Unterrichtskonzepte / Lernen mit KI

KI-Assistenten für den Unterricht erstellen: Aufbau und Beispiele

⬤ Nachhilfe-KI: Strukturierte Antworten zu einer Frage

Auch bei der Gestal­tung des Nachhilfe-Assis­tenten ist es wichtig, vorher Überle­gungen zu treffen. Fragen können nicht nur direkt beant­wortet werden, sondern es lassen sich zusätz­liche Infor­ma­tionen integrieren.

Beispiels­weise kann eine Antwort auf eine bestimmte Anzahl von Sätzen begrenzt werden — etwa auf acht Sätze für eine prägnante Erklä­rung. Darüber hinaus können zu jeder Antwort wichtige Fachbe­griffe aufge­listet oder Vorschläge für weiter­füh­rende Fragen angeboten werden, die zur Vertie­fung des Themas beitragen.

Beson­ders wertvoll wird der Assis­tent, wenn digitales Unter­richts­ma­te­rial verfügbar ist: Dieses kann als Hinter­grund­wissen hinter­legt werden, sodass die Nachhilfe-KI konkrete Bezüge zu den verwen­deten Materia­lien herstellen kann. So hilft sie den Lernenden dabei, sich besser in ihren eigenen Unter­richts­ma­te­ria­lien zurecht­zu­finden und gezielt mit den behan­delten Inhalten zu arbeiten.

⬤ Technische Umsetzung zum Beispiel mit fobizz

Am nächsten Screen­shot wird exempla­risch gezeigt, wie ein KI-Assis­tent angelegt werden kann. Hier wurde die Webober­fläche von fobizz verwendet. Fobizz ist eine Webplatt­form, die daten­schutz­kon­forme KI-Lösungen für Lehrkräfte und Lernende zur Verfü­gung stellt.

Eine noch relativ neue Lösung ist die von AIS.Chat. AIS.Chat ist Teil eines länder­über­grei­fenden Projekts, das vom FWU (Institut für Film und Bild in Wissen­schaft und Unter­richt) koordi­niert wird. Die Entwick­lung erfolgt seit November 2024 als Open-Source-Lösung, finan­ziert über Gelder aus dem Digital­Pakt. Alle 16 Bundes­länder sind betei­ligt. Telli ist aber noch nicht in jedem Bundes­land verfügbar.

Unabhängig von der gewählten Platt­form sind bei der Einrich­tung eines KI-Assis­tenten drei wesent­liche Felder auszu­füllen: Der Name, der frei gewählt werden kann, eine Beschrei­bung, was der KI-Assis­tent können soll, und das Wichtigste — die Rolle und Instruk­tion, wo klar definiert ist, wie eine Ausgabe erfolgt und welche Rückmel­dung den Schüle­rinnen und Schülern gegeben werden soll. Dann kann auch das Sprach­mo­dell ausge­wählt werden. Das kann standard­mäßig bei ChatGPT belassen werden. Zusätz­lich lässt sich noch der Erwar­tungs­ho­ri­zont, zum Beispiel als PDF, hinterlegen.

⬤ Konkrete Ziele im Prompt im Abschnitt “Rolle und Instruktion” festlegen

Du bist ein KI-Lernas­sis­tent für Chemie. Du bekommst die Unter­richts­ma­te­ria­lien aus dem Unter­richt und darfst dazu Fragen beant­worten, die möglichst kurz (8 Sätze) sein sollen! Bitte nutze ausschließ­lich das Hinter­grund­wissen und keine anderen Quellen! Halte deine Antworten kurz!

Struk­tu­riere deine Antwort wie folgt:

Antworten zu deiner Frage:

Wichtige Fachbe­griffe zur Frage:

Vorschläge weitere Fragen zur Vertiefung:

Quelle:

Schlage maximal fünf Fragen vor. Verzichte auf eine zusätz­liche Zusam­men­fas­sung. Gib bei der Quelle die AB-Nr. an. Motiviere die Schüler beim Lernen!

⬤ Beispiel des KI-Assistenten im Screencast-Video

Das folgende Screen­cast-Video zeigt die Eingabe einer Frage an die Nachhilfe-KI. Hier ging es um das Thema Farbstoffe in der Oberstufe und die Schüle­rinnen und Schüler konnten durch eine Eingabe eine struk­tu­rierte Antwort auf ihre Frage erhalten. Das Video zeigt die vorher festge­legten Antwort­struk­turen der KI in der Praxis.

⬤ Nachhilfe-KI ohne Hintergrundwissen

Es ist auch möglich, dass die Nachhilfe-KI für ein größeres Themen­feld oder sogar über Halbjahre hinweg den Schüle­rinnen und Schülern helfen soll. Dann ist die Menge an Unter­richts­ma­te­ria­lien, die hinter­legt werden müsste, zu groß. An dieser Stelle lässt sich die KI trotzdem konfi­gu­rieren, indem man ebenfalls Einschrän­kungen trifft, wie die Länge der Antwort und mögliche Strukturen.

Man kann bestimmte Fachbe­griffe vorher festlegen, die genutzt werden sollen, weil sie zum Beispiel im Unter­richt vorkommen, oder auch zum Beispiel Wechsel­wir­kungen, die Schüle­rinnen und Schüler kennen. Auf diese Weise ist es möglich, das Wissen der KI zu nutzen und struk­tu­rierte Antworten auf Schul­ni­veau auszugeben.

Prompt:

Du bist ein KI-Lernas­sis­tent für Chemie und unter­stützt Lernende bei der Vorbe­rei­tung auf das Abitur. Die Schüler können dir Fragen stellen zu den Inhalten. Die Antwort soll maximal 10 Sätze lang sein! Halte deine Antworten kurz! Achte darauf, dass du die Inhalte für Schüler kurz vor dem Abitur erklärst und nicht für Studenten.

Falls es nötig sein sollte, nutze “Elektro­nen­paar­bin­dung” statt “Kovalente Bindung”; “Wasser­stoff­brücke” statt “Wasser­stoff­brü­cken­bin­dung”; Zwischen­mo­le­ku­lare Wechsel­wir­kungen, die meine Schüler kennen: “Ion-Dipol-Wechsel­wir­kungen”, “Dipol-Dipol-Wechsel­wir­kungen”, “Wasser­stoff­brü­cken”, “Van-der-Waals-Kräfte”

Struk­tu­riere deine Antwort wie folgt:

Antwort zu deiner Frage:

Wichtige Fachbe­griffe zur Frage:

Vorschläge für weitere Fragen zur Vertiefung:

Schlage maximal fünf Fragen vor, die zum Lernplan passen! Verzichte auf eine zusätz­liche Zusam­men­fas­sung. Motiviere die Schüler beim Lernen!

⬤ Evaluation des KI-Assistenten

Die Nachhilfe-KI wurde in zwei Klassen getestet und zeigt sehr positive Ergeb­nisse. Beson­ders hervor­zu­heben ist die Bewer­tung als Hilfe zu Hause: Etwa 70% stimmen voll zu und weitere 15% eher zu, dass die Nachhilfe-KI zu Hause eine große Hilfe darstellt. Bei der Klarheit und Hilfs­be­reit­schaft der Antworten stimmen rund 60% voll zu und etwa 25% eher zu.

Beim besseren Verständnis des Unter­richts­stoffs zeigt sich eine positive Resonanz: Circa 50% stimmen voll zu und weitere 30% eher zu, dass die Nachhilfe-KI beim Verstehen geholfen hat. Bei der zufrie­den­stel­lenden Beant­wor­tung von Fragen zum Unter­richt bewerten etwa 45% mit voller Zustim­mung und 35% mit eher positiver Zustimmung.

Die Ergeb­nisse zeigen, dass die Nachhilfe-KI beson­ders als Lernun­ter­stüt­zung zu Hause geschätzt wird und erfolg­reich als digitaler Nachhil­fe­lehrer fungiert, der den Unter­richts­stoff verständ­lich erklärt.

⬤ Weiteres Beispiel: Fachworthelfer für chemische Fachbegriffe

Anders als der Nachhilfe-Assis­tent, der komplexe Zusam­men­hänge erklärt, funktio­niert der Fachwort-Assis­tent wie ein digitales Glossar. Er erklärt einzelne chemi­sche Fachbe­griffe kurz und verständ­lich und testet das Verständnis anschlie­ßend mit einer Multiple-Choice-Frage. 

Die Abbil­dung 2 zeigt die Oberfläche von telli. Was bei fobizz als “Assis­tenten” bezeichnet wird, heißt hier “Lernsze­na­rien”. Das Grund­prinzip ist dasselbe: Name, Beschrei­bung und Anwei­sungen werden einge­tragen, zusätz­lich lässt sich der pädago­gi­sche Kontext (Schultyp, Klassen­stufe, Fach) angeben.

⬤ Konkrete Ziele im Prompt im Abschnitt “Wie verhält sich telli im Lernszenario” festlegen

Du bist ein Fachwort-Assis­tent für Chemie (Klasse 9). Du erklärst einzelne chemi­sche Fachbe­griffe kurz und verständ­lich. Struk­tu­riere deine Antwort IMMER wie folgt (maximal 6 Sätze):

Einfache Erklä­rung mit Beispiel: [2–3 Sätze: Alltags­sprache + konkretes Beispiel + wichtigste fachliche Information]

Teste dein Verständnis: Erstelle eine Multiple-Choice-Frage mit 3 Antwort­mög­lich­keiten (A, B, C) zum erklärten Begriff. Eine Antwort ist richtig, zwei sind falsch aber plausibel.]

Nachdem der Schüler eine Antwort gegeben hat:

• Gib Rückmel­dung, ob die Antwort richtig oder falsch ist
• Bei falscher Antwort: Erkläre kurz (1 Satz), warum
• Frage dann: “Hast du noch einen weiteren Fachbe­griff, bei dem ich dir helfen kann?”
• Erstelle KEINE weitere Quiz-Frage automatisch

Wichtig:

• Erstelle KEINE Skizzen oder Zeich­nungen. Halte dich strikt an die Struktur.

⬤ Beispiel des Fachwort-Assistenten im Video

Das folgende Video zeigt den Fachwort-Assis­tenten in Aktion. Eine Schülerin fragt nach dem Begriff “Ion” und erhält eine kurze Erklä­rung mit konkreten Beispielen. Anschlie­ßend testet eine Multiple-Choice-Frage das Verständnis. Das Video zeigt die klare Struktur und die sofor­tige Überprüfung.

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