Intelligenz (ganzheitlich) ist die Hauptfunktion des menschlichen Gehirns, um kognitive Funktionen bereitzustellen, die einem Lebewesen das Überleben in einer feindlichen Umgebung ermöglichen.
Intelligenz (kommerziell) wird benötigt, um Aufgaben zu erledigen, die von geistigen Arbeitern ausgeführt werden.
1000 andere: …
Künstliche Intelligenz
eine Software kann bis zu einem gewissen Grad geistige Arbeit, kognitive Aufgaben leisten.
Analogie
Ein künstliches Herz ersetzt ein menschliches Herz. Ja/Nein
KI in der Praxis
Eine Maschine kann bis zu einem gewissen Grad kognitive Aufgaben leisten. Dafür muss eine Cognitive Kette durchlaufen werden:
Using a dataset of 41.3 million research papers across [MINT]…. Scientists who engage in AI-augmented research publish 3.02 times more papers, receive 4.84 times more citations, and become research project leaders 1.37 years earlier than those who do not.
Reasoning - Informationen zu verarbeiten, um Schlussfolgerungen zu ziehen, Probleme zu lösen und Entscheidungen zu treffen - ist eine der zentralen Fähigkeiten, damit KI in der Praxis wirklich kognitive Aufgaben erfüllen kann, .
Arbeitsauftrag
Du kommst an eine Weggabelung und weißt nicht, ob der linke oder der rechte Weg zu Deinem Ziel führt. Glücklicherweise ist gleich in der Nähe ein Haus, deren Bewohner Du fragen kannst.
In dem Haus wohnen drei Brüder.
Einer sagt immer die Wahrheit,
einer lügt immer, und der
dritte lügt manchmal und manchmal nicht.
Du weißt aber nicht, wer der drei Brüder wer ist.
Du darfst zwei beliebige Fragen stellen, um herauszufinden, wohin du gehen musst, um Dein Ziel zu erreichen. Eine Frage darfst Du nur an jeweils einen der drei Brüder richten; aber nicht notwendigerweise an den selben.
In Gruppen von 3 Personen versuchen wir das Rätsel zu lösen.
graph LR
D[<b>Du</b></br> fragst wenn?] --> A["<b>Bruder A</b></br>Lügner"]
D --> B["<b>Bruder B</b><br/>Wankelmütige"]
D --> C["<b>Bruder C</b><br/>Wahrheitsliebende"]
Frage 3 Brüder nach dem Weg (links oder rechts)
Reasoning: Mensch 1/2
Was ist unsere Strategie?
Hint 1/2
Wir analysieren die möglichen Kombinationen von Brüdern, um zu verstehen, welche Konstellation wir anstreben.
“Zeige mir Deinen wankelmütigen Bruder”:
Gefragter Bruder
Gezeigter Bruder
unbeteiligter Bruder
Konstellation
Wahrheitsliebender
Wankelmütiger
Lügner
Wahrheitsliebender
Lügner
Wankelmütiger
Lügner
Wankelmütiger
Wahrheitsliebender
Lügner
Wahrheitsliebender
Wankelmütiger
Wankelmütiger
Wahrheitsliebender
Lügner
Wankelmütiger
Lügner
Wahrheitsliebender
Hint 2/2
Wir analysieren die möglichen Kombinationen von Brüdern, um zu verstehen, welche Konstellation wir anstreben.
Die erste Frage soll so gestellt werden, dass wir den wankelmütigen Bruder ausschliessen können.
Gefragter Bruder
Gezeigter Bruder
unbeteiligter Bruder
Konstellation
Wahrheitsliebender
Wankelmütiger
Lügner
Wahrheitsliebender
Lügner
Wankelmütiger
Lügner
Wankelmütiger
Wahrheitsliebender
Lügner
Wahrheitsliebender
Wankelmütiger
Wankelmütiger
Wahrheitsliebender
Lügner
Wankelmütiger
Lügner
Wahrheitsliebender
Reasoning: Mensch 2/2
Was heisst das für die erste Frage?
Was heisst das für die zweite Frage?
Reasoning: KI Demo
In einem zweiten Schritt versuchen das Rätsel mit ChatGPT zu lösen.
Kann ChatGPT das Rätsel lösen?
Falls ja, wie löst es das Rätsel?
Falls nein, wir könnt ihr ChatGPT so steuern, dass es das Rätsel lösen kann?
Diskussion:Was ist der Unterschied zwischen menschlichem und maschinellem Reasoning in der Praxis?
«Ich finde, die Schule sollte uns beibringen, wie man richtig mit Chat-GPT umgeht. So, wie es jetzt läuft – heimlich an den Lehrern vorbei –, bringt es nichts. Ich habe so eine Lehrerin in Italienisch, die schreibt uns ganz offen: Ich habe hier mit Chat-GPT ein kleines Übungsblatt gemacht, löst das doch auf morgen. Und das lösen wir dann natürlich auch mit Chat-GPT. Das mit dem Faulwerden stimmt halt schon.»
«[Text] zusammenfassen braucht sehr viel Zeit – wenn man das nicht mehr tun muss, bleibt mehr Zeit zum Auswendiglernen. Darum ergibt das Lernen mit KI in meiner Erfahrung die besseren Noten. Für das Gehirn wäre es wohl schon besser, es selbst zu machen – weil man den Inhalt dann eher versteht. Es gibt aber schlicht keinen Anreiz dazu.»
Kompetenzsimulation
Auch wenn Bildungsansätze heute nicht optimal laufen, erwarten wir aber immer noch einen Kompetenzaufbau. Mit KI könnte das völlig entarten: Bildung als Simulation von Kompetenz!?, Schule als Theater?
Research
Was sagt die Forschung zu den Auswirkungen von KI auf Lernen und Gedächtnis?:
MIT:“Over four months,LLM users consistently underperformed [less cognitive load, less recall] at neural, linguistic, and behavioral levels. These results raise concerns about the long-term educational implications of LLM reliance and underscore the* need for deeper inquiry into AI’s role in learning.”
Meta-Analysis: “[The study] indicates alarge positive impact [large standardized mean difference] (g = 0.867) of ChatGPT on student learning performance. … [with] significant differences […] in the type of course, learning model, and duration. [For] higher-order thinking, it is crucial to provide corresponding learning scaffolds or educational frameworks*”
It seems ChatGPT can improve outputs while weakening internal cognitive construction at the same time !?
Vertiefungstrategien
Schüler*innen interagieren mit ChatGPT oft nur passive.
Vertiefung realisieren wir durch echte dialogische Interaktion auf Augenhöhe.
Stufen der Vertiefung
KI bewusste Pädagogik 1/2
PHBern SEC2: Es braucht Methodik um mit KI echte Kompetenz aufzubauen:
nutze KI-Kapazität für individuelle Förderung
verlange dosierte Anstrengung durch direkten Start an der Kompetenzgrenze
fordere echte Schöpfungstiefe durch komplexere Aufgabenstellungen
ziele auf tiefes Wissen durch Vernetzung von Wissen und Kompetenzen
motiviere durch lebensnahes, exploratives Lernen von komplexen Zusammenhängen
DALL·E 3: Education as Exploration
ChatGPT ist nicht die Antwort. Es braucht eine enge Lernbegleitung durch Lehrpersonen und pädagogische KI Ansätze.
KI bewusste Pädagogik 2/2
Oder, mit anderen Worten wir sitzen im KI-Bus am Steuer, nicht ChatGPT.
Arbeitsauftrag: Interagiere im Dialog mit ChatGPT so dass ihr möglichst nahe an das gesuchte Bild kommt. Bild nicht hochladen!
1
2
Auf Augenhöhe mit KI 2/2
Wenn wir die Stimmung nicht angeben, nur die Umgebung, bekommen wir ein ganz anderes Bild.
3
Objektivieren von Texten
Artikel über komplexe Investitionsentscheide sind auch in staatlichen Medien per se nicht neutral. Zukünftige Bürger*innen sollten dies kritisch hinterfragen können.
Arbeitsauftrag:
Wie kann ich ChatGPT nutzen, um eine objektivere Darstellung zu bekommen? Es ist eine Frage der richtigen Steuerung (Prompting) und der richtigen Anweisungen.
Steuern Sie ChatGPT so, dass Sie ausgehend vom Originaltext, möglichst nahe an den objektiven Vorschlag in Anhang herankommen.
ChatGPT soll dabei den Zieltext nicht kennen, sondern nur den Originaltext und die Anweisungen von Ihnen erhalten.
Osterinsel: KI-Analyse eines historischen Rätsels.
Arbeitsauftrag: Analysiere die folgende Aussage von Giorgio Scherrer, dem Autor des Artikels “Easter’s End” (1995) über die Geschichte der Osterinsel. Lass Dir von KI die zentralen Aussagen zusammenfassen und die Argumentationsmuster aufzeigen.
Arbeitsauftrag: Hinterfrage Deine Analyse mit Hilfe von ChatGPT.
Stimmen die Fakten?
Was ist wirklich passiert?
Sehen wir hier wirklich einen Ökozid?
Was war schlimmer als die Umweltzerstörung?
Ergebnis: KI-Analyse
Argumentationsmuster: Fakten versus Behauptungen
Video: Easter Island
III.
Educational AI (PHBern)
KI Bots im Schulumfeld
Vergleichsstudie an 1000 Lernenden:
Prüfungsvorbereitung mit und ohne KI Chatbots
Unterschiedliche Hausaufgaben zur Mathe Prüfungsvorbereitung
Gruppe 1: Basis - traditionell
Gruppe 2: +48% - ChatGPT
Gruppe 3: +127% - einfacher sokratischer GPT-Tutor (nicht adaptiv)
Prüfung über den Lernstoff
ChatGPT Gruppen sind schlechter als die traditionelle Gruppe
GTP-Tutor Gruppe erzielt gleiche Ergebnisse wie die traditionelle Gruppe
Student:innen & KI?
Anthropic Education Report: How University Students Use Claude AI
Students primarily use AI systems for creating (using information to learn something new) and analyzing (taking apart the known and identifying relationships), such as creating coding projects or analyzing law concepts. This aligns with higher-order cognitive functions on Bloom’s Taxonomy.
This raises questions about ensuring students don’t offload critical cognitive tasks to AI systems.
Comparing the percentage of Claude.ai student conversations that are related to an National Center for Education Statistics in 1 Mio dialogues.
Was sagt die Forschung?
Bai, L., Liu, X., Su, J. (2023). ChatGPT: The cognitive effects on learning and memory. Brain 1: e30. DOI: 10.1002/brx2.30. – Überblicksarbeit zu möglichen Auswirkungen von ChatGPT auf Lernen und Gedächtnis; warnt vor Übernutzung und betont die Bedeutung der Aufrechterhaltung kritischer Denkfähigkeiten.
Lee, H-P. et al. (2025). The Impact of Generative AI on Critical Thinking: Self-Reported Reductions in Cognitive Effort and Confidence Effects. In CHI ’25 Proceedings. DOI: 10.1145/3706598.3713778. – Umfrage unter Wissensarbeitern; stellt fest, dass hohes Vertrauen in KI mit weniger eigenem kritischen Denken einhergeht, und diskutiert Verschiebungen bei kognitiven Arbeitsprozessen “GenAI shifts the nature of critical thinking toward information verification, response integration, and task stewardship”.
Toma, R. B., Yánez-Pérez, I. (2024). Effects of ChatGPT use on undergraduate students’ creativity: A threat to creative thinking? Discover Artificial Intelligence 4(74). DOI: 10.1007/s44163-024-00172-x. – Empirische 10-Wochen-Studie; findet keine signifikante Verringerung der Kreativitätsleistung durch ChatGPT, über die Hälfte der Probanden verbesserte sich sogar im Kreativitätstest.
Lee, B. C. et al. (2024). An empirical investigation of the impact of ChatGPT on creativity. Nature Human Behaviour 8: 1356–1366. DOI: 10.1038/s41562-024-01953-1. – Fünf Experimente zu Alltagskreativität; ChatGPT-Unterstützung führt zu kreativeren Ideen, die von Experten höher bewertet wurden als ohne KI. ChatGPT vereint diverse Konzepte zu neuartigen Lösungen, was dessen Nutzen als Kreativitätswerkzeug unterstreicht.
Zhai, X., Wibowo, S. (2024). The effects of over-reliance on AI dialogue systems on students’ cognitive abilities: a systematic review. Smart Learning Environments 11(1): 27. DOI: 10.1186/s40561-024-00316-7. – Systematisches Review zu Übernutzung von KI in Bildung; stellt fest, dass unkritische KI-Nutzung kritisches Denken, Entscheidungsfindung und analytisches Denken beeinträchtigen kann.
Dahmani, L., Bohbot, V. D. (2020). Habitual use of GPS negatively impacts spatial memory during self-guided navigation. Scientific Reports 10: 6310. DOI: 10.1038/s41598-020-62877-0. – Zeigt am Beispiel Navigation: intensive Nutzung externer Hilfen (GPS) korreliert mit verschlechterter Hirnleistung (räumliches Gedächtnis) und sogar Abnahme hippocampaler Funktion über die Zeit. Steht exemplarisch für neuroplastische “Kosten” von Technologieabhängigkeit.
aus https://werde.kulturprofi.dguv.de/blog/posts/neurologische-und-kognitive-auswirkungen-von-ki-chatbots/
Educational AI (PHBern)
Specify and realize a specific AI tutor design with pedagogical principles enforced
Educational AI shall
Be able to realize and to assure quality education AI dialogs in real time
alignment with intended teaching behavior
alignment with session goals and domain-specific content
Be aware of andmitigate the risks of AI dialogues in education
violation of pedagogical principles
loss of tutor role and learning process control
hallucinations and misinformation
Know and implement a target behavior of the AI tutor
feedback and scaffolding aligned with learning goals
embedding in authentic learning contexts
AIDu - Educational AI Tutoring Research
AIDu a prototype for Educational AI tutoring research.
Allows to explore different AI tutor pedagogical concepts in real classroom experiments.
Rückblick
Was ist Künstliche Intelligenz?
Welche Herausforderungen bringt KI in der Bildung?
Menschen und KI-Modelle (z. B. ChatGPT) nutzen unterschiedliche Formen logischen Schließens:
- Deduktiv: vom Allgemeinen auf den Einzelfall schließen
- Induktiv: aus Beispielen auf Regeln schließen
- Abduktiv: die wahrscheinlichste Erklärung finden
