KI@school
Von maßgeschneiderten Lernpfaden im Klassenzimmer bis zu intelligenten Assistenten im Alltag – Künstliche Intelligenz eröffnet ein spannendes Spektrum an Chancen. Gleichzeitig rückt sie Themen wie Ethik, Datenschutz und Verantwortlichkeiten noch stärker in den Fokus. Genau hier setzt der Schulversuch KI@school der Stiftung Bildungspakt Bayern, der in Kooperation mit dem Bayerischen Staatsministerium für Unterricht und Kultus durchgeführt wird, an: Über fünf Jahre hinweg hat sich die Stiftung Bildungspakt Bayern das Ziel gesetzt, unter Beachtung des Datenschutzes innovative Lernsettings für den lernförderlichen Einsatz von KI-gestützten Technologien zu entwickeln und zu erproben, um Lernende individuell zu fördern und ihren Lernerfolg spürbar zu steigern. Parallel dazu erhalten die teilnehmenden Lehrkräfte gezielte Unterstützung, damit sie fundierte, verantwortungsbewusste Unterrichtskonzepte entwickeln – und so gemeinsam mit ihren Schülerinnen und Schülern Chancen nutzen, mögliche Risiken früh erkennen und souverän gestalten können.
Das Projekt: KI@school – Datengestützte Lernbegleitung
Wie verändert Künstliche Intelligenz das Lernen und Lehren von Mathematik? Dieser Frage widmet sich unter anderem die Mathematikdidaktik der Universität Siegen gemeinsam mit der Stiftung Bildungspakt Bayern in dem Projekt „KI@school - Datengestützte Lernbegleitung“. Gemeinsam möchten wir neue Wege für einen zukunftsorientierten und kompetenzfördernden Mathematikunterricht erforschen. In Kooperation mit 19 bayerischen Schulen der Schulformen Grundschule, Förderschule, Mittelschule, Realschule, Gymnasium sowie berufliche Schulen entwickeln wir Konzepte, wie generative KI sinnvoll im Unterricht eingesetzt werden kann – mit dem Ziel, mathematisches Denken zu stärken, individuelle Lernprozesse zu unterstützen und KI-Kompetenzen sowohl bei den Lehrenden als auch Lernenden zu fördern. Diese Ziele werden durch die Mathematikdidaktik der Universität Siegen durch regelmäßig stattfindende Fachtagungen und Meetings mit den Lehrkräften sowie ein kontinuierliches Sprechstunden-Angebot unterstützt und bei Bedarf flexibel angepasst. Ergänzend erfolgen Schulbesuche durch die Expertinnen und Experten der Universität Siegen, um die am Projekt beteiligten Lehrkräfte vor Ort beraten zu können.
Teilprojekte
Im Rahmen des KI@school-Projekts entwickelten sich in Zusammenarbeit mit den beteiligten Lehrkräften zwei Teilprojekte für das Schuljahr 2024/2025 in Kooperation mit der Universität Siegen.
Im Teilprojekt 1 „Mathematische Denkstile im Blick“ werden die Lehrkräfte zunächst für den Umgang mit den beiden mathematischen Denkstilen prädikatives und funktionales Denken nach Schwank (2003) sensibilisiert. Auf dieser Grundlage entwickeln die Lehrkräfte gemeinsam mit dem Projektteam KI-gestützte Lernumgebungen, die gezielt auf die jeweiligen Denkstile abgestimmt sind. Ziel ist es, Lernmaterialien und Aufgabenformate zu gestalten, die die individuellen Denkansätze der Schülerinnen und Schüler unterstützen und fördern. Ein weiterer Schwerpunkt des Teilprojekts liegt auf der Reflexion der Lehr- und Lernprozesse: Durch den Einsatz speziell entwickelter KI-Agenten sollen Lehrkräfte dazu angeregt werden, über die Wirkung von Lernmaterialien auf die Denkstile ihrer Schülerinnen und Schüler nachzudenken und gezielt Rückschlüsse für ihren Unterricht zu ziehen.
Im Teilprojekt 2 „Fehlerbilder im Blick“ steht die Frage im Mittelpunkt, wie generative KI als Diagnose- und Feedbacktool genutzt werden kann. Die Lehrkräfte erstellen eigene KI-Agenten, die individuell auf den Lernstand ihrer Schülerinnen und Schüler zugeschnitten sind. Diese bieten gezielte Hilfestellungen und Rückmeldungen zu klassischen Fehlerbildern, beispielsweise bei den Grundrechenarten – so, wie die Lehrkraft es beabsichtigt. Eine besondere Stärke dieser selbst entwickelten KI-Tools liegt in der einfachen Erstellung, die keine umfassenden Programmierkenntnisse erfordert – im Gegensatz zu herkömmlichen, aufwändig programmierten Systemen.
Beide Teilprojekte bieten für die darin engagierten Lehrerinnen und Lehrer besonders praxisnahe Möglichkeiten, generative KI in Anwendung zu sehen. Unterstützt wird dies durch die regelmäßigen Treffen und den Erfahrungsaustausch mit anderen Teilnehmerinnen und Teilnehmern und den Projektverantwortlichen der Universität Siegen.
Forschung in KI@school
Im Rahmen des Schulversuchs KI@school dient die wissenschaftliche Begleitung der Weiterentwicklung des Schulversuchs sowie der Evaluierung möglicher Einsatzszenarien von generativer KI im Mathematikunterricht (Dilling & Witzke, i.D.). Um diese Ziele systematisch zu verfolgen, umfasst die wissenschaftliche Begleitung vielfältige Maßnahmen: Im Bereich der Professionsforschung stehen regelmäßige Professionalisierungsinterventionen mit qualitativer Evaluation, schulische Austauschangebote sowie persönliche Schulbesuche zur Beratung durch das Team im Vordergrund. Ergänzend dazu werden Designkriterien und praxisorientierte Unterrichtsmaterialien entwickelt, darunter ein Praxisband mit Best-Practice-Beispielen, konkrete Handreichungen sowie eine laufend aktualisierte Linksammlung. Die kontinuierliche systemische Begleitung des Projektteams erfolgt in Form halbjährlicher Abstimmungstermine, Präsentationen von Forschungsergebnissen, fachdidaktischen Impulsen sowie gezielter Unterstützung der Öffentlichkeitsarbeit. Schließlich ergänzen direkte Forschungs- und Evaluationsmaßnahmen, wie Ist-Stand-Erhebungen mittels Fragebögen und Interviews, die Ausrichtung einer Forschungstagung sowie wissenschaftliche Publikationen und eine abschließende Zusammenstellung zentraler Ergebnisse und Handlungsempfehlungen das Forschungsvorhaben. Ziel der wissenschaftlichen Begleitforschung ist es, Erkenntnisse zur Professionalisierung von Lehrkräften im Bereich Planung, Durchführung und Reflexion von Mathematikunterricht, in dem generative KI eingesetzt wird, zu gewinnen und daraus Konzepte für deren Einsatz zu entwickeln. Die Forschung gliedert sich dazu in drei miteinander verbundene Stränge, die unterschiedliche Perspektiven auf den Einsatz generativer KI im Mathematikunterricht eröffnen. Der erste Strang (2023/2024–2026/2027) befasst sich mit den Auffassungen, Erfahrungen und Perspektiven von Lehrkräften und umfasst Ist-Stand-Erhebungen im Fragebogendesign sowie leitfadengestützte Interviews. Im zweiten Strang (2024/2025) steht das Teilprojekt „Mathematische Denkstile im Blick“ im Fokus, das den Einsatz generativer KI zur Förderung prädikativer und funktionaler Denkweisen untersucht. Der dritte Strang (2025/2026) richtet den Blick auf das Lernen in der Praxis und begleitet Lehrkräfte bei der Planung, Umsetzung und Reflexion KI-gestützter Unterrichtseinheiten. Ein ausführlicher Bericht über die einzelnen Forschungsstränge findet sich in dem MGDM-Beitrag (…)
Das Siegener Team
Projektleitung und Koordination
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| Prof. Dr. Ingo Witzke | Dr. Judith Huget | Dr. Frederik Dilling |
Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen
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| Jasmin Müller | Marie Eckhardt |
Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Stiftung Bildungspakt Bayern
Carina Geier
Thomas Roßteuscher
Pressemitteilungen
Publikationen
Dilling, F., Herrmann, M., Holten, K., Pielsticker, F., Visarius, T., Witzke, I., Stolpmann, E., Geier, C. (2023). Handreichung: Verwendung von ChatGPT im Mathematikunterricht —Formeln in ChatGPT einfügen und aus ChatGPT exportieren (Stand November 2023). https://www.bildungspakt-bayern.de/wordpress/wp-content/uploads/2023/12/Handreichung-Formeln-in-ChatGPT-importieren-und-extrahieren_final-1.pdf
Dilling, F., Geier, C., Herrmann M., Müller, J., Stubenrauch-Böhme, J., Witze, I. (i.D.). Handreichung: Verwendung generativer Sprachmodelle im Mathematikunterricht - Prompting kann man lernen!
Huget, J., Dilling, F., Eckhardt, M., Geier, C., Müller, J., Witzke, I. (i.D.). Projektvorstellung KI@school: Forschung und Entwicklung zum Einsatz generativer KI im Mathematikunterricht. Mitteilungen der GDM, 119.
Eckhardt, M. & Pielsticker, F. (i.D.). Förderung mathematischer Denkstile durch KI? – Eine Fallstudie mit generativer KI. In Beiträge zum Mathematikunterricht 2025.
Voßhagen, J. (i.D.). Fehleranalyse neu gedacht: Generative KI als Werkzeug zum individuelleren Lernen im Mathematikunterricht? In Beiträge zum Mathematikunterricht 2025.
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Literatur:
Dilling, F., & Witzke, I. (i.D.). Professionalisierung von Mathematiklehrkräften im Kontext generativer KI – Vorstellung von zwei Pilotprojekten. In Beiträge zum Mathematikunterricht 2025.
Schwank, I. (2003). Einführung in prädikatives und funktionales Denken.Zentralblatt für Didaktik der Mathematik, 3, 70–78. http://dx.doi.org/10.1007/s11858-003-0002-5