Lernnavi – Lernplattform für Mathe und Deutsch

Lernnavi ist eine neuartige Lern- und Übungsplattform für Mathematik und Deutsch. Seit Anfang August ist die Plattform online und ist hauptsächlich für das 9. und 10. Schuljahr am Gymnasium entwickelt worden. Eine Erweiterung auf den gesamten gymnasialen Stoff ist derzeit am entstehen. Lernnavi ist eine Eigenproduktion des Kantons St.Gallen, deren Entstehen ich als Mitarbeiter in der Projektleitung in den letzten Jahren begleitet habe. Hier stelle ich die wichtigsten Features vor.

Gleich vorneweg: Lernnavi steht derzeit erst in einigen Kantonen zur Verfügung. Voraussetzung ist, dass der Kanton oder die Schule einen Vertrag mit dem entwickelnden Kanton St.Gallen abgeschlossen hat. Einzellizenzen gibt es derzeit noch nicht. Wer sich für eine Lizenz für die Schule interessiert, meldet sich bei der Projektleiterin, Barbara Bitzi. Alle Informationen dazu findet man auf der Webseite von Lernnavi.

Lernnavi wurde von der jungen Zürcher Firma taskbase im Auftrag des Kantons St.Gallen entwickelt.

Schülerinnen und Schüler im Fokus

Lernnavi wurde von Anfang an für Schülerinnen und Schüler konzipiert. Es soll ein Tool sein, das die Lernenden beim Üben in den beiden Fächern Deutsch und Mathematik unterstützen soll. Die Schülerinnen und Schüler können komplett selbstgesteuert mit Lernnavi üben und ihren Lernfortschritt überprüfen.

Lernnavi ist ein adapatives System. Das bedeutet dass eine Schülerin oder ein Schüler als erstes in einem Thema einen „Level-Check“ macht. Daraus berechnet das System einen Level für das betreffende Teilgebiet und schlägt danach den Lernenden Übungsaufgaben vor, die zu dem Level passen. Im Idealfall sind die Aufgaben schwierig, aber lösbar. Eine Schülerin oder ein Schüler muss sich also nicht zuerst durch einen Wust von viel zu einfachen Aufgaben durchackern, bis sie oder er an einen Punkt kommt, wo die Übungen dem aktuellen Lernstand entsprechen. Nachdem vom System generierten Übungssessions in einem Thema absolviert sind, kann erneut ein Level-Check gemacht werden, um sich zu versichern, dass das Thema beherrscht wird, auch wenn man keine Tipps, keine Hilfestellungen und keinen Zugriff auf die Theorie zum Thema hat.

Mit diesem Design können Schülerinnen und Schüler ihren Lernfortschritt selbst kontrollieren und so lange an einem Thema arbeiten, bis sie auf einem Level sind, auf dem sie sich sicher und gerüstet fühlen für eine Prüfung im Klassenunterricht.

Lehrpersonen können auf Wunsch beigezogen werden

Wenn eine Schülerin oder ein Schüler die Hilfe einer Lehrperson in Anspruch nehmen möchte, kann sie oder er eine absolviere Übungssession oder ein Level-Check mit einem einfachen Mausklick einer Lehrperson freigeben. Danach sieht die Lehrperson nicht nur den erreichten Level, sondern die gesamte Session in ihrem eigenen Dashboard. Die Lehrperson kann sämtliche Aufgaben samt den Lösungsvorschlägen einsehen und den Lernenden individuelle Hilfestellungen bieten. Bedingung dafür ist jedoch stets, dass die Lernenden in ihrem Lernnavi die Einwilligung geben und einzelne Sessions freischalten. Es gibt keine Möglichkeit, dass die Lehrperson Resultate von Lernenden sieht, die nicht vorgängig ihre Einwilligung gegeben haben.

Intelligentes Feedback

Ein Novum in Lernnavi ist, dass das System bei den meisten Aufgaben ein „intelligentes Feedback“ gibt. Das bedeutet, dass die Rückmeldung nach dem Lösen einer Aufgabe abhängig vom eingegebenen Lösungsvorschlag ist. Die Rückmeldung von Lernnavi ist nicht nur „Richtig“, „Teilweise richtig“ oder „Falsch“, sondern durch einen Klick auf das Richtig/Falsch-Symbol erhält man einen Hinweis darauf, weshalb man die Aufgabe richtig oder falsch gelöst hat.

Die Erklärung bezieht sich auf die eingegebene Lösung.

Am Ende jeder Übungs-Session gibt es zudem eine detaillierte Übersicht darüber, in welchem Gebiet man sich verbessert oder auch verschlechtert hat. 

Auswertung am Ende einer Lernsession

Neuartige Aufgabentypen

Mathematik Schritt für Schritt: Bestimmte  Mathematik-Aufgaben können schrittweise gelöst werden. Dabei bestimmt die Schülerin oder der Schüler selbst, in welcher Reihenfolge die Schritte eingegeben werden. Das System prüft bei jedem Schritt, ob er algebraisch korrekt und zielführend ist. Ist die Eingabe bei einem Schritt richtig, kann der nächste Schritt ausgeführt werden.

Funktions-Term eingeben: Durch Eingabe eines Funktionsterms in das Lösungsfeld wird die Funktion sofort gezeichnet (rot). Die Benutzerin oder der Benutzer sieht sofort, ob die eingegebene Lösung plausibel sein kann.

Algebra Eingabe: Bei algebraischen Aufgaben gibt es ein Lösungsfeld, in das eine beliebige Lösung geschrieben werden kann. Das System wertet den Term auf seine algebraische Korrektheit aus. Dabei spielt die Reihenfolge der eingegebenen Buchstaben keine Rolle. Solange die Lösung algebraisch richtig ist, wird sie als solche erkannt.

Mehrfarbiges Markieren: Mit diesem Feature ergeben sich interessante Fragetypen im Fach Deutsch. Dabei können mehrere Farben für die Unterscheidung von verschiedenen Aspekten bei Wörtern, Satzteilen etc. eingesetzt werden.

Freie Kommasetzung: In einem Text kann in jede Lücke zwischen zwei Wörtern ein Komma gesetzt werden oder nicht. Jedes gesetzte oder nicht gesetzt Komma wird überprüft und ausgewertet.

Freie Text-Eingabe: Das System wertet die Eingabe mit einer künstlichen Intelligenz auf seine Richtigkeit aus. Die Genauigkeit des Feedbacks nimmt mit jeder Eingabe zu.

Unterrichts-Tool

Lernnavi bietet nicht nur den Schülerinnen und Schülern ein Übungs-Tool. Es gibt auch einen Modus, der speziell für die Lehrpersonen konzipiert worden ist. Im Unterrichts-Modus können Lehrpersonen eigene Übungsserien zusammenstellen und diese durch die Lernenden lösen lassen. In diesem Modus ist das adaptive System ausgeschaltet. Die Lehrpersonen kontrollieren selbst, welche Aufgaben und in welcher Reihenfolge diese den Schülerinnen und Schülern präsentiert werden. 

Bei der Durchführung einer solchen Übungssession erhält die Lehrperson eine Übersicht über alle eingeloggten Schülerinnen und Schüler und deren Fortschritt. Die Schülerinnen und Schüler können sich in eine Übungssession einloggen, indem sie einen von Lernnavi generierten Code ins Suchfeld eingeben. 

Auswertung für die Lehrperson während einer Unterrichts-Session.

Lernfortschritt auf einen Blick

Übersicht über einzelnen Themen.

Die Lernenden haben ihren eigenen Lernfortschritt stets gut im Blick. Auf einem sehr einfach gestalteten Dashboard wird für jedes einzelne Thema angegeben, auf welchem Level sich jemand befindet und wo es sich lohnen könnte, noch etwas Zeit zu investieren. 

Durch Klicken auf eine Themen-Kachel öffnet sich ein Dialog, in dem eine Lernsession oder ein Levelcheck gestartet oder die Theorie zum Thema studiert werden kann.

Zudem gibt es einen Menüpunkt „Statistik“, auf dem jede einzelne absolvierte Session aufgelistet ist. Dort kann die Auswertung von jeder Session noch einmal angesehen und die Aufgaben der Session nachvollzogen werden. Ebenso können von dieser Ansicht aus die Session für Lehrpersonen freigegeben werden (Klick auf das Schloss-Symbol).

Statistik-Ansicht mit der Auflistung aller absolvierter Sessions.

Lernnavi lernt von den Benutzerinnen und Benutzern

Durch das adaptive Design von Lernnavi kann es von den Schülerinnen und Schülern, die es benutzen lernen. Vor allem bei den offenen Aufgaben, bei denen keine fixe Musterlösung hinterlegt ist, wird das System durch die Benutzung immer besser. Dabei kommt eine Mischung aus Handarbeit und künstlicher Intelligenz zum Einsatz. Anfänglich werden die Eingaben der Benutzerinnen und Benutzer von einem Autoren-Team begutachtet und bewertet. Mit der Zeit übernimmt diese Aufgabe die künstliche Intelligenz, die eingegebene Antworten mit den von den AutorInnen bewerteten Antworten vergleicht und selbständig ein Feedback gibt. 

Diese Mischung aus algorithmischem und menschlichem Feedback soll dafür sorgen, dass die Auswertungen, die den Schülerinnen und Schülern angezeigt werden, möglichst gut und didaktisch sinnvoll sind. Im Anfangsstadium kann es jedoch vorkommen, dass die Rückmeldung auf eine Antwort noch nicht ganz befriedigend ist. Dies wird sich aber ändern, je mehr das System genutzt wird. 

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