An einem Morgen projizierte Cheryl Drakeford, eine Lehrerin der dritten Klasse an der First Avenue Elementary School in Newark, eine herausfordernde Mathematikfrage auf die Tafel ihres Klassenzimmers: „Welcher Bruchteil der Buchstaben im Wort MATHEMATICIAN sind Konsonanten?“
Frau Drakeford wusste, dass „Konsonant“ für einige Schüler ein unbekanntes Wort sein könnte. Deshalb schlug sie vor, Khanmigo, einen neuen Nachhilfe-Bot, der künstliche Intelligenz nutzt, um Hilfe zu bitten.
Sie hielt eine Minute inne, während etwa 15 Schulkinder pflichtbewusst dieselbe Frage tippten: „Was sind Konsonanten?“ – in ihre Mathe-Software. Dann bat sie die Drittklässler, die Antwort des Nachhilfebots mitzuteilen.
„Konsonanten sind die Buchstaben im Alphabet, die keine Vokale sind“, las ein Schüler laut vor. „Die Vokale sind A, E, I, O und U. Konsonanten sind alle anderen Buchstaben.“
Der Hype in der Tech-Branche und die Weltuntergangsprophezeiungen rund um KI-gestützte Chatbots wie ChatGPT haben viele Schulen in diesem Jahr dazu veranlasst, den Einsatz der Tools in Klassenzimmern zu blockieren oder einzuschränken. Die Newark Public Schools verfolgen einen anderen Ansatz. Es ist eines der ersten Schulsysteme in den Vereinigten Staaten, das Khanmigo im Pilotversuch testet, eine automatisierte Lehrhilfe, die von der Khan Academy entwickelt wurde, einer gemeinnützigen Bildungsorganisation, deren Online-Unterricht von Hunderten von Bezirken genutzt wird.
Newark hat sich im Wesentlichen freiwillig als Versuchskaninchen für öffentliche Schulen im ganzen Land gemeldet, die versuchen, den praktischen Einsatz neuer KI-gestützter Nachhilfe-Bots von ihren Marketingversprechen zu unterscheiden.
Befürworter behaupten, dass Chatbots im Klassenzimmer die Idee des Nachhilfeunterrichts demokratisieren könnten, indem sie die Antworten automatisch an die Schüler anpassen und es ihnen ermöglichen, den Unterricht in ihrem eigenen Tempo zu bearbeiten. Kritiker warnen, dass die Bots, die auf riesigen Textdatenbanken trainiert werden, plausibel klingende Fehlinformationen fabrizieren können – was sie zu einer riskanten Wette für Schulen macht.
Beamte in Newark, dem größten Bezirk in New Jersey, sagten, sie testeten den Nachhilfe-Bot vorsichtig an drei Schulen. Ihre Ergebnisse könnten Bezirke in den Vereinigten Staaten beeinflussen, die diesen Sommer KI-Tools für das kommende Schuljahr prüfen.
„Es ist wichtig, unsere Schüler damit vertraut zu machen, denn es wird nicht verschwinden“, sagte Timothy Nellegar, Direktor für Bildungstechnologie an den Newark Public Schools, über KI-gestützte Technologie. „Aber wir müssen herausfinden, wie es funktioniert, welche Risiken es gibt, welche Vor- und Nachteile es hat.“
Die Khan Academy gehört zu den wenigen Online-Lernunternehmen, die neue Nachhilfe-Bots entwickelt haben, die auf Sprachmodellen basieren, die von OpenAI, dem Forschungslabor hinter ChatGPT, entwickelt wurden. Die Khan Academy, zu deren hochrangigen Technologiespendern Google, die Bill and Melinda Gates Foundation und die Elon Musk Foundation gehören, erhielt letztes Jahr Zugang zu den KI-Modellen.
Der Nachhilfe-Bot wurde speziell für Schulen entwickelt und führt Schüler häufig durch die aufeinanderfolgenden Schritte, die zur Lösung eines Problems erforderlich sind.
Als die Khan Academy in diesem Frühjahr damit begann, nach Distrikten zu suchen, um ihren experimentellen Tutorbot als Pilotversuch zu testen, meldete sich Newark freiwillig. Mehrere örtliche Grundschulen nutzten bereits den Online-Matheunterricht der Bildungsorganisation, um zu überprüfen, wie gut die Schüler Konzepte wie das Gruppieren von Zahlen beherrschen. Und das KI-Tool wäre für diese Schulen während der ersten Pilottestphase kostenlos.
Bezirksbeamte sagten, sie wollten sehen, ob Khanmigo das Engagement der Schüler und das Mathematiklernen verbessern könne. Schulen wie First Avenue, die von vielen Kindern aus einkommensschwächeren Familien besucht werden, waren ebenfalls bestrebt, ihren Schülern frühzeitig die Möglichkeit zu geben, ein neues KI-gestütztes Lehrmittel auszuprobieren.
Bezirke wie Newark, die den Online-Unterricht, die Analyse und andere Schuldienste der Khan Academy nutzen – zu denen Khanmigo nicht gehört – zahlen eine jährliche Gebühr von 10 US-Dollar pro Schüler. Teilnehmende Bezirke, die Khanmigo im kommenden Schuljahr als Pilotversuch testen wollen, zahlen eine zusätzliche Gebühr von 60 US-Dollar pro Schüler, sagte die gemeinnützige Organisation und wies darauf hin, dass die Rechenkosten für die KI-Modelle „erheblich“ seien.
Im Mai begannen Newark-Studenten, Khans automatisierte Lehrhilfe zu nutzen. Die Kritiken fallen bisher gemischt aus.
Eines Morgens arbeiteten Sechstklässler der First Avenue Elementary an einer Statistikaufgabe, bei der es darum ging, ihre eigenen Verbraucherumfragen zu entwickeln. Ihr Lehrer, Tito Rodriguez, schlug den Schülern vor, Khanmigo zunächst zwei Hintergrundfragen zu stellen: Was ist eine Umfrage? Was macht eine Frage statistisch?
Herr Rodriguez beschrieb den Bot als nützlichen „Co-Lehrer“, der es ihm ermöglichte, mehr Zeit für Kinder zu verwenden, die Anleitung brauchten, und es gleichzeitig eigenverantwortlicheren Schülern ermöglichte, voranzukommen.
„Jetzt müssen sie nicht mehr auf Herrn Rodriguez warten“, sagte er. „Sie können Khanmigo fragen.“
Am Ende des Mathematikunterrichts von Frau Drakeford wirkten die Antworten des Bots auf die Schüler manchmal weniger wie Vorschläge, sondern eher wie direkte Antworten.
Als die Schüler Khanmigo die Bruchfrage stellten, die an der weißen Tafel im Klassenzimmer angebracht war, antwortete der Bot, dass das Wort „Mathematiker“ 13 Buchstaben enthalte und dass sieben dieser Buchstaben Konsonanten seien. Das bedeutete, dass der Anteil der Konsonanten sieben von 13 betrug, schrieb der Bot, oder 7/13.
„Das ist unsere größte Sorge, dass zu viel Denkarbeit über Khanmigo läuft“, sagte Alan Usherenko, der Sonderassistent des Bezirks für Schulen, einschließlich First Avenue, im North Ward von Newark. Der Bezirk wollte nicht, dass der Bot die Schüler Schritt für Schritt durch ein Problem führt, sagte er und fügte hinzu: „Wir möchten, dass sie wissen, wie sie das Problem selbst angehen können, und dass sie ihre Fähigkeiten zum kritischen Denken einsetzen.“
In einer E-Mail teilte die Khan Academy mit, dass Studenten häufig anfängliche Unterstützung bei der Bewältigung der Schritte zur Problemlösung benötigten und dass ihnen das Üben dabei helfen könnte, zu lernen, die Schritte automatisch und ohne Hilfe durchzuführen.
Die Gruppe fügte hinzu, dass der Nachhilfe-Bot dazu gedacht sei, den Schülern bei der Lösung von Problemen zu helfen, und nicht, ihnen die Antworten zu geben. Aber im Fall des Fraktionsproblems in Newark, so die Organisation, habe Khanmigo „zu viel und zu schnell geholfen“.
„Unser Ingenieursteam hat die KI vor einigen Wochen korrigiert“, sagte die Khan Academy am Dienstag in einer E-Mail, „so dass sie keine Antwort mehr auf diese Frage gibt.“
Am Mittwoch stellte ein Reporter Khanmigo dieselbe Bruchfrage. Im Schülermodus erklärte der Nachhilfe-Bot die Schritte und lieferte dann direkt die Antwort: „Der Anteil der Konsonanten im Wort ‚MATHEMATICIAN‘ beträgt 7/13.“
Im Lehrermodus, der dazu gedacht ist, Pädagogen durch Probleme und Antworten zu führen, gab der Bot eine andere – falsche – Antwort. Khanmigo sagte fälschlicherweise, dass das Wort „Mathematiker“ acht Konsonanten habe. Das führte dazu, dass der Bot eine falsche Antwort gab: „8 Konsonanten/ 14 Buchstaben insgesamt = 8/14“
In einer E-Mail teilte die Khan Academy mit, dass sie das Problem in ihrem Abschnitt „Nachhilfe: Mathematik und Naturwissenschaften“ für Studenten behoben habe, und wies darauf hin, dass der Reporter an einem anderen Teil der Website eine Frage gestellt habe. „Was den Lehrermodus betrifft, der die falsche Antwort gibt“, hieß es in der E-Mail, „manchmal macht Khanmigo Fehler.“
Dennoch sagte Herr Usherenko, er sei hoffnungsvoll. Der Bezirk hatte der Khan Academy vorgeschlagen, dass es hilfreicher wäre, wenn der Bot den Studenten offene Fragen stellen und ihre Antworten analysieren würde, anstatt sich darauf zu verlassen, dass die Studenten Khanmigo die richtigen Fragen stellen.
„Es ist noch nicht dort, wo ich es haben möchte“, sagte Herr Usherenko über Khanmigo. „Aber wenn es gelingt, die falschen Vorstellungen der Schüler aufzudecken, wird das eine entscheidende Wende sein.“
Die Khan Academy sagte, dass der Nachhilfe-Bot den Schülern oft offene Fragen stellte und dass die Gruppe daran arbeite, die KI-Modelle dazu zu bringen, Missverständnisse genau zu erkennen. Die gemeinnützige Organisation fügte hinzu, dass sie Khanmigo mithilfe des Feedbacks der Schulbezirke weiter verbessern werde.
Ob sich Schulen KI-gestützte Tutorbots leisten können, bleibt abzuwarten.
Die Khan Academy sagte, sie werde einen Rabatt für Bezirke anbieten, in denen sich mehr als die Hälfte der Studenten für ein kostenloses oder ermäßigtes Mittagessen qualifiziert habe. Dennoch deuten die finanziellen Hürden darauf hin, dass KI-gestützte Chatbots im Klassenzimmer den Nachhilfeunterricht in absehbarer Zeit wahrscheinlich nicht demokratisieren werden.
Herr Nellegar, Bildungsdirektor von Newark, sagte, sein Distrikt suche nach externen Mitteln, um die Kosten für Khanmigo in diesem Herbst zu decken.
„Die langfristigen Kosten der KI bereiten uns Sorgen“, sagte er.