Hilft KI im MINT-Unterricht wirklich? Diese europaweite Studie soll es klären
Reicht es, KI im Unterricht zuzulassen – oder braucht es gezielte Anleitung? Das Projekt Generation AI unter Leitung der Pädagogischen Hochschule Freiburg vergleicht ab 2026 Schulen aus acht Ländern.
KI in Mathe, Naturwissenschaften & Technik: Wann sie hilft – und wann nicht.
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Das Forschungsprojekt Generation AI wird vom International Centre for STEM Education koordiniert, das an der Pädagogische Hochschule Freiburg angesiedelt ist. Gefördert wird das Vorhaben mit 3,4 Mio. € im Rahmen von Horizon Europe.
Beteiligt sind Schulen aus acht Ländern: Deutschland, Österreich, den Niederlanden, Spanien, Portugal, Norwegen, Zypern und der Türkei. Untersucht werden Schülerinnen und Schüler im Alter von 12 bis 13 sowie 16 bis 17 Jahren.
Inhaltsverzeichnis
- KI im MINT-Unterricht: Offene Frage mit hoher Praxisrelevanz
- Drei Unterrichtssettings im direkten Vergleich
- Was die Studie messen will: Leistung, Motivation und Medienkompetenz
- Studie rückt kritisches Denken stärker in den Fokus
- Dynamische KI-Systeme als Forschungsherausforderung
- Unterschiedliche Lernsettings im Vergleich
KI im MINT-Unterricht: Offene Frage mit hoher Praxisrelevanz
Im Zentrum der Studie steht eine Frage, die Schulen in Europa zunehmend beschäftigt: Reicht es, KI-Tools im Unterricht einfach zuzulassen – oder braucht es gezielte Anleitung, damit Jugendliche Ergebnisse kritisch prüfen, Fehler erkennen und Informationen einordnen können?
Gerade im MINT-Unterricht (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik) trifft der Einsatz von KI auf hohe Erwartungen – und ebenso auf offene pädagogische Fragen.
Drei Unterrichtssettings im direkten Vergleich
Um die Wirkung von KI systematisch zu untersuchen, arbeiten die Forschenden mit drei unterschiedlichen Lernbedingungen:
- Eine Gruppe nutzt KI-Tools mit strukturierter Einführung und anschließender Reflexion im Unterricht.
- Die zweite Gruppe darf KI verwenden, ohne dass deren Funktionsweise gezielt thematisiert wird.
- Die dritte Gruppe arbeitet vollständig ohne KI-Unterstützung.
Die Unterrichtsphasen sind für das Schuljahr 2027/2028 geplant und dauern je nach Kontext drei bis fünf Wochen.
Was die Studie messen will: Leistung, Motivation und Medienkompetenz
Untersucht werden nicht nur fachliche Leistungen in MINT-Fächern, sondern auch Lernprozesse, Motivation, digitales Wohlbefinden sowie der kritische Umgang mit Informationen.
Dabei gilt ein zentraler Ansatz: KI-generierte Inhalte sollen nicht ungeprüft übernommen werden. Stattdessen werden sie im Unterricht gemeinsam analysiert, diskutiert und fachlich eingeordnet.
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Studie rückt kritisches Denken stärker in den Fokus
Das Projekt Generation AI erweitert den Blick über reine Leistungsdaten hinaus. Im Zentrum steht auch die Frage, wie Schülerinnen und Schüler mit KI-generierten Inhalten umgehen: Halten sie Antworten für plausibel? Erkennen sie mögliche Fehlerquellen? Und können sie einschätzen, woher Informationen stammen? Gerade in einer von sozialen Medien, digitalen Plattformen und KI-Inhalten geprägten Informationslandschaft gelten diese Fähigkeiten zunehmend als Schlüsselkompetenzen.
„KI ist längst Teil der Lebenswelt von Schülerinnen und Schülern. Die Aufgabe von Schule ist deshalb nicht, diese Entwicklung auszublenden, sondern jungen Menschen Urteilskraft im Umgang mit KI zu vermitteln“, sagt Prof. Dr. Katja Maaß, Direktorin des koordinierenden International Centre for STEM Education. „Mit Generation AI untersuchen wir, wie Unterricht gestaltet sein muss, damit KI nicht nur genutzt, sondern verstanden und kritisch eingeordnet wird.“
Dynamische KI-Systeme als Forschungsherausforderung
Da sich generative KI-Systeme derzeit rasant weiterentwickeln, werden die konkret eingesetzten Tools erst kurz vor Beginn der Unterrichtsinterventionen festgelegt. Damit soll verhindert werden, dass die Studie mit technologisch überholten Anwendungen arbeitet.
Gleichzeitig analysiert das Projekt, wie leistungsfähig aktuelle KI-Systeme bei schulischen Aufgaben tatsächlich sind – etwa beim Lösen von Aufgaben, beim Erklären von Inhalten oder bei der Anpassung an unterschiedliche Lernniveaus. Auch die Frage, welche Systeme sich besonders für das Lernen im MINT-Bereich eignen, spielt eine zentrale Rolle. Ergänzend werden Aspekte wie Datenschutz und ethische Verantwortung beim KI-Einsatz im Schulkontext systematisch berücksichtigt.
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Unterschiedliche Lernsettings im Vergleich
„Wir vergleichen bewusst unterschiedliche Unterrichtssituationen“, ergänzt Dr. Oliver Straser, Projektleiter von Generation AI. „So können wir prüfen, unter welchen Bedingungen KI Lernprozesse unterstützt – und wo sie möglicherweise überschätzt wird. Besonders interessiert uns auch, ob Schülerinnen und Schüler profitieren, die im Bildungssystem bislang weniger Unterstützung erfahren.“
Die Studie setzt damit auf einen direkten Vergleich verschiedener Unterrichtsformen, um belastbare Aussagen über Wirkung und Grenzen von KI im Bildungsalltag zu ermöglichen.
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