KIMADU: Materialien für den Mathematikunterricht

Wie kann generative Künstliche Intelligenz das Lernen im Unterricht wirklich bereichern – und zwar so, dass Schülerinnen und Schüler aktiv denken, verstehen und gestalten? Genau das erforschen und erproben aktuell 25 Schulen aus ganz Nordrhein-Westfalen in dem Forschungsvorhaben KIMADU („KI im Mathematik- und Deutschunterricht“), das vom Ministerium für Schule und Bildung des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert und von Teams der Sprachdidaktik und der Mathematikdidaktik der Universität Siegen geleitet wird.

Im Mittelpunkt steht die Entwicklung sogenannter didaktischer Agenten (Corvacho del Toro et al., 2025) – also gezielt gestalteter KI-Ressourcen, die Lernprozesse adaptiv unterstützen können. Diese Agenten sollen nicht einfach Antworten liefern, sondern Schülerinnen und Schüler kognitiv aktivieren. Sie regen zum Nachdenken, Reflektieren, Üben, Verknüpfen und Vertiefen an. So entstehen reichhaltige Lernprozesse, ob bei der Erarbeitung neuer Inhalte, beim Wiederholen bekannter Themen oder in der Vorbereitung auf Klassenarbeiten. In den Agenten-Steckbriefen auf dieser Seite finden Sie außerdem einfach erklärte Bezüge zu Inhaltsfeldern und Kompetenzbereichen für das Fach Mathematik sowie dazu, wie Schülerinnen und Schüler selbstständig und verantwortlich mit KI arbeiten können (Pepin et al., 2024, Dilling et al., 2024a). In diesem Zusammenhang kommen auch die 21st Century Skills Kreativität, Kollaboration, kritisches Denken und Kommunikation zum Tragen.

Ein besonderes Augenmerk liegt darauf, dass das Lernen mit KI stets mit dem Lernen über KI verknüpft wird. Die Schülerinnen und Schüler erfahren also nicht nur, wie KI ihnen beim Lernen von Mathematik helfen kann, sondern auch, wie sie selbst mit ihr umgehen, ihren Output reflektieren und sogar eigene KI-Agenten anpassen oder entwickeln können.

Die hier veröffentlichten Praxismaterialien stammen aus dem ersten halben Jahr aktiver Projektarbeit der Mathematiklehrkräfte in Teacher-Design-Teams in KIMADU mit dem Team der Mathematikdidaktik (Dilling & Witzke, im Druck). Sie bieten einen niedrigschwelligen Einstieg in das Thema und basieren auf wissenschaftlichen Frameworks zum Einsatz digitaler Medien im Mathematikunterricht (Dilling et al., 2024b; Koehler & Mishra, 2009). Enthalten sind eine Handreichung zur Entwicklung und Umsetzung didaktischer KI-Agenten in verschiedenen Plattformen, detaillierte Agenten-Beispiele, welche zeigen, wie vielfältig und kreativ KI im Unterricht eingesetzt werden kann, sowie die Planungsskizze einer Unterrichtsstunde innerhalb einer Reihe zu linearen Gleichungssystemen, in der Schülerinnen und Schüler mit KI-Agenten arbeiten und diese selbstständig weiterentwickeln. Die bereitgestellten KI-Agenten wurden als Steckbriefe aufbereitet, in denen sich jeweils ein didaktischer Kommentar, Hintergrundinformationen zum Einsatz, ein beispielhafter Einblick in eine Interaktion mit dem Agenten sowie der Systemprompt befinden. Außerdem wird anhand einer Skala dargestellt, ob die Arbeit der Schülerinnen und Schüler mit dem Agenten eher geführt, unterstützt oder eigenständig erfolgt. Unter den Praxismaterialien finden Sie des Weiteren Hinweise des Ministeriums für Schule und Bildung des Landes Nordrhein-Westfalen zum sicheren und umsichtigen Einsatz generativer KI im Unterricht. Hierzu verweisen wir auch auf die bereits veröffentlichten Dokumente des Ministeriums für Schule und Bildung des Landes Nordrhein-Westfalen an anderen Stellen.

Die hier gezeigten Materialien verstehen sich ausdrücklich als Werkstattmaterial. Sie sind zum Ausprobieren, Reflektieren und Anpassen an die eigenen Lerngruppen gedacht und nicht für eine direkte Übernahme ohne didaktische und fachliche Prüfung.

Die dargestellten Agentenprofile sind an unterschiedlichen Orten entstanden. Ein Teil stammt aus der Praxis von KIMADU-Lehrkräften und wurde im Unterricht erprobt. Weitere Agenten auf dieser Seite wurden von der Mathematikdidaktik der Universität Siegen entwickelt und z.B. den Lehrkräften auf gemeinsamen Fachtagen zur Erprobung übergeben. Die jeweilige Urheberschaft kann den Steckbriefen entnommen werden. Sie sind aber alle letztendlich Zeugnisse der lebendigen Zusammenarbeit der KIMADU-Lehrkräfte mit den Teams der Universität Siegen und werden stetig weiter angepasst. 

Wir laden Sie herzlich ein, die Materialien auszuprobieren, anzupassen und eigene Ideen zu entwickeln. Viel Spaß beim Entdecken, Experimentieren und Weiterdenken mit KIMADU!

Literatur:

• Corvacho del Toro, I., Fuhlrott, M. & Steinhoff, T. (2025). Didaktische Agenten. KI als Lehr-/Lernpartnerin im Deutschunterricht im Forschungsprojekt KIMADU. In H.-G. Müller & M. Fürstenberg (Hrsg.), DeutschGPT – Deutschunterricht im Dialog mit Künstlicher Intelligenz. Frank & Timme. https://library.oapen.org/bitstream/handle/20.500.12657/104475/9783732987962.pdf?sequence=1
• Dilling, F., Holten, K., Pielsticker, F., Schlechtingen, L.-M. & Witzke, I. (2024a). Aushandlungs- und Argumentationsprozesse fördern durch den Einsatz generativer KI-Sprachmodelle beim schulischen Mathematiklernen? Erste Einsichten und Perspektiven aus der Empirie. (Stand 11/2024). Aktualisierte Version eines Beitrags in GDM-Mitteilungen, 116, 14–22. https://www.uni-siegen.de/fb6/didaktik/personen/felicitas-pielsticker/mgdm_ki_v2.pdf
• Dilling, F., Schneider, R., Weigand, H.-G. & Witzke, I. (2024b). Describing the digital competencies of mathematics teachers: theoretical and empirical considerations on the importance of experience and reflection. ZDM – Mathematics Education, 56(4), 639–650. https://doi.org/10.1007/s11858-024-01560-4
• Dilling, F. & Witzke, I. (im Druck). Professionalisierung von Mathematiklehrkräften im Kontext generativer KI – Vorstellung von zwei Pilotprojekten. Beiträge zum Mathematikunterricht 2025. https://www.uni-siegen.de/fb6/didaktik/personen/frederik-dilling/bzmu25_dilling_ki.pdf
• Koehler, M. J. & Mishra, P. (2009). What is technological pedagogical content knowledge? Contemporary Issues in Technology and Teacher Education, 9(1), 60–70.
• Pepin, B., Kock, Z-J. & Rezat, S. (2024). Toward Student Agency in the Selection and Use of Digital Resources for Learning and Studying Mathematics. In B. Pepin, G. Gueudet, J. Choppin (Hrsg.), Handbook of Digital Resources in Mathematics Education (S. 925–934). Springer Nature.