Göttingen 2025 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 15: KI II

DD 15.1: Vortrag

Dienstag, 1. April 2025, 13:30–13:50, Theo 0.134

Individuelle Unterstützung des Transfers von Mathematik in die Physik durch KI-Chatbots — •Julia Lademann und Sebastian Becker-Genschow — Universität zu Köln, Gronewaldstr. 2, 50931 Köln, Deutschland

Verständnisprobleme im Physikunterricht seitens der Schülerinnen und Schüler sind nicht selten an mangelnde mathematische Kompetenzen geknüpft. Oft basieren sie aber auch auf der Schwierigkeit, die im Rahmen des Mathematikunterrichts erworbenen Fähigkeiten auf die Inhalte des Physikunterrichts zu übertragen. Die Ursachen für diese Schwierigkeiten sind nicht für alle gleich. Generative KI kann daher an dieser Stelle mit der individuellen Förderung durch Chatbots eine mögliche Lösung darstellen. Dazu wurde ein auf ChatGPT basierender Custom Chatbot entwickelt, der die Schülerinnen und Schüler bei der Anwendung von Mathematik im Physikunterricht gezielt und personalisiert unterstützen soll. In einer ersten Studie wurde untersucht, wie sich das Lernen mit von diesem Chatbot generierten Erklärungen auf das Lernerleben sowie die Lernleistung in einem mathematischen und physikalischen Lernkontext auswirkt, insbesondere im Hinblick auf die notwendige Transferleistung auf den physikalischen Kontext. Erste Auswertungen zeigen signifikante Unterschiede zwischen Experimental- und Kontrollgruppe hinsichtlich des Lernerlebens zugunsten des KI-generierten Materials. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Lernen mit KI-Chatbots einen positiven Effekt auf das Lernerleben von Schülerinnen und Schülern haben kann, und eröffnen den Raum für weiterführende Forschung.

Keywords: Künstliche Intelligenz; Chatbots; individuelle Förderung; MINT-Unterricht