequenzen in den Protokolldateien entsprechen. Zur Extraktion werden dann gezielt solche Aktionen in den Protokolldateien gesucht, die für die jeweilige Fragestellung relevant sind.

Der LogDataAnalyzer wurde in Kooperation mit der Gesellschaft Sozialwissenschaftlicher Infrastruktureinrichtungen (GESIS) erstellt und dient der Bearbeitung von Prozessdaten. Er ist ein Werkzeug (Tool), dessen Benutzung kein umfangreiches Training erfordert und das sehr einfach bedient werden kann.

Anwendungsfeld

Ein erstes Anwendungsfeld findet der LogDataAnalyzer im DFG-Projekt Prozessdaten zur Kompetenzmodellierung (ProKom), indem die Feldtestdaten der PIAAC-Studie analysiert werden. Hier werden die extrahierten Daten u.a. genutzt, um Zusammenhänge zwischen dem Resultat der Bearbeitung von Aufgaben zum technologiebasierten Problemlösen und Merkmalen des Bearbeitungsprozesses zu beschreiben. Als erklärungskräftige Prädiktoren haben sich bereits die für die Aufgabenbearbeitung aufgewendete Zeit (Goldhammer et al., in press), die Häufigkeit der Interaktion zwischen Testteilnehmenden und Testumgebung (Naumann, Goldhammer, Rölke & Stelter, in Begutachtung) und die Zeit, die für elementare Teilschritte der Aufgabenbearbeitung benötigt wird (Stelter, Goldhammer, Naumann & Rölke, in Druck), erwiesen.

KuMuS-ProNeD

Kunst, Musik und Sport (KuMuS) sind wichtige Ausdrucksformen von Kindern und Jugendlichen, die sich im Zuge der zunehmenden Digitalisierung verändern. Mit adaptivem Unterricht können Lehrpersonen heterogenen Lernvoraussetzungen gezielt begegnen und den Aufbau von Handlungskompetenzen in zunehmend digitalisierten Bewegungs-, Gestaltungs- und Interaktionspraxen individuell fördern. Digitale Technologien ermöglichen innovative Möglichkeiten hierfür.

Um diese didaktischen Potentiale auszuschöpfen und adaptive, handlungsbezogene digitale Innovationen im Unterricht zu realisieren, müssen Lehrpersonen qualifiziert und gut ausgebildet sein. Es stellt sich daher die Frage, welche digitalisierungsbezogenen professionellen Kompetenzen KuMuS-Lehrkräfte brauchen. Vor der grundlegenden Annahme, dass professionelle Kompetenzen nicht durch schematisches Anwenden expliziter Wissensbestände erworben werden, sondern durch erprobendes, einübendes und vertiefendes Handeln in der reflexiven Auseinandersetzung mit fachlichen und unterrichtlichen Fragestellungen (Hapke & Cramer 2020, Hermann et al. 2021), widmet sich das Projekt zudem der Frage, wie ein dementsprechendes Fortbildungskonzept aussehen kann. Die zentrale Fragestellung für die vom DIE verfolgten Ziele im Projektverbund KuMuS-ProNeD lautet daher: Welche Kompetenzen brauchen Lehrkräfte und wie können sie qualifiziert werden, um digital gestützten adaptiven Unterricht zu realisieren?

Ziel des Verbundvorhabens ist die Etablierung eines integrativen Gesamtkonzepts für die Lehrkräftebildung in Kunst, Musik und Sport in Form von drei interdisziplinären und phasenübergreifenden Netzwerken (Fortbildungen, Unterrichtsentwicklung und -beratung, Future Innovation Hub).

Das Verbundprojekt strebt die Entwicklung von Fortbildungsformaten zum Einsatz digitaler Lernumgebungen und Unterrichtsszenarien (z.B. durch Nutzung von Videoanalysen und -tutorials, Apps, Devices, Social-Media, Blended-Learning etc.) zur Förderung von Handlungskompetenzen an, die charakteristische (post)digitale Praxen in Kunst, Musik und Sport initiieren, für Lehr-Lernprozesse nutzen und in Form kritischer Auseinandersetzung thematisieren.

Lehrkräfte sollen professionelle Kompetenzen entwickeln, um gängige und zukünftige digitale Technologien fachdidaktisch begründet zur adaptiven Förderung von fachlichen und digitalen Handlungskompetenzen im KuMuS-Unterricht einzusetzen.

ForSynData

Forschungssynthesen werden in den Bildungs- und Verhaltenswissenschaften zunehmend als Methode eingesetzt, um einen evidenzbasierten Überblick zu relevanten Fragestellungen oder Themen zu geben. Die Evidenz ergibt sich aus der vollständigen systematischen Erfassung und Selektion relevanter Publikationen sowie der strukturierten Synthese der Erkenntnisse aus der Literatur. Bei diesem Vorgehen hat sich eine Vielfalt an methodischen Herangehensweisen entwickelt, u. a. auch mit neuen KI-Tools. Das Projekt verfolgt das Ziel, die Dokumentation von Forschungssynthesen und den daraus generierten heterogenen Daten zu standardisieren.

Das Projekt richtet sich zum einen an Forschende, die als Datengebende agieren und Unterstützung bei der transparenten Dokumentation und der Aufbereitung FAIRer Daten brauchen. Ziel ist dabei, dass Forschende auch Forschungssynthese-Daten anderer nachnutzen können. Hierfür müssen entsprechende Forschungsdaten recherchierbar sein, um diese gemäß des eigenen Bedarfs zu bewerten und im eigenen Forschungsdesign einzusetzen.

Zum anderen richtet sich ForSynData an Forschungsdatenzentren, die forschungssynthetische Fachdaten in den Bildungswissenschaften und der Psychologie kuratieren und bereitstellen sowie als vermittelnde Instanz zwischen Datengebenden und Datennutzenden von Forschungssynthesen fungieren.

Das Projekt ist in vier Arbeitspakete gegliedert, die zu gleichen Teilen vom DIPF und dem ZPID geleitet und durchgeführt werden. Dabei liegt der Fokus des ZPID auf Forschungssynthesen aus der Psychologie, der des DIPF auf Forschungssynthesen aus der Bildungsforschung.

Zunächst werden in einer heuristischen Analyse einschlägige Forschungssynthesen aus beiden Disziplinen basierend auf existierenden Klassifikationen aus der Literatur den verschiedenen Typen zugeordnet und auf ihre Reproduzierbarkeit geprüft. Kriterien für die Reproduzierbarkeit lehnen sich an Leitfäden für Forschungssynthesen sowie den FAIR-Prinzipien an. Die daraus entwickelten Leitfäden werden mittels Fokusgruppen mit forschenden Expert*innen evaluiert. Der Fokus liegt auf der Verständlichkeit der Leitfäden und Umsetzbarkeit der Dokumentation der Daten sowie auf der Beurteilung des Nachnutzungspotenzials und den damit verbundenen Anforderungen der Dokumentation zwecks Qualitäts- und Bedürfnisbewertung. Für die finalen Leitfäden werden die notwendigen Metadaten-Standards erarbeitet, um die Forschungssynthese-Daten nachhaltig zu kuratieren. Die Erarbeitung und die Dokumentation als Handreichung erfolgen in enger Abstimmung mit den mitarbeitenden Kolleg*innen an den Forschungsdatenzentren. Die Metadaten werden mit vorhandenen Standards des Forschungsdatenmanagements harmonisiert, angeknüpft an die KonsortSWD-Arbeiten zu “Linking Textual Data”, “Open Data Format” und der in der NFDI zuständigen Sektion für Metadaten. Im letzten Arbeitspaket werden die Prozesse zur Datenpublikation und Nachnutzung mit den Forschungsdatenzentren als Datenkuratierende sowie den Forschenden als Datengebende und Datennutzende evaluiert.

KonsortSWD

Welche Forschungsdaten werden benötigt, um die Erforschung gesellschaftlicher Zusammenhänge und Phänomene voranzubringen? Wie müssen diese Daten dokumentiert und verfügbar gemacht, wie erschlossen und vernetzt werden, um exzellente Forschung zu ermöglichen? Gemeinsam mit weiteren Partnern beteiligt sich das DIPF am Aufbau von KonsortSWD, der nationalen Forschungsdateninfrastruktur für die Sozial-, Verhaltens-, Bildungs-, und Wirtschaftswissenschaften.

KonsortSWD zielt darauf ab, die bestehende Forschungsdateninfrastruktur als gemeinsames Vorhaben weiterzuentwickeln, bestehende Lücken zu schließen und zukunftsfähig auszubauen.

IWWB-PLUS

Weiterbildung ist in der heutigen Zeit des schnellen und kontinuierlichen Wandels der Lebens- und Arbeitswelt wichtiger denn je. Die richtige Weiterbildung zu finden stellt Weiterbildungsinteressierte mitunter vor Herausforderungen. Als Metasuchmaschine unterstützt die webbasierte Plattform InfoWebWeiterbildung (IWWB) Menschen bereits seit Jahren bei der Suche nach geeigneten Kursangeboten zur Erreichung ihrer persönlichen Ziele. Das Vorhaben IWWB-PLUS konzentriert sich durch den Einsatz neuer Web- und Informatiktechnologien auf die Verbesserung und funktionale Erweiterung der bestehenden Plattform.

Folgende Hauptanliegen werden dabei verfolgt:

  • Chatbots: Implementierung von dialogischen Technologien zur Unterstützung der Nutzer*innen bei der Suche nach geeigneten Weiterbildungsangeboten
  • Light Assessments: Entwicklung und Integration von geeigneten Verfahren zur Ermittlung des aktuellen Wissensstandes von Weiterbildungsinteressierten, um passgenaue Weiterbildungen anbieten zu können
  • Interoperabilität mit externen Informationsanbietern (Europass): Anbindung an das Europass-System zur Personalisierung der Suchergebnislisten von Nutzer*innen

Ein weiteres wichtiges Anliegen von IWWB-PLUS ist das Re-engineering des UX-Designs, um das Nutzererlebnis durch eine optimale Mensch-Maschine-Schnittstelle entscheidend zu verbessern.