Virtuelles Klassenzimmer Mathematik

KI in der universitären Lehramtsausbildung: Didaktik lernen in Interaktion mit KI-Kinder-Avataren

Das Virtuelle Klassenzimmer Mathematik (VKZM) ist ein innovativer virtueller 3D-Lernraum, der speziell für die universitäre Lehramtsausbildung im Fach Mathematik für die Grundschule entwickelt wurde. Studierende können als Avatare in der Rolle der Lehrkraft den Raum betreten und mit KI-gesteuerten Schüler*innen-Avataren interagieren und so in quasi-realen Unterrichts- und Fördersituationen ihre fachdidaktischen Kompetenzen erproben und erweitern.

Fördergeber: Das Projekt wird gefördert durch das Rektorat der Bergischen Universität Wuppertal im Programm “BUW für Innovationen in der Lehre” (kurz: BUW Lehrinnovationen) im Rahmen des “Innovationsfonds Lehre”.

Konzeption und Ziele

Studierende übernehmen die Rolle der Lehrkraft und interagieren mit KI-gesteuerten Schüler*innen-Avataren, die typische mathematische Fähigkeiten, Fehlvorstellungen und Lernschwierigkeiten abbilden.

Die verschiedenen Lehr-Lern-Settings im 3D-Raum werden in Zusammenarbeit mit Studierenden ab dem 4. Semester und Dozent*innen aus der Mathematikdidaktik konzipiert und entwickelt. Auf diese Weise bietet das VKZM Studierenden in fortgeschrittenen Semestern eine authentische Möglichkeit zur Vertiefung ihrer fachdidaktischen Fähigkeiten und Medienkompetenzen.

Das VKZM ist ein innovatives Projekt von Studierenden für Studierende. Es ermöglicht individuelles und interaktives Lernen in Didaktik und Medienkompetenz.

Zum Virtuellen Klassenzimmer Mathematik
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Kompetenzerwerb

Entwicklung professioneller Kompetenzen für Unterricht, Diagnostik und Förderung

Kenntnisse in Beziehung setzen zu Bedingungen des Mathematikunterrichts, zum fachlichen Lernen und zum Unterrichten
Fachliche und fachdidaktische Grundlagen
Diagnose und Förderung
Entwicklung von fachdidaktischer Reflexionsfähigkeit

Entwicklung von Kompetenzen für Umgang und zielgerichtete Nutzung digitaler Medien und KI in Schule und Hochschule

Digitale und KI-bezogene Lernerfahrungen ermöglichen
Kompetenzaufbau im gezielten Einsatz von KI für unterrichtsbezogenes Handeln
Wirkungsweisen digitaler Formate und Bedeutung für Lernprozesse reflektieren

Zielgruppen

Noviz*innen: Die Lernumgebung ist eingebettet in unsere Vorlesungen zur Didaktik der Arithmetik und Geometrie. Im Rahmen der Übungen arbeiten die Studierenden mit den KI-Kinder-Avataren und

erproben und reflektieren Lehrer*innenhandeln in quasi-realen Szenarien,
diagnostizieren mathematische (Fehl)Vorstellungen und Lernschwierigkeiten und
entwickeln Impulse zur Förderung.

Expert*innen: Die Kinder-Avatare werden von Studierenden höherer Semester in Seminaren entwickelt. Dafür sind fachdidaktisches Know-How und gute KI-Kenntnisse erforderlich, die im Rahmen der Seminare entwickelt und vertieft werden. Die Studierenden agieren als “learners as designers” mit Expertise und Innovationskraft, indem sie

theoriegeleitet mathematische Lerninhalte und typische fachliche Hürden analysieren,
mit dem Projektteam KI-gesteuerte Kinder-Avatare mit jeweils spezifischen Lernvoraussetzungen und Kompetenzen entwickeln und digital umsetzen.