KI kann Mathematiklehrern beibringen, wie sie die Fähigkeiten ihrer Schüler verbessern können

Als Mathematiklehrer der Mittelstufe ein Online-Programm zur beruflichen Weiterentwicklung abschlossen, das künstliche Intelligenz nutzt, um ihre Mathematikkenntnisse und Lehrfähigkeiten zu verbessern, verbesserten sich die Mathematikleistungen ihrer Schüler.

Meine Kollegen und ich haben dieses Online-Programm zur beruflichen Weiterentwicklung entwickelt, das auf einem virtuellen Moderator basiert, der dem Lehrer unter anderem Probleme rund um den Mathematikunterricht präsentieren und Feedback zu den Antworten des Lehrers geben kann.

Unser Ziel war es, die Beherrschung der Lehrer zu verbessern Kenntnisse und Fähigkeiten, die für einen effektiven Mathematikunterricht erforderlich sind. Dazu gehört das Verständnis, warum die in der Schule gelehrten mathematischen Regeln und Verfahren funktionieren. Das Programm konzentriert sich auch auf häufige Schwierigkeiten, mit denen Schüler beim Erlernen eines bestimmten Mathematikkonzepts konfrontiert sind, und darauf, wie sie Lehrmittel und -strategien nutzen können, um diese Probleme zu überwinden.

Wir dann führte ein Experiment durch Dabei wurden 53 Mathematiklehrer der Mittelstufe nach dem Zufallsprinzip entweder dieser KI-basierten beruflichen Weiterbildung oder keiner zusätzlichen Ausbildung zugewiesen. Im Durchschnitt verbrachten die Lehrer 11 Stunden damit, das Programm abzuschließen. Anschließend haben wir 1.727 ihrer Schüler einem Mathetest unterzogen. Während die Schüler dieser beiden Lehrergruppen zu Beginn keinen Unterschied in ihren Mathematikleistungen aufwiesen, steigerten die Schüler, die von Lehrern unterrichtet wurden, die das Programm abgeschlossen hatten, ihre Mathematikleistungen im Durchschnitt um 0,18 einer Standardabweichung mehr. Dies ist ein statistisch signifikanter Zuwachs, der dem durchschnittlichen Leistungsunterschied in Mathematik zwischen Sechst- und Siebtklässlern in der Studie entspricht.

Warum es wichtig ist

Diese Studie zeigt das Potenzial des Einsatzes von KI-Technologien zur Schaffung einer effektiven, allgemein zugänglichen beruflichen Weiterentwicklung für Lehrer. Dies ist wichtig, da Lehrer oft nur begrenzten Zugang zu hochwertigen Programmen zur beruflichen Weiterentwicklung haben, um ihr Wissen und ihre Lehrfähigkeiten zu verbessern. Zeitkonflikte oder Leben in ländlichen Gebieten die weit entfernt von persönlichen Weiterbildungsprogrammen sind, können dazu führen, dass Lehrkräfte nicht die Unterstützung erhalten, die sie benötigen.

Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass viele bestehende persönliche Fortbildungsprogramme für Lehrer die Unterrichtskenntnisse und -praktiken der Teilnehmer verbessern, dies jedoch nicht getan haben kaum Einfluss auf die Leistung der Schüler.

Effektive Programme zur beruflichen Weiterentwicklung bieten Lehrern die Möglichkeit, Probleme zu lösen, die Arbeit der Schüler zu analysieren und Unterrichtspraktiken zu beobachten. Die Lehrkräfte erhalten außerdem Echtzeitunterstützung von den Programmvermittlern. Dies ist für asynchrone Online-Programme oft eine Herausforderung.

Unser Programm geht auf die Einschränkungen asynchroner Programme ein, da der KI-gestützte virtuelle Moderator als menschlicher Ausbilder fungiert. Es bietet Lehrern authentische Unterrichtsaktivitäten, an denen sie arbeiten können, stellt Fragen, um ihr Verständnis zu beurteilen, und bietet Echtzeit-Feedback und Anleitung.

Was kommt als nächstes

Fortschritte in der KI-Technologie werden es Forschern ermöglichen, interaktivere, personalisiertere Lernumgebungen für Lehrer zu entwickeln. Beispielsweise können die in generativen KI-Programmen wie ChatGPT verwendeten Sprachverarbeitungssysteme die Fähigkeit dieser Programme verbessern, die Antworten von Lehrern genauer zu analysieren und personalisiertere Lernmöglichkeiten bereitzustellen. Außerdem können KI-Technologien zur Entwicklung neuer Lernmaterialien genutzt werden, sodass ähnliche Programme wie unseres schneller entwickelt werden können.

Noch wichtiger ist, dass KI-basierte Programme zur beruflichen Weiterentwicklung umfangreiche Interaktionsdaten in Echtzeit sammeln können. Anhand dieser Daten lässt sich untersuchen, wie Lernen aus der beruflichen Weiterentwicklung erfolgt und wie Programme dadurch effektiver gestaltet werden können. Trotz Milliarden Dollar Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass jedes Jahr Mittel für die berufliche Weiterentwicklung von Lehrern aufgewendet werden wie Lehrer durch berufliche Weiterentwicklung lernen ist noch nicht gut verstanden.

Bereitgestellt von The Conversation

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