Projekt AppLeMat

Entwicklung einer App für modulare Lerntherapie im Bereich Mathematik

In einem weiteren Projekt (DigitLern) erforschen wir bereits die Gelingensbedingungen von Lerntherapie auf Distanz. Ein daraus resultierender Schritt war es, ein Tool zu entwickeln, welches Lerntherapeut*innen und Kindern mit Lernschwierigkeiten helfen kann, auch über Distanz hinweg effektive Lerntherapie zu gewährleisten. Auch über Pandemiezeiten hinaus können Kinder mit chronischen Erkrankungen oder Kinder in ländlichen Gegenden mit erschwertem Zugang zu lerntherapeutischen Angeboten sowie nach Wohnortwechsel davon profitieren und weiterhin durch Lerntherapie (auf Distanz) gefördert werden.

Im Rahmen von lerntherapeutischen Angeboten soll die App in der Förderung von Kindern mit Rechenschwäche ergänzend eingesetzt werden. Dabei möchten wir uns auf bewährte Konzepte stützen und zugleich neuste wissenschaftlichen Entwicklungen einbeziehen. Die App wird wie ein digitales Spiel für Kinder gestaltet, das Lerninhalte spielerisch und interaktiv vermitteln, um Wissen und Fähigkeiten gezielt zu fördern (= Serious Game).

Bereits vor der Covid-19 Pandemie konnte gezeigt werden, dass Kinder von digitaler Förderung im Bereich Mathematik profitieren können. Die verwendeten Tools sollten jedoch theoriebasiert, valide und evidenzbasiert sein. Unsere App wird technisch leicht zugänglich und durchführbar sein. Elemente aus der Lernpsychologie sollen Berücksichtigung finden und verknüpft werden mit spielerischen Elementen, die den Spaß und die Motivation fördern (z.B. durch Verstärkersysteme oder Rückmeldungen über den Lernfortschritt). Weitere Elemente unserer App werden sein:

• Adaptivität: die eingesetzten Aufgabenschwierigkeit passt sich adaptiv an die Lern- und Leistungsstände an
• Instruktion: Hilfestrukturen und didaktische Elemente unterstützen das Kind beim besseren Verständnis der Aufgaben und fördern nachhaltiges Lernen
• Feedback: Rückmeldungen und Belohnungselemente können unmittelbar und direkt gegeben werden und fördern damit indirekt die Lern- und Leistungsmotivation

Das Spiel „Eckis Würfelkosmos“ wurde mittlerweile veröffentlicht und steht den in der Lerntherapie tätigen Fachkräften kostenfrei zur Verfügung. Des Weiteren wurde das Projekt um zwei weitere Jahre verlängert. Die im ursprünglichen Projekt „AppLeMat“ entwickelte Applikation zur Förderung mathematischer Fähigkeiten soll in der Verlängerung durch KI-Mechanismen wie maschinelles Lernen erweitert werden. Dadurch soll die App in der Lage sein, Fehler automatisch zu analysieren, individualisierte und dynamische Aufgabenanpassungen vorzunehmen sowie aufbauend auf der Identifikation eines spezifischen Lern- oder „Spieler“-Profils persönlich zugeschnittene Rückmeldungen zu geben.

Zusätzlich wird untersucht, ob sich aus der KI-unterstützten Gestaltung der Intervention (algorithmisierte Auswahl an Aufgaben auf Basis eines durch Netzwerkanalysen identifizierten Lernprofils) ein Vorteil gegenüber der durch Lerntherapiekräfte erfolgten manuellen Zusammenstellung von Aufgaben ableiten lässt. Nach unserem Kenntnisstand existieren derzeit keine adäquaten und wissenschaftlich evaluierten Förderprogramme für mathematische Fähigkeiten im deutschsprachigen Raum, welche unter Anwendung von KI-Mechanismen das Lernen und die Lernumgebung von Kindern optimieren. Dies gilt es im Rahmen des Verlängerungsprojekts zu erforschen.