KI in der Lehre
Dr. Stefan Hackstein
Virtuelle Akademie
Vizerektorat Lehre
Was ist Künstliche Intelligenz?
verlorene Wanderergruppe
ohne Sicht, Kompass, Karte
Ziel: das richtige Tal
Was ist Künstliche Intelligenz?
Computer erledigt komplexe Aufgaben
Was ist Künstliche Intelligenz?
Computer erledigt komplexe Aufgaben
Was ist Künstliche Intelligenz?
Gewünschtes Verhalten
wird trainiert
Was ist Künstliche Intelligenz?
Suche nach
Tal der kleinsten Fehler
Was ist Künstliche Intelligenz?
Neuronales Netz
Kompliziertes Netz einfacher Rechnungen
Was ist Künstliche Intelligenz?
AI sucht Einstellungen
mit kleinstem Fehler
Was ist Künstliche Intelligenz?
Finde Tal in Hügellandschaft mit Millionen Dimensionen
Was ist Künstliche Intelligenz?
verlorene Wanderergruppe
ohne Sicht, Kompass, Karte
Ziel: das richtige Tal
Was kann KI?
Bilder erkennen
Was kann KI?
Bilder erkennen
Seit 2015 Besser als der Mensch!
Artikel: videantis.com
Was kann KI?
Artikel: videantis.com
Bilder erkennen
Seit 2015 Besser als der Mensch!
Was kann KI?
Was kann KI?
Was kann KI?
- klar definierte, repetitive Aufgaben lösen
- optimieren
- Muster erkennen
- Zusammenfassen
Was kann KI?
Was kann KI?
Was kann KI?
Was kann KI?
Was kann KI?
Was ist ChatGPT?
Generative Pre-trained Transformer
Generiert neuen Text
indem es eingegebenen Text Transformiert
genau wie er vorher trainiert hat
Was ist ChatGPT?
Liest Text
schreibt Fortsetzung / Antwort
Guardian: How Chatbots work
Wie lernt ChatGPT?
Artikel: medium.com
Ergänzt das nächste Wort in einem Satz
Wie lernt ChatGPT?
Ergänzt Wort für Wort einen ganzen Satz
Artikel: medium.com
Wie lernt ChatGPT?
Transformiert Anfrage in Antwort
Artikel: medium.com
Wie lernt ChatGPT?
Trainiert auf 570 GB Textdaten
- 500 Mrd Schriftzeichen
- 250 Mio Buchseiten
- 800 Tsd Büchern
100 Bio Neuronen (200 TB)
Mensch ~86 Bio Neuronen
Artikel: medium.com
Was lernt ChatGPT?
800 Tsd Bücher
100 Bio Neuronen
~86 Bio Neuronen
Von Albert Einstein
Was lernt ChatGPT?
Von Albert Einstein
bis Donald Trump
??? Neuronen ???
800 Tsd Bücher
100 Bio Neuronen
~86 Bio Neuronen
Was ist ChatGPT?
Von Albert Einstein
bis Donald Trump
Spektrum der Qualität
Was ist ChatGPT?
Von Albert Einstein
bis Donald Trump
Spektrum der Qualität
Rolle: Albert Einstein
Frage: Was ist Energie?Rollenzuweisung verfeinert Ton & Qualität
Was ist ChatGPT?
Von Albert Einstein
bis Donald Trump
Spektrum der Qualität
Rollenzuweisung verändert Ton & Qualität
Rolle: Donald Trump
Frage: Was ist Energie?Was ist ChatGPT?
Von Albert Einstein
bis Donald Trump
Spektrum der Qualität
Frage: Was ist Energie?
Was ist ChatGPT?
Perfekte "Bullshitter"
klingt eloquent - Wahrheitsgehalt egal
! Jedes Detail der Antwort prüfen !
Halluzinationen ~ falsch erinnern
Was ist ChatGPT?
Perfekte "Bullshitter"
klingt eloquent - Wahrheitsgehalt egal
! Jedes Detail der Antwort prüfen !
Halluzinationen ~ falsch erinnern
Wie Halluzinationen erkennen?
Halluzinationen sind selten gleich!
Frage öfter stellen. Antwort bleibt gleich?
Manakul et al. 2023
Wieso Künstliche Intelligenz?
Wieso Künstliche Intelligenz?
Der Assistent,
den ich immer haben wollte
Artikel: DevOps.com
KI verbessert
- Produktivität
- Zufriedenheit
- Effektivität
Der Assistent,
den ich immer haben wollte
Artikel: DevOps.com
KI verbessert
- Produktivität
- Zufriedenheit
- Effektivität
- nicht Kompetenz
- aber Effizienz
Der Assistent,
den ich immer haben wollte
Artikel: DevOps.com
KI verbessert
- Produktivität
- Zufriedenheit
- Effektivität
- nicht Kompetenz
- aber Effizienz
Skill erst selbst lernen,
dann KI verwenden!
Der Assistent,
den ich immer haben wollte
Interdisziplinäre Aufgaben
KI erlaubt Umfangreichere Aufgabentypen
=> kreativer Output (Projektarbeit)
=> vertieft Lernerfahrung
Interdisziplinäre Aufgaben
KI erlaubt Aufgaben in beliebigem Kontext
=> vermittelt Relevanz des Stoffs
=> Praxisnahe Anwendung
KI erlaubt Umfangreichere Aufgabentypen
=> kreativer Output (Projektarbeit)
=> vertieft Lernerfahrung
Interdisziplinäre Aufgaben
KI erlaubt Umfangreichere Aufgabentypen
=> kreativer Output (Projektarbeit)
=> vertieft Lernerfahrung
Motivation
KI erlaubt Aufgaben in beliebigem Kontext
=> vermittelt Relevanz des Stoffs
=> Praxisnahe Anwendung
Interdisziplinäre Aufgaben
KI setzt Aufgaben in beliebigen Kontext
=> vermittelt Relevanz des Stoffs
=> Praxisnahe Anwendung
KI erlaubt Umfangreichere Aufgabentypen
=> kreativer Output (Projektarbeit)
=> vertieft Lernerfahrung
KI Verwendung erkennen
Als Sprachmodell kann ich nicht ...
- KI Output lässt sich nicht sicher erkennen
- Mit Chatbots können zentrale Inhalte übersprungen werden
Wie Studierendenleistung prüfen?
Wie Studierendenleistung prüfen?
Früher Bonus
- Fehlerfreie Texte
- Einheitliche Formatierung
- Typographische Gestaltung
Heute Standard
- Word
Standard nicht erfüllt? Punktabzug
Wie Studierendenleistung prüfen?
Früher Bonus
- Fehlerfreie Texte
- Einheitliche Formatierung
- Typographische Gestaltung
Heute Standard
- Word
Standard nicht erfüllt? Punktabzug
Heute Bonus
- Verständliche Schreibweise
- Logische Struktur
- Professioneller Stil
Morgen Standard
- Chatbots
Wie Studierendenleistung prüfen?
Standard nicht erfüllt? Punktabzug
- KI Nutzung kann schwer ausgeschlossen werden
- KI ist hilfreiches Tool
=> sinnvolle KI Nutzung erwarten
von 33
Beispiel Malus:
Was Dozenten tun können
Was Dozenten tun können
- Basisfertigkeiten Im Unterricht ohne KI üben
- grössere, Arbeitsrelevante Hausarbeiten
- Effizienten Einsatz von KI lehren
Übung: KI Literacy
Experiment:
- Studys lösen Aufgabe ohne KI
- Studys lösen Aufgabe mithilfe von KI
Jeder eines oder jeder beides
Nutzung, Nutzen und Erkennen von KI
Übung: KI Literacy
Besprechung:
- Können Sie die Lösungen zuordnen?
- Wo ist KI besser / gleich gut / schlechter?
- Wo hat KI geholfen / aufgehalten?
- Wie war der Zeitaufwand?
Nutzung, Nutzen und Erkennen von KI
Experiment:
- Studys lösen Aufgabe ohne KI
- Studys lösen Aufgabe mithilfe von KI
Jeder eines oder jeder beides
Was Dozenten tun können: Denken vermitteln
Arten zu Denken
- System 2 - langsam, analytisch
- System 1 - schnell, intuitiv
- System 0 - Kognition ausgelagert
Was Dozenten tun können: Denken vermitteln
System 0 Denken - Kognition auslagern
Vorteile:
- Verbesserte Entscheidung
- Entlastung: Routine- und Datenaufgaben
- Erweitertes Denken möglich
Was Dozenten tun können: Denken vermitteln
System 0 Denken - Kognition auslagern
Vorteile:
- Verbesserte Entscheidung
- Entlastung: Routine- und Datenaufgaben
- Erweitertes Denken möglich
Nachteile:
- Verstärkte Vorurteile
- Übermässige Abhängigkeit / Vertrauen
- Kompetenzverlust
Was Dozenten tun können: Denken vermitteln
System 0 Denken - Kognition auslagern
Vorteile:
- Verbesserte Entscheidung
- Entlastung: Routine- und Datenaufgaben
- Erweitertes Denken möglich
Nachteile:
- Verstärkte Vorurteile
- Übermässige Abhängigkeit / Vertrauen
- Kompetenzverlust
Lernen & Lehren:
- KI Grundlagen
- Nutzung üben
- Gemeinsame Reflexion
Einfluss von KI aufs Denken
| Denkart | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|
| Analytisch | Datenanalyse und Mustererkennung | Abhängigkeit, weniger tiefes Verständnis |
| Kritisch | Argumentstruktur, Fehlererkennung | Schwächt Urteilsvermögen & Kontextverständnis |
| Reflexiv | Anregung, Strukturierung | Keine authentische Selbstreflexion |
| Systemisch | Systemmodellierung, Visalisierung, Simulation | Vereinfachte Betrachtung komplexer Systeme |
| Pragmatisch | Effizienz in Planung und Management | Standardisierte Lösungen , wenig kreativ & flexibel |
| Metakognitiv | persönliches Feedback, selbstreguliertes Lernen |
Reduziert Eigenständigkeit & Selbsteinschätzung |
Quellen: Jia & Tu (2024), Mena-Guacas (2023), Darwin (2023)
Einfluss von KI aufs Denken
| Denkart | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|
| Analytisch | Datenanalyse und Mustererkennung | Abhängigkeit, weniger tiefes Verständnis |
| Kritisch | Argumentstruktur, Fehlererkennung | Schwächt Urteilsvermögen & Kontextverständnis |
| Reflexiv | Anregung, Strukturierung | Keine authentische Selbstreflexion |
| Systemisch | Systemmodellierung, Visalisierung, Simulation | Vereinfachte Betrachtung komplexer Systeme |
| Pragmatisch | Effizienz in Planung und Management | Standardisierte Lösungen , wenig kreativ & flexibel |
| Metakognitiv | persönliches Feedback, selbstreguliertes Lernen |
Reduziert Eigenständigkeit & Selbsteinschätzung |
Quellen: Jia & Tu (2024), Mena-Guacas (2023), Darwin (2023)
Einfluss von KI aufs Denken
| Denkart | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|
| Analytisch | Datenanalyse und Mustererkennung | Abhängigkeit, weniger tiefes Verständnis |
| Kritisch | Argumentstruktur, Fehlererkennung | Schwächt Urteilsvermögen & Kontextverständnis |
| Reflexiv | Anregung, Strukturierung | Keine authentische Selbstreflexion |
| Systemisch | Systemmodellierung, Visalisierung, Simulation | Vereinfachte Betrachtung komplexer Systeme |
| Pragmatisch | Effizienz in Planung und Management | Standardisierte Lösungen , wenig kreativ & flexibel |
| Metakognitiv | persönliches Feedback, selbstreguliertes Lernen |
Reduziert Eigenständigkeit & Selbsteinschätzung |
Quellen: Jia & Tu (2024), Mena-Guacas (2023), Darwin (2023)
Analytisch: Fokus auf Kernproblem statt Fleissaufgabe
Kreativ: kurzer Boost, dann negativ, auch ohne KI
Persönlicher Tutor: Vision
Persönlicher Tutor: Realität
- eclectic state of nascant research
- lack of common concept on human learning
- utopian & dystopian discourse on future of AI in Education
Persönlicher Tutor: Realität
- Eingeschränkte Individualisierung
- Begrenztes Verständnis
- Mangelnde Flexibilität
- Informationsflut
- Halluzinationen
Persönlicher Tutor: Realität
- Eingeschränkte Individualisierung
- Begrenztes Verständnis
- Mangelnde Flexibilität
- Informationsflut
- Halluzinationen
Chatbot hilft bei
- Begriffe & Konzepte verstehen
- individuelle Fragen
- Diskussionspartner
- verschiedene Perspektiven
- Schwierigkeitslevel anpassen
- Quellen finden (Internet)
Persönlicher Tutor: Realität
Schulz et al (in Prep)
GPT Vorerfahrung (Selbsteinschätzung)
Testergebnis
Studierende erarbeiten Lösung gemeinsam mit Chatbot Tutor
Persönlicher Tutor: Realität
Schulz et al (in Prep)
GPT Vorerfahrung (Selbsteinschätzung)
Testergebnis
Studierende erarbeiten Lösung gemeinsam mit Chatbot Tutor
Ungeleitete KI Nutzung
=> schlechtere Noten
Persönlicher Tutor: Realität
Entscheidender Skill: Mitarbeiten
Schulz et al (in Prep)
Testergebnis
Level der Mitarbeit
Studierende erarbeiten Lösung gemeinsam mit Chatbot Tutor
How not to Work with AI
How to Work with AI
How to Work with AI
Multiple Choice
mehrmals prompten
gute Fragen sammeln
Rolle: Dozent fuer Mathematik
Aufgabe: Erstelle für diesen Inhalt ein Multiple Choice Quiz aus 10 Fragen
mit je 1 richtigen und 3 falschen Antworten.
Folge dabei den unten stehenden Anweisungen.
Stelle mir zunächst alle Fragen und warte auf meine Antworten.
Dann, Liste kurz welche Fragen richtig beantwortet wurden.
Für falsch beantwortete Fragen, gib eine kurze Erklärung,
für die richtige Antwort und warum meine Antwort falsch.
Inhalt: >>>Inhalt -text, pdf, website, ...<<<Multiple Choice
Anweisungen:
Gute MC-Aufgaben sollen als fair erlebt werden und
das bloße Erraten der richtigen Antwortmöglichkeiten erschweren.
Sie sollten auch anspruchsvollere kognitive Prozesse überprüfen.
Der Stamm der Frage sollte alle notwendigen,
aber keine irrelevanten Informationen enthalten.
Vermeiden Sie den Cue-Effekt, bei dem versteckte Lösungshinweise
den Studierenden aufgrund formaler, logischer oder inhaltlicher
Angaben die Antwort erleichtern.
Die Antwortoptionen sollten inhaltlich homogen und möglichst kurz sein.
Die Frage sollte klar und präzise formuliert sein.
Wiederholungen von Wortelementen des Stamms in den Antwortoptionen sollten vermieden werden.
Absolute Begriffe wie "ausschließlich", "nie" oder "immer" sollten vermieden werden.
Die Antworten sollten sich auf der gleichen inhaltlichen Dimension befinden.
Über die korrekten bzw. falschen Antworten sollte Einigkeit herrschen.
Beispiel:
Die Dreamland AG verkauft das Kissen «Soft» für CHF 20.–/Stück. Was ist der Gewinn?
Ein Kissen benötigt zur Herstellung 1 Kilogramm Rohmaterial und eine Arbeitsstunde Zeit.
Das Rohmaterial kostet CHF 6.–/kg, die Arbeitszeit kostet CHF 4.–/h.
A. CHF 10.–
B. CHF 11.–
C. CHF 9.–
D. CHF 8.–Bessere MC: Anweisungen für gute MC
~30% der Fragen brauchbar
mehrmals prompten
gute Fragen sammeln
Rolle: Dozent fuer Mathematik
Aufgabe: Erstelle für diesen Inhalt ein Multiple Choice Quiz aus 10 Fragen
mit je 1 richtigen und 3 falschen Antworten.
Folge dabei den unten stehenden Anweisungen.
Stelle mir zunächst alle Fragen und warte auf meine Antworten.
Dann, Liste kurz welche Fragen richtig beantwortet wurden.
Für falsch beantwortete Fragen, gib eine kurze Erklärung,
für die richtige Antwort und warum meine Antwort falsch.
Inhalt: >>>Inhalt -text, pdf, website, ...<<<Multiple Choice
Fragen zu leicht?
Bitte erstelle ein neues Quiz mit schwierigeren Fragen.Rolle: Dozent fuer Mathematik
Aufgabe: Erstelle für diesen Inhalt ein Multiple Choice Quiz aus 10 Fragen
mit je 1 richtigen und 3 falschen Antworten.
Folge dabei den unten stehenden Anweisungen.
Stelle mir zunächst alle Fragen und warte auf meine Antworten.
Dann, Liste kurz welche Fragen richtig beantwortet wurden.
Für falsch beantwortete Fragen, gib eine kurze Erklärung,
für die richtige Antwort und warum meine Antwort falsch.
Inhalt: >>>Inhalt -text, pdf, website, ...<<<Multiple Choice
Fragen zu leicht?
Welche Eigenschaften haben in diesem Kontext schwierigere Fragen?Bitte erstelle ein neues Quiz mit schwierigeren Fragen.Rolle: Dozent fuer Mathematik
Aufgabe: Erstelle für diesen Inhalt ein Multiple Choice Quiz aus 10 Fragen
mit je 1 richtigen und 3 falschen Antworten.
Folge dabei den unten stehenden Anweisungen.
Stelle mir zunächst alle Fragen und warte auf meine Antworten.
Dann, Liste kurz welche Fragen richtig beantwortet wurden.
Für falsch beantwortete Fragen, gib eine kurze Erklärung,
für die richtige Antwort und warum meine Antwort falsch.
Inhalt: >>>Inhalt -text, pdf, website, ...<<<Umgangsregeln mit
- beschränktes Tool, nützlicher Assistent
- kann schreiben, nicht denken
➞ KI schreibt, ich denke mit - Output nie perfekt
➞ Iterativ arbeiten - Output kann Kopie sein
➞ immer überarbeiten - Datenschutz: keine Fremden Daten hochladen
- Wie man in den Wald hineinruft, so schallt es heraus
- Das Echo des Herstellers verklingt nie
Take Away
Chatbots zentrales KI Tool für die Lehre
- 24/7 Assistent für Lehrkräfte und Studierende
- Produktive Nutzung braucht Schulung & Verständnis
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By Stefan Hackstein
