PRIMA-KI: Problemlösendes Lernen im Mathematikunterricht der Primarstufe mit KI begleiten.

Fachdidaktisch fundierte KI-Lernbegleitung für problemorientiertes Mathematiklernen in der Primarstufe

Ein Forschungsprojekt zur Entwicklung und Erforschung eines adaptiven Tutoring-Systems für das individualisierte Lernen beim mathematischen Entdecken in der Primarstufe.

Über das Projekt

Im Rahmen der Digitalisierung im Bildungsbereich untersuchen wir an der PH Weingarten die Potentiale 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.

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

Projektziele

• Entwicklung fachdidaktisch fundierter Gestaltungsprinzipien für KI-Lernbegleiter in der Primarstufe
• Erarbeitung optimal strukturierter Prompts und Interaktionsdesigns zur Einbettung in bestehende digitale Lernangebote für kindgerechte adaptive Unterstützung
• Identifikation wirksamer Feedback-Strategien, die kognitive Belastung reduzieren ohne den Lernprozess zu ersetzen
• Evaluation des Nutzungsverhaltens und der Akzeptanz bei Kindern im Grundschulalter
• Schaffung einer evidenzbasierten Grundlage für die verantwortungsvolle und datenschutzsensible Integration von KI im Mathematikunterricht der Primarstufe

Aktueller Stand und geplantes Vorgehen

In der aktuellen Pilotphase konzentrieren wir uns auf die Entwicklung und Erprobung erster Prototypen in kontrollierten Settings. Durch systematische Variationen und rekursive 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.

Kontakt und Mitarbeit

Interessieren Sie sich für das Projekt und möchten als Schule oder Wissenschaftler:in kooperieren oder sich beteiligen? Wir freuen uns über Ihre Nachricht!

christian.urff@ph-weingarten.de