PRIMA-KI: Papprentissage par résolution de problèmes jem Maenseignement thématique à l'école primaire avec IA accompagner.

Un support d'apprentissage de l'IA didactiquement solide pour l'apprentissage des mathématiques axé sur les problèmes à l'école primaire

Un projet de recherche visant à développer et à étudier un système de tutorat adaptatif pour l’apprentissage individualisé de la découverte mathématique à l’école primaire.

À propos du projet

Im Rahmen eines Projektes der PH Weingarten untersuchen wir die Potenziale und Gestaltungsmöglichkeiten von KI-gestützten Lernbegleitern für den Mathematikunterricht der Primarstufe. Künstliche Intelligenz bietet einzigartige Chancen für individualisiertes, adaptives Feedback beim problemorientierten Lernen – vorausgesetzt, sie wird fachdidaktisch fundiert konzipiert und eingesetzt.

Das Pilotprojekt PRIMA-KI entwickelt und erforscht prototypische KI-Lernbegleiter, die in Mathematik-Apps integriert sind und Kinder beim Erkunden und Lösen mathematischer Fragestellungen unterstützen. Dabei stehen die kognitive Aktivierung und die Begleitung des eigenständigen Denkprozesses im Vordergrund.

Objectifs du projet

• Développement principes de conception didactique propres à la matière pour les compagnons d'apprentissage IA dans l'école primaire
• Développement de dispositifs d'invite et d'interaction structurés de manière optimale pour leur intégration dans les ressources d'apprentissage numériques existantes, afin de proposer un soutien adaptatif didactique adapté aux enfants et spécifique à la matière.
• Identifikation wirksamer Feedback-Strategien, die kognitive Belastung reduzieren und Kinder unterstützen, ohne den Lernprozess zu ersetzen
• Évaluation des modes d’utilisation et de l’acceptation chez les élèves du primaire et détermination du degré optimal de pré-structuration pédagogique de l’utilisation de l’IA pour les élèves du primaire.
• Schaffung einer evidenzbasierten Grundlage für die verantwortungsvolle und datenschutzsensible Integration von KI im Mathematikunterricht der Primarstufe. Aspekte der Nutzung von KI mit möglichst wenigen bzw. anonymisierten Daten sind Teil des Forschungsvorhabens.

État actuel et approche prévue

In der aktuellen Pilotphase konzentrieren wir uns auf die Entwicklung und Erprobung erster Prototypen in kontrollierten Settings. Durch systematische Variationen und Optimierung der KI-Prompt-Designs entwickeln wir Gestaltungshinweise und ein Rahmenkonzept für die adaptiven Unterstützungsfunktionen anhand der Integration von KI-Lernbegleitern in verschiedene Apps von Christian Urff. Nach den Einzelerprobungen sind umfangreichere Feldversuche in Schulklassen geplant. Wir freuen uns über Schulen oder Schulklassen, die über iPads und WLAN verfügen und gerne unter wissenschaftlicher Begleitung die ersten Versuche ausprobieren möchten. Die Apps werden dann über TestFlight kostenlos zur Verfügung gestellt.

Exemples et approches initiales

L'application Histoires mathématiques utilise l'IA pour aider les enfants à comprendre, à travailler sur, à tester et à développer des tâches de modélisation.

Dans l'application ligne numérique gibt ein KI-Lernbegleiter auf Anforderung oder bei Fehlern auf Basis von fachdidaktischem Hintergrundwissen individualisierte Hilfen. Hier wird erforscht, ob und wie Kinder diese elaborierte Fehlerrückmeldung nutzen, um aus Fehlern zu lernen und Zahlverortungsaufgaben zu verbessern. In der App können dazu anonymisiert Lerndaten für die wissenschaftliche Auswertung geteilt werden.

Dans l'application quantités de doigts Ce projet étudie l'apport de l'IA à l'analyse et au traitement des données diagnostiques. L'IA analyse (de manière anonyme) les stratégies, les temps de mémoire flash, etc., et génère des résumés concis et utiles à destination des enseignants pour un accompagnement ultérieur.

In der Webapp Champ de calcul begleitet ein KI-Lernbegleiter auf Basis von ElevenLabs die Bearbeitung und wird dort erprobt.

Den konzeptionellen Rahmen für die Frage, wie viel Lenkung KI beim Lernen braucht und wann sie in der Grundschule überhaupt eingesetzt werden sollte, beschreibt das SKILL-Modell.

Contact et collaboration

Interessierst du dich für das Projekt und möchtest als Schule oder als Wissenschaftlerin bzw. Wissenschaftler kooperieren oder dich beteiligen? Dann freue ich mich über eine Nachricht!

christian.urff@ph-weingarten.de