Educational Technology macht das Lernen mobil

Was ist EdTech (Educational Technology) und wie kommt sie zum Einsatz?

13.09.2017
Herbert Muster
Digitale Trends

EdTech ist das Thema der Stunde. Aber bringt Edtech wirklich einen Fortschritt in der Aneignung und im Umgang mit Wissen? Wir haben im Economist einen interessanten Artikel entdeckt, den wir hier kurz zusammenfassen. Der Artikel zieht Studien zum Einsatz von Lerntechnoligie zu Rate. Die Studien stammen aus internationalen Kontexten, dürften aber auch für Deutschland und den deutschen EdTech Markt Relevanz haben.

EdTech - Wie Bildungs-Technologie das Lernen verändert

Educational Technology macht das Lernen mobil

Bringt Educational Technology die Bildung durch Technologie voran? Lässt sich lernen tatsächlich automatisieren? Hilft Technik bei der Etablierung höherer Bildungsstandards? Eignet sich EdTech gar für die Demokratisierung der Bildung? Fakt ist, mit Bildungs-Technologie sind viele Hoffnungen verknüpft – und viele Befürchtungen. Gut, dass sich jemand auf die Suche nach Fakten gemacht und in einem bemerkenswerten Artikel im „Economist“ veröffentlicht hat (leider konnten wir den Autor nicht ausfindig machen). Wir stellen hier die wichtigsten Erkenntnisse aus diesem Artikel, ergänzt um eigene Recherchen, vor.

Zunächt eine Definition: Was ist EdTech?

EdTech (Educational Technology dt. Bildungstechnologie) bezeichnet die Herstellung, Nutzung und Verwaltung von Medien und Technologien zur Verbesserung und Unterstützung von Bildungsprozessen. EdTech umfasst den Einsatz von Lernprogrammen und Software in Bildungsstätten für Kinder und Jugendliche und den Einsatz in der Erwachsenenbildung.

Wirkt EdTech? Oder wirkt EdTech nicht?

Es gab bereits einige Versuche, das Bildungssystem mittels Technologie zu verbessern – aber so richtig funktioniert hat das bisher kaum. Schuld daran war nicht die unzureichende Hardware. 1984 stellten amerikanische Schulen im Schnitt einen Computer für 125 Schüler zur Verfügung. 2012 kamen schon fünf Computer auf neun Schüler. Und trotz dieser Steigerung hatte der Zugang zu Computern nur „wenig bis gar keinen positiven Effekt“ auf Testergebnisse. Das sagen jedenfalls George Bulman und Robert Fairlie von der University of California auf Basis einer von ihnen weltweit durchgeführten Studie. Ins gleiche Horn bläst eine Studie der OECD aus dem Jahr 2015. Ihr zufolge wurde keine Verbindung festgestellt zwischen den Fertigkeiten 15-jähriger Schüler in Mathematik, Wissenschaften und Lesen und der Summe an Geld, die die jeweiligen Länder für IT-Material ausgab. Zugegebenermaßen sind das auch etwas arg unscharfe Korrelationen.

Mittlerweile sieht die Sache aber anders aus. Ein Grund dafür ist, dass Ed-Tech (Bildungs-Technologie) mittlerweile dazu in der Lage ist, auf ausgeklügelte Weise mit Schülern zu interagieren. Künstliche Intelligenz (AI) ermöglicht es, das Lernverhalten der Schüler zu analysieren. Darauf aufbauend kann Adaptive-Learning-Software die Eins-zu-eins-Stärken des Unterrichts imitieren. Beispielsweise können Antworten der Schüler genutzt werden, um den Schwierigkeitsgrad der kommenden Fragestellungen während des Lernprozesses anzupassen.

EdTech-Programme, die unserer Bildung neue Wege ebnen

Ein großer Verdienst des „Economist“-Autors ist es, viele EdTech-Programme vorzustellen, die zumindest wir in dieser Breite nicht kannten. Es handelt sich wie im ganzen Artikel im Schwerpunkt um Bildungs-Technologie aus den Bereichen Schule und Universität. Der Corporate-Bereich geht dabei etwas unter, was kein Wunder ist. Im Corporate-Bereich halten sich die Anbieter gerne bedeckt, wollen ihren Vorsprung vor der Konkurrenz sichern. Trotzdem lohnt für uns, die wir im Corporate Learning unterwegs sind, der Blick auf Educational Technology im schulischen und universitären Bereich. Denn da gibt es viel zu entdecken:

  •  Mindspark – EdTech für Mathematik

Das computerbasierte Lernprogramm für Mathe enthält Übungsaufgaben, Begriffserklärungen, grafische Anschauungsmodelle, Spiele, zeitlimitierte Tests und Auszeichnungen bzw. „Badges“ für Schüler. Für Lehrer gibt es einige Tools für die Erleichterung des Unterrichts wie einen „Common Wrong Answer Report“, der dabei hilft, die Schwächen der Schüler zu erkennen und den Unterricht dementsprechend zu gestalten. Und für die Eltern gibt es Berichte über die Fortschritte und den Lernbedarf des Kindes.

Mindspark bedient sich einer Datenbank an 45.000 Fragen und der 2 Mio. Antworten, die jeden Tag generiert werden. Über einen Zeitraum von mehr als einem Jahrzehnt wurden die Schülerdaten gesammelt und mit Hilfe von Machine-Learning-Software ausgewertet. Daraufhin wurden Codes geschrieben, um geläufige Fehler zu erkennen und sie zu diagnostizieren. Zur Veranschaulichung: Kinder sagen oft, dass 3,27 größer als 3,3, oder 4,56 größer als 4,9 ist; das liegt daran, dass für sie die „27“ und die „56“ hinter dem Komma größer aussieht als die „3“ und die „9“ – ein Fehler, der bekannt ist als „In-ganzen-Zahlen-Denken“. Mindspark greift dieses Fehlermuster auf und schlägt daraufhin dafür spezifische Übungen vor.

  •  Siyavula Practice – EdTech für Mathe und Physik aus Südafrika

Dieses Programm aus Südafrika wird von mehr als 32.000 Schülern in 388 Schulen genutzt, um Mathe sowie wissenschaftliche Fächer zu lernen. Siyavula´s Algorithmen passen den Schwierigkeitsgrad ihrer Fragen so an, dass die Nutzer sie in ca. 70% der Fälle richtig beantworten. Das soll in etwa der Erfolgsquote entsprechen, die dafür sorgt, dass die Schüler bei der Stange bleiben, die also weder langweilt, noch zu sehr demotiviert. Die Programme richten sich an die Jahrgangsstufen 8–12 in Mathe und 10–12 in Physik. Seit 2014 ist Siyavula Teil des Omidyar Networks und verbreitet sich seitdem auf dem internationalen Markt.

  •  ALEKS – EdTech als adaptives Abfragesystem

Assessment and LEarning in Knowledge Spaces ist ein web-basiertes mit künstlicher Intelligenz (AI) arbeitendes Lernsystem. Es nutzt adaptive Abfragesysteme, um Schülern die für sie jeweilig besten Lerninhalte zur Verfügung zu stellen. Die Entwickler schafften es ein Programm zu entwickeln, das nicht nur Multiple-Choice-Fragen zum Ankreuzen auswerten kann. Dieses Programm ist in der Lage, von den Nutzern eingegebene Inhalte, in Sätzen formuliert, zu analysieren und auszuwerten. Das eigenständige Eintippen der Antworten fordert die Anwender, was wiederum die Lerngeschwindigkeit erhöht. Wie auch bei Siyavula werden hier regelmäßig bereits bekannte Themenbereiche immer wieder aufgenommen. Das Prinzip des „verschachtelten Lernens“ soll die besten Lernergebnisse erzielen.

  •  Alex – EdTech in der Form eines virtuellen Kollegen

Alex ist eine Idee von Forschern am ArticuLab der Carnegie Mellon University, USA. Sie nutzten Spracherkennungstechnologie, um einen virtuellen Kollegen – Alex (nicht zu verwechseln mit Amazons Alexa) – zu entwickeln, der mit den Kindern interagiert. Auf dem Bildschirm sieht man eine animierte 3D-Figur, die dem Alter des Kindes entsprechend aussieht und in einer Mundart spricht, die dem gewohnten sozialen Umfeld des Kindes nahekommt. Das soll das Lernklima vertrauter machen und somit das Selbstvertrauen der Kinder im Unterricht unterstützen. Die Ergebnisse zeigten, dass einige der schwarzen Kinder einen schnelleren Lernfortschritt in den wissenschaftlichen Fächern erzielten, wenn der virtuelle Kollege anstelle des Standarddialekts in einer afro-amerikanischen Mundart sprach.

  •  Geekie – EdTech zur Vorbereitung auf das brasilianische Abitur

Geekie ist eine Online-Plattform, auf der man in Form eines Spiels mit Videounterricht und Übungsaufgaben umfassend auf das brasilianische Abitur vorbereitet wird. Es wurde bisher von 415.000 Schülern in den öffentlichen Schulen in São Paulo und von einigen mehr von zu Hause aus genutzt.

  •  17zuoye – EdTech made in China

Das im Jahr 2007 gegründete chinesische Programm, das sich auf die Fächer Englisch und Mathematik spezialisiert hat, bietet Lernprogramme für alle Jahrgänge bis einschließlich der 12. Klasse. Um das Englisch lernen zu erleichtern, nutzt das Programm Spracherkennung. Wenn ein Kind beispielsweise „seven potatoe“ oder „nine apple“ sagt, also das Plural-s vergisst, bietet 17zuoye Aufgaben zum Üben vom Plural von Substantiven. Es ist ein Programm, das nicht nur die Schüler, sondern auch Lehrer und Eltern involviert. Die Lehrer können unter anderem die Sprachaufnahmen der Schüler jederzeit anhören und überprüfen. Für die Eltern gibt es Echtzeit-Berichte über den Lernfortschritt ihrer Kinder via WeChat. Innerhalb der Jahre 2013 und 2015 erhöhte sich die Anzahl der Nutzer von einer Million auf über sieben Millionen Nutzer – ein enormer Zuwachs in kürzester Zeit. Laut der Aussage des Gründers Liu Chandshui hat die Firma vor, sich auch auf dem internationalen Markt zu etablieren.

  •  Comparative Judgement – EdTech für entspanntere Lehrer

Das Programm des britisches Unternehmens No More Marking wurde dafür entwickelt, Lehrern bei der Vergabe der Noten – insbesondere bei der Bewertung von Aufsätzen – unter die Arme zu greifen. Es stellt den Lehrern gepaarte Essays gegenüber und befragt sie, welcher der jeweilig bessere ist. Mit genügend solcher Vergleiche kann das System mithilfe von Algorithmen die Schüler einstufen. Diese Methode hilft den Lehrern Zeit zu sparen. Anstelle von bis zu 4⁠-⁠5 Stunden, soll der Bewertungsprozess nur noch ca. eine halbe Stunde dauern.

  •  Summit Learning Platform – EdTech für das selbstgesteuerte Lernen

Auf der Summit Learning Platform können Schüler sich eigenständig Unterrichtsstoff aneignen, an Projekten arbeiten und ihre Lernziele vermerken sowie den Lernfortschritt aufzeichnen. Lehrer haben Zugriff auf die ausgewerteten Daten und können mithilfe der Auswertungstabelle ihren Unterricht den Fertigkeiten der Schüler der jeweiligen Klasse anpassen.

  •  DreamBox Learning Software – EdTech für den Mathe-Unterricht

DreamBox Learning Software ist ein adaptives Online-Mathe-Lernprogramm, was dafür konzipiert wurde, als Ergänzung für den Unterricht zu dienen. Es besteht aus einer verspielten Lernplattform, auf der Kinder der „middle school“, also der 6.–8. Jahrgangsstufe, Übungsaufgaben mit individuell angepassten Lernpfaden gestellt bekommen und durcharbeiten. Direkt im Anschluss zu den Übungen gibt es ein Feedback, welches auch die Lehrer einsehen können. Das erleichtert den Lehrern, das personalisierte Lernen für die Kinder zu ermöglichen, also den Kindern bei ihren individuellen Schwächen unter die Arme zu greifen und die Themenbereiche, die sich für die gesamte Klasse als noch schwierig erweisen, im restlichen Unterricht entsprechend zu vertiefen.

  •  Teach to One – EdTech born in the USA

Seit dem Jahr 2011 gibt es Teach to One in den USA und verbreitet sich seither in den nordamerikanischen Schulen. New Classrooms ist die Non-Profit-Organisation, die hinter diesem Projekt steht. Bei Teach to One handelt es sich nicht lediglich um ein computerbasiertes Lernprogramm, sondern ein die gesamte Gestaltung des Unterrichts betreffendes Konzept – im Prinzip das EdTech-Äquivalent zum Blended Learning. Dabei wird ein großer Raum in mehrere Bereiche aufgeteilt (mithilfe von Trennregalen beispielsweise), in dem unterschiedliche Lernmethoden angeboten werden. In dem einen Bereich wird in kleinen Gruppen gelernt, in dem anderen Bereich können die Kinder eigenständig mit Büchern und Schreibheften lernen, im nächsten Bereich hält ein Lehrer eine Unterrichtseinheit und im nächsten gibt es Computer, an denen es Übungsaufgaben durchzuarbeiten gibt. Innerhalb des computerbasierten Programms gibt es auch Online-Tutorials oder die Funktion des „Live Tutoring“. Dazu kommen „Belohnungsprogramme“, bei denen die Schüler durch Punktesammeln „Auszeichnungen“ gewinnen. Nach jeweils 35 Minuten wechseln die Kinder zu einem der anderen Lernbereiche, an dem zwar möglicherweise derselbe Unterrichtsstoff behandelt wird, jedoch mit einer anderen Lernmethode.

Der Umgang mit Educational Technology in unterschiedlichen Schulmodellen

Jetzt stellt sich natürlich die Frage, wo und wie die vorgestellten Programme eingesetzt werden. Auch da hat der Economist-Autor gründlich recherchiert und interessante Modelle zutage gefördert, die wir hier kurz vorstellen:

Ascend School nutzt erfolgreich Teach to One – ein umfassendes Mathelernprogramm

In der Ascend School in Oakland wurde das Programm auf folgende Weise umgesetzt: Zum Anfang des eineinhalbstündigen Matheunterrichts stehen die Schüler in einem Klassenzimmer vor großen Monitoren, ähnlich einem Flughafeninformationscenter, auf denen angezeigt wird, was und wie sie an diesem Tag lernen werden. Jedes Kind sucht also seinen Namen, liest, was es an diesem Tag zu tun gibt und geht dann zu dem entsprechenden Bereich, für den es eingeteilt ist. Für eines der Kinder steht beispielsweise auf dem Tagesplan, in einer Gruppenarbeit Geometrie zu lernen, für ein anderes Kind gibt es Algebrafragen an seinem Computer zu lösen. Drei Lehrer laufen im Raum herum und überprüfen, wie die Schüler vorwärtskommen. Pro Tag gibt es für eine Matheunterrichtsstunde zwei Sessions von je 35 Minuten, nach denen jeweils der Bereich entsprechend des Stundenplans gewechselt wird. In der dritten und letzten Session absolviert jeder der Schüler einen kleinen Test von ca. 10 Minuten, der dann wiederum von den Entwicklern von New Classrooms – der Stiftung hinter Teach to One – genutzt wird, um den Stundenplan jedes Kindes für den nächsten Tag entsprechend anzupassen.

Khan Lab School (KLS) – Montessorie-ähnliches Schulsystem mit EdTech kombiniert

Schulen wie die Khan Lab School (KLS) in Mountain View, Kalifornien, sind ähnlich dem System von Montessorie aufgebaut: Die Schüler sind nicht in Altersgruppen geschichtet, sondern teilen Gemeinschaftsräume, während sie individuellen Zielen und Stundenplänen nachgehen. Sie arbeiten mit Software aus hauseigener Entwicklung, um Tests zu absolvieren und Videounterrichtsstunden anzusehen, die von der Schwesterorganisation Khan Academy erstellt wurden. Die Lehrer fungieren wie Mentoren und helfen den Schülern mit dem Schulstoff da, wo Hilfe nötig ist. Die Schüler sollen dabei unterstützt werden, Charaktereigenschaften wie Neugierde und Selbstbewusstsein zu entfalten.

AltSchool – „Personalized Learning“ mit EdTech umgesetzt

Das Konzept von AltSchool ist einer der umfassendsten Versuche, „personalisiertes Lernen“ in Schulen zu bieten. Die vom ehemaligen Google-Ingenieur Max Ventilla gegründeten Schulen werden unter anderem von der CZI (der Chan-Zuckerberg-Initiative) und dem Omidyar Network (Pierre Omidyar ist Gründer von eBay) unterstützt. An allen sieben „lab schools“ von AltSchool in Kalifornien und New York gibt es für die Schüler zwei Arten von Software-Programmen. Das eine ist die „Playlist“, wo die Schüler Zugang zu Material bekommen und ihre Arbeiten fertigstellen. Das andere ist das „Porträt“: eine Aufzeichnung vom Fortschritt des Schülers in akademischen Fächern und sozialen Fähigkeiten. Schüler und Lehrer setzen gemeinsame Lernziele, deren Prozess sie auch gemeinsam dokumentieren. Die unterschiedlichen Software-Tools stehen jederzeit zur Verfügung und es wird gemeinsam entschieden – auch mithilfe des Entwicklungs-Teams, das hinter der Software steht und die Programme immer wieder anpasst – wie man weiter vorgeht und welcher Mittel man sich bedient.

Vielleicht überraschend und zugleich beruhigend für eine Schule, die so abhängig von Software ist, ist, dass die Bildschirmzeit sich auf nicht mehr als 20-30% des Tages beschränkt. Der große Fokus auf Projektarbeit soll bewirken, dass die Schüler lernen miteinander zusammenzuarbeiten und ihre sozialen Kompetenzen ausbauen. Programme, die das Leben der Lehrer erleichtern sollen, werden an AltSchools ebenso eingesetzt. Da somit die Zeit für die Notenvergabe und das Planen von Unterricht wegfällt, profitieren Lehrer wie Schüler von der Energie, die den Lehrern bleibt, um sich voll auf den Unterricht selbst zu konzentrieren.

Summit Public Schools – EdTech als Schlüssel für die Bildung von vielen

Der einflussreichste Versuch, herauszufinden, ob Hightech-personalisiertes Lernen sowohl funktioniert als auch der breiten Masse zugänglich gemacht werden kann, ist der von Summit Public Schools. Summit Public Schools sind ein öffentlich finanziertes Netzwerk von 11 Schulen in Kalifornien und Washington, die meist armen, oft Latino-Schülern dienen. Auch 130 andere "Partnerschulen" in 27 Staaten nutzen die Software von Summit und bekommen von Summit-Mitarbeitern Aufgaben gestellt. Die Plattform wurde pro bono von Facebook-Ingenieuren entwickelt.

Andrew Goldin, der Chef der Summit-Schulen, argumentiert, dass die Summit-Lernplattform die Schüler effizienter lernen lässt, als sie es tun, wenn sie durch jeden Unterricht durch einen Lehrer geführt werden: "Kinder müssen nicht bei jedem Schritt begleitet werden." Das gibt ihnen mehr Zeit für Projekte, die die andere Hälfte des Schultages in Anspruch nehmen und von Lehrern betreut werden.

Er weist außerdem auf die erfolgreichen Ergebnisse von Summit hin. Fast zwei Drittel der Schüler, die mit Summit gearbeitet haben, erzielten in einem länderweiten Mathetest genauso gute oder bessere Ergebnisse, als die Demographie es voraussagen würde. Im Jahr 2015 schafften 93% der Summit-User mit Educational Technology ihren Abschluss, zehn Prozentpunkte mehr als in vergleichbaren Schulen aus der Nachbarschaft. Von diesen schafften es 99% an die Universität.

Die Zukunft der Educational Technology hat begonnen: Achievement First und ein Versprechen für den Übergang zum „personalized, digital learning“

Achievement First, eine Gruppe von 34 Schulen an der amerikanischen Ostküste, die für ihr hartes disziplinäres Regiment bekannt sind, testen gerade ein ähnliches Modell. So auch Schulen in Städten wie Chicago, New York und Boston. Mehr als 3.000 „superintendents“ (die Beamten, die Amerikas Schulbezirke führen), die etwa ein Drittel der Schüler an öffentlichen Schulen vertreten, haben ein Versprechen zum "Übergang" zum "personalisierten, digitalen Lernen" unterzeichnet.

Hauptquelle:

https://www.economist.com/news/briefing/21725285-reformers-are-using-new-software-personalise-learning-technology-transforming-what-happens [Stand: 13.09.2017]

Weitere Quellen:

http://www.socialtech.org.uk/projects/17zuoye/

https://www.techinasia.com/online-learning-platform-17zuoye-raises-100m-series-lei-jun-yuri-milner (leider nicht mehr online verfügbar)

Der diesem Blogbeitrag zugrundeliegende Artikel „EdTech – Technology is transforming what happens when a child goes to school“ erschien am 22. Juli 2017 in der Druckausgabe der britischen Wochenzeitschrift „The Economist“. Wir haben die Informationen aus dem oben angegebenen Link entnommen. Einen Teil der Angaben haben wir durch eigene Recherchen ergänzt.

Philine Meitinger, 13.09.2017

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