Üben mit dem FeedBook

Was bringen intelligente Tutorsysteme im Englischunterricht?

Wer kennt sie nicht – die Arbeitshefte aus dem Englischunterricht in der Schule mit den typischen Lückentexten oder die mühsamen (Haus-)Aufgabenbesprechungen zu Beginn des Unterrichts? Fleißige Schülerinnen und Schüler haben womöglich die Aufgaben mit links geschafft und langweilen sich während dieser Unterrichtsphase zu Tode. Anderen wiederum verursacht die Besprechung unheimlichen Stress, weil sie „last-minute“ die Lösungen von der Person nebenan abschreiben müssen oder sie die Grundlagen für die Übung noch nicht verstanden haben und keine Aufgabe selbstständig lösen konnten: Dann bleiben Wissenslücken womöglich für lange Zeit bestehen, sodass komplexere Aufgaben später zur Qual werden.

Dabei sind diese Übungsphasen im Fremdsprachenunterricht essenziell. Sprachliche Strukturen werden verinnerlicht und automatisiert. Sie sind die Grundlage, um später komplexere, kommunikative Aufgaben zu meistern – zum Beispiel eine E-Mail an die Gastfamilie vor dem Schüleraustausch schreiben. Offensichtlich gibt es aber einige Hürden, die viele Schülerinnen und Schüler davon abhalten, sich ausgiebig mit den Übungsaufgaben auseinanderzusetzen. Das kann beispielsweise an einer zu geringen Auswahl liegen, der fehlenden Rückmeldung zur eigenen Leistung, oder weil die Arbeitshefte nicht interaktiv gestaltet sind.

In den vergangenen Jahren, insbesondere aber befördert durch die COVID-19 Pandemie, drängen immer mehr intelligente Tutorsysteme (ITS) in Deutschland auf den Markt, mit denen beispielweise die Rechtschreibung oder Mathematikkenntnisse verbessert werden sollen. Solche digitalen Systeme können eine große Anzahl an Übungen in verschiedenen Schwierigkeitsgraden und in verschiedenen Formaten bereitstellen und erlauben es den Benutzern, im eigenen Tempo zu üben. Zudem ermöglichen sie oftmals individualisiertes Feedback, das den Schülerinnen und Schülern nicht nur Rückmeldung über die Korrektheit ihrer Antworten liefert, sondern das sie auch durch spezifische Tipps unterstützen und über ihren Lernfortschritt informieren kann.

Somit könnte der Einsatz von ITS im Fremdsprachenunterricht die mühsamen Aufgabenbesprechungen obsolet machen. Mehr noch: Sie könnten bereits während des Übens die notwendige Unterstützung liefern und außerdem Fremdsprachen-Lehrkräfte über die Fortschritte, aber auch Defizite der gesamten Klasse informieren. Könnten. Denn noch gibt es sehr wenige dieser ITS für den Fremdsprachenunterricht; außerdem ist ihre Anwendung im Schulunterricht kaum untersucht.

Deswegen forscht die Universität Tübingen bereits seit einigen Jahren, und seit kurzem auch in Kooperation mit der Leuphana Universität Lüneburg und der TU Dortmund, zum sogenannten FeedBook, einem ITS für den Englischunterricht in Klasse 7. Das FeedBook stellt eine Reihe an Grammatik- und Vokabelaufgaben bereit und liefert unter Anwendung von künstlicher Intelligenz passendes Feedback, falls eine inkorrekte Eingabe getätigt wird. So konnte bereits gezeigt werden, dass Schülerinnen und Schüler bessere Leistungen bei Zwischentests erzielten, wenn sie dieses automatisierte, grammatische Feedback erhielten, das ihnen erlaubte, ihre Eingabe anzupassen (s. Abbildung 1). Die Effektivität dieses Feedbacks wurde nun in einer zweiten, großangelegten Studie untersucht, der Interact4School-Studie.

Die Studie Interact4School

Den Kern des Projekts rund um digitales Üben im kompetenzorientierten Englischunterricht stellt eine sogenannte kontrollierte, randomisierte Feldstudie im Schuljahr 2021/22 dar, in der das FeedBook begleitend zu vier Unterrichtseinheiten in mehreren Schulklassen in Baden-Württemberg, Nordrhein-Westfalen und Hamburg verwendet wurde. Das Interact4School-Team, das aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den Disziplinen Empirische  Bildungsforschung, Computerlinguist und verschiedenen Fachdidaktiken sowie Lehrkräften besteht, interessierte, ob sich der Einsatz von digitalen Übungen im FeedBook im Schulunterricht oder als Hausaufgaben positiv auf die Leistungen und die Motivation von Schülerinnen und Schüler auswirkt und welche Folgen diese digitalen Übungen für den Unterricht generell haben. Außerdem untersuchen wir, ob es bestimmte spielerische Elemente gibt, durch die ein ITS die Schülerinnen und Schüler besonders motivieren kann und/oder die sich förderlich auf ihre Englischleistungen auswirken. Einen weiteren Schwerpunkt stellt die allgemeine Wahrnehmung dieser Tools durch die Lehrkräfte dar.

FeedBook-Nutzungsverhalten

Die FeedBook-Klassen haben das FeedBook sehr unterschiedlich verwendet, was die Nutzungsdaten aus der ersten Lerneinheit zeigen konnten. Während es angedacht war, das FeedBook begleitend zu einer Unterrichtseinheit für circa 2-3 Wochen zu nutzen, verwendeten manche Klassen die digitalen Übungen für die erste Einheit weit darüber hinaus, oder aber zu einem späteren Zeitpunkt (zum Teil erst nach mehreren Monaten) erneut – womöglich z.B. zur Vorbereitung auf eine Klassenarbeit. Auch die durchschnittliche Anzahl der Aufgaben, die in einer Klasse bearbeitet wurden, unterschied sich stark. Während manche Klassen während der ersten Einheit weniger als zehn Aufgaben im Schnitt pro Person bearbeiteten (bei 78 zur Verfügung stehenden Aufgaben), bearbeiteten in anderen Klassen die Schüler:innen im Schnitt bis zu 58 Aufgaben. Ob dies primär durch die individuelle Vergabe von (Haus-)Aufgaben im FeedBook durch die Lehrkraft zu erklären ist, oder ob sich manche Schülerinnen und Schüler einfach stärker oder weniger stark auf die FeedBook-Nutzung einlassen konnten, bleibt noch zu untersuchen.

Die Nutzung oder Nicht-Nutzung des FeedBooks scheint jedoch nicht ohne Folgen zu bleiben. Erste Ergebnisse weisen darauf hin, dass vor allem eine hohe Anzahl an Eingaben innerhalb einer Übung (d.h. ein häufigeres Üben zunächst inkorrekt bearbeiteter Aufgaben) insgesamt zu besseren Ergebnissen in den Leistungstests zu führen scheint. Wer also intensiver mit dem System übte, schnitt auch in unserem späteren Leistungstest im Mittel besser ab.

Digitale Übungen als Bereicherung des Face-to-Face-Unterrichts

In drei Hamburger Klassen wurden zum Beispiel auch komplexe Schreibaufgaben von Schülerinnen und Schülern ausgewertet, die analog im Unterricht oder als Hausaufgabe bearbeitet wurden. Es zeigte sich, dass sie mehr davon profitierten (also mehr lernten), wenn digitale Übungen im FeedBook nicht losgelöst vom Unterricht stattfanden, sondern wenn diese in direkten Bezug zum traditionellen Face-to-Face-Unterricht in der Klasse gesetzt wurden. Ein Leistungszuwachs in den geübten sprachlichen Bereichen zeigte sich hier unabhängig von vorherigen Englischkenntnissen. Inwieweit das Unterrichtsgeschehen selbst von den digitalen Übungen beeinflusst wird, wird noch untersucht.

Einfluss der motivationalen Elemente im FeedBook

In der Vorläufer-Studie zeigte sich das spezifische, grammatische Feedback als lernförderlich. Das Interact4School-Team untersucht aktuell, ob es diese Ergebnisse mit der Interact4School-Studie replizieren, also „wiederholen“ und somit bestätigen kann. Erste Ergebnisse weisen darauf hin, dass dies nicht der Fall ist, zumindest bei der globalen Betrachtung der Leistungstests. Ein gezielterer Blick auf spezifische grammatische Konstrukte wird in Zukunft Aufschluss darüber geben, ob dieses Ergebnis verallgemeinerbar ist oder vom jeweiligen Thema abhängt, zu dem die Schülerinnen und Schüler das spezifische, grammatische Feedback erhielten. Die ersten Ergebnisse zeigten darüber hinaus, dass bessere Leistungstestergebnisse erzielt wurden, wenn beim digitalen Üben das Schüler:innen-Dashboard zur Verfügung stand oder zusätzlich ein pädagogischer Agent bereitgestellt wurde. Solche motivationalen Elemente innerhalb des FeedBooks scheinen sich also tatsächlich zu lohnen. Dies deckt sich auch mit der persönlichen Einschätzung vieler Schülerinnen und Schüler der FeedBook-Klassen:

Die Einschätzungen des pädagogischen Agenten („Lernbuddy“) durch die Schülerinnen und Schüler fallen jedoch in den Selbstberichten sehr unterschiedlich aus:

Erkenntnisse aus Lehrkräfte-Interviews

Die in intensiven Interviews befragten Lehrkräfte im Rahmen der Interact4School-Studie sehen grundsätzlich durch die vom System bereitgestellte Fülle an Übungen ein hohes Individualisierungs- und Differenzierungspotenzial für ihren Englischunterricht – wobei die Übungen eben nur einen Teil des Englischunterrichts darstellen. Die Förderung kommunikativer Kompetenzen sollte der Einschätzung der Lehrkräfte nach weiterhin eine zentrale Rolle einnehmen. Die Informationen aus dem System können hilfreich sein, um den Lernstand der Schülerinnen und Schüler besser einzuschätzen und den Unterricht zu adaptieren. Dennoch äußerten einige der befragten Lehrkräfte auch Unsicherheiten und Vorbehalte gegenüber der Digitalisierung des Englischunterrichts. Diese Unsicherheiten entstehen vor allem dadurch, dass die Wirkung des Systems auf den Unterricht bis dato intransparent sei. Auch die Darstellung der Daten zu den einzelnen Schülerinnen und Schülern sei nicht stringent nachvollziehbar, sodass die Nutzung als unterstützendes, diagnostisches Werkzeug schwer realisiert werden könne.

Weitere Studienergebnisse zum unterrichtsbegleitenden Einsatz des FeedBooks stehen noch aus und folgen 2023.

Fazit

Das FeedBook kann dazu beitragen, Schülerinnen und Schüler während selbst-regulierter Lernphasen beim Üben zu unterstützen – insbesondere, wenn die Übungsphasen den „normalen Unterricht“ sinnvoll ergänzen. So können sie ihre individuellen Wissenslücken viel eher selbstständig füllen. Bestimmte Elemente im FeedBook, die so in Papierform nicht umsetzbar sind, haben das Potenzial, die Schülerinnen und Schüler weiter zu motivieren und zu fördern, wie z.B. das Dashboard. Nicht zuletzt führt die Verlagerung von Übungen in das Digitale auch dazu, dass langwierige Hausaufgabenbesprechungen obsolet werden und Unterrichtszeit für andere Inhalte genutzt werden kann. Dabei verändert sich in den digitalen Übungsphasen die Rolle der Lehrkraft – aber keinesfalls wird die Lehrkraft überflüssig. Die ersten Ergebnisse legen aus unserer Sicht nahe, dass es sich lohnt, die Entwicklung von ITS im Sprachenunterricht weiter voranzubringen und Lehrkräfte zum sinnvollen, überlegten Einsatz digitaler Tools zu motivieren und dabei zu unterstützen.

Trotzdem stimmen Lehrkräfte und Schüler:innen, die das FeedBook bereits ausprobieren durften, vermutlich zu, wenn wir sagen: Das FeedBook ist noch nicht perfekt – und ist nicht die „Eierlegende Wollmilchsau“ in Bezug auf die Forderung nach individualisiertem, adaptivem Unterricht. Jedes Forschungsergebnis und jede Rückmeldung der Schülerinnen, Schüler und Lehrkräfte hilft uns jedoch dabei, den Einfluss von ITS im Schulunterricht besser zu verstehen, und auch konkret die Aufgaben, das Verhalten und die Erscheinungsweise des FeedBooks weiter zu verbessern.

Wie geht es weiter mit dem FeedBook?

Im Folgeprojekt AI2Teach (Individuelle Förderung auf der Basis eines erweiterten digitalen Lehr-Lern-Konzepts für den Fremdsprachenunterricht) soll das FeedBook deshalb nicht nur mit Inhalten angereichert und das lernbegleitende grammatische Feedback verbessert werden, sondern es soll auch für mehr Schulen zugänglich gemacht werden. Ein wesentlicher Schwerpunkt stellt die Entwicklung einer Schnittstelle zwischen Lehrkraft und Daten der Schülerinnen und Schüler dar, quasi ein „Lehrkräfte-Dashboard“. Dieses soll beispielsweise den Lehrenden auf einen Blick die in einer Klasse vorherrschenden sprachlichen Fehlkonzeptionen und Lernrückstände aufzeigen. Außerdem wird im Rahmen des Projekts eine intensive Fortbildung mit dem Titel „TEAITime“ (Teaching English with (Artificial) Intelligence) geplant. Diese thematisiert den sinnvollen Einsatz von künstlicher Intelligenz im Englischunterricht im Allgemeinen.

Weitere Informationen: Website Interact4School

Dieser Beitrag ist im Namen des Projekt-Teams von Interact4School entstanden.