Virtuelle Tutoren. Dr. Oliver Bendel, Universität St. Gallen

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1 Virtuelle Tutoren Dr. Oliver Bendel, Universität St. Gallen Manch einer träumt den Traum von der virtuellen Lehrkraft. Wenn man sie braucht, ist sie da. Ihren Rat schätzt man, ihre Strenge braucht man nicht zu fürchten. Wenn man will, klickt man sie einfach weg. Spätestens das Abschalten des Computers bringt sie zum Verschwinden. In manchen virtuellen Umgebungen ist dieser Traum mit den virtuellen Tutoren - im Fachjargon auch pädagogische Agenten genannt - bereits wahr geworden. Seit zehn Jahren werden diese erforscht und entwickelt; mit Hilfe von Prototypen wie Gandalf (Media Laboratory, MIT), Steve und Adele (CARTE, University of Southern California) oder Herman the Bug und Cosmo (Department of Computer Science, North Carolina State University) konnten verschiedene Versuche durchgeführt werden. 1 Im kommerziellen Bereich werden von Unternehmen wie Extempo Systems oder Artificial Life einsatzfähige, meist webbasierte Lösungen angeboten (vgl. Abbildung 1). Begriff Pädagogische Agenten sind Agenten, die Wissen vermitteln und Lernende anleiten und begleiten, etwa in der Rolle eines Lehrers bzw. Tutors, Ratgebers oder Experten. Oft ist der Agent anthropomorph, also menschenähnlich gestaltet. Er sieht aus wie ein Mensch, spricht und verhält sich wie unsresgleichen. Als soziales Wesen ist er freilich aufgrund seiner Virtualität nur bedingt geeignet. Schon aus diesem Grund sollte er Lehrkräfte nur ergänzen, nicht ersetzen. Abb. 1: Harmony als Beispielcharakter eines virtuellen Tutors 2 1 Die meisten der genannten Agenten werden in dem Überblicksartikel von [Johnson et al. 2000] vorgestellt. 2 Die Abbildung stammt von der Website des Unternehmens Extempo Systems (

2 Ziele Der Einsatz virtueller Tutoren ermöglicht zunächst Formen der Wissensvermittlung. Das Wissen der Benutzer soll vermehrt, der Transfer des Wissens in den Alltag bzw. die Arbeitspraxis sichergestellt werden. Das Lernen und Hinzulernen selbst ist also ein wichtiges Ziel des Einsatzes pädagogischer Agenten. Mehr noch: Die Wissensvermittlung ist es, die notwendig zum Begriff des pädagogischen Agenten gehört. Pädagogische Agenten bieten weiterhin die Möglichkeit des Supports von Lernenden und damit der Unterstützung des individuellen und kollaborativen Lernens. Sinn und Zweck ist es, den Benutzer mit relevanten Ressourcen zu versorgen und seine Leistungen zu bewerten und zu optimieren. Insgesamt soll der Benutzer lern- und leistungsfähig gemacht und erhalten werden. Virtuelle Tutoren sind auch als ein geeignetes Instrument zur Motivierung aufzufassen. Der Benutzer soll als lernende und mit dem System arbeitende Person gefördert und vorangetrieben werden. Von großer Bedeutung im Kontext der Motivation ist die Gestaltung des pädagogischen Agenten, insbesondere im Sinne einer Anthropomorphisierung. In verschiedenen amerikanischen Untersuchungen wurde gezeigt, dass ein menschliches Äußeres, animierte Darstellungen und die Möglichkeit der natürlichsprachlichen Kommunikation positive Effekte auf die Motivation von Lernenden haben können. 3 Aktionen Je nach Typ sollten Agenten bestimmte Aktionen ausführen können. Die Funktionen lassen sich in den Kategorien Information, Kommunikation, Transaktion und Interaktion verorten. 4 Für virtuelle Tutoren können diese Kategorien wie folgt beschrieben werden: - Information: Der pädagogische Agent sammelt, strukturiert und vermittelt Informationen, die im Lernzusammenhang relevant sind und der Befriedigung von Wissens- und Informationsbedürfnissen des Benutzers bzw. der Bewältigung von Problemen und der Herstellung von Handlungskompetenz dienen. - Kommunikation: Virtuelle Tutoren kommunizieren mit dem Anwender bzw. mit anderen Agenten und Systemen, wobei je nach Kommunikationspartner inhaltliche, fachliche, persönliche, strukturelle, methodische oder systembezogene Fragen eine Rolle spielen. - Transaktion: Die pädagogischen Agenten bereiten im Lernbereich Transaktionen vor und führen sie durch; es werden im Auftrag des Lernenden Content, Services und Produkte gesucht und vermittelt sowie Ressourcen zwischen Benutzern ausgetauscht. - Interaktion: Der virtuelle Tutor agiert in Wechselwirkung mit Benutzern, Agenten und Systemen, um Zustandsveränderungen und Analysen zu erreichen, die dem Benutzer beim Lernen und Arbeiten unmittelbar oder mittelbar dienlich sind. Abbildung 2 zeigt ein mögliches Spektrum von Funktionen virtueller Tutoren auf. In der Realität sind bei diversen pädagogischen Agenten Aktionsmöglichkeiten der Kategorien Information, Kommunikation und Interaktion umgesetzt. Transaktionen der beschriebenen Form sind u.a. wegen der meist fehlenden Fähigkeit zur Mobilität kaum gegeben. Damit wird auf ein Potenzial verzichtet, das gerade im Lernbereich von Interesse wäre. Die Agenten könnten sich ähnlich wie Informations- oder Shopping-Agenten auf die Suche nach Content, Services und Produkten machen und den Lernenden relevante Ressourcen vermitteln. 3 Einen Überblick über die Untersuchungen zu Effekten der Anthropomorphisierung pädagogischer Agenten liefert [Bendel 2003]. 4 Zu den Kategorien und zum Konzept der Aktionsfunktionen vgl. [Back et al. 2001], [Bendel 2002], [Bendel 2003] und [Bendel et al. 2002].

3 Fazit Pädagogische Agenten sind interessante Lösungen zur Wissensvermittlung und zur Unterstützung und Motivierung im Kontext des Lernens. Sie können reale Personen wie Lehrer und Tutoren sinnvoll ergänzen. Bei den Funktionen gibt es insbesondere im Bereich der Transaktion noch Nachholbedarf. Die technischen Mittel sind dafür vorhanden bzw. werden in Kürze zur Verfügung stehen. Für die Zukunft stellen sich vor allem nichttechnische Fragen ganz unterschiedlicher Art: Wie verfährt man, wenn der pädagogische Agent Fehler macht und der Lernende dadurch Nachteile erleidet? Wie vermeidet man, dass noch mehr soziale Kontakte durch die Kommunikation mit Maschinen ersetzt werden? Welches Wissen über den Lernenden soll der Agent an andere weitergeben? Wie verzahnt man die Aktivitäten von menschlichen und virtuellen Begleitern? Interdisziplinäre Teams sollten auch auf diese Fragen tragfähige Antworten finden können. Abb. 2: Mögliche Funktionen virtueller Tutoren

4 Literaturverzeichnis [Back et al. 2001] Back, Andrea, Oliver Bendel, Daniel Stoller-Schai. E-Learning im Unternehmen: Grundlagen - Strategien - Methoden - Technologien. Zürich [Bendel 2002] Bendel, Oliver. Pädagogische Agenten im Corporate E-Learning. In: Neumann, Reiner, Ralf Nacke, Alexander Ross (Hg.). Corporate E-Learning: Strategien, Märkte, Anwendungen. Wiesbaden S [Bendel 2003] Bendel, Oliver. Pädagogische Agenten im Corporate E-Learning. Dissertation. St. Gallen [Bendel et al. 2002] Bendel, Oliver, Katharina Schnöring, Andrea Back. Potenziale pädagogischer Agenten. Arbeitsberichte des Learning Center der Universität St. Gallen 2 (2002) 1. [Johnson et al. 2000] Johnson, W. Lewis, Jeff W. Rickel, James C. Lester. Animated Pedagogical Agents: Face-to-Face Interaction in Interactive Learning Environments. In: International Journal of Artificial Intelligence in Education, 11 (2000). S Links CARTE, ein Teil des Information Sciences Institute an der University of Southern California, ist eine der führenden Forschungseinrichtungen im Bereich pädagogischer Agenten und hat u.a. Steve und Adele hervorgebracht. Das Department of Computer Science der North Carolina State University ist ebenfalls sehr aktiv in Bezug auf virtuelle Tutoren. Zu seinen bekanntesten Entwicklungen gehören Herman the Bug und Cosmo. Extempo Systems wurde von der Stanford-Professorin Barbara Hayes-Roth gegründet. Das Unternehmen hat virtuelle Tutoren und Charaktere für Rollenspiele im Angebot. Das Unternehmen mit Sitz in Hongkong arbeitet seit Jahren an und mit virtuellen Charakteren. Im Mittelpunkt des Lernprogramms Einstein steht Einstein selbst, als virtuelle Wiedergeburt. Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Saarbrücken ist seit Jahren in Sachen Agenten unterwegs und hat auch immer wieder Ausflüge in den Lernbereich unternommen.

5 Autor Dr. Oliver Bendel hat im Erststudium Germanistik und Philosophie, im Zweitstudium Informationswissenschaft studiert. Zunächst war er in einem Telematikinstitut in Deutschland als persönlicher Assistent der Geschäftsleitung und Projektleiter tätig. Dann wechselte er an das Learning Center des Instituts für Wirtschaftsinformatik der Universität St. Gallen. Als Projektleiter des Forschungsbereichs führte er zahlreiche Projekte mit Unternehmen und öffentlichen Einrichtungen durch. Parallel promovierte er über pädagogische Agenten. Wichtige Buchpublikationen sind Die Mondlandung des Internet (mit Prof. Dr. Rainer Kuhlen) aus dem Jahre 1998 und E-Learning im Unternehmen (mit Prof. Dr. Andrea Back und Dr. Daniel Stoller-Schai) von Der vorliegende Artikel wurde in der Zeitschrift bulletin (Organ der asut und von SwissICT), 4/2003, S veröffentlicht. Dr. Oliver Bendel arbeitet seit 1. Oktober 2003 am Fraunhofer-Institut für Software- und Systemtechnik ISST in Dortmund.