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Mentigo: KI Mentoring für kreatives Lernen

Mentigo hilft Mittelschülern bei kreativen Problemlösungsaufgaben.

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Mit dem vermehrten Einsatz von KI-Tools in Schulen gibt's immer mehr Interesse daran, wie diese Tools dazu beitragen können, dass Schüler besser lernen, besonders bei kreativen Aufgaben. Dieser Artikel stellt ein System namens Mentigo vor, das dazu gedacht ist, Schüler der Mittelstufe zu unterstützen, während sie an kreativen Problemlösungsaufgaben (CPS) arbeiten. Dieses System soll den Schülern helfen, indem es Anleitungen und Feedback basierend auf echten Klassenzimmererfahrungen bietet.

Was ist Kreatives Problemlösen?

Kreatives Problemlösen (CPS) ist eine wichtige Lehrmethode, die Schüler dazu ermutigt, kreativ zu denken. Es erlaubt ihnen, gemeinsam an echten Problemen zu arbeiten, was das Lernen spannender macht. Studien zeigen, dass CPS das Engagement der Schüler steigern, Kreativität wecken und aktives Lernen fördern kann. Lehrer stehen jedoch oft vor Herausforderungen, wenn sie Schüler bei CPS-Aufgaben anleiten, besonders bei unterschiedlichen Themen. Eine grosse Herausforderung ist, dass Lehrer nicht immer jedem Schüler individuelle Aufmerksamkeit schenken können.

Die Rolle von KI in der Bildung

KI bietet einen neuen Ansatz, um die Herausforderungen, denen Lehrer in CPS gegenüberstehen, anzugehen. Als Mentor kann ein KI-System sofortiges Feedback geben und bei der Aufgabenverwaltung helfen. In aktuellen Diskussionen über Bildung wurde untersucht, wie KI in den Unterricht integriert werden kann, um CPS zu unterstützen. Während viele KI-Tools für direkte Hilfe genutzt werden, ist Mentigo anders, weil es darauf abzielt, Schülern dabei zu helfen, tiefere Denkfähigkeiten zu entwickeln.

Das Mentigo-System

Mentigo ist ein interaktives KI-System, das Schüler während des CPS-Prozesses betreut. Es kombiniert klare Anleitungen, personalisiertes Feedback und unterstützende Interaktionen. Das System basiert auf einem strukturierten sechs-stufigen CPS-Prozess, der Folgendes umfasst:

  1. Problemerkennung
  2. Informationssammlung
  3. Problemdefinition
  4. Ideenfindung für Lösungen
  5. Bewertung von Lösungen
  6. Umsetzung von Lösungen

Mentigo passt seine Anleitung an die Emotionen und kognitiven Zustände der Schüler an, was ein personalisierteres Lernerlebnis ermöglicht.

Bedeutung von Mentorship

Mentoring ist entscheidend für effektives Lernen, besonders bei CPS-Aufgaben. Es hilft Schülern, engagiert und motiviert zu bleiben, während sie lernen. Mentigo bietet diese Unterstützung, indem es strukturierte Anleitungen und emotionale Ermutigung bereitstellt. Das Design des Systems basiert auf umfangreicher Forschung mit echten Interaktionen zwischen Schülern und Mentoren, was sicherstellt, dass es die Bedürfnisse der Schüler versteht.

Datensammlung für Mentigo

Um Mentigo zu erstellen, sammelten Forscher Daten aus Workshops mit Mittelschülern. Während dieser Workshops arbeiteten die Schüler in Gruppen an CPS-Aufgaben mit Hilfe von Mentoren. Die Forscher zeichneten diese Interaktionen auf und analysierten sie, was zu einem detaillierten Datensatz führte, der darüber informiert, wie Mentigo auf Schüler reagieren sollte.

Wie Mentigo funktioniert

Mentigo analysiert die Interaktionen der Schüler in Echtzeit. Das System identifiziert, in welcher Phase des CPS-Prozesses sich der Schüler befindet und welche Art von Anleitung er benötigt. Es verfolgt die emotionalen und kognitiven Zustände der Schüler, um massgeschneiderte Ratschläge zu geben.

Wenn ein Schüler zum Beispiel bei einer Aufgabe verwirrt ist, kann Mentigo Klarstellungen anbieten oder die Aufgabe neu formulieren. Diese Anpassungsfähigkeit ist entscheidend, um das Engagement der Schüler aufrechtzuerhalten und effektives Lernen zu fördern.

Nutzerstudie

Eine Nutzerstudie wurde durchgeführt, um zu bewerten, wie gut Mentigo im Vergleich zu einem einfachen System funktionierte. Zwölf Mittelschüler nahmen teil und wurden gebeten, CPS-Aufgaben mit beiden Systemen zu erledigen. Die Studie zielte darauf ab, das Engagement der Schüler, die Lernergebnisse und die Benutzerfreundlichkeit beider Systeme zu vergleichen.

Studienablauf

Die Teilnehmer füllten zunächst einen Fragebogen aus, um ihr Vorwissen über CPS zu bewerten. Danach engagierten sie sich in Aufgaben unter zwei Bedingungen: mit Mentigo und mit einem vereinfachten Basissystem. Jedes System bot unterschiedliche Unterstützung und Anleitung.

Ergebnisse der Studie

Die Ergebnisse zeigten, dass Schüler, die Mentigo verwendeten, deutlich engagierter waren als die, die das einfache System nutzten. Sie verbrachten mehr Zeit mit Aufgaben, führten mehr Gespräche mit dem System und produzierten qualitativ hochwertigere Arbeiten. Das Feedback der Teilnehmer wies darauf hin, dass Mentigo ihnen half, tiefer zu denken und ihre Kreativität beim Problemlösen zu fördern.

Vorteile der Nutzung von Mentigo

Mentigo half nicht nur Schülern beim Aufgabenmanagement, sondern förderte auch emotionales Engagement. Viele Schüler berichteten, dass Mentigo sich eher wie ein unterstützender Partner anfühlte als nur wie ein Werkzeug. Die einfühlsamen Interaktionen liessen die Schüler sich verstanden fühlen, was ihre Motivation zum Lernen steigerte.

Feedback von Experten

Experten im Bildungsbereich haben die Ergebnisse der Studie überprüft. Sie stellten fest, dass die Herangehensweise von Mentigo effektiv war, um das Lernen der Schüler zu fördern. Sie betonten die Bedeutung eines Systems, das nicht nur klare Anleitungen bietet, sondern auch die emotionalen Bedürfnisse der Schüler unterstützt.

Fazit

Mentigo stellt einen bedeutenden Schritt vorwärts dar, um KI in der Bildung zu nutzen. Indem das System sowohl auf kognitive als auch auf emotionale Engagement abzielt, hilft es Schülern, herausfordernde kreative Aufgaben effektiver zu bewältigen. Zukünftige Entwicklungen könnten sich darauf konzentrieren, Mentigo in echten Klassenzimmersituationen zu integrieren und zu erkunden, wie es neben menschlichen Lehrern arbeiten kann, um das Lernen der Schüler weiter zu unterstützen.

Zukünftige Richtungen

Obwohl Mentigo vielversprechend ist, gibt es Verbesserungspotenziale. Das System könnte davon profitieren, in verschiedenen Klassenzimmerumgebungen getestet zu werden, um seine Effektivität bei unterschiedlichen Schülerpopulationen zu bewerten. Ausserdem könnte die Verfeinerung der Anpassungsfähigkeit der KI an unterschiedliche Lernstile deren Gesamtwirksamkeit erhöhen.

Die Integration einer Lehreroberfläche könnte es Lehrern ermöglichen, den Fortschritt der Schüler in Echtzeit zu überwachen und gezielter Unterstützung zu bieten. Insgesamt zeigen die Fortschritte mit Mentigo grosses Potenzial, um die Art und Weise, wie Schüler kreatives Problemlösen in Bildungseinrichtungen angehen, neu zu gestalten.

Originalquelle

Titel: Mentigo: An Intelligent Agent for Mentoring Students in the Creative Problem Solving Process

Zusammenfassung: With the increasing integration of large lauguage models (LLMs) in education, there is growing interest in using AI agents to support student learning in creative tasks. This study presents an interactive Mentor Agent system named Mentigo, which is designed to assist middle school students in the creative problem solving (CPS) process. We created a comprehensive dataset of real classroom interactions between students and mentors, which include the structured CPS task management, diverse guidance techniques, personalized feedback mechanisms. Based on this dataset, we create agentic workflow for the Mentigo system. The system's effectiveness was evaluated through a comparative experiment with 12 students and reviewed by five expert teachers. The Mentigo system demonstrated significant improvements in student engagement and creative outcomes. The findings provide design implications for leveraging LLMs to support CPS and offer insights into the application of AI mentor agents in educational contexts.

Autoren: Siyu Zha, Yujia Liu, Chengbo Zheng, Jiaqi XU, Fuze Yu, Jiangtao Gong, Yingqing XU

Letzte Aktualisierung: 2024-09-21 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2409.14228

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2409.14228

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

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