06.11.2024
GASTBEITRAG

Wie Künstliche Intelligenz das Lernen verändert: Chancen, Herausforderungen und die Zukunft der Bildung

Gastbeitrag. GoStudent-Founder Felix Ohswald fasst zusammen, welche Entwicklungen KI im Bildungssektor vorantreibt. Und was es braucht, sich an diesem Wendepunkt in die richtige Richtung zu begeben.
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© brutkasten - Felix Ohswald, Gründer GoStudent.

Künstliche Intelligenz (KI) revolutioniert, wie wir lernen, und treibt einige der spannendsten Entwicklungen im Bildungs- und EdTech-Sektor voran. Jahrzehntelang blieben Bildungssysteme weitgehend unverändert. Jetzt ermöglicht KI personalisierte Lernerfahrungen, unterstützt bei der Vorbereitung und bietet neue Möglichkeiten, Fortschritte zu verfolgen – und das in rasantem Tempo. Doch die Bedeutung dieser Veränderung reicht weit über Effizienz hinaus: Es geht darum, lebenslanges Lernen zu fördern, kritische Fähigkeiten zu entwickeln und Bildung auf neue Weise zugänglich zu machen. Zwei Jahre nach dem Start von ChatGPT stehen wir an einem Wendepunkt, an dem KI das Potenzial hat, Bildung tiefgreifend zu bereichern. Die Frage ist nun, wie wir KI gezielt nutzen, um Lernprozesse nachhaltig zu verbessern, statt sie nur zu beschleunigen.

KI in der frühkindlichen Bildung

Mithilfe von KI können bereits die Kleinsten auf innovative Weise gefördert werden. Jedes Kind hat potenziell per Smartphone oder Tablet Zugang zu einem personalisierten Avatar, der nicht nur spielerisch Wissen vermittelt, sondern Kreativität anregt und jederzeit verfügbar ist. Diese digitale Begleitung kann Kinder dabei unterstützen, spielerisch und intuitiv zu lernen – und das in einem unheimlichen Tempo, denn Kinder lernen erwiesenermaßen deutlich schneller als Erwachsene. Der Zugang zu solchen digitalen Lernbegleitern wird entscheidend, um frühkindliche Bildung umfassender und zugänglicher zu gestalten.

KI in der schulischen Bildung

KI ist dabei, ein noch mächtigeres Werkzeug zu werden als das Internet selbst. Sie schafft für Schüler:innen und Lehrkräfte neue Möglichkeiten, Wissen in Echtzeit abzurufen und verständlich zu machen. Der gesamte Wissenspool steht per Knopfdruck und über einfache Befehle zur Verfügung. Um das volle Potenzial von KI zu nutzen, ist es jedoch notwendig, Lehrkräfte entsprechend auszubilden. Nur so kann diese Technologie als sinnvolles und verantwortungsvolles Bildungsinstrument genutzt werden.

KI im Bildungsbereich

Die vergangenen zwei Jahre haben gezeigt, wie schnell KI-gestützte Tools im Bildungsmarkt Fuß fassen. Von personalisierten Quizfragen bis hin zu digitalen Lehrkräften wie “Amelia”, der KI-Tutorin von GoStudent, gibt es inzwischen eine Vielzahl an Ressourcen, die gezielte und individualisierte Lernerfahrungen ermöglichen.

Eine der größten Herausforderungen besteht darin, den Lernprozess so zu strukturieren, dass Schüler:innen mit KI tatsächlich mehr lernen – nicht weniger. Engagement ist entscheidend für die langfristige Wissensaufnahme, und KI entfaltet ihr volles Potenzial, wenn sie die Ansätze und Strategien der Lehrkräfte ergänzt. Unsere KI-gestützten Stundenzusammenfassungen (Lesson Summaries) bieten z.B. eine detaillierte Übersicht jeder Einheit, inklusive zentraler Erkenntnisse, Hausaufgaben, Session Sentiment und Fokusbereiche für Verbesserungen. Bereits jetzt wird in unserem Online-Unterricht jede Stunde aufgezeichnet, und Feedback wird regelmäßig übermittelt. Dies steigert das Niveau des Unterrichts enorm und kann auch im physischen Klassenzimmer eine wertvolle Unterstützung sein. Erste Daten zeigen, dass Eltern und Schülerinnen diese Zusammenfassungen durchschnittlich zwei-, dreimal pro Sitzung abrufen.

Darüber hinaus helfen interaktive Quizfragen, die aus den Unterrichtstranskripten generiert werden, zentrale Konzepte auf eine aktive Weise zu wiederholen. Für Lehrkräfte bieten die Sitzungszusammenfassungen direktes Feedback, um gezielte Unterstützung zu ermöglichen; Eltern erhalten Einblicke in die Lernfortschritte ihrer Kinder; und für Schüler:innen werden wichtige Inhalte durch Quizfragen unterhaltsam und einprägsam vermittelt. So wird KI zum Motor für sinnvolle Lernerfahrungen, die über reine Effizienz hinausgehen.

Menschliche Lehrkräfte und KI: Die perfekte Kombination

Laut dem GoStudent Bericht zur Zukunft der Bildung 2024 stimmen 66 Prozent der Eltern in Österreich zu, dass KI ein effektives Bildungswerkzeug ist. Doch obwohl KI das Lernen transformiert, kann sie die Unterstützung und Empathie einer guten Lehrkraft nicht ersetzen. Dies unterstreicht eine zentrale Erkenntnis: KI kann den Lernprozess zwar unterstützen, aber der menschliche Faktor bleibt entscheidend für eine erfolgreiche Bildung.

Es wird jedoch nicht mehr lange dauern, bis KI-Systeme bestimmte Aufgaben gleich gut oder sogar besser als Menschen ausführen können. Dies eröffnet neue Möglichkeiten, um den Bildungsprozess zu unterstützen, ohne die menschliche Note zu verlieren. GoStudent setzt deshalb auf ein hybrides Modell, bei dem digitale und menschliche Elemente Hand in Hand arbeiten.

Die Zukunft der Bildung: KI als Chance für die nächste Generation

Für die Zukunft des Lernens ist es entscheidend, die Stärken der KI mit den Werten zu kombinieren, die Bildung ausmachen. Unser Bildungsbericht zeigt, dass Eltern und Schüler:innen zunehmend Fähigkeiten wie Kreativität und kritisches Denken schätzen – und genau diese Fähigkeiten sollte KI unterstützen. Im EdTech-Bereich sind Unternehmen gefordert, KI so zu entwickeln, dass sie diese Werte auf verantwortungsvolle Weise fördert und das Lernen bereichert, anstatt es zu untergraben.

In Österreich und darüber hinaus stehen wir an einem entscheidenden Punkt. Die Zukunft der Bildung wird davon abhängen, wie verantwortungsvoll wir KI einsetzen, um Schülerinnen zu fördern und zu inspirieren, ohne ihre Unabhängigkeit einzuschränken. Für GoStudent ist klar: Wir möchten Technologie entwickeln, die das Lernen erleichtert, aber nicht ersetzt. Mit einer durchdachten Kombination aus KI und menschlicher Expertise können wir die Bildungslandschaft prägen und Schüler:innen die Werkzeuge an die Hand geben, die sie für ihre Zukunft benötigen.

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Der neue NanoPro VT (c) UpNano

Dank der 2PP-3D-Technologie (Zwei-Photonen-Polymerisation) kann UpNano hochpräzise Strukturen im Mikro- und Nanobereich drucken. Dadurch wird die Herstellung großer Mengen von bislang nicht realisierbaren Mikroteilen für industrielle Produktionsprozesse möglich. Darüber hinaus bietet das Unternehmen die Möglichkeit, lebende Zellen für biologische Anwendungen zu drucken – brutkasten berichtete.

Mit dem neuen NanoPro VT führt UpNano nun ein vollständig integriertes, auf 2PP-Technologie basierendes Servicemodell ein. Dieses Angebot stellt laut eigenen Angaben den „weltweit ersten Service für die Serienfertigung von 2PP-3D-gedruckten Mikroteilen“ dar.

NanoPro ermöglicht hohe Skalierung von industriellen Mikroteilen

Die präzise Fertigung von Prototypen mittels 2PP-3D-Druck hat die Entwicklungsprozesse in zahlreichen Industrien transformiert. Allerdings gab es bisher immer einen entscheidenden Nachteil: Die langen Produktionszeiten. Mit der Einführung des NanoPro-Services möchte UpNano genau dieses Problem lösen. Das Angebot soll neue Möglichkeiten in der Skalierung und Massenfertigung industrieller Mikroteile eröffnen. Dabei setzt NanoPro auf ein effizientes und kostensparendes Verfahren, um die Produktion von Polymer-Kleinteilen mit 2PP-3D-Druck zu skalieren.

Zum Launch äußert sich UpNano-CEO Bernhard Küenburg: „Wir sind sehr stolz darauf, unseren Kunden mit der Nutzung dieses Hochleistungsdruckers den allerersten voll integrierten Service für die Produktion von Mikroteilen, die bisher nicht produzierbar waren in industriellen Mengen anbieten zu können. […] Ob Prototyping, Batch- oder Serienproduktion – wir bieten maßgeschneiderte Lösungen bis hin zur weltweiten Auslieferung“.

Hohe Leistungsfähigkeit

Das patentierte Drucksystem NanoPro VT erlaubt eine Leistungsfähigkeit von 32 Megavoxel (Millionen Volumenpixel) pro Sekunde. Laut CTO Peter Gruber eröffnet dies die Möglichkeit, „Millionen identischer Teile zu drucken – oder eine gleiche Anzahl mit individuellen Merkmalen. Dazu bietet der NanoPro VT eine Detailauflösung von unter 100 nm. Auch die Möglichkeit, 200 mal 200 Millimeter große Substrate vollflächig zu bedrucken ist bislang einzigartig“.

Mit der Einführung des integrierten NanoPro-Services können Nutzer:innen der NanoOne-Serie ihre Designs nun nahtlos in die Serienfertigung überführen. Erste Schritte wie die Designerstellung und das Drucken von Prototypen werden dabei intern durchgeführt, wobei Kund:innen während des gesamten Prozesses von eine:r Expert:in unterstützt werden. CEO Küenburg hebt hervor, dass Kund:innen durch diesen Service „keinen Reinraum, keine Post-Processing-Geräte und auch in keine eigene Messtechnik oder Qualitätskontrolle für den 2PP 3D-Druck investieren müssen“.

UpNano will Produktionsprozesse beschleunigen

Das Wiener Startup UpNano positioniert sich als High-Tech-Unternehmen mit Fokus auf die Entwicklung, Produktion und Vermarktung hochauflösender 3D-Drucker. Dabei bietet UpNano seinen Kund:innen ein umfassendes Gesamtpaket aus Hardware, Software und optimierten Druckmaterialien, um die Fertigung von polymeren Mikroteilen zu ermöglichen. Seit seiner Gründung im Jahr 2018 verfolgt das Unternehmen das Ziel, Produktionsprozesse zu beschleunigen, die Detailauflösung kontinuierlich zu verbessern und das verfügbare Material-Portfolio stetig zu erweitern.

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