Künstliche Intelligenz praxisnah lernen und lehren

Künstliche Intelligenz (KI) verändert unsere Arbeitswelt grundlegend – vor allem in der Industrie. Produktionsprozesse werden digital gesteuert, Maschinen führen automatisierte Selbstdiagnosen durch, smarte Systeme erkennen Qualitätsabweichungen – beispielsweise im 3D-Druck – und korrigieren automatisiert in Echtzeit. Damit Auszubildende in diesen Bereichen fit für die Zukunft sind, braucht es gut ausgebildete Berufsschullehrkräfte: Sie müssen mit KI-Technologien nicht nur umgehen können, sondern in der Lage sein, sie gemeinsam mit den Schüler*innen reflektiert im Unterricht einzusetzen. Hier setzt das Projekt BRÜCKE-4.0 der Universität Siegen an. Es wird vom Stifterverband der Deutschen Wissenschaft und dem Mercedes-Benz-Fond mit rund 50.000 Euro gefördert.

In Kooperation mit dem Berufskolleg Technik Siegen und der Smarten Lernfabrik Buschhütten (SLB) entwickelt ein Team vom Lehrstuhl für Technikdidaktik am Berufskolleg (TVD) von Prof. Dr. Ralph Dreher ein innovatives Lehr-Lernmodul für die Lehramtsstudiengänge in den gewerblich-technischen Fachrichtungen. Es soll die angehenden Lehrkräfte auf die Planung, Umsetzung und Evaluation von Unterrichtseinheiten („Lernsituationen“) vorbereiten, bei denen KI-Technologien  in realen Anwendungsszenarien zum Einsatz kommen.

„Unser Ziel ist es, die Lücke zwischen moderner Technologie und schulischer Bildung zu schließen – also eine Brücke zu bauen“, sagt Projektleiterin Dr. Natali Becker. „KI ist längst Teil der industriellen Praxis und muss daher auch selbstverständlicher Teil der beruflichen Lehrkräftebildung werden. Mit BRÜCKE-4.0 wollen wir zeigen, wie das praxisnah, nachhaltig und als offene Bildungsressource gelingen kann.“

Im Mittelpunkt stehen echte Anwendungsbeispiele aus der Industrie: Die Lehramtsstudierenden entwickeln Lernsituationen für den Einsatz von KI beim Produktentwurf, bei der Qualitätskontrolle im 3D-Druck oder zur vorausschauenden Wartung (Pre-Maintenance) von Maschinen. Die Konzepte werden anschließend gemeinsam mit Berufsschüler*innen des Berufskollegs Technik sowie mit Auszubildenden der Smarten Lernfabrik Buschhütten erprobt und didaktisch reflektiert. Ziel ist es, bei den Schüler*innen – ausgehend von der beruflichen Herausforderung – eine umfassende KI-Kompetenz als Teil von selbstbestimmter Arbeits- und Lebensweltgestaltung zu fördern.

Begleitet wird das Lernen durch einen sogenannten TutorBot – ein interaktiver, KI-gestützter Chatbot, den das Projektteam selbst entwickeln möchte. Der Bot soll die Studierenden beim Selbstlernen unterstützen, Fragen beantworten und Hilfe anbieten – unabhängig von Ort und Zeit.

Das Projekt BRÜCKE-4.0 ist eines von bundesweit fünf Projekten, die in diesem Jahr im Rahmen des Programms „Berufsschul-Digi-Teams“ zur Förderung ausgewählt wurden. Die Ergebnisse werden als Open Educational Resources (OER) frei zur Verfügung gestellt und sollen langfristig dabei helfen, KI-Kompetenzen curricular in der Lehrkräftebildung zu verankern.

Das Förderprogramm „Berufsschul-Digi-Teams“ ist Teil der Allianz für Lehrkräfte der Zukunftsmission Bildung.