KI im Mathematikunterricht – Geht das? Ich sage “Ja, das geht”. Neue Technologien bieten uns immer mehr Möglichkeiten, Unterricht abwechslungsreich zu gestalten und daher habe ich angefangen, neue Technologien wie beispielsweise KI im Mathematikunterricht zu integrieren. Als Lehrer hat man die Verantwortung, den Unterricht ständig zu verbessern und sich an die Bedürfnisse der Schüler:innen anzupassen.
Alex Trojer ist Lehrkraft an einem Gymnasium in Südtirol und unterrichtet dort Mathematik. Neben seiner Tätigkeit als Lehrkraft unterstützt er zudem Teachino dabei, die Bedürfnisse der Lehrkräfte ins Produkt einfließen zu lassen.
In einer meiner letzten Stunden habe ich die neue Schüler-KI von Teachino in meinem eigenen Unterricht ausprobiert. Da dies eine sehr spannende und lehrreiche Erfahrung – sowohl für meine Schülerinnen und Schüler, als auch für mich persönlich war, darf ich meine Erfahrungen mit der Teachino Schüler-KI hier teilen:
Ein mutiger Schritt - Eigene Aufgaben mit der Schüler-KI
Die Schüler-KI von Teachino bietet vorgefertigte Übungen, mit denen die Schüler:innen über ein Chat-Interface Aufgaben lösen können. Diese Übungen können eins zu eins in den Unterricht integriert werden. Besonders beeindruckend fand ich aber die Möglichkeit, selbst Aufgaben zu erstellen und so den Unterricht noch gezielter auf meine Klasse abzustimmen. Da ich Mathematik unterrichte, und es bis dato noch keine fertigen Aufgaben für Mathematik gibt, habe ich diese Möglichkeit direkt genutzt. Zu Beginn war ich etwas unsicher, wie gut die KI im Mathematikunterricht funktionieren würde, da viele KIs damit Probleme haben, aber ich wollte meinen Schüler:innen eine neue Lernerfahrung ermöglichen. Der Mut, etwas Neues auszuprobieren, hat sich mehr als gelohnt.
Das Besondere daran: Die Schülerinnen und Schüler lernen nicht nur Mathematik, sondern auch den Umgang mit Künstlicher Intelligenz. Die Schülerinnen und Schüler kommunizieren direkt mit der KI, und erweitern so ihre Medien- und KI-Kompetenz.
Die Schülerinnen und Schüler waren sofort neugierig, als ich ihnen die KI im Mathematikunterricht vorstellte. Was mich aber am meisten begeistert hat, war die Flexibilität der KI: Ich konnte meine Aufgaben so gestalten, dass sie genau zu den Themen passten, die wir im Unterricht behandelten. Die Schülerinnen und Schüler hatten die Möglichkeit, direkt mit der KI zu chatten, Antworten einzugeben und sofort Feedback zu erhalten. Es war ein dynamischer, interaktiver Prozess, der das Lernen deutlich spannender machte.
Damit auch andere Lehrkräfte von der KI im Mathematikunterricht profitieren können, stelle ich meine selbst erstellte Übung folgend zur Verfügung:
Da KIs Probleme mit gegenderten Begriffen bzw. Formen haben, wurde der Systemprompt absichtlich nicht gegendert.
KI-Übung zum kopieren
Titel: Kurvendiskussion Polynomfunktion 3. Grades
Arbeitsauftrag (Schülersicht): Diskutiere mit Hilfe der KI diese Polynomfunktion 3. Grades: f(x)=1/5*(x^3-2x^2-15x). Beantworte jede Frage möglichst genau.
Systemprompt: Du bist der hilfreiche Tutor und Mentor für Mathematik eines Schülers. Du unterstützt bei schulischen Themen, Problemen und Fragen. Inhaltliche Fragen beantwortest du nicht sofort direkt, sondern hilfst den Schülern selbst zur Lösung zu kommen. Dir ist Genauigkeit und Exaktheit wichtig. Rechne deshalb immer genau nach. Sei sparsam mit Erklärungen. Wenn ein Schüler nachfragt, dann hilf ihm. Wenn ein Schüler es eh richtig hat, dann braucht er deine Erklärungen nicht, also nur auf Nachfrage!
Hilf bei der Diskussion dieser Funktion: f(x)=1/5*(x^3-2x^2-15x)
Gib für jede der folgenden Aufgaben maximal 3 Punkte. Wenn die Frage gleich richtig beantwortet ist, dann erhält der Schüler die volle Punktezahl, ansonsten gibt es ein wenig Punktabzug.
Zeige immer erst die nächste Aufgabe, wenn diese erledigt ist.
Zeige bei den Punkten immer den Zwischenstand (z.B. 12 Punkte von 15) und am Ende den Endstand. Gehe im Feedback auf die Fehler nochmal kurz ein und gib Tipps, was man noch verbessern könnte.
- Art der Funktion: Bestimme, ob es sich um eine Polynomfunktion handelt und gib den Grad der Funktion an.
- Definitionsbereich; Polstellen (bzw. Lücken): Bestimme den Definitionsbereich der Funktion. Überprüfe, ob es Polstellen oder Lücken gibt.
- Stetigkeit: Untersuche die Funktion auf Stetigkeit im gesamten Definitionsbereich.
- Grenzwerte, Asymptoten:Berechne die Grenzwerte ( \lim_{x \to \pm \infty} f(x) ) und bestimme, ob waagrechte Asymptoten existieren. Überprüfe, ob es senkrechte Asymptoten gibt, indem Du ( \lim_{x \to \text{Pol}^\pm} f(x) ) berechnest.
Prüfe auf schiefe Asymptoten, falls notwendig. - Symmetrie: Bestimme, ob die Funktion gerade (symmetrisch zur y-Achse) oder ungerade (symmetrisch zum Ursprung) ist, indem Du ( f(-x) ) berechnest und mit ( f(x) ) vergleichst.
- Nullstellen von ( f(x) ): Setze ( f(x) = 0 ) und löse die Gleichung, um die Nullstellen zu finden.
- Extremstellen: Berechne die erste Ableitung ( f'(x) ). Finde die Nullstellen von ( f'(x) ) und berechne den Wert der zweiten Ableitung ( f''(x) ) an diesen Stellen und bestimme, ob es sich um relative Maxima oder Minima handelt.
Setze die Nullstellen der ersten Ableitung in die Funktionsgleichung ( f(x) ) ein, um die Extrempunkte zu erhalten. Gib immer alle Punkte in der Form (x,y) an. - Monotonie bei einfachen Funktionen: Untersuche die Monotonie der Funktion anhand der ersten Ableitung ( f'(x) ). Gib die Intervalle an, wo die Funktion streng monoton steigend und wo sie streng monoton fallend ist.
- Nullstellen von ( f''(x) ); Wendepunkte: Finde die Nullstellen der zweiten Ableitung ( f''(x) ) und setze diese in die Funktionsgleichung ( f(x) ) ein, um die Wendepunkte zu bestimmen. Gibt es insbesondere Sattelpunkte.
Gib immer alle Punkte in der Form (x,y) an. - Krümmungsverhalten bei einfachen Funktionen: Untersuche das Krümmungsverhalten der Funktion anhand der zweiten Ableitung ( f''(x) ).
KI im Mathematikunterricht: Hilfsmittel statt Ersatz
Wichtig war mir dabei, die KI nicht als Ersatz für mich als Lehrkraft zu sehen, sondern als unterstützendes Werkzeug und neue Lernmethode, die den Unterricht bereichern kann. Es liegt immer noch an uns Lehrkräften, KI dort einzusetzen, wo es Sinn macht und den kritischen Umgang damit zu lehren.
Eine KI kann Fehler machen, das muss allen Lehrkräften, aber auch den Schülerinnen und Schülern klargemacht werden. Diesen vermeintlichen Nachteil kann man jedoch auch als Lernmöglichkeit nutzen.
Unterrichtstipp💡: In meinem Unterricht habe ich meine Schülerinnen und Schüler dazu ermutigt, kritisch mit den Ergebnissen der KI umzugehen und aktiv nach Fehlern zu suchen. Der Deal: Wer einen Fehler entdeckt, bekommt ein Plus.
Doch zur Überraschung aller – und vielleicht auch ein bisschen zu meiner Enttäuschung – gab es keinen einzigen Fehler, den die Schüler:innen finden konnten. Die KI hat alle Aufgaben tatsächlich fehlerfrei gelöst. Das hat den Schülerinnen und Schülern gezeigt, wie leistungsfähig solche Technologien sein können, aber dennoch, wie wichtig es ist, Ergebnisse der KI kritisch zu hinterfragen und sich aktiv mit dem Inhalt auseinanderzusetzen. Nur weil eine Maschine etwas sagt, bedeutet das nicht, dass es immer korrekt ist – diese Lektion bleibt zentral, auch wenn es in diesem Fall keine Pluspunkte zu verteilen gab.
Eine Bereicherung für den Unterricht
Eine weitere Überraschung war, wie schnell die Schüler-KI einige meiner traditionellen Lehrmethoden, insbesondere meinen über Jahre aufgebauten Moodle-Kurs, ergänzen konnte. Es hat mich ehrlich gesagt erstaunt, wie gut die KI bereits bestimmte Aspekte des Unterrichts übernehmen konnte. Natürlich ersetzt sie nicht die Arbeit, die ich über Jahrzehnte in meinen Kurs gesteckt habe, aber sie erleichtert mir bestimmte Aufgaben und bringt frischen Wind in den Mathematikunterricht.
Ein Schüler hat es sehr treffend formuliert:
Diese Rückmeldung von Noah, einem Schüler an unserem Gymnasium, zeigt mir, dass die Schüler-KI nicht nur eine technische Spielerei ist, sondern tatsächlich einen Mehrwert im Lernprozess bietet und auch bei den Schülerinnen und Schülern gut ankommt. Die Schülerinnen und Schüler schätzten dabei besonders die Möglichkeit, direktes und individuelles Feedback zu erhalten.
Fazit: Die Schüler-KI als Lernbegleiter der Zukunft
Für mich als Lehrer war der Einsatz der Schüler-KI im Mathematikunterricht eine wertvolle Erfahrung. Sie hat den Unterricht nicht nur bereichert, sondern auch dazu beigetragen, dass meine Schülerinnen und Schüler sich intensiver mit den Inhalten auseinandersetzen und gleichzeitig wichtige Kompetenzen im Umgang mit moderner Technologie entwickeln.
Die Schüler-KI wird sicher kein Ersatz für uns Lehrkräfte sein, aber sie ist ein leistungsfähiges Hilfsmittel, das das Lernen interaktiver und spannender macht. Ich freue mich darauf, weiterhin mit dieser Technologie zu arbeiten und bin gespannt, wie sie sich in den nächsten Jahren weiterentwickeln wird. Die Zukunft des Lernens liegt in einer intelligenten Kombination aus traditionellen und digitalen Methoden – und die Schüler-KI von Teachino ist ein Schritt in genau diese Richtung.
Mehr zur Schüler-KI erfahren
Die Teachino Schüler-KI funktioniert natürlich nicht nur für Mathematik. Mit wenigen Klicks erhältst Du für Dein Fach fertig vorbereitete Übungen, die nicht nur relevanten Lehrstoff vermitteln, sondern Schüler:innen auch den kritischen Umgang mit KI im Unterricht näher bringen. Aktuell gibt es fertige KI-Übungen für die Fächer Deutsch, Englisch, Erdkunde und Geschickte. Natürlich kannst Du immer auch eigene Übungen für Dein spezifisches Fach und die individuellen Bedürfnisse Deiner Schülerinnen und Schüler erstellen.
Entdecke hier alle vorgefertigten Übungen von Teachino oder lerne hier, wie man eigene Übungen erstellt.
Die wichtigsten Infos auf einen Blick:
- Völlig datenschutzkonform
- Kein Login für Schüler:innen
- Didaktisch fundierte Übungen: von Lehrkräften entwickelt
- Speziell für den Einsatz an Schulen trainiert
- Ein Verhaltenskodex verhindert unangemessenes Verhalten der Schüler:innen
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