Forschungsvorhaben KIMADU

KIMADU - KI im Mathematik- und Deutschunterricht

Das KI-Forschungsvorhaben „KIMADU“ des Ministeriums für Schule und Bildung und der Universität Siegen unterstützt Schulen in Nordrhein-Westfalen bei dem lernförderlichen Einsatz von Large Language Models für das koaktive Lernen mit generativer Künstlicher Intelligenz (KI). Das Vorhaben wird seit dem 1. Februar 2025 bis zum 31. Juli 2027 durchgeführt. Im Zentrum stehen die Fragestellungen:

  • Wie kann generative KI im Mathematik- und Deutschunterricht lernförderlich eingesetzt werden?
  • Wie kann KI die fachlichen Basis- und weiterführenden Kompetenzen der Schülerinnen und Schüler fördern?
  • Wie können zukunftsfähige Kompetenzen wie die 4K (KollaborationKommunikationKreativitätKritisches Denken) und AI Literacy gefördert werden?

Die 25 teilnehmenden Schulen verteilen sich auf die fünf Regierungsbezirke. Alle Schulformen mit Sekundarstufe I sind vertreten und werden bei der Entwicklung und Erprobung von Unterrichtskonzepten sowie alternativen Leistungsüberprüfungsformaten im Mathematik- und Deutschunterricht wissenschaftlich unterstützt und begleitet.

Das Bild zeigt die KIMADU-Schulen auf einer Karte von NRW.

Dafür stellt das Ministerium für Schule und Bildung den teilnehmenden Schulen ausgewählte DSGVO-konforme KI-Tools für den Projektzeitraum zur Verfügung. 

Während des Projektzeitraums werden die Teams der Universität Siegen um Prof. Dr. Ingo Witzke und Dr. Frederik Dilling (Didaktik der Mathematik) und um Prof. Dr. Torsten Steinhoff, Dr. Irene Corvacho del Toro und Dr. des. Mareike Fuhlrott (Didaktik der deutschen Sprache) die Projektschulen besuchen und – ausgehend von dem jeweiligen digitalisierungsbezogenen Entwicklungsstand und den schulspezifischen Bedarfen – bei der Ausgestaltung der Unterrichtsvorhaben beraten. 

Darüber hinaus werden verschiedene Unterstützungsformate angeboten, darunter zehn eintägige Fachtagungen, die halbjährlich in Kooperation mit der QUA-LiS NRW als Präsenzveranstaltung durchgeführt werden. Im Rahmen der Fachtagungen werden seitens der Universität Siegen wissenschaftliche Vorträge und Workshops zu ausgewählten fachlichen Themenstellungen angeboten. Darüber hinaus dienen die Fachtagungen der Vernetzung und ermöglichen es den teilnehmenden Schulen, sich in einem iterativen Prozess über erprobte Lehr-Lernszenarien auszutauschen, diese gemeinsam zu reflektieren und weiterzuentwickeln. 

Die erprobten Lehr-Lernszenarien werden dokumentiert und projektbegleitend als Open Educational Resources (OER) hier auf der Webseite als Arbeitshilfen veröffentlicht. Damit stehen allen Schulen Best Practice-Beispiele zur Verfügung.

Weitere Informationen finden Sie unter den nachfolgenden Links:

KIMADU-Projektseite  Projektvorstellung und Schulbesuch

 

Hier finden Sie die erprobten Lehr-Lernszenarien für Ihren Unterricht:

Arbeitshilfen

Didaktischer Agent: Lou - Lernpartnerin für Aufgaben

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Die didaktische Agentin „LOU“ fungiert als lernbegleitende Aufgaben- und Schreibpartnerin, die Schülerinnen und Schüler der Mittelstufe im Prozess des kompetenzorientierten Schreibens unterstützt. 

Didaktischer Agent: SpeechTeach - Lernpartner für Präsentationen

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Der didaktische Agent „SpeechTeach“ unterstützt Schülerinnen und Schüler beim adressaten- und situaionsgerechten Kommunizieren, indem er einen klar strukturierten, dialogischen Übungsprozess zum Vorbereiten und Üben mündlicher Präsentationen (z.B. Referate, Reden)…

KI-Agent: Schokoproblem-Helfer (Mathematik)

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Dieser KI-Agent ist ein geduldiger und motivierender Mathematik-Lernbegleiter, der Schülerinnen und Schüler beim Arbeiten mit Brüchen und rationalen Zahlen unterstützt.

KI-Agent: Prompting-Unterstützer (Mathematik, Lehrkräfte)

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Dieser KI-Agent unterstützt Lehrkräfte bei der Erstellung von KI-Agenten bzw. Systemprompts zu gewünschten Themen.

KI-Agent: Prompting-Unterstützer (Mathematik)

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Der KI-Agent unterstützt Schülerinnen und Schüler beim Erstellen eines Systemprompts.

KI-Agent: Professorin Abschlussprüfung (Mathematik)

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Der KI-Agent eignet sich zur regelmäßigen und motivierenden Wiederholung und Festigung zentraler Inhalte der Geometrie zum Einstieg in die Stunde.

KI-Agent: Modellierungs-Unterstützer (Mathematik, Lehrkräfte)

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Der „Modellierungs-Unterstützer“ kann Lehrkräfte bei der Planung und Vorbereitung von Unterrichtsstunden, Entwicklung von Aufgaben oder anderen Lernmaterialien, sowie weiteren Planungstätigkeiten unterstützen, welche im Unterricht die prozessbezogene Kompetenz des…

KI-Agent: Memematic Mather (Mathematik)

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Dieser humorvolle KI-Agent kann insbesondere das kritische Denken der Lernenden durch das selbstständige Arbeiten ansprechen. Er eignet sich gut für den Einsatz in eigenständigen Übungs- bzw. Arbeitsphasen der Schülerinnen und Schüler, bei denen eine individuelle…

Didaktischer Agent: Tru - Lernpartner Gespräche

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Der Lernpartner für Gespräche hilft Schülerinnen und Schülern, manipulative Gesprächstechniken zu durchschauen und zu analysieren. 

KI-Agent: Verfahren Lineare Gleichungssysteme (Mathematik)

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Diese drei KI-Agenten unterstützen Schülerinnen und Schüler beim Lösen linearer Gleichungssysteme im jeweils ausgewählten Verfahren. Die KI-Agenten erklären die Verfahren schrittweise, steigern die Schwierigkeit und geben Hinweise, ohne Lösungen vorzugeben.

Didaktischer Agent: Sam - Lernpartner zur Meinungsbildung

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Der Lernpartner für Meinungsbildung hilft Schülerinnen und Schülern, eigene Standpunkte zu entwickeln, zu begründen und zu diskutieren. 

Didaktischer Agent: Ökonrad - Lernpartner für Schreiben und Wortschatz

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Mit dem Lernpartner für Schreiben und Wortschatz gestalten Studierende einen fiktiven Dialog, um Informationen herauszufinden. 

KI-Agent: Hausaufgabenhelferin (Mathematik)

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Die Lernenden vollziehen einen Rollenwechsel und schlüpfen in die Rolle eines Elternteils, welches seinem pubertierenden Kind hilft, die Mathematik-Hausaufgaben zu erledigen.

Didaktischer Agent: Metaphero - Lernpartner für Gedichte

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Die Lernpartnerin für Aufgaben unterstützt Schülerinnen und Schüler einer Klasse 6 dabei, Gedichte zu verstehen und selbst zu verfassen.

KI-Agent: Fürst Stochastikus (Mathematik)

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Dieser KI-Agent fordert auf einem Jahrmarkt die Beratung von Schülerinnen und Schülern ein, um sie spielerisch beim Begründen in der Wahrscheinlichkeitsrechnung zu unterstützen.

KI-Agent: Kreismeister (Mathematik)

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Dieser KI-Agent unterstützt Schülerinnen und Schüler beim eigenständigen Üben und  Wiederholen der Berechnungen an Kreisen, indem er adaptive  Hilfestellungen gibt und zur eigenständigen Lösungsfindung motiviert.

KI-Agent: Das verflixte x (Mathematik)

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Dieser KI-Agent ist ein geduldiger Mathematik-Agent, der Schritt für Schritt zeigt, wie man lineare Gleichungen löst. Er erklärt klar, lobt Fortschritte und hilft bei Fehlern, ohne sofort die Lösung zu verraten.

Didaktischer Agent: Lina - Lernpartnerin zur Textrezeption

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Die Lernpartnerin zur Textrezeption hilft DaZ-Schülerinnen und -Schülern Texte zu verstehen und das Textverständnis zu überprüfen. 

Didaktischer Agent: Letra - Lernpartnerin für Lesestrategien

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Die Lernpartnerin für Lesestrategien unterstützt als Lese-Helferin oder bei der Aufgabenstellung zur Förderung des Leseverständnisses.  

Didaktischer Agent: KIM - Lehrpartner für Schreibaufgaben

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Der Lehrpartner für Schreibaufgaben hilft Lehrkräften dabei, für alle Schulformen und Klassen Schreibaufgaben zu entwickeln.  

Didaktischer Agent: GrammatikCoach 7 - Lernpartner für Grammatik

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Der Grammatik Coach hilft Schülerinnen und Schülern einer Klasse 7, Grammatik zu verstehen, zu üben und zu reflektieren. 

Didaktischer Agent: Bewerbungscoach - Lernpartner für Bewerbungen

Didaktik, Professionalisierung, Unterrichtsdurchführung

Der Lernpartner unterstützt die Schülerinnen und Schüler einer Klasse 9 darin, ein einfaches Bewerbungsanschreiben in  klarer Struktur zu verfassen. 

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