28.03.2023

Digitale Schule: So steht es um das österreichische Bildungssystem wirklich

Im Jahr 2018 setzte sich das österreichische Bildungsministerium eine Digitalisierungsoffensive als Ziel. Fünf Jahre später zieht der brutkasten eine erste Bilanz.
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Das österreichische Bildungssystem wird digitaler. (C) AdobeStock
Das österreichische Bildungssystem wird digitaler. (C) AdobeStock

„Die Aufgabe von Schulen ist es, die Kinder auf eine Zukunft vorzubereiten, die wir selbst noch nicht kennen“, sagt Thomas Strasser, Professor für technologieunterstütztes Lehren und Lernen an der PH Wien. Die Digitalität des Bildungssystem ist dabei ein wichtiger Hebel.

Musterschüler Estland

Ein Smartboard zeigt die neueste Mathematik-Aufgaben an: „In einen Bus steigen sieben Leute, es gibt aber nur zwei freie Plätze. Wie viele Menschen müssen stehen?“. Zur Auswahl stehen vier mögliche Antworten. Vor jedem Kind der Klasse befinden sich vier zu den Antworten passende Codes. Die Kinder halten die entsprechende Seite nach oben, und ihre Lehrerin scannt die gesamte Klasse mit dem Tablet ab. Nach wenigen Sekunden weiß die Lehrerin, wer richtig geantwortet hat und wer falsch lag. Die Lösung erscheint zeitgleich auf der Tafel.

Was sich für österreichische Augen, wie eine Zukunftsvision liest, war laut einer Spiegel-Reportage in Estland schon 2017 Usus. Obwohl Estland laut OECD-Bericht im Jahr 2018 mit 4,7 Prozent seines BIPs ebenso viel Geld wie Österreich in das Bildungssystem investierte, war man im Baltikum stets der Vorreiter im Digitalisierungsbereich. 1999 wurden alle estnischen Schulen ans Internet angeschlossen, 2020 alle Schulbücher digitalisiert.

Österreich hinkte in der Vergangenheit im Vergleich zum Musterschüler, der laut PISA-Tests eines der besten und effizientesten Bildungssysteme Europas besitzt, hinterher. Eine Erhebung des Bildungsministeriums aus dem Jahr 2018 hatte ergeben, dass nur 5,9 Prozent der NMS-, 6,4 Prozent der AHS und 14,6 Prozent der BMHS Notebook-Klassen führen.

Während in Estland bereits 1999 alle Schulen ans Internet anschloss, verfügten hierzulande 2018 nur 45,5 Prozent der NMS, 50,6 Prozent der AHS und 59,6 Prozent der BMHS über einen WLAN-Zugang in allen Unterrichts- und Aufenthaltsräumen. Zudem wurde an jeder dritte Schule gänzlich ohne schülereigenen Geräten (Smartphones, Tablets oder Notebooks) gearbeitet. Eine OGM-Meinungsumfrage aus dem Jahr 2018 ergab, dass drei Viertel aller Lehrer:innen unzureichend auf die digitale Lerninhalte vorbereitet sind.

Der Bildungsexperte Strasser spricht in diesem Zusammenhang gerne vom Bürgermeister:innen-Phänomen.  Ortschef:innen hätten Schulen ein Smart Board gekauft, sich für die Bezirkszeitung ablichten lassen und die Lehrer:innen danach oft allein gelassen. „Keine Spur von methodisch-didaktischen Hilfestellungen, nur das Gerät“, so Strasser. Das ist jetzt nicht mehr der Fall.

Masterplan Digitalisierung als politische Hausaufgabe

Die ernüchternden Zahlen veranlassten 2018 das Bildungsministerium im, das noch von Heinz Fassmann (ÖVP) geleitet wurde, den „Masterplan Digitalisierung“ auszuarbeiten. Bis 2023 setzte sich Österreich als Ziel, das Bildungssystem schrittweise zu digitalisieren. Im dazu erstellten Bericht hieß es abschießend, dass die Umsetzung notwendig sei, man „aber keine Wunder erwarten“ solle. Fünf Jahre später zeigt sich, Österreich schließt auf. Eine brutkasten-Anfrage beim Bildungsministerium hat ergeben, dass sich zuletzt etwas getan hat.

Mittlerweile haben 99,2 Prozent der Bundesschulen WLAN in den Klassenräumen, den Pflichtschulen liegt dieser Anteil bei 84,2 Prozent. Zudem sind 100 Prozent der Bundesschulen ans Breitband angebunden. 95 Prozent der Sekundarstufe 1, der AHS sowie der Mittel- und Sonderschulen nehmen darüber hinaus bei der Endgerätemaßnahme des Bildungsministeriums teil.

Strasser: Bildungssystem holt auf

Aus den Versäumnissen der Vergangenheit dürfte man gelernt haben. Bildungsexperte Strasser sieht Österreich „auf einem guten Weg“. Mit der Einführung des Schulfaches „Digitale Grundbildung“, das in der fünften bis achten Schulstufe unterrichtet wird, bewegt sich etwas. Hier lernen die Schüler:innen den richtigen Umgang mit digitalen Instrumenten. Dabei geht es weniger um Programmier- und Codingskills, die laut Strasser zu „Buzzwords“ in der Debatte wurden, sondern viel mehr um gesellschaftlichen Auswirkungen emergierende Trends und wie man aus diesen Nutzen ziehen kann. Welcher Quelle vertraue ich? Wie gehe ich mit meinen Daten im Internet um? Diese und viele weitere Fragen werden behandelt.

„Die Gefahr, die aber zu sehen ist, ist, dass andere Lehrer:innen gerne digitale Inhalte auf das Schulfach Digitale Grundbildung abschieben“, sagt Strasser. Der best case, wo derzeit noch größeres Aufholpotential bestehe, wäre das Fach Digitale Grundbildung und die Integration von digitalen Inhalten in andere Fächer. So brauche es u.a. in Geografie, Englisch, Mathematik und auch in Sport mehr digitale Inhalte.

Hausaufgaben gemacht, Verbesserungen kommen

Zuletzt steigt die Bereitschaft von Lehrkräften, vermehrt auf digitale Inhalte zu setzen. Entsprechende Fortbildungen werden an den Pädagogischen Hochschulen immer besser angenommen. „Hier ist Chat GPT ein echter Segen, denn dadurch haben auch die größten KI- und Digitalisierungsskeptiker gelernt, dass man die Augen davor nicht verschließen kann“, so Strasser. In den vergangenen fünf Studienjahren wurden laut Bildungsministerium 13.836 Fortbildungsveranstaltungen zur Erweiterung der Digitalisierungskompetenzen an den Pädagogischen Hochschulen abgehalten.

Trotz des Lobs gibt es aber noch Luft nach oben. Digitale Lernelemente werden in der Lehrerausbildung noch immer häufig als Wahlpflichtfächer in den Lehramts-Curricula angeboten. Strasser wünscht sich eine Implementierung dieser Skills und Themen als Pflichtfächer. Denn so ist es derzeit in Österreich gelegentlich noch immer Glückssache, ob man Lehrer:innen hat, die sich mit digitalen Skills beschäftigen oder nicht. Um dies umzusetzen, müssen die Curricula geändert bzw. angepasst werden. Das passiert im gegenseitigen Austausch zwischen Hochschulen und Bildungsministerium, wobei das letzte Wort immer das Ministerium hat.

Weitere Baustellen sind u.a. die Unterscheidung zwischen Bundes- und Landesschulen – ein Unterschied, der oft auch unterschiedliche technische und didaktische Rahmenbedingungen hervorruft. Ob der Blick nach Estland tatsächlich die Zielrichtung für Österreich sein muss, bezweifelt Strasser. Alles „durch-zu-digitalisieren“ sei nicht der Weisheit letzter Schluss. Vielmehr geht dem Experten zufolge, um eine zielgerechte Vermittlung digitaler Kompetenzen mit digitalen und humanistischen Skills für Lehrkräfte. Den Digitalisierungsfortschritt in Österreich, der Curricula, Struktur und Entwicklung umfasst, benotet der Fachmann derzeit mit 2-.

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Apollo, KI, Altgiechisch, Mistral
© Österreichische Nationalbibliothek/ÖAW/Daniel Hinterramskogler - Papyrus aus der römischen Kaiserzeit mit einer griechischen Geburtsanzeige, von Apollo rekonstruiert (Römisches Ägypten, 149 n. Chr.) und Anna Dolganov, Forscherin am Österreichischen Archäologischen Institut der ÖAW.

In Museen und Bibliotheken weltweit lagern hunderttausende Inschriften und über eine Million Papyrusfragmente aus der Antike. Der Großteil des Materials ist fragmentarisch und schwer lesbar. „92 Prozent der Papyri warten bis heute auf ihre Entzifferung. Ein gigantischer, unerschlossener Schatz der Geschichte“, heißt es per Aussendung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW). Genau hier möchte Apollo ansetzen.

Apollo: „Neues Fenster zu unserem gemeinsamen kulturellen Erbe“

Entwickelt wurde das Large Language Model (LLM) in einer Kooperation zwischen der ÖAW und den europäischen KI-Unternehmen Mistral AI und SAIL Reply. Am gestrigen Mittwoch präsentierten die Forschungspartner die erste Stufe des Apollo-KI-Systems, das ab sofort der Wissenschaft und der Öffentlichkeit zur Verfügung steht.

„Apollo zeigt, was europäische Zusammenarbeit leisten kann, wenn KI, die gezielt an wissenschaftliche Anforderungen angepasst werden kann, auf jahrhundertealtes wissenschaftliches Wissen trifft“, sagt Guillaume Lample, Co-Founder und Chief Scientist von Mistral. „Indem Mistrals Technologie dabei hilft, Texte wiederherzustellen, die seit zweitausend Jahren nur fragmentarisch überliefert sind, eröffnet sie ein neues Fenster zu unserem gemeinsamen kulturellen Erbe – und das ist erst der Anfang.“

600 Millionen Wörter

Die meisten Texte der Antike sind nur unvollständig überliefert und es fehlen einzelne Wörter oder sogar ganze Textpassagen. Das Sprachmodell Apollo könne fehlende Inhalte von Fragmenten eigenständig ergänzen und dabei helfen, das Verständnis und die historische Einordnung eines Schriftstückes zu verbessern.

Obwohl für das Training der KI in Altgriechisch nur 600 Millionen Wörter zur Verfügung standen – mehrere zehn Milliarden Wörter gelten üblicherweise als der Standard für LLMs – sei eigenen Angaben nach Apollo treffsicher.

„Bei einem vorhandenen Originaltext auf Papyrus erreicht das Modell bei maskierten, also bewusst versteckten Passagen eine Trefferquote von rund 80 Prozent“, erklärt Anna Dolganov, Forscherin am Österreichischen Archäologischen Institut der ÖAW und Mastermind hinter dem Projekt. Bei tatsächlich unbekannten Textlücken bewerteten internationale Fachexpert:innen, die das KI-System im Rahmen einer Blindstudie evaluiert haben, Apollos Vorschläge in 77 Prozent der Fälle als mindestens ebenso gut wie durch Menschen vorgenommene Ergänzungen und in 16–20 Prozent der Fälle sogar besser, heißt es.

Apollo erkennt Sprachstufen

Besonders beeindruckend sei zudem, wie präzise Apollo zwischen verschiedenen Sprachstufen des Griechischen unterscheiden kann, betont Dolganov: „Unser LLM kann mit vergleichsweise geringem Wissen über einen Kontext weitreichende Schlüsse ziehen. Anhand von Satzbau und Vokabular erkennt Apollo präzise, ob ein Text zum Beispiel aus Homers ‚Odyssee‘ stammt, und ergänzt ihn im passenden Sprachregister.“

Als Beweis zeigte Dolganov bei der Präsentation von Apollo etwa eine antike Geburtsurkunde, die vollständig rekonstruiert wurde. Zudem wurde eine beim Ausbruch des Vesuvs verkohlte Schriftrolle an entscheidenden Stellen „vollständig lesbar gemacht“. Und mit der Rekonstruktion einer fragmentarischen Inschrift aus dem Schwarzmeerraum hat sich der Forscherin zufolge belegen lassen, dass in einer bestimmten Region bereits römisches Recht galt. Die Aussendung sprach hierbei von einer „weitreichenden Erkenntnis, die durch einen Beleg für die römische Prostitutionssteuer untermauert wird.“

Weitere Stufen geplant

„Mithilfe der KI entsteht ein neues Bild der antiken Sozial- und Wirtschaftsgeschichte, da sich viele Erkenntnisse erst aus der Masse der Dokumente ergeben – etwa bei Steuerquittungen“, präzisiert Dolganov.

Und Heinz Faßmann, Präsident der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, ergänzt: „Apollo bringt die Erforschung von historischen Schriftstücken und Dokumenten in ein neues Zeitalter. Der Einsatz des neuen Sprachmodells wird völlig neue Forschungsfragen zulassen und unser historisches Wissen erweitern. Wir sind stolz, dass die ÖAW gemeinsam mit dem europäischen KI-Unternehmen Mistral diese wegweisende Technologie entwickelt hat. Für die Zukunft streben wir eine vertiefte Zusammenarbeit mit Mistral an.“

© ÖAW/Daniel Hinterramskogler – Heinz Faßmann, Präsident der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, bei der öffentlichen Vorstellung von Apollo.

Der ersten Stufe des Modells sollen bald noch weitere folgen. „Das Ziel ist ambitioniert, aber machbar“, wie Dolganov betont: Die KI soll künftig unerschlossene Papyri sowohl entziffern als auch rekonstruieren können. Geplant ist außerdem eine Erweiterung, mit der das Modell thematische und semantische Suchen in der gesamten griechischen Textüberlieferung durchführen sowie Parallelstellen suchen soll und so die passende Evidenz für Ergänzungsvorschläge gleich mitliefert.

Dolganov, die ÖAW und Mistral wollen jedoch bei Altgriechisch nicht aufhören. Aufbauend auf den Erfahrungen soll die KI künftig auch mit einem lateinischen Textkorpus trainiert werden. Dafür stehen dann rund zwölf Milliarden Wörter zur Verfügung. Was für das Projekt noch fehlt, sei ein passender Name.

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